程勇電工技術(shù)教材公共：模塊七課件

模塊七低壓電器與繼電接觸控制

【任務(wù)一】常用低壓電器介紹【任務(wù)二】繼電接觸控制器課題低壓電器與繼電接觸控制情境引入熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖演示器件起子、尖嘴鉗、萬用表等演示人教師觀察、記錄、引發(fā)疑問（學(xué)生填寫）拆裝電氣檢測問題學(xué)會(huì)拆裝并觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。檢測各觸點(diǎn)的電氣性能。1.2.3.…學(xué)習(xí)任務(wù)1.熱繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.熱繼電器的工作原理3.熱繼電器各觸點(diǎn)的動(dòng)作情況4.熱繼電器的作用【學(xué)習(xí)情境】熱繼電器課題低壓電器與繼電接觸控制

【任務(wù)一】常用低壓電器介紹【知識(shí)鏈接1】低壓電器的分類與命名定義：根據(jù)使用要求及控制信號(hào)，通過一個(gè)或多個(gè)器件組合，能手動(dòng)或自動(dòng)分合額定電壓在直流DC1200V、交流AC1500V及以下的電路，以實(shí)現(xiàn)電路中被控制對(duì)象的控制、調(diào)節(jié)、變換、檢測、保護(hù)等作用的基本件稱為低壓電器。

2．低壓電器的型號(hào)命名低壓電器產(chǎn)品有各種各樣的結(jié)構(gòu)和用途，每一種類型產(chǎn)品都有它的型號(hào)，產(chǎn)品全型號(hào)及含義如下：其中：1——類組代號(hào)，用漢語拼音字母表示。類組代號(hào)有兩個(gè)字母，第一個(gè)表示類別，第二個(gè)表示用途、性能和型式。2——設(shè)計(jì)代號(hào)（用數(shù)字表示，位數(shù)不限，其中二位及三位以上的首位為“9”表示為船用、“8”表示為防爆用、“7”表示為紡織用、“6”表示為農(nóng)用、“5”表示為化工用）。32146573——特殊派生代號(hào)（用漢語拼音字母表示，一位），表示全系列在特殊情況下變化的特征，一般情況無此代號(hào)4——基本規(guī)格代號(hào)（用數(shù)字表示，位數(shù)不限）。5——品種派生代號(hào)（用漢語拼音字母表示，一位），表示系列內(nèi)個(gè)別變化的特征。6——輔助規(guī)格代號(hào)（用數(shù)字表示，位數(shù)不限）。7——特殊環(huán)境條件派生代號(hào)。例如：CJ20-250表示額定工作電流250A的交流接觸器。

【知識(shí)鏈接2】低壓開關(guān)簡介1．閘刀開關(guān)1）HK系列閘刀開關(guān)外形及電路符號(hào)如圖7-1所示。它由刀開關(guān)和熔斷器組合而成（也稱負(fù)荷開關(guān)），均裝在瓷底版上。圖7-1閘刀開關(guān)外形及電路符號(hào)

2．組合開關(guān)HK1）組合開關(guān)的結(jié)構(gòu)和外形組合開關(guān)由于可以實(shí)現(xiàn)多組觸點(diǎn)組合而得名，實(shí)際上是一種轉(zhuǎn)換開關(guān)。它由開關(guān)的動(dòng)觸片和靜觸片分別裝在數(shù)層成型的膠木絕緣墊板內(nèi)，動(dòng)觸片套在附有手柄的方型絕緣轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，便帶動(dòng)動(dòng)觸片與靜觸片接通或分離，達(dá)到接通和分?jǐn)嚯娐返哪康?。LW6-3型萬能開關(guān)雖屬于主令電器，但在許多場合與組合開關(guān)可以互換使用。2）組合開關(guān)的主要用途組合開關(guān)廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備中，作為頻繁接通和分?jǐn)嚯娐贰Q接電源和負(fù)載、測量三相電壓以及控制小容量異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、換相等用的開關(guān)。3）組合開關(guān)的選用組合開關(guān)根據(jù)電源種類、電壓等級(jí)、所需觸點(diǎn)數(shù)、接線方式進(jìn)行選擇。直接控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停止時(shí)，開關(guān)的額定電流一般選取電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5-2.5倍。其外形如圖7-2所示。

圖7-2萬能開關(guān)、組合開關(guān)

【知識(shí)鏈接3】主令電器簡介主令電器是在自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)出指令或信號(hào)的操縱電器。主要用來切換控制電路，使電路接通或分?jǐn)?，?shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的各種控制，以滿足機(jī)械生產(chǎn)的要求。常用的主令電器有：按鈕開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、位置開關(guān)、主令控制器以及信號(hào)燈等。1．按紐開關(guān)1）按紐開關(guān)的結(jié)構(gòu)、外形及電路符號(hào)按鈕開關(guān)由按鈕帽、復(fù)位彈簧、動(dòng)觸點(diǎn)、常閉靜觸點(diǎn)和常開靜觸點(diǎn)、外殼及支持連接部分等組成。將按鈕帽按下，動(dòng)觸點(diǎn)就向下移動(dòng)，先脫離常閉靜觸點(diǎn)，然后同常開靜觸點(diǎn)接觸。當(dāng)操作人員的手指離開按鈕帽以后，在復(fù)位彈簧作用下，動(dòng)觸點(diǎn)又向上運(yùn)動(dòng)，恢復(fù)原來的位置。在恢復(fù)過程中，先是常開觸點(diǎn)分?jǐn)?，然后是常閉觸點(diǎn)閉合。按鈕開關(guān)外形及電路符號(hào)如圖7-3所示。

2．行程開關(guān)與接近開關(guān)1）行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)、外形及電路符號(hào)行程開關(guān)又叫限位開關(guān)，其作用與按鈕開關(guān)相同，只是其觸點(diǎn)的動(dòng)作不是靠手動(dòng)操作，而是利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件上的擋鐵碰撞其滾輪使觸點(diǎn)動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嗄承╇娐罚怪_(dá)到一定的控制要求。接近開關(guān)又稱無觸頭行程開關(guān)，是以不直接接觸的方式進(jìn)行控制的一種位置開關(guān)，用作機(jī)床自動(dòng)線等各種機(jī)械設(shè)備定位控制。如圖7-4所示為行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)、外形及電路符號(hào)。2）行程開關(guān)的主要用途行程開關(guān)主要用于將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，用來控制機(jī)械動(dòng)作或用作程序控制。接近開關(guān)具有行程控制和限位保護(hù)的作用；是一種非接觸型的檢測裝置。3）行程開關(guān)的選用（1）根據(jù)應(yīng)用場合及控制對(duì)象選擇種類：一般用行程開關(guān)還是起重用行程開關(guān)。（2）根據(jù)機(jī)械與行程開關(guān)的傳動(dòng)力與位移關(guān)系選擇合適的操作頭形式及應(yīng)答距離。（3）根據(jù)安裝環(huán)境選擇防護(hù)形式：如開啟式還是保護(hù)式。（4）根據(jù)控制回路的電壓和電流及所要求觸點(diǎn)數(shù)量選擇行程開關(guān)的電參數(shù)。

【知識(shí)鏈接4】熔斷器簡介1．熔斷器的結(jié)構(gòu)、外形及電路符號(hào)熔斷器主要由熔體、熔管、填料、蓋板、接線端、指示器和底座等組成。常用的類型有瓷插式熔斷器、螺旋式熔斷器、無填料封閉管式熔斷器、有填料封閉管式熔斷器、自復(fù)式熔斷器和高分辨能力熔斷器等。外形及電路符號(hào)如圖7-5所示。2．熔斷器的主要用途熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中，主要用作短路保護(hù)，是單臺(tái)電氣設(shè)備的重要保護(hù)元件之一。熔斷器串聯(lián)于被保護(hù)的電路中，當(dāng)通過它的電流超過規(guī)定值一定時(shí)間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體自動(dòng)熔斷，從而切斷電路，起到保護(hù)作用。3．熔斷器的選用（1）根據(jù)使用環(huán)境和負(fù)載性質(zhì)選擇適當(dāng)類型的熔斷器。（2）熔斷器額定電壓必須大于或等于電路的額定電壓。

（3）熔斷器的額定電流必須大于或等于電路所裝熔體的額定電流。（4）熔斷器的分?jǐn)嗄芰?yīng)大于或等于電路可能出現(xiàn)的最大短路電流。（5）熔斷器在電路中上、下兩極的配合應(yīng)有利于實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。4．熔體額定電流的選擇（1）對(duì)于電負(fù)載的短路電流保護(hù)，熔體額定電流應(yīng)等于或略大于電路的工作電流。（2）對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載，應(yīng)按下式計(jì)算：單臺(tái)電動(dòng)機(jī)：

式中，為電動(dòng)機(jī)額定電流。

多臺(tái)電動(dòng)機(jī)：式中，為容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流；為其余電動(dòng)機(jī)額定電流的總和。圖7-5熔斷器的外形及電路符號(hào)圖7-6CJ系列交流接觸器外形及結(jié)構(gòu)圖2．交流接觸器的主要用途交流接觸器是一種適用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通和分?jǐn)嘟涣麟娐返碾娖?。其主要控制?duì)象是電動(dòng)機(jī)，也可用于控制其他負(fù)載如電焊機(jī)、電容器組、電熱裝置、照明設(shè)備等。接觸器具有操作頻率高、使用壽命長、工作可靠、性能穩(wěn)定、維修簡便等優(yōu)點(diǎn)，是用途廣泛的控制電器之一。2134C主觸頭數(shù)主觸頭額定電流（A）設(shè)計(jì)序號(hào)數(shù)類別：J—交流，Z—直流接觸器3．交流接觸器的命名例如：CJ10-20表示主觸頭額定電流為20A的交流接觸器（主觸頭數(shù)未表示）。

5．交流接觸器的工作原理1）電磁系統(tǒng)電磁系統(tǒng)是用來控制觸頭閉合與分?jǐn)啵删€圈、動(dòng)磁芯和靜磁芯構(gòu)成。交流接觸器的磁芯一般由硅鋼片疊壓而成，以減少交變磁場在鐵芯中產(chǎn)生的渦流及磁滯損耗，避免鐵芯過熱。交流接觸器的鐵芯上裝有一個(gè)短路銅環(huán)，又稱減振環(huán)，如圖7-7所示。短路環(huán)的作用是減少交流接觸器吸合時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和躁聲。當(dāng)電磁線圈通有交流電時(shí)，在鐵芯上產(chǎn)生的是交變的磁通，所以它的銜鐵的吸力也是交變的，當(dāng)磁通經(jīng)過零值時(shí)，鐵芯對(duì)銜鐵的吸力也為零，銜鐵在彈簧的反作用力的作用下有釋放的趨勢。這樣，銜鐵不能被鐵芯牢牢吸住，就在鐵芯上振動(dòng)，發(fā)出躁聲。久而久之，鐵芯與銜鐵極易磨損，造成觸頭接觸不良，并產(chǎn)生電弧火花灼傷觸頭。同時(shí)，躁聲還容易使人感到疲勞。為了消除這一現(xiàn)象，在鐵芯柱端面上嵌裝一個(gè)短路銅環(huán)。此短路銅環(huán)相當(dāng)于變壓器的次級(jí)繞組，當(dāng)電磁線圈通入交流電后，線圈電流產(chǎn)生磁通，短路環(huán)中的感應(yīng)電流產(chǎn)生磁通。由于感應(yīng)電流比相位落后，所以的相位比落后，這樣，在磁通經(jīng)過零值時(shí)，不為零而產(chǎn)生吸力，吸住銜鐵，使銜鐵始終被鐵芯緊緊吸住，振動(dòng)和躁聲會(huì)顯著減少。氣隙愈小，短路環(huán)的作用愈大，振動(dòng)和躁聲就愈小。圖7-7交流接觸器鐵芯上的短路環(huán)2）觸頭系統(tǒng)

接觸器的觸頭分為兩類，主觸頭和輔助觸頭。中小容量的交、直流接觸器主、輔觸頭一般都采用直動(dòng)式雙橋式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大容量的主觸頭采用轉(zhuǎn)動(dòng)式單斷點(diǎn)指型觸頭。交流接觸器的主觸頭起到接通和斷開大電流的主電路的作用，輔助觸頭用于接通和斷開小電流的二次控制電路的作用。觸頭導(dǎo)電要求性能良好、不易氧化、壽命長，所以，觸頭通常用紫銅做成。但是紫銅的表面容易氧化而生成一層不良導(dǎo)體（氧化銅）。由于銀合金的接觸電阻小，表面氧化物對(duì)接觸電阻影響小，所以銀合金是制作觸頭的首選材料。按形狀不同，電磁觸頭系統(tǒng)可分為雙斷點(diǎn)橋式觸頭和單斷點(diǎn)指型觸頭，如圖7-8所示。其中，7-8（a）、7-8（b）屬于雙斷點(diǎn)橋式觸頭。3）滅弧裝置交流接觸器在分?jǐn)啻箅娏骰蚋唠妷弘娐窌r(shí)，在動(dòng)靜觸頭之間會(huì)產(chǎn)生電弧。電弧會(huì)發(fā)光發(fā)熱，灼傷觸頭，同時(shí)使電路切換時(shí)間延長，甚至引起其它事故。因此，必須設(shè)法滅弧交流接觸器常采用下面方法進(jìn)行滅?。簣D7-9電動(dòng)滅弧圖7-10雙斷口滅弧圖-11磁吹滅弧

柵片滅弧縱縫滅弧圖7-12柵片滅弧和縱縫滅弧

【知識(shí)鏈接2】繼電器簡介繼電器是一種根據(jù)電量或非電量的變化接通或斷開控制電路，用以實(shí)現(xiàn)控制和保護(hù)電力拖動(dòng)裝置的電路。繼電器的種類很多，其結(jié)構(gòu)和工作原理也各不相同，但一般來說，都是由承受機(jī)構(gòu)、中間機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三大部分組成。常用的繼電器有中間繼電器、電流繼電器、電壓繼電器、熱繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器、壓力繼電器等。繼電器是用來實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)或線路的保護(hù)及生產(chǎn)過程自動(dòng)化的控制。一般不是直接用來控制主電路，而是通過接觸器或其它電器來對(duì)主電路進(jìn)行控制。1．熱繼電器

熱繼電器是利用電流熱效應(yīng)來推動(dòng)動(dòng)作機(jī)構(gòu)使觸點(diǎn)系統(tǒng)閉合和分?jǐn)嗟谋Ｗo(hù)電器.主要用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)、斷相保護(hù)及電流不平衡時(shí)的運(yùn)行保護(hù)。1）熱繼電器的結(jié)構(gòu)、外形及電路符號(hào)熱繼電器的種類很多，常用的有JR0、JR16、JR15、JR14、JR9、JR20、JR28、J29、JRS2系列，還有國外引進(jìn)的T系列等。幾種熱繼電器的外形結(jié)如圖7-13所示。圖7-13熱繼電器外形圖、電氣圖形符號(hào)熱繼電器的發(fā)熱元件由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬構(gòu)成，下層金屬膨脹系數(shù)大，上層的膨脹系數(shù)小。當(dāng)主電路中電流超過容許值而使雙金屬片受熱時(shí)，雙金屬片的自由端便向上彎曲超出扣板，扣板在彈簧的拉力下將常閉觸點(diǎn)斷開。觸點(diǎn)是接在電動(dòng)機(jī)的控制電路中的，控制電路斷開便使接觸器的線圈斷電，從而斷開電動(dòng)機(jī)的主電路。熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖

2）熱繼電器的選用（1）根據(jù)負(fù)載性質(zhì)選擇熱繼電器的類型。（2）熱繼電器的額定電流應(yīng)大于或稍大于電動(dòng)機(jī)的額定電流。（3）熱繼電器的整定電流應(yīng)等于0.95-1.05倍的電動(dòng)機(jī)額定電流。（4）對(duì)于三角形聯(lián)結(jié)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，應(yīng)采用三相帶斷相保護(hù)的熱繼電器。（5）對(duì)于三角形聯(lián)結(jié)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)，當(dāng)熱繼電器串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)的相電路中時(shí)，其整定電流應(yīng)等于0.58倍的電動(dòng)機(jī)額定電流。2．時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器是一種利用電磁原理或機(jī)械動(dòng)作原理來延遲觸點(diǎn)閉合或斷開的控制電器，在電路中起控制動(dòng)作時(shí)間的作用，它的種類很多，有電磁式、電動(dòng)式、空氣阻尼式和電子式等。時(shí)間繼電器的外形、電氣圖形符號(hào)和文字符號(hào)如圖7-14所示。時(shí)間繼電器的選用（1）根據(jù)系統(tǒng)的延時(shí)范圍選擇適當(dāng)?shù)南盗泻皖愋汀＃?）根據(jù)控制電路的功能特點(diǎn)選擇相應(yīng)的延時(shí)方式。（3）根據(jù)控制回路的電壓選擇吸引線圈的電壓等級(jí)。（a）JS7-A系列空氣阻尼式時(shí)間繼電器

（b）電子式時(shí)間繼電器斷電延時(shí)線圈通電延時(shí)線圈延時(shí)斷開動(dòng)斷觸點(diǎn)延時(shí)閉合動(dòng)合觸點(diǎn)延時(shí)斷開動(dòng)斷觸點(diǎn)延時(shí)閉合動(dòng)合觸點(diǎn)圖7-14時(shí)間繼電器的外形及電氣符號(hào)圖

【知識(shí)鏈接3】其他控制電器

1．牽引電磁鐵牽引電磁鐵是一種應(yīng)用廣泛的自動(dòng)化元件，用來操作或牽引機(jī)械裝置完成動(dòng)作要求。電磁鐵的基本組成部分是線圈、鐵心和有關(guān)機(jī)械部件。當(dāng)線圈通電后依靠電