建筑電氣控制

建筑電氣控制第1頁/共97頁1.1電磁式低壓電器的基本知識(shí)主電路：開關(guān)、熔斷器、接觸器（主觸點(diǎn)）等電器元件組成，控制電動(dòng)機(jī)的接通、斷開線路，電流較大；控制電路：主令電器、接觸器（線圈、輔助觸點(diǎn)）和繼電器等電器元件組成，控制電路的作用是根據(jù)操作指令，依照自動(dòng)控制系統(tǒng)的規(guī)律和具體的工藝要求對(duì)主電路系統(tǒng)進(jìn)行控制，電流較小，線路復(fù)雜。第2頁/共97頁低壓電器的定義：根據(jù)使用要求及控制信號(hào)，通過一個(gè)或者多個(gè)器件組合，能手動(dòng)或自動(dòng)分合額定電壓在直流1200V，交流1500V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)等作用的基本器件。第3頁/共97頁低壓電器的作用控制作用：如電梯轎廂的上下移動(dòng)、快慢速自動(dòng)切換與自動(dòng)平層動(dòng)作的完成。

檢測作用：利用儀表及與之相適應(yīng)的電器，對(duì)設(shè)備、電網(wǎng)或其他非電參數(shù)進(jìn)行測量，如電壓、功率、轉(zhuǎn)速、溫度、濕度等。保護(hù)作用：能根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)，對(duì)設(shè)備、環(huán)境以及人身實(shí)行自動(dòng)保護(hù)，如電機(jī)過熱以及漏電保護(hù)等。第4頁/共97頁轉(zhuǎn)換作用：在用電設(shè)備之間轉(zhuǎn)換或?qū)Φ蛪弘娖?、控制電路分時(shí)投入運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)功能切換，如勵(lì)磁裝置手動(dòng)與自動(dòng)的轉(zhuǎn)換，供電系統(tǒng)的市電與自備電源的切換等。指示作用：利用低壓電器的控制、保護(hù)等功能，檢測出設(shè)備運(yùn)行狀況與電氣電路工作情況，如絕緣檢測、保護(hù)掉牌指示等。調(diào)節(jié)作用：低壓電器可對(duì)一些電量和非電量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足用戶的要求，如柴油機(jī)油門的調(diào)整、房間溫濕度的調(diào)整、建筑物照度的自動(dòng)調(diào)節(jié)等。第5頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類1、按用途及控制對(duì)象分類：配電電器和控制電器配電電器：主要用于低壓配電系統(tǒng)中，要求系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)準(zhǔn)確動(dòng)作、可靠工作，在規(guī)定條件下具有相應(yīng)的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，使電器不會(huì)被損壞。常用的配電電器有刀開關(guān)、熔斷器、斷路器等。控制電器：主要用于電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中，要求壽命長、體積小、質(zhì)量輕且動(dòng)作迅速、準(zhǔn)確、可靠。常用的控制電器有接觸器、繼電器、啟動(dòng)器、主令電器、電磁鐵等。

第6頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類2、按動(dòng)作方式分類：自動(dòng)電器和手動(dòng)電器自動(dòng)電器：依靠自身參數(shù)的變化或外來信號(hào)的作用，自動(dòng)完成接通或分?jǐn)嗟葎?dòng)作，如接觸器、繼電器等。手動(dòng)電器：用手動(dòng)操作來進(jìn)行切換的電器，如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕等。第7頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類3、按觸點(diǎn)類型分類：有觸點(diǎn)電器和無觸點(diǎn)電器有觸點(diǎn)電器：利用觸點(diǎn)的接通和分?jǐn)鄟砬袚Q電路，如接觸器、刀開關(guān)、按鈕等。無觸點(diǎn)電器：無可分離的觸點(diǎn)，主要利用電子元件的開關(guān)效應(yīng)，即導(dǎo)通和截止來實(shí)現(xiàn)電路的通、斷控制，如接近開關(guān)、霍爾開關(guān)、電子式時(shí)間繼電器、固態(tài)繼電器等。第8頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類4、按工作原理分類：電磁式電器和非電磁式電器電磁式電器：根據(jù)電磁感應(yīng)原理動(dòng)作的電器，如接觸器、繼電器、電磁鐵等。非電磁式電器：依靠外力或非電量信號(hào)（如速度、壓力、溫度等）的變化而動(dòng)作的電器，如轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等。第9頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類5、按低壓電器型號(hào)分類：為了便于了解文字符號(hào)和各種低壓電器的特點(diǎn)，采用我國（國產(chǎn)低壓電器產(chǎn)品型號(hào)編制辦法）（JB2930-81.10）的分類方法，將低壓電器分為13個(gè)大類，每個(gè)大類用一位漢語拼音首字母作為該產(chǎn)品型號(hào)的首字母，第二位漢語拼音字母表示該類電器的各種形式。第10頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類刀開關(guān)H：HS為雙投式刀開關(guān)，HZ為組合開關(guān)。熔斷器R：RC為瓷插式熔斷器，RM密封式熔斷器。斷路器D：DW為萬能式斷路器，DZ塑殼式斷路器?？刂破鱇：KT為凸輪控制器，KG為鼓型控制器。接觸器C：CJ為交流接觸器，CZ直流接觸器。啟動(dòng)器Q：QJ為自藕變壓器降壓啟動(dòng)器，QX星三角啟動(dòng)器。第11頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類控制繼電器J：JR為熱繼電器，JS為時(shí)間繼電器。主令電器L：LA為按鈕，LX為行程開關(guān)。斷路器D：DW為萬能式斷路器，DZ塑殼式斷路器。電阻器Z：ZG為管型電阻器，ZT為鑄鐵電阻器。變阻器B：BP為頻敏變阻器，BT為啟動(dòng)調(diào)速變阻器。調(diào)整器T：TD為單項(xiàng)調(diào)壓器，TS為三相調(diào)壓器。第12頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類電磁鐵M：MY為液壓電磁鐵，MZ為制動(dòng)電磁鐵。其他A：AD為信號(hào)燈，AL為電鈴。第13頁/共97頁1.1.2.1、電磁機(jī)構(gòu)1.電磁機(jī)構(gòu)——將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作。

組成

原理：線圈通入電流，產(chǎn)生磁場，經(jīng)鐵芯、銜鐵和氣隙形成回路，產(chǎn)生電磁力，將銜鐵吸向鐵芯。

鐵芯銜鐵線圈1.1.2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理交流：硅鋼片疊加直流：整塊鑄鐵或鑄鋼直動(dòng)式轉(zhuǎn)動(dòng)式電壓線圈：并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)。電流線圈：串聯(lián)在電路中，匝數(shù)少、導(dǎo)線粗。交流線圈：短而粗，有骨架。直流線圈：細(xì)而長，無骨架。第14頁/共97頁1.1.2.1、電磁機(jī)構(gòu)2.短路環(huán)——減小銜鐵吸合時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。1.1.2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第15頁/共97頁1.1.2.2觸頭及滅弧系統(tǒng)3.觸頭系統(tǒng)——通過觸頭的開合控制電路通、斷。

類型

材料：一般采用銅材料制成；對(duì)于小容量電器常用銀質(zhì)材料制成橋式觸頭指形觸頭1.1.2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第16頁/共97頁1.1.2.2觸頭及滅弧系統(tǒng)3.滅弧系統(tǒng)

電弧：開關(guān)電器切斷電流電路時(shí)，觸頭間電壓大于

10V，電流超過80mA時(shí)，觸頭間會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色的光柱，即電弧。

電弧的危害：

延長了切斷故障的時(shí)間；

高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞；

形成飛弧造成電源短路事故。

滅弧措施：吹弧、拉弧、長弧割短弧、多斷口滅弧、利用介質(zhì)滅弧、改善觸頭表面材料。1.1.2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第17頁/共97頁1.2開關(guān)電器1.2.1刀開關(guān)

作用：隔離電源，不頻繁通斷電路

分類：

按刀的級(jí)數(shù)分:單極、雙極和三極

按滅弧裝置分：帶滅弧裝置和不帶滅弧裝置

按刀的轉(zhuǎn)換方向分為：單擲和雙擲

按接線方式分為：板前接線和板后接線

按操作方式分為：手柄操作和遠(yuǎn)距離聯(lián)桿操作

按有無熔斷器分：帶熔斷器和不帶熔斷器第18頁/共97頁第19頁/共97頁第20頁/共97頁1.2.1、刀開關(guān)低壓隔離開關(guān)(又叫刀開關(guān))結(jié)構(gòu)上都比較簡單，由動(dòng)觸頭、靜觸頭、操作手柄、連桿及底座構(gòu)成。動(dòng)觸頭接電源，靜觸頭接負(fù)荷，觸頭分開時(shí)有明顯的斷開點(diǎn)，在電路中主要起隔離電源的作用。低壓刀開關(guān)在實(shí)際應(yīng)用中一般與低壓斷路器串聯(lián)使用。為了保證操作時(shí)的安全，由斷路器承擔(dān)接通或斷開負(fù)載的作用，由刀開關(guān)承擔(dān)隔離電源的作用。在停電操作時(shí)先拉開斷路器，后拉開刀開關(guān)；送電操作時(shí)，先合上刀開關(guān)，后合斷路器。

1.2開關(guān)電器第21頁/共97頁1.2.1、刀開關(guān)1.開關(guān)板用刀開關(guān)（不帶熔斷器式刀開關(guān)）

作用：不頻繁地手動(dòng)接通、斷開電路和隔離電源用。

結(jié)構(gòu)圖和符號(hào)：QS1.2開關(guān)電器第22頁/共97頁1.2開關(guān)電器1.2.1、刀開關(guān)2.帶熔斷器式刀開關(guān)——用作電源開關(guān)、隔離開關(guān)和應(yīng)急開關(guān)，并作電路保護(hù)用。第23頁/共97頁第24頁/共97頁第25頁/共97頁第26頁/共97頁第27頁/共97頁第28頁/共97頁第29頁/共97頁第30頁/共97頁第31頁/共97頁第32頁/共97頁第33頁/共97頁第34頁/共97頁第35頁/共97頁1.2開關(guān)電器第36頁/共97頁1.2.2、組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)）

結(jié)構(gòu)：靜觸頭一端固定在膠木盒內(nèi)，另一端伸出盒外，與電源或負(fù)載相連。動(dòng)觸片套在絕緣方桿上，絕緣方軸每次作90°正或反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)靜觸頭通。

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，安裝面積小，操作方便。

用途：電源的引入開關(guān)；通斷小電流電路；控制５ＫＷ以下電動(dòng)機(jī)。1.2開關(guān)電器第37頁/共97頁（a）外形（b）符號(hào)（c)結(jié)構(gòu)第38頁/共97頁第39頁/共97頁1.2.3、負(fù)荷開關(guān)作用：隔離電源或直接啟動(dòng)小容量籠式異步電動(dòng)機(jī)(2)封閉式負(fù)荷開關(guān)（鐵殼開關(guān)）

作用：手動(dòng)通斷電路及短路保護(hù)。1.2開關(guān)電器第40頁/共97頁第41頁/共97頁1.2.4、低壓斷路器(自動(dòng)空氣開關(guān))

功能：不頻繁通斷電路，并能在電路過載、短路及失壓時(shí)自動(dòng)分?jǐn)嚯娐贰?/p>

特點(diǎn)：操作安全，分?jǐn)嗄芰^高。

分類：框架式（萬能式）和塑殼式（裝置式）

結(jié)構(gòu)：觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。1.2開關(guān)電器第42頁/共97頁萬能式低壓斷路器結(jié)構(gòu)圖第43頁/共97頁第44頁/共97頁第45頁/共97頁第46頁/共97頁第47頁/共97頁第48頁/共97頁塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵(lì)脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器

7．按鈕第49頁/共97頁塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵(lì)脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器7．按鈕線路短路或嚴(yán)重過載保護(hù)第50頁/共97頁塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵(lì)脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器7．按鈕遠(yuǎn)距離跳閘，對(duì)電路不起保護(hù)作用第51頁/共97頁塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵(lì)脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器7．按鈕線路過載保護(hù)第52頁/共97頁塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵(lì)脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器

7．按鈕電動(dòng)機(jī)的失壓保護(hù)第53頁/共97頁第54頁/共97頁第55頁/共97頁觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭

常開觸頭（動(dòng)合觸頭）常閉觸頭（動(dòng)斷觸頭）電磁系統(tǒng)：動(dòng)、靜鐵芯，吸引線圈和反作用彈簧滅弧系統(tǒng)：滅弧罩及滅弧柵片滅弧第三節(jié)接觸器1．結(jié)構(gòu)

一、交流接觸器

第56頁/共97頁第三節(jié)

接觸器交流接觸器結(jié)構(gòu)圖主觸頭常閉輔助觸頭常開輔助觸頭靜鐵心動(dòng)鐵心吸引線圈滅弧裝置第57頁/共97頁2．工作原理

線圈加額定電壓，銜鐵吸合，常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合；線圈電壓消失，觸頭恢復(fù)常態(tài)。為防止鐵心振動(dòng)，需加短路環(huán)。第三節(jié)

接觸器第58頁/共97頁用途：遠(yuǎn)距離通斷直流電路或控制直流電動(dòng)機(jī)的頻繁起停。結(jié)構(gòu)：電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置。工作原理：與交流接觸器基本相同。第三節(jié)接觸器二、直流接觸器

第59頁/共97頁KM常閉輔助觸點(diǎn)線圈KM主觸點(diǎn)KM常開輔助觸點(diǎn)KM第三節(jié)

接觸器三、接觸器的符號(hào)

第60頁/共97頁額定電壓

交流接觸器：127、220、380、500V直流接觸器：110、220、440V交流接觸器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接觸器：40、80、100、150、250、400、600A額定電流

吸引線圈額定電壓交流接觸器：36、110（127）、220、380V直流接觸器：24、48、220、440V第三節(jié)

接觸器四、接觸器的主要技術(shù)指標(biāo)

第61頁/共97頁

根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的類型；接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定電壓；吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級(jí)一致；額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。第三節(jié)

接觸器四、接觸器的使用選擇原則

第62頁/共97頁作用：控制、放大、聯(lián)鎖、保護(hù)和調(diào)節(jié)分類：按用途分：控制和保護(hù)繼電器按動(dòng)作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動(dòng)式、電子式、機(jī)械式按輸入量分：電流、電壓、時(shí)間、速度、壓力按動(dòng)作時(shí)間分：瞬時(shí)、延時(shí)繼電器特點(diǎn)：額定電流不大于5A第四節(jié)

繼電器第63頁/共97頁一、電流繼電器特點(diǎn)：線圈串接于電路中，導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。分類：過電流繼電器、欠電流繼電器過流電流繼電器欠流電流繼電器第四節(jié)

繼電器第64頁/共97頁欠電流繼電器KAI<KAKA過電流繼電器>IKAKAKA一、電流繼電器第四節(jié)

繼電器第65頁/共97頁動(dòng)作電流Ｉq：使電流繼電器開始動(dòng)作所需的電流值；返回電流Ｉf：電流繼電器動(dòng)作后返回原狀態(tài)時(shí)的電流值；返回系數(shù)Ｋf：返回值與動(dòng)作值之比，Ｋf＝Ｉf/Ｉq。主要技術(shù)指標(biāo)：一、電流繼電器第四節(jié)

繼電器第66頁/共97頁特點(diǎn)：線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)分類：過電壓繼電器和欠電壓繼電器結(jié)構(gòu)原理：與電流繼電器類似欠電壓繼電器KAU<KAKA過電壓繼電器>UKAKAKA二、電壓繼電器第四節(jié)

繼電器第67頁/共97頁

中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器，結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相同。但它的觸點(diǎn)數(shù)量較多，在電路中主要是擴(kuò)展觸點(diǎn)的數(shù)量。另外其觸頭的額定電流較大。

三、中間繼電器第四節(jié)

繼電器第68頁/共97頁作用：電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)利用雙金屬片受熱彎曲去推動(dòng)杠桿使觸頭動(dòng)作利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成利用過載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動(dòng)作四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器型式：雙金屬片式

熱敏電阻式易熔合金式結(jié)構(gòu)：由發(fā)熱元件、雙金屬片和觸頭及動(dòng)作機(jī)構(gòu)等部分組成。第69頁/共97頁四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器a）

外形

b）結(jié)構(gòu)圖

1-電流整定裝置2-主電路接線柱3-復(fù)位按鈕

4-常閉觸頭5-動(dòng)作機(jī)構(gòu)6-熱元件31-常閉觸頭接線柱32-公共動(dòng)觸頭接線柱33-常開觸頭接線柱

雙金屬片式熱繼電器第70頁/共97頁1-1.接線端子2-主雙金屬片3-熱元件4-推動(dòng)導(dǎo)板5-補(bǔ)償雙金屬片

6-常閉觸頭7-常開觸頭8-復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘9-動(dòng)觸頭

110-復(fù)位按鈕11-偏心輪12-支撐件13-彈簧

四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器雙金屬片式熱繼電器原理示意圖第71頁/共97頁四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器第72頁/共97頁使用與選擇使用：作為電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)，注意與熔斷器的配合。選擇：ＩeR≥Ｉed

ＩeR：熱繼電器熱元件的額定電流；Ｉed：電動(dòng)機(jī)的額定電流。四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器第73頁/共97頁作用：按整定時(shí)間長短通斷電路分類：按構(gòu)成原理分：電磁式電動(dòng)式空氣阻尼式晶體管式數(shù)字式按延時(shí)方式分：通電延時(shí)型斷電延時(shí)型

四、時(shí)間繼電器第74頁/共97頁(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)線圈一般符號(hào)(b)通電延時(shí)線圈(c)斷電延時(shí)線圈(d)通電延時(shí)閉合動(dòng)合（常開）觸點(diǎn)(e)通電延時(shí)斷開動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)（f）斷電延時(shí)斷開動(dòng)合（常開）觸點(diǎn)（g）斷電延時(shí)閉合動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)（h）瞬動(dòng)觸點(diǎn)四、時(shí)間繼電器符號(hào)第75頁/共97頁四、時(shí)間繼電器第76頁/共97頁四、時(shí)間繼電器第77頁/共97頁作用：根據(jù)速度的大小通斷電路結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子和觸頭原理：與異步電動(dòng)機(jī)類似參數(shù)：動(dòng)作轉(zhuǎn)速：>120rpm

復(fù)位轉(zhuǎn)速：<100rpm五、速度繼電器第78頁/共97頁定子---由硅鋼片迭成籠型空心圓環(huán)套在轉(zhuǎn)子上，裝有鼠籠型短路繞組。符號(hào)五、速度繼電器轉(zhuǎn)子---圓