第1章電氣控制系統(tǒng)常用器件1課件

1.1電器的基礎(chǔ)知識1.2接觸器1.3繼電器1.4開關(guān)電器1.5熔斷器1.6主令電器1.7信號電器1.8常用執(zhí)行器件1.9常用檢測儀表及安裝附件第一章電氣控制系統(tǒng)常用器件11、電器的定義和分類電器

就是根據(jù)外界施加的信號和要求，能手動或自動地斷開或接通電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)對電或非電對象的切換、控制、檢測、保護、變換和調(diào)節(jié)的電工器械。低壓電器

通常指工作在交流電壓1200V、直流電壓1500V以下的電器，采用電磁原理完成上述功能的低壓電器稱為電磁式低壓電器。電器的基礎(chǔ)知識21電器的定義和分類123456789電器的基礎(chǔ)知識31電器的定義和分類1234567892、電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)電磁式低壓電器最常用的低壓電器結(jié)構(gòu)上，由三個主要部分組成：觸頭、滅弧裝置和電磁機構(gòu)。觸頭觸頭是一切有觸點電器的執(zhí)行部件，它的作用是接通和分斷電路。4電器的基礎(chǔ)知識2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)觸點的三種接觸形式1234567895電器的基礎(chǔ)知識2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)按其所控制的電路可分為主觸頭和輔助觸頭：主觸頭用于接通或斷開主電路允許通過較大的電流；輔助觸頭用于接通或斷開控制電路，只能通過較小的電流。觸頭按其原始狀態(tài)可分為常開觸頭和常閉觸頭：原始狀態(tài)時（即線圈未通電）斷開，線圈通電后閉合的觸頭叫常開觸頭；原始狀態(tài)閉合，線圈通電后斷開的觸頭叫常閉觸頭。（線圈斷電后所有觸頭復(fù)原）1234567896電器的基礎(chǔ)知識2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)123456789電弧的產(chǎn)生和滅弧電?。弘娀∈且环N氣體放電現(xiàn)象。氣體放電：氣體中有大量的帶電質(zhì)點作定向運動。電弧產(chǎn)生的原因：高電場發(fā)射、撞擊電離、熱電子發(fā)射、熱游離。電弧特點：外部有白熾弧光，內(nèi)部有很高的溫度和密度很大的電流。電弧的危害：燒損觸點表面，降低電器的使用壽命,同時延長了電路的分斷時間。如何熄滅電?。焊鶕?jù)上述電弧產(chǎn)生的物理過程可知，欲使電弧熄滅，應(yīng)設(shè)法降低電弧溫度和電場強度，以加強消電離作用。當電離速度低于消電離速度，則電弧熄滅。7電器的基礎(chǔ)知識2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)123456789滅弧裝置用途：用于熄滅觸頭分斷負載電流時產(chǎn)生的電弧。滅弧原理：①迅速拉長電??；②冷卻和去游離法。根據(jù)上述滅弧原則，常用的滅弧裝置有多斷點滅弧、滅弧柵、磁吹式滅弧和滅弧罩四種。多斷點滅弧應(yīng)用于一般交流電器中。在交流接觸器和繼電器中常采用橋式觸頭。交流電壓過零后，若一對斷點處電弧重燃需要150~250V電壓，則兩對斷點就需要300~500V電壓。8電器的基礎(chǔ)知識2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)123456789滅弧柵應(yīng)用于高壓交流電器中。9電器的基礎(chǔ)知識2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)123FII滅弧柵片觸點電弧123456789磁吹式滅弧應(yīng)用于直流電器中。10電器的基礎(chǔ)知識2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)⊙⊙××⊙××⊙××⊙×

×××

×××321456781－吹弧線圈2－絕緣套3－鐵心4－引弧角5－導(dǎo)磁夾板6－滅弧罩7－動觸頭8－靜觸頭I123456789滅弧罩磁吹式滅弧和滅弧柵都帶有滅弧罩，它通常是由耐弧陶土、石棉水泥或耐弧塑料制成。其作用為：（1）分隔各路電弧，防止發(fā)生短路。（2）使電弧與滅弧罩的絕緣壁接觸，使電弧迅速冷卻而熄滅。11電器的基礎(chǔ)知識3電磁式低壓電器的基本原理3、電磁式低壓電器的基本原理123456789電磁機構(gòu)作用：電磁機構(gòu)是電磁式低壓電器的感測部件，它的作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機械能量，帶動觸頭動作使之閉合或斷開，從而實現(xiàn)電路的接通或分斷。12電器的基礎(chǔ)知識3電磁式低壓電器的基本原理123456789電器的基礎(chǔ)知識133電磁式低壓電器的基本原理勵磁線圈激磁線圈的作用：將電能轉(zhuǎn)換為磁場能量。激磁線圈的分類：按線圈在電路中的連接方式分：串聯(lián)線圈并聯(lián)線圈按通入激磁線圈的電流種類分：直流線圈交流線圈直流線圈：線圈中通入的是直流電。由直流線圈組成的電磁機構(gòu)叫直流電磁機構(gòu)。也叫直流電磁鐵。交流線圈：線圈中通入的是交流電。由交流線圈組成的電磁機構(gòu)叫交流電磁機構(gòu)。也叫交流電磁鐵。123456789結(jié)構(gòu)：14電器的基礎(chǔ)知識3電磁式低壓電器的基本原理11、銜鐵；2、鐵心；3、線圈工作原理吸力特性：電磁機構(gòu)使銜鐵吸合的力（F）與氣隙長度（δ）的關(guān)系曲線稱為吸力特性。反力特性：電磁機構(gòu)使銜鐵釋放（復(fù)位）的力（F）與氣隙長度（δ）的關(guān)系曲線稱為反力特性。123456789電器的基礎(chǔ)知識153電磁式低壓電器的基本原理1、直流電磁機構(gòu)的吸力特性：F與δ的平方成反比－雙曲線。2、交流電磁機構(gòu)的吸力特性：F與δ無關(guān)。3、反力特性：吸力大于反力時（δ2處），反力陡增。電磁機構(gòu)使銜鐵釋放的力主要是彈簧的反力。δ1為電磁機構(gòu)氣隙的初始值。δ2為動、靜觸頭開始接觸時的氣隙長度。反力特性在δ2處有一突變。123456789電器的基礎(chǔ)知識163電磁式低壓電器的基本原理單相交流電磁機構(gòu)短路環(huán)的作用噪聲和振動的產(chǎn)生：電磁機構(gòu)在工作中始終受到反力的作用。由于交流磁通過零時吸力也為零，吸合后的銜鐵在反力作用下被拉開。磁通過零后吸力增大，當吸力大于反力時銜鐵又被吸合。如此周而復(fù)始，使銜鐵產(chǎn)生強烈的振動并發(fā)出噪聲，甚至使鐵心松散。解決辦法：加短路環(huán)。1-銜鐵2-鐵心3-線圈4-短路環(huán)Φ1為不穿過短路環(huán)的磁通。Φ2為原磁通與短路環(huán)中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通的疊加，且相位上Φ2滯后Φ1。123456789電器的基礎(chǔ)知識173電磁式低壓電器的基本原理電磁機構(gòu)的吸力F為Φ1產(chǎn)生的吸力F1和Φ2產(chǎn)生的吸力F2的疊加。此時合力始終大于反力Fr。123456789電器的基礎(chǔ)知識183電磁式低壓電器的基本原理電磁機構(gòu)的輸入輸出特性電磁機構(gòu)激磁線圈的電壓（或電流）為其輸入量x，銜鐵的位置為其輸出量y，x與y的關(guān)系稱為輸入輸出特性。x2為使吸力特性處于反力特性上方的最小輸入量。電磁式電器工作原理的實質(zhì)x1為使吸力特性處于反力特性下方的最大輸入量。合上開關(guān)SF后，線圈通電銜鐵吸合，從而帶動觸點動作，使得指示燈PG通電點亮。123456789定義：接觸器是利用電磁吸力頻繁的遠距離接通或分斷電動機電路或其他負載主電路的電磁式自動控制電器。

用途接觸器最主要的用途是控制電動機的啟動、反轉(zhuǎn)、制動和調(diào)速等。它具有低電壓釋放保護功能，具有比工作電流大數(shù)倍乃至幾十倍的接通和分斷能力，但不能分斷短路電流。它是一種執(zhí)行電器。

分類接觸器種類很多，按驅(qū)動力不同可分為電磁式、氣動式和液壓式。按接觸器主觸點控制的電路中電流種類分為交流接觸器和直流接觸器兩種。按其主觸點的極數(shù)（即主觸點的個數(shù)）來分有單極、雙極、三極、四極和五極等多種。19接觸器1234567891接觸器的定義用途和分類接觸器的結(jié)構(gòu)如圖示為交流接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖，它由以下五個部分組成。

電磁機構(gòu)其作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機械能，帶動觸點使之閉合或斷開。電磁機構(gòu)由電磁線圈、（靜）鐵心、銜鐵（動鐵心）三部分組成。

滅弧裝置直流接觸器和電流在20A以上的交流接觸器均裝有滅弧罩，有的還帶有柵片或磁吹滅弧裝置。20接觸器1234567892接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理

主觸點和輔助觸點

主觸點的作用：用來接通或分斷電動機電路或其他負載主電路。

輔助觸點的作用：在控制電路中起聯(lián)動作用，控制其它電器工作。

反力裝置該裝置由釋放彈簧和觸點彈簧組成。

支架和底座它用于接觸器的固定和安裝。21接觸器1234567892接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理接觸器的工作原理當電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作：常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動的；當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放使觸頭復(fù)原：常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合。22接觸器1234567892接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理KM為接觸器的舊國標，在新國標中已將接觸器和斷路器的文字符號統(tǒng)一為QA23接觸器1234567893接觸器的圖形和文字符號KM常閉輔助觸點線圈KM主觸點KM常開輔助觸點KM(QA)(QA)(QA)(QA)24接觸器1234567893接觸器的圖形和文字符號接觸器的型號與含義25接觸器1234567894接觸器的技術(shù)參數(shù)額定電壓

交流接觸器：220、380、660V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：同交流接觸器額定電流

激磁線圈額定電壓交流接觸器：36、110（127）、220、380V直流接觸器：24、48、220、440V26接觸器1234567894接觸器的技術(shù)參數(shù)其他技術(shù)參數(shù)機械壽命（1000萬次以上）與電氣壽命（100萬次以上）操作頻率：每小時的操作次數(shù)一般：300次/h、600次/h（交流）、1200次/h（直流）接通與分斷能力：可靠接通和分斷的電流值。接通時：主觸點不應(yīng)發(fā)生熔焊。分斷時：主觸點不應(yīng)發(fā)生長時間燃弧。27接觸器1234567895接觸器的使用類別交流接觸器使用類別：AC1：接通和分斷額定電流；AC2：接通和分斷4倍的額定電流；AC3：接通6倍的額定電流；分斷額定電流；AC4：接通和分斷6倍的額定電流。直流接觸器使用類別：DC1：接通和分斷額定電流；DC3：接通和分斷4倍的額定電流；DC5：接通和分斷4倍的額定電流。類型的選擇：直流或交流接觸器主觸點額定電壓的選擇：大于等于負載額定電壓。主觸點額定電流的選擇：大于等于負載額定電流。28接觸器1234567896接觸器的選擇

根據(jù)電路中負載電流的種類選擇接觸器的使用類別；是直流還是交流接觸器。接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負載回路的額定電壓；

額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。激磁線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級一致；29繼電器1234567891繼電器的定義與分類定義(作用)：繼電器是根據(jù)某種輸入信號來接通或斷開小電流控制電路，實現(xiàn)遠距離控制和保護的自動控制電器。結(jié)構(gòu)組成：感測機構(gòu)、輸出執(zhí)行機構(gòu)。分類：按用途分：控制繼電器和保護繼電器按動作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式、機械式、熱繼電器

按輸入量分：電流、電壓、時間、速度、壓力按動作時間分：瞬時繼電器、延時繼電器

30繼電器1234567892電磁式繼電器電磁式繼電器的定義:以電磁力為驅(qū)動力的繼電器稱為電磁式繼電器。

電磁式繼電器的組成：電磁結(jié)構(gòu)、觸點。

電磁式繼電器與接觸器的區(qū)別：

1）電磁機構(gòu)：與接觸器完全相同

2）觸點電磁式繼電器的觸點容量小、且容量均相同，無主觸點和輔助觸點之分無,也沒有滅弧裝置。觸點容量大接觸器有主觸點和輔助觸點之分，有滅弧裝置。31繼電器1234567892電磁式繼電器電磁式繼電器的特性繼電器特性曲線：就是繼電器輸入與輸出關(guān)系的曲線。稱為繼電器特性曲線。表示繼電器特征的主要物理量：

x1：繼電器的釋放值。

x2

：繼電器的吸合值。

K=x1/x2

：繼電器的返回系數(shù)一般繼電器k應(yīng)較小為0.1～0.4之間，這樣當繼電器吸合后，輸入量波動較大時，不致引起誤動作；欠電壓繼電器則要求較高的k值,k>0.6。32繼電器1234567892電磁式繼電器例某繼電器k=0.66,吸合電壓為額定電壓90%，則電壓低于額定電壓的0.66×90%≈60%時繼電器釋放，起到欠電壓保護作用。繼電器另一參數(shù)是動作時間，它包括吸合時間、釋放時間。吸合時間：指從線圈接受電信號到銜鐵完全吸合所需時間。釋放時間：指從線圈失電到銜鐵完全釋放所需時間。一般繼電器的動作時間為0.05～0.15s,快速繼電器為0.005～0.05s，它的大小影響著繼電器的操作頻率。33繼電器123456789常用的三種電磁式繼電器（一）電壓繼電器：即觸點的動作與線圈電壓大小有關(guān)的繼電器稱為電壓繼電器。使用時電壓繼電器的線圈與負載并聯(lián)。按線圈電流的種類可分為交流和直流電壓繼電器，按吸合電壓大小又可分為過電壓和欠（零）電壓繼電器兩種。2電磁式繼電器34繼電器123456789(1)過電壓繼電器：線圈在額定電壓時，銜鐵不產(chǎn)生吸合動作，只有當線圈電壓高于其額定電壓的某一值時，銜鐵才產(chǎn)生吸合動作，對電路實現(xiàn)過電壓保護。（注意：產(chǎn)品中沒有直流過電壓繼電器）(2)欠（零）電壓繼電器：當線圈電壓低于其額定電壓的某一值時，銜鐵產(chǎn)生釋放動作，實現(xiàn)對電路欠（零）電壓保護。2電磁式繼電器35繼電器123456789電壓繼電器的選用：首先要注意線圈電流的種類和電壓等級應(yīng)與控制電路一致；另外，根據(jù)在控制電路中的作用選型；最后，要按控制電路的要求選觸點的類型和數(shù)量。電壓繼電器的圖形文字符號如圖：2電磁式繼電器36繼電器123456789（二）電流繼電器：即觸點的動作與線圈的電流大小有關(guān)的繼電器稱為電流繼電器。使用時電流繼電器的線圈與負載串聯(lián)。常用的電流繼電器有欠電流和過電流繼電器兩種：(1)欠電流繼電器：電路正常工作時，欠電流繼電器吸合動作，當電路電流減小到某一整定值時，欠電流繼電器釋放，對電路起欠電流保護作用。（注意：產(chǎn)品中有直流欠電流繼電器，而沒有交流欠電流繼電器）（利用常開觸點完成保護，調(diào)整值按負載要求定）2電磁式繼電器37繼電器1234