低壓電器的工作原理動畫演示

1.1電氣控制技術(shù)概述1.2常用低壓電器第二章

1.1

電氣控制技術(shù)概述1.1.1電氣自動控制及其在現(xiàn)代機(jī)床中的地位1.1.2機(jī)床電氣自動控制的發(fā)展概況1.1.1電氣自動控制及其在現(xiàn)代機(jī)床中的地位所謂“自動控制”是指在沒有人直接參與（或僅有少數(shù)人參與）的情況下，利用自動控制系統(tǒng)，使被控對象（或生產(chǎn)過程），自動地按預(yù)定的規(guī)律去進(jìn)行工作。由于現(xiàn)代化的金屬切削機(jī)床均用交、直流電機(jī)作為動力源，因而電氣自動控制是現(xiàn)代機(jī)床的主要控制手段。本章就是以機(jī)床作為典型對象來研究電氣自動控制技術(shù)的基本原理、方法和應(yīng)用，這些基本控制方法自然也適用于機(jī)器設(shè)備及生產(chǎn)過程。1.1.2機(jī)床電氣自動控制的發(fā)展概況1.1.2.1電氣拖動的發(fā)展與分類1.1.2.2電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展與分類1.1.2.1電氣拖動的發(fā)展與分類電氣控制與電氣拖動有著密切的關(guān)系。20世紀(jì)初，由于電動機(jī)的出現(xiàn)，使得機(jī)床的拖動發(fā)生了變革，用電動機(jī)代替蒸汽機(jī)，機(jī)床的電氣拖動隨電動機(jī)的發(fā)展而發(fā)展。

1.成組拖動

2.單電機(jī)拖動

3.多電機(jī)拖動

4.交、直流無級調(diào)速1.1.2.2電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展與分類1.邏輯控制系統(tǒng)（1）手動控制（2）自動控制繼電器接觸器自動控制系統(tǒng)順序控制器數(shù)字控制2.連續(xù)控制系統(tǒng)3.混合控制系統(tǒng)

1.2常用低壓電器1.2.1常用低壓電器的基本知識1.2.2主令電器1.2.3接觸器1.2.4繼電器1.2.5其他電器1.2.1常用低壓電器的基本知識1.2.1.1低壓電器的分類1.2.1.2低壓電器的作用1.2.1.3低壓電器的基本結(jié)構(gòu)1.2.1.1低壓電器的分類所低壓電器是指工作在交流電壓1200V、直流電壓1500V以下的各種電器。生產(chǎn)機(jī)械上大多用低壓電器。低壓電器種類繁多，按其結(jié)構(gòu)、用途及所控制對象的不同，可以有不同的分類方式。

1．按用途和控制對象不同，可將低壓電器分為配電電器和控制電器。用于電能的輸送和分配的電器稱為低壓配電電器，這類電器包括刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、空氣斷路器和熔斷器等。用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器稱為控制電器，這類電器包括接觸器、起動器和各種控制繼電器等。1.2.1.1低壓電器的分類2．按操作方式不同，可將低壓電器分為自動電器和手動電器。通過電器本身參數(shù)變化或外來信號（如電、磁、光、熱等）自動完成接通、分?jǐn)?、起動、反向和停止等動作的電器稱為自動電器。常用的自動電器有接觸器、繼電器等。通過人力直接操作來完成接通、分?jǐn)?、起動、反向和停止等動作的電器稱為手動電器。常用的手動電器有刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)和主令電器等。3．按工作原理可分為電磁式電器和非電量控制電器電磁式電器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理來工作的電器，如接觸器、各類電磁式繼電器等。非電量控制電器的工作是靠外力或某種非電量的變化而動作的電器，如行程開關(guān)、速度繼電器等。1.2.1.2低壓電器的作用控制作用保護(hù)作用測量作用調(diào)節(jié)作用指示作用轉(zhuǎn)換作用1.2.1.3低壓電器的基本結(jié)構(gòu)電磁式低壓電器大都有兩個主要組成部分，即：感測部分──電磁機(jī)構(gòu)和執(zhí)行部分──觸頭系統(tǒng)。1．電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)的主要作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能量，帶動觸頭動作，從而完成接通或分?jǐn)嚯娐返墓δ?。電磁機(jī)構(gòu)由吸引線圈、鐵心和銜鐵3個基本部分組成。常用的電磁機(jī)構(gòu)如圖所示，可分為3種形式。1.2.1.3低壓電器的基本結(jié)構(gòu)2.直流電磁鐵和交流電磁鐵按吸引線圈所通電流性質(zhì)的不同，電磁鐵可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。直流電磁鐵由于通入的是直流電，其鐵心不發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，因此線圈與鐵心接觸以利散熱，線圈做成無骨架、高而薄的瘦高型，以改善線圈自身散熱。鐵心和銜鐵由軟鋼和工程純鐵制成。交流電磁鐵由于通入的是交流電，鐵心中存在磁滯損耗和渦流損耗，線圈和鐵心都發(fā)熱，所以交流電磁鐵的吸引線圈有骨架，使鐵心與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖形，以利于鐵心和線圈的散熱。鐵心用硅鋼片疊加而成，以減小渦流。當(dāng)線圈中通以直流電時，氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，直流電磁鐵的電磁吸力為恒值。當(dāng)線圈中通以交流電時，磁感應(yīng)強(qiáng)度為交變量，交流電磁鐵的電磁吸力F在0（最小值）～Fm（最大值）之間變化，其吸力曲線如下圖所示。在一個周期內(nèi)，當(dāng)電磁吸力的瞬時值大于反力時，銜鐵吸合；當(dāng)電磁吸力的瞬時值小于反力時，銜鐵釋放。所以電源電壓每變化一個周期，電磁鐵吸合兩次、釋放兩次，使電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生劇烈的振動和噪聲，因而不能正常工作。1.2.1.3低壓電器的基本結(jié)構(gòu)交流電磁鐵吸力變化情況如下圖所示：1.2.1.3低壓電器的基本結(jié)構(gòu)2.直流電磁鐵和交流電磁鐵為了消除交流電磁鐵產(chǎn)生的振動和噪聲，在鐵心的端面開一小槽，在槽內(nèi)嵌入銅制短路環(huán)，如下圖所示。1.2.1.3低壓電器的基本結(jié)構(gòu)3．觸頭系統(tǒng)觸頭是電器的執(zhí)行部分，起接通和分?jǐn)嚯娐返淖饔?。觸頭主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：橋式觸頭和指形觸頭，具體如下圖所示。1.2.1.3低壓電器的基本結(jié)構(gòu)4.滅弧裝置在大氣中分?jǐn)嚯娐窌r，電場的存在使觸頭表面的大量電子溢出從而產(chǎn)生電弧。電弧一經(jīng)產(chǎn)生，就會產(chǎn)生大量熱能。電弧的存在既燒蝕觸頭金屬表面，降低電器的使用壽命，又延長了電路的分?jǐn)鄷r間，所以必須迅速把電弧熄滅。常用的滅弧方法：電動力滅弧磁吹滅弧金屬柵片滅弧1.2.2主令電器

主令電器是一種專門發(fā)布命令、直接或通過電磁式電器間接作用于控制電路的電器。常用來控制電力拖動系統(tǒng)中電動機(jī)的起動、停車、調(diào)速及制動等。1.2.2.1控制按鈕1.2.2.2行程開關(guān)1.2.2.3接近開關(guān)1.2.2.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)1.2.2.1控制按鈕控制按鈕由按鈕帽1、復(fù)位彈簧2、橋式觸頭3、4、5和外殼等組成，通常做成復(fù)合式，即具有動合觸點(diǎn)和動斷觸點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)示意圖見下圖所示。1.2.2.1控制按鈕控制銨鈕的種類很多，指示燈式按鈕內(nèi)可裝入信號燈顯示信號；緊急式按鈕裝有蘑菇形鈕帽，以便于緊急操作；旋鈕式按鈕用于扭動旋鈕來進(jìn)行操作。常見按鈕的外形如下圖所示：1.2.2.1控制按鈕控制按鈕的型號含義和電氣符號如下圖所示。1型號含義2電氣符號1.2.2.2行程開關(guān)

行程開關(guān)又稱位置開關(guān)或限位開關(guān)。它的作用與按鈕相同，只是其觸點(diǎn)的動作不是靠手動操作，而是利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動部件上的擋鐵碰撞其滾輪使觸頭動作來實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嚯娐返摹Ｐ谐涕_關(guān)的結(jié)構(gòu)分為3個部分：操作機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和外殼，行程開關(guān)的外形及結(jié)構(gòu)如下圖所示。行程開關(guān)實(shí)物圖行程開關(guān)結(jié)構(gòu)圖1.2.2.2行程開關(guān)行程開關(guān)的型號含義和電氣符號如下圖所示。型號含義電氣符號1.2.2.3接近開關(guān)接近式位置開關(guān)是一種非接觸式的位置開關(guān)，簡稱接近開關(guān)。它由感應(yīng)頭、高頻振蕩器、放大器和外殼組成。當(dāng)運(yùn)動部件與接近開關(guān)的感應(yīng)頭接近時，就使其輸出一個電信號。接近開關(guān)包括電感式和電容式兩種。電感式接近開關(guān)的感應(yīng)頭是一個具有鐵氧體磁心的電感線圈，只能用于檢測金屬體。振蕩器在感應(yīng)頭表面產(chǎn)生一個交變磁場，當(dāng)金屬塊接近感應(yīng)頭時，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩的能量，使振蕩減弱以至停振，因而存在振蕩和停振兩種信號，經(jīng)整形放大器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的開關(guān)信號，從而起到“開”、“關(guān)”的控制作用。1.2.2.3接近開關(guān)常用的電感式接近開關(guān)型號有LJ1、LJ2等系列，電容式接近開關(guān)型號有LXJ15、TC等系列產(chǎn)品。接近開關(guān)外形圖接近開關(guān)的電氣符號

1.2.2.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多檔式，控制多回路的主令電器，一般可作為多種配電裝置的遠(yuǎn)距離控制，也可作為電壓表、電流表的換相開關(guān)，還可作為小容量電動機(jī)的起動、制動、調(diào)速及正反向轉(zhuǎn)換的控制。其觸頭檔數(shù)多、換接線路多、用途廣泛，故有“萬能”之稱。轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)物圖如下：1.2.2.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要由操作機(jī)構(gòu)、面板、手柄及數(shù)個觸點(diǎn)座等部件組成，并用螺栓組裝成為一個整體，如下圖所示。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的圖形符號及文字符號如下圖所示。圖中水平方向的數(shù)字1~3表示觸點(diǎn)編號，垂直方向的數(shù)字及文字“左”、“0”、“右”表示手柄的操作位置（檔位），虛線表示手柄操作的聯(lián)動線。在不同的操作位置，各對觸點(diǎn)的通、斷狀態(tài)的表示方法為：在觸點(diǎn)的下方與虛線相交位置有黑色圓點(diǎn)表示在對應(yīng)操作位置時觸點(diǎn)接通，沒涂黑色圓點(diǎn)表示在該操作位置不通。1.2.3接觸器1.2.3.1接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理1.2.3.2接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號接觸器主要用于頻繁接通或分?jǐn)嘟?、直流主電路和大容量的控制電路，可遠(yuǎn)距離操作，配合繼電器可以實(shí)現(xiàn)定時操作，聯(lián)鎖控制及各種定量控制和失壓及欠壓保護(hù)。1.2.3.1接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理如圖所示，交流接觸器主要由電磁機(jī)構(gòu)（包括電磁線圈1、鐵心2和銜鐵3）、觸頭系統(tǒng)（主觸頭4和輔助觸頭5）、滅弧裝置（圖中未畫出）及其他部分組成。1.2.3.2接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號1.接觸器的主要技術(shù)參數(shù)有：（1）額定電壓（2）額定電流（3）吸引線圈額定電壓（4）通斷能力（5）電氣壽命和機(jī)械壽命（6）額定操作頻率（次/h）各種接觸器的實(shí)物圖1.2.3.2接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號2.接觸器的型號常見接觸器有CJ20系列、3TH和CJX1(3TB)系列。其中CJ20系列是較新的產(chǎn)品，而3TH和CJX1(3TB)系列是從德國西門子公司引進(jìn)制造的新型接觸器。接觸器的各種型號的用途如圖所示。接觸器的型號含義及電氣符號如下所示。1.2.4繼電器繼電器是根據(jù)一定的信號（如電流、電壓、時間和速度等物理量）的變化來接通或分?jǐn)嘈‰娏麟娐泛碗娖鞯淖詣涌刂齐娖鳌?.2.4.1

電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理1.2.4.2

電流繼電器

1.2.4.3

電壓繼電器

1.2.4.4

時間繼電器

1.2.4.5熱繼電器

1.2.4.6速度繼電器

1.2.4.1電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理1.結(jié)構(gòu)及工作原理繼電器一般由3個基本部分組成：檢測機(jī)構(gòu)、中間機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。低壓控制系統(tǒng)中的控制繼電器大部分為電磁式結(jié)構(gòu)。下圖為電磁式繼電器的典型結(jié)構(gòu)示意圖。電磁式繼電器由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)兩個主要部分組成。電磁機(jī)構(gòu)由線圈1、鐵心2、銜鐵7組成。觸頭系統(tǒng)由于其觸點(diǎn)都接在控制電路中，且電流小，故不裝設(shè)滅弧裝置。它的觸點(diǎn)一般為橋式觸點(diǎn)，有動合和動斷兩種形式。另外，為了實(shí)現(xiàn)繼電器動作參數(shù)的改變，繼電器一般還具有改變彈簧松緊和改變銜鐵打開后氣隙大小的裝置，即反作用調(diào)節(jié)螺釘6。當(dāng)通過電流線圈1的電流超過某一定值，電磁吸力大于反作用彈簧力，銜鐵7吸合并帶動絕緣支架動作，使動斷觸點(diǎn)9斷開，動合觸點(diǎn)10閉合。通過調(diào)節(jié)螺釘6來調(diào)節(jié)反作用力的大小，即調(diào)節(jié)繼電器的動作參數(shù)值。1.2.4.1電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理2.繼電特性繼電器的主要特性是輸入－輸出特性，又稱繼電特性，繼電特性曲線如下圖所示。當(dāng)繼電器輸入量X由零增至Xｏ以前，繼電器輸出量Y為零。當(dāng)輸入量X增加到Xｏ時，繼電器吸合，輸出量為Yｌ；若X繼續(xù)增大，Y保持不變。當(dāng)X減小到Xr時，繼電器釋放，輸出量由Yｌ變?yōu)榱?，若X繼續(xù)減小，Y值均為零。1.2.4.2電流繼電器電流繼電器主要用于過載及短路保護(hù)。

電流繼電器的線圈串聯(lián)接入主電路，其線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗、阻抗小，用來感測主電路的電流，觸點(diǎn)接于控制電路，為執(zhí)行元件。

電流繼電器反映的是電流信號，常用的電流繼電器有欠電流繼電器和過電流繼電器兩種。

欠電流繼電器用于欠電流保護(hù)，在電路正常工作時，欠電流繼電器的銜鐵是吸合的，其動合觸點(diǎn)閉合，動斷觸點(diǎn)斷開。只有當(dāng)電流降低到某一整定值時，銜鐵釋放，控制電路失電，從而控制接觸器及時分?jǐn)嚯娐贰?/p>

過電流繼電器在電路正常工作時不動作，整定范圍通常為額定電流的1.1～3.5倍。當(dāng)被保護(hù)線路的電流高于額定值，并達(dá)到過電流繼電器的整定值時，銜鐵吸合，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)動作，控制電路失電，從而控制接觸器及時分?jǐn)嚯娐?，對電路起過流保護(hù)作用。1.2.4.2電流繼電器過電流繼電器實(shí)物圖欠電流繼電器實(shí)物圖1.2.4.3電壓繼電器電壓繼電器反映的是電壓信號。它的線圈并聯(lián)在被測電路的兩端，所以匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)、阻抗大。電壓繼電器用于電力拖動系統(tǒng)的電壓保護(hù)和控制。其線圈并聯(lián)接入主電路，感測主電路的電壓；觸點(diǎn)接于控制電路，為執(zhí)行元件。按吸合電壓的大小，電壓繼電器可分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。過電壓繼電器用于線路的過電壓保護(hù)，，當(dāng)被保護(hù)的電路電壓正常時銜鐵不動作，當(dāng)被保護(hù)電路的電壓高于額定值，達(dá)到過電壓繼電器的整定值時，銜鐵吸合，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)動作，控制電路失電，控制接觸器及時分?jǐn)啾槐Ｗo(hù)電路。欠電壓繼電器用于電路的欠電壓保護(hù)，其釋放整定值為電路額定電壓的0.1～0.6倍。當(dāng)被保護(hù)電路電壓正常時銜鐵可靠吸合，當(dāng)被保護(hù)電路電壓降至欠電壓繼電器的釋放整定值時銜鐵釋放，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)復(fù)位，控制接觸器及時分?jǐn)啾槐Ｗo(hù)電路。1.2.4.3電壓繼電器中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器。它的特點(diǎn)是觸點(diǎn)數(shù)目較多，電流容量可增大，起到中間放大(觸點(diǎn)數(shù)目和電流容量)的作用。型號含義電氣符號中間繼電器實(shí)物圖1.2.4.4時間繼電器在自動控制系統(tǒng)中，有時需要繼電器得到信號后不立即動作，而是要順延一段時間后再動作并輸出控制信號，以達(dá)到按時間順序進(jìn)行控制的目的。時間繼電器就能實(shí)現(xiàn)這種功能。

時間繼電器按工作原理分可分為：電磁式、空氣阻尼式（氣囊式）、晶體管式、單片機(jī)控制式等。其外形如圖所示。

通電延時空氣式時間繼電器利用空氣的阻尼作用達(dá)到動作延時的目的。吸引線圈通電后將銜鐵吸下，使銜鐵與活塞桿之間有一段距離。在釋放彈簧作用下，活塞桿向下移動。在傘形活塞的表面固定有一層橡皮膜，活塞向下移動時，膜上面會造成空氣稀薄的空間，活塞受到下面空氣的壓力，不能迅速下移。當(dāng)空氣由進(jìn)氣孔進(jìn)入時，活塞才逐漸下移。移動到最后位置時，杠桿使微動開關(guān)動作。延時時間即為從電磁鐵吸引線圈通電時刻起到微動開關(guān)動作時為止的這段時間。通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔的大小就可調(diào)節(jié)延時時間。吸引線圈斷電后，依靠復(fù)位彈簧的作用而復(fù)原?？諝饨?jīng)出氣孔被迅速排出。此時間繼電器有兩個延時觸點(diǎn)：一個是延時斷開的常閉觸點(diǎn)，—個是延時閉合的常開觸點(diǎn)，此外還有兩個瞬動觸點(diǎn)。1.2.4.4時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時的。其外形如圖所示。空氣阻尼時間繼電器由電磁機(jī)構(gòu)、延時機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)三部分組成。延時方式有通電延時和斷電延時兩種。斷電延時型結(jié)構(gòu)及工作原理見圖：當(dāng)線圈通電后，使上方微動開關(guān)觸頭迅速轉(zhuǎn)換。微動開關(guān)的延時常開觸點(diǎn)馬上閉合，常閉觸點(diǎn)馬上斷開。當(dāng)線圈斷電時，在空氣室內(nèi)與橡皮膜相連的活塞桿在彈簧作用下向上移動，由于橡皮膜下方的空氣稀薄形成負(fù)壓，起到空氣阻尼的作用，因此活塞桿只能緩慢向上移動，可通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整。經(jīng)過一段延時后，使其常開觸點(diǎn)延時斷開，常閉觸點(diǎn)延時閉合?？諝庾枘崾酵娧訒r型時間繼電器的工作過程演示：1.2.4.4時間繼電器空氣阻尼式斷電延時型時間繼電器的工作過程演示：1.2.4.4時間繼電器按延時方式可分為通電延時型時間繼電器和斷電延時型時間繼電器。對于通電延時型時間繼電器，當(dāng)線圈得電時，其延時動合觸點(diǎn)要延時一段時間才閉合，延時動斷觸點(diǎn)要延時一段時間才斷開。當(dāng)線圈失電時，其延時動合觸點(diǎn)迅速斷開，延時動斷觸點(diǎn)迅速閉合。對于斷電延時型時間繼電器，當(dāng)線圈得電時，其延時動合觸點(diǎn)迅速閉合，延時動斷觸點(diǎn)迅速斷開。當(dāng)線圈失電時，其延時動合觸點(diǎn)要延時一段時間再斷開，延時動斷觸點(diǎn)要延時一段時間再閉合。時間繼電器的圖形符號及文字符號1.2.4.5熱繼電器熱繼電器主要用于過載、缺相及三相電流不平衡的保護(hù)。熱繼電器的形式有多種，其中以雙金屬片式應(yīng)用最多。雙金屬片式熱繼電器主要由發(fā)熱元件1、主雙金屬片2和觸點(diǎn)4三部分組成，如右圖所示。主雙金屬片2是熱繼電器的感測元件，由兩種膨脹系數(shù)不同的金屬片輾壓而成。當(dāng)串聯(lián)在電動機(jī)定子繞組中的熱元件有電流流過時，熱元件產(chǎn)生的熱量使雙金屬片伸長，由于膨脹系數(shù)不同，致使雙金屬片發(fā)生彎曲。電動機(jī)正常運(yùn)行時，雙金屬片的彎曲程度不足以使熱繼電器動作。但是當(dāng)電動機(jī)過載時，流過熱元件的電流增大，加上時間效應(yīng)，就會加大雙金屬片的彎曲程度，最終使雙金屬片推動導(dǎo)板3使熱繼電器的觸點(diǎn)4動作，切斷電動機(jī)的控制電路。熱繼電器動畫演示

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，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，從而斷開電動機(jī)的主電路。1.2.4.5熱繼電器JR0、JRl、JR2和JRl5系列的熱繼電器均為兩相結(jié)構(gòu)，是雙熱元件的熱繼電器，可以用作三相異步電動機(jī)的均衡過載保護(hù)和定子繞組為Y聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī)的斷相保護(hù)，但不能用作定子繞組為△聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī)的斷相保護(hù)。熱繼電器的外形及結(jié)構(gòu)見下圖所示：1.2.4.5熱繼電器JRl6和JR20系列熱繼電器均為帶斷相保護(hù)的熱繼電器，具有差動式斷相保護(hù)機(jī)構(gòu)。選擇時主要根據(jù)電動機(jī)定子繞組的聯(lián)結(jié)方式來確定熱繼電器的型號，在三相異步電動機(jī)電路中，對Y聯(lián)結(jié)的電動機(jī)可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，一般采用兩相結(jié)構(gòu)，即在兩相主電路中串接熱元件。但對于定子繞組為△聯(lián)結(jié)的電動機(jī)必須采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器。

熱繼電器的型號含義及圖形符號如下圖所示。1.2.4.6速度繼電器速度繼電器是利用轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來切換電路的自動電器，它主要用作鼠籠式異步電動機(jī)的反接制動控制中，故也稱為反接制動繼電器。速度繼電器主要由定子、轉(zhuǎn)子和觸點(diǎn)三部分組成。如下圖所示為速度繼電器的結(jié)構(gòu)原理示意圖及工作過程演示。1.2.4.6速度繼電器速度繼電器的軸與電動機(jī)的軸相連接，轉(zhuǎn)子2固定在軸上，定子3與軸同心。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)動時，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動，繞組切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，此電流和永久磁鐵的磁場作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使定子向軸的轉(zhuǎn)動方向偏擺，通過擺錘5撥動觸點(diǎn)6，使常閉觸點(diǎn)斷開、常開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降到接近零時，轉(zhuǎn)矩減小，擺錘在彈簧力的作用下恢復(fù)原位，觸點(diǎn)也復(fù)位。速度繼電器根據(jù)電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇。速度繼電器的圖形符號和文字符號如圖所示。壓力繼電器光電繼電器溫度繼電器1.2.4.7其他繼電器1.2.5其他電器1.2.5.1刀開關(guān)1.2.5.2熔斷器1.2.5.3斷路器1.2.5.1刀開關(guān)刀開關(guān)是一種手動電器，在低壓電路中用于不頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐罚蛴糜诟綦x電源，故又稱“隔離開關(guān)”。1.刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)和安裝

刀開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)較為簡單的手動電器，主要由手柄、觸刀、靜插座和絕緣底板等組成，如下圖所示。刀開關(guān)在切斷電源時會產(chǎn)生電弧，因此在安裝刀開關(guān)時手柄必須朝上，不得倒裝或平裝。

接線時應(yīng)將電源線接在上端，負(fù)載接在下端，這樣拉閘后刀片與電源隔離，可防止意外發(fā)生。2.常用刀開關(guān)

常用刀開關(guān)有HD系列及HS系列板用刀開關(guān)、HK系列開啟式負(fù)荷開關(guān)和HH系列封閉式負(fù)荷開關(guān)。

（１）HD系列及HS系列刀開關(guān)

（2）HK系列開啟式負(fù)荷開關(guān)

（3）HH系列封閉式負(fù)荷開關(guān)

刀開關(guān)的外形如圖所示。1.2.5.1刀開關(guān)1.2.5.1刀開關(guān)3.刀開關(guān)的型號含義和電氣符號1.2.5.2熔斷器熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉、控制有效的短路保護(hù)電器。1.熔斷器的結(jié)構(gòu)和工作原理

熔斷器主要由熔體（俗稱保險絲）和安裝熔體的熔管（或熔座）組成。

熔斷器的熔體與被保護(hù)的電路串聯(lián)，當(dāng)電路正常工作時，熔體允許通過一定大小的電流而不熔斷。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時，熔體中流過很大的故障電流，當(dāng)電流產(chǎn)生的熱量使熔體溫度升高達(dá)到熔點(diǎn)時，熔體熔斷并切斷電路，從而達(dá)到保護(hù)的目的。1.2.5.2熔斷器2.熔斷器的分類

熔斷器的類型很多，按結(jié)構(gòu)形式可分為插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、封閉管式熔斷器、快速熔斷器和自復(fù)式熔斷器等。

熔斷器的外形如右圖所示。螺旋式熔斷器

圓筒形帽熔斷器螺栓連接熔斷器1.2.5.2熔斷器3.熔斷器的型號含義和電氣符號如下圖所示。型號含義電氣符號1.2.5.3斷路器低壓斷路器(也稱自動開關(guān))是一種既可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和過負(fù)荷電流，又可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_關(guān)電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護(hù)功能，如過負(fù)荷、短路、過載、欠壓和漏電保護(hù)等。1.斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理

低壓斷路器主要由觸頭、滅弧裝置、操動機(jī)構(gòu)和保護(hù)裝置等組成。斷路器的保護(hù)裝置由各種脫扣器來實(shí)現(xiàn)。斷路器的脫扣器形式有：欠壓脫扣器、過電流脫扣器、分勵脫扣器等。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。1.2.5.3斷路器1.斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理1.2.5.3斷路器2.斷路器的分類

低壓斷路器的分類方式很多，按結(jié)構(gòu)形式分有DW15、DW16、CW系列萬能式(又稱框架式)和DZ5系列、DZ15系列、DZ20系列、DZ25系列塑殼式斷路器；

按滅弧介質(zhì)分有空氣式和真空式(目前國產(chǎn)多為空氣式)；

按操作方式分有手動操作、電動操作和彈簧儲能機(jī)械操作；

按極數(shù)分有單極式、二極式、三極式和四極式；按安裝方式分有固定式、插入式、抽屜式和嵌入式等。低壓斷路器容量范圍很大，最小為4A，而最大可達(dá)5000A。1.2.5.3斷路器1.滅弧罩2.開關(guān)本體3.抽屜座4.合閘按鈕5.分閘按鈕6.智能脫扣器7.搖勻柄插入位置8.連接/試驗(yàn)/分勵指示斷路器的安裝示意圖：3.斷路器的型號含義和電氣符號1.2.5.3斷路器斷路器的實(shí)物圖：

第二章基本電氣控制電路2.1

電氣圖概述

2.2

基本控制規(guī)律2.3

降壓起動控制電路2.4

制動控制電路2.5

調(diào)速控制電路2.3.1電氣圖概述

電氣控制線路是由許多電器元件按照一定的要求和規(guī)律連接而成的。

將電氣控制系統(tǒng)中各電器元件及它們之間的連接線路用一定的圖形表達(dá)出來，這種圖形就是電氣控制系統(tǒng)圖，一般包括電氣原理圖、電器布置圖和電氣安裝接線圖3種。2.3.1.1常用電氣圖的圖形符號與文字符號

在國家標(biāo)準(zhǔn)中，電氣技術(shù)中的文字符號分為基本文字符號(單字母或雙字母)和輔助文字符號。基本文字符號中的單字母符號按英文字母將各種電氣設(shè)備、裝置和元器件劃分為23個大類，每個大類用一個專用單字母符號表示。如“K”表示繼電器、接觸器類，“F”表示保護(hù)器件類等，單字母符號應(yīng)優(yōu)先采用。雙字母符號是由一個表示種類的單字母符號與另一字母組成，其組合應(yīng)以單字母符號在前，另一字母在后的次序列出。2.1電氣圖概述2.1.2電氣原理圖

電氣原理圖用圖形和文字符號表示電路中各個電器元件的連接關(guān)系和電氣工作原理，它并不反映電器元件的實(shí)際大小和安裝位置。如右圖所示。CW6132型普通車床的電氣原理圖2.1電氣圖概述2.1.2電氣原理圖1.電氣原理圖一般分為主電路、控制電路和輔助電路3個部分。

2.電氣原理圖中所有電器元件的圖形和文字符號必須符合國家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

3.在電氣原理圖中，所有電器的可動部分均按原始狀態(tài)畫出。

4.動力電路的電源線應(yīng)水平畫出；主電路應(yīng)垂直于電源線畫出；控制電路和輔助電路應(yīng)垂直于兩條或幾條水平電源線之間；耗能元件（如線圈、電磁閥、照明燈和信號燈等）應(yīng)接在下面一條電源線一側(cè)，而各種控制觸點(diǎn)應(yīng)接在另一條電源線上。

5.應(yīng)盡量減少線條數(shù)量，避免線條交叉。6.在電氣原理圖上應(yīng)標(biāo)出各個電源電路的電壓值、極性或頻率及相數(shù)；對某些元器件還應(yīng)標(biāo)注其特性（如電阻、電容的數(shù)值等）；不常用的電器（如位置傳感器、手動開關(guān)等）還要標(biāo)注其操作方式和功能等。7.為方便閱圖，在電氣原理圖中可將圖幅分成若干個圖區(qū)，圖區(qū)行的代號用英文字母表示，一般可省略，列的代號用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其圖區(qū)編號寫在圖的下面，并在圖的頂部標(biāo)明各圖區(qū)電路的作用。

8.在繼電器、接觸器線圈下方均列有觸點(diǎn)表以說明線圈和觸點(diǎn)的從屬關(guān)系，即“符號位置索引”。也就是在相應(yīng)線圈的下方，給出觸點(diǎn)的圖形符號（有時也可省去），對未使用的觸點(diǎn)用“×”表明（或不作表明）。2.1電氣圖概述2.1.2電氣原理圖2.1電氣圖概述2.1.2電氣原理圖接觸器各欄表示的含義如下：左欄中欄右欄主觸點(diǎn)所在圖區(qū)號

輔助動合觸點(diǎn)所在圖區(qū)號輔助動斷觸點(diǎn)所在圖區(qū)號繼電器各欄表示的含義如下：

左欄右欄動合觸點(diǎn)所在圖區(qū)號

動斷觸點(diǎn)所在圖區(qū)號2.3.1.3電氣安裝接線圖電氣安裝接線圖反映的是電氣設(shè)備各控制單元內(nèi)部元件之間的接線關(guān)系。2.1電氣圖概述2.1.4電器元件布置圖

電器元件布置圖反映各電器元件的實(shí)際安裝位置，在圖中電器元件用實(shí)線框表示，而不必按其外形形狀畫出；在圖中往往還留有10%以上的備用面積及導(dǎo)線管（槽）的位置，以供走線和改進(jìn)設(shè)計(jì)時用；在圖中還需要標(biāo)注出必要的尺寸。如下圖所示。CW6132型普通車床的電器布置圖2.2基本控制規(guī)律2.2.1自鎖控制電路2.2.2互鎖控制電路2.2.3行程控制電路2.2.4多地控制電路2.2.5順序控制電路2.2.1自鎖控制電路2.2基本控制規(guī)律1.點(diǎn)動控制電路

點(diǎn)動控制電路是用按鈕和接觸器控制電動機(jī)的最簡單的控制線路，其原理圖如下圖所示，分為主電路和控制電路兩部分。電路工作原理如下：首先合上電源開關(guān)QS。這種當(dāng)按鈕按下時電動機(jī)就運(yùn)轉(zhuǎn)，按鈕松開后電動機(jī)就停止的控制方式，稱為點(diǎn)動控制。起動：停止：2.2.1自鎖控制電路2.2基本控制規(guī)律2.自鎖控制電路

接觸器自鎖控制電路的動畫演示如右圖所示，在點(diǎn)動控制電路的基礎(chǔ)上它又在控制回路增加了一個停止按鈕SB1，還在起動按鈕SB2的兩端并接了接觸器的一對輔助動合觸點(diǎn)KM。起動：停止：2.2.1自鎖控制電路2.2基本控制規(guī)律3.點(diǎn)動和自鎖混合控制電路

右圖所示的電路既能進(jìn)行點(diǎn)動控制，又能進(jìn)行自鎖控制的動畫演示，所以稱為點(diǎn)動和自鎖混合控制電路。當(dāng)SA閉合時為自鎖控制，當(dāng)SA斷開時為點(diǎn)動控制。4.電路保護(hù)環(huán)節(jié)

（1）短路保護(hù)

（2）過載保護(hù)

（3）欠壓和失壓保護(hù)2.2.2互鎖控制電路2.2基本控制規(guī)律

互鎖的實(shí)現(xiàn)：將接至電動機(jī)的三相電源線中的任意兩相對調(diào)，就可以實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的反轉(zhuǎn)。1.接觸器互鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路

右圖為兩個接觸器的電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路。圖中，若同時按下SB2和SB3，則接觸器KM1和KM2線圈同時得電并自鎖，它們的主觸點(diǎn)都閉合，這時會造成電動機(jī)三相電源的相間短路事故，所以該電路不能使用。為了避免兩接觸器同時得電而造成電源相間短路，在控制電路中，分別將兩個接觸器KM1、KM2的輔助動斷觸點(diǎn)串接在對方的線圈回路里，如右圖所示。這種利用兩個接觸器（或繼電器）的動斷觸點(diǎn)互相制約的控制方法叫做互鎖（也稱聯(lián)鎖），而這兩對起互鎖作用的觸點(diǎn)稱為互鎖觸點(diǎn)。2.2.2互鎖控制電路2.2基本控制規(guī)律1.接觸器互鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路2.2.2互鎖控制電路2.2基本控制規(guī)律接觸器互鎖的電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的工作原理如下：首先合上電源開關(guān)QS。正轉(zhuǎn)起動：停止：反轉(zhuǎn)起動：1.接觸器互鎖