第五章 低壓電器及線路

1、第五章第五章 低壓電器及線路低壓電器及線路v 電氣控制基本知識(shí)電氣控制基本知識(shí)v 常用低壓電器常用低壓電器v 常用控制線路常用控制線路電氣控制系統(tǒng)（繼電器控制系統(tǒng)）：電氣控制系統(tǒng)（繼電器控制系統(tǒng)）：用電器元件組裝起來(lái)進(jìn)行控制的系統(tǒng)。電器：電器：根據(jù)外界信號(hào)和要求，手動(dòng)或自動(dòng)的接通或斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)的改變電路參數(shù)，以達(dá)到對(duì)電路或非電對(duì)象的控制、切換、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)的電工器械。低壓電氣：工作在交流電低壓電氣：工作在交流電1200V以下，以下，直流電直流電1500V以下的電器。以下的電器。(2)自動(dòng)電器： 有電磁鐵等動(dòng)力機(jī)構(gòu)，按照指令、信號(hào)或參數(shù)變化而自動(dòng)動(dòng)作，使工作電路接通和切斷，如接

2、觸器、繼電器、自動(dòng)開關(guān)等。低壓電器的分類1.電器按動(dòng)作性質(zhì)(1)非自動(dòng)電器：沒(méi)有動(dòng)力機(jī)構(gòu)，依靠人力或其他外力來(lái)接通或切斷電路，如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)等。(1)控制電器：用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、 調(diào)速、制動(dòng)等動(dòng)作，如磁力啟動(dòng)器、接觸器、繼電器等。(2)保護(hù)電器：用來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)，使其安全運(yùn)行，以及保護(hù)生產(chǎn)機(jī)械使其不受損壞，如熔斷器、電流繼電器、熱繼電器等。(3)執(zhí)行電器：用來(lái)操縱、帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械和支撐與保持機(jī)械裝置在固定位置上的一種執(zhí)行元件，如電磁鐵、電磁離合器等。2. 按用途分類低壓電器配電電器控制電器開關(guān)熔斷器斷路器接觸器繼電器起動(dòng)器主令電器時(shí)間繼電器熱繼電器速度繼電器電流繼電器中間繼

3、電器3. 按控制對(duì)象分類電力拖動(dòng)系統(tǒng)組成電力拖動(dòng)系統(tǒng)組成v主電路主電路：由電動(dòng)機(jī)、（接通、斷開、：由電動(dòng)機(jī)、（接通、斷開、控制電動(dòng)機(jī)的）接觸器主觸點(diǎn)等電器控制電動(dòng)機(jī)的）接觸器主觸點(diǎn)等電器元件組成。（電流大）元件組成。（電流大）v控制電路控制電路：由接觸器線圈、繼電器等：由接觸器線圈、繼電器等電器元件組成。（電流小）電器元件組成。（電流?。﹙任務(wù)任務(wù)：根據(jù)給定的指令，依照自動(dòng)控：根據(jù)給定的指令，依照自動(dòng)控制系統(tǒng)的規(guī)律和具體的工藝要求對(duì)主制系統(tǒng)的規(guī)律和具體的工藝要求對(duì)主電路進(jìn)行控制。電路進(jìn)行控制。 電磁式電器的基本原理電磁式電器的基本原理電器電器分檢測(cè)部分分檢測(cè)部分(電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu))和執(zhí)行部分和

4、執(zhí)行部分(觸頭觸頭)。組成組成：吸引線圈：吸引線圈(交、直流交、直流)、鐵心、銜鐵、鐵心、銜鐵觸頭觸頭(觸點(diǎn)觸點(diǎn))系統(tǒng)系統(tǒng)觸點(diǎn)接觸形式：點(diǎn)接觸、線接觸、面接觸觸點(diǎn)接觸形式：點(diǎn)接觸、線接觸、面接觸接觸電阻接觸電阻 理想情況：觸點(diǎn)閉合：接觸電阻為零。理想情況：觸點(diǎn)閉合：接觸電阻為零。 觸點(diǎn)斷開：接觸電阻無(wú)窮大。觸點(diǎn)斷開：接觸電阻無(wú)窮大。電弧與滅弧電弧與滅弧v電弧產(chǎn)生電弧產(chǎn)生：在觸點(diǎn)由閉合狀態(tài)過(guò)渡到斷開：在觸點(diǎn)由閉合狀態(tài)過(guò)渡到斷開狀態(tài)的過(guò)程中產(chǎn)生的電弧。氣體自持放電狀態(tài)的過(guò)程中產(chǎn)生的電弧。氣體自持放電形式之一，是一種帶電質(zhì)點(diǎn)的急流。形式之一，是一種帶電質(zhì)點(diǎn)的急流。v電弧特點(diǎn)電弧特點(diǎn)：外部有白熾弧光，

5、內(nèi)部有很高：外部有白熾弧光，內(nèi)部有很高的溫度和密度很大的電流。的溫度和密度很大的電流。滅弧方法滅弧方法（1）迅速）迅速增大電弧長(zhǎng)度增大電弧長(zhǎng)度 使觸點(diǎn)間隙增加，電場(chǎng)強(qiáng)度降低使觸點(diǎn)間隙增加，電場(chǎng)強(qiáng)度降低，同時(shí)，同時(shí) 散熱散熱面積增加，降低電弧溫度面積增加，降低電弧溫度（2）冷卻）冷卻 使電弧與冷卻介質(zhì)接觸，帶走電弧熱量使電弧與冷卻介質(zhì)接觸，帶走電弧熱量滅弧方法滅弧方法電動(dòng)力滅弧電動(dòng)力滅弧(小容量交流小容量交流接觸器接觸器)滅弧柵滅弧滅弧柵滅弧磁吹式滅弧裝置磁吹式滅弧裝置滅弧罩滅弧滅弧罩滅弧非自動(dòng)控制電器考慮到電機(jī)較大的起動(dòng)電流，刀閘的額定電流值一般：（35)倍異步電機(jī)額定電流圖形符號(hào)QG(Q)1

6、.刀閘開關(guān)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，應(yīng)用最廣泛的手控電器。用于低壓電路不頻繁動(dòng)作。 圖形符號(hào)：主電路中同刀開關(guān)，控制電路同萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)2.轉(zhuǎn)換開關(guān)小電流的情況下用來(lái)作為線路的接通、斷開和換接控制，又稱組合開關(guān)。結(jié)構(gòu)緊湊，操作時(shí)用手?jǐn)Q轉(zhuǎn)，操作方便、省力。在機(jī)床電氣設(shè)備中，主要作為電源引入開關(guān)；或直接用于控制非頻繁起動(dòng)和停止的小容量異步電動(dòng)機(jī)。 文字符號(hào)： QB自動(dòng)控制電器1.接觸器接觸器是在外界輸人信號(hào)下能夠自動(dòng)地接通或斷開帶有負(fù)載的主電路(如電動(dòng)機(jī))的自動(dòng)控制電器。優(yōu)點(diǎn)：適用于頻繁操作，并具有低壓釋放的保護(hù)性能、工作可靠、壽命長(zhǎng)和體積小等。 根據(jù)主觸頭所接回路的電流種類：交流接觸器 直流接觸器線圈鐵芯銜鐵主

7、觸點(diǎn)彈簧輔助觸點(diǎn)M3電機(jī)動(dòng)作過(guò)程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機(jī)接通電源3801)接觸器結(jié)構(gòu)M3動(dòng)作過(guò)程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機(jī)接通電源 2203802)接觸器有關(guān)符號(hào)：接觸器線圈接觸器主觸點(diǎn)用于主電路 （電流大，需加滅弧裝置）常開常閉接觸器輔助觸點(diǎn)用于控制電路(電流小，無(wú)需加滅弧裝置）接觸器控制對(duì)象：電動(dòng)機(jī)及其它電力負(fù)載接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點(diǎn)數(shù)目等。文字符號(hào)：KM簡(jiǎn)單的接觸器控制ABCM3刀閘起隔離作用自保持停止按鈕起動(dòng)按鈕特點(diǎn)：小電流控 制大電流。自保持KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1起動(dòng)按鈕停車按鈕KM2.繼電器繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在于，

8、觸發(fā)器的主觸點(diǎn)可以通過(guò)大電流，而繼電器的觸點(diǎn)只能通過(guò)小電流。所以，繼電器只能用于控制電路中。中間繼電器電壓繼電器電流繼電器 時(shí)間繼電器（具有延時(shí)功能） 熱繼電器（做過(guò)載保護(hù)） 速度繼電器繼電器類型： 繼電器實(shí)質(zhì)上是一種傳遞信號(hào)的電器,它可根據(jù)輸人的信號(hào)達(dá)到不同的控制目的。繼電器 接觸器v相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：觸點(diǎn)用來(lái)控制電路的通斷v區(qū)別：區(qū)別：控制場(chǎng)合輸入信號(hào)不同 功能不同v應(yīng)正確選用繼電器或接觸器(1) 控制場(chǎng)合不同接觸器：接觸器：用來(lái)控制大電流的電路v負(fù)載主電路v大容量控制電路繼電器：繼電器：用于控制電路中（小電流控制）v不能直接帶負(fù)載v不設(shè)滅弧裝置(2) 輸入信號(hào)不同v繼電器：繼電器：*對(duì)各種

9、物理量作出反應(yīng)*作為保護(hù)電器v接觸器：接觸器：*在一定的電壓信號(hào)下動(dòng)作(3)功能不同繼電器：繼電器：v用于反映控制信號(hào)v進(jìn)行信號(hào)的傳遞轉(zhuǎn)換放大v控制觸點(diǎn)數(shù)量較多接觸器：接觸器：v大電流的開關(guān)電器特點(diǎn)：觸頭多、觸點(diǎn)承受的電流較大(額定電流 5A10A)、 動(dòng)作靈敏(動(dòng)作時(shí)間小于0.05s)等。 第一，用作中間傳遞信號(hào)；1）中間繼電器中間繼電器本質(zhì)上是電壓繼電器。用途:第二，用作同時(shí)控制多條線路。符號(hào)：線圈K觸點(diǎn)KK欠(零)電壓繼電器：當(dāng)控制線路電壓過(guò)低，使控制系統(tǒng)不能正常工作,此時(shí)利用欠電壓繼電器電壓過(guò)低時(shí)動(dòng)作，使控制系統(tǒng)或電動(dòng)機(jī)脫離不正常的工作狀態(tài)，這種保護(hù)稱欠壓保護(hù)。 2）電壓繼電器電壓繼電

10、器是根據(jù)電壓信號(hào)動(dòng)作的過(guò)電壓繼電器：當(dāng)控制線路出現(xiàn)超過(guò)允許的正常電壓時(shí)，繼電器動(dòng)作而控制切換電器(接觸器)，使電動(dòng)機(jī)等停止工作，以保護(hù)電氣設(shè)備不致因過(guò)高的電壓而損壞。UUIKA熔斷器和過(guò)電流繼電器只能保護(hù)電動(dòng)機(jī)不超過(guò)允許最大電流，不能反映電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱狀況，而電動(dòng)機(jī)短時(shí)過(guò)載是允許的，但長(zhǎng)期過(guò)載時(shí)電動(dòng)機(jī)就要發(fā)熱，因此，必須采用熱繼電器進(jìn)行保護(hù)。4）熱繼電器熱繼電器是根據(jù)控制對(duì)象的溫度變化來(lái)控制電流流通的繼電器，是利用電流的熱效應(yīng)而動(dòng)作的電器。它主要用來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載.反映溫度信號(hào)，設(shè)有感應(yīng)部分發(fā)熱元件與雙金屬片; 控制電流流通，設(shè)有執(zhí)行部分觸點(diǎn)。發(fā)熱元件熱繼電器結(jié)構(gòu)：I常閉觸頭雙金屬片工作原理：

11、 發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開。扣板熱繼電器的符號(hào)發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中常閉觸頭FRFR熱繼電器有熱慣性，大電流出現(xiàn)時(shí)它不能立即動(dòng)作，不能用作短路保護(hù)。主令電器主令電器主要用來(lái)切換控制線路。按鈕是一種專門發(fā)號(hào)施令的電器，用以接通或斷開控制回路中的電流。按鈕開關(guān)萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)主令控制器1.按鈕 控制按鈕常開(動(dòng)合)按鈕電路符號(hào)常閉(動(dòng)斷)按鈕電路符號(hào)復(fù)合按鈕電路符號(hào)SBSBSB2.主令控制器與萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān) 主令控制器與萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)廣泛應(yīng)用在控制線路中，以滿足需要多聯(lián)鎖的電力拖動(dòng)系統(tǒng)的要求

12、。主令控制器SL 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)SO文字符號(hào)萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)圖形符號(hào)和主令控制器類似圖形符號(hào)經(jīng)濟(jì)鈕 雙位鈕 鑰匙復(fù)位緊急停止鈕 緊急停止鈕 帶燈蘑茹鈕 帶燈方鈕 帶燈圓鈕 方柄旋鈕 圓柄旋鈕 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)C型圓鈕 控制按鈕控制按鈕萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)主令控制器主令控制器行程開關(guān)行程開關(guān)接近開關(guān)接近開關(guān)執(zhí)行電器1.電磁鐵 把電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電器。這里介紹的電磁鐵是指將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移的執(zhí)行電器。2.電磁離合器電磁連軸器傳遞扭矩3.電磁夾具 電磁工作臺(tái)，常用于磨床。繼電器與接觸器的常用基本線路 繼電器與接觸器自動(dòng)控制線路的構(gòu)成繪制原理圖的一般原則：1 主回路在左，控制回路在右。2電路或元件

13、按功能布置 左 右，上 下。3 統(tǒng)一電器元件可分開畫，但必須用同一文字符號(hào)表明。4元件都應(yīng)該在非上電或不工作狀態(tài)下。5電器線圈或電阻盡量放在各行的一邊。6對(duì)循環(huán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，繪出工作循環(huán)圖。繪制原理圖的一般原則： 電機(jī)起動(dòng)、停車（點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)行、多地點(diǎn) 控制、順序控制等） 電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制 基本控制環(huán)節(jié)1.啟動(dòng)控制線路及保護(hù)裝置 1）啟動(dòng)控制線路 電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行自保持KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1起動(dòng)按鈕停車按鈕KM2）保護(hù)裝置電動(dòng)機(jī)保護(hù)的類型：失壓保護(hù)：采用繼電器、接觸器控制短路保護(hù)：熔斷器 、過(guò)電流繼電器、 自動(dòng)空氣斷路器 過(guò)載保護(hù)：熱繼電器直流電機(jī)零勵(lì)磁保護(hù)：欠電流繼電器 短路保護(hù)

14、FI選擇熔體額定電流 （ ）時(shí)，必須躲開起動(dòng)電流，但對(duì)短路電流仍能起保護(hù)作用。方法1：加熔斷器。異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流 （ Ist）約為額定電流（IN）的 （57）倍。 當(dāng)通過(guò)熔斷器的電流超過(guò)當(dāng)通過(guò)熔斷器的電流超過(guò)一定數(shù)值并經(jīng)過(guò)一定的時(shí)一定數(shù)值并經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，電流在熔體上產(chǎn)生間后，電流在熔體上產(chǎn)生的熱量使熔體某處熔化而的熱量使熔體某處熔化而分?jǐn)嚯娐?，從而保護(hù)了電分?jǐn)嚯娐?，從而保護(hù)了電路和設(shè)備路和設(shè)備電路符號(hào)FU安秒特性瓷插式熔斷器瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器有填料式熔斷器有填料式熔斷器無(wú)填料密封式熔斷器無(wú)填料密封式熔斷器快速熔斷器快速熔斷器自恢復(fù)熔斷器自恢復(fù)熔斷器作用：可實(shí)現(xiàn)短路、過(guò)

15、載、失壓保護(hù)。 自動(dòng)空氣斷路器（自動(dòng)開關(guān)）結(jié)構(gòu)：過(guò)流脫扣器欠壓脫扣器工作原理：過(guò)流時(shí)，過(guò)流脫扣器將脫鉤頂開，斷開電 源；欠壓時(shí)，欠壓脫扣器將脫鉤頂開，斷開電源。11.欠電壓脫扣器12 、13.雙金屬片及其加熱元件過(guò)載脫扣器自動(dòng)空氣斷路器原理圖1、9.彈簧2.觸點(diǎn)3.鎖扣4.搭鉤5.軸6.過(guò)電流脫扣器7.杠桿8、10.銜鐵(1)組合型接線端子；(2)用于過(guò)載保護(hù)的熱雙金屬片；(3)用于短路保護(hù)的電磁脫扣器；(4)機(jī)械鎖定和手柄裝置；(5)觸頭系統(tǒng)；(6)快速滅弧系統(tǒng)；(7)外殼和卡軌部件。 QF 過(guò)載保護(hù)KMSB1KMSB2FR電機(jī)工作時(shí)，若因負(fù)載過(guò)重而使電流增大，但又比短路電流小。此時(shí)熔斷器起不了保護(hù)作用，應(yīng)加熱繼電器，進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。M3A B CKMFUQSFR熱繼電器的熱元件熱繼電器觸頭方法：加熱繼電器。c 失壓保護(hù) 采用繼電器、接觸器控制后，電源電壓4.按電流的自動(dòng)控制在機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，除按測(cè)量其位移、速度、時(shí)間