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)會拆裝并觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。檢測各觸點的電氣性能。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.熱繼電器各觸點的動作情況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，通過一個或多個器件組合，能手動或自動分合額定電壓在直流DC1200V、交流AC1500V及以下的電路，以實現(xiàn)電路中被控制對象的控制、調(diào)節(jié)、變換、檢測、保護等作用的基本件稱為低壓電器。

2．低壓電器的型號命名低壓電器產(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，產(chǎn)品全型號及含義如下：其中：1——類組代號，用漢語拼音字母表示。類組代號有兩個字母，第一個表示類別，第二個表示用途、性能和型式。2——設(shè)計代號（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（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4——基本規(guī)格代號（用數(shù)字表示，位數(shù)不限）。5——品種派生代號（用漢語拼音字母表示，一位），表示系列內(nèi)個別變化的特征。6——輔助規(guī)格代號（用數(shù)字表示，位數(shù)不限）。7——特殊環(huán)境條件派生代號。例如：CJ20-250表示額定工作電流250A的交流接觸器。

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

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)由于可以實現(xiàn)多組觸點組合而得名，實際上是一種轉(zhuǎn)換開關(guān)。它由開關(guān)的動觸片和靜觸片分別裝在數(shù)層成型的膠木絕緣墊板內(nèi)，動觸片套在附有手柄的方型絕緣轉(zhuǎn)軸上，當轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，便帶動動觸片與靜觸片接通或分離，達到接通和分斷電路的目的。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，作為頻繁接通和分斷電路、換接電源和負載、測量三相電壓以及控制小容量異步電動機的啟動、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、所需觸點數(shù)、接線方式進行選擇。直接控制電動機起動、停止時，開關(guān)的額定電流一般選取電動機額定電流的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)

【知識鏈接3】主令電器簡介主令電器是在自動控制系統(tǒng)中發(fā)出指令或信號的操縱電器。主要用來切換控制電路，使電路接通或分斷，實現(xiàn)對電力拖動系統(tǒng)的各種控制，以滿足機械生產(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)、外形及電路符號按鈕開關(guān)由按鈕帽、復(fù)位彈簧、動觸點、常閉靜觸點和常開靜觸點、外殼及支持連接部分等組成。將按鈕帽按下，動觸點就向下移動，先脫離常閉靜觸點，然后同常開靜觸點接觸。當操作人員的手指離開按鈕帽以后，在復(fù)位彈簧作用下，動觸點又向上運動，恢復(fù)原來的位置。在恢復(fù)過程中，先是常開觸點分斷，然后是常閉觸點閉合。按鈕開關(guān)外形及電路符號如圖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，只是其觸點的動作不是靠手動操作，而是利用生產(chǎn)機械某些運動部件上的擋鐵碰撞其滾輪使觸點動作來實現(xiàn)接通或分斷某些電路，使之達到一定的控制要求。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行控制的一種位置開關(guān)，用作機床自動線等各種機械設(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。2）行程開關(guān)的主要用途行程開關(guān)主要用于將機械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺脕砜刂茩C械動作或用作程序控制。接近開關(guān)具有行程控制和限位保護的作用；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)機械與行程開關(guān)的傳動力與位移關(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)境選擇防護形式：如開啟式還是保護式。（4）根據(jù)控制回路的電壓和電流及所要求觸點數(shù)量選擇行程開關(guān)的電參數(shù)。

【知識鏈接4】熔斷器簡介1．熔斷器的結(jié)構(gòu)、外形及電路符號熔斷器主要由熔體、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，是單臺電氣設(shè)備的重要保護元件之一。熔斷器串聯(lián)于被保護的電路中，當通過它的電流超過規(guī)定值一定時間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體自動熔斷，從而切斷電路，起到保護作用。3．熔斷器的選用（1）根據(jù)使用環(huán)境和負載性質(zhì)選擇適當類型的熔斷器。（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）熔斷器的分斷能力應(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)有利于實現(xiàn)選擇性保護。4．熔體額定電流的選擇（1）對于電負載的短路電流保護，熔體額定電流應(yīng)等于或略大于電路的工作電流。（2）對于電動機負載，應(yīng)按下式計算：單臺電動機：

式中，為電動機額定電流。

多臺電動機：式中，為容量最大的一臺電動機的額定電流；為其余電動機額定電流的總和。圖7-5熔斷器的外形及電路符號圖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距離頻繁地接通和分斷交流電路的電器。其主要控制對象是電動機，也可用于控制其他負載如電焊機、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，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)計序號數(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斷，由線圈、動磁芯和靜磁芯構(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產(chǎn)生的振動和躁聲。當電磁線圈通有交流電時，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，當磁通經(jīng)過零值時，鐵芯對銜鐵的吸力也為零，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，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，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短路銅環(huán)。此短路銅環(huán)相當于變壓器的次級繞組，當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，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，振動和躁聲會顯著減少。氣隙愈小，短路環(huán)的作用愈大，振動和躁聲就愈小。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式雙橋式結(jié)構(gòu)設(shè)計，大容量的主觸頭采用轉(zhuǎn)動式單斷點指型觸頭。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)可分為雙斷點橋式觸頭和單斷點指型觸頭，如圖7-8所示。其中，7-8（a）、7-8（b）屬于雙斷點橋式觸頭。3）滅弧裝置交流接觸器在分斷大電流或高電壓電路時，在動靜觸頭之間會產(chǎn)生電弧。電弧會發(fā)光發(fā)熱，灼傷觸頭，同時使電路切換時間延長，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行滅?。簣D7-9電動滅弧圖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，用以實現(xiàn)控制和保護電力拖動裝置的電路。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，都是由承受機構(gòu)、中間機構(gòu)和執(zhí)行機構(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、時間繼電器、速度繼電器、壓力繼電器等。繼電器是用來實現(xiàn)對電動機或線路的保護及生產(chǎn)過程自動化的控制。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主電路進行控制。1．熱繼電器

熱繼電器是利用電流熱效應(yīng)來推動動作機構(gòu)使觸點系統(tǒng)閉合和分斷的保護電器.主要用于電動機的過載保護、斷相保護及電流不平衡時的運行保護。1）熱繼電器的結(jié)構(gòu)、外形及電路符號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斷開。觸點是接在電動機的控制電路中的，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)大于或稍大于電動機的額定電流。（3）熱繼電器的整定電流應(yīng)等于0.95-1.05倍的電動機額定電流。（4）對于三角形聯(lián)結(jié)電動機的保護，應(yīng)采用三相帶斷相保護的熱繼電器。（5）對于三角形聯(lián)結(jié)電動機的過載保護，當熱繼電器串聯(lián)在電動機的相電路中時，其整定電流應(yīng)等于0.58倍的電動機額定電流。2．時間繼電器時間繼電器是一種利用電磁原理或機械動作原理來延遲觸點閉合或斷開的控制電器，在電路中起控制動作時間的作用，它的種類很多，有電磁式、電動式、空氣阻尼式和電子式等。時間繼電器的外形、電氣圖形符號和文字符號如圖7-14所示。時間繼電器的選用（1）根據(jù)系統(tǒng)的延時范圍選擇適當?shù)南盗泻皖愋?。?）根據(jù)控制電路的功能特點選擇相應(yīng)的延時方式。（3）根據(jù)控制回路的電壓選擇吸引線圈的電壓等級。（a）JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器

（b）電子式時間繼電器斷電延時線圈通電延時線圈延時斷開動斷觸點延時閉合動合觸點延時斷開動斷觸點延時閉合動合觸點圖7-14時間繼電器的外形及電氣符號圖

【知識鏈接3】其他控制電器

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