電氣控制技術(shù)chap1常用低壓電器2課件

2.2.2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(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停車、調(diào)速及制動(dòng)等。2.2.2.1控制按鈕2.2.2.2行程開關(guān)2.2.2.3接近開關(guān)2.2.2.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)2.2.2.1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(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)示意圖見下圖所示。2.2.2.1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(hào)燈顯示信號(hào)；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(dòng)旋鈕來進(jìn)行操作。常見按鈕的外形如下圖所示：2.2.2.2行程開關(guān)行程開關(guān)實(shí)物圖行程開關(guān)結(jié)構(gòu)圖

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(dòng)作不是靠手動(dòng)操作，而是利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件上的擋鐵碰撞其滾輪使觸頭動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嚯娐返?。行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)分為3個(gè)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。2.2.2.2行程開關(guān)行程開關(guān)的型號(hào)含義和電氣符號(hào)如下圖所示。型號(hào)含義電氣符號(hào)2.2.2.3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(jiǎn)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(dòng)部件與接近開關(guān)的感應(yīng)頭接近時(shí)，就使其輸出一個(gè)電信號(hào)。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(gè)具有鐵氧體磁心的電感線圈，只能用于檢測(cè)金屬體。振蕩器在感應(yīng)頭表面產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬塊接近感應(yīng)頭時(shí)，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(hào)，經(jīng)整形放大器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的開關(guān)信號(hào)，從而起到“開”、“關(guān)”的控制作用。2.2.2.4萬能轉(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(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、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：2.2.2.4萬能轉(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(gè)觸點(diǎn)座等部件組成，并用螺栓組裝成為一個(gè)整體，如下圖所示。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的圖形符號(hào)及文字符號(hào)如下圖所示。圖中水平方向的數(shù)字1~3表示觸點(diǎn)編號(hào)，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(dòng)線。在不同的操作位置，各對(duì)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(duì)應(yīng)操作位置時(shí)觸點(diǎn)接通，沒涂黑色圓點(diǎn)表示在該操作位置不通。2.2.3接觸器2.2.3.1接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理2.2.3.2接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號(hào)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(shí)操作，聯(lián)鎖控制及各種定量控制和失壓及欠壓保護(hù)。2.2.3.2接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號(hào)各種接觸器的實(shí)物圖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）2.2.3.2接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號(hào)2.接觸器的型號(hào)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。接觸器的型號(hào)含義及電氣符號(hào)如下所示2.2.4繼電器2.2.4.1

電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理2.2.4.2

電流繼電器

2.2.4.3

電壓繼電器（中間繼電器）2.2.4.4

時(shí)間繼電器

2.2.4.5熱繼電器

2.2.4.6速度繼電器

繼電器是根據(jù)一定的信號(hào)（如電流、電壓、時(shí)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?dòng)控制電器。2.2.4.1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(shí)，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(shí)，繼電器釋放，輸出量由Yｌ變?yōu)榱悖鬤繼續(xù)減小，Y值均為零。2.2.4.2電流繼電器電流繼電器主要用于過載及短路保護(hù)。其線圈串聯(lián)接入主電路，線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗、阻抗小，用來感測(cè)主電路的電流，觸點(diǎn)接于控制電路，為執(zhí)行元件。它反映的是電流信號(hào)，主要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(shí)，欠電流繼電器的銜鐵是吸合的，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開。只有當(dāng)電流降低到某一整定值時(shí)，銜鐵釋放，控制電路失電，從而控制接觸器及時(shí)分?jǐn)嚯娐贰?/p>

過電流繼電器在電路正常工作時(shí)不動(dòng)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(shí)，銜鐵吸合，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，控制電路失電，從而控制接觸器及時(shí)分?jǐn)嚯娐?，?duì)電路起過流保護(hù)作用。2.2.4.2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2.2.4.3中間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(hào)含義電氣符號(hào)中間繼電器實(shí)物圖2.2.4.4時(shí)間繼電器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，有時(shí)需要繼電器得到信號(hào)后不立即動(dòng)作，而是順延一段時(shí)間后再動(dòng)作并輸出控制信號(hào)，以達(dá)到按時(shí)間順序進(jìn)行控制的目的。時(shí)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。2.2.4.4時(shí)間繼電器按延時(shí)方式可分為通電延時(shí)型時(shí)間繼電器和斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器。通電延時(shí)型在線圈得電時(shí)，延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)延時(shí)一段時(shí)間才閉合，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)延時(shí)一段時(shí)間才斷開。在線圈失電時(shí)，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)迅速斷開，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)迅速閉合。斷電延時(shí)型在線圈得電時(shí)，延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)迅速閉合，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)迅速斷開。在線圈失電時(shí)，延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)延時(shí)一段時(shí)間再斷開，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)延時(shí)一段時(shí)間再閉合。時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)及文字符號(hào)2.2.4.5熱繼電器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、主雙金屬片和觸點(diǎn)三部分組成。主雙金屬片是熱繼電器的感測(cè)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(dòng)機(jī)定子繞組中的熱元件有電流流過時(shí)，熱元件產(chǎn)生的熱量使雙金屬片伸長(zhǎng)，由于膨脹系數(shù)不同，致使雙金屬片發(fā)生彎曲。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，雙金屬片的彎曲程度不足以使熱繼電器動(dòng)作。但是當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，流過熱元件的電流增大，加上時(shí)間效應(yīng)，就會(huì)加大雙金屬片的彎曲程度，最終使雙金屬片推動(dòng)導(dǎo)板使熱繼電器的觸點(diǎn)動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)的控制電路。熱繼電器主要用于過載、缺相及三相電流不平衡的保護(hù)。2.2.4.5熱繼電器JR0、JRl、JR2和JRl5系列的熱繼電器均為兩相結(jié)構(gòu)，是雙熱元件熱繼電器，可用作三相異步電動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)。2.2.5其他電器2.2.5.1刀開關(guān)2.2.5.2熔斷器2.2.5.3斷路器2.2.5.1刀開關(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(jiǎn)單的手動(dòng)電器，主要由手柄、觸刀、靜插座和絕緣底板等組成。刀開關(guān)在切斷電源時(shí)會(huì)產(chǎn)生電弧，因此在安裝刀開關(guān)時(shí)手柄必須朝上，不得倒裝或平裝。

線時(shí)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)生刀開關(guān)是一種手動(dòng)電器，在低壓電路中用于不頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐?，或用于隔離電源，故又稱“隔離開關(guān)”。2.2.5.1刀開關(guān)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)2.2.5.1刀開關(guān)3.刀開關(guān)的型號(hào)含義和電氣符號(hào)2.2.5.2熔斷器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(xiǎn)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(shí)，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(shí)，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(shí)，熔體熔斷并切斷電路，從而達(dá)到保護(hù)的目的。熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉、控制有效的短路保護(hù)電器。2.2.5.2熔斷器螺旋式熔斷器

圓筒形帽熔斷器螺栓連接熔斷器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。2.2.5.2熔斷器3.熔斷器的型號(hào)含義和電氣符號(hào)如下圖所示。型號(hào)含義電氣符號(hào)2.2.5.3斷路器1.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(dòng)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(lì)脫扣器等。低壓斷路器(也稱自動(dòng)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。2.2.5.3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(dòng)操作、電動(dòng)操作和彈簧儲(chǔ)