第1章常用低压电器

1、电气控制技术与电气控制技术与PLCPLC v常用低压电器常用低压电器v电气控制线路的基本原则和典型控制线路分析电气控制线路的基本原则和典型控制线路分析v常用电气控制线路设计常用电气控制线路设计v典型生产即系电气控制线路分析典型生产即系电气控制线路分析上篇上篇 电气控制技术的主要内容电气控制技术的主要内容第第1 1章常用低压电器章常用低压电器 v 1.11.1低压电器的分类及发展概况低压电器的分类及发展概况v 1.2 1.2 低压电器的基本结构低压电器的基本结构v 1.31.3低压开关和低压断路器低压开关和低压断路器v 1.41.4熔断器熔断器v 1.51.5接触器接触器v 1.61.6继电器继

2、电器v 1.71.7主令电器主令电器v 电气设备：电气设备：指用于发电、输电、变电、配电和用电的所有指用于发电、输电、变电、配电和用电的所有设备等。设备等。v 控制电器：控制电器：用来分合电路，以达到控制、调节和保护目的用来分合电路，以达到控制、调节和保护目的的电气设备。的电气设备。v 电气控制系统：电气控制系统：用继电器、接触器、按钮、行程开关等电用继电器、接触器、按钮、行程开关等电器元件，按一定的接线方式组织而成的实际的生产机械系器元件，按一定的接线方式组织而成的实际的生产机械系统，主要元件都安装在电控柜内。统，主要元件都安装在电控柜内。 1.11.1低压电器的分类及发展概况低压电器的分类

3、及发展概况v 低压电器：低压电器：用于交流用于交流1200V、直流、直流1500V级以下的电路中起通断、级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。保护、控制或调节作用的电器产品。v 高压电器：高压电器：交流交流1200V以上、直流以上、直流1500V以上电力拖动系统组成以上电力拖动系统组成的电器产品。的电器产品。v 低压电器是组成电器成套设备的基础元件，其投资费用甚低压电器是组成电器成套设备的基础元件，其投资费用甚至接近或超过主机的投资。至接近或超过主机的投资。本章介绍用于电力拖动自动控制本章介绍用于电力拖动自动控制的的500V以下的常用低压电器，重点是常用低压电器的基本结构、以下

4、的常用低压电器，重点是常用低压电器的基本结构、工作原理、正确选择及合理使用、运行中的正确维护。工作原理、正确选择及合理使用、运行中的正确维护。1.11.1低压电器的分类及发展概况低压电器的分类及发展概况1.11.1低压电器的分类及发展概况低压电器的分类及发展概况 1.1.1 1.1.1 低压电器分类低压电器分类1 1按工作原理分类按工作原理分类（1 1）电磁式电器）电磁式电器 ：依据电磁感应原理来工作的电器。依据电磁感应原理来工作的电器。（2 2）非电量控制电器：）非电量控制电器：靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器。靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器。2 2按用途分类按用途分类（1

5、 1）控制电器：）控制电器：用于各种控制电动机的启动、制动、调速等动作。用于各种控制电动机的启动、制动、调速等动作。（2 2）主令电器）主令电器 ：用于自动控制系统中发送控制指令。用于自动控制系统中发送控制指令。（3 3）保护电器：）保护电器：用于保护电动机和生产机械，使其安全运行。用于保护电动机和生产机械，使其安全运行。（4 4）配电电器：）配电电器：用于电能的输送和分配的电器。用于电能的输送和分配的电器。 （5 5）执行电器）执行电器 ：用于完成某种动作或传动功能。用于完成某种动作或传动功能。3 3按执行机能分类按执行机能分类（1 1）有触头电器：）有触头电器：有可分离的动触头、静触头，并

6、利用触头的接触和分有可分离的动触头、静触头，并利用触头的接触和分离来通断电路，例如刀开关、断路器、接触器、继电器等。离来通断电路，例如刀开关、断路器、接触器、继电器等。（2 2）无触头电器：）无触头电器：无可分离的触头。利用电子元件的开关效应，即导通无可分离的触头。利用电子元件的开关效应，即导通和截止来实现电路的通、断控制。例如接近开关、霍尔开关、电子式和截止来实现电路的通、断控制。例如接近开关、霍尔开关、电子式时间继电器等。时间继电器等。1.1.2 1.1.2 低压电器发展概况低压电器发展概况v 低压电器正向多功能、高性能、高可靠性、小型化、使用低压电器正向多功能、高性能、高可靠性、小型化、

7、使用方便等方向发展，主要表现在方便等方向发展，主要表现在:1.低压电器产品多功能化和组合化低压电器产品多功能化和组合化2.采用限流新技术，提高分断能力和限流性能采用限流新技术，提高分断能力和限流性能3.提高低压电器产品的性能，扩大其功能提高低压电器产品的性能，扩大其功能 4. 应用微机技术、自动化技术和通信技术改造传统电器应用微机技术、自动化技术和通信技术改造传统电器产品，实现智能化产品，实现智能化。1.2 1.2 低压电器的基本结构低压电器的基本结构v 电磁式电器一般由电磁式电器一般由感测感测和和执行执行两个基本部分组成。两个基本部分组成。 感测部分：感测部分：接受外界信号的变化，做出有规律

8、的反应；接受外界信号的变化，做出有规律的反应；感测部分是电磁机构感测部分是电磁机构 执行部分：执行部分：根据指令信号，执行电路的通、断控制根据指令信号，执行电路的通、断控制 ，执，执行部分则是触点系统和灭弧系统。行部分则是触点系统和灭弧系统。1.2.11.2.1 电磁机构电磁机构 v 将电磁能转换为机械能，带动触点动作，接通或断开电路。将电磁能转换为机械能，带动触点动作，接通或断开电路。铁芯铁芯衔铁衔铁线圈线圈组组 成成直动式直动式转动式转动式交流交流：硅钢片叠加：硅钢片叠加直流直流：整块铸铁或铸钢：整块铸铁或铸钢电压线圈电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。：并联在电路中，匝数多、导线细。

9、电流线圈电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈交流线圈：短而粗，有骨架。：短而粗，有骨架。直流线圈直流线圈：细而长，无骨架。：细而长，无骨架。v 原原 理：当线圈通入电流后，将产生磁场，磁通经过铁心、在衔铁和工作理：当线圈通入电流后，将产生磁场，磁通经过铁心、在衔铁和工作气隙形成闭合回路，产生电磁吸力，将衔铁吸向铁心。气隙形成闭合回路，产生电磁吸力，将衔铁吸向铁心。v 短路环短路环 可消除因交流电电流交替变化，电流为可消除因交流电电流交替变化，电流为“0”的瞬间，在弹簧的反作用下的瞬间，在弹簧的反作用下产生的颤动噪音，使两铁心始终吸合着，从而产生的颤动

10、噪音，使两铁心始终吸合着，从而减小衔铁吸合时产生的振减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。动和噪音。 衔铁 铁芯 线圈 短路环 1.2.2 1.2.2 触点系统触点系统v 是接触器的执行元件，用来接通或断开被控制的电路。是接触器的执行元件，用来接通或断开被控制的电路。v 触点的分类：触点的分类： 按触点的初始状态：常开触点和常闭触点按触点的初始状态：常开触点和常闭触点 按触点的运动情况：动触点和静触点按触点的运动情况：动触点和静触点 按触点的职能：按触点的职能： 主触点和辅助触点主触点和辅助触点 按触点材质：按触点材质： 有铜和银，银质触头更好有铜和银，银质触头更好 按接触点的曲线：按接触点的曲线：

11、 点接触、面接触、线接触，接触面越大则通点接触、面接触、线接触，接触面越大则通电电流越大。电电流越大。 点接触 面接触 线接触为了消除触头在接触时的振动，减小接触电阻，在触头上装有接触弹为了消除触头在接触时的振动，减小接触电阻，在触头上装有接触弹簧，该弹簧在触头刚闭合时产生较小的压力，闭合后压力增大。簧，该弹簧在触头刚闭合时产生较小的压力，闭合后压力增大。桥式触点闭合过程位置示意图1.2.3 1.2.3 灭弧系统灭弧系统 v 灭弧方法：电动力灭弧、磁吹灭弧、栅片灭弧、灭弧罩灭弧方法：电动力灭弧、磁吹灭弧、栅片灭弧、灭弧罩 v 产生：在触点由闭合状态过渡到断开状态的过程中，触头间电产生：在触点由

12、闭合状态过渡到断开状态的过程中，触头间电压大于压大于10V，电流超过，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，时，触头间会产生蓝色的光柱， 即即电弧。电弧。v 危害：危害：延长了切断故障的时间；延长了切断故障的时间；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； 形成飞弧造成电源短路事故。形成飞弧造成电源短路事故。1) 1) 磁吹式灭弧装置磁吹式灭弧装置v磁吹式灭弧装置如图所示。是利用电弧电流本身灭弧，因而电磁吹式灭弧装置如图所示。是利用电弧电流本身灭弧，因而电弧电流越大，吹弧的能力也越强，且不受电路电流方向影响，弧电流越大，吹弧的能力也越强，且不受电路电流方向影响，

13、因此广泛应用于直流接触器中。因此广泛应用于直流接触器中。2) 灭弧栅灭弧栅v原理如图所示，原理如图所示，灭弧栅片为一组薄铜片，彼此间相互绝缘，当电弧进入栅片时被分割成一段段串联的短弧，栅片为短弧的电极，串联的两段电弧间有150V200V的绝缘强度，使整个灭弧栅的强度加强，外电压很难维持，电弧迅速熄灭。是一种很常用的交流灭弧装置。3) 3) 灭弧罩灭弧罩- -交流和直流灭弧交流和直流灭弧v 采用一个用陶土和石棉水泥做的耐高温的灭弧罩，用以降温和隔弧。采用一个用陶土和石棉水泥做的耐高温的灭弧罩，用以降温和隔弧。4) 多断点灭弧（多断点灭弧（电动力灭弧电动力灭弧）v 采用桥式触点，如图所示，有两处断

14、开点，相当于两对电极，若一处采用桥式触点，如图所示，有两处断开点，相当于两对电极，若一处断点电弧熄灭重燃需要断点电弧熄灭重燃需要150250V，现二处断点就需要，现二处断点就需要2倍的电压，利倍的电压，利于灭弧，多用于小容量交流接触器中于灭弧，多用于小容量交流接触器中 v 若采用双极或三极接触器控制一个电路时，可将二个极或三个极串联若采用双极或三极接触器控制一个电路时，可将二个极或三个极串联起来作为一个触点使用，这组触点便成为多断点，提高灭弧效果。起来作为一个触点使用，这组触点便成为多断点，提高灭弧效果。1.31.3低压开关和低压断路器低压开关和低压断路器断路器断路器v低压开关主要用作隔离、转

15、换以及接通和分断电路用。低压开关主要用作隔离、转换以及接通和分断电路用。v多数作为机床电路的电源开关、局部照明电路的控制，有时多数作为机床电路的电源开关、局部照明电路的控制，有时也可用来直接控制小容量电动机的启动、停止和正、反转控也可用来直接控制小容量电动机的启动、停止和正、反转控制。制。1.3.1刀开关刀开关v 作隔离电源用，不频繁通断电路直接启动小容量电动机。作隔离电源用，不频繁通断电路直接启动小容量电动机。v 开关内都装有熔断器，兼有短路保护功能。开关内都装有熔断器，兼有短路保护功能。v 分类：分类：按刀的按刀的级数级数分分: : 单极、双极和三极单极、双极和三极 按按灭弧灭弧装置分：带

16、灭弧装置和不带灭弧装置装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换按刀的转换方向方向分：单掷和双掷分：单掷和双掷 按按接线接线方式分：板前接线和板后接线方式分：板前接线和板后接线 按按操作操作方式分：手柄操作和远距离联杆操作方式分：手柄操作和远距离联杆操作 按按有无熔断器有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器分：带熔断器和不带熔断器v 作用：作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。v 结构图和符号 ： QS用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。a. 开启式负荷开关v 用途：用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。v 结构：结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 座、静触头、

17、熔丝、出线座及刀片式动触头， 工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。v 分类：分类：单相双极和三相三极两种b. 封闭式负荷开关（铁壳开关）是在闸刀开关基础上改进设计的一种开关，其灭弧性能、操作是在闸刀开关基础上改进设计的一种开关，其灭弧性能、操作性能、通断能力、安全防护性能等都优于闸刀开关。因外壳多性能、通断能力、安全防护性能等都优于闸刀开关。因外壳多为铸铁或用薄钢板冲压而成，故称为铁壳开关。为铸铁或用薄钢板冲压而成，故称为铁壳开关。作用：手动通断电路及短路保护。作用：手动通断电路及短路保护。主要技术参数主要技术参数：额定电压、额定电流、通断能力、刀开关电寿命 1.3.2 组合开关组合开关

18、v 结结 构：构：又称转换开关，实质上也是一种特殊刀开关，又称转换开关，实质上也是一种特殊刀开关，静触头静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸出盒外，与电源或负载相连。一端固定在胶木盒内，另一端伸出盒外，与电源或负载相连。动触片套在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作动触片套在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作9090正反方向的转正反方向的转动，带动静触头通。动，带动静触头通。组合开关的操作手柄则是平行于安装面组合开关的操作手柄则是平行于安装面的平面内向左或向右转动。的平面内向左或向右转动。v 特特 点：点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。结构紧凑，安装面积小，操作方便。v 用用 途：途：电源的引入开关；通断小电流

19、电路；控制电源的引入开关；通断小电流电路；控制以下以下电动机。电动机。v 分分 类：类：按操作机构可分为按操作机构可分为无限位型无限位型和和有限位型有限位型两种。两种。无限位型转换开关无限位型转换开关手柄可以在范围内旋转，无固定方向、无定位限制。常用的是HZ10-10/3系列如上图所示。有限位型转换开关有限位型转换开关v 也叫可逆转换开关或倒也叫可逆转换开关或倒顺开关，它只能在范围顺开关，它只能在范围内旋转，有定位限制，内旋转，有定位限制，类似双掷开关那样，即类似双掷开关那样，即所谓两位置转换类型。所谓两位置转换类型。技术参数:额定电压、额定电流、极数等。常用型号有HZ5、HZ10、HZ15等

20、系列。 1.3.31.3.3 低压断路器低压断路器 v 俗称自动开关，相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，俗称自动开关，相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，自动进行自动进行欠压、失压、过载和短路保护欠压、失压、过载和短路保护的电器。的电器。v 特点：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路；特点：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路；并能实现远距离控制；操作安全，分断能力较高。并能实现远距离控制；操作安全，分断能力较高。v 分分 类：类： 按极数分单极，两极和三极。按极数分单极，两极和三极。 按保护形式分按保护形式分 电磁脱扣

21、器式、热脱扣器式、复式脱扣器式和无脱扣器式。电磁脱扣器式、热脱扣器式、复式脱扣器式和无脱扣器式。 按全分断时间分按全分断时间分:一般式和快速式（脱扣时间在一般式和快速式（脱扣时间在0.02S内）。内）。 按结构型式分：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）按结构型式分：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）v 低压断路器的外形如图所示低压断路器的外形如图所示(a) DZ158-100小型断路器 (b) NM1系列塑料外壳式断路器短路或严重过载时保护回路一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使热元件13发热，使得双金属片12受热向上弯曲，推动杠杆7向上使搭扣脱开，将主触头分断当线路上电压全部

22、消失或电压下降到某一数值时，欠压脱扣器吸力消失或减小，衔铁被拉力弹簧拉开并撞击杠杆，主电路电源被分断。主触头和灭弧装置。主触头是断主触头和灭弧装置。主触头是断路器的执行元件，用来接通和断路器的执行元件，用来接通和断开主电路，为提高其分断能力，开主电路，为提高其分断能力，主触头上装有灭弧装置主触头上装有灭弧装置v 利用漏电保护装置来防止电气事故的一种安全技术措施。又称为剩余电流保护装置。v 作用：1. 用于防止由漏电引起的单相电击事故；2. 用于防止由漏电引起的火灾和设备烧毁事故；3. 用于检测和切断各种一相接地故障；4. 有的漏电保护装置还可用于过载、过压、欠压和缺相保护。v 漏电保护装置的功

23、能是提供间接接触电击保护，而额定漏电动作电流不大于30mA 的漏电保护装置，在其他保护措施失效时，也可作为直接接触电击的补充保护，但不能作为基本的保护措施。 1.3.4 漏电保护断路器漏电保护断路器 v 结构上一般由零序电流互感器、漏电脱扣器、开关装置三部分组成结构上一般由零序电流互感器、漏电脱扣器、开关装置三部分组成 零序电流互感器用于检测漏电流的大小；零序电流互感器用于检测漏电流的大小； 漏电脱扣器能将检测到的漏电流与一个预定基准值相比较，从而判断是漏电脱扣器能将检测到的漏电流与一个预定基准值相比较，从而判断是否动作；否动作； 开关装置是受漏电脱扣器控制的能接通和分断被保护电路的机构。开关

24、装置是受漏电脱扣器控制的能接通和分断被保护电路的机构。 v 根据结构不同，电流型漏电保护器分为电磁式和电子式两种 v 按其检测故障信号的不同，可分为电压型和电流型两类v 不带过载.短路保护.仅有漏电保护，称为漏电开关. 带过载保护、短路保护和漏电保护，称为漏电断路器. 没有过载、短路保护功能，也不直接分合电路,仅有漏电报警作用，称为漏电继电器，一般用于不断电的重要场所。1.41.4熔断器熔断器FU用用 途：途：串联串联于被保护电路中，当于被保护电路中，当过载或短路过载或短路电流通过熔体时，电流通过熔体时，因其因其自身发热而使熔体熔断自身发热而使熔体熔断，从而分断电路的电器，起到保护作，从而分断

25、电路的电器，起到保护作用。用。主要作主要作短路保护短路保护之用，有时也可作为之用，有时也可作为过载保护过载保护。优优 点：点： 熔断器的结构简单，分断能力高、使用方便、体积小熔断器的结构简单，分断能力高、使用方便、体积小、重量轻、价格便宜，在工农业生产中使用极为广泛。、重量轻、价格便宜，在工农业生产中使用极为广泛。瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT无填料密封式RM快速熔断器RS自恢复熔断器分分 类类瓷插式熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器瓷插式熔断器动触头熔体 瓷插件静触头瓷座底座熔体瓷帽 螺旋式熔断器适用于交流50Hz，额定电压交流380V，额定电流至1000A的配电线路中，作过载和短路保护。有填

26、料式RTRT0系列有填料封闭管式熔断器瓷底座弹簧片管体熔体绝缘手柄有填料密闭管式熔断器无填料密封式熔断器无填料密封式RM无填料密闭管式熔断器铜管熔片管帽熔体熔管插座特殊垫圈头快速熔断器RS快速熔断器自恢复熔断器自恢复熔断器自恢复熔断器1.4.1 熔断器的组成和型号熔断器的组成和型号组组 成成熔体（保险丝）熔体（保险丝）熔管（熔座）熔管（熔座）易熔金属材料铅、锌、锡、银、铜及易熔金属材料铅、锌、锡、银、铜及其合金制成，通常制成丝状和片状。其合金制成，通常制成丝状和片状。装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘钢纸制装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘钢纸制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。1.

27、4.2 熔断器的工作原理熔断器的工作原理v 电流通过熔体时产生的热量与电流平方电流通过熔体时产生的热量与电流平方和电流通过的时间成正比，电流越大，和电流通过的时间成正比，电流越大，则熔体熔断时间越短，这种特性称为熔则熔体熔断时间越短，这种特性称为熔断器的保护特性或安秒特性断器的保护特性或安秒特性 Imin 为最小熔化电流或临界电流，即通过熔体的电流小于此值时不会熔断，所以选择的熔体额定电流IN应小于Imin。通常，Imin/IN1.52，称为熔化系数，该系数反映熔断器在过载时的短时过电流。 1.4.31.4.3 熔断器的技术参数熔断器的技术参数 v 额定电压：从灭弧的角度出发，额定电压：从灭弧

28、的角度出发， 规定熔断器所在电路工作电压的最高规定熔断器所在电路工作电压的最高极限。极限。 交流额定电压交流额定电压（单位（单位V）有：）有： 220， 380，415，500，600，1140； 直流额定电压直流额定电压（单位（单位V）有：）有：110，220，440，800，1000，1500。v 熔体额定电流：指规定的工作条件下，长时间通过熔体而熔体不熔断熔体额定电流：指规定的工作条件下，长时间通过熔体而熔体不熔断的最大电流值；一个熔断器可以配用若干额定电流等级的熔体。的最大电流值；一个熔断器可以配用若干额定电流等级的熔体。 v 熔断器额定电流：指保证熔断器（指绝缘底座）能长期工作所允许

29、的熔断器额定电流：指保证熔断器（指绝缘底座）能长期工作所允许的电流。熔断器的额定电流应大于等于所装熔体的额定电流。电流。熔断器的额定电流应大于等于所装熔体的额定电流。v 极限分断电流：指熔断器在额定电压下所能断开的最大短路极限分断电流：指熔断器在额定电压下所能断开的最大短路电流。一般有填料的熔断器分断能力较高，可大至数十到数电流。一般有填料的熔断器分断能力较高，可大至数十到数百千安。百千安。v时间时间电流特性电流特性 又称保护特性或又称保护特性或熔断特性，它是熔断器的基本特性，熔断特性，它是熔断器的基本特性，表示熔断器的熔断时间与流过熔体表示熔断器的熔断时间与流过熔体电流的函数关系，是反时限特

30、性，电流的函数关系，是反时限特性，流过熔体的电流越大，熔化（或熔流过熔体的电流越大，熔化（或熔断）时间越短。断）时间越短。1.4.4 熔断器的选择熔断器的选择 1熔断器类型的选择熔断器类型的选择v 主要根据负载的保护特性和短路电流大小。例如，用于保护照明主要根据负载的保护特性和短路电流大小。例如，用于保护照明和电动机的熔断器，和电动机的熔断器，IFU I。对于大容量的照明线路和电动机，。对于大容量的照明线路和电动机，除过载保护外，还应考虑短路时的分断电流能力。除过载保护外，还应考虑短路时的分断电流能力。2熔断器额定电压的选择熔断器额定电压的选择v 熔断器的额定电压应大于或等于所接电路的额定电压

31、。熔断器的额定电压应大于或等于所接电路的额定电压。 3熔体、熔断器额定电流的选择熔体、熔断器额定电流的选择v 熔体额定电流大小与负载大小、负载性质有关。对于负载平稳无冲击熔体额定电流大小与负载大小、负载性质有关。对于负载平稳无冲击电流电路可按负载电流大小来确定熔体的额定电流；对于有冲击电流电流电路可按负载电流大小来确定熔体的额定电流；对于有冲击电流负载，既要起到短路保护作用，又要保证电动机的正常启动，对三相负载，既要起到短路保护作用，又要保证电动机的正常启动，对三相笼型异步电动机，其熔断器熔体的额定电流分以下情况选择：笼型异步电动机，其熔断器熔体的额定电流分以下情况选择：v 单台长期工作单台长

32、期工作 IN为熔体额定电流，为熔体额定电流，INM为电动机额定电流。为电动机额定电流。v 单台频繁启动单台频繁启动 v 多台电动机共用一熔断器保护多台电动机共用一熔断器保护式中，式中，INMmax为多台电动机中容量最大一台电动机的额定电流，为多台电动机中容量最大一台电动机的额定电流，INM为为其余各台电动机额定电流之和。其余各台电动机额定电流之和。NNM(1.5 2.5)IINNM(3 3.5)IINNM(1.5 2.5)IIIN M m axv 在（在（1）、（）、（2）两种情况下，对轻载启动或启动时间较短）两种情况下，对轻载启动或启动时间较短时，式中系数取时，式中系数取1.5；重载启动或启

33、动时间较长时，系数取；重载启动或启动时间较长时，系数取2.5。当熔体额定电流确定后，根据熔断器额定电流大于或。当熔体额定电流确定后，根据熔断器额定电流大于或等于熔体额定电流来确定熔断器额定电流。等于熔体额定电流来确定熔断器额定电流。4熔断器上、下级配合熔断器上、下级配合v 在配电系统中，为防止越级熔断、扩大停电事故范围，各在配电系统中，为防止越级熔断、扩大停电事故范围，各级熔断器间应有良好的协调配合，使下一级熔断器比上一级熔断器间应有良好的协调配合，使下一级熔断器比上一级的先熔断，从而满足选择性保护要求。选择时，上一级级的先熔断，从而满足选择性保护要求。选择时，上一级熔体的额定电流要比下一级的

34、至少大一个等级。熔体的额定电流要比下一级的至少大一个等级。1.51.5 接触器接触器v 定义：定义：用来远距离自动地接通或断开交直流、大容量电路的电器用来远距离自动地接通或断开交直流、大容量电路的电器v 按工作原理分：按工作原理分：电磁式、电磁式、 气动式、气动式、 液压式液压式()()1.5.1 1.5.1 接触器的结构和工作原理接触器的结构和工作原理触头系统：主触头、辅助触头触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头）常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头）常闭触头（动断触头）电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧罩及灭弧

35、栅片灭弧灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧组组 成成电磁式接触器分类电磁式接触器分类 按主触头所在动力回路的电流种类分：按主触头所在动力回路的电流种类分： 交流、交流、 直流直流 按主触头对数分：按主触头对数分：单极、多极单极、多极 按电磁线圈回路（通常叫做控制回路）的电流种类分：按电磁线圈回路（通常叫做控制回路）的电流种类分： 交流操作交流操作 、 直流操作直流操作 按主回路电压等级分：按主回路电压等级分：低压、高压低压、高压 按铁心结构形式分：按铁心结构形式分：转动式（或称角移式）和直动式转动式（或称角移式）和直动式接触器图形、文字符号KMKMKMKM a）线圈 b）主触头 c）常开辅助触头

36、d）常闭辅助触头1.5.2 1.5.2 交流接触器交流接触器常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ10X、CJ20、CJX2、CJX1、3TB、3TD、LC1-D、LC2-D等系列。交流接触器结构图交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置1 1结结 构构 2 2工作原理工作原理 线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。当交流磁通穿过铁心时，将产生涡流和磁滞损耗，使铁心发热。为减少铁损，铁心用硅钢片冲压而成。为便于散热，线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上。为防止铁心振动，需加短路环。1.5.3 1.5.3 直流接触器直

37、流接触器u 工作原理：工作原理：与交流接触器基本相同。与交流接触器基本相同。直流接触器线圈通以直流电流，直流接触器线圈通以直流电流，主触头接通、断开直流主电路，线圈通入直流电，铁心中不会产生涡主触头接通、断开直流主电路，线圈通入直流电，铁心中不会产生涡流和磁滞损耗，所以不会发热。流和磁滞损耗，所以不会发热。u 灭弧较困难，一般采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。灭弧较困难，一般采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。 CZ0系列直流接触器组成：触点系统、电磁机构、灭弧装置组成：触点系统、电磁机构、灭弧装置1. 触点系统：辅助触点：采用点接触的双断点桥式触点主触点：单极、双极，采用滚动接触的指形触点。2.

38、电磁机构：直流不会产生涡流，不需要短路环3. 灭弧装置：采用磁吹式灭弧装置v 250A以上的直流接触器往往采用串联双绕组线圈，双绕组线圈接线如图所示。v 接触器的一个常闭辅助触头与保持线圈并联连接。在电路刚接通瞬间，保持线圈被常闭触头短接，可使启动线圈获得较大的电流和吸力。当接触器动作后，常闭触头断开，两线圈串联通电，由于电源电压不变，所以电流减小，但仍可保持衔铁吸合，因而可以节电和延长电磁线圈的使用寿命。直流接触器双绕组线圈接线图启动线圈保持线圈1.5.4 接触器的技术参数接触器的技术参数v 额定电压额定电压: : 指主触头的额定电压。指主触头的额定电压。 交流接触器交流接触器 220V、3

39、80V、660V及及1140V； 直流接触器直流接触器 110V、220V、440V、660V。v 额定电流：额定电流：接触器的额定电流是指主触头的额定电流。接触器的额定电流是指主触头的额定电流。 CJ20系列：系列：10A、16A、32A、55A、80A、125A、200A等。等。 CZ18系列：系列：40A、80A、160A、315A、630A、1000A等。等。v 电磁线圈的额定电压：电磁线圈的额定电压：是指保证衔铁可靠吸合的线圈工作电压。是指保证衔铁可靠吸合的线圈工作电压。 交流线圈：交流线圈：36V、127V、220V、380V； 直流线圈：直流线圈：24V、48V、110V、220

40、V。v 触头数目：触头数目：各种类型的接触器触头数目不同。各种类型的接触器触头数目不同。v 接通和分断能力：接通和分断能力：指主触头在规定条件下能可靠地接通和分断指主触头在规定条件下能可靠地接通和分断的电流值。在此电流值下，接通时主触头不应发生熔焊；分断的电流值。在此电流值下，接通时主触头不应发生熔焊；分断时主触头不应发生长时间燃弧。时主触头不应发生长时间燃弧。v 额定操作频率：额定操作频率：接触器额定操作频率是指每小时接通次数。接触器额定操作频率是指每小时接通次数。v 机械寿命和电气寿命：机械寿命和电气寿命：机械寿命是指接触器在需要修理或更换机械寿命是指接触器在需要修理或更换机构零件前所能承

41、受的无载操作次数。电气寿命是在规定的正机构零件前所能承受的无载操作次数。电气寿命是在规定的正常工作条件下，接触器不需修理或更换的有载操作次数。常工作条件下，接触器不需修理或更换的有载操作次数。1.5.5 接触器的选用原则接触器的选用原则v 接触器的类型应根据电路中负载电流的种类来选择。接触器的类型应根据电路中负载电流的种类来选择。v 被选用的额定电压大于或等于额定电压。被选用的额定电压大于或等于额定电压。v 主触点额定电流应不小于被控电路额定电流。主触点额定电流应不小于被控电路额定电流。v 直流接触器线圈的额定电压要根据控制回路的情况而定。直流接触器线圈的额定电压要根据控制回路的情况而定。尽量

42、选线圈的额定电压与直流控制电路的电压一致。尽量选线圈的额定电压与直流控制电路的电压一致。1.61.6继电器继电器 v 是一种根据电气量（电压、电流等）或非电气量（温度、压力、转是一种根据电气量（电压、电流等）或非电气量（温度、压力、转速、时间等）的变化接通或断开控制电路的自动切换电器。速、时间等）的变化接通或断开控制电路的自动切换电器。v 用于控制电路中，进行信号传递、放大、转换、联锁等，实现自动用于控制电路中，进行信号传递、放大、转换、联锁等，实现自动控制和保护的目的。控制和保护的目的。v 特点：额定电流不大于特点：额定电流不大于5Av 常用继电器常用继电器:中间继电器、热继电器、时间继电器

43、、电流继电器、电中间继电器、热继电器、时间继电器、电流继电器、电压继电器、速度继电器、温度继电器等。压继电器、速度继电器、温度继电器等。1.6.1 1.6.1 中间继电器中间继电器v 属于电磁式结构，由铁心、衔铁、线圈、释放弹簧和触头等部分组成，属于电磁式结构，由铁心、衔铁、线圈、释放弹簧和触头等部分组成，如图所示。如图所示。v 用于控制电路，所以流过触头的电流较小，故不需要灭弧装置。用于控制电路，所以流过触头的电流较小，故不需要灭弧装置。 中间继电器（a）外形 （b）原理图铁心 旋转棱角释放弹簧调节螺母衔铁动触头静触头非磁性垫片线圈v 特点：触头数量较多，在电路中起增加触头数量以及信号放大特

44、点：触头数量较多，在电路中起增加触头数量以及信号放大 、传、传递作用，有时也代替接触器控制额定电流不超过递作用，有时也代替接触器控制额定电流不超过5A的电动机系统。的电动机系统。v 工作原理：与小型交流接触器基本相同，每对触头允许通过的电流工作原理：与小型交流接触器基本相同，每对触头允许通过的电流大小相同，没有主、辅之分大小相同，没有主、辅之分,其额定电流一般为其额定电流一般为5A。(a)线圈 (b)常开触点 (c)常闭触点中间继电器的图形及文字符号KAKAKA1.6.2 热继电器热继电器v 是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器。是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器。v 热继电器就

45、是专门用来对连续运行的电动机实现过载及断热继电器就是专门用来对连续运行的电动机实现过载及断相保护，防电动机因过热而烧毁的一种保护电器。相保护，防电动机因过热而烧毁的一种保护电器。 v 结构：结构：主要由热元件、双金属片和触头等组成。主要由热元件、双金属片和触头等组成。双金属片式热敏电阻式易熔合金式利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作v 由于发热元件具有热惯性，所以不能用于瞬时过载保护，由于发热

46、元件具有热惯性，所以不能用于瞬时过载保护，更不能做短路保护，主要用作电动机的长期过载保护。更不能做短路保护，主要用作电动机的长期过载保护。 JR36系列热继电器 热继电器结构示意图1-推杆2-主双金属片3-加热元件4-导板5-补偿双金属片6-静触点7-常开静触头 8-复位螺钉 9-动触头10-按钮 11-调节旋钮 12-支撑件13-压簧12453111312697810带断相保护的热继电器带断相保护的热继电器 v 电动机一相接线松开或熔丝断开，都会造成三相异步电动机烧坏。电动机一相接线松开或熔丝断开，都会造成三相异步电动机烧坏。v 当电动机是星形接法时，普通的两相或三相热继电器可以实现保护。当

47、电动机是星形接法时，普通的两相或三相热继电器可以实现保护。 v 三角形联结时，当故障线电流达到额定电流时，在电动机绕组内部故障三角形联结时，当故障线电流达到额定电流时，在电动机绕组内部故障电流超过额定相电流，容易过热烧毁，采用带断相保护的热继电器。电流超过额定相电流，容易过热烧毁，采用带断相保护的热继电器。 v 与普通热继电器相比多了一个差动机构，如图所示。当某相断路时，该与普通热继电器相比多了一个差动机构，如图所示。当某相断路时，该相右侧发热元件温度由原来正常状态下降，使双金属片由弯曲状态伸直，相右侧发热元件温度由原来正常状态下降，使双金属片由弯曲状态伸直，推动导板右移；同时由于其它两相电流

48、较大，推动导板向左移，杠杆动推动导板右移；同时由于其它两相电流较大，推动导板向左移，杠杆动作，从而使继电器起到了断相保护作用。作，从而使继电器起到了断相保护作用。 热继电器的主要技术参数热继电器的主要技术参数v 技术参数：技术参数：额定电压、额定电流、相数、热元件编号及整定电流额定电压、额定电流、相数、热元件编号及整定电流v 整定电流：整定电流：指热继电器的热元件允许长期通过又不致引起继电器动作指热继电器的热元件允许长期通过又不致引起继电器动作的最大电流值。对于某一热元件，可通过调节电流旋钮，在一定范围的最大电流值。对于某一热元件，可通过调节电流旋钮，在一定范围内调节电流整定值。内调节电流整定

49、值。v 常用系列：常用系列：JRS1、JR20、JR36、JR15、JR14，引进产品有，引进产品有T系列、系列、3UA、LR1-D等系列。等系列。v JRS1、JR20系列具有断相保护、温度补偿、整定电流值可调、手动系列具有断相保护、温度补偿、整定电流值可调、手动脱扣、手动复位、动作后的信号指示等功能。脱扣、手动复位、动作后的信号指示等功能。热继电器的选择热继电器的选择v 主要用于电动机的过载保护，选用时根据电动机的额定电流、工主要用于电动机的过载保护，选用时根据电动机的额定电流、工作环境、启动情况、负载性质等因素，注意与熔断器的配合。具作环境、启动情况、负载性质等因素，注意与熔断器的配合。

50、具体的说：体的说：v 对于过载能力较差的电动机，热继电器的额定电流可适当小些；对于过载能力较差的电动机，热继电器的额定电流可适当小些；v 在不频繁启动场合，要保证热继电器在电动机的启动过程中不产在不频繁启动场合，要保证热继电器在电动机的启动过程中不产生误动作；生误动作；v 当电动机为重复短时工作时，首先注意确定热继电器的允许操作当电动机为重复短时工作时，首先注意确定热继电器的允许操作频率。此外，对于可逆运行和频繁通断的电动机，不宜采用热继频率。此外，对于可逆运行和频繁通断的电动机，不宜采用热继电器保护，必要时可采用装入电动机内部的温度继电器。电器保护，必要时可采用装入电动机内部的温度继电器。

51、1.6.3 1.6.3 时间继电器时间继电器v 按整定时间长短，实现触头延时接通或断开的继电器。按整定时间长短，实现触头延时接通或断开的继电器。v 按构成原理分：电磁式按构成原理分：电磁式v 电动式电动式v 空气阻尼式空气阻尼式v 晶体管式晶体管式v 数字式数字式v 按延时方式分：通电延时型按延时方式分：通电延时型v 断电延时型断电延时型空气阻尼时间继电器空气阻尼时间继电器通电延时继电器:接受输入信号后，延迟一定的时间输出信号才发生变化。而当输入信号消失后，输出信号瞬时复位。断电延时继电器:接受输入信号后，瞬时产生输出信号。而当输入信号消失后，延迟一定的时间输出信号才复位。时间继电器的选用原则

52、时间继电器的选用原则 根据工作条件选择时间继电器的类型。根据工作条件选择时间继电器的类型。 根据控制电路对延时触头的要求选择延时方式，即断根据控制电路对延时触头的要求选择延时方式，即断电延时型或通电延时型。电延时型或通电延时型。 根据延时精度和延时范围要求选择合适的时间继电器。根据延时精度和延时范围要求选择合适的时间继电器。1.6.4 1.6.4 电流继电器电流继电器v 使用时线圈和负载串联。使用时线圈和负载串联。v 其线圈匝数少而线径粗线圈上的压降很小，不影响负载电其线圈匝数少而线径粗线圈上的压降很小，不影响负载电路的电流。路的电流。v 分类：分类： 欠电流继电器：欠电流继电器：起欠电流保护

53、作用，其常开触头进行保护。起欠电流保护作用，其常开触头进行保护。 过电流继电器过电流继电器：当电路中电流超过某一整定值时，衔铁吸：当电路中电流超过某一整定值时，衔铁吸合，常闭触点断开，控制回路断开，对电路起过电流保护合，常闭触点断开，控制回路断开，对电路起过电流保护作用。作用。欠电流继电器KII I KIKIKI动作电流q ：使电流继电器开始动作所需的电流值； 返回电流f ：电流继电器动作后返回原状态时的电流值；返回系数f ：返回值与动作值之比，ff /q 。主要技术指标：主要技术指标：过流电流继电器欠流电流继电器1.6.5 1.6.5 电压继电器电压继电器v 使用时线圈与负载并联，其线圈匝数

54、多而线径细。使用时线圈与负载并联，其线圈匝数多而线径细。v 欠电压继电器欠电压继电器:用于电路的欠电压或零电压保护。当电路电压减小用于电路的欠电压或零电压保护。当电路电压减小到整定值（到整定值（0.30.5）UN以下时释放，实现欠电压保护。以下时释放，实现欠电压保护。v 零电压继电器零电压继电器:当电路电压降低到（当电路电压降低到（0.050.25）UN时释放，对电时释放，对电路实现零电压保护。路实现零电压保护。v 过电压继电器用于过电压保护。当线圈电压超过整定值（过电压继电器用于过电压保护。当线圈电压超过整定值（1.051.2）UN时释放，对电路实现过电压保护。由于直流电路一般不会时释放，对

55、电路实现过电压保护。由于直流电路一般不会出现过电压，所以只有交流过电压继电器。出现过电压，所以只有交流过电压继电器。欠电压继电器KVU U KVKVKV1.6.6 1.6.6 速度继电器速度继电器v 根据电磁感应原理制成的，主要用于笼型异步电动机的反接制动控制，也根据电磁感应原理制成的，主要用于笼型异步电动机的反接制动控制，也称为反接制动继电器。称为反接制动继电器。v 组成：定子、转子和触头组成：定子、转子和触头v 速度继电器的图形、文字符号如图。速度继电器的图形、文字符号如图。v 常用的速度继电器有常用的速度继电器有JY1和和JFZ0两个系列。其中两个系列。其中JY1系列可系列可在在7003

56、600 r/min范围工作。范围工作。JFZ0-1型适用于型适用于3001000 r/min，JFZ0-2型适用于型适用于10003600 r/min。v 一般速度继电器都具有两对常开、常闭触点，一对常开、常一般速度继电器都具有两对常开、常闭触点，一对常开、常闭正转时动作，另一对反转时动作。通常速度继电器的动作闭正转时动作，另一对反转时动作。通常速度继电器的动作转速不低于转速不低于300 r/min，复位转速约在，复位转速约在100 r/min以下。以下。1.6.7 1.6.7 液位继电器液位继电器 v 是根据液体液面高低使触头动作是根据液体液面高低使触头动作v 用于锅炉和水柜中控制水泵电动机

57、的启动和停止。用于锅炉和水柜中控制水泵电动机的启动和停止。 v 组成组成v 是由浮筒及相连的磁钢、与动触头相连的磁钢、以及两个静触头组是由浮筒及相连的磁钢、与动触头相连的磁钢、以及两个静触头组成。浮筒置于锅炉或水柜中，当水位降低到极限时，浮筒下落使磁成。浮筒置于锅炉或水柜中，当水位降低到极限时，浮筒下落使磁钢绕绕支点钢绕绕支点A上翘。磁钢同性相斥，动触头的磁钢端下落，触头上翘。磁钢同性相斥，动触头的磁钢端下落，触头1-1接通，接通，2-2断开。触头断开。触头1-1接通控制水泵电动机的接触器线圈，电动接通控制水泵电动机的接触器线圈，电动机工作，向锅炉供水，液面上升。反之，当水位升高到上限位置时，

58、机工作，向锅炉供水，液面上升。反之，当水位升高到上限位置时，浮筒上浮，触头浮筒上浮，触头2-2接通，接通，1-1断开，水泵电动机停止。断开，水泵电动机停止。v 液位的高低是由液位继电器的安装位置决定的。液位的高低是由液位继电器的安装位置决定的。 1.6.8 1.6.8 热敏电阻式温度继电器热敏电阻式温度继电器v 是一种可埋设在电动机发热部位，如定子槽内、绕组端部等，直接反映是一种可埋设在电动机发热部位，如定子槽内、绕组端部等，直接反映该处发热情况的过热保护元件。无论是电动机出现过电流引起温度升高，该处发热情况的过热保护元件。无论是电动机出现过电流引起温度升高，还是其他原因引起电动机温度升高，都

59、还是其他原因引起电动机温度升高，都 能起到保护作用。能起到保护作用。 压力继电器压力继电器其它继电器光电继电器光电继电器温度继电器温度继电器1.71.7主令电器主令电器v 用来发布命令或信号，从而接通或断开控制电路，改变控制系用来发布命令或信号，从而接通或断开控制电路，改变控制系统工作状态。统工作状态。v 类型：控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。类型：控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。1.7.11.7.1 控制按钮控制按钮 v 控制按钮一般由按钮帽、复位弹簧、触点和外壳等部分组成，控制按钮一般由按钮帽、复位弹簧、触点和外壳等部分组成，每个按钮中的触头形式和数量可装配

60、成一常开一常闭到六常开每个按钮中的触头形式和数量可装配成一常开一常闭到六常开六常闭等形式。六常闭等形式。v 按下按钮时，先断开常闭触头，后接通常开触头。当松开按钮按下按钮时，先断开常闭触头，后接通常开触头。当松开按钮时，常开触头先断开，常闭触头后闭合。时，常开触头先断开，常闭触头后闭合。 v 按用途：启动按钮、停止按钮和复合按钮等。按用途：启动按钮、停止按钮和复合按钮等。v 按保护形式：开启式、保护式、防水式和防腐式等。按保护形式：开启式、保护式、防水式和防腐式等。v 按结构形式：嵌压式、紧急式、钥匙式、带信号灯、带灯揿钮式、按结构形式：嵌压式、紧急式、钥匙式、带信号灯、带灯揿钮式、带灯紧急式