第1章_继电器接触器控制

1、第一章第一章 继电器接触器控制继电器接触器控制第一章 继电器接触器控制 主要内容：主要内容： 1.1常用低压电器常用低压电器 1.2电气原理图电气原理图 1.3三相异步电动机基本控制线路三相异步电动机基本控制线路 1.4其他常用基本控制线路其他常用基本控制线路 1.5自动循环工作控制线路自动循环工作控制线路第第1 1章章 继电器接触器控制继电器接触器控制 熟悉各种电器的工作原理、作用、特点、应熟悉各种电器的工作原理、作用、特点、应用场所和表示符号；用场所和表示符号； 学习要求：学习要求： 掌握继电器接触器控制电路中基本控制掌握继电器接触器控制电路中基本控制环节和常用的几种自动控制方式；环节和常

2、用的几种自动控制方式； 学会设计一些简单的继电器接触器控制电路。学会设计一些简单的继电器接触器控制电路。第第1 1章章 继电器接触器控制继电器接触器控制 用继电器、接触器、按钮、行程开关等电器元件，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成的机电传动控制系统按一定的接线方式组成的机电传动控制系统继电器继电器接触器接触器控制系统。控制系统。 电器电器是一种能根据外界的信号（机械力、是一种能根据外界的信号（机械力、 电动力和其电动力和其它物理量）和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实它物理量）和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测

3、、变换和现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的电工器械设备，是一种能控制电能的工具。调节的电工器械设备，是一种能控制电能的工具。1.1.1概述概述动画演示动画演示1.1 常用低压电器常用低压电器第第1 1章章 继电器接触器控制继电器接触器控制 电器的控制作用电器的控制作用:手动或自动地接通、断开电路，手动或自动地接通、断开电路，“通通”称为称为“开开”，“断断”也称为也称为“关关”。 低压电器：低压电器：用于电压为交流用于电压为交流1200V,1200V,直流直流1500V1500V以下电路以下电路中起通断、保护、控制、调节及转换作用的电器。中起通断、保护、控制、调节及转换作

4、用的电器。1.1 常用低压电器常用低压电器1.1 常用低压电器常用低压电器1.1.常用电器分类常用电器分类 （1）按工作电压等级分类）按工作电压等级分类 1）高压电器）高压电器 用于交流电压用于交流电压1200V、直流电压、直流电压1500V及以上及以上电路中的电器。电路中的电器。 2）低压电器）低压电器 用于交流用于交流50Hz，额定电压为，额定电压为1200V以下；直流以下；直流额定电压额定电压1500V及以下的电路中的电器。及以下的电路中的电器。（2）按动作原理分类）按动作原理分类 1）手动电器）手动电器 用手或依靠机械力进行操作的电器。用手或依靠机械力进行操作的电器。 2）自动电器）自

5、动电器 借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器。作的电器。1.常用电器分类常用电器分类 （3）按用途分类）按用途分类 1）控制电器）控制电器 用于各种控制电路和控制系统的电器。用于各种控制电路和控制系统的电器。 2）主令电器）主令电器 用于自动控制系统中发送动作指令的电器。用于自动控制系统中发送动作指令的电器。 3）保护电器）保护电器 用于保护电路及用电设备的电器。用于保护电路及用电设备的电器。 4）执行电器）执行电器 指用于完成某种动作或传动功能的电器，如电指用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等磁铁、电磁离合器等 。 5）

6、配电电器）配电电器 用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。1.常用电器分类常用电器分类 （4）按工作原理分类）按工作原理分类 1）电磁式电器）电磁式电器 依据电磁感应原理来工作，如接触器、依据电磁感应原理来工作，如接触器、各种类型的电磁式继电器等。各种类型的电磁式继电器等。 2）非电量控制电器）非电量控制电器 依靠外力或某种非电物理量的变化依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器

7、等。器、温度继电器等。1.常用电器分类常用电器分类 （5）按控制的对象分）按控制的对象分 1）低压配电电器）低压配电电器 用于低压配电系统，在系统发生故障用于低压配电系统，在系统发生故障的情况下切断故障区域的供电，要求动作准确、工作可的情况下切断故障区域的供电，要求动作准确、工作可靠，有足够的热稳定性和动稳定性。如刀开关、熔断器靠，有足够的热稳定性和动稳定性。如刀开关、熔断器和断路器等。和断路器等。 2）低压控制电器）低压控制电器 用于电气传动系统，要求使用寿命长、用于电气传动系统，要求使用寿命长、工作可靠、维修方便。如接触器、控制继电器、启动器、工作可靠、维修方便。如接触器、控制继电器、启动

8、器、主令电气等。主令电气等。2电器的作用电器的作用 低压电器能够依据操作信号或外界现场信号低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动地改变电路的状态、参数，的要求，自动或手动地改变电路的状态、参数，实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节。示、调节。 （1）控制作用）控制作用 （2）保护作用）保护作用 （3）测量作用）测量作用 （4）调节作用）调节作用 （5）指示作用）指示作用 （6）转换作用）转换作用 1.1.2 接触器接触器接触器接触器是一种用来自动接通或断开大电流电路的自动电器。是一种用来自动接通或断开大电流电路的自动电器

9、。主要用来接通或断开带有负载的交、直流主电路或大容量控主要用来接通或断开带有负载的交、直流主电路或大容量控制电路，但不能切断短路电流。制电路，但不能切断短路电流。 交流接触器：主要用以控制交流电路交流接触器：主要用以控制交流电路 直流接触器：主要用以控制直流电路直流接触器：主要用以控制直流电路 接触器的种类：按主触头所接回路的电流种类分为：接触器的种类：按主触头所接回路的电流种类分为：1.1.2 接触器接触器接触器接触器由电磁机构、触点系统、灭弧装置、其它部件四部分由电磁机构、触点系统、灭弧装置、其它部件四部分组成。组成。 1-灭弧罩 2-触点压力弹簧片 3-主触点 4-反作用弹簧 5-线圈

10、6-短路环 7-静铁芯 8-弹簧 9-动铁芯 10-辅助常开触点 11-辅助常闭触点动画演示动画演示 1电磁机构电磁机构 电磁机构由线圈、动铁芯电磁机构由线圈、动铁芯(衔铁衔铁)和静铁芯组成，其作和静铁芯组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点闭用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点闭合或断开。合或断开。 （1）交流接触器常用的动、静铁芯结构如图：）交流接触器常用的动、静铁芯结构如图： （2）线圈）线圈 按线圈中通电种类可分为直流线圈和交流线圈两种。按线圈中通电种类可分为直流线圈和交流线圈两种。图1-2 接触器电磁机构结构形式（a）绕磁轭棱角转动方式 （b）绕轴转动方式

11、 （c）直线运动方式 2触点系统触点系统 触点是接触器的执行元件，起分断和接通电路的作触点是接触器的执行元件，起分断和接通电路的作用。用。 接触器的触点有接触器的触点有主触点主触点和和辅助触点辅助触点、常开触点常开触点和和常常闭触点闭触点之分。之分。 主触点主触点用于通断主电路，允许通过较大的电流。通用于通断主电路，允许通过较大的电流。通常为三对常开触点。常为三对常开触点。 辅助触点辅助触点用于控制电路，只允许通过较小的电流，用于控制电路，只允许通过较小的电流，一般常开、常闭各两对。一般常开、常闭各两对。 当线圈不带电时，动、静触点是分开的称为当线圈不带电时，动、静触点是分开的称为常开触点常开

12、触点（也称动合触点）；当线圈不带电时，动、静触点是闭（也称动合触点）；当线圈不带电时，动、静触点是闭合的称为合的称为常闭触点常闭触点（也称动断触点）。（也称动断触点）。 触点按其接触形式与结构形式分为如图触点按其接触形式与结构形式分为如图1-3所示几种所示几种 图1-3 接触器触点的接触与结构形式（a）点接触桥式触点 （b）面接触桥式触点 （c）线接触指形触点 3灭弧装置灭弧装置 当触点切断电路的瞬间，如果电路的电流（电压）当触点切断电路的瞬间，如果电路的电流（电压）超过某一数值，则在动、静点间将产生强烈的弧光放电超过某一数值，则在动、静点间将产生强烈的弧光放电现象，称为电弧。现象，称为电弧。

13、 电弧的出现会对电器产生以下影响：电弧的出现会对电器产生以下影响： 触点虽然已经打开，但是由于电弧的存在，使需要触点虽然已经打开，但是由于电弧的存在，使需要断开的电路实际上并未真正断开，降低接触器工作的可断开的电路实际上并未真正断开，降低接触器工作的可靠性；靠性； 电弧的高温可能灼伤、氧化触点，增大触点间接电弧的高温可能灼伤、氧化触点，增大触点间接触电阻，降低导电性；严重时造成触点粘结，损坏接触触电阻，降低导电性；严重时造成触点粘结，损坏接触器；器； 电弧向周围喷射，会损坏电器及周围物质，严重电弧向周围喷射，会损坏电器及周围物质，严重时会造成短路，引起火灾。时会造成短路，引起火灾。 容量在容量

14、在10A以上的接触器都有灭弧装置。以上的接触器都有灭弧装置。线圈得电，衔铁吸合线圈得电，衔铁吸合触点动作触点动作常开触点合常开触点合常闭触点断常闭触点断线圈失电，衔铁释放线圈失电，衔铁释放触点复位触点复位常开触点断常开触点断常闭触点合常闭触点合接触器的结构和工作原理如下：接触器的结构和工作原理如下： 接触器触点机构动作接触器触点机构动作有一定的动作时间，从线有一定的动作时间，从线圈开始通电瞬间起到触点圈开始通电瞬间起到触点可靠接触可靠接触/分开瞬间为止的分开瞬间为止的时间间隔称为时间间隔称为吸合时间吸合时间； 从线圈开始断电瞬间起从线圈开始断电瞬间起到触点可靠分开到触点可靠分开/接触瞬间接触瞬

15、间为止的时间间隔称为为止的时间间隔称为释放释放时间。时间。静铁心静铁心线圈线圈释放弹簧释放弹簧触头系统触头系统动铁心（衔铁）动铁心（衔铁） 接触器的图形、文字符号如图1-5所示。 图1-5 接触器的图形、文字符号 是一种根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电是一种根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现控制目的的自动控制电器。路，实现控制目的的自动控制电器。1.1.3 1.1.3 继电器继电器 继电器的分类：继电器的分类： 按输入信号的性质分：按输入信号的性质分：电流电流继电器继电器、电压、电压继电器继电器、速度、速度继继电器电器、压力、压力继电器继电器、热继电器等。、热继电器等。

16、按作用原理分：按作用原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式应用最广（应用最广（9090以上继电器为电磁式）以上继电器为电磁式） 电磁式继电器由电磁系统、触头系统和释放弹簧等组成。电磁式继电器由电磁系统、触头系统和释放弹簧等组成。 电磁式继电器一般用于接通、断开电磁式继电器一般用于接通、断开控制电路控制电路，触头容量较，触头容量较小，故不需要专门的灭弧装置小，故不需要专门的灭弧装置, ,也无主、辅触点之分。也无主、辅触点之分。 常用的电磁式继电器有电压继电器、中间继电器和电流常用的电磁式继电器有电压继电器、中间继电器和电流继电器。继电器。1.1.电磁

17、式继电器：电磁式继电器：电磁式继电器的图形、文字符号如图电磁式继电器的图形、文字符号如图1-7所示。所示。 图图1-7 电磁式继电器图形、文字符号电磁式继电器图形、文字符号（1）电磁式继电器的结构与工作原理）电磁式继电器的结构与工作原理（2）电磁式继电器的特性）电磁式继电器的特性 继电器的主要特性是输入继电器的主要特性是输入-输出特性，又称继输出特性，又称继电特性。电特性。 当继电器输入量当继电器输入量X由零增至由零增至 X2以前，继电器输出量以前，继电器输出量Y为为 零。当输入量零。当输入量X增加到增加到X2时，时， 继电器吸合，输出量为继电器吸合，输出量为Y1； 若若X继续增大，继续增大，

18、Y保持不变。保持不变。 当当X减小到减小到X1时，继电器释时，继电器释 放，输出量由放，输出量由Y1变为零，变为零， 若若X继续减小，继续减小，Y值均为零。值均为零。（2）电磁式继电器的特性）电磁式继电器的特性 图中，图中，X 2称为继电器吸合值，欲使继电器吸合，输入量称为继电器吸合值，欲使继电器吸合，输入量必须等于或大于必须等于或大于X 2；X 1称为继电器释放值，欲使继电称为继电器释放值，欲使继电器释放，输入量必须等于或小于器释放，输入量必须等于或小于X 1。 吸合时间：吸合时间：是指从线圈接受电信号到衔铁完是指从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间；全吸合所需的时间； 释放时间：释放时

19、间：是指从线圈失电到衔铁完全释放是指从线圈失电到衔铁完全释放所需的时间。所需的时间。 一般继电器的吸合时间与释放时间为一般继电器的吸合时间与释放时间为0.050.15s，快速继电器为，快速继电器为0.0050.05s，它的大小，它的大小影响继电器的操作频率。影响继电器的操作频率。（2）电磁式继电器的特性）电磁式继电器的特性（3) 3) 常用电磁式继电器：常用电磁式继电器： 1 1）电压继电器：）电压继电器：电压继电器电压继电器(KV)用于机电传动系统用于机电传动系统的电压保护和控制。的电压保护和控制。 触点的动作与线圈所加电压大小有关，使用时其触点的动作与线圈所加电压大小有关，使用时其线圈线圈

20、并联接入主电路并联接入主电路，感测主电路的线路电压，感测主电路的线路电压，触点接于控制触点接于控制电路电路，为执行元件。，为执行元件。 用于线路的欠电压保护，其用于线路的欠电压保护，其释放电压整定值为线路额定电压释放电压整定值为线路额定电压的的0.10.6倍。当被保护线路电倍。当被保护线路电压正常时，衔铁可靠吸合；当被压正常时，衔铁可靠吸合；当被保护线路电压降至欠电压继电器保护线路电压降至欠电压继电器的释放整定值时，衔铁释放，触的释放整定值时，衔铁释放，触点机构复位，控制接触器及时分点机构复位，控制接触器及时分断被保护电路。断被保护电路。 用于线路的过电压保护，其吸合电用于线路的过电压保护，其

21、吸合电压整定值一般为被保护线路额定电压的压整定值一般为被保护线路额定电压的1.051.2倍。当被保护的线路电压正倍。当被保护的线路电压正常时，衔铁不动作；当被保护线路的电常时，衔铁不动作；当被保护线路的电压达到过电压继电器的整定值时，衔铁压达到过电压继电器的整定值时，衔铁吸合，触点机构动作，控制电路失电，吸合，触点机构动作，控制电路失电，控制接触器及时分断被保护电路。控制接触器及时分断被保护电路。欠电压继电器欠电压继电器（UU）：）：2 2）中间继电器）中间继电器2）扩展触头数目，增加控制回路扩展触头数目，增加控制回路数。数。在比较复杂的电路中，接触器在比较复杂的电路中，接触器的辅助触头可能不

22、够用，这时可用的辅助触头可能不够用，这时可用接触器的一对辅助触头去控制中间接触器的一对辅助触头去控制中间继电器，则中间继电器的触头相当继电器，则中间继电器的触头相当于接触器的辅助触头，这样就使接于接触器的辅助触头，这样就使接触器的触头数目得到扩展。触器的触头数目得到扩展。1）信号放大：）信号放大：有时有时候输入信号比较弱，候输入信号比较弱，不足以直接驱动接触不足以直接驱动接触器，这时可以利用中器，这时可以利用中间继电器对信号进行间继电器对信号进行放大。放大。 中间继电器在本质上是一种电压继电器，具有触头数中间继电器在本质上是一种电压继电器，具有触头数目多、电流容量大等特点。目多、电流容量大等特

23、点。使用中间继电器的目的主要是：使用中间继电器的目的主要是： 3 3）电流继电器）电流继电器(KA)(KA)：根据电流信号而动作，根据电流信号而动作，用于机电用于机电传动系统的电流保护和控制传动系统的电流保护和控制。 触点的动作与线圈通过的电流大小有关，使用时其触点的动作与线圈通过的电流大小有关，使用时其线圈线圈串联接入主电路串联接入主电路，用来感测主电路的线路电流变化；，用来感测主电路的线路电流变化；触点接触点接于控制电路于控制电路，为执行元件。，为执行元件。 正常工作时，衔铁是吸正常工作时，衔铁是吸合的，当电流小于某值时，合的，当电流小于某值时，衔铁释放，控制接触器分断衔铁释放，控制接触器

24、分断电动机电源。用于电流过小电动机电源。用于电流过小时切断电路。时切断电路。 当电流大于给定当电流大于给定值时，衔铁吸合，动值时，衔铁吸合，动断触头断开，控制接断触头断开，控制接触器分断电动机电源。触器分断电动机电源。 用于电流过大时切断用于电流过大时切断电路。电路。欠电流继电器欠电流继电器(I)(I)(I)：2.时间继电器时间继电器 利用电磁原理或机械动作原理实现触点延时接通或利用电磁原理或机械动作原理实现触点延时接通或断开的自动控制电器，即从得到输入信号（线圈的通电断开的自动控制电器，即从得到输入信号（线圈的通电或断电）开始，经过一定的延时后才输出信号（触点的或断电）开始，经过一定的延时后

25、才输出信号（触点的闭合或断开）的继电器。闭合或断开）的继电器。延时方式：通电延时和断电延时。延时方式：通电延时和断电延时。通电延时，接受输入信号后延迟一定的时间，输出信号通电延时，接受输入信号后延迟一定的时间，输出信号才发生变化；当输入信号消失后，输出瞬时复原。才发生变化；当输入信号消失后，输出瞬时复原。断电延时，接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号；断电延时，接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号；当输入信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原。当输入信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原。时间继电器的种类：时间继电器的种类：电磁式电磁式 空气阻尼式空气阻尼式 电动机式电动机式 电子式时间继

26、电器电子式时间继电器(1)直流电磁式时间继电器直流电磁式时间继电器 电磁式时间继电器的结构由铁心、线圈、衔铁和触头等构成。电磁式时间继电器的结构由铁心、线圈、衔铁和触头等构成。 在铁心上增加了一个阻尼铜套，在线圈通断电过程中，阻尼铜在铁心上增加了一个阻尼铜套，在线圈通断电过程中，阻尼铜套内将感应出涡流，感应的磁通总是阻止原来磁通的变化，从而导套内将感应出涡流，感应的磁通总是阻止原来磁通的变化，从而导致衔铁延时吸合或释放，带动触头延时动作。致衔铁延时吸合或释放，带动触头延时动作。（2）空气阻尼式时间继电器）空气阻尼式时间继电器 空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼作用来达到延时空气阻尼式时间继电器

27、是利用空气阻尼作用来达到延时的目的。的目的。图1-10 空气阻尼式时间继电器其结构示意图(a) 通电延时型 (b) 断电延时型1-线圈 2-铁心 3-衔铁 4-反力弹簧 5-推板 6-活塞杆 7-杠杆 8-塔形弹簧 9-弱弹簧 10-橡皮膜 11-空气室壁 12-活塞 13-调节螺钉 14-进气孔 15、16-微动开关通电延时型时间继电器工作原理通电延时型时间继电器工作原理 当线圈当线圈1 1通电后，衔铁通电后，衔铁3 3连同推板连同推板5 5被被铁芯铁芯2 2吸引向上吸合，压下微动开关吸引向上吸合，压下微动开关1616，使微动开关触点迅速转换。同时在空气使微动开关触点迅速转换。同时在空气室室

28、1111内与橡皮膜内与橡皮膜1010相连的活塞杆相连的活塞杆6 6在弹在弹簧簧8 8作用下也向上移动，由于橡皮膜下作用下也向上移动，由于橡皮膜下方的空气稀薄形成负压，起到空气阻尼方的空气稀薄形成负压，起到空气阻尼的作用，因此活塞杆只能缓慢向上移动，的作用，因此活塞杆只能缓慢向上移动，移动速度由进气孔移动速度由进气孔1414的大小而定，可通的大小而定，可通过调节螺钉过调节螺钉1313调整。经过一段延时后，调整。经过一段延时后，活塞活塞1212才能移到最上端，并通过杠杆才能移到最上端，并通过杠杆7 7压动开关压动开关1515，使其常开触点闭合，常闭，使其常开触点闭合，常闭触点断开。而另一个开关触点

29、断开。而另一个开关1616是在衔铁吸是在衔铁吸合时，通过推板合时，通过推板5 5的作用立即动作，故的作用立即动作，故称开关称开关1616为瞬动触点。为瞬动触点。1-线圈线圈 2-铁心铁心 3-衔铁衔铁 4-反力弹簧反力弹簧 5-推板推板 6-活塞杆活塞杆 7-杠杆杠杆 8-塔形弹簧塔形弹簧 9-弱弹簧弱弹簧 10-橡皮膜橡皮膜 11-空气室壁空气室壁 12-活塞活塞 13-调节螺钉调节螺钉 14-进气孔进气孔 15、16-微动开关微动开关通电延时型时间继电器工作原理通电延时型时间继电器工作原理当线圈断电时，衔铁在反力弹簧当线圈断电时，衔铁在反力弹簧4 4作用作用下，将活塞推向下端，这时橡皮膜下

30、方下，将活塞推向下端，这时橡皮膜下方气室内的空气通过橡皮膜气室内的空气通过橡皮膜1010、弹簧、弹簧8 8和和活塞活塞1212的肩部所形成的单向阀，迅速将的肩部所形成的单向阀，迅速将空气排掉，使开关空气排掉，使开关1515、1616触点复位。触点复位。1-线圈线圈 2-铁心铁心 3-衔铁衔铁 4-反力弹簧反力弹簧 5-推板推板 6-活塞杆活塞杆 7-杠杆杠杆 8-塔形弹簧塔形弹簧 9-弱弹簧弱弹簧 10-橡皮膜橡皮膜 11-空气室壁空气室壁 12-活塞活塞 13-调节螺钉调节螺钉 14-进气孔进气孔 15、16-微动开关微动开关动画演示动画演示时间继电器图形符号时间继电器图形符号(KT )(K

31、T )：通电延时线圈延时闭合常开触点延时断开常闭触点延时闭合常闭触点延时断开常开触点KTKTKTKT瞬动常开触点KT瞬动常闭触点KT瞬动常开触点KT瞬动常开触点KT瞬动常闭触点KT瞬动常闭触点KT延时闭合常开触点延时断开常闭触点延时闭合常闭触点延时断开常开触点KTKTKTKT断电延时线圈 利用电流的热效应而动作，主利用电流的热效应而动作，主要用来对连续运行的电动机进行要用来对连续运行的电动机进行过载保护。过载保护。FRFR表示符号：表示符号：（1)1)热继电器：热继电器：3.3.其他非电磁式继电器：其他非电磁式继电器： 非电磁类继电器的感测元件接受非电量信号。非电磁类继电器的感测元件接受非电量

32、信号。 常用的非电磁类继电器有：热继电器、速度继电器、压力常用的非电磁类继电器有：热继电器、速度继电器、压力继电器等。继电器等。热继电器工作原理：热继电器工作原理： 热继电器主要由热元件、双金属片和触头等组成。热继电器主要由热元件、双金属片和触头等组成。 热元件由镍铬合金等电热元件由镍铬合金等电阻材料制成。阻材料制成。 双金属片由两种热膨胀双金属片由两种热膨胀系数不同的金属辗压而成，系数不同的金属辗压而成，由于两种金属紧密地贴合在由于两种金属紧密地贴合在一起，当产生热效应时，双一起，当产生热效应时，双金属片向膨胀系数小的一侧金属片向膨胀系数小的一侧弯曲，并带动触头动作。弯曲，并带动触头动作。图

33、图1-12 三相式热继电器原理示意图三相式热继电器原理示意图1支架支架 2双金属片双金属片 3发热元件发热元件 4导板导板 5补偿双金属片补偿双金属片 6触点触点 7常开常开触点触点 8复位螺钉复位螺钉 9触点触点 10复位按钮复位按钮 11调节旋钮调节旋钮 12支撑架支撑架 13压簧压簧 14推杆推杆热继电器工作原理：热继电器工作原理： 热继电器主要由热元件、双金属片和触头等组成。热继电器主要由热元件、双金属片和触头等组成。使用时，双金属片和使用时，双金属片和热元件直接串接在欲热元件直接串接在欲保护的电动机主电路保护的电动机主电路中，电动机的工作电中，电动机的工作电流流过热元件，使之流流过热

34、元件，使之产生热量，加热双金产生热量，加热双金属片。属片。图1-12 三相式热继电器原理示意图1支架 2双金属片 3发热元件 4导板 5补偿双金属片 6触点 7常开触点 8复位螺钉 9触点 10复位按钮 11调节旋钮 12支撑架 13压簧 14推杆热继电器工作原理：热继电器工作原理：图1-12 三相式热继电器原理示意图1支架 2双金属片 3发热元件 4导板 5补偿双金属片 6触点 7常开触点 8复位螺钉 9触点 10复位按钮 11调节旋钮 12支撑架 13压簧 14推杆 当电动机正常运行时，当电动机正常运行时，热元件产生的热量使双金属片热元件产生的热量使双金属片略有弯曲，但并不足以使触头略有弯

35、曲，但并不足以使触头动作。动作。 当电动机过载时，热元当电动机过载时，热元件中流过超过整定值的电流，件中流过超过整定值的电流，其发热量增加，使双金属片的其发热量增加，使双金属片的弯曲位移进一步加大，带动导弯曲位移进一步加大，带动导板向左移动，并通过补偿双金板向左移动，并通过补偿双金属片属片5与推杆与推杆14将触点将触点9和和6分分开，触点开，触点9和和6为热继电器串于为热继电器串于接触器线圈回路的常闭触点，接触器线圈回路的常闭触点，断开后使接触器失电，接触器断开后使接触器失电，接触器的常开触点断开电动机的电源的常开触点断开电动机的电源以保护电动机。以保护电动机。 动画演示动画演示（2)速度继电

36、器速度继电器 速度继电器又称反接制动继电器。速度继电器又称反接制动继电器。 它只能反映电动机的转动方向及电动机是否停转，故主要与接它只能反映电动机的转动方向及电动机是否停转，故主要与接触器配合使用，实现鼠笼型异步电动机的反接制动控制。触器配合使用，实现鼠笼型异步电动机的反接制动控制。 当电动机转动时，速度继电器的转子当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，因此在转子周围的磁隙中产生旋随之转动，因此在转子周围的磁隙中产生旋转磁场。绕组切割磁场产生感应电动势和电转磁场。绕组切割磁场产生感应电动势和电流。此电流与旋转磁场相互作用产生转矩，流。此电流与旋转磁场相互作用产生转矩，使定子向转子转动方向偏

37、转。当偏转到一定使定子向转子转动方向偏转。当偏转到一定角度时，定子柄触动弹簧片时，使继电器的角度时，定子柄触动弹簧片时，使继电器的动断触头断开、动合触头闭合。动断触头断开、动合触头闭合。 速度继电器的触头有两组，即一对动速度继电器的触头有两组，即一对动合触头和一对动断触头，分别用于控制电动合触头和一对动断触头，分别用于控制电动机正、反转的反接制动。机正、反转的反接制动。图1-14 速度继电器结构原理图1-电动机轴 2-转子 3-定子 4-绕组5-定子柄 6-静触点 7-动触点 8-簧片（2)速度继电器速度继电器速度继电器的文字符号为速度继电器的文字符号为KS,KS,图形符号图形符号: :图1-

38、14 速度继电器结构原理图1-电动机轴 2-转子 3-定子 4-绕组5-定子柄 6-静触点 7-动触点 8-簧片1.1.4 熔断器熔断器（保险丝（保险丝） 是一种广泛应用于低压配电系统、控制系统中的保护电是一种广泛应用于低压配电系统、控制系统中的保护电器。器。 熔断器串于被保护电路中，当电路发生短路或严重过载熔断器串于被保护电路中，当电路发生短路或严重过载时，它的熔体能自动迅速熔断，从而切断电路，起到保护作时，它的熔体能自动迅速熔断，从而切断电路，起到保护作用。用。FU动画演示动画演示1.1.4 熔断器熔断器（保险丝（保险丝） 1. 熔断器的安秒特性熔断器的安秒特性 熔断器的动作是靠熔体的熔断

39、来实现短路保护作用的，熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现短路保护作用的，当电流较大时，熔体熔断所需的时间就较短。而电流较小当电流较大时，熔体熔断所需的时间就较短。而电流较小时，熔体熔断所需用的时间就较长，甚至不会熔断。因此时，熔体熔断所需用的时间就较长，甚至不会熔断。因此对熔体来说，其动作电流和动作时间特性即熔断器的安秒对熔体来说，其动作电流和动作时间特性即熔断器的安秒特性如图特性如图1-16所示。所示。 每一熔体都有一最小熔化电流。每一熔体都有一最小熔化电流。一般定义熔体的最小熔断电流与熔体一般定义熔体的最小熔断电流与熔体的额定电流之比为最小熔化系数，常的额定电流之比为最小熔化系数，常用熔体的

40、熔化系数大于用熔体的熔化系数大于1.251.25，也就是，也就是说额定电流为说额定电流为10A10A的熔体在电流的熔体在电流12.5A12.5A以下时不会熔断。以下时不会熔断。1.1.4 熔断器熔断器（保险丝（保险丝）熔断电流与熔断时间之间的关系如下表所示。熔断电流与熔断时间之间的关系如下表所示。熔断电流熔断电流1.251.3IRN1.6 IRN2 IRN2.5 IRN3 IRN4 IRN熔断时间熔断时间1h40s8s4.5s2.5s 熔断器只能起到短路保护作用，不能起过载保护作用。熔断器只能起到短路保护作用，不能起过载保护作用。 因为交流异步电动机启动电流为额定电流的因为交流异步电动机启动电

41、流为额定电流的4747倍，要保倍，要保证熔体在启动过程中不熔断，其选用的熔体电流比额定电流大证熔体在启动过程中不熔断，其选用的熔体电流比额定电流大的多，这样，当电动机过载时，熔断器就不能起到保护作用。的多，这样，当电动机过载时，熔断器就不能起到保护作用。 2. 几种常用的熔断器几种常用的熔断器 1）插入式熔断器）插入式熔断器 常用于常用于380V及以下电压等级的线路末端，作为配电系及以下电压等级的线路末端，作为配电系统导线或电器设备的短路保护用，也可作为民用照明等电统导线或电器设备的短路保护用，也可作为民用照明等电路的短路保护。路的短路保护。图1-17 插入式熔断器1-动触点 2-熔体 3-瓷

42、插件 4-静触点 5-瓷座 2）螺旋式熔断器）螺旋式熔断器 熔体上的上端盖有一熔断指示器，一旦熔体熔断，指熔体上的上端盖有一熔断指示器，一旦熔体熔断，指示器马上弹出，可透过瓷帽上的玻璃孔观察到，它常用于示器马上弹出，可透过瓷帽上的玻璃孔观察到，它常用于机床电气控制设备中。机床电气控制设备中。 螺旋式熔断器分断电流较大，可用于电压等级螺旋式熔断器分断电流较大，可用于电压等级500V及及其以下、电流等级其以下、电流等级200A以下的电路中，作短路保护。以下的电路中，作短路保护。图图1-18 螺旋式熔断器螺旋式熔断器1-底座底座 2-熔体熔体 3-瓷帽瓷帽 3）封闭式熔断器）封闭式熔断器 封闭式熔断

43、器分有填料熔断器和无填料熔断器两种，封闭式熔断器分有填料熔断器和无填料熔断器两种， 有填料熔断器一般用方形瓷管，内装石英砂及熔体，有填料熔断器一般用方形瓷管，内装石英砂及熔体，分断能力强，用于电压等级分断能力强，用于电压等级500V以下、电流等级以下、电流等级1KA以下以下的电路中。的电路中。 无填料密闭式熔断器将熔体装入密闭式圆筒中，分断无填料密闭式熔断器将熔体装入密闭式圆筒中，分断能力稍小，用于能力稍小，用于500V以下，以下，600A以下电力网或配电设备中。以下电力网或配电设备中。 4）快速熔断器）快速熔断器 主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。由主要用于半导体整流元件或整流装置

44、的短路保护。由于半导体元件的过载能力很低，只能在极短时间内（数毫于半导体元件的过载能力很低，只能在极短时间内（数毫秒至数十毫秒）承受较大的过载电流，因此要求短路保护秒至数十毫秒）承受较大的过载电流，因此要求短路保护具有快速熔断的能力，而一般熔断器的熔断时间是以秒计具有快速熔断的能力，而一般熔断器的熔断时间是以秒计的，所以不能用来保护半导体器件，因此必须采用在过载的，所以不能用来保护半导体器件，因此必须采用在过载时能迅速动作的快速熔断器。时能迅速动作的快速熔断器。 5）自复熔断器）自复熔断器 采用低熔点金属钠作熔体，在常温下具有高电导率。当采用低熔点金属钠作熔体，在常温下具有高电导率。当电路发生

45、短路故障时，短路电流产生高温使钠迅速汽化，电路发生短路故障时，短路电流产生高温使钠迅速汽化，汽态钠呈现高阻态，从而限制了短路电流。当短路电流消汽态钠呈现高阻态，从而限制了短路电流。当短路电流消失后，温度下降，金属钠蒸气冷却并凝结，恢复原来的良失后，温度下降，金属钠蒸气冷却并凝结，恢复原来的良好导电性能。自复熔断器只能限制短路电流，不能真正分好导电性能。自复熔断器只能限制短路电流，不能真正分断电路。其优点是不必更换熔体，能重复使用。断电路。其优点是不必更换熔体，能重复使用。 开关作用是分合电路、开断电流。开关作用是分合电路、开断电流。 常用的有刀开关、隔离开关、负荷开关、转换开关常用的有刀开关、

46、隔离开关、负荷开关、转换开关(组合开组合开关关)、自动空气开关、自动空气开关(低压断路器低压断路器)等。等。1.1.5 刀开关和低压断路器（自动空气开关）刀开关和低压断路器（自动空气开关） 1刀开关刀开关 刀开关的主要作用是在电源切除后，将线路刀开关的主要作用是在电源切除后，将线路与电源明显的隔离开，以保障维修人员的安全。与电源明显的隔离开，以保障维修人员的安全。也可以用作不频繁的接通和分断空载电路或小电也可以用作不频繁的接通和分断空载电路或小电流电路之用。流电路之用。 刀开关的图形和文字符号如图刀开关的图形和文字符号如图1-23所示。所示。S图图1-23刀开关图形和文字符号刀开关图形和文字符

47、号动画演示动画演示DZ47高分断小型断高分断小型断路器路器 2低压断路器低压断路器 用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁启用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁启动的电动机。动的电动机。 它的功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继它的功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。和，是低压配电网中一种重要的保护电器。 低压断路器具有多种保护功能低压断路器具有多种保护功能(过载、短路、欠电压过载、短路、欠电压保护等保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方

48、便、安全等优、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点。点。过电流脱扣器过电流脱扣器热脱扣器热脱扣器失压脱扣器失压脱扣器分励脱扣器分励脱扣器自由脱扣机构自由脱扣机构释放弹簧释放弹簧主触点主触点QFQF动画演示动画演示1.1.61.1.6主令电器主令电器 是用来闭合和断开控制回路，以发出命令改变控制系统工是用来闭合和断开控制回路，以发出命令改变控制系统工作状态的电器。作状态的电器。 常用的主令电器有：按钮、万能转换开关、主令控制器、常用的主令电器有：按钮、万能转换开关、主令控制器、行程开关等。行程开关等。 1. 1.控制按扭控制按扭动画演示动画演示2.2.行程开关行程开关 行程开关利用生产机

49、械的行程位置实现电路切换，行程开关利用生产机械的行程位置实现电路切换，以控制其运动方向、速度及行程大小。以控制其运动方向、速度及行程大小。 行程开关是利用行程开关是利用运动部件上的挡块碰运动部件上的挡块碰撞来发出控制指令，撞来发出控制指令，从而使触头动作。按从而使触头动作。按结构不同行程开关可结构不同行程开关可分为直动式、滚轮式分为直动式、滚轮式和微动式三种。和微动式三种。动画演示动画演示 直动式行程开关：直动式行程开关：图1-28 直动式行程开关1-推杆 2-弹簧 3-动断触点 4-动合触点 滚轮式行程开关：滚轮式行程开关： 当挡块向左碰撞滚轮1时，上臂2在盘型弹簧3作用下，带动下转臂4以逆

50、时针方向转动。滑轮6在自左向右的滚动过程中，不断压迫弹簧11，直至滚动横板10的转轴时，横板受弹簧11作用，迅速转动，使触头瞬间切换。图1-29滚轮式行程开关1-滚轮 2-上转臂 3、5、11-弹簧 4-下转臂 6-滑轮 7-压板 8、9-触点 10-横板（3）微动式行程开关）微动式行程开关 微动开关安装了弯形片状弹簧，使推杆在很小的范微动开关安装了弯形片状弹簧，使推杆在很小的范围内移动时，可使触点因弯形片状弹簧的翻转而改变状围内移动时，可使触点因弯形片状弹簧的翻转而改变状态。它具有体积小、重量轻、动作灵敏、能瞬时动作、态。它具有体积小、重量轻、动作灵敏、能瞬时动作、微小行程等优点，常用于要求

51、行程控制准确度较高的场微小行程等优点，常用于要求行程控制准确度较高的场合，其缺点是寿命较短。合，其缺点是寿命较短。图图1-30 微动式行程开关微动式行程开关1.推杆推杆 2. 弯形片状弹簧弯形片状弹簧 3.压缩弹簧压缩弹簧4.动断触点动断触点 5.动合触点动合触点5.万能转换开关万能转换开关 万能转换开关是一种具有多个挡拉、多对触头，可万能转换开关是一种具有多个挡拉、多对触头，可以控制多个回路的控制电器，主要作电路转换之用。以控制多个回路的控制电器，主要作电路转换之用。图形符号图形符号:SA:SA动画演示动画演示1.2 电气原理图电气原理图 电气控制线路电气控制线路是由导线将电机、电器、仪表是

52、由导线将电机、电器、仪表等元件按一定的要求和方法连接起来以实现某种等元件按一定的要求和方法连接起来以实现某种功能的电气线路。功能的电气线路。 电气线路可分为电气线路可分为主电路主电路和和辅助电路辅助电路两部分。两部分。 交流电动机的定子、转子电路和直流电动机交流电动机的定子、转子电路和直流电动机电枢电路等通过大电流的电路属于电枢电路等通过大电流的电路属于主电路主电路。 辅助电路辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等。辅助电路由接触器和继电器的路及保护电路等。辅助电路由接触器和继电器的线圈、接触器的辅助触点、继电器触点、按钮、线圈、接触器的辅助触点、继

53、电器触点、按钮、照明灯、控制变压器等电器元件组成。照明灯、控制变压器等电器元件组成。 电气控制线路的表示方法电气控制线路的表示方法有三种：电气原理有三种：电气原理图、电气接线图、电器元件布置图。图、电气接线图、电器元件布置图。1.2 电气原理图电气原理图 1.电气原理图电气原理图1）电器元件图形符号、文字符号及标号必须采用最新国家标准。）电器元件图形符号、文字符号及标号必须采用最新国家标准。2）一般分）一般分主电路主电路和和辅助电路辅助电路两部分画出。两部分画出。主电路主电路用用粗线条粗线条画在画在原理图的原理图的左边或上边左边或上边，辅助电路辅助电路用用细线条细线条画在原理图的画在原理图的右

54、边右边或下边。或下边。3）三相交流电源的引入线用）三相交流电源的引入线用L1,L2,L3标号，中性线用标号，中性线用N标记，从标记，从左到右或从上到下顺序排列。左到右或从上到下顺序排列。 用电器符号，按一定规则画出来的，结构简单，层次用电器符号，按一定规则画出来的，结构简单，层次分明，是设计和维修的依据。分明，是设计和维修的依据。2.绘制电气原理图的原则绘制电气原理图的原则1.2 电气原理图电气原理图 4）采用电器元件展开图的画法。）采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部件可同一电器元件的各部件可以不画在一起。若有多个同类电器，可在文字符号后加上数以不画在一起。若有多个同类电器，可在文字

55、符号后加上数字序号以示区别，如字序号以示区别，如KM1、KM2等。等。 5）原理图中所有电器触点均按没有外力作用和没有通电时）原理图中所有电器触点均按没有外力作用和没有通电时或生产机械在原始位置时的开闭状态画出。或生产机械在原始位置时的开闭状态画出。对于接触器、继对于接触器、继电器的触点按线圈不通电状态画出，控制器手柄按处于零位电器的触点按线圈不通电状态画出，控制器手柄按处于零位时的状态画出，按钮、行程开关触点按不受外力作用时的状时的状态画出，按钮、行程开关触点按不受外力作用时的状态画出等。态画出等。 6）无论是主电路还是辅助电路，各电器元件应尽量按功能）无论是主电路还是辅助电路，各电器元件应

56、尽量按功能布置、按动作顺序从左到右，从上到下依次排列。布置、按动作顺序从左到右，从上到下依次排列。2.绘制电气原理图的原则绘制电气原理图的原则1.2 电气原理图电气原理图 7）应尽量减少线条，避免交叉线的出现，两线交叉连接时）应尽量减少线条，避免交叉线的出现，两线交叉连接时需用黑色实心圆点表示。需用黑色实心圆点表示。要布局合理、排列均匀、便于识图要布局合理、排列均匀、便于识图和分析。和分析。 8）在原理图上方或右方将图分成若干图区，并标明该区电）在原理图上方或右方将图分成若干图区，并标明该区电路的用途与作用；路的用途与作用；在继电器、接触器线圈下方列有触点表以在继电器、接触器线圈下方列有触点表

57、以说明线圈和触点的从属关系。说明线圈和触点的从属关系。2.绘制电气原理图的原则绘制电气原理图的原则FRFRL1 L2 L33. 常用的电气图形、文字符号常用的电气图形、文字符号 电气控制线路图是电气工程技术的通用语言。电气控制线路图是电气工程技术的通用语言。 国家标准局参照国际电工委员会（国家标准局参照国际电工委员会（ IEC）颁布的有）颁布的有关文件，制定了一系列我国电气设备有关国家标准，有关关文件，制定了一系列我国电气设备有关国家标准，有关国家标准见附录国家标准见附录A。1.3 三相异步电动机的起动控制线路三相异步电动机的起动控制线路异步电动机异步电动机笼型异步电动机笼型异步电动机绕线式异

58、步电动机绕线式异步电动机1.3.1 1.3.1 三相异步电动机的启动控制电路三相异步电动机的启动控制电路 三相异步电动机转子构造不同，启动方法也不同，三相异步电动机转子构造不同，启动方法也不同，控制电路也有差别。控制电路也有差别。 分别介绍笼型异步电动机和绕线式异步电动机的启分别介绍笼型异步电动机和绕线式异步电动机的启动控制线路。动控制线路。第三节第三节 异步电动机的启动控制线路异步电动机的启动控制线路1. 1. 笼型异步电动机的启动控制电路笼型异步电动机的启动控制电路 直接启动：直接启动：将电动机的定子绕组直接接在三相交流电将电动机的定子绕组直接接在三相交流电源上，起动时电源电压将全部施加在

59、定子绕组上。源上，起动时电源电压将全部施加在定子绕组上。降压启动：降压启动：是起动时将电源电压降低一定数值后再是起动时将电源电压降低一定数值后再加到电动机定子绕组上，待电动机转速接近同步转加到电动机定子绕组上，待电动机转速接近同步转速后，再使电动机在全电压下运行。速后，再使电动机在全电压下运行。（1） 直接启动控制电路直接启动控制电路 直接起动不经过任何起动设备，利用刀直接起动不经过任何起动设备，利用刀开关或接触器，直接将电动机接入电源，开关或接触器，直接将电动机接入电源，使电动机在额定电压下进行起动。使电动机在额定电压下进行起动。主电路的组成：主电路的组成：控制电路的组成：控制电路的组成：工

60、作原理：工作原理：自锁：自锁：利用电器自己利用电器自己的触头使自己的线圈的触头使自己的线圈得电从而保持长期工得电从而保持长期工作的线路环节称为自作的线路环节称为自锁环节。这种触头叫锁环节。这种触头叫自锁触头。自锁触头。笼式异步电动机直接启动控制线路笼式异步电动机直接启动控制线路 图中左边部分为主回路，右边部分为控制回路。图中左边部分为主回路，右边部分为控制回路。 （1）主回路：）主回路：由电路可知：当由电路可知：当S合上后，只有控制接触器合上后，只有控制接触器KM的触头合的触头合上或断开时，才能控制电动机接通或断开电源而启动运行或停止运行。上或断开时，才能控制电动机接通或断开电源而启动运行或停