第0讲-第1章 常用低压电器

1、1机电学院机电学院 电气系电气系 张翠云张翠云20122012年年9 9月月2考核方法及要求课程性质课程性质：必修、考查课必修、考查课考核方式考核方式： 总成绩总成绩=（平时考核平时考核+实验成绩）实验成绩）30%+闭卷考闭卷考试成绩试成绩70% 平时考核平时考核=出勤出勤+作业作业+课堂笔记课堂笔记 3 常用低压电器常用低压电器 本章主要通过介绍电气控制领域中常用低压电器的本章主要通过介绍电气控制领域中常用低压电器的工工作原理作原理、用途用途、型号型号、规格及符号规格及符号等知识，等知识，电器控制线电器控制线路的基本环节路的基本环节 学会学会正确选择和合理使用常用电器正确选择和合理使用常用电

2、器、学会、学会分析和设计分析和设计电气控制线路的基本方法电气控制线路的基本方法，为后继章节的学习打下基础。，为后继章节的学习打下基础。 在在PLC出现以前，控制作用由继电器和接触器组成的出现以前，控制作用由继电器和接触器组成的线路来实现，这常称为线路来实现，这常称为，下面介绍，下面介绍继电接触器控制系统。继电接触器控制系统。4：+ 1.结构：结构：固定铁心，衔铁，电磁线圈固定铁心，衔铁，电磁线圈 。 2.分类：分类：直动式，拍合式。直动式，拍合式。 3.原理：原理：电磁线圈通电后，电磁吸力大于弹性力，电磁线圈通电后，电磁吸力大于弹性力，使衔铁闭合。使衔铁闭合。常用低压电器常用低压电器5 组成：

3、组成：一般由主触点及其灭弧装置组成。一般由主触点及其灭弧装置组成。 电弧的产生与灭弧装置电弧的产生与灭弧装置 电弧的产生：电弧的产生：当断路器或接触器触点切断电路时，如当断路器或接触器触点切断电路时，如电路中电压超过电路中电压超过10-20V和电流超过和电流超过80-100mA，在拉，在拉开的两个触点之间将出现强烈火花，这实际上是一种开的两个触点之间将出现强烈火花，这实际上是一种气体放电的现象，通常称为气体放电的现象，通常称为“电弧电弧”。 电弧种类：电弧种类：交流电弧（交流电弧存在交流过零点，电交流电弧（交流电弧存在交流过零点，电弧易熄灭）和直流电弧。弧易熄灭）和直流电弧。6 如何熄灭电弧：

4、如何熄灭电弧：根据上述电弧产生的物理过程可知，欲使电根据上述电弧产生的物理过程可知，欲使电弧熄灭，应设法降低电弧温度和电场强度，以加强消电离作弧熄灭，应设法降低电弧温度和电场强度，以加强消电离作用。当电离速度低于消电离速度，则电弧熄灭。用。当电离速度低于消电离速度，则电弧熄灭。 灭弧装置用途：灭弧装置用途：用于熄灭触头分断负载电流时产生的电弧。用于熄灭触头分断负载电流时产生的电弧。 灭弧原理灭弧原理：迅速拉长电弧；迅速拉长电弧；冷却和去游离法。根据上述冷却和去游离法。根据上述灭弧原则，常用的灭弧装置有如下几种。灭弧原则，常用的灭弧装置有如下几种。 1）磁吹式灭弧装置）磁吹式灭弧装置 2）灭弧栅

5、）灭弧栅 3）灭弧罩）灭弧罩 4）多断点灭弧）多断点灭弧71.。它可以频繁地它可以频繁地接通或分断交直流电路，并可实现远距离控制。接通或分断交直流电路，并可实现远距离控制。2.具有具有，接触器具有接触器具有等特点，是电力等特点，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。其主要控制对象是其主要控制对象是，也可用于，也可用于电热设备电热设备、等其它负载。等其它负载。接触器可分为接触器可分为和和两大类。两大类。8触头系统：触头系统：主触头、辅助触头主触头、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：

6、电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧灭弧罩及灭弧栅片灭弧 91011用途：用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构：结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。电磁机构、触头系统和灭弧装置。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。12KMKM常闭辅助触点常闭辅助触点线圈线圈KMKM主触点主触点KMKM常开辅助触点常开辅助触点KMKM13交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V 交流接触器：5、

7、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A 交流接触器：36、110（127）、220、380V 直流接触器：24、48、220、440V 14 根据电路中根据电路中选择接触器的类型；选择接触器的类型； 接触器的接触器的应大于或等于负载回路的额定应大于或等于负载回路的额定电压；电压； 吸引线圈的吸引线圈的应与所接控制电路的额定电应与所接控制电路的额定电压等级一致；压等级一致； 应大于或等于被控主回路的额定电流。应大于或等于被控主回路的额定电流。15根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，根据某种输入信号

8、的变化，接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力装置的自动电器。实现自动控制和保护电力装置的自动电器。按用途分按用途分 ：控制和保护继电器（控制和保护继电器（） 按动作原理分：按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、电磁式、感应式、电动式、电子式、 机械式机械式 按输入量分：按输入量分：电流、电压、电流、电压、压力、压力按动作时间分：按动作时间分： v 额定电流不大于额定电流不大于5A5A16特点：特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。 分类：分类：过电流继电器、欠电流继电器过电流继电器、欠电流继电器过流电流继电器欠流电流继电器欠电流

9、继电器KAI I KAKAKA17特点：特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细线圈并联在电路中，匝数多，导线细分类：分类：过电压继电器和欠电压继电器过电压继电器和欠电压继电器结构原理：结构原理：与电流继电器类似与电流继电器类似欠电压继电器KAU U KAKAKA18 中间继电器中间继电器，结构和工作原理与接，结构和工作原理与接触器相同。但它的触器相同。但它的，在电路中主要是扩展触点的数量。在电路中主要是扩展触点的数量。另外其另外其。 三）中间继电器三）中间继电器19作用：电动机的过载保护作用：电动机的过载保护利用双金属片受热弯曲利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作去推动杠杆使触头动作利用电

10、阻值随温度变化利用电阻值随温度变化而变化的特性制成而变化的特性制成利用过载电流发热使易熔利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作合金熔化而使继电器动作四）热继电器四）热继电器型式：双金属片式型式：双金属片式 热敏电阻式热敏电阻式易熔合金式易熔合金式结构：由发热元件、双金属结构：由发热元件、双金属 片和触头及动作机构片和触头及动作机构 等部分组成等部分组成 。201-1.接线端子 2 -主双金属片 3 -热元件 4 -推动导板 5 -补偿双金属片 6 -常闭触头 7 -常开触头 8 -复位调节螺钉 9 -动触头 10 -复位按钮 11 -偏心轮 12 -支撑件 13 -弹簧 四）热继电器（续

11、）四）热继电器（续）双金属片式热继电器原理示意图21使用：使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。选择：选择：eReReded eReR：热继电器热元件的额定电流；：热继电器热元件的额定电流； eded：电动机的额定电流。：电动机的额定电流。四）热继电器（续）四）热继电器（续）22空气阻尼时间继电器空气阻尼时间继电器分类：分类：按构成原理分：电磁式按构成原理分：电磁式 电动式电动式 空气阻尼式空气阻尼式 晶体管式晶体管式 数字式数字式 23(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (a) (a) 线圈一般符号线圈一般符号

12、(b) (b) 通电延时线圈通电延时线圈 (c) (c) 断电延时线圈断电延时线圈 (d) (d) 通电延时闭通电延时闭合动合（常开）触点合动合（常开）触点 (e) (e) 通电延时断开动断（常闭）触点通电延时断开动断（常闭）触点 （f f）断电延时断）断电延时断开动合（常开）触点开动合（常开）触点 （g g）断电延时闭合动断（常闭）触点（）断电延时闭合动断（常闭）触点（h h）瞬动触点）瞬动触点 五）时间继电器（续）五）时间继电器（续）符号符号24作用：作用：根据速度的大小通断电路根据速度的大小通断电路结构：结构：定子、转子和触头定子、转子和触头原理：原理：与异步电动机类似与异步电动机类似参

13、数：参数：25定子定子-由硅钢片迭成由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕上，装有鼠笼型短路绕组。组。符号符号六）速度继电器（续）六）速度继电器（续）转子转子-圆柱形永久磁圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连铁，与电动机同轴连接。接。26压力继电器压力继电器光电继电器光电继电器温度继电器温度继电器七）其它继电器七）其它继电器27 作用：隔离电源，不频繁通断电路作用：隔离电源，不频繁通断电路 1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关） 作用：作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。 结构图

14、和符号结构图和符号 ： QS282.2.带熔断器式刀开关带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离开关用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。和应急开关，并作电路保护用。293.3.负荷开关负荷开关用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。30 低压断路器也称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电低压断路器也称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它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过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保

15、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。或全部的功能总和，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、欠电压保护等过载、短路、欠电压保护等) )、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。广泛应用。v 操作安全，分断能力较高。操作安全，分断能力较高。v 框架式（万能式）和塑壳式（装置式）框架式（万能式）和塑壳式（装置式）v 触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。313212345671-

16、主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头主触头 7按钮按钮线路短路线路短路或严重过或严重过载保护载保护远距离跳远距离跳闸，对电闸，对电路不起保路不起保护作用护作用线路过载线路过载保护保护电动机的电动机的失压保护失压保护33v 作用：作用：短路和严重过载保护短路和严重过载保护v 应用：应用：串接于被保护电路的首端串接于被保护电路的首端v 优点：优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻结构简

17、单，维护方便，价格便宜，体小量轻v 分类：分类： 瓷插式瓷插式RCRC螺旋式螺旋式RLRL有填料式有填料式RTRT无填料密封式无填料密封式RMRM快速熔断器快速熔断器RSRS自恢复熔断器自恢复熔断器34瓷插式熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器35有填料式熔断器有填料式熔断器无填料密封式熔断器无填料密封式熔断器36快速熔断器快速熔断器自恢复熔断器自恢复熔断器37v 作用：发送控制命令或信号的电器作用：发送控制命令或信号的电器 v 分类：控制按钮分类：控制按钮 万能转换开关万能转换开关 主令控制器主令控制器 接近开关接近开关3839404142电气控制的基本线路电气控制的基本线路u任何复杂

18、的电器控制线路都是按照一定的任何复杂的电器控制线路都是按照一定的，由，由组成的。组成的。是是。：电气原理图、电气接线图、电电气原理图、电气接线图、电器布置图。器布置图。是根据工作原理而绘制的，具有是根据工作原理而绘制的，具有、和和的工作原理等优点。的工作原理等优点。l 电器控制线路常用的图形、文字符号电器控制线路常用的图形、文字符号。43 根据电路通过的电流大小可分为根据电路通过的电流大小可分为和和。 包括从电源到电动机的电路，是包括从电源到电动机的电路，是通过的部通过的部分，用分，用画在原理图的画在原理图的。 是通过是通过的电路，一般由按钮、电器元件的电路，一般由按钮、电器元件的线圈、接触器

19、的辅助触点、继电器的触点等组成，用的线圈、接触器的辅助触点、继电器的触点等组成，用画在原理图的画在原理图的。 同一电器元件的各部件可以同一电器元件的各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。若有多个同类电器，不画在一起，但需用同一文字符号标出。若有多个同类电器，可在文字符号后加上数字序号，如可在文字符号后加上数字序号，如KM1、KM2等。等。 注意注意：所有按钮、触点均按所有按钮、触点均按。控制电路的分支线路，原则上按照动作。控制电路的分支线路，原则上按照动作，两线交叉连接时的电气连接点须用，两线交叉连接时的电气连接点须用。44基本电气控制线路基本电气控制线路：在：在时时，小容量笼型电动机

20、，小容量笼型电动机可直可直接起动。接起动。 ：是电气设备少，线路简单。是电气设备少，线路简单。 ：是起动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其它用电是起动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其它用电设备的正常工作。设备的正常工作。 ： ：由由、组成；组成； ：由起动由起动和和组成。组成。45图图2-4 实现点动的控制线路实现点动的控制线路46：在实际生产中往往要求电动机实现长时间连续转在实际生产中往往要求电动机实现长时间连续转动，即所谓长动控制。动，即所谓长动控制。：由由刀开关刀开关QS、熔断器熔断器FU、接触器的主触点接触器的主触点KM 、热继电器发热元件热继电器发热元件FR、电动机电动机M接地

21、保护接地保护PEPE组成；组成；：由由停止按钮停止按钮SB2、起动按钮起动按钮SB1、接触器的常开接触器的常开辅助触点辅助触点和和线圈线圈KM 、热继电器的常闭触点热继电器的常闭触点FR组成。组成。47：合上刀开关合上刀开关QS按下起动按下起动按钮按钮SB2接触器线圈接触器线圈KM通电通电接触接触器主触点器主触点KM闭合和常开辅助触点闭合闭合和常开辅助触点闭合电动机电动机M接通电源运转；松开起动接通电源运转；松开起动按钮按钮SB2，利用接通的接触器常开辅，利用接通的接触器常开辅助触点助触点KM自锁、电动机自锁、电动机M连续运转。连续运转。：这种依靠接触器自身辅助常这种依靠接触器自身辅助常开触点

22、的闭合而使线圈保持通电的控制开触点的闭合而使线圈保持通电的控制方式，称自锁或自保。方式，称自锁或自保。：按下停止按钮按下停止按钮SB1接触接触器线圈器线圈KM断电断电接触器主触点接触器主触点KM和和辅助常开触点辅助常开触点KM断开断开电动机电动机M断电断电停转。停转。：图图2-5 长动控制线路长动控制线路4849 在生产实践中，机床调整完毕后，需要连续进行切削加工，则要在生产实践中，机床调整完毕后，需要连续进行切削加工，则要求电动机既能实现点动又能实现长动。求电动机既能实现点动又能实现长动。 图图2-6 点动和长动结合的控制线路点动和长动结合的控制线路50开关切换开关切换点动控制：点动控制：SA断开断开FU1KMM3FRQL1L3L2主电路主电路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制电路控制电路图图2-6a的线路比较简单，采用钮子开关的线路比较简单，采用钮子开关SA实现点动和长动控制。实现点动和长动控制。连续控制：连续控制：SA闭合闭合 51采用钮子开关采用钮子开关SASA实现点动和长动控制实现点动和长动控制52按钮切换按钮切换工作原理：工作原理： 连续控制：按下连续控制：按下按钮按钮SB1 点动控制：按下按钮点动控制：按下按钮SB3FU1KMM3FRQL1L3L2主电路主电路FU2SB1KMKMFRSB2SB3控制电路控制电路图图2-6b的线路采用复合按钮的线路