电气控制技术(第1章)

1、Page: 1/110第1章 常用控制电器1 常用的低压电器2 电气控制线路的基本原则和典型控制线路分析3 常用控制线路设计4 典型控制线路分析Page: 2/110第1章 常用控制电器1 概述2 接触器3 继电器4 熔断器5 低压开关和低压断路器6 主令电器Page: 3/110第1章 常用控制电器Page: 4/110第1章 常用控制电器一、电器的定义 电器是对于电能的生产、输送、分配和应用起控制、调节、检测及保护等作用的工具的总称。 如开关、熔断器、变压器等。Page: 5/110第1章 常用控制电器 能够按照外界指定信号手动或自动地接触和断开电路，实现对电路控制的电器称为控制电器。 如

2、：熔断器、开关、电磁式控制电磁铁都属于控制电器。Page: 6/110第1章 常用控制电器n工作电压等级高压电器和低压电器：交流1200V,直流1500Vn动作原理：手动和自动n控制电器的输出形式 有触点控制电器，如：刀开关，接触器等；无触点控制电器，如：可控硅，固态继电器，大功率三极管等n控制电器工作电压种类交流控制电器和直流控制电器Page: 7/110第1章 常用控制电器 有触点电器 电器通断的执行功能由触点来实现。 无触点电器 电器通断的执行功能不是由触点结构来实现，而是根据开关元件输出信号的高低电平来实现。 混合式电器 有触点和无触点结合的电器。Page: 8/110第1章 常用控制

3、电器n按控制对象的不同分 电器控制系统和电力控制系统n按控制电器在电器控制中的作用分 主令电器（各种传感器，按钮，行程开关）；控制电器（继电器，接触器，电磁阀）；保护电器（熔断器，热继电器）；执行电器（电磁铁）Page: 9/110第1章 常用控制电器控制保护测量调节 指示 转换 常用低压电器的主常用低压电器的主要种类和用途如要种类和用途如表表1-1所示所示 Page: 10/110第1章 常用控制电器Page: 11/110第1章 常用控制电器Page: 12/110第1章 常用控制电器 接触器，是一种用来自动接通或断开大电流电路的电器。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。

4、其主要控制对象是电动机，也可用于电热设备、电焊机、电容器组等其它负载。它还具有低电压释放保护功能，接触器具有控制容量大、过载能力强、寿命长、设备简单经济等特点，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。 欠压和零压保护功能。Page: 13/110第1章 常用控制电器Page: 14/110第1章 常用控制电器主要作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作，接通或分断电路。1 电磁机构的组成 电磁系统包括三部分：衔铁，静铁芯电磁线圈 电磁系统铁芯形状：U、E、O 电磁系统线圈分为：直流线圈和交流线圈 Page: 15/110第1章 常用控制电器衔铁沿棱角转动的拍合式铁心 衔铁沿轴转动的拍

5、合式铁心 双E型直动式铁心 1一衔铁 2一铁心 3一吸引线圈 Page: 16/110第1章 常用控制电器Page: 17/110第1章 常用控制电器Page: 18/110第1章 常用控制电器单相交流电磁机构要防止抖动 1 - 衔铁 2 - 铁芯3 - 线圈绕组 4 - 短路环Page: 19/110第1章 常用控制电器 1 触头是电器的执行部分，起接通和分断电路的作用。 2 触头的结构形式很多，按其所控制的电路可分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流；辅助触头用于接通或断开控制电路或信号电路，只能通过较小的电流。 Page: 20/110第1章 常用控制电器3

6、 触头按其原始状态可分为常开触头：原始状态时断开，线圈通电后闭合的触头叫常开触头；常闭触头：原始状态时闭合，线圈通电后断开的触头叫常闭触头。 常开触头又叫动合触头； 常闭触头又叫动断触头。Page: 21/110第1章 常用控制电器4 触头按其结构形式 a. b-桥式触点 c.-指形触点 5 触头按接触形式：点接触型、线、面 Page: 22/110第1章 常用控制电器 产生：在大气中开断电路时，如果被开断电路的电流超过某一数值，开断后加在触头间隙(或称弧隙)两端电压超过某一数值时，触头间隙中就会产生电弧。 危害：将触头烧损，并使电路的切断时间延长，弧光短路，严重时会引起火灾或其他事故。 灭弧

7、措施：降低电弧温度，减少电弧两端电压。Page: 23/110第1章 常用控制电器 1电动力灭弧 Page: 24/110第1章 常用控制电器1-磁吹线圈 2-绝缘套3-铁心4-引弧角5-导磁夹板6-灭弧罩 7-动触点8-静触点 Page: 25/110第1章 常用控制电器Page: 26/110第1章 常用控制电器Page: 27/110第1章 常用控制电器 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。为防止铁心振动，需加短路环。Page: 28/110第1章 常用控制电器线圈KM主触点KM常开辅助触点KM接触器的符号接触器的符号 KM常闭辅助触点线圈K

8、M主触点KM常开辅助触点KM接触器的符号接触器的符号 Page: 29/110第1章 常用控制电器Page: 30/110第1章 常用控制电器Page: 31/110第1章 常用控制电器四、接触器的主要技术数据和选择四、接触器的主要技术数据和选择Page: 32/110第1章 常用控制电器Page: 33/110第1章 常用控制电器 继电器是根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的自动电器。Page: 34/110第1章 常用控制电器 继电器的种类很多，按输入信号的性质分为：电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等； 按工作原

9、理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等； 按输出形式可分为：有触点和无触点两类； 按用途可分为：控制用与保护用继电器等。继电器分类继电器分类Page: 35/110第1章 常用控制电器1 结构：电磁系统，触头系统，释放弹簧等2 工作原理：与接触器类似。3 继电器符号KA常开触点KA常闭触点KA线圈Page: 36/110第1章 常用控制电器1-铁心 2-旋转棱角 3-释放弹簧4-调节螺母 5-衔铁 6-动触头7-静触头 8-非磁性垫片 9-线圈 Page: 37/110第1章 常用控制电器1.特性输入-输出特性（继电器特性曲线）X输入量Y输出量吸合值释放值

10、Page: 38/110第1章 常用控制电器 X2 - 继电器吸合值，欲使继电器动作，输入量需大于此值。 X1 - 继电器释放值，欲使继电器释放，输入量需小于此值。 返回系数-继电器释放值与吸合值的比值，即：21XXKf 可通过调节释放弹簧的松紧程度或调整铁芯与衔铁间的非磁性垫片厚度来达到Page: 39/110第1章 常用控制电器继电器的另一个重要参数是：动作时间（吸合时间及释放时间） 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0.0050.05s，它的大小影响继电器的操作频率。Page: 40/110第1章 常用控制电器1.电压继电器 过电压继电器-吸合整定值为保护线

11、路额定电压的1.051.2倍，利用其常闭触点切断控制电路。 欠电压继电器-释放整定值为线路额定电压的0.10.6倍，利用其常开触点切断控制电路。 零电压继电器（5%25%U）线圈并联接入主电路线圈匝数多，线径细，阻抗大欠电压继电器KAU U KAKAKA电压继电器符号Page: 41/110第1章 常用控制电器2.电流继电器 过电流继电器-吸合整定值：直流（1.14）Ie，交流（1.13.5）Ie，利用其常闭触点切断控制电路。 欠电流继电器-释放整定值：（0.10.2）Ie，利用其常开触点切断控制电路。欠电流继电器只有直流产品。线圈串联接入主电路线圈匝数少，线径粗，阻抗小欠电流继电器KII I

12、 KIKIKI电流继电器符号Page: 42/110第1章 常用控制电器电流与电压继电器的区别： 主要是线圈N。电压继电器 (KA) 多 导线细 检测负载电压 并联接入电路。电流继电器 (KI) 少 导线粗 检测负载电流 串联接入电路。Page: 43/110第1章 常用控制电器3.中间继电器 中间继电器实质上是一种电压继电器，结中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。另外其触头的额定电流较大。继电器的触点最多有四对。Pa

13、ge: 44/110第1章 常用控制电器二、时间继电器 凡是感测元件通电或断电后，其触点要延迟一段时间才动作的电器叫做时间继电器。时间继电器在电路中起着控制时间的作用，用于继电接触控制系统中按时间参量变化规律进行控制。通电延时型和断电延时性。常用的时间继电器的种类有：电磁式、空气阻力式、电动机式、半导体式以及最新的数字式。Page: 45/110第1章 常用控制电器Page: 46/110第1章 常用控制电器3 符号符号Page: 47/110第1章 常用控制电器Page: 48/110第1章 常用控制电器 热效应工作，主要用于电力拖动系统中电动机负载的过载保护。（一）继电器结构与工作原理 1

14、 结构：热元件、双金属片、触头等组成2 工作原理Page: 49/110第1章 常用控制电器Page: 50/110第1章 常用控制电器（二）图文符号（二）图文符号Page: 51/110第1章 常用控制电器Page: 52/110第1章 常用控制电器Page: 53/110第1章 常用控制电器 用来检测电动机的转速和转向。 1 结构： 定子，转子，触头等组成 2 工作原理 3 图文符号 Page: 54/110第1章 常用控制电器1.电动机轴2.转子3.定子 4.绕组5.定子柄 6.常开触点7.常闭触点8.动触点9.簧片 Page: 55/110第1章 常用控制电器4 速度继电器的选择： 额

15、定工作转速（3001000r/min;10003000r/min两种。动作转速120r/min,复位转速100r/min） Page: 56/110第1章 常用控制电器 熔断器是一种简单而有效的保护电器。在电路中主要起短路保护作用。 熔断器主要由熔体和安装熔体的绝缘管(绝缘座)组成。 使用时，熔体串接于被保护的电路中，当电路发生短路故障时，熔体被瞬时熔断而分断电路，起到保护作用。 Page: 57/110第1章 常用控制电器一、常用熔断器及其文字符号一、常用熔断器及其文字符号1 瓷插式瓷插式熔断器熔断器2 螺旋式熔断器螺旋式熔断器3 无填料密闭熔断器无填料密闭熔断器4 有填料密闭熔断器有填料密

16、闭熔断器5 快速熔断器快速熔断器6 自恢复熔断器自恢复熔断器7 图文符号图文符号Page: 58/110第1章 常用控制电器瓷插式熔断器瓷插式熔断器Page: 59/110第1章 常用控制电器螺旋式熔断器螺旋式熔断器Page: 60/110第1章 常用控制电器有填料式熔断器有填料式熔断器Page: 61/110第1章 常用控制电器无填料密封式熔断器无填料密封式熔断器Page: 62/110第1章 常用控制电器快速熔断器快速熔断器Page: 63/110第1章 常用控制电器自恢复熔断器自恢复熔断器Page: 64/110第1章 常用控制电器（一）安秒特性（一）安秒特性 熔断器的安秒特性 熔断器的

17、动作是靠熔体的熔断来实现的，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。因此对熔体来说，其动作电流一动作时间特性即安一秒特性为一反时限特性，如图所示。 （二）极限分辨能力（二）极限分辨能力 在一定条件下切断短路电流的极限能力。Page: 65/110第1章 常用控制电器IRN (1.52.5)INIRN (1.52.5)IN max+INNRNIIPage: 66/110第1章 常用控制电器Page: 67/110第1章 常用控制电器Page: 68/110第1章 常用控制电器12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣

18、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Page: 69/110第1章 常用控制电器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2自由脱扣器3过电流脱扣器

19、4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮过流保护过流保护Page: 70/110第1章 常用控制电器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1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Page: 71/110第1章 常用控制电器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

20、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1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按钮线路过载线路过载保护保护Page: 72/110第1章 常用控制电器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按钮电动机的电动机的欠

21、压保护欠压保护Page: 73/110第1章 常用控制电器Page: 74/110第1章 常用控制电器Page: 75/110第1章 常用控制电器Page: 76/110第1章 常用控制电器Page: 77/110第1章 常用控制电器Page: 78/110第1章 常用控制电器Page: 79/110第1章 常用控制电器Page: 80/110第1章 常用控制电器Page: 81/110第1章 常用控制电器 控制系统中，主令电器是一种专门发布命令、直接或通过电磁式电器间接作用于控制电路的电器，常用来控制电力拖动系统中电动机的起动、停车、调速及制动等。 常用的主令电器有：控制按钮、行程开关、接近

22、开关，万能转换开关、主令控制器及其它主令电器如脚踏开关、倒顺开关、紧急开关、钮子开关等。 Page: 82/110第1章 常用控制电器 1 1 结构结构 2 2 工作原理工作原理 3 3 图文符号图文符号 4 4 按钮的选择：根据场合所需要的出点数、触点形式、按钮的选择：根据场合所需要的出点数、触点形式、结构形式及颜色选择结构形式及颜色选择1.按钮帽2.复位弹簧3.动触头 4.常闭静触头 5.常开静触头 Page: 83/110第1章 常用控制电器Page: 84/110第1章 常用控制电器 一个按钮既可作常开按钮，也可作常闭按钮。 常开按钮作起动按钮，绿色或黑色。 常闭按钮作停止按钮，红色。 一般有触点电器的触点动作顺序均为： “先断后合”。Page: 85/110第1章 常用控制电器Pa