第1章-低压控制类电器

1、工厂电气控制技术工厂电气控制技术1是以各类电动机作为牵引动力是以各类电动机作为牵引动力的传动装置和与其相对应的的传动装置和与其相对应的为为对象，实现生产过程自动化的控制技术。对象，实现生产过程自动化的控制技术。是由各种控制电器、连接导线是由各种控制电器、连接导线组成，以实现对生产机械设备进行电气控制组成，以实现对生产机械设备进行电气控制的体系；是的体系；是；是实现工业生产自动化的重要的技术手；是实现工业生产自动化的重要的技术手段。段。23开开关关类类电电器、器、熔熔断断器、器、接接触触器、器、继继电电器器等等低低压压电电器器的的结结构构和和工工作作原原理。理。n1 11 1 主主令令电电器器n

2、用用于于自自动动控控制制系系统统中中发发出出指指令令的的操操作作电电器器4图图1-1 LA19系列按钮开关结构及外形图系列按钮开关结构及外形图56有揿按式、紧急式、钥匙式和旋钮式。有揿按式、紧急式、钥匙式和旋钮式。LA19LA19系列在按钮内装有信号灯。系列在按钮内装有信号灯。78图图1-3 直动式行程开关直动式行程开关 图图1-4 滚轮式行程开关滚轮式行程开关图图1-5 行程开关的图形、文字符号行程开关的图形、文字符号9101112换成二进制的开关信号，从而起到换成二进制的开关信号，从而起到“开开”、“关关”的控制作用。的控制作用。13141516接接近近开开的检测距离，应选用不同类型的接近

3、开关，以使其在系统中具有高的性能价格比，为此在选型中应遵循以下原则：17频振荡型接近开关，该类型接近开关对铁镍、A3钢类检测体检测最灵敏。对铝、黄铜和不锈钢类检测体，其检测灵敏度就低。n2.当检测体为非金属材料时，如；木材、纸张、塑料、玻璃和水等，应选用电容型接近开关。18接接近近开开关关技技靠近接近开关的感应面时，使接近开关动作的距离为接近开关的最大动作距离，测得的数据应在产品的参数范围内。n2.释放距离的测定:当动作片由正面离开接近开关的感应面，开关由动作转为释放时，测定动作片离开感应面的最大距离。1920霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开

4、关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。21光光电电的的光光路路遮遮挡挡或或由由反反射射光光的的光光亮亮变变化化为为信信号，号，检检测测物物体体的的位位置、置、有有无无等等的的装装置。置。光光电电开开关关于于接接近近开开关关同同样样是是无无

5、接接触触式式的，的，受受检检测测体体的的制制约约少，少，且且检检测测距距离离长，长，应应用用广广泛。泛。22光电开关放大放大继电器线圈继电器线圈继电器触点继电器触点23光电开光光电电元元件）件）继继电电器器组组成。成。n常常用用的的光光电电器器件：件：发发光光二二极极管、管、红红外外发发光光二二极极管、管、光光敏敏电电阻、阻、光光敏敏三三级级管、管、光光电电耦耦合合器器等等等。等。24是低压配电电器中结是低压配电电器中结构构、的电器。广泛应用于照明的电器。广泛应用于照明电路、小容量（电路、小容量（5.5KW5.5KW及以下）的动力电路且不及以下）的动力电路且不频繁启动的控制电路中。频繁启动的控

6、制电路中。刀开关按刀开关按分为单级、分为单级、双极和三级；按双极和三级；按分为直接手柄操作式、分为直接手柄操作式、杠杆操作机构式和电动操作机构式；按刀开关可杠杆操作机构式和电动操作机构式；按刀开关可转换的方向分为转换的方向分为和和。25端，这样拉闸后刀片端，这样拉闸后刀片与电源隔离，可防止与电源隔离，可防止意外发生。意外发生。26272829特点特点:结构简单、价格低廉、安装、使用、维修方便。选用原结构简单、价格低廉、安装、使用、维修方便。选用原则则:主要根据电源种类、电压等级、所需极数、断流容量等进主要根据电源种类、电压等级、所需极数、断流容量等进行选择。行选择。静触头动触头QSQSQS操作

7、杆传动杆接线端接线端静触头动触头QSQSQS(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)302. 铁壳开关铁壳开关三相交流异步电动机：功率三相交流异步电动机：功率N（kW）=根下根下3电压电压U（V）电流电流I（A），）， 所以所以I=N/（根下（根下3U）单相交流电动机功率单相交流电动机功率N（kW）=电压电压U（V）电流电流I（A），所以），所以I=N/U 31铁壳开关外形结构铁壳开关外形结构特点特点:操作方便、使用安全、通断性能好。操作方便、使用安全、通断性能好。选用原则选用原则:参照胶盖闸刀开关。参照胶盖闸刀开关。QLFU32外形结构：外形结构：HR6HR6型系列型系列333435

8、3637特点特点:体积小、寿命长、结构简单、操作方便、体积小、寿命长、结构简单、操作方便、灭弧性能较好灭弧性能较好.选用原则选用原则:应根据电源种类、电压等级、所需触应根据电源种类、电压等级、所需触头数量及电动机容量进行选择。头数量及电动机容量进行选择。3839自动开关外观自动开关外观40的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作; ;分励脱分励脱扣器则用作远距离分断电路。扣器则用作远距离分断电路。n41 断路器工作原理图断路器工作原理图L1 L2 L3主触头主触头自由脱扣机构自由脱扣机构过电流脱扣器过电流脱扣器分励脱扣器分励脱扣器热脱扣器热脱扣器欠电压脱扣器欠电压脱扣器

9、按钮按钮负负 载载L1、L2、L3无电时的断开状态无电时的断开状态42L1 L2 L3主触头主触头自由脱扣机构自由脱扣机构过电流脱扣器过电流脱扣器分励脱扣器分励脱扣器热脱扣器热脱扣器欠电压脱扣器欠电压脱扣器按钮按钮负负 载载L1、L2、L3有电的断开状态有电的断开状态43L1 L2 L3主触头主触头自由脱扣机构自由脱扣机构过电流脱扣器过电流脱扣器分励脱扣器分励脱扣器热脱扣器热脱扣器欠电压脱扣器欠电压脱扣器按钮按钮负负 载载接接 通通 状状 态态44断路器过电流脱扣动作断路器过电流脱扣动作L1 L2 L3主触头主触头自由脱扣机构自由脱扣机构过电流脱扣器过电流脱扣器分励脱扣器分励脱扣器热脱扣器热脱

10、扣器欠电压脱扣器欠电压脱扣器按钮按钮运动运动负负 载载45断路器过电流脱扣动作断路器过电流脱扣动作L1 L2 L3主触头主触头自由脱扣机构自由脱扣机构过电流脱扣器过电流脱扣器分励脱扣器分励脱扣器热脱扣器热脱扣器欠电压脱扣器欠电压脱扣器按钮按钮脱开脱开负负 载载46n图图1-15 自动开关的图形、文字符号自动开关的图形、文字符号47自动开关装装置式自动开关外观装置式自动开关外观又称为塑又称为塑壳式自动开关。壳式自动开关。可通过手可通过手动或者电动的方式来进行动或者电动的方式来进行分合闸的操作。分合闸的操作。主要用于主要用于电动机及照明系统的控制、电动机及照明系统的控制、供电线路的保护等。供电线路

11、的保护等。48自动开关装49自动开关万又称为框架式自动开关或又称为框架式自动开关或万能式自动万能式自动。是指以具有是指以具有的框的框架结构，架结构，将所有构件组成一个整体并将所有构件组成一个整体并具有多种结构变化方式，能接通、承载以具有多种结构变化方式，能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件（如短路）下接通、定的非正常电路条件（如短路）下接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。承载一定时间和分断电流的开关电器。501.天 弧 罩2.开 关 本 体3.抽 屉 座4.合 闸 按 钮5.分 闸 按 钮6.智 能 脱 扣 器7.摇 匀

12、柄 插 入 位 置8. 连 接 /试 验 /分 离 指 示1.天 弧 罩2.开 关 本 体3.抽 屉 座4.合 闸 按 钮5.分 闸 按 钮6.智 能 脱 扣 器7.摇 匀 柄 插 入 位 置8. 连 接 /试 验 /分 离 指 示51万能式自动52自动开关的根据线路对保护的要求确定自动开关的类型和根据线路对保护的要求确定自动开关的类型和保护形式；保护形式；自动开关的额定电压应等于或大于被保护线路自动开关的额定电压应等于或大于被保护线路的额定电压；的额定电压；自动开关欠压脱扣器额定电压应等于被保护线自动开关欠压脱扣器额定电压应等于被保护线路的额定电压；路的额定电压；自动开关的额定电流及过流脱扣

13、器的额定电流自动开关的额定电流及过流脱扣器的额定电流应大于或等于被保护线路的计算电流；应大于或等于被保护线路的计算电流；53自动开关的自动开关的极限分断能力应大于线路的最大短路自动开关的极限分断能力应大于线路的最大短路电流的有效值。电流的有效值。配电线路中的上、下级自动开关的保护特性应协配电线路中的上、下级自动开关的保护特性应协调配合，下级的保护特性应位于上级保护特性的下调配合，下级的保护特性应位于上级保护特性的下方且不相交。方且不相交。自动开关的长延时脱扣电流应小于导线允许的持自动开关的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流续电流。545556RC1插入式熔断器的结构插入式熔断器的结构57熔

14、芯上盖中心装有熔芯上盖中心装有标有红色的熔断指标有红色的熔断指示器示器. .132 螺旋式熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器的结构螺旋式熔断器的结构 5859熔断器604 4）配电系统中）配电系统中主回路熔体的额定电流主回路熔体的额定电流 支路熔体的额支路熔体的额定电流定电流6162接触器的图形、文字符号接触器的图形、文字符号 636465 如图所示，交流如图所示，交流接触器主要由电磁接触器主要由电磁机构（包括电磁线机构（包括电磁线圈圈 1 、铁心、铁心 2 和衔和衔铁铁 3 ）、触头系统）、触头系统（主触头（主触头5 和辅助和辅助触头触头4 ）、灭弧装）、灭弧装置（图中未画出）置（图中未画出）及

15、其他部分组成。及其他部分组成。 66 为了减小磁滞及涡流损耗，交流接触器为了减小磁滞及涡流损耗，交流接触器的铁心由硅钢片叠成。的铁心由硅钢片叠成。 此外，由于交流电此外，由于交流电在一个周期内有两次过零点，当电流为零时，在一个周期内有两次过零点，当电流为零时，电磁吸力也为零，使动铁心振动，噪声大。电磁吸力也为零，使动铁心振动，噪声大。 为了消除这一现象，为了消除这一现象， 在交流接触器铁心的在交流接触器铁心的端面一部分嵌有端面一部分嵌有短路环短路环。 在选用接触器时，在选用接触器时， 应注意它的额定电流、应注意它的额定电流、 线圈电压及触点数量等。线圈电压及触点数量等。 接触器的额定电接触器的

16、额定电压是指吸引线圈的额定电压，压是指吸引线圈的额定电压， 额定电流是额定电流是指主触点的额定电流。指主触点的额定电流。 6768697071接触器的选择接触器的选择一般根据以下原则来选择接触器：一般根据以下原则来选择接触器：（1 1）接触器类型）接触器类型 交流负载选交流接触器，直流负载选直流接触器，交流负载选交流接触器，直流负载选直流接触器，根据负载大小不同，选择不同型号的接触器。根据负载大小不同，选择不同型号的接触器。（2 2）接触器额定电压）接触器额定电压 接触器的额定电压应大于或等于负载回路电压。接触器的额定电压应大于或等于负载回路电压。（3 3）接触器额定电流）接触器额定电流 接触

17、器的额定电流应大于或等于负载回路的额定电接触器的额定电流应大于或等于负载回路的额定电流。对于电动机负载，可按下面的经验公式计算：流。对于电动机负载，可按下面的经验公式计算： Ij=1.3=1.3Ie 其中：其中： Ij为接触器主触点的额定电流；为接触器主触点的额定电流； Ie为电动机的额定电流。为电动机的额定电流。 72 （4 4）吸引线圈的电压）吸引线圈的电压吸引线圈的额定电压应与被控回路电压一致。吸引线圈的额定电压应与被控回路电压一致。 （5 5）触点数量）触点数量 接触器的主触点、常开辅助触点、常闭辅助接触器的主触点、常开辅助触点、常闭辅助触点数量应与主电路和控制电路的要求一致。触点数量

18、应与主电路和控制电路的要求一致。7374可分为可分为继电器继电器 、继电器、继电器、继电器、继电器、继电器、继电器、继电器和继电器和继电器等。继电器等。 电磁式继电器是在输入至电磁线圈中的电流的作用电磁式继电器是在输入至电磁线圈中的电流的作用下，由其机械部件的相对运动而产生预定响应动作下，由其机械部件的相对运动而产生预定响应动作的一种的一种。交流电磁继电器、直流电磁继电器、磁保交流电磁继电器、直流电磁继电器、磁保持继电器、舌簧继电器等。持继电器、舌簧继电器等。 75电磁式继电线圈端子线圈端子线圈线圈铁心铁心轭铁轭铁支杆支杆触点触点触点端子触点端子KK76工作原动断（常闭）触点动断（常闭）触点动

19、合（常开）触点动合（常开）触点77电磁式继电器：使继电器动作的最小功率称为继电器的：使继电器动作的最小功率称为继电器的灵敏度。灵敏度。 ：对于电压继电器，它的线：对于电压继电器，它的线圈额定电压为该继电器的额定电压圈额定电压为该继电器的额定电压; ;对于电流继电对于电流继电器，它的线圈额定电流为该继电器的额定电流。器，它的线圈额定电流为该继电器的额定电流。 ：使继电器衔铁开始运动时：使继电器衔铁开始运动时线圈的电压线圈的电压( (电压继电器电压继电器) )或电流或电流( (电流继电器电流继电器) )值，值，称为吸合电压或吸合电流，用称为吸合电压或吸合电流，用UXHUXH或或IXHIXH表示。表

20、示。78电磁式继电器继电器衔铁开始继电器衔铁开始释放时线圈的电压或电流，用释放时线圈的电压或电流，用U USFSF或或I ISFSF表示。表示。释放电压释放电压( (或电流或电流) )与吸合电与吸合电压压( (或电流或电流) )的比值，用的比值，用K K表示，表示，K K值恒小值恒小于于1 1。电压继电器的返回系数电压继电器的返回系数 K=UK=USFSF/U/UXHXH电流继电器的返回系数电流继电器的返回系数 K=IK=ISFSF/I/IXHXH79电磁式继电器：吸合时间是从：吸合时间是从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间时间; ;释放时间是线圈失电到衔

21、铁完全释释放时间是线圈失电到衔铁完全释放所需的时间。放所需的时间。：根据控制系统的要求，预先：根据控制系统的要求，预先使继电器达到某一个吸合值或释放值，使继电器达到某一个吸合值或释放值，这个预先设定的吸合值这个预先设定的吸合值( (电压或电流电压或电流) )或或释放值释放值( (电压或电流电压或电流) )就叫整定值。就叫整定值。80811.1.5.5.1 1 82由热元件、触头、动作机构、复位按钮和整定电流装置五部分组成。由热元件、触头、动作机构、复位按钮和整定电流装置五部分组成。热元件:由双金属片及绕在双金属片外面的电阻丝组成，双金属片由两种热膨由双金属片及绕在双金属片外面的电阻丝组成，双金

22、属片由两种热膨胀系数不同的金属片复合而成。胀系数不同的金属片复合而成。触头:由一个公共动触头、一个常开触头和一个常闭触头组成。由一个公共动触头、一个常开触头和一个常闭触头组成。动作机构:由导板、补偿双金属片、推杆、杠杆、拉簧等组成。由导板、补偿双金属片、推杆、杠杆、拉簧等组成。复位按钮:热继电器动作后进行手动复位的按钮。热继电器动作后进行手动复位的按钮。整定电流装置:由旋钮和偏心由旋钮和偏心轮组成，调节整定电流（热继电器长期不动作的最大电流）的大小。轮组成，调节整定电流（热继电器长期不动作的最大电流）的大小。8384n: :等。等。85868711线圈线圈22静铁心静铁心33衔铁衔铁44反力弹

23、簧反力弹簧55推版推版66活塞杆活塞杆77杠杆杠杆88塔形弹簧塔形弹簧99弱弹簧弱弹簧1010橡皮膜橡皮膜1111空气室壁空气室壁1212活塞活塞1313调节螺钉调节螺钉1414进气孔进气孔1515微动开关微动开关 （延时）（延时）1616微动开关微动开关 （不延时）（不延时）1717微动按钮微动按钮17瞬动触瞬动触点：点：延时动触延时动触点点8811线圈线圈22静铁心静铁心33衔铁衔铁44反力弹簧反力弹簧55推版推版66活塞杆活塞杆77杠杆杠杆88塔形弹簧塔形弹簧99弱弹簧弱弹簧1010橡皮膜橡皮膜1111空气室壁空气室壁1212活塞活塞1313调节螺钉调节螺钉1414进气孔进气孔1515微

24、动开关微动开关 （延时）（延时）1616微动开关微动开关 （不延时）（不延时）1717顶杆顶杆1789空气阻尼式时间90空气阻尼式时9192图图1-32 时间继电器的图形、文字符号时间继电器的图形、文字符号9394n新产品：JS14AJS14A系列、系列、JS14PJS14P系列、系列、JS20JS20系列系列等。等。959697图图1-40 速度继电器的原理示意图速度继电器的原理示意图1转轴转轴 2转子转子 3定子定子 4绕组绕组 5摆锤摆锤 6、9簧片簧片 7、8静触点静触点 1234567989899动机的反接制动电路。动机的反接制动电路。n动作转速一般不低于动作转速一般不低于300r/min300r/min，复位转速约，复位转速约在在100r100rminmin以下。以下。100图图1-36 速度继电器