第1章电气控制系统常用器件2课件

1继电器1234567893热继电器1、热继电器的作用和分类热继电器在电路中是做三相交流电动机的过载保护用。但须指出，由于热继电器中发热元件有热惯性，在电路中不能做瞬时过载保护，更不能做短路保护。按相数来分,热继电器有单相、两相和三相式共三种类型，每种类型按发热元件的额定电流的不同又有不同的规格和型号。

按功能来分，三相式热继电器有不带断相保护和带断相保护两种类型。2继电器1234567893热继电器2、结构和工作原理热继电器主要由热元件、双金属片和触头组成。结构原理如图所示，热元件由发热电阻丝做成，双金属片由两种热膨胀系数不同的金属碾压而成。当双金属片受热时，会出现弯曲变形。2、双金属片3、热元件4、导板6、9、常闭触点3继电器1234567893热继电器1--电流整定装置2--主电路接线柱3--复位按钮4--常闭触头5--动作机构6--热元件31--常闭触头接线柱32--公共动触头接线柱33--常开触头接线柱外形和结构图4继电器1234567893热继电器使用时，把热元件串接于主电路中，而其常闭触头串接于控制电路中。正常运行时，热元件产生的热量虽然能使双金属片弯曲，但不足以使热继电器的触头动作，当过载时，双金属片弯曲位移增大，推动导板使常闭触头断开，从而切断控制电路起到保护作用。图形符号3、图形和文字符号5继电器1234567893热继电器带断相保护的热继电器带有断相保护的热继电器是在普通热继电器的基础上增加了一个差动机构，热继电器的导板改为差动机构，由上导板1、下导板2和杠杆5组成。双金属片3，常闭触点4。6继电器1234567893热继电器型号含义4、热继电器选用（1）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择;（2）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;（3）当电动机为重复且短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。7继电器1234567893热继电器5、热继电器接入方式电动机定子绕组星形接法:

带和不带断相保护的热继电器均可接在线电路中。电动机定子绕组三角形接法:*带断相保护接在线电路中。*不带断相保护热继电器的热元件必须串接在电动机每相绕组上。8继电器1234567894时间继电器时间继电器当吸引线圈通电或断电后其触点经过一定延时再动作的继电器。符号:KT时间继电器的延时方式有两种：通电延时和断电延时通电延时：线圈通电后，延时一时间触头才动作；线圈失电后，触头立即复位；断电延时：线圈通电后，触头立即动作，线圈失电后，触头延时一时间才复位。电磁式、电动式：已被淘汰。空气阻尼式：精度不高。电子式(晶体管、数字式)9继电器1234567894时间继电器时间继电器的图形符号（a）通电延时线圈（b）断电延时线圈（c）瞬动动合触点（d）瞬动动断触点（e）通电延时闭合常开触点（f）通电延时闭合常闭触点（g）断电延时断开常开触点（h）断电延时断开常闭触点10继电器1234567895速度继电器按速度原则动作的继电器称为速度继电器。感应式速度继电器主要由定子、转子和触点三部分组成，转子是一个圆柱型永久磁铁，定子是一个笼型空心圆环，由硅钢片叠制而成，并装有笼型绕组。感应式速度继电器原理示意图如图示：其转子的轴与被控电机的轴相连接，当电机转动时速度继电器的转子随之转动。1－转轴2－转子3－定子4－绕组

5－摆锤6、9－簧片7、8－静触头11继电器1234567895速度继电器达到一定转速时，定子在感应电流和力矩的作用下跟随转动；到达一定角度时，装在定子轴上的摆锤推动簧片（动触点）动作，使常闭触点打开、常开触点闭合；当电动机转速低于某一数值时，定子产生的转矩减小，触点在簧片作用下返回到原来位置，使对应的触点恢复到原来状态。速度继电器主要根据电动机的额定转速进行选择。在电路中图形、符号：（a）转子（b）常开触点（c）常闭触点12继电器1234567896温度继电器利用发热元件间接反映绕组温度并根据绕组温度进行动作的继电器，这种继电器称为温度继电器。温度继电器大体上有两种类型：一种是双金属片式温度继电器；另一种是热敏电阻式温度继电器。双金属片式温度继电器在结构上是封闭的，其内部有盘式双金属片。双金属片受热后产生线膨胀，由于两层金属的线膨胀系数不同，且两层金属又紧密地贴合在一起，因此使得双金属片向被动层一侧弯曲，由双金属片弯曲产生的机械力带动触点动作。13继电器1234567896温度继电器双金属片式温度继电器用做电机保护时，是将其埋设在电动机发热部位。无论是电动机本身出现过载电流还是其他原因引起电动机温度升高，都可起保护作用。热敏电阻的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低。温度继电器在电路中图形、符号：（a）热敏温度继电器（b）温度控制开关（低于设定值时动作）（c）温度控制开关（高于设定值时动作）14继电器1234567897液位继电器如图为液位继电器的结构示意图。浮筒置于被控锅炉或水柜内，浮筒的一端有一根磁钢，锅炉外壁装有一对触点，动触点的一端也有一根磁钢，它与浮筒一端的磁钢相对应，当锅炉或水柜内的水位降低到极限值时，浮筒下落使磁钢端支点A上翘。由于磁钢同性相斥的作用，使动触点的磁钢端被斥下落，通过支点B使触点1-1接通，2-2断开。反之，水位升高到上限位置时，浮筒上浮使触点2-2接通，1-1断开。显然，液位继电器的安装位置决定了被控的液位，它主要用于不精确的液位控制场合。15继电器1234567897液位继电器触点表示符号如图（a）所示，实物图如图（b）所示。16继电器1234567898压力继电器作用：检测各种气体或液体的压力变化，并发出信号，实现对压力的检测和控制。有柱塞式、膜片式、弹簧管式和纹波管四种结构形式。压力继电器的图形符号和文字符号：柱塞式压力继电器结构原理图17继电器1234567899固态继电器固态继电器（SSR）:采用固体半导体元件组装而成的一种新颖无触点开关。固态继电器是四端器件，其中两端为输入端，两端为输出端，中间采用隔离器件，以实现输入与输出之间的隔离。1.固态继电器的种类①按切换负载性质分，有直流固态继电器和交流固态继电器。②按输入输出之间的隔离分有光电隔离固态继电器和磁隔离固态继电器。③按控制触发信号方式分有过零型和非过零型、有源触发型和无源触发型。2.固态继电器的优点

高寿命、高可靠；18继电器1234567899固态继电器

灵敏度高、控制功率小、电磁兼容性好；

转换速度快；

电磁干扰小；3.固态继电器的缺点漏电流大；接触电压大；触点单一；使用温度范围窄；过载能力差；价格高。4.图形表示符号驱动器件触点19继电器1234567899固态继电器①固态继电器的选择应根据负载的类型（阻性、感性）来确定，并要采用有效的过压保护；②输出端要采用RC浪涌吸收回路或非线性压敏电阻吸收瞬变电压；③过流保护应采用专门保护半导体器件的熔断器或用动作时间小于10ms的自动开关；④安装时采用散热器，要求接触良好，且对地绝缘；⑤切忌负载侧两端短路，以免固态继电器损坏。5.固态继电器使用注意事项20开关电器1234567891刀开关刀开关俗称闸刀开关，主要用于接通和切断长期工作设备的电源及不经常启动和制动、容量小于7.5kW的异步电动机。刀开关控制电动机时，其额定电流要大于电动机额定电流的三倍。安装时手柄向上，不要倒装或平装以免误合闸。熔丝要使用专用保险片，不要用铜线代替。带负载操作时，分合闸时动作一定要迅速。接线时，电源线接在进线座，而负载接在出线座。按刀数可分为单极、双极和三极。图形符号和文字符号如下所示：21开关电器1234567892低压断路器低压断路器又称空气开关或自动开关。主要在电路正常工作条件下用于频繁接通和分断电路及控制电动机的运行，并在电路发生过载、短路及失压时能自动分断电路。具有操作安全，分断能力高，兼有多种保护功能，动作值可调整等优点，且一旦发生短路故障后，故障排除一般不需要更换部件，因此应用较为广泛。1.低压断路器的结构和工作原理：低压断路器主要由三个基本部分组成：触头、灭弧系统和各种脱扣器。脱扣器包括过电流脱扣器、欠电压脱扣器、热脱扣器、自由脱扣器。22开关电器1234567892低压断路器1、主触头2、自由脱钩机构3、过电流脱钩器4、分励脱钩器5、热脱钩器6、失压脱钩器7、按钮23开关电器1234567892低压断路器2.低压断路器的的图形和文字符号24开关电器1234567892低压断路器3.低压断路器的主要参数①额定电压：是指断路器在电路中长期工作时的允许电压，通常它等于或大于电路的额定电压。②额定电流：是指断路器在长期工作时的允许持续电流。③通断能力：是指断路器在规定的电压、频率以及规定的线路参数下，所能接通和分断的短路电流值。④分断时间：是指断路器切断故障电流所需的时间。4.低压断路器的主要类型①万能式断路器：用于配电网络的保护。②塑料外壳式断路器：用作配电网络的保护和电动机、照明电路及电热器等控制开关。③模块化小型断路器：可用于线路和交流电动机的电源控制开关及保护。25开关电器1234567892低压断路器④智能化断路器：采用以微处理器或单片机为核心的智能脱扣器。主要用于配电网络中分配电能或作线路和设备的控制与保护。5.低压断路器的选择①额定电流和额定电压应大于或等于线路、设备的正常工作电压和电流。②热脱扣器的整定电流应与所控制负载的额定电流一致③欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。④过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。26熔断器1234567891熔断器的结构和分类熔断器是基于电流热效应原理和发热元件热熔断原理设计，具有一定瞬动特性，用于电路的短路保护和严重过载保护。结构：熔断器主要由熔体（俗称保险丝）和安装熔体的熔管两部分组成。熔体由易熔金属材料铅、锡、锌、银、铜及其合金制成，通常做成丝状或片状。熔管是装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。原理：熔断器的熔体与被保护的电路串联，当电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断。当电路发生短路或严重过载时，熔体中流过很大的故障电流，当电流产生的热量达到熔体的熔点时，熔体熔断切断电路，从而实现保护目的。27熔断器1234567891熔断器的结构和分类分类：熔断器一般分为瓷插式、螺旋式、封闭管式、自复式和快速式。瓷插式：主要用于低压分支电路的短路保护。螺旋式：管内装有石英砂或惰性气体，用于消灭电弧，具有较高分断能力。3-瓷盖；4-静触点；5-瓷体。1-熔丝；2-动触点；28熔断器1234567891熔断器的结构和分类封闭管式：分为无填料、有填料和快速三种。其特点是可拆卸，当熔体熔断后，用户可按要求自行拆开，重新装入新的熔体。自复式：利用金属钠做熔体，在常温下，钠的电阻很小，允许正常的工作电流。当发生短路时使钠气化，气态钠电阻很高，限制了短路电流。快速式：主要用于半导体整流元件或装置的短路保护。29熔断器1234567892熔断器的保护特性熔断器的保护特性也称安秒特性，是指熔体的熔化电流与熔化时间之间的关系。如图所示：中IR—最小熔化电流（熔化与不熔化分界点）。根据对熔断器的要求，熔体在额定电流IRN时绝对不应熔断，所以IR>IRN.30主令电器1234567891控制按钮主令电器定义：用于自动控制系统中发送和转换控制命令的电器。只用于控制电路，不能直接分合主电路。1、控制按钮30主令电器1234567891控制按钮按钮又称控制按钮或按钮开关，是一种手动控制电器。它只能短时接通或分断5A以下的小电流电路，向其它电器发出指令性的电信号，控制其它电器动作。由于按钮载流量小，不能直接用于控制主电路的通断。图形与文字符号选择开关、钥匙开关与一般按钮的最大区别就是不能自动复位。31主令电器1234567891控制按钮注意事项选择使用时应从使用场合、所需触点数及按钮帽的颜色等因素考虑。一般红色表示停止，绿色表示起动，黄色表示干预。结构与工作原理在按下按钮帽令其动作时，首先断开动断触点，再通过一定行程后才接通动合触点；松开按钮帽时，复位弹簧先将动合触点分断，通过一定行程后动断触点才闭合。1、常闭触点2、常闭触点3、常开触点4、常开触点5、复位弹簧6、按钮帽33主令电器1234567892转换开关转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。33主令电器1234567892转换开关转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。表示方法1：用虚线表示操作手柄位置，用有无“•”表示触点的闭合和断开状态。表示方法2：用有无“×”来表示操作手柄不同位置时触点的闭合和断开状态。12345635主令电器1234567893行程开关行程开关又叫限位开关，是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制命令的主令电器。常开触点常闭触点36主令电器1234567894接近开关非接触式的行程开关