工厂电气控制技术(动画,图片)

工厂电气控制绪论电力拖动系统的基本概念电气控制技术的发展一、电力拖动系统的基本概念生产机械由三个基本部分组成：工作机构、传动机构、原动机。当原动机为电动机时，也就是说，由电动机通过传动机构带动工作机构进行工作时，这种拖动方式称为电力拖动。电力拖动系统可分为两部分：电力拖动部分和电气控制部分。把电动机以及与电动机有关联的传动机构合并一起称为电力拖动部分；把控制电动机的启动、制动、反向、调速等电气控制和电气操纵部分称为电气控制部分即控制系统。二、电气控制技术的发展电动机：(1)由一台电动机拖动多台设备，称为集中拖动。（2）由一台电动机拖动一台生产机械，单电机拖动。（3）由多台电动机分别拖动各运动机构，多电机拖动。电气控制系统：手动控制――继电-接触器控制――顺序控制器

――可编程序控制器二、电气控制技术的发展控制方法——手动自动控制功能——简单复杂操作方式——笨重轻巧控制原理——有触点硬接线继电器微处理器的软件控制方式——集中拖动顺序控制

DCS网络现场总线以太网新技术——综合应用电子技术、检测技术、计算机技术、自动控制理论M23~YAM33~M!3~反转正转停SA5FU1FU2KM312KM29KM415RU1V1W1FR17KS

5.5kW1410r/min

1.5kW1410r/minU2V2W2FR213快速进给

0.125kW2790r/minKM619KM518KM17U3V3W3FR37

150VA380/127V

60VA380/36VFUELTQSL1L2L331关SA4开32总开关及保护主轴转动起动制动进给传动正转反转冷确泵变压器及照明主电路第一章常用低压电器意义——继电器、接触器控制技术是进代先进电气控制基础。低压电器——电力拖动自动控制系统的基本组成元件。介绍——常用低压电器元件的用途、类型、符号、选用四方面。第一节低压电器基本知识一、低压电器的概念电器：用来通断、控制、调节和保护目的的电气设备。即电器就是一种能控制电的工具。工作电压在交流1.2KV或直流1.5KV及以下的电器称为低压电器。第一节电器基本知识二、低压电器分类

按用途分：◆低压配电电器：刀开关、低压断路器、熔断器等。◆低压控制电器：接触器、继电器、控制器、按钮等。◆低压主令电器：按钮、主令开关、行程开关、主令控制器等。◆低压保护电器：熔断器、热继电器等。◆低压执行电器：电磁铁、电磁离合器等。用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、电动机起动器等。用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器等。用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、转换开关等。用于保护电路及用电设备的电器，例如熔断器、热继电器等。用于完成某种动作或传送功能的电器，例如电磁铁、电磁离合器等。第一节电器基本知识二、低压电器分类

按操作方式分：手动电器：刀开关、按钮、转换开关自动电器：低压断路器、接触器、继电器按工作条件分：一般用途低压电器（通用低压电器），矿用低压电器、航空低压电器等电磁式电器三、电磁式电器的工作原理电磁机构（检测部分）触头系统（执行部分）吸引线圈铁心衔铁灭弧装置◆电器分感受部分（电磁机构）和执行部分（触头系统）。除此之外，部分电器（如接触器）还有灭弧机构。◆（一）、电磁机构组成：吸引线圈和磁路图1-1电磁机构的形式1—衔铁2---铁心3---线圈第一节电器基本知识三、低电磁式电器的结构及工作原理

1、常用的磁路结构（磁路包括铁心、衔铁、空气隙）。

1）衔铁沿棱角转动的拍合式铁心

——广泛应用于直流电器中。

2）衔铁沿轴转动的拍合式铁心

——应用触点容量较大的交流电器中。

3）衔铁直线运动的双E形直动式铁心

——多用于交流接触器、继电器中。

4）交流铁芯和直流铁芯2、吸引线圈作用——将电能转换成磁场能量。注意——结构、交、直流、热的产生。电压线圈、电流线圈图1－1常用的磁路结构线圈自然状态——没有电图1－1常用的磁路结构线圈通电图1－1常用的磁路结构机械运动图1－1常用的磁路结构通电后动作情况机械运动（二）电磁吸力与吸力特性

电磁吸力（1－1）式中F

——磁极表面电磁吸力，单位为N；

B——气隙中磁感应强度，单位为T；

S——磁极截面积，单位为m2

；

δ——固定铁心与衔铁之间的气隙。直流电磁铁时B＝恒定值；交流电磁铁时B＝Bmsinωt。（1－2）将式1－2代入式1－1整理得式中——电磁吸力最大值；

——电磁吸力平均值。吸力特性——吸力Fαt与铁心间隙δ的特性曲线。（图1－2）直流电磁铁（曲线1）励磁电流I——与气隙δ无关；

动作过程为——恒磁通势；

F∝Φ2∝1/Rm2∝1/δ2

吸力大小↗

↗随δ↘↘——陡峭。交流电磁铁（曲线2）设线圈电压U不变，则U≈E＝4.44fΦN，

Φ＝U/4.44fN，由磁路定律Φ＝NI/Rm

励磁电流I——与气隙δ成正比；

动作过程为——近似恒磁通；吸力大小↗随δ↘——平坦。图1－2电磁铁的吸力特性1－直流电磁铁吸力特性2－交流电磁铁吸力特性3－反力特性

123Fδ0分析曲线形状为什么？（三）反力特性和返回系数反力特性——反作用力Fr与气隙δ

的关系曲线。注意：

吸合——保证吸力特性位于反力特性上方；释放——保证吸力特性位于反力特性下方。返回系数（β-反映灵敏度的参数）

——释放电压Ure

（或电流Ire

）

与吸合电压Uat

（或电流Iat

）。

或反力特性吸力特性与反力特性的配合（四）交流电磁机构上短路环的作用图1－3交流电磁机构实际吸力曲线ωtFatF～交流分量FFatmF0Fr

0最大值交流分量反力由上述公式可知交流电磁铁的吸力是一个两倍电源频率的周期量，即恒定分量——F0＝最大吸力Fat的一半

；交变分量——F0cos2ωt变化范围是-F0~F0。

所以Fat＝0～Fatm=2

F0Fat的结果有时<反力Fr

——引起振动（噪音）。办法——加一短路铜环（图1－4）原理——把磁通分为Ф1、

Ф2——在I＝0时

——磁通始终Ф（F0cos2ωt）>0

则Fat>Fr1-衔铁2-铁心3-线圈4-短路环图1-4交流电磁铁的短路环5.电磁铁的线圈电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈：短而粗，有骨架。直流线圈：细而长，无骨架。三、电器的触点系统和电弧（一）电器的触点系统作用——起接通和分断电路。结构型式：1、桥式触点

（图1－5a、b）2、指形触点（图1－5c）图1－5触点的结构型式运动过程用力按下运动过程结束产生摩擦动作产生摩擦动作（二）电弧的产生及灭弧方法

I、U——大到某一数值时产生电弧。

U>12~20V间；

I>几百mA间。原因——触头气体在电场作用下电离放电、游离现象。结果——产生高温、发出强光，触头烧毁。常用的灭弧方法：1、电动力灭弧（图1－6）应用——一般交流电路中。图1－6电动力灭弧示意图F＋F＋II2、磁吹灭弧（图1－7）应用——直流电路中。图1－7磁吹灭弧示意图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－动触头8－静触头

⊙⊙××⊙××⊙××⊙×⊙

××⊙

321456783、窄缝灭弧（图1－8）应用——交、直流电路中。图1－8窄缝灭弧示意图4、栅片灭弧（图1－9）应用——高压电路中。图1－9栅片灭弧示意图123FII接触器是一种远距离频繁地接通和断开用电设备主回路及其他大容量用电回路的自动控制电器。优点：操作频率高，使用寿命长，工作可靠、性能稳定、维修简便。应用——频繁地接通、断开交直流电路，实现远距离控制。主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器等的交直流主电路。类型——电磁接触器、气动接触器、液压接触器。电磁接触器：交流接触器、直流接触器。

第二节接触器（contactor）电磁接触器结构示意图

电磁接触器结构示意图

静铁心线圈主触点常闭辅助触点常开辅助触点灭弧罩动铁心弹簧1．结构与工作原理电磁机构：将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作.触点：接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。灭弧装置：熄灭触点分断电流瞬间触点之间气隙中产生的电弧。其它：包括释放弹簧机构、支架与底座等。按所控制电路▪主触点

▪辅助触点按原始状态▪常开触点▪常闭触点灭弧罩灭弧栅磁吹灭弧装置电磁接触器结构示意图

静铁心线圈主触点常闭辅助触点常开辅助触点灭弧罩动铁心弹簧电磁接触器结构示意图

静铁心线圈主触点常闭辅助触点常开辅助触点灭弧罩动铁心弹簧

当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。

接触器根据电磁原理工作：电磁接触器结构示意图

静铁心线圈主触点常闭辅助触点常开辅助触点灭弧罩动铁心弹簧接触器机械寿命、电寿命

接触器主要技术参数：线圈电压主触点额定电流、额定电压辅助触点额定电流、对数接触器极数

接触器分类及特点：电磁接触器结构示意图

交流接触器：线圈通以交流电，主触点接通、切断交流主电路。●交变磁通穿过铁心，产全涡流和磁滞损耗，使铁心发热。●铁心用硅钢片冲压而成以减少铁损。●线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上以便于散热。●铁心端面上安装铜制的短路环，以防止交变磁通使衔铁产生强烈振动和噪声。●灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。直流接触器：线圈通以直流电，主触点接通、切断直流主电路。●不产全涡流和磁滞损耗，铁心不发热。●铁心用整块钢制成。●线圈制成长而薄的圆筒状。●250A以上的直流接触器采用串联双绕组线圈。●灭弧装置通常采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。２．接触器的分类（二）接触器的主要技术参数和类型产品：

常用交流——CJ20、CJ10X、CJX2等常用直流——CZ0、CZ18等。

1．额定电压接触器铭牌上额定电压是指主触头的额定工作电压，其等级有：直流接触器：220V，440V，660V。交流接触器：110V，220V，380V，500V，660V，1140V。

2．额定电流接触器铭牌上额定电流是指在正常工作条件下主触头中允许通过的长期工作电流，一般按下面等级制造：

直流接触器：25A，40A，60A，100A，150A，250，400A，600A。交流接触器：10，15，25，40，60，100，150，250，400，600A。三、接触器的主要技术参数5．接通与分断能力指接触器的主触头在规定的条件下能可靠地接通和分断的电流值，而不应该发生熔焊，飞弧和过分磨损等。3．线圈的额定电压其等级有：直流线圈：24V，48V，220V。交流线圈：36V，110V，220V，380V。4．动作值是指接触器的吸合电压与释放电压。部颁标准规定接触器在额定电压85%以上时，应可靠吸合。释放电压不高于线圈额定电压的70%。7．操作频率是指每小时接通的次数。交流接触器最高为600次/h；直流接触器可高达1200次/h。6．机械寿命和电气寿命接触器是频繁操作电器，应有较长的机械寿命和电器寿命。目前有些接触器的机械寿命已达一千万次以上；电气寿命是机械寿命的5%～20%。线圈KM主触点KMKM常闭辅助触点常开辅助触点KM接触器的符号

图1－31接触器的符号a）线圈b）常开触头或主触头C）常闭触头KMa）b）c）KMKM接触器的符号

接触器型号说明

如CJX2-9，该型号的意义为CJX2系列交流接触器，额定电流9A，主触头为三极。。直流接触器的型号含义：CZ接触器直流设计序号常闭触点数常开触点数额定电流CZ0-100/20为CZ0系列直流接触器，额定电流100A，双极动合主触头选择：

1、根据负载性质——选类型；

2、额定电压≥主电路工作电压；

3、额定电流≥被控电路的额定电流；

4、吸引线圈的额定电压与频率＝控制电路的选用电压和频率。AC－1

无感或微感负载，电阻性负载电阻炉，加热器等

AC－2

绕线式感应电动机的启动、分断起重机，压缩机，提升机等

AC－3

笼型感应电动机的启动、分断风机，泵等

AC－4

笼型感应电动机的启动、反接制动或密接通断电动机风机，泵，机床等

AC－5a

放电灯的通断高压气体放电灯如汞灯、卤素灯等

AC－5b

白炽灯的通断白炽灯

AC－6a

变压器的通断电焊机

AC－6b

电容器的通断电容器

AC－7a

家用电器和类似用途的低感负载微波炉、烘手机等

AC－7b

家用的电动机负载电冰箱、洗衣机等电源通断

AC－8a

具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机的电动机压缩机

AC－8b

具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机的电动机压缩机第三节控制继电器（controlrelay）

继电器综述：是一种自动电器，在控制系统中用来控制其它电器动作；或在主电路中作为保护电器。继电器主要用于控制电路，流过触点的电流小，一般不需要灭弧装置。

用于控制与保护电路中，作信号转换用的电器。具有输入电路（感应元件）和输出电路（执行元件）当感应元件中的输入量变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通或断开控制回路。如电流、电压、温度、压力等作用：特点：结构：原理：

继电特性曲线线圈失电到衔铁完全释放所需的时间

继电器吸合值继电器释放值继电器特性及其重要参数：铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄吸合时间：线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间释放时间：释放弹簧的松紧程度常用继电器电流继电器电压继电器中间继电器固态继电器热继电器时间继电器速度继电器1-线圈2-铁心3-磁轭4-弹簧5-调节螺母6-调节螺钉7-衔铁8-非磁性垫片9-常闭触点10-常开触点图1-32JT3系列直流电磁式继电器结构示意图●一般自动复位根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器电流继电器●动作电流整定范围：当电路发生短路及过流时立即将电路切断当电路电流过低时立即将电路切断过电流继电器：欠电流继电器：●●●线圈电流整定电流时，继电器吸合●线圈电流整定电流时，继电器释放●动作电流整定范围：整定电流时线圈电流继电器不动作整定电流时继电器才动作线圈电流交流为(110％～350％)直流为(70％～300％)吸合电流为(30％～50％)释放电流为(10％～20％)

原理线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。

1．电磁式控制继电器欠电流继电器KII<KI过电流继电器>IKIKI动作电流Ｉq：使电流继电器开始动作所需的电流值；返回电流Ｉf：电流继电器动作后返回原状态时的电流值；返回系数Ｋf：返回值与动作值之比，Ｋf＝Ｉf/Ｉq。主要技术指标：电压继电器：过电压继电器：动作电压整定范围为(105％～120％)Un

欠电压继电器：吸合电压调整范围为(30％～50％)Un

释放电压调整范围为(7％～20％)Un结构原理：与电流继电器类似线圈并联在电路中，匝数多，导线细根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器欠电压继电器KUU<KUKU过电压继电器>UKUKUKU本质上是一种电压继电器，工作原理与接触器相同。作用：电动机额定电流不超过5A的电气控制系统，可代替接触器。中间继电器：触点系统中没有主、辅触点之分，触点容量相同。小容量的接触器：当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电器来控制，用中间继电器作为执行元件，这时中间继电器被当作一级放大器用。触点数量较多，能够将一个输入信号变成多个输出信号。当其他继电器或接触器触点数量不够时，可利用中间继电器来切换多条控制电路。(b)符号KA线圈常开触头KA常闭触头KA电磁式继电器的图形符号欠电流线圈I<KI过电流线圈>IKI欠电压线圈U<KU过电压线圈>UKU

KA中间继电器线圈动合触点动断触点过流电流继电器欠流电流继电器电压继电器中间继电器表1-3不同用途的控制继电器名称主要用途电压继电器用于电动机失压或欠电压保护及控制信号的转换与衔接中间继电器加在某一电器与被控电路之间，以扩大前者的触点数量和容量电流继电器用于电动机的过载及短路保护、直流电机磁场控制及失磁保护表1-4电磁式控制继电器的整定参数继电器类型电流种类可调参数调整范围电压继电器直流动作电压吸合电压30～50%Ue释放电压7～20%Ue过电压继电器交流动作电压105~120%Ue欠电流继电器直流动作电流吸合电流30～65%Ie释放电流10～20%Ie过电流继电器交流动作电流110～350%Ie直流70～300%Ie2、电磁式继电器的整定（图1－32）（1）调整弹簧的松紧程

——越紧——需吸引U、I↗（2）改变非磁性垫片的厚度

——越大——释放U、I↗（3）改变初始气隙的大小

——越大——吸引U、I↗过量保护：反作用弹簧力↗δmax

↗；动作值增大欠量保护：反作用弹簧力↗

δmin

↘；动作值减小1-线圈2-铁心3-磁轭4-弹簧5-调节螺母6-调节螺钉7-衔铁8-非磁性垫片9-常闭触点10-常开触点图1-32JT3系列直流电磁式继电器结构示意图3、电磁式继电器常用型号

JL、JT、JZ、3TH、JZC系列电磁器继电图形符号及文字符号如图1-33其它参数：动作时间与释放时间消耗功率（二）时间继电器是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时控制。分类：原理——电磁式、空气阻尼式、电动式、电子式。延时——通电、断电延时。一、直流电磁式时间继电器铁心上有铜套——延时（断电延时<5S）二、空气阻尼式时间继电器利用空气阻尼——通、断电延时。（二）、时间继电器+直流电磁式结构图阻尼铜套衔铁工作原理：当衔铁未吸合时，磁路气隙大，线圈电感小，通电后激磁电流很快建立，将衔铁吸合，继电器触点立即改变状态。而当线圈断电时，铁心中的磁通将衰减，磁通的变化将在铜套中产生感应电动势，并产生感应电流，阻止磁通衰减，当磁通下降到一定程度时，衔铁才能释放，触头改变状态。因此继电器吸合时是瞬时动作，而释放时是延时的，故称为断电延时。1.直流电磁式时间继电器通电延时的空气式时间继电器结构示意图常开触头延时闭合常闭触头延时打开微动开关2微动开关1常开触头常闭触头线圈通电衔铁向下吸合连杆动作触头动作工作原理调节螺丝进气孔托板线圈动铁心恢复弹簧挡块释放弹簧活塞杆橡皮膜排气孔2.空气式时间继电器断电延时的空气式时间继电器结构示意图常闭延时闭合常闭延时断开常开触头常闭触头空气式时间继电器的延时范围大(有0.4~60s和0.4~180s两种)。结构简单，但准确度较低。时间继电器的型号有JS7-A和JJSK2等多种类型。3、电动式时间继电器微型电动机——延时（很少用）。（图1-35）4、电子式时间继电器电子电路——延时（应用广泛）。（图1-36）时间继电图形符号及文字符号如图1-379×Ｒ10R8R1R9R2RP1R3R4RP2R6R5R7~TVD1VD2VD3VD4VS5C1C2C3NeKAKAVTＶ1Ｖ2DSGuCusIC图1-36JS20系列场效应晶体管时间继电器电气原理图空气阻尼式时间继电器（JS7系列）晶体管式时间继电器（JS14）数字式时间继电器（JSS14）几种新型时间继电器的外形：

超级时间继电器（电子式）数显时间继电器

1）文字符号：2）图形符号：通电延时型：断电延时型：常闭瞬动触头常开延时触头常开常闭线圈常闭瞬动触头常开延时触头常开常闭线圈

KT圆弧开口向右圆弧开口向左（二）、时间继电器

选用原则：

⑴延时方式（通电延时、断电延时）。⑵准确性（精度）。⑶其它要求（可靠性、经济性、安装尺寸等）。作用：电动机的过载保护利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作（三）、热继电器型式：双金属片式热敏电阻式易熔合金式结构：由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成。（三）

、热继电器双金属片式热继电器JR36JR28JR20（三）热继电器利用电流的热效应（表1-8－P25）。1、热继电器的结构和工作原理（图1-38－P26）2、热继电器的主要技术参数及常用产品（表1-9－P27）3、热继电器的选用三角形连接——整定电流＝电动机额定电流热继电图形符号及文字符号如图1-39（三）

、热继电器1-电流调节凸轮2a、2b-簧片3-手动复位机构4-弓簧5-主双金属片6-外导板7-内导板8-常闭静触点9-动触点10-杠杆11-复位调节螺钉12-补偿双金属片13-推杆14-连杆15-压簧16-热元件图1-38热继电器的结构示意图动画演示（热继电器）←

热继电器的符号a）热元件b）常闭触点

a）

b）FRFR（2）热继电器主要参数：热继电器额定电流：热继电器中可以安装的热元件的最大整定电流值。热元件额定电流：热元件的最大整定电流值。热继电器整定电流：热元件能够长期通过而不致引起热继电器动作的最大电流值。通常热继电器的整定电流是按电动机的额定电流整定的。见表1-7，p24热继电器整定电流调节范围：手动调节整定电流旋钮，通过偏心轮机构，调整双金属片与导板的距离，能够调节的电流整定值的范围。

热继电器使用中应注意的问题热继电器尽管选用得当，但使用不当时也会造成对电动机过载保护的不可靠，因此，必须正确使用热继电器。图1-10热继电器的保护特性与电动机过载特性的合理匹配1—热继电器的保护特性2—电动机过载特性性③热继电器的出线端的连接导线，须严格规定选用。这是因为导线的材料和其线径大小均能影响发热元件端点传导到外部热量的多少。导线过细，轴向导热较差，热继电器可能提前动作；反之，导线过粗，轴向导热快，热继电器可能延迟动作。按规定，连接导线应为铜线，若不得已要用铝线，导线的截面积应放大1．8倍。除此之外，出线端螺钉应当拧紧，以免因螺钉松动导致接触电阻增大，影响发热元件的温升，最终可能使保护特性不稳定而引起误动作。①热继电器本身的额定电流等级并不多，但其发热元件编号很多。每一种编号都有一定的电流整定范围，故在使用上先应使发热元件的电流与电动机的电流相适应，然后根据电动机实际运行情况再做上下范围的适当调节。②热继电器有手动复位和自动复位两种方式。对于重要设备，当热继电器动作之后，必须待故障排除后方可重新启动电动机，宜采用手动复位方式；如果热继电器和接触器的安装地点远离操作地点，且从工艺上又易于看清楚过载情况，则宜采用自动复位式。⑦使用中每年要通电校验一次。另外，当主电路发生短路事故后，应检查发热元件和双金属片是否已发生永久性变形。若发生变形或无法作出判断时，则应进行通电试验。在调整时，绝不允许弯折双金属片。⑥使用中应定期去除尘埃和污垢。若双金属片中出现锈斑，可用棉布蘸上汽油轻轻揩拭，切忌用砂纸打磨。④热继电器和电动机的周围介质温度应尽量相同，否则会破坏已整调好的配合情况。例如，当电动机安装于高温处，而热继电器却安装于低温处时，热继电器动作将会延迟；反之，热继电器的动作将会提前。⑤热继电器必须按照产品说明书中规定的方式安装。当与其他电器装在一起时，应将热继电器装在其他电器的下方，以免其动作特性受其他电器发热的影响。作用：根据速度的大小通断电路结构：定子、转子和触头原理：与异步电动机类似参数：动作转速：>120rpm

复位转速：<100rpm（四）、速度继电器图1-40速度继电器的原理示意图1－转轴2－转子3－定子4－绕组

5－摆锤6、9－簧片7、8－静触点

123456798转子---圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。定子---由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕组。动画演示图1-41速度继电器的符号a）转子b）常开触点c）常闭触点

a）

b）

c）nKSnKSKS压力继电器光电继电器温度继电器（五）、其它继电器第二节常用低压电器常用——开关、熔断器、主令电器、断路器一、开关电器开关——应用于配电线路作电源的隔离、保护与控制。第四节其它常用电器

一、刀开关：隔离电源，保障检修人员安全。一、刀开关

作用：隔离电源，不频繁通断电路。

分类：

按刀的级数分:单极、双极和三极

按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置

按刀的转换方向分为：单掷和双掷

按接线方式分为：板前接线和板后接线

按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作

按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器一、刀开关1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）

作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。

结构图和符号：

QS第四节其它常用电器

型号含义：0不带灭弧罩带有灭弧罩板前接线板后接线极数额定电流中央手柄侧面正向操作中央杠杆操作侧面手柄HD单投刀开关HS双极刀开关图形符号及文字符号如图1－10。图1-10刀开关的符号a）单极b）双极c）三极QS或a）

b）c）QSQS一、刀开关2.负荷开关(1)开启式负荷开关

用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。

结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。

分类：单相双极和三相三极两种第四节其它常用电器

带熔断器式刀开关——用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。第四节其它常用电器

2.负荷开关(2)封闭式负荷开关（铁壳开关）

作用：手动通断电路及短路保护。第四节其它常用电器

选用刀开关的原则：刀的极数要与电源进线相数相等；刀开关的额定电压应大于所控制的线路额定电压；刀开关的额定电流应大于负载的额定电流。带电动机时，其额定电流≥3倍的电机额定电流第四节其它常用电器

（3）、组合开关（转换开关）应用——在电气设备中，作为非频繁接通、断开电路、换接电源和负载，测量三相电压以及控制小容量（5kw以下）感应电动机。原理——依靠转动手柄，使动触头与两侧静触头接通和断开电路。参数——额定电压、额定电流、通断能力、动稳定电流、热稳定电流。见表1-10类型——单极、双极和多极。选择——使额定电压、额定电流>电路的额定电压、额定电流产品——HZ5、HZ10、HZ15。转换开关的结构示意图。图1－11转换开关的结构示意图L1L2L3UVW图形符号及文字符号如图1－12。图1-12转换开关的符号a）单极b）三极QSa）b）QS二、熔断器（一）熔断器的用途应用——配电线路的严重过载和短路保护。（二）熔断器的结构及工作原理原理——通过流过电路的过大电流产生的热效应熔断熔丝（安秒特性曲线）而断开和保护电路。熔断器的安秒特性曲线见图1-33图1-18熔断器的安秒特性曲线0Imin

I/INt熔断区正常工作区过载区熔体：熔断器的核心，通常用低熔点的铅锡合金、锌、铜、银的丝状或片状材料制成。外壳：安装熔体。（三）熔断器的类型与技术参数1、插入式——RC1A系列，低压分支电路，I小民用2、螺旋管式——RL6用于机床，RLS2用于整流、晶闸管3、封闭管式——RT12有填料、无填料、快速，低压电网4、新型（1）自复式——RZ1不能切断电源，与断路器配合使用（2）高分断能力——NT应用电气装置、配电设备作用：短路和严重过载保护应用：串接于被保护电路的首端优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻分类：瓷插式RC

螺旋式RL

有填料式RT

填料密封式RM

快速熔断器RS

恢复熔断器RZ符号：FU文字标注FU瓷插式熔断器RC螺旋式熔断器RL有填料式熔断器RT无填料密封式熔断器RM快速熔断器RS自恢复熔断器RZ（四）熔断器的选择1、类型

——线路要求、使用场合、安装条件、适用范围；2、额定电压

——使额定电压≥线路的额定电压；3、额定电流——熔体的额定电流与负载相匹配；

1）阻性负载熔体额定电流略>电路的额定电流；

2）电机负载单台电机Ifu

≥（1.5～2.5）IN

多台电机Ifu

≥（1.5～2.5）INmax＋∑IN式中IN——电机额定电流；

INmax——容量最大的一台电机额定电流；

∑IN——其它电机额定电流的总和。

3）电容负载设备中熔体的额定电流＝1.6倍电容额定电流；

4）配电系统中上级熔体的额定电流>10倍下级熔体的额定电流4、额定分断能力额定分断能力>电路中可能最大故障电流5、选择保护特性分支故障时——故障点最近处动作熔断器的图形符号及文字符号如图1-19图1-19熔断器的符号FU总结：应用——配电线路的严重过载和短路保护。原理——通过流过电路的过大电流产生的热效应熔断熔丝（安秒特性曲线）而断开和保护电路。参数——额定电压、额定电流、熔体额定电流、额定分断能力。类型——插入式、螺旋管式、封闭管式、自复式、高分断能力。产品——RL1A、RLS2、RM10、RT12、RS3、

RZ1等等

。三、主令电器应用——在控制系统中专用于发布控制指令电器。（一）控制按钮应用——在低压控制电路中用于发布手动控制指令。选择——使额定电压、额定电流>电路的额定电压、额定电流。结构示意图见图1-20

图形符号及文字符号如图1-21图1-20按钮结构示意图动画演示(按钮)图1-21按钮符号a）常开触点

b）常闭触点C）复式触点SBa）b）c）SBSB（二）位置开关应用——在低压控制电路中，用于实现顺序控制、定位控制和位置状态的检测。1、行程开关（微动开关，限位开关）工作——利用运动部件碰撞来发出指令。应用——运动方向、行程大小、位置保护。选择——使额定电压、额定电流>电路的额定电压、额定电流。注意——复位方式、触点数量等。类型——直动、滚动直动、杠杆单、双轮旋转式、滚动摆杆可调式、杠杆可调式，。产品——LXW5、LX9、LXK3、LX32、LXW5等等

。外形如图1-22

图形符号及文字符号如图1-23a)单轮旋转式b)双轮旋转式图1-22LX19系列行程开关

图1-32行程开关的结构图图1-23行程开关的符号a）常开触点b）常闭触点C）复式触点a）b）c）SQSQSQ2、接近开关（无触点行程开关）工作——是以不直接接触方式进行控制的一种位置开关。应用——高速计数、测速、检测零件尺寸等。特点——工作稳定可靠、寿命长、重复定位精度高、适应恶劣的工作环境等。选择——工作电压、输出电流、动作距离、重复精度、工作响应频率。注意——电源电压<额定工作电压、负载电压＝开关输出电压、负载电流<输出电流、计数频率<开关的工作响应频率。电路如图1-24

图形符号及文字符号如图1-25R9R7R11R14R17R16R18R13V4R10R12R5R8R6R4R3R2R1R15VSLC1C2C4C5R7C7VD6V6VD5VD4V5C3C6V1V2V3VD1VD2VD3图1-24LJ2型接近开关电路原理图

1（红）3（黄）虚线用户自接图1－25接近开关的符号SQSQ（三）万能转换开关工作——是一种多档位、控制多回路的组合开关。应用——发布指令、远距离控制、电压、电流表的换相开关、小容量电机的启动、调速、换向控制。特点——触头点数多（60个）。选择——使额定电压、额定电流>电路的额定电压、额定电流。产品——LW5、LW6等等

。结构如图1-26

图形符号及文字符号如图1-27图1-26万能转换开关结构示意图图1-27万能转换开关的符号左0右SA123SA—开关位置（左、0、右）第三组引线端子第三组引线端子第二组引线端子第二组引线端子（三）、断路器（自动开关）应用——在低压电气中，作为非频繁接通、断开电路、换接电源和负载，在电路发生短路、过载或欠压等故障时，能自动分断故障电路，是保护电器。原理——依靠手动或电动合闸，触头闭合后，自有脱扣机构将触头锁在合闸位置上。保护——过电流、欠压、热、分励、自由脱扣。参数——额定电压、额定电流、极数、脱扣器类型、整定电流范围、分断能力、动作时间。类型——单极、双极和多极。图1－13断路器工作原理图L1L2L3主触头自由脱扣机构过电流脱扣器分励脱扣器热脱扣器欠电压脱扣器按钮负载L1、L2、L3无电时的断开状态L1L2L3主触头自由脱扣机构过电流脱扣器分励脱扣器热脱扣器欠电压脱扣器按钮负载L1、L2、L3有电的断开状态L1L2L3主触头自由脱扣机构过电流脱扣器分励脱扣器热脱扣器欠电压脱扣器按钮负载接通状态断路器过电流脱扣动作L1L2L3主触头自由脱扣机构过电流脱扣器分励脱扣器热脱扣器欠电压脱扣器按钮运动负载断路器过电流脱扣动作L1L2L3主触头自由脱扣机构过电流脱扣器分励脱扣器热脱扣器欠电压脱扣器按钮脱开负载

低压断路器的图形、文字符号如图1-37所示。图1-37低压断路器的图形、文字符号(a)单极(b)双极(c)三极

图1-13刀开关的图形、文字符号结合p362．低压断路器的主要参数

（1）额定电压它是指断路器在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）额定电流这是指断路器在长期工作时的允许持续电流。（3）通断能力这是指断路器在规定的电压、频率以及规定的线路参数（交流电路为功率因素，直流电路为时间常数）下，所能接通和分断的断路电流值。（4）分断时间

它是指断路器切断故障电流所需的时间。（三）低压断路器的选择

（1）低压断路器的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工作电流。（2）低压断路器的极限通断能力应大于或等于电路最大短路电流。（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。

第二章继电接触器控制电路基本环节第一节电气图第二节三相笼型感应电动机全压起动控制电路第三节三相笼型感应电动机减压起动控制电路第四节三相绕线转子感应电动机起动控制电路第五节三相感应电动机制动控制电路第六节三相感应电动机调速控制电路第一节电气图介绍

——电气图的类型、国家标准、规定画法。分类：1、电气原理图（电路图）；2、电器布置图（位置图）；3、电气安装接线图。一、电气控制系统图的图形符号和文字符号

1990年前采用1964年颁布的

——“电工系统图图形符号”——GB312－64——“电工设备文字符号编制通则”——GB315－64

1990年后采用1984年颁布的

——“电气图用图符号”——GB4728－84——“电气制图”——GB6988－87——“电气技术中的文字符号制订通则”——GB7159－87二、电气系统图类型（一）电气原理图

——电气系统中应用最多制图原则：

——便于阅读与分析控制线路，根据简单、清晰的原则。采用电气元件展开的形式绘制而成。内容：

——所以电气元件的导电部分和接线端点，不按电气元件的实际位置来画，也不反应电气元件的形状、大小和安装位置。特点：

——结构简单、层次分明、适于研究、分析电路的工作原理等优点。（表补充1电气图常用图形符号和文字符号新旧标准对照表）1、绘制电气原理图时应遵守的原则1）原理图分主电路和辅助电路两部分主电路——主电路是设备的驱动电路，在控制电路的控制下，根据控制要求由电源向用电设备供电。从电源到电动机等大的电流通过的通路。辅助电路——包括控制回路、照明电路、信号电路、保护电路等，由继电器、接触器的线圈、继电器的触头、接触器的辅助触头、按扭、照明灯、控制变压器等电器元件组成。主电路通常用粗实线画在图样的左侧(或上方)。控制和辅助电路一般用细实线画在图样的右侧(或下方)。控制电路、辅助电路要分开画。2）采用国家规定的统一标准

——元件图、文字符号。P38-393）各个电气元件、部件在控制线路中的位置

——根据便于阅读的原则安排，同一电器元件的各部分根据需要可以不画在一起，但文字符号要相同。2.元器件绘制和器件状态电气原理图中的所有电气元器件不画出实际外形图，而采用国家标准规定的图形符号和文字符号表示。电气原理图中的器件状态:(1)继电器和接触器的线圈处在非激励状态。(2)断路器和隔离开关在断开位置。(3)零位操作的手动控制开关在零位状态。(4)机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态。(5)保护类元器件处在设备正常工作状态。2.端子标记电气图中各电器的接线端子用规定的字母数字符号标记。按国家标准GB4026—83《电器接线端子的识别和用字母数字符号标志接线端子的通则》规定：三相交流电源的引入线用L1、L2、L3、N、PE标记。直流系统电源正、负极、中间线分别用L+、L－与M标记。三相动力电器的引出线分别按U、V、W顺序标记。4）图中所有电器触点

——按没有通电和不受外力作用时的初始开闭状态画出。5）主电路、辅助电路

——各电气元件一般按动作顺序从上到下，从左到右依次排列，可水平布置或垂直布置。6）有直接电联系

——交叉导线连接点要用黑圆点表示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。2、画图区域的划分

——图纸上方的1、2、3······等数字是图区编号（也可以设置在图的下方）。

——图纸编号下方的“电源开关及保护···”

等字样——表明对于区域下方元件或电路的功能。3、符号位置的索引

——用图号、页次、图区编号的组合索引法，索引代号的组成如下：图区号页次

图号有图号、页次、图区编号的组合索引代号的组成如下：图区号图号当某一元件相关的各符号元素出现在不同图号的图纸上，而当每个图号仅有一页图纸时，索引代号应简化成：图区号页次当某一元件相关的各符号元素出现在同一图号的图纸上，而该图号有几张图纸时，可省略图号，索引代号应简化成：图区号当某一元件相关的各符号元素出现在只有一张图号的不同图区时，可省略图号，索引代号只用图区号表示：图补充3图区14中KA14的“14”即为最简单的索引代号。它指出了继电器KA的线圈位置在图区14。左栏中栏右栏主触头辅助动合触点辅助动断触点所在图形区所在图形区所在图形区

KM127132XX2图补充3中的KM1

线圈下方的表示是接触器

KM1

相应触头的索引左栏右栏动合触点动断触点所在图形区号

所在图形区号KA7119X11XXX图补充3中的KA

线圈下方的表示是继电器

KA

相应触头的索引图补充3某机床电气原理图12345678910111213KMKA6X9XXX13X5XX电源开关及保护主电动机起停控制电路变压器照明及信号

TC06V380v24V

KM7FRL12L1L22L2L32L3FU125AQS14.5~7.2————A6.8M3~FU22ASB1KM81SQKA8PE3KW1500r/min26SB24FR578FU41AFU32A1512SA13KA

16HL1ELHL2

4、电气原理图中技术数据的标注

——电气元件的数据和型号，一般用小号字体注在电器代号下面，如图1－44中是热继电器动作电流值范围和整定值的标注。图1－44热继电器技术数据标注FR4.5~7.2—————A6.8（二）电器元件布置图含义——表明电气设备上所有电机电器的实际位置；作用——为生产机械电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的资料。组成——电气设备布置图、控制柜、控制板电气设备布置图、操丛台、悬挂操丛箱电气设备图。注意——表达线型。（二）、电气元件布置图D65电器安装图：电气元件布置图主要是表明电气设备上所有电器的实际位置，为电气控制设备的安装及维修提供必要的资料。

详细绘制出电器元件安装位置。

50505050320360线槽端子板FU1FU2KMFRTCFU3FU4CW6132型车床电器位置图（三）电气安装接线图（图补充4）表达——图中可显示出电气设备中元件的空间位置和接线情况、标注出外部接线。作用——为了安装电气设备和电器元件进行配线或检修电器故障。使用——可在安装或检修时对照原理图使用。电气安装接线图示例

M3~接地铜牌L1L2L3766161522341W1V1U112

照明灯1×1mm2（红）＋1×1mm2（白）包塑金属软管Φ10mm×2m电源进线1×1mm2（黄绿）7×1mm2（红）1×1mm2（白）

15包塑金属软管Φ15mm×1m3×1mm2（红）1×1mm2（黄绿）包塑金属软管Φ10mm×2m3×1.5mm2（黑）＋1×1.5mm2（黄绿）包塑金属软管Φ20mm×1m按扭板SAEL1213QS26W1V1U1PESB1SB2236HL216847PEHL1图补充4机床电气接线图鼠笼式异步电动机复习笼型异步电动机结构复习剖面旋转动画笼型异步电动机工作原理复习原理模型旋转动画

鼠笼随磁场旋转

第二节电气控制的基本线路一、笼型三相异步电动机全压起动控制线路

特点——结构简单、价格便宜、坚固耐用。组成——控制线路——继电器、接触器、按钮等；

——起动控制——全压、减压。1、单向旋转控制线路线路的工作原理电路的保护环节（1）短路保护——熔断器；（2）过载保护——热继电器；（3）欠压、失压保护——接触器本身。电动机单向旋转开关控制电路1.刀开关控制电路电动机单向旋转开关控制电路2.断路器控制控制电路图1-45单向全压起动控制线路M3~QSFU1KMFRL1L2L3FU2FRSB1SB2KMKM电动机单向旋转接触器控制电路起动——合上QS,引入三相电源。按下SB2，交流接触器KM的吸引线圈通电，接触器主触点闭合，电动机运转。与SB2并联的KM闭合，使接触器吸引线圈经两条路通电。当SB2复位时，接触器KM的线圈仍通过其触点通电，保持电动机运行。停止——运转则按SB1，KM断电释放，其常开主触头切断三相电源，电动机停止运转。松开SB1

后接触器线圈不能通过自锁触点通电，因其已随接触器的断电而断开。M3~转动QSFU1KMFRFU2FRSB1SB2KMKML1L2L3M3~QSFU1KMFRFU2FRSB1SB2按下

KMKML1L2L3M3~QSFU1KMFRFU2FRSB1SB2KMKM通电L1L2L3M3~QSFU1KMFRFU2FRSB1SB2KM自锁KML1L2L3nM3~QSFU1KMFRFU2FRSB1SB2KM自锁KML1L2L3nM3~QSFU1KMFRFU2FRSB1按下SB2KM自锁KML1L2L3nM3~QSFU1KMFRFU2FRSB1SB2KMKML1L2L3概念：

自锁——依靠接触器（继电器）自身辅助触点而使其线圈保持通电的工作方式。

互锁——依靠两个接触器（继电器）的辅助常闭触点起相互控制作用，即一个接通时，利用其常闭辅助触头的断开来锁住对方线圈的电路。这种利用两个接触器（继电器）的常闭触点互相控制的方法叫电气互锁。工作原理：起动：QS＋SB2±KM＋

M＋n↗n0

（自锁）停止：SB1±KM－

M－n0↘0欠压、失压保护的优点1、防止电压严重下降时电动机低压运行；2、避免电动机同时起动造成的电压严重下降；3、防止电源电压恢复时，电动机突然起动运转造成设备和人身事故。2、具有点动的控制线路图1-46实现点动的几种控制线路M3~QSFU1KMFRL1L2L3FRSBKMFRSB1