第1章电气与PLC控制常用低压电器

第一章常用低压电器本章学习要点熟悉常用低压电器类型和用途掌握各类电器的图文符号了解各类电器选用依据2012.02一电器基本知识定义电器就是根据外界施加的信号和要求，能手动或自动地断开或接通电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电气元件。低压电器通常指工作在交流1200V、直流1500V以下的电器。采用电磁原理完成上述功能的低压电器称为电磁式低压电器。一、电器的定义和分类2012.02一电器基本知识分类（1）按工作电压等级高压电器：交流1200V以上、直流1500V以上。低压电器：用于交流1200V、直流1500V以下电路起通断、保护、控制或调节作用的电器。例如：低压断路器、熔断器、刀开关和转换开关等。一、电器的定义和分类2012.02一电器基本知识2）按操作方式手动电器：刀开关、按钮、转换开关自动电器：低压断路器、接触器、继电器3)按用途

执行电器：完成某种机械动作的电器，如电磁铁、电磁离合器。

控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器，如继电器、接触器、主令开关。

辅助电器：用于显示电路工作状态，保证电路正常工作，如熔断器。2012.02一电器基本知识（一）电磁机构电磁机构：由吸引线圈、铁心、衔铁组成。图1-1电磁机构1-衔铁2-铁心3-线圈电磁机构触头系统二、电磁式低压电器基本结构2012.02一电器基本知识电磁机构的吸力特性（二）电磁机构的工作原理吸力特性：电磁机构使衔铁吸合的力与衔铁气隙的关系曲线。电磁机构的反力特性反力特性：指电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙的关系曲线电磁机构的反力：作用弹簧、摩擦阻力和衔铁的重量。交流电磁机构的吸力特性：F与δ无关直流电磁机构的吸力特性：F与δ的平方成反比－双曲线吸力和反力的配合：吸力大于反力2012.02一电器基本知识吸力特性与反力特性的配合图1-4吸力特性与反力特性的配合

1-直流吸力特性2-交流吸力特性3-反力特性2012.02一电器基本知识单相交流电磁机构中短路环的作用2012.02一电器基本知识图1-5单相交流电磁机构短路环作用单相交流电磁机构中短路环的作用加短路环后的合成吸力2012.02一电器基本知识电磁机构的输入/输出特性：继电器特性52012.02一电器基本知识1）触头（执行元件）作用：分断和接通电路的作用。2）触头接触形式：点接触、线接触和面接触。点接触：小电流的触点线接触：中等容量的触点面接触：大容量的触点图1-6触头的接触形式

（三）触头系统1.触头的接触形式2012.02一电器基本知识图1-7触头的结构形式a-点接触桥式触头b-面接触桥式触头c-线接触指形触头2.触头的结构形式2012.02一电器基本知识按触头控制电路分：主触头，辅助触头。按触头原始状态分：常开触头，常闭触头。触头接触电阻小。触头分类触头要求触头导电性能好。3.触头的分类与要求2012.02一电器基本知识灭弧的方法（1）拉长电弧，从而降低电场强度；（2）用电磁力使电弧在冷却介质中运动，降低弧柱周围的温度；（3）将电弧挤入绝缘壁组成的窄缝中以冷却电弧；（4）将电弧分成许多串联的短弧，增加维持电弧所需的临极电压降。1.电弧的产生2.常用的灭弧方法（四）电弧的产生和常用的灭弧方法2012.02一电器基本知识常用的灭弧装置（1）双断口电动力吹弧图1-8双断口电动力吹弧1-静触头2-动触头3-电弧2012.02一电器基本知识（2）磁吹灭弧图1-9磁吹灭弧原理1-磁吹线圈2-铁心3-导磁夹板4-引弧角5-灭弧罩6-磁吹线圈磁场7-电弧电流磁场8-动触头2012.02一电器基本知识（3）栅片灭弧图1-10栅片灭弧示意图1-灭弧栅片2-触头3-电弧2012.02二接触器接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。按操作方式分有：●电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器；按灭弧介质分有：●空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；按主触头控制的电流性质分有：●交流接触器、直流接触器；按电磁机构的励磁方式分有：●直流励磁操作与交流励磁操作两种。（一）接触器的用途和分类2012.02二接触器交流接触器结构示意图1-动触头2-静触头3-衔铁4-弹簧5-线圈6-铁心7-垫毡8-触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力弹簧（二）接触器的结构及工作原理1、结构:触头系统：主触头、辅助触头常开触头（动合触头）常闭触头（动断触头）电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧2012.02二接触器复位弹簧动铁心线圈静铁心1231´2´3´主触点动合(常开)辅助触头动断触点动合触点2、交流接触器的工作原理：2012.02二接触器交流接触器线圈通电后的状态1231´2´3´动断触点断开动合触点闭合i主触点闭合辅助触头线圈复位弹簧动铁心静铁心2012.02二接触器（三）接触器的主要技术参数1.额定电压

交流接触器：220、380、660、1140V直流接触器：110、220、440V交流接触器：10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接触器：40、80、100、160、250、400、600A2.额定电流

3.吸引线圈额定电压交流接触器：36、127、220、380V直流接触器：24、48、220、440V主触头额定电压主触头额定电流2012.02二接触器4.机械寿命和电气寿命（三）接触器的主要技术参数5.额定操作频率6.动作值2012.02二接触器KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM（四）接触器的图文符号2012.02二接触器（五）接触器型号简介2012.02二接触器（六）常用交流接触器CJTI系列交流接触器2012.02二接触器CJ12系列交流接触器2012.02二接触器CJ20系列交流接触器2012.02二接触器（七）接触器的选用原则

根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。？接触器安装在敞开控制屏触头温度不超过额定温度负载为间歇工作制2012.02二接触器电动机负载时交流接触器的选用：

交流接触器吸引线困电压由控制电路电压而定。主触头额定电流由下面经验公式计算：

式中Imc——主触头额定电流；

PN——被控制的电动机额定功率；

K——常数，一般取1—1.4；

UN——电动机的额定电压。

实际选择时，接触器的主触头额定电流大于上式计算值。2012.02三继电器（一）继电器的定义和分类定义

继电器是一种根据电气量（电压、电流等）或非电气量（温度、压力、转速、时间等）的变化接通或断开控制电路的自动切换电器。分类1.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。2.按工作原理分为：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。3.按输出形式分为：有触点和无触点两类。按用途分为：控制用和保护用继电器等。

2012.02二常用低压电器（二）电磁式继电器1．电磁机构2．触头系统3．调节装置电磁式继电器的典型结构1-底座2-铁心3-释放弹簧4-调节螺母5-调节螺母6-衔铁7-非磁性垫片8-极靴9-触头系统10-线圈2012.02二常用低压电器（二）电磁式继电器电压继电器(KV)：过电压和欠电压继电器电流继电器(KI)：过电流和欠电流继电器中间继电器(KA)：是一种电压继电器表示符号2012.02二常用低压电器电流继电器电流继电器：根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。分类：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2012.02二常用低压电器过电流继电器：当电路发生短路及过流时立即将电路切断电路正常时,过电流继电器不动作,当线圈电流超过整定电流时，继电器才动作动作电流整定范围：交流为(110％～350％)IN，直流为(70％～300％)IN

欠电流继电器：当电路电流过低时立即将电路切断电路正常时,欠电流继电器吸合,当线圈电流低于整定电流时，继电器释放动作电流整定范围：吸合电流为(30％～50％)IN，释放电流为(10％～20％)IN

一般自动复位2012.02二常用低压电器欠电流继电器KII

<KIKI过电流继电器>I

KIKIKI2012.02二常用低压电器电压继电器：根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细分类：过电压继电器和欠电压继电器结构原理：与电流继电器类似欠电压继电器KVU<KVKV过电压继电器>UKVKVKV电压继电器2012.02二常用低压电器过电压继电器：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

2012.02二常用低压电器本质上是一种电压继电器，工作原理与接触器相同，触头数目比较多。触点系统中没有主、辅触点之分，触点容量相同。中间继电器2012.02二常用低压电器中间继电器和接触器的区别：相同点：输入信号都是电压，都是利用电磁机构的工作原理进行工作的。不同点：中间继电器用于小电流的控制电路，在控制电路中起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用来扩展触点数量，实现逻辑控制。接触器用于频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路。它是一种执行电器。它的触点分为主触点和辅助触点，大部分情况下它还带有灭弧装置。2012.02（三）热继电器热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器。作用：用来对连续运行的电动机进行过载及断相保护，防止电动机过热而烧毁的保护电器。分类：单相、两相和三相式三种类型。其中三相式热继电器用于三相交流电动机做过载保护。按功能来分，三相式热继电器又有不带断相保护和带断相保护两种类型。2012.02电动机的过载特性和热继电器的保护特性反时限特性过载特性保护特性（三）热继电器2012.02工作原理热继电器主要由热元件、双金属片、触头系统等组成。2012.02表示符号控制电路中最常用的是热继电器的常闭触点，热继电器是怎样保护电机的？2012.02（四）时间继电器时间继电器是一种根据电磁原理或机械动作原理来实现触点系统延时接通或断开的自动切换电器。作用：按整定时间长短通断电路分类：按构成原理分：电磁式、电动式空气阻尼式晶体管式、数字式按延时方式分：通电延时型

断电延时型

2012.02文字符号：KT2012.02（五）速度继电器●常用低压电器作用：主要应用于三相笼型异步电动机的反接制动中，因此又称为反接制动控制器。组成：主要由定子、转子和触点三部分组成。工作原理：感生电流产生力矩表示符号参数：动作转速：>120r/min复位转速：<100r/min2012.02压力继电器光电继电器温度继电器（六）其他继电器2012.022012.02二常用低压电器作用：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、开关电器用于配电线路，用于电源的隔离、通断控制（一）刀开关2012.02二常用低压电器常用的刀开关种类：（1）开关板用刀开关：不带熔断器式刀开关（2）胶盖闸刀开关：胶盖闸刀开关又称为开启式负荷开关。（3）铁壳开关：铁壳开关又称为封闭式负荷开关。一般应用于不频繁地接通和分断负荷电路，也可以用作15KW以下的电动机的不频繁启动的控制开关。（4）熔断器式刀开关：熔断器式刀开关即熔断器式隔离开关。是一种以熔断体或带有熔断体的载融件作为动触点的隔离开关。2012.021.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：

QSFUM3～QS2012.02二常用低压电器胶盖闸刀开关外形结构：图形文字符号：HK系列胶盖闸刀开关型号的含义:2.胶盖闸刀开关——用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。2012.02二常用低压电器2012.02二常用低压电器3.封闭式铁壳闸刀开关图形文字符号：铁壳开关外形结构封闭式铁壳闸刀开关型号的含义:2012.02二常用低压电器4.熔断器式刀开关熔断器式刀开关外形结构：HR6型系列HR5系列2012.02二常用低压电器使用刀开关注意事项：1、安装时应使手柄向上，不得倒装或平装；2、接线时电源线应接在上端，负载线接在下端。2012.02二常用低压电器（二）转换开关转换开关（组合开关）：多节触点组合而成的一种手动控制电器结构：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸出盒外，与电源或负载相连。动触片套在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作90°正或反方向的转动，带动静触头通。特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。用途：电源的引入开关；通断小电流电路；控制５ＫＷ以下电动机。2012.02二常用低压电器2012.02二常用低压电器2012.02二常用低压电器HZ系列组合开关型号的含义：2012.02二常用低压电器（三）断路器

功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。特点：操作安全，分断能力较高。分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）。结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。2012.02二常用低压电器万能式低压断路器结构图2012.02二常用低压电器2012.022012.02二常用低压电器一旦发生过载或短路时,过流脱钩器将吸合而顶开锁钩，将主触头断开，从而起到短路保护作用。M3~主触点弹簧连杆装置锁钩断路器原理2012.02二常用低压电器M3~主触点弹簧连杆装置锁钩2012.02二常用低压电器M3~主触点弹簧连杆装置一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触头断开，实现欠压保护作用。断路器原理2012.02二常用低压电器M3~主触点弹簧连杆装置2012.02自动开关的型号及其含义自动开关的图形、文字符号2012.02二常用低压电器断路器电气参数选择的一般原则：

①根据线路对保护的要求确定自动开关的类型和保护形式；②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；③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；④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；2012.02二常用低压电器断路器电气参数选择的一般原则：

⑤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。⑥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方且不相交。⑦自动开关的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流。⑧瞬时整定电流：对保护笼型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为8~15倍电动机额定电流；对于保护绕线型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为3~6倍电动机额定电流。2012.02二常用低压电器

漏电断路器除具有低压断路器的作用外，还具有漏电保护的功能。漏电断路器由操作机构、电磁脱扣器、触头系统、灭弧室、零序电流互感器、漏电脱扣器、试验装置等组成。（四）漏电断路器2012.02二常用低压电器电磁式电流动作型漏电断路器工作原理图2012.02二常用低压电器（二）漏电断路器典型产品漏电断路器典型产品有DZ15LE、DZL16、DZL18、DZ20L、DZL25、JC等系列。（三）漏电断路器的选用1）额定漏电不动作电流的选择。2）额定漏电动作电流的选择。3）漏电保护特性的选择。2012.02二常用低压电器二、熔断器作用：熔断器是一种用于严重过载和短路保护的电器。类型及结构：熔体和安装熔体的熔座两部分RLRCRT2012.02二常用低压电器熔断器保护特性图1-19熔断器的保护特性熔化系数：FU表示符号图1-20图文符号2012.02二常用低压电器熔断器主要技术参数1．额定电压：熔断器长期工作时和分断后能够承受的电压2．额定电流：熔断器长期工作时，设备部件温升不超过规定值时所能承受的电流3．熔体额定电流：熔体正常工作而不熔断时所能承受的最大电流。一个额定电流等级的熔断器可以分装若干个额定电流等级的熔体4．极限分断电流：在规定的额定电压和功率因数的条件下，能分断的最大电流值（为额定电流的几十倍）。若短路电流大于极限分断电流，则电弧不能熄灭，从而不能真正分断电路。

2012