第1章工厂电气控制

第1章工厂电气控制初步1.1工厂常用电器1.2基本控制电路1.3控制系统实例本章主要内容：l核心是掌握继电器、接触器、按钮开关等常规控制电器的动作执行特点，由此对一般继电接触控制电路进行熟练分析和设计。l

工厂常用电器l

基本控制电路l

控制系统实例返回本章首页1.1工厂常用电器1.1.1工厂电器基本知识1.1.2工厂常用电器1.1.3电气图形返回本章首页1.1.1工厂电器基本知识1.分类（1）按适用的电压范围分类分为低压电器和高压电器。（2）低压电器按所控制的对象分类根据其控制的对象分为低压配电电器和低压控制电器。（3）按所起作用分类依据电器所起的作用可分为控制电器和保护电器。（4）按动作性质分类依据电器的动作性质可分为自动控制电器和非自动控制电器。2.结构及工作原理下面分别以控制按钮和接触器为例介绍手动电器和自动电器的结构和工作原理。（1）按钮按钮是手动控制电器的一种，用来发出信号和接通或断开控制电路。图1.1是按钮的结构示意图和图文符号，图（a）中1、2是动断（常闭）触点，3，4是动合（常开）触点，5是复位弹簧，6是按钮帽。图（b）为图文符号。

（a）结构示意

（b）图文符号图1.1按钮（2）接触器l

结构及工作原理接触器是利用电磁吸力的原理工作的，主要由电磁机构和触头系统组成。电磁机构通常包括吸引线圈、铁心和衔铁三部分。图1.2为接触器的结构示意图与图文符号，（a）图中，1、2，3、4是静触点，5、6是动触点，7、8是吸引线圈，9、10分别是动、静铁心，11是弹簧。（b）图中，1、2之间是常闭触点，3、4之间是常开触点，7、8之间是线圈。

（a）结构示意

（b）图文符号图1.2接触器电磁铁特点根据吸引线圈通电电流的性质分类，电磁铁分为直流电磁铁和交流电磁铁。通常采用短路环来解决交流电磁铁的振动问题。短路环的示意图如图1.3所示，其中1为短路环，2为铁心。短路环起到磁通分相的作用，把极面上的交变磁通分成两个交变磁通，并且使这两个磁通之间产生相位差，那么它们所产生的吸力间也有一个相位差，这样，两部分吸力就不会同时达到零值，当然合成后的吸力就不会有零值的时刻，如果使合成后的吸力在任一时刻都大于弹簧拉力，就消除了振动。图1.3短路环灭弧常用的灭弧方法有：拉长电弧、冷却电弧和将电弧分段。对于电弧较弱的接触器，只采用灭弧罩即可。电弧较强的接触器，常采用灭弧栅熄弧。图1.4是灭弧栅的机构图。图中1是灭弧室，2和5分别为动、静触点，3为金属栅片，4为电弧。灭弧栅是数片钢片制成的栅状装置，当触点断开发生电弧时，电弧进入栅片内，被分割为数段，迅速熄灭。图1.4灭弧栅返回本节1.1.2工厂常用电器手动控制电器任何设备都需要操纵者给予一定的指令，才能完成规定的控制。手动控制电器是自动控制设备中不可缺少的器件，常用的有刀开关、按钮、转换开关、行程开关等。图1.5是LW6型万能转换开关的图形符号和触点合断表。图形符号中有6个回路，3个挡位连线下有黑点“·”的，表示这条电路是接通的。在触点合断表中用“×”表示被接通的电路，空格表示转换开关在该位置时此路是断开的。图1.5万能转换开关触点号ⅠⅡⅢ1×××2

××3××

4

××5××

6

××2.自动控制电器（1）接触器（2）中间继电器（3）时间继电器（4）热继电器（5）速度继电器图1.6为空气阻尼式通电延时型时间继电器的结构示意图和图文符号。它是利用空气阻尼的原理来获得延时的。主要由电磁系统、气室及触点系统组成。工作原理：在图1.6（a）中当线圈11通电时，电磁力克服弹簧14的反作用拉力而迅速将衔铁向上吸合，衔铁13带动杠杆15立即使1、2常闭触点分断，3、4常开触点闭合。

（a）结构示意

（b）图文符号图1.6空气阻尼通电延时型时间继电器热继电器的测量元件通常采用双金属片，由两种具有不同线膨胀系数的金属碾压而成。主动层采用膨胀系数较高的铁镍铬合金，被动层采用膨胀系数很小的铁镍合金。当双金属片受热后将向被动层方向弯曲，当弯曲到一定程度时，通过动作机构使触点动作。如图1.7所示，（a）图是热继电器的结构中感受部分的示意图，（b）图为图文符号。在图1-7（a）中发热元件2通电发热后，主双金属片1受热向左弯曲，推动导板3向左推动执行机构发生一定的运动。电流越大，执行机构的运动幅度也越大。当电流大到一定程度时，执行机构发生跃变，即触点发生动作从而切断主电路。

（a）感受部分结构示意

（b）图文符号图1.7热继电器速度继电器用来感受转速。它的感受部分主要包括转子和定子两大部分，执行机构是触头系统。当被控电机转动时，带动继电器转子以同样速度旋转而产生电磁转矩，使定子克服外界反作用力转动一定角度，转速越高角度越大。当转速高于设定值时，速度继电器的触点发生动作，当速度小于这一设定值时，触点又复原。速度继电器常用于电机的降压起动和反接制动，其图文符号如图1.8所示。图1.8速度继电器图文符号3.保护电器保护电器包括热继电器、熔断器、电磁脱扣器等。热继电器是利用电流的热效应来切断电路的保护电器，它在控制电路中，用作电动机的过载保护，既能保证电动机不超过容许的过载，有可以最大限度地保证电动机的过载能力。当然，首先要保证电动机的正常起动。返回本节1.1.3电气图形文字符号2.端子标记3.电气图形1.文字符号表1.1字母符号含义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。3.电气图形常用的电气图有系统图、框图、电路图、位置图和接线图等。通常，系统图用于描述系统或成套装置，如图1.9所示。框图用于描述分系统或设备。国家标准GB6988.3—86《电气制图系统图和框图》中，具体规定了绘制系统图和框图的方法，并阐述了它的用途。图1.9系统图位置图用来表示成套装置、设备中各个项目位置的一种图。例如，图1.10为某工厂电器位置图，图中详细地绘制出了电气设备中每个电器元件的相对位置，图中各电器元件的文字代号必须与相关电路图中电器元件的代号相同。图1.10位置图接线图是电气装备进行施工配线、敷线和校线工作时所应依据的图样之一。它必须符合电器装备的电路图的要求，并清晰地表示出各个电器元件和装备的相对安装与敷设位置，以及它们之间的电连接关系。它是检修和查找故障时所需的技术文件，如图1.11所示。在国家标准GB6988.5—86《电气制图接线图和接线表》中详细规定了编制接线图的规则。图1.11接线图返回本节1.2基本控制电路1.2.1直接起动控制电路1.2.2降压起动1.2.3数学辅助分析法1.2.4电机的制动1.2.5电机的调速1.2.6顺序控制返回本章首页1.2.1直接起动控制电路单向旋转2.可逆转动3.点动控制4.自动往返运动1.单向旋转三相笼型电动机单向旋转可用开关或接触器控制，图1.12为接触器控制电路。接触器控制电路图中，Q为开关，FU1、FU2为主电路与控制电路的熔断器，KM为接触器，KR为热继电器，SB1、SB2分别为起动按钮与停止按钮，M为笼型感应电动机。图1.12单向旋转其中的保护环节为：1）短路保护。2）过载保护。3）欠压保护。2.可逆转动在实际生产中常需要运动部件实现正反两个方向的运动，这就要求拖动电动机能做正反两方向的运转。从电机原理可知，改变电动机三相电源相序即可改变电动机旋转方向。电动机的常用可逆旋转控制电路如图1.13所示。图1.13可逆旋转3.点动控制生产过程中，不仅要求生产机械运动部件连续运动，还需要点动控制。图1.14为电动机点动控制电路。图中的控制电路既可实现点动控制，又可实现连续运转。SB3为连续运转的停止按钮，SB1为连续运转起动按钮，SB2为点动起动按钮。图1.14点动控制电路4.自动往返运动在实际生产中，常常要求生产机械的运动部件能实现自动往返。因为有行程限制，所以常用行程开关做控制元件来控制电动机的正反转。图1.15为电动机往返运行的可逆旋转控制电路。图中KM1、KM2分别为电动机正、反转接触器，SQ1为反向转正向行程开关，SQ2为正向转反向行程开关，SQ3、SQ4分别为正向、反向极限保护用限位开关。返回本节图1.15往返运行1.2.2降压起动1.自耦变压器起动法图1.16是采用自动控制自耦变压器降压起动的控制电路。是由交流接触器、热继电器、时间继电器、按钮和自耦变压器等元件组成。图中KM1为正常运转接触器，KM2为降压起动接触器，KA为起动中间继电器，KT为降压起动时间继电器。图1.16自耦变压器降压起动2.Y-D起动法凡是正常运行时三相定子绕组接成三角形运转的三相笼型感应电动机，都可采用Y-D降压起动。起动时，定子绕组先接成Y联结，接入三相交流电源，起动电流下降到全压起动时的1/3，对于Y系列电动机直接起动时起动电流为额定电流IN的5.5～7倍。当转速接近额定转速时，将电动机定子绕组改成D联结，电动机进入正常运行。这种方法简便、经济，可用在操作较频繁的场合，但其起动转矩只有全压起动时的1/3，Y系列电动机起动转矩为额定转矩的1.4～2.2倍。图1.17为用于13kW以上电动机的起动电路，由三个接触器和一个时间继电器构成。图1.17

Y-D起动返回本节1.2.3数学辅助分析法用继电接触控制线路表示逻辑代数的基本运算逻辑函数与继电接触控制线路图1.用继电接触控制线路表示逻辑代数的基本运算（1）“与”运算（逻辑乘）逻辑代数中运算符号“×”或“·”读作“与”。“与”运算的真值表如表1.2所示。表1.2与运算实现逻辑乘的器件叫做“与”门，它的逻辑符号如图1.18（a）所示，图1.18（b）显示出了继电控制线路中“与”运算的实例，它表示触点的串联。若规定触点接通为“1”，断开为“0”，线圈通电为“1”，断电为“0”，则可以写出KM＝KA1×KA2，只有触点KA1、KA2均接通，接触器线圈KM能通电。（a）逻辑符号

（b）控制线路实例图1.18逻辑“与”（2）“或”运算（逻辑加）逻辑代数中运算符号“+”读作“或”。“或”运算的真值表如表1.3所示。表1.3或运算实现逻辑乘的器件叫做“或”门，它的逻辑符号如图1.19（a）所示，图1.19（b）显示出了继电控制线路中“或”运算的实例，它表示触点的并联，可写成KM＝KA1×KA2，当触点KA1或KA2接通，或者KA1和KA2多接通时，接触器线圈都可通电。图1.19逻辑“或”

（a）逻辑符号

（b）控制线路实例（3）“非”运算（逻辑非）逻辑代数中“非”运算的符号用变量上面的短横线表示，读作“非”。“非”运算的真值表如表1.4所示。它表示了事物相互矛盾的两个对立面之间的关系。这种规律的因果规律称为“非”逻辑关系。表1.4非运算实现逻辑“非”的器件叫做“非”门，它的逻辑符号如图1.20（a）所示，图1.20（b）示出了继电控制线路中“非”运算的实例，通常称KA为原变量，为反变量，它们是一个变量的两种形式，如同一个继电器的一对常开、常闭触点，在向各自相补的状态切换时同步动作。图（b）中，触点KA的取值与线圈KM的取值相同，而KM1与继电器的常闭触点的取值相同，所以，故实现了非运算。

（a）逻辑符号

（b）控制线路实例图1.20逻辑“非”2.逻辑函数与继电接触控制线路图（1）逻辑函数（2）逻辑图和继电接触控制线路图由继电接触控制线路图写出逻辑函数由逻辑函数画出继电接触控制线路图1.21（a）为一个最简单的起-保-停线路，接触器线圈是串接在由触点构成的网络上，然后与电源相接，是一个串联电路。它的逻辑函数是：图1.21（b）为图（a）的反演电路，实现的逻辑功能完全相同，接触器线圈与触点网络并联，所以图（b）是并联电路。图中所接的电阻R是限流电阻，防止电源短路。原理是通过开关网络使线圈的两端短接（线圈不通电）或不予短接（线圈通电），来控制线圈。所以串联电路是直接控制原理，并联电路是旁路控制原理。图1.21串联和并联继电接触控制线路返回本节

（a）

（b）1.2.4电机的制动图1.22为电动机单向旋转电机反接制动控制电路。当电动机转速接近零时应迅速切断三相电源，否则电动机将反向起动。为此采用速度继电器来检测电动机的转速变化，并将速度继电器调整在n>130r/min时触点动作，而当n<100r/min时，触点复原。图1.22中，KM1为反接制动接触器，KM2为电动机单向旋转接触器，KV为速度继电器，R为反接制动电阻。图1.22反接制动返回本节1.2.5电机的调速图1.23是D-YY反转向方案变极调速电动机接线方法及控制电路。它是通过改变定子绕组的半相绕组电流方向来实现变极的。将三相绕组的首尾端依次相接，构成一个封闭三角形，从首端引出线接电源，中间抽头悬空着，构成D联结。若将三个首尾端相接构成一个中性点N，而将各绕组中间抽头接电源，构成YY联结。使每相的两个半相绕组并联，从而使其中一个半相绕组电流方向反了，于是电动机极对数减小一半，即pD=2pYY。图1.23电机变极调速(a)返回本节（a）电机接线方法（b）控制电路图1.23电机变极调速(b)1.2.6顺序控制顺序控制是指以预先规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序，对控制过程各阶段顺序地进行自动控制。图1.24是顺序控制原理图，其中G1～G4分别表示第一至第四程序的执行电路，可根据每一程序的具体要求设计，K1～K4分别表示G1～G4程序执行完成时发出的控制信号，SB5、SB6分别为起动和停止按钮。图1.24顺序控制原理图返回本节1.3控制系统实例1.3.1主轴和进给电动机的控制1.3.2快速移动1.3.3工作台或主轴箱与主轴机动进给联锁返回本章首页下面以镗床为例，分析其控制线路的应用和控制系统的组成。图1.25为镗床电气控制原理图。图1.25

T68镗床控制原理图1.3.1主轴和进给电动机的控制M1电动机的正反转控制高速与低速的转换3．M1电动机的停车制动4．点动控制5．主轴及进给变速控制（1）停车变速（2）运行中变速返回本节1.3.2快速移动主轴、工作台和主轴箱的快速移动，由快速手柄并联动行程开关SQ9、SQ10，控制接触器KM6、KM7，从而控制M2快速移动电动机来实现的。快速手柄扳到中间位置，SQ9、SQ10不被压下，M2电动机停止转动；扳到正向位置，SQ10接通，SQ9断开，KM6通电，M2电动机正转；扳到反向位置，SQ9接通，SQ10断开，KM7通电，M2电动机反转。返回本节1.3.3工作台或主轴箱与主轴机动进给联锁为防止主轴箱或工作台机动进给时出现将花盘刀架或主轴扳到机动进给的误操作，一般都安装一个行程开关SQ5以便与主轴箱和工作台操纵手柄有机械联动，另外在主轴箱上再设置一个行程开关SQ6以便与主轴进给手柄和花盘刀架进给手柄有机械联动。如果主轴箱或工作台的操纵手柄在机动进给时，SQ5断开，此时若将花盘刀架或主轴进给手柄也扳到机动进给位置，SQ6也断开，这样切断了控制电路的来源，所以M1电动机停转，同时，M2电动机也无法开动，从而起到联锁保护的作用。返回本节电气控制技术的发展概述电气控制技术的发展分为四个阶段：1、集中拖动——以一台电动机拖动多台设备；2、分散拖动——各个运动机构分别由不同电动机拖动；3、硬件电路控制——采用继电器、接触器及顺序控制器；4、软件控制——可编程控制器

可编程序控制器的发展及工控特点一、可编程序控制器的发展概况第一代PLC：一位机开发，磁芯存储器存储，单一的逻辑控制功能；第二代PLC：

8位微处理器及半导体存储器，系列化产品；第三代PLC：高性能微处理器及位片式CPU，具有多功能及联网通信；第四代PLC：

16位、32位微处理器，高性能位片式微处理器，RISC；具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能。二、PLC及其网络是现代工业自动化的支柱现代工业自动化三大支柱：PLC、机器人、CAD/DAM

1、PLC集三电于一体工业自动化系统通常分成三类：第一类是控制开关量的逻辑控制系统，第二类是控制慢连续量的过程控制系统，第三类是控制快连续量的运动控制系统。以上三种控制系统传统上分别对应于不同的控制装置：逻辑控制用电控装置（电气控制装置即继电器接触器控制柜），过程控制用电仪装置（电动单元组合仪表），运动控制用电传装置（电气传动控制装置）。所谓三电指的就是电控、电仪、电传。

两种实现三电一体化的思路：一种是在网络一级实现三电一体化，把逻辑控制装置、过程控制装置、运动控制装置连入同一网络，则网络就成了三电统一的载体，在网络一级实现了三电一体化。另一种是在控制装置一级实现三电一体化，使一台控制装置既有逻辑控制功能，又有过程控制功能，还有运动控制功能。集散控制系统即DCS(distributedcontrolsystem)系统沿着前一种思路发展三电一体化，它花费较大，适合于大型自动化系统。PLC则沿着后一种思路发展三电一体化，它灵活机动，三电一体集成度高，适合于各种规模的自动化系统。2、PLC网络的性能价格比高

DCS系统普遍对通信网络采用了1：1冗余措施；

PLC一般在网络级不采用1：1网络冗余，仅在关键部位选用冗余结构的PLC。

三、PLC产品概览1、PLC的几种流派

PLC产品按地域大体可以分成三个流派：一个流派是美国产品，一个流派是欧洲产品，还有一个流派是日本产品。

西门子S7系列PLC欧姆龙C200H系列PLC松下FP0系列PLC2、三种流派的三类代表产品表1三种流派的代表产品及网络结构序号代表产品（型号）PLC网络生产公司1PLC—3PLC—53级总线复合型拓扑结构美国A—B公司（A—B）2S7系列3级总线复合型拓扑结构西德西门子公司（SIEMENS）3FP系列4级子网的复合型网络日本松下电工公司4C系列复合型网络结构日本立石公司（OMRON）

可编程序控制器的应用领域中央空调电梯控制运动系统纺织机械木工机械污水处理包装机械

通用机械汽车制造立体仓库磨床印刷机械橡胶化工机械第一章常用低压控制电器第一节概述第二节接触器第三节继电器第四节熔断器第五节低压开关和低压断路器第六节主令电器第一节概述一、电器的分类（一）按工作电压等级分

1、高压电器用于交流电压1200V、直流电压1500V及以上电路中的电器，如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等。

2、低压电器用于交流50Hz（或60Hz）额定电压为1200V以下、直流额定电压1500V及以下电路内起通断、保护、控制或调节作用的各种电器，如接触器、继电器等。（二）按动作原理分

1、手动电器；

2、自动电器（三）按用途分1、控制电器用于控制电路和控制系统，如接触器、继电器2、配电电器用于电能的输送和分配，如高压断路器3、主令电器用于控制系统中发送动作指令，如按钮、转换开关4、保护电器用于电路及电器设备的保护，如熔断器、热继电器5、执行电器用于完成某种动作或传送功能，如电磁铁二、自动控制系统中常用的低压控制电器接触器交流接触器强力小接触器继电器电子时间继电器热过载继电器中间继电器熔断器低压熔断器低压断路器剩余电流保护断路器小型断路器位置开关按钮及主控开关主控和急停开关转换开关第二节接触器

接触器是用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。其主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠（零）电压保护。接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可分为交流接触器和直流接触器两种。一、接触器的结构和工作原理主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置组成，如图所示：电磁系统触头系统灭弧装置（一）电磁系统电磁系统的作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触头动作。1、电磁系统的结构形式如下图所示，根据铁心形状和衔铁运动方式，可分为三种：图a适用于直流接触器；图b其铁心形状有E形和U形两种，多用于触点容量较大的交流接触器；图c衔铁和铁心均为双E形，用于交流接触器、继电器2、电磁线圈电磁线圈的作用是将电能转换成磁场能量。按通入电流种类的不同，分为直流线圈和交流线圈两种。对于直流电磁铁因其铁心不发热只有线圈发热，所以直流电磁铁的电磁线圈做成高而薄的瘦长型而不设线圈骨架，使线圈与铁心直接接触易于散热。对于交流电磁铁，因其铁心存在磁滞和涡流损耗，这样线圈和铁心都发热，所以交流电磁铁的电磁线圈设有骨架，使铁心与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样做有利于铁心和线圈的散热。3、电磁系统的吸力特性和反力特性（1）吸力特性电磁吸力与气隙的关系曲线称为吸力特性。近似地表示为：式中，F为电磁吸力；B为气隙磁感应强度；S为铁心截面积当S为常数时，交流电磁机构的吸力特性当线圈外加电压U不变，交流电磁线圈的阻抗主要取决于线圈的电抗（电阻相对很小），则E——线圈感应电势（V）f——线圈外加电压的频率（Hz）φ——气隙磁通（Wb）N——线圈匝数

当f、N和U为常数时，由上式可知，φ为常数，则电磁吸力F为常数，即F与气隙δ大小无关。实际上，考虑到漏磁通的影响，F随气隙δ的减少略有增加。其吸力特性如右图。直流电磁机构的吸力特性根据磁路欧姆定律得：

当外加电压U和线圈电阻不变时，I为常数，则

即电磁吸力F与气隙δ的平方成反比。其特性曲线如上图。在一些要求可靠性较高或操作频繁的场合，一般宜采用直流电磁机构。（2）反力特性电磁机构使衔铁释放的力一般有两种：一种是利用弹簧的反力；一种是利用衔铁的自身重力。其特性如右图曲线3。（3）反力特性与吸力特性的配合电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力；反之，则反力必须大于吸力。如上图。（4）电磁机构的输入——输出特性设电磁机构励磁线圈的电压（或电流）为输入量x，衔铁的位置为输出量y，则衔铁位置与励磁线圈的电压（或电流）的关系称为电磁机构的输入——输出特性，通常称为“继电特性”。如图下所示若将衔铁处于吸合位置记作y=1，释放位置记作y=0。若使吸力特性处于反力特性上方的最小输入量以xc表示，一般称其为电磁机构的动作值；使吸力特性处于反力特性下方的最大输入量以xf表示，一般称其为电磁机构的返回值。一般要求额定输入量xc大于xf。

当输入量x＜xc时衔铁不动作，其S输出量y=0；当x=xc时，衔铁吸合，输出量y从“0”跃变为“1”；再进一步增大输入量使x＞xc，则输出量仍为y=1。当输入量x从xc减小的时候，在x＞xf的过程中虽然吸力特性向下降低．但因衔铁吸合状态下的吸力仍比反力大，所以衔铁不会释放，输出量y=1。当x=xfl时，因吸力小于反力，衔铁才释放，输出量由“1”突变为”0’；再减小输量，输出量仍为“0”。可见，电磁机构的输入——输出特性或“继电特性”为一矩形曲线。（二）触头系统触头是接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。1、触头的结构形式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，只能通过较小的电流。按其原始状态可分为常开触头和常闭触头。常开触头：原始状态时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭合的触头叫常开触头；常闭触头：原始状态闭合，线图通电后断开的触头叫常闭触头（线圈断电后所有触头复原）。2、触头的分类（1）按结构形式可分为桥型触头和指型触头，如图所示。（2）按接触形式可分为点接触、线接触和面接触三种，如图所示。常用于小电流的电器常用于中容量的电器常用于大容量的电器（三）灭弧装置1、电弧的概念：P62、常用的灭弧装置：灭弧罩、灭弧栅、磁吹灭弧装置和多纵缝灭弧装置。（四）接触器的工作原理当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开；常开触头闭合，二者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常开触头断开，常闭触头闭合。二、交流接触器交流接触器的结构如图所示，它主要用于分断和接通交流主电路。交流接触器中噪声的产生及消除F0FrFatmFat1、产生的原因交流电磁机构实际吸力曲线如右图。电磁机构在工作中，衔铁始终受到反作用弹簧、触头弹簧等反作用力Fr的作用。尽管电磁吸力的平均值F0大于，但在某些时候Fat仍将小于Fr。当Fat＜

Fr时，衔铁开始释放；当Fat＞Fr时，衔铁又开始吸合，从而使衔铁产生振动，发出噪声。

2、消除的方法在铁心端部开一个槽，槽内嵌入称为短路环的铜环。P8三、直流接触器P9四、接触器的主要技术数据有选用原则（一）接触器的型号及代表意义P9——P11（二）接触器选用原则

1、额定电压

2、额定电流

3、电磁线圈的额定电压

4、触头数目

5、额定操作频率第三节继电器

继电器主要用于控制与保护电路或作信号转换用。当输入量变化到某一定值的继电器动作，其触头接通或断开交、直流小容量的控制问路。继电器的种类很多常用的分类方法有：按用途分：有控制继电器和保护继电器。按动作原理分：有电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器和热继电器。按输入信号的不同来分：有电压继电器、中间继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器等。一、电磁式继电器常用的电磁式继电器有电压继电器、中间继电器和电流继电器。（一）电磁式继电器的结构与工作原理1、结构及工作原理电磁系统触头系统释放弹簧2、图形及文字符号（二）电磁式继电器的特性

1、继电器的输入——输出特性又称继电特性。如下图xy0x2x1y1继电器吸合值继电器释放值2、主要参数（1）继电器的返回系数K值一般要求在0.1—0.4之间，以防继电器误动作；欠电压继电器的k值在0.6以上，可以起到欠电压保护作用。（2）吸合时间和释放时间吸合时间：从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间释放时间：从线圈失电到衔铁完全释放所需的时间。一般继电器的吸合时间与释放时间为0.05—0.15s，快速继电器为0.005—0.05s。1、通过调节释放弹簧的松紧程度2、调整铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄称为继电器的返回系数，其值的改变有两种方法：（三）电压继电器（P14表1-5）电压继电器反映的是电压信号，使用时，电压继电器的线国与负载并联。常用的有欠（零）电压继电器和过电压继电器两种。欠电压继电器：电路正常工作时，欠电压继电器吸合，当电路电压减小到某一整定值以下时（为30％～50％UN），欠电压继电器释放，对电路实现欠电压保护。过电压继电器：电路正常工作时，过电压继电器不动作，当电路电压超过某一整定值时（一般为105％～120％UN），过电压继电器吸合，对电路实现过电压保护。

零电压继电器：当电路电压降低到5％－25％UN时释放，对电路实现零电压保护。

中间继电器实质上是一种电压继电器中间继电器。它的触头数目较多，电流容量可增大，起到中间放大（触头数目和电流容量）的作用。（四）电流继电器电流继电器反映的是电流信号，使用时，电流继电器的线国与负载串联。常用的有欠电流继电器和过电流继电器两种。欠电压继流器：电路正常工作时，欠电流继电器吸合，当电路电流减小到某一整定值以下时（为10％～20％UN），欠电流继电器释放，对电路实现欠电流保护。过电压继电器：电路正常工作时，过电流继电器不动作，当电路电流超过某一整定值时（一般为110％～140％UN），过电流继电器吸合，对电路实现过电流保护。

P15表1-6二、干簧继电器

干簧继电器可以反映电压、电流、功率以及电流极性等信号的变化。1、组成：主要由干式舌簧片和励磁线圈组成。如下图2、工作原理：当线圈通电后，管中两舌簧片的自由端分别被磁化成N极和S极而相互吸引，因而接通了被控制的电路。线圈断电后，舌簧片在本身的弹力作用下分开并复位，控制电路被切断。P16表1-7三、自动控制用小型继电器

小型继电器适用于自动控制系统和电子线路、计算机接口线路。以JTX系列继电器为例

JTX系列继电器分为交流、直流电压和直流电流三种型式。其组成及工作原理如右图。

P17表1-8四、热继电器（一）热继电器的结构与工作原理1、结构：如右图

热继电器一般用于三相异步电动机的长期过载保护。2、工作原理（二）断相保护热继电器1、结构：如右图2、工作原理（三）热继电器主要技术参数

P19（四）热继电器的图形及文字五、时间继电器

从得到输入信号（线圈的通电或断电）开始，经过一定的延时后才输出信号（触头的闭合或断开）的继电器，称为时间继电器。时间继电器的延时方式有两种：通电延时：接受输入信号后延迟一定的时间，输出信号才发生变化。当输入信号消失后，输出瞬时复原。断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号。当输入信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原。时间继电器的种类：电磁式、空气阻尼式、半导体式等。（一）直流电磁式时间继电器1、结构直流电磁式时间继电器在铁心的结构上与其它继电器不同，如右图。2、工作原理

当继电器通电吸合时，触头立即动作；当继电器断电时，延时打开常开触头和延时闭合常闭触头。继电器时间的长短靠改变铁心与衔铁间非磁性垫片的厚（延时短）薄（延时长）或改变弹簧的松（延时长）紧（延时短）来调节。P21表1-10（二）空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼作用而达到延时的目的。1、结构由电磁机构、延时机构和触头组成。如下图2、种类及延时方式种类：空气阻尼式时间继电器的电磁机构有交流，直流两种，相应的继电器就有交流和直流之分。延时方式：有通电延时型和断电延时型。3、工作原理4、图形及符号断电延时线圈KT通电延时线圈KT（三）半导体时间继电器P23六、速度继电器

速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制，也称反接制动继电器。1、结构：如右图2、工作原理速度继电器的轴与电动机的轴相连接。转子固定在轴上，定子与轴同心。当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，绕组切割磁场产生感应电动势和电流，此电流和永久磁铁的磁场作用产生转矩，使定子向轴的转动方向偏摆，使通过定子柄拨动触头，使常闭触头断开、常开触头闭合。当电动机转速下降到接近零时，转矩减小，定子柄在弹簧力的作用下恢复原位，触头也复原。3、图形及符号速度继电器有两组触头（各有一对常开触头和一对常闭触头），可分别控制电动机正、反转的反接制动。图形及符号如下图。第四节熔断器

熔断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。一、常用的熔断器P25二、熔断器的主要特性（一）安秒特性

熔断时间t与通过熔体的电流I的关系，如图。（二）极限分断能力P25

三、熔断器的选用第五节低压开关和低