电器控制第一章-常用低压电器

第一章常用低压电器1.1电器的作用与分类（图1－1）常用电器（图1－2）常用控制电器组合开关

组合开关又称转换开关，由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。图6.1.1为用转换开关实现三相电动机起停控制的接线图。

转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，利于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，电流100A以下的电路中做电源开关。M3~图6.1.1用组合开关起停电动机的接线图6.1.2按钮(手动切换电器)(b)结构按钮常用于接通和断开控制电路。按钮的外形图和结构如图所示。按钮开关的外形和符号(a)外形图常闭触点常开触点复位弹簧支柱连杆常闭静触头桥式静触头常开静触头外壳4SBSBSB结构符号名称常闭按钮(停止按钮)常开按钮(起动按钮)复合按钮1234123按钮帽动画交流接触器的外形与结构6.1.3接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。(a)外形(b)结构6.1.3接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。~M3~线圈辅助触点铁心衔铁电源电机主触点常闭常开动画弹簧符号线圈KM

用于主电路流过的大电流(需加灭弧装置)用于控制电路流过的小电流(无需加灭弧装置)KM动合(常开)辅助触点动断(常闭)辅助触点KM属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。动合(常开)主触点KM常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。

如CJ10系列主触点额定电流5、10、20、40、75、120A等数种；额定工作电压通常是220V或380V。6.1.4继电器

继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。主要区别在于：

接触器的主触点可以通过大电流；

继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。1.电流及电压继电器电流继电器：可用于过载或过载保护，电压继电器：主要作为欠压、失压保护。铝芯绝缘导线载流量与截面的倍数关系导线截面(mm2)

1

1．5

2．5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120载流是截面倍数9876543．532．5载流量(A)9142332486090100123150210238300估算口诀：二点五下乘以九，往上减一顺号走。三十五乘三点五，双双成组减点五。条件有变加折算，高温九折铜升级。穿管根数二三四，八七六折满载流。

绝缘导线载流量估算“二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2．5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。如2．5mm’导线，载流量为2．5×9＝22．5(A)。从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。“三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm”的导线载流量为截面数的3．5倍，即35×3．5＝122．5(A)。从50mm’及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0．5。即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍；95、120mm”导线载流量是其截面积数的2．5倍，依次类推。“条件有变加折算，高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。如16mm’铜线的载流量，可按25mm2铝线计算。2.中间继电器

中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路。

通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。(b)符号KA线圈常开触头KA常闭触头KA(a)外形中间继电器外形与符号3.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+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a)通电延时继电器b)断电延时继电器KT线圈通电延时闭合常开触点KT通电延时断开常闭触点KTKT线圈(b)符号断电延时断开常开触点KT断电延时闭合常闭触点KT延时继电器的外形与结构(a)外形(2)空气式延时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。6.1.5热继电器用于电动机的过载保护。热继电器外形与结构(a)外形(b)结构~

发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。发热元件杠杆6.1.5热继电器工作原理结构原理图双金属片常闭触头用于电动机的过载保护。动画6.1.6熔断器符号FU熔断器额定电流IF的选择(1)电灯、电炉等电阻性负载IF>IL(3)频繁起动的电机(2)单台电机用于低压线路中的短路保护。

常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器。用于自动往复控制或限位保护等。6.1.7行程开关(限位开关)(b)示意图

结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。未撞击撞击(a)外形图ST常开触点常闭触点ST(c)符号行程开关的外形符号可实现短路、过载、失压保护。6.1.8自动空气断路器(自动开关)锁钩主触点手动闭合

过流脱扣器

欠压脱扣器衔铁释放动画自动空气断路器原理图连杆装置释放弹簧

继电接触控制线路由一些基本控制环节组成，下面介绍继电接触控制线路的绘制。

在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：1.按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。2.控制线路由主电路(被控制负载所在电路)

和控制电路(控制主电路状态)组成。3.

属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但必须标注相同的文字符号。4.

所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下的正常状态画出，即按通电前的状态绘制。5.

与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等)在控制电路中不画出。分析和设计控制电路时应注意以下几点：使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准确可靠(2)尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一个电器的控制电路。(3)必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。1.2接触器（一）触点（二）电弧的产生与灭弧装置（三）电磁机构概念：电磁式低压电器定义：利电磁式机构原理工作的低压电器。构成：电磁式电器：电磁机构+执行机构+灭弧装置1.1.1电磁机构①结构：固定铁心，衔铁，电磁线圈。（吸引线圈）②分类：直动式，拍合式。外形见图1.1.1③原理：电磁线圈通电后，电磁吸力大于弹性力，使衔铁闭合。④铁心材料：直流—电工软铁； 交流—硅钢片（端面嵌铜短路环克服交流颤抖声）⑤电磁吸力：F=4*105B2S（S为铁心磁极截面积）一、接触器的结构与原理（一）触点结构：图1.1.2

桥式：点接触 面接触指式：线接触，滚动摩擦，适用于大电流。材料：黄铜—指式；银铜合金—桥式（二）电弧的产生与灭弧装置1.电弧：当接触器触点切断电流时，如电路中电压超过10～12V和电流超过80～100mA，在拉开的两个触点间将出现强烈的火花，即气体放电现象，称为电弧。2.电弧的产生原理：撞击电离，阴极高温，热游离3.灭弧的原则：设法降低电弧温度和电场强度，加强消电离作用。常用灭弧装置用途：用于熄灭触头分断负载电流时产生的电弧。电弧种类：交流电弧和直流电弧交流电弧存在交流过零点，电弧易熄灭灭弧原理：①迅速拉长电弧②冷却和去游离法磁吹式灭弧：课本图1－6灭弧栅：课本图1－7灭弧罩：分割电弧，并有冷却作用。如：纵缝陶土灭弧罩多断点灭弧：课本图1－8（三）电磁机构1.分类：课本图1－92.表征电磁机构的工作特征：吸力特性与反力特征（p5）交流电磁机构中：U形5～6Ia，E形10～15Ia吸力特性与反力特性的配合：课本图1－12，吸力大于反力，用于保证吸合过程中衔铁能正常闭合但吸力也不应过大，以延长机械寿命。衔铁震动现象及其解决发生情况：单相交流电磁机构产生原理：磁通交变－－衔铁的吸力也随之交变－－衔铁被交替吸合、拉开－－产生强烈振动与噪声。解决：短路环，使铁芯通过2个在时间上不同的磁通：课本图1－13。涡流－感应磁通滞后于铁芯磁通－合吸力f1+f2－始终