典型生产机械电气控制线路

第一部分电气控制常用低压控制电器电气控制线路的基本原则基本控制线路常用电气控制线路设计典型生产机械电气控制线路0.1常用低压控制电器0.1.1概述电器的定义对于电能的生产、输送、分配和应用起控制、调节、检测及保护等作用的工具之总称。控制电器能够按照外界指定信号手动或自动地接通和断开电路，实现对电路控制的电器。如熔断器、开关、电磁式控制电磁铁等；0.1常用低压控制电器低压控制电器：常指用于交流额定电压1200v、直流额定电压1500v及以下的电路中的电器产品0.1常用低压控制电器低压电器的分类有触点控制电器，无触点控制电器按动作性质分：手动电器和自动电器按有无触点分按工作电压分：交流控制电器和直流控制电器按作用分：主令电器、控制电器、保护电器、执行电器；按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器0.1常用低压控制电器电气控制经历的几个阶段手动控制。早期继电接触器控制。时间很长，仍有较广应用顺序控制器控制。时间很短可编程序控制器(PLC)控制电气控制系统的发展大功率半导体器件、大规模集成电路、计算机控制技术、检测技术、现代控制理论等。0.1常用低压控制电器交流电机熔丝交流接触器热继电器刀开关按钮开关0.1常用低压控制电器常用低压控制电器接触器继电器熔断器刀开关低压断路器主令电器0.1常用低压控制电器0.1.2接触器用来频繁地接通和分断交直流回路和大容量控制电路。主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，具有欠压、零压保护。符号线圈常开触头常闭触头0.1常用低压控制电器结构和工作原理0.1常用低压控制电器组成灭弧装置电磁系统静铁心动铁心(衔铁)线圈触点系统常开触点常闭触点主触点(常3对)辅助触点(控制电路)主触点接线控制线圈接线0.1常用低压控制电器电磁系统U形铁心(C)E型铁心O型铁心铁心0.1常用低压控制电器吸力特性交流电磁机构直流电磁机构交流吸合瞬时和吸合后电流相差大。直流线圈交流线圈线圈0.1常用低压控制电器触头系统是接触器的执行部件，用来接通或断开被控制电路按所控制电路分：主触头、辅助触头按原始状态分：常开(动合)触头、常闭(动断)触头按结构形式分：桥型触头、指式触头按接触形式分：点、线、面接触型0.1常用低压控制电器灭弧装置电弧危害：触头烧毁；电路切断时间延长；弧光短路；高温引起电弧附近材料烧坏，引起火灾。电弧：断开电路的电流超过一定数值；触头两端电压超过一定数值。0.1常用低压控制电器灭弧措施：灭弧方法：灭弧罩、灭弧栅、磁吹灭弧等。降低电弧温度；减少电弧两端电压。0.1常用低压控制电器交流接触器交流接触器线圈通以交流电，主触头接通、分断交流主电路。交流接触器要解决的几个问题：铁心中产生涡流和磁滞损耗引起铁心发热；当交变磁通过零时，电磁吸力为零，使衔铁产生强烈震动和噪声；解决方法：铁心用硅钢片冲压迭制而成，减少涡流路径；加硅增加铁心电阻。线圈做成短而粗的圆筒状；铁心端面增加铜制的短路环。0.1常用低压控制电器短路环：减小衔铁吸合时产生的振动和噪音0.1常用低压控制电器直流接触器直流接触器线圈通以直流电，主触头接通、分断直流主电路。结构特点：铁心用整块钢块制成；线圈做成长而薄的圆筒状。0.1常用低压控制电器接触器的主要技术数据和选择接触器的型号及代表意义CJ□-□/□□例CJ20-40/03交流接触器的代号；设计序号；额定电流；额定工作电压代号（03-380V，02-220V等）接触器选用原则负载电源种类：交流或直流主触点额定电压、额定电流交流220，380，660，1140；直流110、220、440、660V。0.1常用低压控制电器主触点额定电流：一般根据电动机容量Pd计算触点额定电流。Ie≥Pd*103/KUd辅助触点种类、数量及触点额定电流电磁线圈的电源种类，频率和额定电压额定操作频率（次/h），每小时接通的最多次数0.1常用低压控制电器0.1.3继电器作用：根据某种输入信号来接通或断开小电流控制电路，实现远距离控制和保护的自动控制电器。与接触器的区别

继电器用于切换小电流的控制电路，而接触器则用来控制大电流电路，无灭弧装置。继电器可以对各种电量或非电量的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压信号下动作概述0.1常用低压控制电器按用途分：控制继电器和保护继电器按输入信号分：电压、电流、中间、时间、速度按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、热继电器。分类特点：额定电流不大于5A组成：感测机构、输出执行机构0.1常用低压控制电器

中间继电器

电流继电器

电压继电器热继电器

电磁式继电器时间继电器速度继电器主要介绍：0.1常用低压控制电器结构：电磁系统；触头系统；释放弹簧。工作原理0.1常用低压控制电器电流继电器特点：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0.1常用低压控制电器符号欠电流继电器KAI<KAKA过电流继电器>IKAKAKA0.1常用低压控制电器电压继电器特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细，阻抗大分类：过电压、欠电压、零压继电器结构原理：与电流继电器类似欠电压继电器KAU<KAKA过电压继电器>UKAKAKA0.1常用低压控制电器中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，其作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大（即增大触头容量）。中间继电器0.1常用低压控制电器作用：电动机的过载保护，利用电流热效应工作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。热继电器0.1常用低压控制电器1-1.接线端子2-主双金属片3-热元件4-推动导板5-补偿双金属片

6-常闭触头7-常开触头8-复位调节螺钉9-动触头

110-复位按钮11-偏心轮12-支撑件13-弹簧

双金属片式热继电器原理示意图0.1常用低压控制电器0.1常用低压控制电器按被保护电动机额定电流的0.95-1.05倍选取热元件的额定电流;注意事项由于热继电器有热惯性，大电流出现时它不能立即动作，故不能用作短路保护;安装时，要注意热继电器的工作环境温度与被保护设备的环境温度相差一般不应超过15-25℃,以保证动作的准确;⑤用热继电器保护三相异步电动机时，至少要用有两个热元件的热继电器，从而在不正常的工作条件下，也可对电动机进行过载保护;⑥安装时，要注意热继电器的工作环境温度与被保护设备的环境温度相差一般不应超过15

-25℃,以保证动作的准确;⑦热继电器连接导线的截面积应满足负荷要求;导线在连接时要压接牢固,以免由于导线过细或接触不良而发热引起误动作。0.1常用低压控制电器时间继电器作用：从得到输入信号(如线圈的通电或断电）开始，到产生相应的输出信号（触点的闭合和断开），有一个符合一定准确度的延时过程通电延时型：接受输入信号后，要延迟一段时间，输出信号才能发生变化。当输入信号消失后，输出立即复位。断电延时型：接受输入信号后，瞬时产生相应的信号；当输入信号消失后，延迟一定时间，输出才复原。0.1常用低压控制电器时间继电器类型直流电磁式时间继电器（小于5s）空气阻尼式时间继电器（0.4-180s）半导体式时间继电器(0.2-300s,误差<3%)机械发条式时间继电器；空气阻尼式时间继电器结构：电磁机构；延时机构；触头等工作原理：通电延时型、断电延时型0.1常用低压控制电器0.1常用低压控制电器0.1常用低压控制电器0.1常用低压控制电器时间继电器的选择电源电压（线圈电压和触头电压）控制回路所需要的延时方式延时时间范围及延时误差延时触头和瞬时触头类型、数量及容量类型（电子式、空气阻尼式）0.1常用低压控制电器速度继电器作用：检测电动机的转速和转向，并通断电路。结构：定子、转子、触头等定子---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。符号转子---圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。0.1常用低压控制电器0.1常用低压控制电器其它继电器压力继电器光电继电器温度继电器0.1常用低压控制电器0.1.4熔断器作用：短路和过载保护应用：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无填料密封式RM快速熔断器RS自恢复熔断器概述0.1常用低压控制电器瓷插式熔断器0.1常用低压控制电器螺旋式熔断器有填料式熔断器4.1常用低压控制电器0.1.4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、双掷、三掷按操作方式分为：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注意事项倒装手柄可能因自重落下而引起误合闸，危及人身和设备安全。0.1常用低压控制电器胶壳刀开关——用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。0.1常用低压控制电器铁壳开关作用：手动通断电路及短路保护。0.1常用低压控制电器0.1.5低压断路器概述一种具有多种保护功能的开关。相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组合结构操作机构、触头、保护装置、灭弧系统工作原理0.1常用低压控制电器1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器

7．按钮0.1常用低压控制电器0.1常用低压控制电器选用额定电压、电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流。欠压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压过电流脱扣器的额定电流等于线路最大负载电流。断路器的极限分断能力应大于电路最大短路电流。0.1常用低压控制电器0.1.5主令电器作用：发送控制命令或信号的电器分类：控制按钮万能转换开关主令控制器行程开关接近开关概述0.1常用低压控制电器控制按钮组成：按钮帽、复位弹簧、触点和外壳等形式：一常开一常闭——六常开六常闭工作方式：按下时先断开常闭触点，再接通常开触点。0.1常用低压控制电器结构：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，带动静触头通断。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。组合开关（转换开关）0.1常用低压控制电器（a）外形（b）符号（c)结构0.1常用低压控制电器0.1常用低压控制电器

行程开关的工作原理与按钮相同，区别仅是行程开关不是靠手指按压，而是利用生产机械运动部件上撞块的碰压而使触点动作。机械式行程开关（位置开关）0.1常用低压控制电器0.2基本控制电路

在电气控制线路中,常用的基本电路主要有:保护环节和控制环节。

为了保护电网、电动机、控制电器以及其它电路元件，消除不正常工作时的有害影响，避免因误操作而发生事故，在自动控制系统中应具有尽可能完善的保护环节。0.2.1电气控制系统基本的保护环节

常用保护环节有：短路、过流、过载、过压、失压(欠压)、弱磁、超速和极限保护等。0.2基本控制电路短路保护方