PLC在地铁设备中的应用 课件 第1、2章 电磁式低压电器、其他常用低压电器

第一章电磁式低压电器PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/

第一章电磁式低压电器第一节低压电器分类及电磁式电器结构和工作原理第二节电磁式接触器第三节电磁式继电器

第一章电磁式低压电器本章重点：1、了解触点系统的概念和电弧的危害2、熟悉电磁式低压电器的工作原理及其分类3、掌握电磁式继电器和接触器的工作原理。

第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理返回电器是根据外界施加的信号和要求，手动或自动地接通和断开电路，实现对电路或非电对象的检测、变换、调节、控制、切换和保护的电气元件或设备。根据我国对电压等级的划分，用于交流额定电压为1200V以下，直流额定电压为1500V以下的电路中的电器称为低压电器。高于这个电压范围的称为高压电器。低压电器是电力拖动控制系统和低压供配电系统的基础组件，是电气控制系统的基础。第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理⒈按动作方式分类⑴手动电器⑵自动电器返回一、分类⒉按用途分类⑴控制电器⑵主令电器⑶保护电器⑷执行电器⑸配电电器⒊按工作原理分类⑴电磁式电器⑵电子式电器⑶非电量控制电器二、电磁式低压电器结构和工作原理电磁式低压电器一般都具有两个基本组成部分：感测元件和执行元件。感测元件。从结构上看，主要包括电磁机构、触点和灭弧装置。（一）电磁机构⒈结构形式：电磁机构由吸引线圈(励磁线圈)和磁路两部分组成。磁路包括铁心、衔铁和空气隙。按衔铁相对铁心的动作方式分有直动式、拍合式；按铁心型式分有E型、U型等，其形式如图1-1所示。按照通入吸引线圈的电流种类不同，可分为直流线圈和交流线圈。根据吸引线圈在电路中的连接方式不同，可分为并联线圈和串联线圈。图1-1电磁机构的几种形式(a)拍合式；（b）拍合式；（c）直动式1-铁心；2-吸引线圈；3-衔铁返回（二）电磁机构的工作原理电磁机构的工作原理常用吸力特性和反力特性来表征。（1）反力特性（1-1）（2）吸力特性

（1-2）①交流电磁机构(1-3)

(1-4)

式中：U为线圈电压(V)，E为线圈感应电动势(V)，f为线圈外加电压的频率(Hz)，Φ为气隙磁通(Wb)，N为线圈匝数。虽然交流电磁机构的气隙磁通近似不变，但气隙磁阻Rm随气隙δ而变化。

气隙磁通的公式如式（1-5）所示

（1-5）

②直流电磁机构的吸力特性：

（1-6）即直流电磁机构的吸力F与气隙的平方成反比。（3）吸力特性与反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。（4）短路环的作用交流电磁铁的电磁吸力公式为：

(1-7)结论：

从上面的公式中可以看出，电磁吸力是一个两倍于电源频率的周期性变量，如图1-2所示。衔铁会产生振动。这种振动对电器工作十分不利，同时还会发出噪声。为此，必须采取措施消除振动。解决这一问题的办法就是在铁心端面上开一个槽，槽内嵌入一个铜质的短路环。

如图1-2所示，加短路环的电磁吸力如图1-3中的F所示。图1-3短路环1-衔铁；2-铁心；3-线圈；4-短路环；返回图1-3加短路环的电磁吸力返回（三）触点系统（一）接触电阻

触点是一切有触点电器的执行部件，这些电器通过触点的动作来接通或断开被控制电路，所以要求触点的导电、导热性能良好。返回

触点在闭合状态下，动、静触点完全接触，并有工作电流通过时，称为电接触。影响电接触工作情况的主要因素是触点的接触电阻。（三）触点系统为了减小接触电阻，要注意以下问题：①要选择导电性好、耐磨性好的金属材料作触点，并使触点本身的电阻尽量减小；②二是要使触头接触得紧密一些；③在使用过程中尽量保持触头清洁，在有条件的情况下应定期清理触头表面。返回（二）触点的接触形式触点的接触形式有点接触、线接触和面接触三种，如图1-4所示。图1-4触点接触形式(a)点接触；(b)线接触；(c)面接触；返回（三）触点的结构形式触头的结构形式主要有单断点指形触头和双断点桥式触头两种。图1-7（b）所示为单断点指形触头，图1-7所示是双断点的桥式触点。（三）触点的结构形式触点按其原始状态(即线圈未通电)可分为常开触点和常闭触点。原始状态时断开，线圈通电后闭合的触点叫常开触点。原始状态时闭合，线圈通电后断开的触点叫常闭触点。按触点控制电路的不同可将其分为主触点和辅助触点。主触点用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流；辅助触点用于接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。

图1-7双断点桥式触点的结构（a）打开位置；(b)初接触位置；(c)最终闭合位置；返回四、电弧（一）电弧的产生（二）电弧的危害（三）电弧的消除⒉灭弧装置及其灭弧方法1、多断点灭弧

图1-8中所示是桥式触点。图1-8多断点灭弧原理⒉灭弧装置及其灭弧方法1、多断点灭弧2、灭弧栅片灭弧灭弧栅的示意图如图1-9所示。

3、磁吹式灭弧磁吹式灭弧的原理图如图1-10所示。

4、灭弧罩

图1-9栅片灭弧原理图1-栅片；2-触点；3-电弧图1-10磁吹式灭弧原理图1-磁吹线圈；2-绝缘套；3-铁心；4-弧;5-导磁板；6-灭弧罩；7-动触点；8-静触点返回第二节电磁式接触器接触器由于体积小、价格低、维修方便等优点，目前在电力拖动控制系统和自动控制系统中应用十分广泛的一种低压电器。返回它是用来频繁地接通和分断电动机主电路或其他负载电路的控制电器。它可以实现频繁的远距离自动控制。按接触器主触点控制的电路中电流种类分为交流接触器和直流接触器两种。按照我国对电压等级的划分，直流电压（）V和交流电压（）V以下为低压电器：1500V，1000V1000V，1200V1500V，1200V1000V，1000VABCD提交单选题1分低压电器按用途分类可分为（）控制电器主令电器保护电器执行电器ABCD提交配电电器E多选题1分电磁式低压电器从结构上包括（）电磁结构触点灭弧装置熔断器ABCD提交多选题1分低压电器触点的接触形式包括（）点接触线接触面接触圆弧接触ABCD提交多选题1分第二节电磁式接触器1.电磁机构2.触点系统3.灭弧装置4.反力装置5.基座（二）接触器的工作原理返回一、接触器的结构和工作原理（一）接触器的结构接触器是由电磁机构、触点系统、灭弧装置、反力装置和基座等几部分组成。交流接触器的结构示意图如图1-11所示，接触器的文字和图形符号如图1-12所示。返回（一）接触器的技术参数1.额定电压2.额定电流3.接通和分断能力4.线圈的额定电压5.操作频率（二）接触器的型号接触器的型号如下所示：二、接触器的基本参数返回三、接触器的选择应根据以下原则选用接触器：1．确定基本型式2．确定基本参数（1）额定电压应大于或等于主电路工作电压。（2）额定电流应大于或等于被控电路的额定电流。（3）吸引线圈的额定电压与频率要与所在控制电路的选用电压和频率相一致。返回3．确定接触器的使用类别根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器。

常见的接触器的使用类别及典型用途如表1-1所示：表1-1接触器的使用类别及典型用途返回第三节电磁式继电器返回继电器（Relay）是一种根据特定形式的输入信号来接通或断开小电流控制电路的自动控制电器。继电器根据输入信号的性质分为电流继电器、电压继电器、温度继电器、时间继电器、速度继电器等。第三节电磁式继电器一、继电器的工作特性继电器的工作特性称为输入－输出特性，特性曲线为跳跃式的回环特性曲线，如图1-13所示。另一个重要参数是吸合时间和释放时间。

返回图1-13继电器特性曲线二、电磁式继电器其结构原理图如图1-14所示。（一）电磁式电压继电器按线圈电流种类可分为交流和直流电压继电器；按吸合电压相对于额定电压的大小又分为过电压和欠电压继电器。1.过电压继电器在电路中用于过电压保护。2.欠电压继电器在电路中用于欠电压保护。返回二、电磁式继电器（二）电磁式电流继电器触点的动作与线圈的动作电流大小有关的继电器称为电流继电器，它用于电力拖控系统的电流保护和控制。电磁式电压继电器和电流继电器的图形符号和文字符号如图1-15所示。返回图1-14继电器结构图1底座；2反力弹簧；3、4调节螺钉；5非磁性垫片；6衔铁；7铁心；8电磁线圈；9触点；返回图1-15电压和电流继电器的文字和图形符号(a)电压继电器；(b)电流继电器；返回（三）中间继电器中间继电器在控制电路中的作用时将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大（增大触点数量）的继电器，在结构上就是一个电压继电器。中间继电器的文字符号和图形符号如图1-16所示。图1-16中间继电器的文字符号和图形符号（四）时间继电器从得到输入信号（线圈的通电或放电）开始，经过一定时间的延时后才输出信号（触点的闭合或断开）的继电器，称为时间继电器。时间继电器的延时方式有两种，即通电延时和断电延时。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。时间继电器的文字符号和图形符号如图1-17所示。图1-17时间继电器的文字和图形符号

(a)一般线圈符号；(b)通电延时线圈；(c)断电延时线圈；(d)瞬动触点；(e)通电延时闭合常开触点；(f)通电延时断开常闭触点；(g)断电延时断开常开触点；(h)断电延时断开常闭触点；返回1.直流电磁式时间继电器直流电磁式时间继电器在直流电磁式电压继电器的铁心上增加一个阻尼铜套，其结构示意图如图1-18所示。它是利用电磁阻尼原理产生延时的。这种继电器仅用作断电延时。图1-18直流电磁式时间继电器结构图

1-铁心；2-阻尼铜套；3-绝缘层；4-线圈图1-19电子式时间继电器原理图2.电子式时间继电器晶体管时间继电器是利用电容对电压变化的阻尼作用作为延时的基础。大多数阻容式延时电路有类似图1-19所示的结构形式。接触器包括以下哪些部分（）电磁机构触点系统灭弧装置反力装置ABCD提交基座E多选题1分继电器按照输入信号的性质可分为（）电流继电器电压继电器温度继电器时间继电器ABCD提交速度继电器E多选题1分确定接触器的额定电压参数有哪些要求？（给出三条）作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题10分简述时间继电器的延迟方式？作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题10分1、低压电器的分类？结论2、电磁式接触器的工作原理？3、电磁式时间继电器的工作原理？第二章

其他常用低压电器第二章

其他常用低压电器第一节

低压电器分类及电磁式电器结构和工作原理第二节

电磁式接触器第三节

电磁式继电器第四节

信号继电器第五节

主令电器返回第一节

低压开关与断路器一、低压开关低压开关也称为低压隔离器，是在断开位置能实现符合规定的隔离电源功能的低压手动开关电器。（一）胶壳刀开关胶壳刀开关由操作手柄、熔断丝、触刀、触刀座和底座等组成，如图2-1所示。刀开关的文字和图形符号如图2-2所示。（二）熔断器式隔离器熔断器式隔离器是一种新型电器，有多种结构型式，一般多由有填料熔断器和刀开关组合而成

。熔断时隔离器结构如图

2-3所示。图2-1胶壳刀开关的结构图图2-2

刀开关的文字和图形符号1-上胶盖

2-下胶盖

3-触刀座

4-触刀5-磁柄

6-胶盖紧固螺帽7-出线端子8-熔丝

9-触刀铰链10-瓷底座11-进线端子返回返回二、低压断路器低压断路器也称为自动空气开关。它不仅能接通和分断正常负载电流和过载电流，而且可以接通和分断短路电流。它是低压配电线路应用非常广泛的一种保护电器。（一）低压断路器结构低压断路器由操作机构、触点、保护装置（各种脱扣器）、灭弧系统等组成。低压断路器的结构如图2-4所示。图2-4

低压断路器的工作原理示意图1-主触点

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-试验按钮低压断路器的文字和图形符号如图2-5所示。（二）低压断路器主要类型⑴万能式低压断路器⑵装置式低压断路器⑶模块化小型断路器⑷智能化断路器Q

F图2-5低压断路器的文字和图形符号（三）低压断路器的选择⑴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。⑵热脱扣器的整定电流应与所控制负载(比如电动机)的额定电流一致。⑶欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。⑷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。对于单台电动机来说，可按下式计算：IZ=kIq （1-8）式中，k为安全系数，可取1.5～1.7；Iq电动机的启动电流。对于多台电动机来说，可按下式计算:IZ

=k（Iq·max+∑Ier） （1-9）式中，k也可取1.5～1.7；Iq·max为最大一台电动机的启动电流；Ier为其中任意一台电动机的额定电流。第二节

熔断器熔断器是利用电流热效应原理和发热元件热熔断的原理而设计的，在电路中主要起短路保护作用。一、熔断器结构和工作特性（一）结构熔断器在结构上主要由熔断管(或盖、座)、熔体及导电部件等部分组成。返回0（二）工作特性熔体是串接在保护电路中的，熔断器的保护特性称为熔断器的安秒特性，如图2-6所示。通常Ir与IN之比称为熔断器的熔化系数,即 K

r

I

r/。INtII

N I

r图2-6

熔断器的安秒特性曲线二、熔断器的类型（一）插入式熔断器其结构如图2-7所示。返回结构图如图2-8所示。如图2-9和图2-10所示。（二）螺旋式熔断器（三）密封管式熔断器（四）快速熔断器（五）自复熔断器图2-7

瓷插式熔断器结构图1-动触片

2-熔体

3-瓷盖4-瓷底

5-静触点

6-灭弧室图2-8

螺旋式熔断器结构图1-瓷帽

2-指示器

3-熔断管

4-瓷套5-下接线端

6-瓷底座

7-上接线端返回图2-9

有填料密封管式熔断器1-铜圈

2-熔断管

3-管帽

4-插座5-特殊垫圈

6-熔体

7-熔片图2-10无填料密封管式熔断器1-瓷底座

2-弹簧片

3-管体4-绝缘手柄

5-熔体返回三、熔断器的选择原则熔断器的选择主要是选择熔断器的种类、额定电压、额定电流和熔体的额定电流等。具体有下列几条原则：1）电路上、下两级都装设熔断器时，为使两级保护相互配合良好，熔断器的熔体额定电流比下一级大1～2级差。2）对于照明线路或电阻炉等没有冲击性电流的负载，熔体的额定）,即3）保护一台异步电动机时，考虑电动机冲击电流的影响，熔体的额定电流按下式计算：4）保护多台异步电动机时，若各台电动机不同时启动，则应按下式计算：－容量最大的一台电动机的额定电流；－其余电动机额定电流的总和。I

NI

rN

I

NIrN

(1.5-2.5)INI

rN

(1.5

2.5)I

N

max

I

N式中，I

N

max

I

N电流（I

rN ）应大于或等于电路的工作电流（第三节

热继电器热继电器是利用电流的热效应原理，为电动机提供过载保护的保护电器。热继电器主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护及其它电气设备发热状态的控制。热继电器的发热元件有热惯性，在电路中不能作瞬时过载保护，更不能作短路保护。返回一.热继电器的结构与工作原理（一）热继电器的结构热继电器主要由热元件、双金属片、触点系统等组成。（二）热继电器的工作原理图2-11是热继电器的结构原理图。图2-11

热继电器动作原理示意图1—推杆

2—双金属片

3—发热元件

4—导板5—补偿双金属片6—常闭静触点7—常开静触点8—复位调节螺钉

9—动触点

10—复位按钮

11—调节旋钮12—支撑件

13—弹簧二、带断相保护的热继电器如果电动机是△形接法，电动机的相电流与线电流相等。发生一相断路时，电路中电流如图2-12所示。那一相绕组的故障电流将超过额定相电流，便有过热烧毁的危险。差动式断相保护装置结构原理如图2-13所示。图2-12

△形接法C相断路示意1

上导板2下导板3双金属片4常闭触点5杠杆图2-13

带断相保护的热继电器返回三、热继电器的技术参数热继电器的发热元件和触点的文字符号和图形符号如图2-14所示。四、热继电器的选用⑴原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择⑵在不频繁启动场合，要保证热继电器在电动机的启动过程中不产生误动作。⑶当电动机为重复且短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。图2-14

热继电器发热元件和触点图形符号（a）发热元件 （b）辅助触点第四节

信号继电器一、温度继电器（一）双金属片式温度继电器双金属片式

JW2系列温度继电器结构组成

如图

2-15

所示。（二）热敏电阻式温度继电器图

2-16

为热敏电阻式温度继电器电路。二、速度继电器速度继电器是根据电磁感应原理制成的，主要由转子、定子和触点三部分组成，其结构如图

2-17所示。速度继电器的文字及图形符号如图2-18

所示。三、液位继电器图2-19为液位继电器的结构示意图。返回返回返回返回返回图2-19

液位继电器结构示意图返回图2-20 压力继电器结构简图