《电机与电气控制技术（第2版）》 课件 程晶晶 项目5、6 常用低压电气的运行与应用、电气控制基本环节认知

项目5常用低压电器的运行与应用任务5.1常用低压电器的基础知识导引上讲重点内容回顾：1、特种电动机的作用和用途；2、步进电动机的结构与工作原理；3、测速发电机的结构与工作原理；4、伺服电动机的结构与工作原理。任务描述任务描述：在了解低压电器的分类、型号含义、产品标准及选用的要求基础上。

按工作电压高低，电器可分为高压电器和低压电器两大类。高压电器是指额定电压为3KV及以上的电器；低压电器是指交流电压为1200V或直流电压为1500V以下的电器。（一）.知识学习——低压电器的基本认识（一）.知识学习——低压电器的基本认识

低压电器：是指工作在交流1200V、直流1500V及以下的电路中，以实现对电路或非电对象的控制、检测、保护、变换、调节等作用的电器。5.1.1低压电器的分类1.低压配电电器用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器、继电器、主令电器等。2.低压控制电器

用于供、配电系统中进行电能输送和分配的电器。如：刀开关、低压断路器、熔断器。

（一）.知识学习——低压电器的基本认识3.低压主令电器

用于完成某种动作或传送功能的电器。如电磁铁、电磁离合器等。5.低压执行电器

用于对电路及用电设备进行保护的电器。如熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。4.低压保护电器

用于发送控制指令的电器。如按钮、主令开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。

（一）.知识学习——低压电器的基本认识5.1.2电磁式低压电器基本结构

电磁式电器是电气控制系统中最常见的低压电器，从其基本结构上看，大部分由电磁机构、触头系统和灭弧装置三个部分组成，如图1-1所示。图5-1-1电磁式低压电器的基本结构

（一）.知识学习——低压电器的基本认识1.电磁机构（1）电磁机构的结构型式

电磁机构

由吸引线圈、铁心、衔铁组成。其结构形式如图4-1-1所示。图5-1-1电磁机构的结构型式（a）、（b）、（d）、（e）直动式（c）、（f）、（g）转动式

（一）.知识学习——低压电器的基本认识（2）电磁机构工作原理吸力特性是指电磁吸力随衔铁与铁芯间气隙δ变化的关系曲线。图5-1-2电磁机构反力特性与吸力特性反力特性是指反作用力Fr（使衔铁释放的力）与气隙δ的关系曲线。

在衔铁吸合过程中，其吸力特性必须始终处于反力特性上方，即吸力要大于反力；反之衔铁释放时，吸力特性必须位于反力特性下方，即反力要大于吸力(此时的吸力是由剩磁产生的)。

（一）.知识学习——低压电器的基本认识短路环的作用是消除交流电磁铁吸合时产生的振动和噪声。图5-1-3交流电磁铁的短路环

（一）.知识学习——低压电器的基本认识2.触头系统（1）触头的接触形式图5-1-4触头的接触形式（a）点接触（b）线接触（c）面接触

（一）.知识学习——低压电器的基本认识（2）触头的分类◆按触头运动情况分为动触头和静触头。◆按触头控制的电路分为主触头和辅助触头。◆按触头的原始状态可分为常开触头和常闭触头。◆按触头的结构形式可分为桥式触头和指形触头。

图5-1-5触头的分类

（一）.知识学习——低压电器的基本认识（3）减小接触电阻的方法触头材料选用电阻系数小的材料，使触头本身的电阻尽量减小；增加触头的接触压力，一般在动触头上安装触头弹簧；改善触头表面状况，尽量避免或减小表面氧化膜形成，在使用过程中尽量保持触头清洁。

（一）.知识学习——低压电器的基本认识3.电弧的产生和灭弧方法（1）电弧的产生（2）电弧的产生的原因★高温游离★强电场放射★撞击电离★热电子发射

电弧是在触头由闭合状态过渡到断开状态的过程中产生的，是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象，是一种带电质子的急流。

（一）.知识学习——低压电器的基本认识（3）灭弧的基本方法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。

（一）.知识学习——低压电器的基本认识（4）常用的灭弧装置★

电动力吹弧

图5-1-6机械灭弧1-静触头2-动触头3-电弧

（一）.知识学习——低压电器的基本认识★

磁吹灭弧图5-1-7

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

（一）.知识学习——低压电器的基本认识★栅片灭弧图5-1-8

栅片灭弧示意图1-灭弧栅片2-触头3-电弧

（一）.知识学习——低压电器的基本认识★窄缝灭弧图5-1-9

窄缝灭弧1-纵缝2-介质3-磁性夹板4-电弧项目5常用低压电器的运行与应用任务5.2低压开关的认识与使用任务描述任务描述：在了解低压电器的分类、型号含义、产品标准及选用的要求基础上掌握按钮、交流接触器、刀开关、组合开关、熔断器等基本低压电器的结构、图形符号、工作原理及选用，使用万用表对低压电器进行质量检测。（一）.知识学习——低压电器的基本认识5.2低压开关和低压断路器5.2.1刀开关

普通刀开关是一种结构最简单且应用最广泛的手控低压电器，广泛用在照明电路和小容量（5.5kW）不频繁起动的动力电路的主电路中,起接通电源的作用。

安装刀开关时瓷底座应与地面垂直，手柄向上，易于灭弧，不得倒装或平装。倒装时手柄可能因自重落下而引起误合闸，危机人身和设备安全。（一）.知识学习——低压电器的基本认识

刀（低压）开关又称低压隔离器，是低压电器中结构比较简单、应用广泛的一类手动电器。主要有刀开关、组合开关、以及用刀与熔断器组合成的胶盖瓷底刀开关和熔断器式刀开关，还有转换开关等。（一）.知识学习——低压电器的基本认识HK2-1.

HK2系列胶盖瓷底刀开关组成：由熔丝、触刀、触点座、操作手柄、底座及上、下胶盖等组成。作用：用作电路的隔离开关、小容量电路的电源开关和小容量电动机非频繁起动的操作开关。使用：使用时进线座接电源端的进线，出线座接负载端导线，靠触刀与触点座的分合来接通和断开电路。HK2型号的含义开启式负荷开关设计代号额定电流极数（一）.知识学习——低压电器的基本认识

HR5-2.HR5系列熔断器式刀开关作用：

HR5系列熔断器式刀开关用于有大短路电流的配电网络和电动机电路。用作电源开关、隔离开关，并可作短路保护。组成：由触头系统、熔体、灭弧室、底座、塑料防护盖等组成。1有熔断信号装置0无熔断信号装置熔断器式隔离开关设计序号额定工作电流极数2二极3三极HR5型号的含义（一）.知识学习——低压电器的基本认识3.HZ5系列普通型组合开关作用：

HZ5系列普通型组合开关适用于电压380V及以下，额定电流60A及以下电路，作为电源开关、控制电路的换接或对电动机起动、变速、停止及换向等用途。组成：组合开关是由若干动触片和静触片分别装于数层绝缘件内组成，动触片安装在附有手柄的转轴上，可随转轴转动，实现动、静触片的分合。HZ5型号的含义

HZ5-定位特征代号：L—二位；M—三位组合开关设计序号额定电流控制电动机功率（kW)接线图编号（一）.知识学习——低压电器的基本认识4.刀开关的选用和安装

选用刀开关时首先根据刀开关的用途和安装位置选择合适的型号和操作方式，然后根据控制对象的类型和大小，计算出相应负载电流大小，选择相应级额定电流的刀开关。

刀开关在安装时必须垂直安装，使闭合操作时的手柄操作方向应从下向上合，不允许平装或倒装，以防误合闸；电源进线应接在静触头一边的进线座，负载接在动触头一边的出线座；在分闸和合闸操作时，应动作迅速，使电弧尽快熄灭。刀开关的选用原则刀开关的安装（一）.知识学习——低压电器的基本认识刀开关的符号图5-2-3刀开关（a）单极（b）双极（c）三极带熔断器刀开关的符号

带熔断器的刀开关5.2.2组合开关（QS)1.作用:

主要用于机床设备的电源引入开关，也可用来通断5KW以下电机电路或小电流电路。2.结构：由多层动触点和静触点组成（一）.知识学习——低压电器的基本认识（一）.知识学习——低压电器的基本认识5.2.3低压断路器

低压断路器又称自动开关或空气开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。（一）.知识学习——新元器件学习31锁钩主触点手动闭合

过流脱扣器

欠压脱扣器衔铁释放自动空气断路器原理图连杆装置释放弹簧（一）.知识学习——低压电器的基本认识1.低压断路器的结构和工作原理

图5-2-6低压断路器工作原理1-分闸弹簧2-主触头3-传动杆4-锁扣5-轴6-过电流脱扣器

7-热脱扣器8-欠压失压脱扣器9-分励脱扣器（1）触头系统分主触头和辅助触头（4）自由脱扣机构和操作机构◆低压断路器的结构过电流脱扣器欠电压与失电压脱扣器热脱扣器（3）脱扣器◆低压断路器的工作原理（2）灭弧装置（一）.知识学习——低压电器的基本认识2、低压断路器的主要技术数据和保护特性◆低压断路器的主要技术数据●额定电压●断路器额定电流●断路器壳架等级额定电流●断路器的通断能力●保护特性（一）.知识学习——低压电器的基本认识3.塑壳式低压断路器典型产品

塑壳式低压断路器根据用途分为配电用器、电动机保护用和其它负载用断路器，用作配电线路、电动机、照明电路及电热器等设备的电源开展开关及保护。常用的有：DZ15、DZ20、H、T、3VE、S等系列。后四种是引进国外技术生产的产品。低压断路器的符号图5-2-9低压断路器的符号（一）.知识学习——低压电器的基本认识4.塑壳式低压断路器的选用塑壳式低压断路器常用来作电动机的过载与短路保护。（1）断路器额定电压等于或大于线路额定电压。（2）断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流。（3）断路器通断电流等于或大于线路中可能出现的最大短路电流。（4）欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。（8）6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际起动时。间。（5）分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。（6）长延时电流整定值等于电动机额定电流。（7）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。（一）.知识学习——新元器件学习36

又称漏电保护自动开关或漏电保安器。主要用途：当发生人身触电或漏电时，能迅速切断电源，保障人身安全，防止触电事故发生。有的漏电保护器还兼有过载、短路保护，用于不频繁起、停的电动机。漏电保护器（二）.任务实施

序号名称型号规格部位常态阻值质量1刀开关

常开触点

2组合开关

常开触点

3熔断器

熔体

4交流接触器

线圈

常开触点

常闭触点

5热继电器

热元件

常开触点

常闭触点

6按钮

常开触点

常闭触点

使用万用表对低压电器的线圈、触点等进行检测。小结本讲重点内容回顾：1、常用低压电气的结构；2、低压断路器的结构和工作原理；3、低压开关、低压断路器的电气符号。（1）归纳低压电器检测的方法。（2）总结低压电器的选用原则与方法。（3）总结复合按钮中常开触点与常闭触点动作与复位的先后顺序。（三）.任务拓展项目5常用低压电器的运行与应用任务5.3熔断器的认识与使用导引上讲重点内容回顾：1、常用低压电气的结构；2、低压断路器的结构和工作原理；3、低压开关、低压断路器的电气符号。任务描述任务描述：在了解低压电器的分类、型号含义、产品标准及选用的要求基础上掌握按钮、交流接触器、刀开关、组合开关、熔断器等基本低压电器的结构、图形符号、工作原理及选用，使用万用表对低压电器进行质量检测。（一）.知识学习——低压电器的基本认识5.3熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器有填料封闭管式熔断器（一）.知识学习——低压电器的基本认识

熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器。广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护。5.3.1熔断器的结构及工作原理结构

主要由熔体、熔断管(座)、填料及导电部件等组成。工作原理熔断器接入电路时，熔体串接在电路中，负载电流流经熔体，当电路发生短路或过电流时，通过熔体的电流使其发热，当达到熔体金属熔化温度时就会自行熔断，期间伴随着燃弧和熄弧过程，随之切断故障电路，起到保护作用。（一）.知识学习——低压电器的基本认识5.3.2熔断器的安秒特性图5-3-5熔断器的安秒特性

熔断器的保护特性是指流过熔体的电流与熔体熔断时间的关系曲线，称“时间—电流特性”曲线或称“安-秒特性”曲线，如图1-28所示。

熔断器的保护特性具有反时限的特点。（一）.知识学习——低压电器的基本认识1.熔断器的典型产品按结构分有：半封闭瓷插式、螺旋式、无填料封闭管式和有填料封闭管式熔断器。图5-3-6常用熔断器结构图及符号（a）瓷插式（b）有填料螺旋式（c）无填料密闭管式（d）符号1-瓷底座2-石棉垫3-动触头4-熔丝5-瓷插件6、9-熔体7-底座8-熔管10-触刀（一）.知识学习——低压电器的基本认识

按用途分：工业用熔断器、半导体保护用熔断器、快速熔断器和特殊熔断器。

典型产品有：RL6、RL7、RL96、RLS2系列螺旋式熔断器，RL1B系列带断相保护螺旋式熔断器，RT18、RT18-□X系列熔断器以及RT14系列有填料密封管式熔断器。还有国外引进技术生产的NT系列有填料密闭式刀型触头熔断器与NGT系列半导体器件保护用熔断器等。RL系列型号含义：（一）.知识学习——低压电器的基本认识图5-3-7螺旋式熔断器结构示意图RL6、RL7螺旋式熔断器结构示意图：1-瓷帽2-金属螺管3-指示器4-熔管5-瓷套6-下接线端7-上接线端8-瓷座（一）.知识学习——低压电器的基本认识2.熔断器的选用（1）熔断器类型的选择（2）熔断器额定电压的选择（3）熔体、熔断器额定电流的选择（4）熔断器额定电流的校验（二）.任务实施

序号名称型号规格部位常态阻值质量1刀开关

常开触点

2组合开关

常开触点

3熔断器

熔体

4交流接触器

线圈

常开触点

常闭触点

5热继电器

热元件

常开触点

常闭触点

6按钮

常开触点

常闭触点

使用万用表对低压电器的线圈、触点等进行检测。（1）归纳低压电器检测的方法。（2）总结低压电器的选用原则与方法。（3）总结复合按钮中常开触点与常闭触点动作与复位的先后顺序。（三）.任务拓展项目5常用低压电器的运行与应用任务5.4主令电气的认识与使用任务描述任务描述：在了解低压电器的分类、型号含义、产品标准及选用的要求基础上掌握按钮、交流接触器、刀开关、组合开关、熔断器等基本低压电器的结构、图形符号、工作原理及选用，使用万用表对低压电器进行质量检测。（一）.知识学习——低压电器的基本认识

主令电器主要用来接通或断开控制电路，以发布命令或信号，改变控制系统工作状况的电器。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。5.4.1控制按钮图5-4-1控制按钮结构示意图1-按钮2-复位弹簧3-常闭静触头4-动触头5-常开静触头5.4主令电器（一）.知识学习——低压电器的基本认识◆功能

主要用于远距离操作具有电磁线圈的电器，如接触器、继电器等，也可用在控制电路中发布指令和执行电气联锁。◆组成

一般有按钮、复位弹簧、触头和外壳等部分组成。◆分类

按保护形式分为开启式、保护式、防水式和防腐式等。按结构形式分为嵌压式、紧急式、钥匙式、带信号灯、带灯钮式、带灯紧急式等。按颜色分为红、黑、绿、黄、白、蓝等。（一）.知识学习——低压电器的基本认识1.按钮的选用原则（1）根据使用场合，选择控制按钮的种类，如开启式、防水式、防腐式等；（2）根据用途，选择控制按钮的结构型式；（3）根据控制回路的需求，确定按钮数，如单按钮、双钮、三钮、多钮等；（4）根据工作状态指示和工作情况的要求，选择按钮及指示灯的颜色。按钮的符号图5-4-3按钮的符号（a）常开触头（c）复式触头（b）常闭触头（一）.知识学习——低压电器的基本认识5.4.2行程开关

行程开关依据生产机械的行程发出命令，以控制其运动方向和行程长短的主令电器。若将行程开关安装于生产机械行程的终点处，用于限制其行程，则称为限位开关。种类按接触方式分为接触式、非接触式；按结构分为直动式、滚动式、微动式。1.直动式行程开关图5-4-5直动式行程开关结构示意图1-动触头2-静触头3-推杆（一）.知识学习——低压电器的基本认识图5-4-6滚轮式行程开关结构示意图1-滚轮2-上转臂3-盘形弹簧4-推杆5-小滚轮

6-擒纵件7、8-压板9、10-弹簧11-触头2.滚轮旋转式行程开关（一）.知识学习——低压电器的基本认识3.微动开关图5-4-7微动开关结构示意图1-壳体2-弓簧片3-常开触头4-常闭触头5-动触头6-推杆（一）.知识学习——低压电器的基本认识常用的行程开关有：JLXKl、X2、LX3、LX5、LXl2、LXl9A、LX21、LX22、LX29、LX32系列，微动开关有LX31系列和JW型。图5-4-8行程开关的符号行程开关的符号（a）常开触头（b）常闭触头（c）复式触头注意：限位开关的图形符号与行程开关形同，但文字符号用SQ表示。（一）.知识学习——低压电器的基本认识5.4.3接近开关与红外线光电开关图5-4-10接近开关的电气符号接近式位置开关是一种非接触式的位置开关，简称接近开关。它由感应头、高频振荡器、放大器和外壳组成。当运动部件与接近开关的感应头接近时，就使其输出一个电信号。接近开关分为电感式和电容式两种。（一）.知识学习——低压电器的基本认识5.4.4主令控制器图5-4-11

凸轮可调式主令控制器主令控制器是一种频繁对电路进行接通和切断的电器。通过它的操作，可以对控制电路发布命令，与其它电路联锁或切换。常配合磁力起动器对绕线式异步电动机的起动、制动、调速及换向实行远距离控制，广泛用于各类起重机械的拖动电动机的控制系统中。1-凸轮块2-动触点

3-静触点4-接线端子

5-支杆6-转动轴

7-凸轮块8-小轮（二）.任务实施

序号名称型号规格部位常态阻值质量1刀开关

常开触点

2组合开关

常开触点

3熔断器

熔体

4交流接触器

线圈

常开触点

常闭触点

5热继电器

热元件

常开触点

常闭触点

6按钮

常开触点

常闭触点

使用万用表对低压电器的线圈、触点等进行检测。小结本讲重点内容回顾：1、熔断器、按钮、行程开关的结构；2、熔断器、按钮、行程开关的电气符号。（1）归纳低压电器检测的方法。（2）总结低压电器的选用原则与方法。（3）总结复合按钮中常开触点与常闭触点动作与复位的先后顺序。（三）.任务拓展导引上讲重点内容回顾：1、熔断器、按钮、行程开关的结构；2、熔断器、按钮、行程开关的电气符号。项目5常用低压电器的运行与应用任务5.5继电器的认识与使用任务描述任务描述：在了解低压电器的分类、型号含义、产品标准及选用的要求基础上掌握按钮、交流接触器、刀开关、组合开关、熔断器等基本低压电器的结构、图形符号、工作原理及选用，使用万用表对低压电器进行质量检测。（一）.知识学习——低压电器的基本认识5.5继电器（一）.知识学习——低压电器的基本认识

继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制和保护的目的。常用的继电器按动作原理分有电磁式、磁电式、感应式、电动式、光电式、压电式、热继电器与时间继电器等。按激励量不同分为交流、直流、电压、电流、中间、时间、速度、温度、压力、脉冲继电器等。继电器的分类（一）.知识学习——低压电器的基本认识5.5.1电流、电压和中间继电器1.电磁式继电器的结构和工作原理电磁式继电器的结构◆触头系统◆

调节装置图5-5-1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◆

电磁机构（一）.知识学习——低压电器的基本认识2.电磁式继电器的分类按用途不同分有：控制继电器、保护继电器、通讯继电器和安全继电器等。电磁式继电器按输入信号不同分有：电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器和中间继电器。按线圈电流种类不同分有：交流继电器和直流继电器。（一）.知识学习——低压电器的基本认识继电器的符号图5-5-2继电器的型号含义和电气符号（a）过电压继电器（b）欠电压继电器（一）.知识学习——低压电器的基本认识3.电磁式继电器的特性及主要参数●额定参数●动作参数●整定值●返回参数●动作时间◆电磁式继电器的特性图5-5-3电磁机构的继电特性◆继电器的主要参数（一）.知识学习——低压电器的基本认识

电压继电器是反映电压变化的控制电器。线圈与负载并联，以反映负载电压，其线圈匝数多而导线细。分为：过电压、欠电压、零电压继电器。5.5.2电磁式电压继电器、电流继电器

与中间继电器1.电磁式电压继电器◆过电压继电器

在电路中用于过电压保护。◆欠电压继电器

在电路中用于欠电压保护。（一）.知识学习——低压电器的基本认识2.电磁式电流继电器●过电流继电器

通常，交流过电流继电器的吸合电流I0=（1.1～3.5）IN，直流过电流继电器的吸合电流I0=（0.75～3）IN。由于过电流继电器在出现过电流时衔铁吸合动作，其触头来切断电路，故过电流继电器无释放电流值。●欠电流继电器

正常工作时，继电器线圈流过负载额定电流，衔铁吸合动作；当负载电流降低至继电器释放电流时，衔铁释放，带动触头动作。欠电流继电器在电路中起欠电流保护作用。直流欠电流继电器的吸合电流与释放电流调节范围I0=（0.3～0.65）IN和Ir=（0.1～0.2）IN。（一）.知识学习——低压电器的基本认识电流继电器的符号图5-5-5电流继电器的符号（a）过电流继电器（b）欠电流继电器（一）.知识学习——低压电器的基本认识3.电磁式中间继电器

中间继电器实质上是一种电压继电器，但它的触点数量较多，容量较大，起到中间放大（触点数量和容量）作用。中间继电器的符号图5-5-6中间继电器的符号（a）线圈（b）常开触头（c）常闭触头（一）.知识学习——低压电器的基本认识5.5.2时间继电器

继电器输入信号输入后，经一定的延时，才有输出信号的继电器称为时间继电器。分类：电磁阻尼式、空气阻尼式、电动机式和电子式等。延时方式：通电延时和断电延时两种。

对于电磁式时间继电器，当电磁线圈通电或断电后，经一段时间，延时触头状态才发生变化，即延时触头才动作。（一）.知识学习——低压电器的基本认识1.直流电磁式时间继电器直流电磁式时间继电器延时时间的长短可改变铁心与衔铁问非磁性垫片的厚薄(粗调)或改变释放弹簧的松紧(细调)来调节。◆结构和工作原理◆延时时间的调整当电磁线圈接通电源时，在阻尼套筒内产生感应电动势，流过感应电流。在感应电流作用下产生的磁通阻碍穿过铜套内的原磁通变化，因而对原磁通起阻尼作用，使磁路中的原磁通增加缓慢，使达到吸合磁通值的时间加长，衔铁吸合时间后延，触头也延时动作。图5-5-8带有阻尼铜套的铁心示意图1-阻尼套筒2-释放弹簧3、4-调节螺钉5-衔铁6-非磁性垫片7-电磁线圈（一）.知识学习——低压电器的基本认识2.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的原理实现延时目的。分：通电延时型、断电延时型。组成：电磁系统、延时机构、触头系统。（一）.知识学习——低压电器的基本认识图5-5-9时间继电器符号（a）通电延时型线圈（b）断电延时型线圈（c）瞬动触头（d）通电延时闭合的常开（动合）触头（e）断电延时闭合的常开（动合）触头（f）通电延时断开的常闭（动断）触头（g）断电延时断开的常闭（动断）触头时间继电器的符号（一）.知识学习——低压电器的基本认识

热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护。5.5.3热继电器（一）.知识学习——低压电器的基本认识1.双金属片热继电器的结构及工作原理图5-5-11双金属片式热继电器结构原理图1-主双金属片2-电阻丝3-导板4--补偿双金属片5-螺钉

6-推杆7-静触头8-动触头9-复位按钮10-调节凸轮11-弹簧（一）.知识学习——低压电器的基本认识JR20系列型号含义热继电器符号图5-5-13热继电器的符号（a）热元件（b）常闭触头（一）.知识学习——低压电器的基本认识

速度继电器是将电动的转速信号经电磁感应原理来控制触头动作的电器。其结构主要由定子、转子和触头系统三部分组成。结构原理图如图1-27所示。一般速度继电器触头的动作速度为140r/min左右，触头的复位转速为100r/min。5.5.4速度继电器

常用的速度继电器有JY1和JFZ0系列。速度继电器的选择主要根据电动机的额定转速、控制要求来选择。

常见速度继电器的故障是电动机停车时不能制动停转，其原因可能是触头接触不良或摆锤断裂，导致无论转子怎样转动触头都不动作。此时，更换摆锤或触头即可。（一）.知识学习——低压电器的基本认识图5-5-14速度继电器外形、结构和符号图1-螺钉2-反力弹簧3-常闭触头4-动触头5-常开触头6-返回杠杆7-杠杆8-定子导条9-定子10-转轴11-转子2.速度继电器的结构及符号（a）外形（c）符号（b）结构（二）.任务实施

序号名称型号规格部位常态阻值质量1刀开关

常开触点

2组合开关

常开触点

3熔断器

熔体

4交流接触器

线圈

常开触点

常闭触点

5热继电器

热元件

常开触点

常闭触点

6按钮

常开触点

常闭触点

使用万用表对低压电器的线圈、触点等进行检测。（1）归纳低压电器检测的方法。（2）总结低压电器的选用原则与方法。（3）总结复合按钮中常开触点与常闭触点动作与复位的先后顺序。（三）.任务拓展项目5常用低压电器的运行与应用任务5.6接触器的认识与使用任务描述任务描述：在了解低压电器的分类、型号含义、产品标准及选用的要求基础上掌握按钮、交流接触器、刀开关、组合开关、熔断器等基本低压电器的结构、图形符号、工作原理及选用，使用万用表对低压电器进行质量检测。（一）.知识学习——低压电器的基本认识

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。5.6接触器（一）.知识学习——低压电器的基本认识按操作方式分有：●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）.知识学习——低压电器的基本认识5.6.1交流接触器1.交流接触器的结构和工作原理图5-6-1交流接触器结构示意图1-灭弧罩2-触头压力弹簧片3-主触头4-反作用弹簧5-线圈6-短路环7-静铁心8-触头弹簧9-动铁心10-辅助常开触头11-辅助常闭触头◆交流接触器的结构交流接触器主要有电磁机构、触头系统、灭弧装置等组成。（一）.知识学习——低压电器的基本认识当电磁线圈通电后，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，使常闭触头断开，常开触头闭合，两者是联动的。当电磁线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原，即常开触头断开，常闭触头闭合。◆工作原理2.交流接触器的分类◆按主触头极数分可分为单极、双极、三极、四极和五极接触器。◆按灭弧介质分可分为空气式接触器和真空式接触器等。◆按有无触头分可分为有触头接触器和无触头接触器。交流接触器的外形与结构（1）作用：用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。(a)外形(b)结构交流接触器(KM)（一）.知识学习——低压电器的基本认识(1)电磁系统

接触器具有遥控功能，同时还具有欠压、失压保护的功能，接触器的主要控制对象是电动机。（2）交流接触器的结构组成铁芯、衔铁通电线圈KM(2)触头系统三对主触头两对辅助常开触点KM辅助常开KM两对辅助常闭触点辅助常闭KM体积较大，由三对常开触头组成，用于通断电动机主电路的大电流。（一）.知识学习——低压电器的基本认识（一）.知识学习——低压电器的基本认识3.交流接触器的基本参数◆额定电压◆额定电流◆通断能力◆动作值◆吸引线圈额定电压◆操作频率◆寿命（一）.知识学习——低压电器的基本认识交流接触器型号的含义（一）.知识学习——低压电器的基本认识

直流接触器主要应用于远距离接通与分断直流电路及直流电动机的频繁起动、停止、反转或反接制动控制，还用于CD系列电磁操作机构合闸线圈、频繁接通和断开起重电磁铁、电磁阀、离合器、电磁线圈等。

常用直流接触器有：

CZ18、CZ21、CZ22、CZ0和CZT系列等。

5.6.2直流接触器（一）.知识学习——低压电器的基本认识直流接触器型号含义接触器的符号图5-6-2接触器的符号（a）线圈（b）主触头（c）常开辅助触头（d）常闭辅助触头（一）.知识学习——低压电器的基本认识5.6.3接触器的选用★

接触器极数和电流种类的确定。★

根5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。★

根据负载功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级。★

根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额定电压。★

接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定。★接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求。（二）.任务实施

序号名称型号规格部位常态阻值质量1刀开关

常开触点

2组合开关

常开触点

3熔断器

熔体

4交流接触器

线圈

常开触点

常闭触点

5热继电器

热元件

常开触点

常闭触点

6按钮

常开触点

常闭触点

使用万用表对低压电器的线圈、触点等进行检测。小结本讲重点内容回顾：1、继电器、接触器的结构；2、继电器、接触器的电气符号。（1）归纳低压电器检测的方法。（2）总结低压电器的选用原则与方法。（3）总结复合按钮中常开触点与常闭触点动作与复位的先后顺序。（三）.任务拓展项目五

结束再见！项目6电气控制基本环节认知任务6.1电气控制电路基本控制规律导引上讲重点内容回顾：1、继电器、接触器的结构；2、继电器、接触器的电气符号。任务描述任务描述：掌握电气控制基本环节：点动控制、连续控制、多地联锁控制、顺序控制、正反转控制、自动往返控制等电路的分析；在此基础上完成控制线路的制作与调试，并明确在电控电路中需要哪些保护环节。（一）.知识学习——电气控制基本环节6.1电气控制电路基本控制规律

由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本控制规律有自锁与互锁的控制、点动与连续运转的控制、多地联锁控制、顺序控制与自动循环的控制等。6.1.1、6.1.2

单向点动与连续控制

自锁与互锁的控制统称为电气的联锁控制，在电气控制电路中应用十分广泛，是最基本的控制。（一）.知识学习——电气控制基本环节单向点动控制起动：合上电源开关QS,按下起动按钮SB→接触器KM线圈得电→KM主触头闭合→电动机M起动运行。停止：松开按钮SB→接触器KM线圈失电→KM主触头断开→电动机M失电停转。停止使用时：断开电源开关QS。图6-1-1电动控制线路（一）.知识学习——电气控制基本环节单向连续运行控制图6-1-2单向连续运行控制线路起动：合上电源开关QS,按下起动按钮像这种当松开起动按钮SB2后，接触器KM通过自身常开触头而使线圈保持得电的作用叫做自锁（或自保）。与起动按钮SB2并联起自锁作用的常开触头叫自锁触头（也称自保触头）。停止：按下停止按钮（一）.知识学习——电气控制基本环节6.1.3

电动机多地联锁控制电路的分析该电路的特点是：各地的起动按钮并联接在一起，停止按钮串联接在一起。即分别实现逻辑或和逻辑与得关系。图6-1-3两地联锁控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节图6-1-4手动顺序控制电路图

图（b）为顺序起动控制电路,该电路的特点是：将KM1的常开触头，串联在KM2的线圈电路中。即将先起动的电动机控制接触器的辅助常开触头串联在后起动控制电动机接触器的线圈电路中。电路特点分析6.1.4

电动机顺序控制电路的分析（一）.知识学习——电气控制基本环节图6-1-5控制电路实现顺序控制该电路的特点是：将KM2的辅助常开触头并联在电动机M1停止按钮SB1的两端。即将先停止电动机控制的接触器辅助常开触头并联在后停止的电动机停止按钮的两端。电路特点分析（一）.知识学习——电气控制基本环节图6-1-6控制电路实现顺序启动和逆序停止控制电路该电路的特点是：将KM2的辅助常开触头并联在电动机M1停止按钮SB1的两端。即将先停止电动机控制的接触器辅助常开触头并联在后停止的电动机停止按钮的两端。电路特点分析（一）.知识学习——电气控制基本环节6.1.5

电动机正反转控制电路的分析图6-1-7电动机正反转控制电路图中，若同时按下SB2和SB3，则接触器KM1和KM2线圈同时得电并自锁，它们的主触点都闭合，这时会造成电动机三相电源的相间短路事故，所以该电路不能使用。

（一）.知识学习——电气控制基本环节图中，若同时按下SB2和SB3，则接触器KM1和KM2线圈同时得电并自锁，它们的主触点都闭合，这时会造成电动机三相电源的相间短路事故，所以该电路不能使用。

6.1.5

电动机正反转控制电路的分析（一）.知识学习——电气控制基本环节图6-1-8接触器互锁的电动机正反转控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节图6-1-9按钮、接触器双重互锁的电动机正反转控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节6.1.6

电动机自动往返控制电路的分析图6-1-10工作台自动循环的原理图（一）.知识学习——电气控制基本环节图6-1-11工作台自动循环的控制电路图项目6电气控制基本环节认知任务6.2鼠笼式异步电动机降压起动控制（一）.知识学习——电气控制基本环节6.2鼠笼式异步电动机降压起动控制

电动机直接起动时，定子起动电流约为额定电流的4～7倍。过大的起动电流将影响接在同一电网上的其他用电设备的正常工作，甚至使它们停转或无法起动。因此往往采用降压起动。降压起动是指利用起动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行起动，待电动机起动运转后，再使其电压恢复到额定值正常运转。由于电流随电压的降低而减少，所以降压起动达到了减少起动电流的目的，但同时由于电动机转矩与电压的平方成正比，所以降压起动也将导致电动机的起动转矩大为降低，因此降压起动需要在空载或轻载下进行。

常用的降压起动方法有：定子绕组串电阻（或电抗）起动、Y/△降压起动、定子串接自耦变压器降压起动等。（一）.知识学习——电气控制基本环节6.2.1

定子串电阻降压启动控制电路图6-2-1定子串电阻降压启动控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节6.2.2

自耦变压器降压起动控制电路图6-2-2自耦补偿起动器控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节6.2.3Y—△降压起动控制电路图6-2-3

Y—△降压起动器控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节6.2.4鼠笼式异步电动机起动方法比较起动方法适用范围特点直接电动机容量小于10KW不需起动设备，但起动电流大。定子串电阻电动机容量大于10KW，起动次数不太多的场合。线路简单、价格低、电阻消耗功率大，起动转矩小。Y-△起动额定电压为380V，正常工作时为△接法的电动机，轻载或空载起动。起动电流和起动转矩为正常工作时的1/3。串自耦变压器电动机容量较大，要求限制对电网的冲击电流。起动转矩大，设备投入较高。项目6电气控制基本环节认知任务6.3绕线式异步电动机启动控制（一）.知识学习——电气控制基本环节6.3绕线式异步电动机起动控制

绕线式三相异步电动机降压起动方法为转子电路串入起动电阻或频敏变阻器。

起动过程的控制原则有电流控制原则和时间控制原则两种。（一）.知识学习——电气控制基本环节6.3.1电流控制原则图6-3-1按电流原则控制的转子串电阻起动控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节6.3.2时间控制原则图6-3-2按时间原则控制的转子串电阻起动控制电路项目6电气控制基本环节认知任务6.4三相鼠笼式异步电动机制动控制线路设计（一）.知识学习——电气控制基本环节6.4三相鼠笼式异步电动机制动控制线路设计

三相异步电动机切除电源后依靠惯性还要转动一段时间（或距离）才能停下来，而生产中起重机的吊钩或卷扬机的吊篮要求准确定位；万能铣床的主轴要求能迅速停下来；升降机在突然停电后需要安全保护和准确定位控制等。这些都需要对拖动的电动机进行制动，所谓制动，就是给正在运行的电动机加上一个与原转动方向相反的制动转矩迫使电动机迅速停转。电动机常用的制动方法有机械制动和电气制动两大类。（一）.知识学习——电气控制基本环节6.4.1电磁机械制动控制线路图6-4-1断电制动型电磁抱闸的结构及其控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节图6-4-2断电制动型电磁抱闸的结构及其控制电路通电制动型电磁抱闸的控制电路，其特点是断电时制动闸处于“松开”状态，适用加工机械场合。（一）.知识学习——电气控制基本环节6.4.2能耗制动控制线路图6-4-3手动控制的能耗制动控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节图6-4-4按时间原则控制的能耗制动控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节图6-4-5半波整流单向能耗制动控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节图6-4-6半波整流可逆能耗制动控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节图6-4-7全波整流单向能耗制动控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节6.4.3反接制动控制线路图6-4-8单向运行的反接制动控制电路（一）.知识学习——电气控制基本环节制动方法适用范围特点能耗制动要求平稳准确制动场合。制动准确度高，需直流电源，设备投入费用高。反接制动制动要求迅速．系统惯性大，制动不频繁的场合。设备简单,制动迅速，准确性差，制动冲击力强。异步电动机能耗制动与反接制动比较项目6电气控制基本环节认知任务6.5调速控制电路的认识与使用（一）.知识学习——电气控制基本环节6.5调速控制电路的认识与使用

由三相交流异步电动机的转速公式可知，要改变异步电动机的转速，可采用改变电源频率f1、改变磁极对数p以及改变转差率s等3种基本方法。（一）.知识学习——电气控制基本环节

改变异步电动机定子绕组的连接方式，可以改变磁极对数，从而得到不同的转速。常见的交流变极调速电动机有双速电动机和多速电动机。双速电动机定子绕组常见的接法有Y/YY和△/YY两种。6.5.1变极调速原理（一）.知识学习——电气控制基本环节6.5.2变极调速控制电路(a)低速△形接法

(b)高速YY形接法（一）.知识学习——电气控制基本环节根据变极调速原理“定子一半绕组中电流方向变化，磁极对数成倍变化”，图(a)将绕组的U1、V1、W1三个端子接三相电源，将U2、V2、W2三个端子悬空，三相定子绕组接成三角形（△）。这时每相的两个绕组串联，电动机以4极运行，为低速。图(b)将U2、V2、W2三个端子接三相电源，U1、V1、W1连成星点，三相定子绕组连接成双星（YY）形。这时每相两个绕组并联，电动机以2极运行，为高速。根据变极调速理论，为保证变极前后电动机转动方向不变，要求变极的同时改变电源相序。

（一）.知识学习——电气控制基本环节图6-5-24/2极的双速交流异步电动机控制电路项目6电气控制基本环节认知任务6.6电气控制保护环节设计（一）.知识学习——电气控制基本环节6.6电气控制保护环节设计1．过载保护：FR

原因：电机电流超过额定值一段时间后，绕组发热，会使绝缘材料变脆，电机寿命降低，甚至损坏。

措施：串接在主电路中的热继电器的热元件在电动机过载时，受热弯曲，端部产生的位移使常闭触点断开，切断电动机的控制电路。

注意：热继电器动作后不能自动复位，等双金属片冷却后，才能复位。

（一）.知识学习——电气控制基本环节2．短路保护：FU

原因：热元件存在热惯性，电路发生短路时无法瞬时动作。

措施：熔体在短路电流作用下迅速熔断。

注意：为了扩大保护范围，熔断器一般直接装在刀开关下边（尽量靠近电源）。（一）.知识学习——电气控制基本环节3．失压、欠压保护：自锁触点（接触器）

（1）欠压保护

原因：当电源电压下降时，电机绕组电流上升。

措施：当电源电压下降到85%UN以下，接触器的F吸〈F反，衔铁释放，触点断开，电机停止。

（2）失压保护

原因：开关控制电路，若停电后再恢复供电，电机将会自行起动。

措施：停电时，接触器触点断开，电机停止。恢复供电后，若起动按钮不被按下，则接触器线圈不会得电，触点不会闭合，电机无法自行起动。

（一）.知识学习——电气控制基本环节欠压和失（零）压保护的优点：

①防止电动机低压运行。

②避免多台电动机同时起动造成的电网电压波动。

③防止在电源恢复时，电动机突然起动运行而造成设备和人身事故。项目6电气控制基本环节认知任务6.7电气控制线路的绘制（一）.知识学习——电气控制基本环节6.7电气控制线路的绘制电气控制线路是由许多电器元件按照一定的要求和规律连接而成的。将电气控制系统中各电器元件及它们之间的连接线路用一定的图形表达出来，这种图形就是电气控制系统图，一般包括电气原理图、电器布置图和电气安装接线图3种。（一）.知识学习——电气控制线路的绘制6.7.1常见电气图形符号和文字符号在国家标准中，电气技术中的文字符号分为基本文字符号(单字母或双字母)和辅助文字符号。基本文字符号中的单字母符号按英文字母将各种电气设备、装置和元器件划分为23个大类，每个大类用一个专用单字母符号表示。如“K”表示继电器、接触器类“F”表示保护器件类等，单字母符号应优先采用。双字母符号是由一个表示种类的单字母符号与另一字母组成，其组合应以单字母符号在前，另一字母在后的次序列出。（一）.知识学习——电气控制线路的绘制6.7.2电气原理图

电气原理图用图形和文字符号表示电路中各个电器元件的连接关系和电气工作原理，它并不反映电器元件的实际大小和安装位置。（一）.知识学习——电气控制线路的绘制图6-7-1CW6132型普通车床的电气原理图（一）.知识学习——电气控制线路的绘制电气原理图的绘制应注意以下几点：

（1）电气原理图一般分为主电路、控制电路和辅助电路3个部分。

（2）电气原理图中所有电器元件的图形和文字符号必须符合国家规定的统一标准。

（3）在电气原理图中，所有电器元件的可动部分均按原始状态画出。（4）动力电路的电源线应水平画出；主电路应垂