工学中北大学PLC第一章常用低压电器

第一章常用低压电器

主要内容：第二节开关电器第三节接触器第四节继电器第五节熔断器第六节主令电器第七节低压执行电器第一节低压电器的根本知识第一章常用低压电器

教学重点和难点：重点：每种电器作用、结构、工作原理。难点：保护电器和控制电器的使用第一章常用低压电器

第一节低压电器的根本知识一、低压电器的定义用于交流1200V、直流1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器.二、低压电器的分类按电器的动作性质分：手动电器和自动电器

手动电器：按钮、刀开关、转换开关等自动电器：时间继电器、速度继电器等.按电器的性能和用途分：第一节低压电器的根本知识

(1)控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器，如接触器、继电器等。

(2)主令电器：用于自动控制系统中发送控制指令的电器，如按钮、行程开关等。

(3)保护电器：用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器等。

(4)配电电器：用于电能的输送和分配的电器。如低压断路器、隔离器等。

(5)执行电器：用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等。按有无触点分：有触点电器和无触点电器

有触点电器：继电器、接触器、行程开关等

无触点电器：固态继电器、接近开关等按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器。

电磁式电器：依据电磁感应原理来工作的电器，如交直流接触器、各种电磁式继电器等。

非电量控制器：电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器压力继电器、温度继电器等。第一节低压电器的根本知识三、电磁式电器1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。

组成

原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。

铁芯衔铁线圈第一节低压电器的根本知识交流：硅钢片叠加直流：整块铸铁或铸钢直动式转动式电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈：短而粗，有骨架。直流线圈：细而长，无骨架。二、电磁式电器2.短路环——减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。第一节低压电器的根本知识三、电磁式电器3.触头系统——通过触头的开合控制电路通、断。

类型

材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银质材料制成桥式触头指形触头第一节低压电器的根本知识三、电磁式电器3.灭弧系统电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，即电弧。电弧的危害：延长了切断故障的时间；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；形成飞弧造成电源短路事故。灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头外表材料。第一节低压电器的根本知识掌握低压电器的：1、结构组成2、工作原理3、型号规格〔参数〕4、图形文字符号5、选用原那么主要内容：第二节开关电器一、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：单掷和双掷

按接线方式分为：板前接线和板后接线

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一、刀开关1.开关板用刀开关〔不带熔断器式刀开关〕作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。结构图和符号：第二节开关电器第二节开关电器一、刀开关2.带熔断器式刀开关——用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。一、刀开关3.负荷开关(介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器,具有简单的灭弧装置,能切断额定负荷电流和一定的过载电流,但不能切断短路电流。)(1)开启式负荷开关用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作局部用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。分类：单相双极和三相三极两种第二节开关电器一、刀开关3.负荷开关(2)封闭式负荷开关〔铁壳开关〕作用：手动通断电路及短路保护。第二节开关电器功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。特点：操作平安，分断能力较高。分类：框架式〔万能式〕和塑壳式〔装置式〕结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。符号：第二节开关电器(自动开关)电器符号QF二、低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，简称自动开关。结构：过流脱扣器欠压脱扣器工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。万能式低压断路器结构图塑壳式低压断路器原理图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．按钮塑壳式低压断路器原理图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．按钮线路短路或严重过载保护塑壳式低压断路器原理图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．按钮远距离跳闸，对电路不起保护作用塑壳式低压断路器原理图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．按钮线路过载保护塑壳式低压断路器原理图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．按钮电动机的失压保护三、组合开关〔转换开关〕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。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。第二节开关电器接触器是一种接通或切断电动机或其他负载主电路的自动切换电器。它是利用电磁力来使开关翻开或断开的电器，适用于频繁操作、远距离控制强电电路，并具有低压释放的保护性能。接触器通常分为交流接触器和直流接触器。交流接触器直流接触器第三节接触器第三节接触器一．结构

主要结构：电磁机构、触点系统、灭弧机构、回位弹簧力装置、支架与底座等。1-动触头2-静触头3-衔铁4-缓冲弹簧5-电磁线圈6-铁心7-垫毡8-触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力簧片

二.工作原理

第三节

接触器铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源~380~~第三节

接触器三、接触器的符号

接触器主触头－用于主电路〔流过的电流大，需加灭弧装置〕接触器辅助触头－用于控制电路〔流过的电流小，无需加灭弧装置〕接触器线圈－连接于控制电路额定电压

交流接触器：127、220、380、500V直流接触器：110、220、440V交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A额定电流

吸引线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、220、380V直流接触器：24、48、220、440V第三节

接触器交流接触器直流接触器与交流接触器的工作原理相同。结构也根本相同，不同之处是，铁心线圈通以直流电，不会产生涡流和磁滞损耗，所以不发热。为方便加工，铁心由整块软钢制成。为使线圈散热良好，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒型，与铁心直接接触，易于散热。常用的直流接触器有：CZ0、CZ18等系列。五、交、直流接触器区别

根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；

接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；

吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；

额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。第三节

接触器六、接触器的使用选择原那么第四节

继电器继电器是一种利用电流、电压、时间、温度等信号的变化来接通或断开所控制的电路，以实现自动控制或完成保护任务的自动电器。作用：控制、放大、联锁、保护和调节特点：额定电流不大于5A第四节

继电器

继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器的主触头可以通过大电流，而继电器的触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。电流继电器电压继电器中间继电器时间继电器速度继电器…...继电器类型：第四节

继电器一、电流继电器分类：过电流继电器、欠电流继电器第四节

继电器特点：

1、线圈与主电路串联，线圈线径粗，电流大。

2、线圈通电，正常状态下，常开、常闭触点不动作。

3、过电流继电器，当主电路电流过大，其触点动作。

4、欠电流继电器，当主电路电流过小，其触点动作。

过电流继电器：当电路发生短路及过流时立即切断电路欠电流继电器：当电路电流过低时立即切断电路欠电流继电器KAI<KAKA过电流继电器>IKAKAKA一、电流继电器第四节

继电器接主电路接制电路

使用时，电流继电器的线圈和被保护的设备串联，其线圈匝数少而线径粗、阻抗小、分压小，不影响电路正常工作。动作电流Ｉq：使电流继电器开始动作所需的电流值；返回电流Ｉf：电流继电器动作后返回原状态时的电流值；返回系数Ｋf：返回值与动作值之比，Ｋf＝Ｉf/Ｉq。一、电流继电器第四节

继电器特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细分类：过电压继电器和欠电压继电器结构原理：与电流继电器类似欠电压继电器KAU<KAKA过电压继电器>UKAKAKA二、电压继电器第四节

继电器

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，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。

三、中间继电器第四节

继电器KAKAKA

线圈

常开触头

常闭触头作用：电动机的过载保护四、热继电器第四节

继电器第四节

继电器利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作易熔合金式型式：双金属片式

热敏电阻式发热元件串联在主电路中串联在控制电路中常闭触头FRFR四、热继电器四、热继电器第四节

继电器(a)外形(b)结构导板触点热元件手动复位按钮触点接线柱主电路接线柱电流调节凸轮结构：由发热元件、双金属片和触头及动作机构等局部组成。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

10-复位按钮11-偏心轮12-支撑件13-弹簧

四、热继电器第四节

继电器双金属片式热继电器原理示意图第四节

继电器四、热继电器热继电器工作原理图5热继电器工作原理2.swf使用与选择使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。选择：ＩeR≥Ｉed

ＩeR：热继电器热元件的额定电流；

Ｉed：电动机的额定电流。四、热继电器第四节

继电器四、热继电器第四节

继电器五、时间继电器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触头才动作的继电器。适用于定时控制。按工作原理分空气阻尼式电磁式电动式电子式按延时方式分通电延时型断电延时型数控机床中一般由计算机软件实现时间控制。调节定时时间线圈控制触点五、时间继电器(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)线圈一般符号(b)通电延时线圈(c)断电延时线圈(d)通电延时闭合动合〔常开〕触点(e)通电延时断开动断〔常闭〕触点〔f〕断电延时断开动合〔常开〕触点〔g〕断电延时闭合动断〔常闭〕触点〔h〕瞬动触点、时间继电器符号:KT五四、时间继电器空气阻尼式时间继电器〔JS7系列〕晶体管式时间继电器〔JS14〕数字式时间继电器〔JSS14〕四、时间继电器四、时间继电器作用：根据速度的大小通断电路结构：定子、转子和触头原理：与异步电动机类似参数：动作转速：>120rpm复位转速：<100rpm五、速度继电器定子---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。符号五、速度继电器转子---圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。五、速度继电器六、固态继电器压力继电器光电继电器温度继电器七、其它继电器作用：短路和严重过载保护应用：串接于被保护电路的首端优点：结构简单，维护方便，价格廉价，体小量轻分类：

第五节熔断器瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT无填料密封式RM快速熔断器RS自恢复熔断器瓷插式熔断器第五节熔断器螺旋式熔断器第五节熔断器有填料式熔断器第五节熔断器无填料密封式熔断器第五节熔断器快速熔断器第五节熔断器自恢复熔断器第五节熔断器第五节熔断器符号：低压主令电器是用于发送控制指令的电器。它属于非自动切换电器用于控制电路电源的控制，在控制系统中用来发布命令，如按钮、主令开关、行程开关、主令控制器等。第六节主令电器一.按钮常开(动合)按钮电路符号SB常闭(动断)按钮电路符号SB复合按钮电路符号SB按钮的外形图和结构

常用于接通和断开控制电路。(b)结构(a)外形图常闭触点常开触点控制按钮一般由按钮、复位弹簧、触头和外壳等局部组成数控机床上的按钮站一般用：红色表示停止和急停；绿色表示起动；黑色表示点动；蓝色表示复位；另外还有黄、白等颜色，供不同场合使用。二．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称为行程开关。假设将行程开关安装于生产机械行程的终点处，用以限制其行程，那么称为限位开关。用途：用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。常开（动合）触头电路符号SQ常闭（动断）触头电路符号SQ〔a〕直动式行程开关〔b〕滚轮式行程开关1顶杆2复位弹簧3静触头4动触头5触头弹簧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弹簧10弹11动触头12静触头(b)示意图未撞击撞击(a)外形图行程开关结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。微动开关符号常开（动合）触点常闭（动断）触点SQSQ复合触点SQ常开（动合）触点常闭（动断）触点SQSQ接近开关又称无触点行程开关，它是一种非接触型的检测装置。1、作用：可以代替行程开关完成传动装置的位移控制和限位保护，还广泛用于检测零件尺寸、测速和快速自动计数以及加工程序的自动衔接等。2、特点：工作可靠、寿命长、功耗低、重复定位精度高、灵敏度