工厂电气控制技术教学常用低压电器

工厂电气控制技术教学常用低压电器

13 二月 2021 选用教材： 工厂电气控制技术 （第二版 ） 13 二月 2021 课程的性质和任务 性 质： 实践性强、实用性强的专业课 内 容： 1 、常用各种低压电器元件的组成、工作原理、选择及使用方法、使用中的注意事项； 2 、以电机、其他执行电器为控制对象，介绍电气控制的基本原理、线路及控制装置的设计方法。 13 二月 2021 课程的性质和任务 任 务： 1 、熟悉常用低压电器的工作原理和用途，达到正确使用和选用的目的，了解新型元器件的用途； 2 、掌握电气控制线路的基本环节，具备阅读和分析电气控制原理图的能力； 3 、能根据工艺要求设计简单的电气控制线路，较好的掌握电气控制线路的简单设计方法； 4 、掌握快速解决工程问题的途径，培养驾驭复杂工程系统的能力。 13 二月 2021 考核方法及要求 考核方法： 总成绩 = 平时考勤 × 5% + 实验成绩 ×10% + 闭卷考试成绩 ×85% 要 求： 1 、必须注意人身安全和设备安全； 2 、遵循设计规范和操作规程。 13 二月 2021 第一章 常用低压电器 第一节 电器的基本知识 第二节 开关电器 第三节 熔断器 第四节 主令电器 第五节 接触器 第六节 继电器 第七节 其他控制器件 13 二月 2021 工作电压在交流 1200V 或直流 1500V 及以下的电器。 第一节 电器的基本知识 低压电器： 凡是自动或手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换和调节目的的电气元件。 电 器： 13 二月 2021 一、低压电器的分类 1 、按用途分类： （ 2 ）主令电器： 用于自动控制系统中发送控制指令。如：控制按钮、主令开关、行程开关、万能转换开关等； （ 1 ）控制电器： 用于控制电路和控制系统。如：接触器、控制继电器等； （ 3 ）保护电器： 用于保护电路及用电设备。如：熔断器、热继电器、保护继电器、避雷器等； （ 4 ）配电电器： 用于电能的运输和分配。如：断路器、隔离开关、刀开关等； （ 5 ）执行电器： 用于完成某种动作或传动功能。如：电磁铁、电磁离合器等。 13 二月 2021 3 、按工作原理分类： （ 2 ）非电量控制电器： 该电器的感测元件接受的是热量、温度、转速、机械力等非电量信号。 （ 1 ）电磁式电器： 该电器的感测元件接受的是电流或电压等电量信号。 4 、按使用场合分类： 一般工作用电器、特殊工矿用电器、航空用电器、船舶用电器、建筑用电器、农用电器等。 2 、按操作方式分类： （ 2 ）手动电器： 依靠人力来完成接通、分断、起动和停止等动作的电器。主要有刀开关、转换开关和主令电器等。 （ 1 ）自动电器： 通过电磁或气动机构动作来完成接通、分断、起动和停止等动作的电器。主要有接触器、继电器、断路器等。 13 二月 2021 二、电磁式低压电器结构与工作原理 1 、基本机构 电磁机构的结构型式：由吸引线圈、铁心、衔铁组成。 图 1-1 电磁机构 a- 直动式电磁机构 b- 拍合式电磁机构 1- 衔铁 2- 铁心 3- 线圈 （ 1 ）电磁机构： 电磁式低压电器感测部分，是将电磁能转化成机 械能，带动触头动作，从而完成接通或分断电路。 13 二月 2021 1 ）吸引线圈：将电能转化为磁场能量。 按通入激磁线圈的电流种类分：直流线圈、交流线圈 直流电磁机构： 由直流线圈组成的电磁机构叫直流电磁机构。 铁心用整块钢材制成，吸引线圈高而薄的瘦长型且与铁心直接接触。 交流电磁机构： 由交流线圈组成的电磁机构叫直流电磁机构。 铁心用硅钢片叠压制成，吸引线圈为短而厚的矮胖型且与铁心隔离。 2 ）铁心：为磁通提供通道，增大磁感应强度。 3 ）衔铁：带动触点动作，将电磁能转换成机械能。 13 二月 2021 （ 2 ）触头系统： 电磁式低压电器执行部分，起接通与分断电路的作用。 1 ）电接触与接触电阻：铜质触头、银质触头 要求触头导电、导热性能好， 结构还要考虑到适当的灭弧能力。 2 ）触头的接触形式：点接触、线接触和面接触三种 图 1-2 触头的接触形式 a- 点接触 b- 线接触 c- 面接触 13 二月 2021 3 ）触头的结构形式：桥式触头和指形触头。 图 1-3 触头的结构形式 a- 点接触桥式触头 b- 面接触桥式触头 c- 线接触指形触头 4 ） 触头的原始状态：常开触头（动合触头）和常闭触头（动断触头） 13 二月 2021 4 ）减少接触电阻的方法： 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。 13 二月 2021 线圈自然状态 —— 没有电 13 二月 2021 线圈通电 13 二月 2021 机械运动 13 二月 2021 机械运动 13 二月 2021 （ 1 ）电磁机构吸力特性与反力特性 1 ）吸力特性：线圈通电后，铁心吸引衔铁吸合的力与气隙的关系曲线。 电磁吸力 当截面积 S 一定时，电磁吸力 F 与磁感应强度 B 的平方成正比 直流电磁机构： 电磁吸力 2 、电磁机构工作原理 当输入电压一定时，直流电磁机构的电磁吸力 F 与气隙 δ 平方成反比 13 二月 2021 结论： 直流电磁机构动作过程中为恒磁动势工作； 线圈励磁电流与气隙无关； 电磁吸力随气隙减小而增大，吸力特性曲线较陡峭。 图 1-4 直流电磁机构吸力特性曲线 直流电磁机构的吸力特性曲线 13 二月 2021 交流电磁机构： 电磁吸力 当输入电压一定时，交流电磁机构的电磁吸力 F 与气隙 δ 无关 由于 励磁电流 当输入电压一定时，交流线圈励磁电流 I 与气隙 δ 成正比 电磁吸力 13 二月 2021 结论： 交流电磁机构动作过程中为近似恒磁通工作； 线圈励磁电流与气隙成正比； 电磁吸力随气隙减小略有增加，吸力特性曲线较平坦。 图 1-5 交流电磁机构吸力特性曲线 交流电磁机构的吸力特性曲线 13 二月 2021 3 ）反力特性： 电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙的关系曲线。 图 1-7 电磁机构反力特性 2 ）剩磁吸力特性： 电磁机构剩磁吸力与气隙的关系曲线。 图 1-6 电磁机构剩磁吸力特性 交流电磁机构的吸力特性相似 13 二月 2021 4 ）吸力特性与反力特性的配合。 衔铁吸合时，吸力应大于反力； 衔铁释放时，反力应大于剩磁吸力。 图 1-8 电磁机构吸力特性与反力特性的配合 1- 直流吸力特性 2- 交流吸力特性 3- 反力特性 4- 剩磁吸力特性 13 二月 2021 （ 2 ）交流电磁机构短路环的作用 磁感应强度 电磁吸力 图 1-9 交流电磁机构实际吸力曲线 电磁吸力随时间变化，且变化频率为两倍频电源频率 衔铁反复被吸合释放，产生振动，发出噪声 ω t F at F ～ 交流分量 最大值 平均值 反力 ω t F ～ 交流分量 F at ω t F ～ 交流分量 F at ω t F ～ 交流分量 F at ω t F ～ 交流分量 F F max F av F r 0 F at ω t F ～ 交流分量 13 二月 2021 图 1-10 交流电磁铁的短路环 1- 衔铁 2- 铁心 3- 线圈 4- 短路环 交流电磁机构短路环用于消除振动和噪音 解决办法： 短路铜环 原理：把磁通分为 Ф 1 、 Ф 2 ， Ф 2 滞后 Ф 1 ，不同时过零点，合成吸力始终大于反作用力 13 二月 2021 13 二月 2021 13 二月 2021 3 、电弧的产生和灭弧方法 （ 1 ）电弧的产生原因： 触头间气体在强电场作用下产生的电离放电现象 （ 3 ）灭弧的基本方法 1 ）快速拉长电弧。 2 ）冷却灭弧 3 ）窄缝灭弧 4 ）长弧割成短弧 I 、 U —— 大到某一数值时产生电弧 U > 12~20V 间； I > 几百 mA 间。 （ 2 ）电弧产生的后果 产生高温、发出强光，触头烧毁 13 二月 2021 图 1-11 双断口电动力吹弧 1- 静触头 2- 动触头 3- 电弧 （ 3 ）常用的灭弧装置 1 ）电动力吹弧： 应用于一般交流电路中 13 二月 2021 图 1-12 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 2 ）磁吹灭弧： 应用于直流电路中 13 二月 2021 图 1-13 栅片灭弧示意图 1- 灭弧栅片 2- 触头 3- 电弧 3 ）栅片灭弧： 应用于高压电路中 13 二月 2021 图 1-14 窄缝灭弧 1- 纵缝 2- 介质 3- 磁性夹板 4- 电弧 4 ）窄缝灭弧： 应用于交直流电路中 13 二月 2021 第二节 开关电器 一、刀开关 1 、基本机构： 操作手柄、触刀、触点座、底座 3 、主要类型： （ 1 ）按级数：单极、双极和三级 （ 2 ）按操作方式： 直接手柄操作式、杠杆操作机构式、旋转操作式和电动操作机构式 2 、主要作用： 不频繁接通和分断电路；隔离电源，保证电气设备安全检修 开关电器广泛用于配电线路做电源的隔离、保护与控制。 13 二月 2021 QS 1 ）开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关） （ 3 ）按是否带有熔断器： 作用：隔离电源、保证电气设备安全检修 电器符号 ： QS QS 13 二月 2021 作用：隔离电源，保证电气设备安全检修 , 并起短路保护 QS 2 ）带熔断器式刀开关 电器符号 ： QS QS 13 二月 2021 13 二月 2021 3 、主要技术参数： （ 1 ）额定电压 （ 2 ）额定电流 （ 3 ）通断能力： 额定电压下接通和分断的电流值 （ 4 ）动稳定电流： 不发生变形、损坏或自动断开的前提下，可以承受的故 障短路电流（峰值） （ 5 ）热稳定电流： 不发生融焊前提下，可以承受的故障短路电流（峰值） 13 二月 2021 5 、使用注意事项 （ 1 ）安装时，应垂直安装，合闸时操作手柄向上，不得倒装或平装 （ 2 ）接线时，电源线接在进线座，而负载接在出线座 （ 3 ）一般情况下刀开关不带负载操作，若带负载操作，分合闸时 动作一定要迅速 4 、选取原则： （ 1 ）刀开关的额定电压应等于或大于线路的额定电压 （ 2 ）刀开关的额定电流应等于或大于线路的额定电流 （ 3 ）根据不同的应用场合，选择合适的操作方式 13 二月 2021 二、低压断路器 1 、主要作用： （ 1 ）低压配电电路不频繁通断控制 （ 2 ）电动机不频繁起动控制 （ 3 ）具有短路保护和过载保护功能 2 、电器符号： 13 二月 2021 4 、基本机构： 触头、灭弧系统和各种脱扣器 3 、主要类型： 框架式、塑料外壳式、限流式等。 （ 1 ）过流脱扣器 （ 2 ）欠压脱扣器 （ 3 ）热脱扣器 （ 4 ）分励脱扣器 （ 5 ）独立脱扣器 13 二月 2021 图 1-15 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 远距离跳闸，对电路不起保护作用 线路过载保护 电动机的失压保护 将触头锁定在合闸位置 5 、工作原理 13 二月 2021 图 1-16 断路器的工作原理 L1 L2 L3 主触头 自由脱扣机构 过电流脱扣器 分励脱扣器 热脱扣器 欠电压脱扣器 按钮 13 二月 2021 13 二月 2021 （ 1 ）低压断路器的额定电压和额定电流应等于或大于线路或设备的正常工作电压和工作电流。 （ 2 ）热脱扣器的整定电流应与所控制的负载电流一致。 （ 3 ）欠压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压。 （ 4 ）过电流脱扣器的额定电流应大于或等于线路中的最大负载电流。 对于单台电动机： 为电动机的启动电流； 对于多台电动机： 为最大的启动电流； 为电动机的额定电流之和 6 、选取原则 13 二月 2021 （ 1 ）低压断路器在投入使用之前，按照要求整定热脱扣器和过电流脱扣器的动作电流； （ 2 ）安装时，应把来自电源的母线接到带灭弧侧的端子上，来自电器设备的母线接到另外一侧端子上； （ 3 ）在正常情况下，每 6 个月应对开关进行一次检修，清除灰尘； （ 4 ）因电路发生短路故障跳闸后，应立即对触点进行清理，检查触点有无熔焊，清除熔焊的小的金属颗粒，粉尘等。 7 、使用注意事项 13 二月 2021 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。 第三节 熔断器 一、熔断器结构及工作原理 FU 熔断器符号 13 二月 2021 图 1-17 熔断器的保护特性 二、熔断器的保护特性 13 二月 2021 （ 1 ）额定电压 （ 2 ）额定电流 （ 3 ）极限分断能力 （ 4 ）最小熔化电流 三、熔断器的主要技术参数及典型产品 1 、熔断器的主要技术参数 13 二月 2021 按结构分有： 半封闭瓷插式、螺旋式、封闭管式熔断器。 瓷插式熔断器 螺旋式熔断器 有填料封闭管式熔断器 2 、熔断器的典型产品 13 二月 2021 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。 RL 系列型号含义： 13 二月 2021 图 1-18 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 RL6 、 RL7 螺旋式 熔 断器结构示意图： 13 二月 2021 （ 2 ）先选定熔体的规格，再选择熔断器的规格。 （ 3 ）熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性有良好的配合。 （ 4 ）配电系统中各级熔断器应相互匹配。 三、熔断器的选用 1 、熔断器的选择原则 （ 1 ）根据使用条件确定熔断器的类型。 （ 5 ）保护电动机的熔断器应注意电动机起动电流的影响。 （ 6 ）熔断器的额定电流应大于或等于熔体的额定电流；额定分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。 13 二月 2021 使额定电压 ≥ 线路的额定电压 （ 1 ）类型的选择 线路要求、使用场合、安装条件、适用范围； （ 2 ）额定电压的选择 2 、一般熔断器的选择方法 熔断器类型的选择 熔断器额定电压的选择 熔体额定电流的选择 熔断器额定电流的选择 （ 1 ）类型的选择 线路要求、使用场合、安装条件、适用范围； 使额定电压 ≥ 线路的额定电压 （ 2 ）额定电压的选择 13 二月 2021 熔体的额定电流与负载相匹配； 1 ）阻性负载熔体额定电流略 > 电路的额定电流； 2 ）电机负载 单台电机 I fu ≥ （ 1.5 ～ 2.5 ） I N 多台电机 I fu ≥ （ 1.5 ～ 2.5 ） I Nmax ＋∑ I N 式中 I N —— 电机额定电流； I Nmax —— 容量最大的一台电机额定电流； ∑ I N —— 其它电机额定电流的总和。 3 ）电容负载设备中 熔体的额定电流＝ 1.6 倍电容额定电流； 4 ）配电系统中 主回路熔体的额定电流 > 支路熔体的额定电流 （ 3 ）额定电流的选择 13 二月 2021 （ 4 ）额定分断能力 额定分断能力 > 电路中可能最大故障电流 （ 5 ）选择保护特性 分支故障时 —— 故障点最近处动作 13 二月 2021 定义：在电气自动控制系统中用于发送或转换控制指令的电器。 第四节 主令电器 1 、分类： 控制按钮、位置开关、万能转换开关、主令控制器 2 、开关特性 图 1-19 主令电器的开关特性 13 二月 2021 一、控制按钮 控制按钮是用人力操作 , 并且有贮能复位弹簧的主令电器 13 二月 2021 图 1-20 控制按钮的结构示意图 1 是按钮帽 2 是复位弹簧 3 是常闭触点 4 是动触头 5 是常开触点 1 、基本结构 13 二月 2021 图 1-21 控制按钮工作原理示意图 2 、工作原理 13 二月 2021 按结构分 : 紧急式按钮、钥匙式按钮（选择开关） 、旋转式按钮（选择开关）、保护式按钮等 3 、类型 按用途分：防爆式、指示灯式、保护式、防腐式、防水式 13 二月 2021 13 二月 2021 颜色 含义 典型应用 红色 危险情况 下的操作 紧急停止 停止或分断 停止一台或多台电动机，停止一台机器的一部分，使电器元件失电 黄色 应急或干预 抑制不正常情况或中断不理想的工作周期 绿色 启动或接通 启动一台或多台电动机，启动一台机器的一部分，使电器元件得电 蓝色 上述几种颜色中未包括的任一种功能 - 黑色、灰色、白色 无专家指定功能 可用于停止或分断上述以外的 任何情况 3 、颜色及含义 13 二月 2021 图 1-22 控制按钮的图形符号和文字符号 4 、图形符号和文字符号 13 二月 2021 5 、选用原则 1 ）按钮防护形式的选择 根据使用场合选择按钮的类型 按钮的额定电压和额定电流应与所控制的电路一致 根据所控制的回路数来选择按钮的常开触点和常闭触点数量 根据按钮在控制电路中的用途选择按钮的颜色 2 ）按钮结构形式的选择 3 ）按钮数量的选择 4 ）按钮及指示灯颜色的选择 13 二月 2021 1 ）使用时注意保持按钮的清洁，避免油污及水进入按钮内部，因为触点的间距小，易发生短路现象。 2 ）塑料盒按钮一定注意散热，因为塑料盒按钮工作于高温场所或内装示灯，发热较为严重，容易使塑料盒变形。 3 ）触点引线上一般套上塑料管，以防松动短路。 6 、使用注意事项 13 二月 2021 1 、定义： 行程开关又称限位开关，利用生产机械的某些运动部件的碰撞发出控制命令，将机械位移转变为电信号，以控制机械运动。 二、行程开关 分类： 按运动形式分为直动式、转动式； 按结构分为直动式、滚动式、微动式。 作用： 主要用来控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置。 13 二月 2021 13 二月 2021 1 ）直动式行程开关 图 1-23 直动式行程开关结构与符号 1— 顶杆； 2— 弹簧； 3— 常闭触点； 4— 触点弹簧； 5— 常开触点 2 、基本结构 13 二月 2021 2 ）滚轮式行程开关 图 1-24 滚轮式行程开关结构示意图 1— 滚轮； 2— 上轮臂； 3 ， 5 ， 11— 弹簧； 4— 套架； 6— 滑轮； 7— 压板； 8 ， 9— 触点； 10— 横版 13 二月 2021 图 1-25 微动式行程开关结构示意图 1— 推杆； 2— 弯形片状弹簧； 3— 复位弹簧； 4— 常闭触点； 5— 常开触点 3 ）微动式行程开关 13 二月 2021 图 1 － 26 行程开关的图形符号和文字符号 a ）常开触头 b ）常闭触头 SQ （ BG ） a ） b ） SQ （ BG ） 3 、图形符号和文字符号 13 二月 2021 1 ）根据使用场合确定行程开关的类型； 2 ）根据行程开关的用途选择行程开关触点的类型和数量； 3 ） 根据行程开关所控制的电路的电压和电流选择行程开关的额定电压和额定电流 。 4 、选用原则 13 二月 2021 1 ）安装必须牢固； 2 ）安装位置必须准确，安装位置最好可调整； 3 ）设计时应注意，平时行程开关不处于受外力作用的状态，而应处于释放状态。 5 、使用注意事项 13 二月 2021 1 、定义： 接近开关又称无触点行程开关，当某种物体与之接近到一定距离时就发出动作信号的主令电器。 二、接近开关 分类： 按动作原理分为高频震荡型 、霍尔型、电磁感应型； 按输出形式分为两线、三线、四线； 按工作电压分为交流、直流。 作用： 主要用来控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置。 13 二月 2021 2 ）主要用途 高频震荡型： 用于检测各种金属 　　电容型： 用于检测各种导电和不导电的液体和金属 　　霍尔型： 用于检测磁场及磁性金属 　 1 ）基本结构 高频震荡型： 电感高频震荡器、放大电路、输出电路 　　 电容型： 电容高频震荡器、放大电路、输出电路 霍尔型： 霍尔元件、放大电路、输出电路 2 、基本结构与用途 13 二月 2021 (a) 常开触点 (b) 常闭触点 图 1 － 27 接近开关的图形符号和文字符号 3 、图形符号和文字符号 13 二月 2021 1 ）接近开关公用于工作频率高，可靠性及精度要求均较高的场合； 2 ）按应答距离要求选择型号、规格； 3 ）按输出要求的触点型式（有触点、无触点）及触点数量，选择合适的输出型式。 4 、选用原则 13 二月 2021 1 、定义： 万能转换开关是具有更多操作位置和触点、能够换接多个电路的一种手动控制电器。由于它能控制多个回路，适应复杂线路的要求，故有“万能”转换开关之称。 作用： 万能转换开关主要用作电气控制电路的转换，电气测量仪表的转换，也可用于控制小容量电动机的起动、制动、正反转换向以及双速电动机的调速控制。 四、万能转换开关 13 二月 2021 2 、基本结构与符号 图 1-28 万能转换开关结构与符号 SA 左 0 右 13 二月 2021 1 ）按客定电压和工作电流选用相应的万能转换开头系列； 2 ）按操作需要选定手柄形式和定位特征； 3 ）按控制要求参照转换开关产品样本，确定触头数量和接线图编号；选择面板型式及标志。 3 、选用原则 13 二月 2021 图 1-29 主令控制器的外形、结构与符号 四、主令控制器 主令控制器是用来频繁切换复杂多回路控制电路的主令电器。 SA 13 二月 2021 1 ）使用环境：室内选用防护式、室外选用防水式。 2 ）主要根据所需操作位置数、控制电路数、触头闭合顺序以及长期允许电流大小来选择。 3 ）控制电路数的选择：全系列主令控制器的控制电路数有 2 、 5 、 6 、 8 、 16 、 24 等规格，一般选择时应留有若干电路空着以作备用 。 4 ）在起重机控制中，主令控制器应根据磁力控制盘型号来选择。 选用原则 13 二月 2021 接触器是一种利用电磁吸力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控制电器。 第五节 接触器 13 二月 2021 一、接触器的结构及工作原理 1 、基本结构 1 ） 电磁机构 2 ）触点 3 ）灭弧装置 4 ）支架和底座 辅助触点：在控制电路中起联动作用，控制其它电器工作 主触点：用来接通或分断负载主电路 铁心、衔铁，吸引线圈和反作用弹簧 13 二月 2021 2 、分类 直流接触器 和 交流接触器 13 二月 2021 3 、工作原理 线圈通电后 , 在铁芯中产生磁通 , 由此在衔铁气隙处产生吸力 , 使衔铁产生闭合动作 , 带动主触点闭合 , 接通主电路 , 同时衔铁还带动辅助触点动作 , 使原来断开的辅助触点闭合 , 而原来闭合的辅助触点断开。 当线圈断电或线圈的电压降低到一定值时，电磁吸力消失或减弱，衔铁在反力弹簧的作用下打开，主、辅触点又恢复到原来的状态。 13 二月 2021 1 、用途： a ） 自动接通或断开大电流电路的电器 ； b ）具有 低电压或欠电压保护功能 。 接触器具有 控制容量大、过载能力强、寿命长、设备简单经济 等特点，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。 2 、控制对象： a ）电动机； b ）电热设备、电焊机、电容器组等其它负载。 3 、主要用途 13 二月 2021 线圈 KM 主触点 KM 4 、图形符号和文字符号 常开辅助触点 KM 常开辅助触点 KM 常开辅助触点 KM KM 常开辅助触点 KM 常开辅助触点 KM KM 常闭辅助触点 KM 常闭辅助触点 KM 13 二月 2021 二、接触器的主要技术参数 1 ）极数和电流种类 2 ）额定工作电压 3 ）额定工作电流 4 ）约定发热电流 5 ）额定通断能力 6 ）线圈额定工作电压 7 ）允许操作频率 8 ）机械寿命和电气寿命 9 ）接触器线圈的起动功率和吸持功率 10 ）使用类别 额定电压 交流接触器： 220 、 380 、 660V 直流接触器： 110 、 220 、 440V 1 、技术参数 13 二月 2021 额定电流 交流接触器： 36 、 110 （ 127 ）、 220 、 380V 直流接触器： 24 、 48 、 220 、 440V 交流接触器： 600 次 /h 直流接触器： 1200 次 /h 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 额定操作频率 额定电流 吸引线圈额定电压 13 二月 2021 交流接触器： 1 ） AC1 ：接通、分断额定电流； 2 ） AC2 ：接通和分断 4 倍的额定电流； 3 ） AC3 ：接通 6 倍的额定电流；分断额定电流； 4 ） AC4 ：接通和分断 6 倍的额定电流。 直流接触器： 1 ） DC1 ：接通和分断额定电流； 2 ） DC3 ：接通和分断 4 倍的额定电流； 3 ） DC5 ：接通和分断 4 倍的额定电流。 使用类别 13 二月 2021 典型产品有： CJ20 、 CJ21 、 CJ26 、 CJ35 、 CJ40 、 NC 、 B 、 LC1-D 、 3TB 、 STF 系列交流接触器等。 CJ20 系列： 三、常用典型接触器简介 1 、空气电磁式交流接触器 13 二月 2021 专用于低压无功补偿设备中投入或切除并联电容器组，以调整用电系统的功率因素。 常用产品有： CJ16 、 CJ19 、 CJ41 、 CJX4 、 CJX2A 、 LC1-D 、 6C 系列等。 2 、切换电容器接触器 13 二月 2021 以真空为灭弧介质，其主触头密封在真空开关管内。适用于条件恶劣的危险环境中。 常用的真空交流接触器有： CKJ 和 EVS 系列等。 3 、真空交流接触器 13 二月 2021 应用于直流电力线路中，供远距离接通与分断电路及直流电动机的频繁起动、停止、反转或反接制动控制，以及 CD 系列电磁操作机构合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁、电磁阀、离合器和电磁线圈等。 常用直流接触器有： CZ18 、 CZ21 、 CZ22 和 CZ0 系列等。 4 、直流接触器 13 二月 2021 CZ18 系列接触器： 13 二月 2021 1 ）接触器极数和电流种类的确定； 2 ）接触器使用类别的确定； 3 ）主触头的电流等级的确定； 4 ）接触器的额定电压的确定； 5 ）接触器线圈的额定电压的确定； 6 ）接触器触头数和种类。 四、接触器的选用原则 根据电路中 负载电流 的种类 选择接触器的使用类别 接触器的 额定电压 应 大于或等于 负载回路的额定电压 额定电流 应 大于或等于 被控主回路的额定电流 线圈的 额定电压 应与所接控制电路的额定电压等级 一致 13 二月 2021 定义： 继电器是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。 结构组成： 感测机构、输出执行机构 分类： 按用途： 控制继电器和保护继电器 按动作原理： 电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式 按输入量： 电流、电压、时间、速度、压力 按动作时间： 瞬时继电器、延时继电器 按输出形式 ： 有触电、无触点 第六节 继电器 13 二月 2021 定义： 以电磁力为驱动力的继电器。 组成： 电磁机构、触点 。 1 ） 电磁机构：与接触器完全相同 2 ）触点： 容量小、且容量均相同，无主触点和辅助触点之分，没有灭弧装置。 问题：电磁式继电器与接触器有何异同 ？ 一、电磁式继电器 13 二月 2021 1 ）相同点： 工作原理类似，电磁机构完全相同。 2 ）不同点： 输入信号不同：电磁式继电器输入信号可为电压、电流多种信号；接触器仅为电压信号； 应用场合不同：电磁式继电器接通切断小容量电路，接触器接通切断大容量电路； 触点系统不同：电磁式继电器触点容量小，且触点容量均相同，没有主触点和辅助触点之分，无灭弧装置；接触器触点容量大，有主触点和辅助触点之分，有灭弧装置。 接触器与电磁式继电器的异同 13 二月 2021 1 ）定义： 触点的动作与线圈电压大小有关的继电器称为电压继电器。 2 ）特点： 线圈并联在电路中，线圈的匝数多，导线细 3 ）组成结构： 电磁机构、触点 4 ）分类： 过电压继电器 欠电压继电器 零电压继电器 （一）电压继电器 13 二月 2021 过电压继电器的工作原理： 线圈两端的电压为额定电压时，衔铁保持原始状态，只有当线圈两端的电压高于其额定电压的某一值（ 105%-120% U N ）时，衔铁才动作。 过电压继电器作用： 在线路中起过电压保护。 欠电压继电器的工作原理： 当线圈两端的电压为额定电压时，衔铁保持原始状态，只有当线圈两端的电压低于其额定电压的某一值（ 40%-70% U N ）时，衔铁才动作。 欠电压继电器作用： 在线路中起欠电压保护。 零电压继电器的工作原理： 当线圈两端的电压接近零（ 5%-25% U N ）时，衔铁才动作。 零电压继电器作用： 在线路中起零电压保护。 5 ）工作原理及作用： 13 二月 2021 7 ）选型原则 a. 根据电压继电器在电路中的作用选型，过电压保护选择过电压继电器，低电压保护选择欠电压继电器； b. 线圈的电流种类和电压等级应与它所连接电路一致； c. 根据控制电路的要求选择触点的类型和数量。 6 ）图形符号和文字符号 13 二月 2021 （二）电流继电器 1 ）定义： 触点的动作与线圈电流大小有关的继电器称为电流继电器。 2 ）特点： 线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。 3 ）结构： 电磁机构、触点 4 ）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 13 二月 2021 过电流继电器的工作原理： 线圈中的电流为额定电流时，衔铁不动作，只有当线圈中的电流高于其额定电流的某一值（ 1.1-4.0 倍 I N ）时，衔铁才动作，这种继电器叫过电流继电器。 过电流继电器作用： 在线路中起过电流保护。 欠电流继电器的工作原理： 正常工作时（线圈中的电流在额定电流的某一范围内： 30%-65% I N ），衔铁处于吸合状态，只有当线圈中的电流低于其额定电流达到某一值（ 10%-20% I N ）时，衔铁才产生释放动作，这种继电器叫欠电流继电器。 欠电流继电器作用： 在线路中起欠电流保护。 5 ）工作原理及作用： 13 二月 2021 6 ）图形符号和文字符号 7 ）选型原则 a. 根据电流继电器在电路中的作用选型，过电流保护选择过电流继电器，起欠电流保护的选欠电流继电器； b. 线圈的电流种类和电压等级应与它所连接电路一致； c. 根据控制电路的要求选择触点的类型和数量。 13 二月 2021 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、容量较大 。 （三）中间继电器 1 、作用： 信号中继作用，在电路中主要是扩展触点的数量，将信号放大 。 13 二月 2021 3 ）选型原则 a. 触点数量及种类应满足所控制电路的要求； b. 线圈电压应与控制电路的电压一致； c. 触点的额定电流应与所控制的电器的额定电流一致。 2 ）图形符号和文字符号 中间继电器 13 二月 2021 1 、定义： 随过载程度而改变动作时间的继电器。 2 、作用： 利用电流热效应原理实现电动机过载保护。 图 1-31 电动机的过载特性曲线 二、热继电器 电动机的过载特性： 电动机在不超过允许温升条件下，电动机的过载电流与其通过的时间关系，称为电动机的过载特性。 13 二月 2021 电动机的过载特性 热继电器的保护特性 t 2 t 1 t 2 1-32 热继电器的保护特性曲线 3 、热继电器的保护特性： 热继电器中通过的过载电流与热继电器动作时间的关系，称为热继电器的保护特性。 13 二月 2021 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 双金属片式 热敏电阻式 易熔合金式 （ 1 ）按极数分： 单极、两极、三极 （ 2 ）按组成元件的材质分： 5 、组成结构（双金属片式）： 发热元件 — 热元件（电阻） 感测元件 — 双金属片 触头系统 热继电器没有电磁机构，不是电磁式低压电器 下面我们就看发热元件如何把热量传给双金属片的 4 、热继电器的分类 13 二月 2021 图 1-33 双金属片工作原理 图 1-34 双金属片的受热方式 （ a ）受热前 （ b ）受热后 （ a ）直接受热式 （ b ）复合受热式 (c) 间接受热式 （ d ）电流互感器受热式 6 、热继电器的工作原理 发热元件应串接于电动机电路中，以能直接反映电动机的过载电流。 感测元件是双金属片时，热继电器工作原理： 13 二月 2021 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 图 1-35 双金属片式热继电器结构示意图 注意 : 使热继电器动作的热量一定是负载电流产生的。 （ 1 ）结构示意图 13 二月 2021 图 1-37 热继电器在电动机定子电路中的接线方式 （ 2 ）热继电器接入电动机定子电路方式 13 二月 2021 图 1-36 带断相保护的热继电器 1- 上导板 2- 下导板 3- 双金属片 4- 触点 5- 杠杆 （ 3 ）带断相保护的热继电器 13 二月 2021 （ a ）热元件 （ b ）常闭触点 7 、热继电器的图形符号和文字符号 13 二月 2021 1 ）原则上热继电器的额定电流等于电动机的额定电流。对于过载能力较差的电动机，其配用的热继电器的额定电流可适当小些，通常选取热继电器的额定电流为电动机额定电流的 60%-80% ； 2 ）在不频繁启动的场合，要保证热继电器在电动机启动过程中不产生误动作。一般当电动机启动电流为额定电流的 6 倍，启动时间不超过 6 秒且很少连续启动时可按电动机的额定电流选取热继电器； 3 ）定子绕组为三角形接法的电动机应采用带断相保护的热继电器； 4 ）当电动机为重复短时工作制，要注意热继电器的允许操作频率。 8 、热继电器的选用原则 13 二月 2021 问题：热继电器在电路中可以起短路保护吗 ? 为什么 ? 答：不可以。因为热继电器是利用电流的热效应原理和发热元件的热膨胀原理设计的，由于发热元件的热惯性 , 所以热继电器在电路中只能起过载保护，不能起短路保护。 13 二月 2021 3 、时间继电器的分类： 1 、定义： 从得到输入信号 ( 线圈的通电或断电 ) 开始，经过一定的延时后，才输出信号 ( 触点的闭合或断开 ) 的继电器，叫时间继电器。 2 、作用： 在控制电路中按整定时间长短通断电路的作用。 三、时间继电器 1 ）按构成原理分： 电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式 2 ）按延时方式分： 通电延时型、断电延时型 13 二月 2021 通电延时： 线圈通电后延时一定的时间，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： 线圈通电时，瞬时产生相应的输出信号；当线圈断电后，延时一定的时间才复原。 13 二月 2021 1 ）通电延时继电器的触点类型： 通电延时闭合的常开触点 通电延时断开的常闭触点 瞬时闭合的常开触点 瞬时断开的常闭触点 2 ）断电延时继电器的触点类型： 断电延时断开的常开触点 断电延时闭合的常闭触点 瞬时断开的常开触点 瞬时闭合的常闭触点 延时动作触点 延时动作触点 瞬时动作触点 瞬时动作触点 4 、时间继电器的触点类型 13 二月 2021 1 ）直流电磁式时间继电器 图 1-38 直流电磁式时间继电器 1- 阻尼铜套 2- 释放弹簧 3- 调节螺母 4- 调节螺钉 5- 衔铁 6- 非磁性垫片 7- 电磁线圈 直流电磁式时间继电器只有直流断电延时时间继电器。 5 、常用时间继电器 13 二月 2021 原理：空气式时间继电器是利用空气阻尼的原理制成的 组成：电磁系统、延时机构、工作触点 分类：通电延时型、断电延时型 2 ）空气阻尼式时间继电器 13 二月 2021 吸引线圈 动铁心 静铁心 伞型活塞 气室 活塞杆 杠杆 释放弹簧 通电延时型 进气孔 延时触点 瞬时触点 13 二月 2021 动作过程 吸引线圈通电 动铁吸合（向下） 瞬时触点动作 活塞杆缓慢下移 ( 空气阻尼作用 ) 延时触点动作常闭触点延时断开常开触点延时闭合 13 二月 2021 延时时间 通过调整进气螺钉可以调整延时时间。 进气螺钉 断电时：各触点瞬时动作。恢复常态。 13 二月 2021 电气符号 延时闭合常开触点 延时断开 常闭触点 瞬时断开常闭触点 瞬时闭合常开触点 通电延时型线圈 13 二月 2021 通电延时型 断电延时型 线圈 瞬时动作 延时动作 6 、时间继电器的图形符号和文字符号 常闭触点 KT 常开触点 KT 通电延时闭合的常开触点 KT 通电延时断开的常闭触点 KT 常闭触点 KT 常开触点 KT 断电延时闭合的常闭触点 KT 断电延时断开的常开触点 KT KT KT 13 二月 2021 2 、作用： 根据速度的大小通断电路，主要用于三相笼型异步电动机的反接制动。 3 、参数： 动作转速： >120rpm 复位转速： <100rpm 四、速度继电器 1 、定义： 按速度原则动作的继电器叫速度继电器。 13 二月 2021 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。 转子 --- 圆柱形永久磁铁，固定在转轴上 图 1 － 41 速度继电器的原理示意图 4 、结构： 转子、定子和触头 5 、工作原理 13 二月 2021 图 1 － 42 速度继电器的原理示意图 1 －转轴 2 －转子 3 －定子 4 －绕组 5 －摆锤 6 、 9 －簧片 7 、 8 －静触头 1 2 3 4 5 6 7 9 8 13 二月 2021 图 1 － 42 速度继电器的原理示意图 1 －转轴 2 －转子 3 －定子 4 －绕组 5 －摆锤 6 、 9 －簧片 7 、 8 －静触头 13 二月 2021 a ）转子 b ）常开触点 c ）常闭触点 n KS n KS KS 6 、图形符号和文字符号 13 二月 2021 第一章小结 一、介绍常用低压电气的基本结构、 工作原理及用途 ，型号、规格、 主要参数 ， 图形、文字符号 。为 正确选用 打下基础。 二、要根据实际的使用要求，参照产品说明书（样本）及电工手册选用电器。 三、保护电器（如热继电器、熔断器、断路器）及某些控制电器（如时间继电器）的使用，除根据要求正确选用外还要根据被保护或被控制电路的具体要求，对整定动作值进行必要调整。 13 二月 2021 第一章结束