1、电气控制与PLC应用技术第一章第一章 常用低压电器常用低压电器1.1低压电器的定义、分类低压电器的定义、分类1.2电磁式电器的组成与工作原理电磁式电器的组成与工作原理1.3接触器接触器1.4继电器继电器1.5主令电器主令电器1.6信号电器信号电器1.7开关电器开关电器1.8熔断器熔断器1.9电磁执行器件电磁执行器件1. 了解常用低压电器的结构、功能。了解常用低压电器的结构、功能。2. 掌握常用低压电器的工作原理。掌握常用低压电器的工作原理。3. 掌握常用低压电器的电工表示符号和用途。掌握常用低压电器的电工表示符号和用途。 应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。低应用电动机拖动生产机械，称为电力
2、拖动。低压电器是电力拖动自动控制系统基本组成元件。压电器是电力拖动自动控制系统基本组成元件。 本章主要介绍几种常用低压电器的用途及电工本章主要介绍几种常用低压电器的用途及电工表示符号。表示符号。 主电路主电路：由电动机、（接通、断开、控制电动：由电动机、（接通、断开、控制电动机的）接触器主触点等电器元件组成。（电流机的）接触器主触点等电器元件组成。（电流大）大） 控制电路控制电路：由接触器线圈、继电器等电器元件：由接触器线圈、继电器等电器元件组成。（电流小）组成。（电流小） 任务：根据给定的指令，依照自动控制系统的任务：根据给定的指令，依照自动控制系统的规律和具体的工艺要求对主电路进行控制。规
3、律和具体的工艺要求对主电路进行控制。 1.1 低压电器的定义与分类低压电器的定义与分类电器定义：电器定义：电器就是根据外界施加信号和要求，能手动或自动地断开或接通电路，断续或连续的改变电路参数，以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电器元件或设备。 例如例如 ： 熔断器、变压器低压电器：低压电器：用于交流用于交流1200V、直流、直流1500V以下的电路以下的电路 中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。高压电器：高压电器：交流交流1200V以上、直流以上、直流1500V及以上。及以上。1. 分类分类常用低压电器接触器直流接触器交
4、流接触器继电器电磁式继电器热继电器时间继电器压力继电器速度继电器温度继电器电流继电器电压继电器中间继电器电动式直流电磁式空气阻尼式电子式智能式装置式开启式开关电器刀开关低压断路器行程开关滚动式直动式微动式行程开关螺旋塞式快速式管式其它电器 ：按钮、指示灯等1.按用途和控制对象分按用途和控制对象分 低压配电电器 低压控制电器2.按动作方式分按动作方式分 自动电器 手动电器：3.按工作原理分按工作原理分 电磁式电器 非电量控制电器按用途和控制对象分按用途和控制对象分 低压配电电器：刀开关、低压断路器、低压配电电器：刀开关、低压断路器、 熔断器等。熔断器等。 低压控制电器：接触器、继电器、启动低压控
5、制电器：接触器、继电器、启动 器、按钮等。器、按钮等。按动作方式分按动作方式分 手动电器：手动电器：通过人力操作而动作的电器。通过人力操作而动作的电器。 如：刀开关、按钮、转换开关如：刀开关、按钮、转换开关 自动电器：自动电器：按照信号或某个物理量的变化按照信号或某个物理量的变化 而自动动作的电器。而自动动作的电器。 如：低压断路器、接触器、继电器如：低压断路器、接触器、继电器按工作原理分按工作原理分 电磁式电器：电磁式电器： 它是根据电磁铁的原理工作的。它是根据电磁铁的原理工作的。 例如：例如：接触器、继电器等。接触器、继电器等。 非电磁式电器：非电磁式电器： 它是依靠外力（人力或机械力）它
6、是依靠外力（人力或机械力） 或某种非电量的变化而动作的或某种非电量的变化而动作的 电器。电器。 例如：例如：行程开关、按钮、速度行程开关、按钮、速度 继电器、热继电器等。继电器、热继电器等。1.2. 电磁式电器的组成与工作原理电磁式电器的组成与工作原理 低压电器一般由低压电器一般由感测部分感测部分和和执行部分执行部分组成。组成。 在各种低压电器中，在各种低压电器中，电磁式低压电器电磁式低压电器应用很应用很多，它们结构相似，原理相同。多，它们结构相似，原理相同。电磁式低压电器基本结构电磁式低压电器基本结构（1）电磁系统电磁系统 电磁系统是电磁式电器元件的感受部件，它的作用是电磁系统是电磁式电器元
7、件的感受部件，它的作用是将电磁能转换成为机械能，并带动触点闭合或断开。它通将电磁能转换成为机械能，并带动触点闭合或断开。它通常采用电磁铁的形式，由电磁线圈、静铁心（铁心）、动常采用电磁铁的形式，由电磁线圈、静铁心（铁心）、动铁心（衔铁）等组成，其中动铁心与动触点支架相连铁心（衔铁）等组成，其中动铁心与动触点支架相连。 （2）触点系统触点系统 触点系统属于执行部件触点系统属于执行部件 。它的作用是通过触点的开、。它的作用是通过触点的开、闭来通、断电路的闭来通、断电路的 。（3）灭弧系统灭弧系统 触点在断开（包括熔体在熔断时）的瞬间，会在触头触点在断开（包括熔体在熔断时）的瞬间，会在触头间隙中产生
8、电弧，对电路和电器有危害，必须使电弧熄灭。间隙中产生电弧，对电路和电器有危害，必须使电弧熄灭。1.1.电磁机构的结构形式及工作原理电磁机构的结构形式及工作原理衔铁沿棱角转动的拍合式衔铁沿轴转动的拍合式衔铁作直线运动的双E形直动式电磁机构的结构形式电磁机构的结构形式 电磁铁的示意图电磁铁的示意图 电磁铁的工作原理电磁铁的工作原理 电磁线圈通电时产生磁场，使动、静铁心磁化互电磁线圈通电时产生磁场，使动、静铁心磁化互相吸引，当动铁心被吸引向静铁心时，与动铁心相连相吸引，当动铁心被吸引向静铁心时，与动铁心相连的动触点也被拉向静触点，令其闭合接通电路。电磁的动触点也被拉向静触点，令其闭合接通电路。电磁线
9、圈断电后，磁场消失，动铁心在复位弹簧作用下，线圈断电后，磁场消失，动铁心在复位弹簧作用下，回到原位，并牵动动、静触点，分断电路。回到原位，并牵动动、静触点，分断电路。 动触点静触点复位弹簧动铁心静铁心电磁线圈2.2.电磁机构的吸力特性与反力特性电磁机构的吸力特性与反力特性(1)(1)直流电磁机构的吸力特性直流电磁机构的吸力特性直流电磁机构的吸力特性直流电磁机构的吸力特性为二次曲线形状，它表明衔为二次曲线形状，它表明衔铁闭合前后吸力变化很大，铁闭合前后吸力变化很大，气隙越小吸力越大。气隙越小吸力越大。直流电磁机构在衔铁吸合直流电磁机构在衔铁吸合过程中，电磁吸力是逐渐增过程中，电磁吸力是逐渐增加的
10、，完全吸合时电磁吸力加的，完全吸合时电磁吸力达到最大。达到最大。对于可靠性要求很高或动对于可靠性要求很高或动作频繁的控制系统常采用直作频繁的控制系统常采用直流电磁机构。流电磁机构。(2)(2)交流电磁机构的吸力特性交流电磁机构的吸力特性交流电磁机构在衔铁吸合前后为恒交流电磁机构在衔铁吸合前后为恒磁通工作，故吸力基本不变，但考磁通工作，故吸力基本不变，但考虑到漏磁通的影响，其电磁吸力随虑到漏磁通的影响，其电磁吸力随气隙的减小略有增加。气隙的减小略有增加。交流电磁机构的励磁电流的大小将交流电磁机构的励磁电流的大小将随气隙长度成正比增大随气隙长度成正比增大。所以，交所以，交流电流机构的励磁电流在线圈
11、已通流电流机构的励磁电流在线圈已通电但衔铁尚未吸合时，其电流将比电但衔铁尚未吸合时，其电流将比额定电流大很多，额定电流大很多，若衔铁卡住不能若衔铁卡住不能吸合或衔铁频繁动作，交流线圈可吸合或衔铁频繁动作，交流线圈可能因过电流而烧毁，能因过电流而烧毁，故故在可靠性要在可靠性要求高或频繁动作的场合，一般不采求高或频繁动作的场合，一般不采用交流电磁机构用交流电磁机构。 (3)(3)吸力特性与反力特性的配合吸力特性与反力特性的配合为了使电磁机构正常工作，为了使电磁机构正常工作，保证衔铁能牢牢吸合，其保证衔铁能牢牢吸合，其吸力特性与反力特性必须吸力特性与反力特性必须配合得当配合得当。在衔铁整个吸合过程中
12、，在衔铁整个吸合过程中，其吸力必须大于反力，即其吸力必须大于反力，即吸力特性必须始终位于反吸力特性必须始终位于反力特性上方力特性上方；在衔铁释放时，即吸力特在衔铁释放时，即吸力特性必须位于反力特性下方性必须位于反力特性下方。 3.3.单相交流电磁机构上短路环单相交流电磁机构上短路环图图1-7单相交流电磁机构的短路环单相交流电磁机构的短路环1衔铁衔铁2铁心铁心3线圈线圈4短路环短路环短路环短路环 由于由于交流电磁铁的磁通是交变的，线圈磁场对衔铁交流电磁铁的磁通是交变的，线圈磁场对衔铁的吸引力也是交变的。的吸引力也是交变的。当交流电流过零时，线圈磁当交流电流过零时，线圈磁通为零，对衔铁的吸引力也为
13、零，通为零，对衔铁的吸引力也为零，衔铁在复位弹簧衔铁在复位弹簧作用下将产生释放趋势，这就使动、静铁心之间的作用下将产生释放趋势，这就使动、静铁心之间的吸引力随着交流电的变化而变化，吸引力随着交流电的变化而变化，从而产生振动和从而产生振动和噪音，加速动、静铁心接触面积的磨损，引起结合噪音，加速动、静铁心接触面积的磨损，引起结合不良，严重时还会使触点烧蚀。不良，严重时还会使触点烧蚀。为了消除这一弊端，为了消除这一弊端，在铁心柱面的一部分，嵌入一只铜环，名为短路环在铁心柱面的一部分，嵌入一只铜环，名为短路环 1.2.21.2.2触点系统触点系统1.触点的接触形式(分点接触、线接触、面接触)2.触点的
14、分类（桥式触点和指形触点）接触电阻接触电阻 理想情况下：触点闭合：接触电阻为零。理想情况下：触点闭合：接触电阻为零。 触点断开：接触电阻无穷大。触点断开：接触电阻无穷大。触点分类：触点分类： 按功能可分为：按功能可分为：主触点主触点和和辅助触点辅助触点。主触点用于接通和。主触点用于接通和分断主电路；辅助触点用于接通和分断二次电路，还能分断主电路；辅助触点用于接通和分断二次电路，还能起互锁和联锁作用。起互锁和联锁作用。 按形状可分为：按形状可分为：桥式触点桥式触点和和指形触点指形触点 。桥式触点又分为。桥式触点又分为点接触桥式触点和面接触桥式触点。点接触桥式触点和面接触桥式触点。 按位置可分为：
15、按位置可分为：静触点静触点和和动触点动触点。静触点固定不动，动。静触点固定不动，动触点能由联杆带着移动触点能由联杆带着移动 。 按其初始位置可分为：按其初始位置可分为：常闭触点常闭触点和和常开触点常开触点。常闭触点。常闭触点（又称动断触点）（又称动断触点）常态时动、静触点是相互闭合的。常态时动、静触点是相互闭合的。常开触点（又称动合触点）常开触点（又称动合触点）常态时动、静触点是分常态时动、静触点是分开的。开的。（3）灭弧系统）灭弧系统 电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开状态的电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开状态的过程中，会在触头间隙中由电子流产生弧状的火过程中，会在触头间隙中由电子流产
16、生弧状的火花，这种由电气原因造成的火花称为电弧。是气花，这种由电气原因造成的火花称为电弧。是气体自持放电形式之一，是一种带电质点的急流。体自持放电形式之一，是一种带电质点的急流。 电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的温度电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的温度和密度很大的电流。和密度很大的电流。v使电路仍然保持导通状态，延迟了电路的开断。使电路仍然保持导通状态，延迟了电路的开断。v会烧损触点，缩短电器的使用寿命。会烧损触点，缩短电器的使用寿命。灭弧方法灭弧方法（P6）常用的灭弧方法(1)电动力灭弧(2)栅片灭弧(3)灭弧罩(4)窄缝灭弧(5)磁吹灭弧1.3 接触器接触器 定义：用来自动地接
17、通或断开大电流电路的电器。定义：用来自动地接通或断开大电流电路的电器。 分类：按主触点电流性质不同，通常分为分类：按主触点电流性质不同，通常分为交流接触交流接触器器和和直流接触器直流接触器两大类两大类 。交流接触器交流接触器 特点：交流线圈、有短路环、常采用双断口桥特点：交流线圈、有短路环、常采用双断口桥 式式 触点触点直流接触器直流接触器 特点：直流线圈、一般采用滚动指型触头特点：直流线圈、一般采用滚动指型触头1.3.51.3.5接触器的图形符号与文字符号接触器的图形符号与文字符号用于主电路流过的大电流用于主电路流过的大电流(需加灭弧装置需加灭弧装置)用于控制电路流过的小电流用于控制电路流过
18、的小电流(无需加灭弧装置无需加灭弧装置)交流接触器的主要部分是：电磁系统、触点系统、灭弧装置。交流接触器的主要部分是：电磁系统、触点系统、灭弧装置。M3电机电机动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触点闭合触点闭合电机接通电机接通电源电源线圈线圈辅助辅助触点触点铁心铁心衔铁衔铁主触点主触点常闭常闭常开常开工作原理工作原理 交流接触器有两种工作状态：交流接触器有两种工作状态：得电状态得电状态（动（动作状态）和作状态）和失电状态失电状态（释放状态）。接触器主（释放状态）。接触器主触点的动触头装在与衔铁相连的绝缘连杆上，触点的动触头装在与衔铁相连的绝缘连杆上，其静触点则固定在壳体上。当
19、线圈得电后，线其静触点则固定在壳体上。当线圈得电后，线圈产生磁场，使静铁心产生电磁吸力，将衔铁圈产生磁场，使静铁心产生电磁吸力，将衔铁吸合。衔铁带动动触点动作，吸合。衔铁带动动触点动作，使常闭触点断开，使常闭触点断开，常开触点闭合常开触点闭合，分断或接通相关电路。当线圈，分断或接通相关电路。当线圈失电时，电磁吸力消失，衔铁在反作用弹簧的失电时，电磁吸力消失，衔铁在反作用弹簧的作用下释放，各触点随之复位。作用下释放，各触点随之复位。简单的接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀开关起隔离作用刀开关起隔离作用自保持自保持停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮特点：特点：小电流控小电流控 制大电流制大电流接
20、触器主要技术参数接触器主要技术参数指主触点的额定工作电压。指主触点的额定工作电压。 直流有：直流有：24V、48V、110V、220V、440V 交流有：交流有：36V、127V、220V、380V主触点的额定工作电流。主触点的额定工作电流。（1000万次以上）万次以上） （100万次以上）。万次以上）。每小时的操作次数每小时的操作次数 一般：一般：300次次/h、 600次次/h、 1200次次/h型号、含义型号、含义 AC1类接触器是用来控制无感或微感负载、电阻炉 AC2类接触器是用来控制绕线式感应电动机的起动、分断 AC3类接触器是用来控制笼型感应电动机的起动、运转中分断 AC4类接触器
21、是用来控制笼型感应电动机的起动、反接制动或反向运转、点动 AC5a类接触器是用来控制放电灯的通断 AC5b类接触器是用来控制白炽灯的通断 AC6a类接触器是用来控制变压器的通断 AC6b类接触器是用来控制电容器组的通断 AC7a类接触器是用来控制家用电器和类似用途的低感负载 AC7b类接触器是用来控制家用的电动机负载 AC8a类接触器是用来控制具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机中的电动机 AC8b类接触器是用来控制具有自动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机中的电动机型号、含义型号、含义接触器的选用接触器的选用 类型的选择：类型的选择：根据负载的性质选用直流或交流接触器。根据负载的性质选用直流或
22、交流接触器。 主触点额定电压的选择：主触点额定电压的选择：大于等于主电路工作电压。大于等于主电路工作电压。 主触点额定电流的选择：主触点额定电流的选择：大于等于被控电路额定电流。大于等于被控电路额定电流。 吸引线圈的额定电压与频率：吸引线圈的额定电压与频率：与所控制电路的选用电压、与所控制电路的选用电压、频率相一致。频率相一致。1.4 继电器继电器继电器是一种根据继电器是一种根据电量电量（电流、电压）（电流、电压）或或非电量非电量（时间、速度、温度、压力等）的（时间、速度、温度、压力等）的变化自动接通和断开控制电路，以完成控制变化自动接通和断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。或保护任务的
23、电器。 区别区别继电特性曲线继电特性曲线21/xxk可调整可调整 返回系数返回系数X 1：吸合值：吸合值X2 ： 释放值释放值一般继电器一般继电器K 值在值在0.1-0.4之间之间欠电压继电器欠电压继电器K 值在值在0.6以上以上继电器分类继电器分类按用途分：按用途分：控制继电器、保护继电器、中间控制继电器、保护继电器、中间 继电器。继电器。按原理分：按原理分：电磁式、感应式、热继电器等。电磁式、感应式、热继电器等。按参数分：按参数分：电流、电压、速度、压力继电器。电流、电压、速度、压力继电器。按动作时间分：按动作时间分：瞬时继电器、延时继电器。瞬时继电器、延时继电器。按输出形式分：按输出形式
24、分：有触点、无触点继电器。有触点、无触点继电器。常用继电器常用继电器常用继电器常用继电器 1、电磁式继电器电磁式继电器 2、时间继电器时间继电器 3、热继电器热继电器 4、速度继电器速度继电器 电磁式继电器的图形符号电磁式继电器的图形符号电磁式继电器的选用电磁式继电器的选用 根据控制电路的要求，考虑触点的数量、根据控制电路的要求，考虑触点的数量、种类、返回系数及控制电路的电压、电流、种类、返回系数及控制电路的电压、电流、负载性质来选择，要注意线圈的选择负载性质来选择，要注意线圈的选择 运行前，需将吸和值和释放值调整到运行前，需将吸和值和释放值调整到控制系统所要求的范围之内可通过调整抚慰控制系统
25、所要求的范围之内可通过调整抚慰弹簧的松紧程度和非磁性垫片的厚度来实现弹簧的松紧程度和非磁性垫片的厚度来实现。 定义：定义：从线圈通电或断电起，其触点经过一段时从线圈通电或断电起，其触点经过一段时间延时后才动作的继电器。（文字符号：间延时后才动作的继电器。（文字符号：KT）。）。 常用的时间继电器：常用的时间继电器：直流电磁式、电动式、阻尼直流电磁式、电动式、阻尼式、式、电子式电子式（晶体管、数字式）。（晶体管、数字式）。 延时方式：延时方式：通电延时和断电延时。通电延时和断电延时。 1.4.31.4.3时间继电器时间继电器1.空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器2.电动式时间继电器电动式时
26、间继电器3.电子式时间继电器电子式时间继电器4.时间继电器的选用时间继电器的选用5.时间继电器的图形符号与文字符号时间继电器的图形符号与文字符号常开触点常开触点常闭触点常闭触点工作原理工作原理调节螺丝调节螺丝进气孔进气孔托板托板线圈线圈衔铁衔铁恢复弹簧恢复弹簧挡块挡块释放弹簧释放弹簧活塞杆活塞杆橡皮膜橡皮膜排气孔排气孔连杆连杆常闭触点常闭触点 延时打开延时打开 常开触点常开触点 延时闭合延时闭合 常闭触点常闭触点 延时闭合延时闭合 常开触点常开触点 延时断开延时断开 常开触点常开触点常闭触点常闭触点2.2.电动式时间继电器电动式时间继电器电动式时间继电器由微型同步电动机拖动减速电动式时间继电器
27、由微型同步电动机拖动减速齿轮获得延时。齿轮获得延时。它延时范围宽它延时范围宽(如如JS11系列可系列可在在072h范围内调整范围内调整)，延时整定偏差和重复偏，延时整定偏差和重复偏差小，延时值不受电源电压波动及环境温度变差小，延时值不受电源电压波动及环境温度变化的影响。但其结构复杂、价格高、寿命短，化的影响。但其结构复杂、价格高、寿命短，不宜频繁操作，延时误差受电源频率影响。不宜频繁操作，延时误差受电源频率影响。3.3.电子式时间继电器电子式时间继电器电子式时间继电器采用晶体管或大规模集成电路和电电子式时间继电器采用晶体管或大规模集成电路和电子元器件构成。子元器件构成。按延时原理划分，电子式时
28、间继电器可分为阻容充电按延时原理划分，电子式时间继电器可分为阻容充电延时型和数字电路型。延时型和数字电路型。按输出形式划分，电子式时间继电器可分为有触点式按输出形式划分，电子式时间继电器可分为有触点式和无触点式。和无触点式。有触点式有触点式是用晶体管驱动小型电磁式继是用晶体管驱动小型电磁式继电器，而电器，而无触点式无触点式是采用晶体管或晶闸管输出。是采用晶体管或晶闸管输出。 延时准确度高，延时范围大、体积小、调节方便，延时准确度高，延时范围大、体积小、调节方便，控制功率小、耐冲击、耐震动、寿命长等优点。控制功率小、耐冲击、耐震动、寿命长等优点。4.4.时间继电器的选用时间继电器的选用 选用时间
29、继电器时，首先应考虑满足控制系统选用时间继电器时，首先应考虑满足控制系统所提出的控制要求，并根据对延时方式的要求选用所提出的控制要求，并根据对延时方式的要求选用通电延时型或断电延时型。通电延时型或断电延时型。当延时要求不高和延时当延时要求不高和延时时间较短时时间较短时，可选用价格相对较低的空气阻尼式时，可选用价格相对较低的空气阻尼式时间继电器；间继电器；当要求延时准确度较高和延时时间较长当要求延时准确度较高和延时时间较长时时，可选用晶体管式或数字式时间继电器。在电源，可选用晶体管式或数字式时间继电器。在电源电压波动大的场合，可选用空气阻尼式或电动式时电压波动大的场合，可选用空气阻尼式或电动式时
30、间继电器；间继电器；而在环境温度变化较大处而在环境温度变化较大处，则不宜选用，则不宜选用空气阻尼式和晶体管式时间继电器。空气阻尼式和晶体管式时间继电器。5.5.时间继电器的图形、文字符号时间继电器的图形、文字符号JS20系列晶体管式型号系列晶体管式型号长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行均会引起过电流。均会引起过电流。热继电器是利用电流的热热继电器是利用电流的热效应原理工作的保护电器，在电路中用作效应原理工作的保护电器，在电路中用作电动机的电动机的过载保护过载保护和和断相保护断相保护。发热元件发热元件杠杆杠杆双金属片双金属片常闭触点常闭触点1.1.热继电器的
31、构成和工作原理热继电器的构成和工作原理图图1-20热继电器的工作原理示意图热继电器的工作原理示意图1接线端子接线端子2双金属片双金属片3热元件热元件4导板导板5补偿双金属片补偿双金属片6、9常闭触点常闭触点7常开触点常开触点8复位螺钉复位螺钉10按钮按钮11调节旋钮调节旋钮12支支撑件撑件13压簧转动偏心轮压簧转动偏心轮14推杆推杆2.2.带断相保护带断相保护 的热继电器的热继电器图图1-21带断相保护的热继电器结带断相保护的热继电器结构示意图构示意图1上导板上导板2下导板下导板3双金双金属片属片4常闭触点常闭触点5杠杆杠杆6.6.热继电器图形、文字符号热继电器图形、文字符号热元件热元件串联在
32、主电路中串联在主电路中串联在控制电路中串联在控制电路中常闭触点常闭触点FRFR 电动机定子绕组星形接法电动机定子绕组星形接法: 带断相保护和不带断相保护的热继电器均可接在带断相保护和不带断相保护的热继电器均可接在线电路中。线电路中。 电动机定子绕组三角形接法电动机定子绕组三角形接法: *带断相保护接在线电路中。带断相保护接在线电路中。 *不带断相保护热继电器的热元件必须串接在不带断相保护热继电器的热元件必须串接在 电动机每相绕组上。电动机每相绕组上。热继电器接入电动机定子电路方式热继电器接入电动机定子电路方式5.5.热继电器的选用热继电器的选用星形联结的电动机可选用两相或三相结构的热继电器；三
33、角星形联结的电动机可选用两相或三相结构的热继电器；三角形联结的电动机应选用带断相保护的三相结构热继电器。形联结的电动机应选用带断相保护的三相结构热继电器。在长期工作制或间断长期工作制下，按电动机的额定电流来在长期工作制或间断长期工作制下，按电动机的额定电流来确定热继电器的型号及热元件的额定电流等级。确定热继电器的型号及热元件的额定电流等级。在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。不产生误动作。对于正反转和通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继对于正反转和通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继电器作为过载保护装置，
34、必要时可选用埋入电动机绕组的温度电器作为过载保护装置，必要时可选用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。继电器或热敏电阻来保护。 用途用途 结构及工作原理结构及工作原理 符号符号a）外形 b）结构图a）外形 b）结构图1.4.61.4.6固态继电器固态继电器1.固态继电器的分类按切换负载性质分，有直流型固态继电器按切换负载性质分，有直流型固态继电器(DC-SSR)和交和交流型固态继电器流型固态继电器(AC-SSR)两种。两种。按输入与输出之间的隔离方式分，有光电隔离型、磁隔离按输入与输出之间的隔离方式分，有光电隔离型、磁隔离型和混合型三种，其中以光电隔离型为最多。型和混合型三种，其中以光
35、电隔离型为最多。AC-SSR按控制触发信号不同，可分为过零触发型和随即按控制触发信号不同，可分为过零触发型和随即导通型两种。导通型两种。2.固态继电器的工作原理固态继电器的工作原理图图1-26交流固态继电器的工作原理框图交流固态继电器的工作原理框图1)负载为感性负载时，如直流电磁阀或电磁铁，应在负载两端并联一只二极负载为感性负载时，如直流电磁阀或电磁铁，应在负载两端并联一只二极管，极性如图所示。管，极性如图所示。2)SSR工作时应尽量把它靠近负载，其输出引线应满足负载电流的需要。工作时应尽量把它靠近负载，其输出引线应满足负载电流的需要。3)使用电源属于经交流降压整流所得的，其滤波电解电容应足够
36、大。使用电源属于经交流降压整流所得的，其滤波电解电容应足够大。3.固态继电器的使用固态继电器的使用1.5、主令电器、主令电器 主令电器是指在电气自动控制系统中用来发出主令电器是指在电气自动控制系统中用来发出信号指令的电器。它的信号指令将通过继电器、信号指令的电器。它的信号指令将通过继电器、接触器和其它电器的动作，接通和分断被控制电接触器和其它电器的动作，接通和分断被控制电路，以实现对电动机和其它生产机械的远距离控路，以实现对电动机和其它生产机械的远距离控制。制。 分类：分类：（1）按钮（2）行程开关 （3）接近开关（3）万能转换开关（手动控制电器）（手动控制电器） 用途用途 按钮常用于接通和断
37、开控制电路。一般情况下它按钮常用于接通和断开控制电路。一般情况下它只能短时接通或分断只能短时接通或分断5A以下的小电流电路，向其它以下的小电流电路，向其它电器发出指令性的电信号，控制其它电器动作。由电器发出指令性的电信号，控制其它电器动作。由于按钮载流量小，不能直接用于控制主电路的通断于按钮载流量小，不能直接用于控制主电路的通断。 结构及工作原理(b) 结构结构按钮的外形图和结构：按钮的外形图和结构：按钮开关的外形和符号按钮开关的外形和符号(a) 外形图外形图常闭触点常闭触点复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连杆常闭静触头常闭静触头桥式静触头桥式静触头常开静触头常开静触头外壳外壳4SBSBSB结结构
38、构符符号号名名称称常闭按钮常闭按钮( (停止按钮停止按钮) )常开按钮常开按钮( (起动按钮起动按钮) )复合按钮复合按钮1234123按钮帽按钮帽在按下按钮帽令在按下按钮帽令其动作时，首先其动作时，首先断开常闭触头，断开常闭触头，再通过一定行程再通过一定行程后才接通常开触后才接通常开触头；松开按钮帽头；松开按钮帽时，复位弹簧先时，复位弹簧先将常开触头分断，将常开触头分断，通过一定行程后通过一定行程后常闭触头才闭合。常闭触头才闭合。 选择使用时应从使用场合、所需触点数及按钮选择使用时应从使用场合、所需触点数及按钮帽的颜色等因素考虑。一般帽的颜色等因素考虑。一般“绿色绿色”表示表示起动起动，“红
39、色红色”表示表示停止停止， “黑色黑色”表示表示点动点动，“蓝色蓝色”表示表示复位复位，“启动启动”与与“停止停止”交替用交替用黑白黑白、白色白色或或灰色灰色。（2）行程开关）行程开关 用途用途 行程开关又称限位开关或位置开关，它利用生行程开关又称限位开关或位置开关，它利用生产机械运动部件的碰撞，使其内部触点动作，分断产机械运动部件的碰撞，使其内部触点动作，分断或切换电路，从而实现生产机械的自动往复控制或或切换电路，从而实现生产机械的自动往复控制或限位保护限位保护 结构结构 结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。常开触点：常开触点：常闭触点：常闭触点：3
40、3. .接近开关的符号接近开关的符号（4）万能转换开关）万能转换开关 用途用途 具有更多操作位置和触点、能够接多个电路的具有更多操作位置和触点、能够接多个电路的一种手动控制电器。由于它的档位多、触点多，可一种手动控制电器。由于它的档位多、触点多，可控制多个电路，能适应复杂线路的要求。控制多个电路，能适应复杂线路的要求。 结构结构 符号符号图图1-35万能转换开关的图形符号与触点通断表万能转换开关的图形符号与触点通断表万能转换开关的符号及触点通断表万能转换开关的符号及触点通断表1.61.6信号电器信号电器指示灯的颜色及其含义指示灯的颜色及其含义颜色含义解释典型应用红色异常情况或警报对可能出现危险
41、和需要立即处理的情况报警电源指示；温度超过规定限制；设备的重要部分已被保护电器切断黄色警告状态改变或变量接近其极限值参数偏离正常值绿色准备、安全安全运行条件指示或机械准备起动冷却系统运转蓝色特殊指示上述几种颜色未包括的任一种功能选择开关处于指定位置白色一般信号上述几种颜色未包括的各种功能，如某种动作正常 1.7开关电器开关电器1、开关电器、开关电器 低压开关主要用作隔离、转换以及接通和分断电路。低压开关主要用作隔离、转换以及接通和分断电路。常作为机床电路的电源开关，或用于局部照明电路常作为机床电路的电源开关，或用于局部照明电路的控制及小容量电动机的起动、停止和正反转控制的控制及小容量电动机的起
42、动、停止和正反转控制等。等。 分类：分类：（1）刀开关（2）低压断路器（3）漏电保护器 （1）刀开关）刀开关 用途用途 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，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（广泛用在照明电路和小容量（5.5kW）、不频繁起动的动力电路）、不频繁起动的动力电路的控制电路的控制电路中。中。 结构结构 符号符号 注意事项注意事项 刀开关安装时，瓷底应与地面垂直，手柄向上，易于灭弧，刀开关安装时，瓷底应与地面垂直，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，危不得倒装或平装。倒装时手柄可能因自
43、重落下而引起误合闸，危及人身和设备安全。一般电源线接上方，负载接下方及人身和设备安全。一般电源线接上方，负载接下方b）双极 c）三极QK QK a）单极 或 QK ( (自动空气开关自动空气开关) ) 用途用途 它集控制和多种保护功能于一身，除能完成接它集控制和多种保护功能于一身，除能完成接通和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的通和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的短短路、过载、失压路、过载、失压等故障进行保护。等故障进行保护。 符号符号QF (自动空气断路器自动空气断路器)锁钩锁钩主触点主触点手动闭合手动闭合 电磁电磁 脱扣器脱扣器 欠压欠压 脱扣器脱扣器衔铁释放衔铁释放连杆装置连杆
44、装置释放弹簧释放弹簧 脱扣器是自动开关的主要保护装置，脱扣器是自动开关的主要保护装置，包括包括电磁脱扣器电磁脱扣器（作短路保护）、（作短路保护）、热脱热脱扣器扣器（作过载保护）、（作过载保护）、欠压脱扣器欠压脱扣器（作（作失压保护）失压保护）以及由电磁和热脱扣器组合以及由电磁和热脱扣器组合而成的复式脱扣器等种类。电磁脱扣器而成的复式脱扣器等种类。电磁脱扣器的线圈串联在主电路中，若电路或设备的线圈串联在主电路中，若电路或设备短路，主电路电流增大，线圈磁场增强，短路，主电路电流增大，线圈磁场增强，吸动衔铁，使操作机构动作，断开主触吸动衔铁，使操作机构动作，断开主触点，分断主电路而起到短路保护作用。
45、点，分断主电路而起到短路保护作用。电磁脱扣器有调节螺钉，可以根据用电电磁脱扣器有调节螺钉，可以根据用电设备容量和使用条件手动调节脱扣器动设备容量和使用条件手动调节脱扣器动作电流的大小。作电流的大小。 热脱扣器是一个双金属片热继电器。热脱扣器是一个双金属片热继电器。它的发热元件串联在主电路中。当电路它的发热元件串联在主电路中。当电路过载时，过载电流使发热元件温度升高，过载时，过载电流使发热元件温度升高，双金属片受热弯曲，顶动自动操作机构双金属片受热弯曲，顶动自动操作机构动作，断开主触点，切断主电路而起过动作，断开主触点，切断主电路而起过载保护作用。载保护作用。 用途用途 它集控制和多种保护功能于
46、一身，除能完成接通和分断它集控制和多种保护功能于一身，除能完成接通和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的短路、过载、失压电路外，还能对电路或电气设备发生的短路、过载、失压等。等。 原理图原理图工作原理工作原理 当正常工作时，不论三相负载是否平衡，通过零序电流当正常工作时，不论三相负载是否平衡，通过零序电流互感器主电路的三相电流相量之和等于零，故其二次绕组互感器主电路的三相电流相量之和等于零，故其二次绕组中无感应电动势产生，漏电保护器工作于闭合状态。如果中无感应电动势产生，漏电保护器工作于闭合状态。如果发生漏电或触电事故，三相电流之和便不再等于零，而等发生漏电或触电事故，三相电流之和便不再等于
47、零，而等于某一电流值于某一电流值Is。Is会通过人体、大地、变压器中性点形成会通过人体、大地、变压器中性点形成回路，这样零序电流互感器二次侧产生与回路，这样零序电流互感器二次侧产生与Is对应的感应电动对应的感应电动势，加到脱扣器上，当势，加到脱扣器上，当Is达到一定值时，脱扣器动作，推动达到一定值时，脱扣器动作，推动主开关的锁扣，分断主电路。主开关的锁扣，分断主电路。第四节第四节 熔断器熔断器 用途：用途： 主要用作短路保护。主要用作短路保护。 结构：结构： 熔断器主要由熔体（俗称保险丝）和安装熔体的熔管两部分熔断器主要由熔体（俗称保险丝）和安装熔体的熔管两部分组成。熔体由易熔金属材料铅、锡、
48、锌、银、铜及其合金制成，组成。熔体由易熔金属材料铅、锡、锌、银、铜及其合金制成，通常做成丝状或片状。熔管是装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘钢纸通常做成丝状或片状。熔管是装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。或玻璃纤维制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。 工作原理：工作原理： 熔断器的熔体与被保护的电路串联，当电路正常工作时，熔熔断器的熔体与被保护的电路串联，当电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断。当电路发生短路或严重过体允许通过一定大小的电流而不熔断。当电路发生短路或严重过载时，熔体中流过很大的故障电流，当电流产生的热量达到熔体载时，熔体中流过很大的故障电
49、流，当电流产生的热量达到熔体的熔点时，熔体熔断切断电路，从而实现保护目的。的熔点时，熔体熔断切断电路，从而实现保护目的。电路符号电路符号FU熔体额定电流熔体额定电流 的选择：的选择：FIstFII216 .113. 频繁起动频繁起动 的电机的电机stFII315.21异步电机的起动电流异步电机的起动电流 Ist=(57) 额定电流额定电流2. 一般电机一般电机LFII（稍大）（稍大）1. 无冲击电流的场合无冲击电流的场合（如电灯、电炉）（如电灯、电炉）安秒特性安秒特性tIF习题习题1.接触器的主要结构有哪些？交流接触器和直流接触器如何接触器的主要结构有哪些？交流接触器和直流接触器如何区分？区分？2.在电动机的控制电路中，热继电器与熔断器各起什么作用？在电动机的控制电路中，热继电器与熔断器各起什么作用？两者能否相互替换？为什么？两者能否相互替换？为什么？3.中间继电器的作用是什么？中间继电器与接触器有何异同？中间继电器的作用是什么？中间继电器与接触器有何异同？4.低压断路器具有哪些脱扣装置？分别说明其功能。低压断路器具有哪些脱扣装置？分别说明其功能。
