1、电气控制技术及可编程控制器电气控制技术及可编程控制器 目目 录录 第一篇第一篇 电器控制（电器控制（2020学时）学时）第一章第一章 常用低压控制电器（常用低压控制电器（6 6学时）学时）第二章第二章 电气控制线路的基本原则和基本环节（电气控制线路的基本原则和基本环节（1010学时）学时）第三章第三章 生产机械的电气控制（生产机械的电气控制（4 4学时）学时）第二篇第二篇 可编程控制器原理及应用（可编程控制器原理及应用（2020学时）学时）第四章第四章 可编程控制器的一般结构及基本工作原理（可编程控制器的一般结构及基本工作原理（3 3学时）学时）第五章第五章 西门子系列西门子系列PLCPLC的
2、规格及系统构成（的规格及系统构成（3 3学时）学时）第六章第六章 SIEMENS PLCSIEMENS PLC的指令系统及编程方法（的指令系统及编程方法（1010学时）学时）第八章第八章 应用举例（应用举例（4 4学时）学时）主要参考书：主要参考书：1 1、工厂电气控制技术、工厂电气控制技术 方承远主编方承远主编 机械工业出版社机械工业出版社2 2、可编程序控制器原理及应用系统设计技术、可编程序控制器原理及应用系统设计技术 （三菱（三菱F F系列及西门子系列及西门子S7S7系列）系列）宋德玉主编宋德玉主编 冶金工业出版社冶金工业出版社3 3、可编程序控制器及系统（可编程序控制器及系统（三菱及三
3、菱及欧姆龙系列欧姆龙系列 ）邹金慧主编邹金慧主编 重庆大学出版社重庆大学出版社4 4、可编程序控制器网络通信及应用可编程序控制器网络通信及应用 邱公伟邱公伟主编主编 清华大学出版社清华大学出版社相关杂志：相关杂志：自动化仪表自动化仪表 自动化与仪表自动化与仪表 工业自动工业自动 化仪表化仪表 中国仪器仪表中国仪器仪表电气自动化电气自动化电气控制技术的发展概述电气控制技术的发展概述电气控制技术的发展分为四个阶段：电气控制技术的发展分为四个阶段：1、集中拖动、集中拖动以一台电动机拖动多台设备；以一台电动机拖动多台设备；2、分散拖动、分散拖动各个运动机构分别由不同电动机拖动；各个运动机构分别由不同电
4、动机拖动；3、硬件电路控制、硬件电路控制采用继电器、接触器及顺序控制器；采用继电器、接触器及顺序控制器；4、软件控制、软件控制可编程控制器可编程控制器一、可编程序控制器的发展概况一、可编程序控制器的发展概况第一代第一代PLCPLC：一位机开发，磁芯存储器存储，单一的逻辑控制功能；一位机开发，磁芯存储器存储，单一的逻辑控制功能；第二代第二代PLCPLC：8 8位微处理器及半导体存储器，系列化产品；位微处理器及半导体存储器，系列化产品；第三代第三代PLCPLC：高性能微处理器及位片式高性能微处理器及位片式CPUCPU，具有多功能及联网通信；，具有多功能及联网通信；第四代第四代PLCPLC：1616
5、位、位、3232位微处理器，高性能位片式微处理器，位微处理器，高性能位片式微处理器，RISCRISC；具有；具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能。联网通信功能。二、二、PLCPLC及其网络是现代工业自动化的支柱及其网络是现代工业自动化的支柱现代工业自动化三大支柱现代工业自动化三大支柱 ：PLC、机器人、机器人、CAD/DAM 1、PLC集三电于一体集三电于一体 工业自动化系统通常分成三类：第一类是控制开关量工业自动化系统通常分成三类：第一类是控制开关量的的逻辑控制系统逻辑控制系统，第二类是控制慢连续量的
6、，第二类是控制慢连续量的过程控制系统过程控制系统，第三类是控制快连续量的第三类是控制快连续量的运动控制系统运动控制系统。以上三种控制系。以上三种控制系统传统上分别对应于不同的控制装置：统传统上分别对应于不同的控制装置：逻辑控制逻辑控制用用电控装电控装置置（电气控制装置即继电器接触器控制柜），（电气控制装置即继电器接触器控制柜），过程控制过程控制用用电仪装置电仪装置（电动单元组合仪表），（电动单元组合仪表），运动控制运动控制用用电传装置电传装置（电气传动控制装置）。所谓三电指的就是电控、电仪、（电气传动控制装置）。所谓三电指的就是电控、电仪、电传。电传。两种实现三电一体化的思路：两种实现三电一体
7、化的思路：一种是在一种是在网络一级实现三电一体化网络一级实现三电一体化，把逻辑控制装置、，把逻辑控制装置、过程控制装置、运动控制装置连入同一网络，则网络就成过程控制装置、运动控制装置连入同一网络，则网络就成了三电统一的载体，在网络一级实现了三电一体化。了三电统一的载体，在网络一级实现了三电一体化。另一种是在另一种是在控制装置一级实现三电一体化控制装置一级实现三电一体化，使一台控制，使一台控制装置既有逻辑控制功能，又有过程控制功能，还有运动控装置既有逻辑控制功能，又有过程控制功能，还有运动控制功能。制功能。集散控制系统即集散控制系统即DCS(distributed control system)
8、系统沿系统沿着前一种思路发展三电一体化，它花费较大，适合于大型着前一种思路发展三电一体化，它花费较大，适合于大型自动化系统。自动化系统。PLC则沿着后一种思路发展三电一体化，它则沿着后一种思路发展三电一体化，它灵活机动，三电一体集成度高，适合于各种规模的自动化灵活机动，三电一体集成度高，适合于各种规模的自动化系统。系统。2、PLC网络的性能价格比高网络的性能价格比高 DCS系统普遍对通信网络采用了系统普遍对通信网络采用了1：1冗余措施；冗余措施；PLC一般在网络级不采用一般在网络级不采用1：1网络冗余，仅在关键部位网络冗余，仅在关键部位选用冗余结构的选用冗余结构的PLC。三、三、PLCPLC产
9、品概览产品概览1、PLC的几种流派的几种流派 PLC产品按地域大体可以分成三个流派：一个流派是产品按地域大体可以分成三个流派：一个流派是美国产品美国产品，一个流派是，一个流派是欧洲产品欧洲产品，还有一个流派是，还有一个流派是日本产日本产品品。西门子西门子S7系列系列PLC欧姆龙欧姆龙C200H系列系列PLC松下松下FP0系列系列PLC2、三种流派的三类代表产品、三种流派的三类代表产品表表1 三种流派的代表产品及网络结构三种流派的代表产品及网络结构 序号序号 代表产品代表产品（型号）（型号）PLC网络网络 生产公司生产公司 1 PLC3 PLC5 3级总线复合型拓扑结构级总线复合型拓扑结构 美国
10、美国AB公司公司（AB）2 S7系列系列 3级总线复合型拓扑结构级总线复合型拓扑结构 西德西门子公西德西门子公司（司（SIEMENS）3 FP系列系列 4级子网的复合型网络级子网的复合型网络 日本松下电工日本松下电工公司公司 4 C系列系列 复合型网络结构复合型网络结构 日本立石公司日本立石公司（OMRON）中央空调中央空调 电梯控制电梯控制 运动系统运动系统 纺织机械纺织机械 木工机械木工机械 污水处理污水处理 包装机械包装机械 通用机械通用机械汽车制造汽车制造立体仓库立体仓库磨床磨床印刷机械印刷机械橡胶化工机械橡胶化工机械第一章第一章 常用低压控制电器常用低压控制电器第一节第一节 概述概述
11、第二节第二节 接触器接触器第三节第三节 继电器继电器第四节第四节 熔断器熔断器第五节第五节 低压开关和低压断路器低压开关和低压断路器第六节第六节 主令电器主令电器第一节第一节 概述概述一、电器的分类一、电器的分类（一）按工作电压等级分（一）按工作电压等级分 1、高压电器、高压电器 用于用于交流电压交流电压1200V、直流电压、直流电压1500V及以上电路中及以上电路中的电的电器，如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等。器，如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等。2、低压电器、低压电器 用于用于交流交流50Hz（或（或60Hz）额定电压为）额定电压为1200V以下、直流额以下、直流额定电压定
12、电压1500V及以下及以下电路内起通断、保护、控制或调节作用的电路内起通断、保护、控制或调节作用的各种电器，如接触器、继电器等。各种电器，如接触器、继电器等。（二）按动作原理分（二）按动作原理分 1、手动电器；、手动电器；2、自动电器、自动电器（三）按用途分（三）按用途分1、控制电器、控制电器 用于控制电路和控制系统，如接触器、继电器用于控制电路和控制系统，如接触器、继电器2、配电电器、配电电器 用于电能的输送和分配，如高压断路器用于电能的输送和分配，如高压断路器3、主令电器、主令电器 用于控制系统中发送动作指令，如按钮、转换开关用于控制系统中发送动作指令，如按钮、转换开关4、保护电器、保护电
13、器 用于电路及电器设备的保护，如熔断器、热继电器用于电路及电器设备的保护，如熔断器、热继电器5、执行电器、执行电器 用于完成某种动作或传送功能，如电磁铁用于完成某种动作或传送功能，如电磁铁二、自动控制系统中常用的低压控制电器二、自动控制系统中常用的低压控制电器接触器接触器交流接触器交流接触器强力小接触器强力小接触器继电器继电器电子时间继电器电子时间继电器热过载继电器热过载继电器中间继电器中间继电器熔断器熔断器低压熔断器低压熔断器低压断路器低压断路器剩余电流保护断路器剩余电流保护断路器小型断路器小型断路器位置开关位置开关按钮及主控开关按钮及主控开关主控和急停开关主控和急停开关 转换开关转换开关第
14、二节第二节 接触器接触器 接触器是用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制接触器是用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。其主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠电路。其主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠（零）电压保护。接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可（零）电压保护。接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可分为交流接触器和直流接触器两种。分为交流接触器和直流接触器两种。一、接触器的结构和工作原理一、接触器的结构和工作原理 主要由主要由电磁系统、触头系统和电磁系统、触头系统和灭弧装置灭弧装置组成，如图所示：组成，如图所示：电磁系统电磁系统触头系统触头
15、系统灭弧装置灭弧装置（一）电磁系统（一）电磁系统 电磁系统的作用是将电磁系统的作用是将电磁能电磁能转换成机械能转换成机械能，产生电磁吸力带，产生电磁吸力带动触头动作。动触头动作。1、电磁系统的结构形式、电磁系统的结构形式 如下图所示，根据铁心形状和衔铁运动方式，可分为三种：如下图所示，根据铁心形状和衔铁运动方式，可分为三种：图图a 适用于直流接触器；适用于直流接触器；图图b 其铁心形状有其铁心形状有E形和形和U形两种，多用于触点容量较大的交流接触器；形两种，多用于触点容量较大的交流接触器；图图c 衔铁和铁心均为双衔铁和铁心均为双E形，形，用于交流接触器、继电器用于交流接触器、继电器2、电磁线圈
16、、电磁线圈 电磁线圈的作用是将电能转换成磁场能量。按通入电流种电磁线圈的作用是将电能转换成磁场能量。按通入电流种类的不同，分为直流线圈和交流线圈两种。类的不同，分为直流线圈和交流线圈两种。对于直流电磁铁对于直流电磁铁 因其铁心不发热因其铁心不发热 只有线圈发热，所以直流只有线圈发热，所以直流电磁铁的电磁线圈做成高而薄的瘦长型电磁铁的电磁线圈做成高而薄的瘦长型 而不设线圈骨架，使线而不设线圈骨架，使线圈与铁心直接接触圈与铁心直接接触 易于散热。易于散热。对于交流电磁铁对于交流电磁铁，因其铁心存在磁滞和涡流损耗，因其铁心存在磁滞和涡流损耗，这样线这样线圈和铁心都发热，所以交流电磁铁的电磁线圈设有骨
17、架圈和铁心都发热，所以交流电磁铁的电磁线圈设有骨架，使铁，使铁心与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样做有利于铁心与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样做有利于铁心和线圈的散热。心和线圈的散热。3、电磁系统的吸力特性和反力特性、电磁系统的吸力特性和反力特性（1）吸力特性）吸力特性电磁吸力与气隙的关系曲线称为吸力特性。近似地表示为：电磁吸力与气隙的关系曲线称为吸力特性。近似地表示为：SBF25104式中，式中，F为电磁吸力；为电磁吸力；B为气隙磁感应强度；为气隙磁感应强度；S为铁心截面积为铁心截面积当当S为常数时，为常数时，22FBF交流电磁机构的吸力特性交流电磁机构的吸力特性 当线圈外
18、加电压当线圈外加电压U不变，交流电磁线圈的阻抗主要取决不变，交流电磁线圈的阻抗主要取决于线圈的电抗（电阻相对很小），则于线圈的电抗（电阻相对很小），则fNUNfEU44.444.4E线圈感应电势（线圈感应电势（V）f线圈外加电压的频率（线圈外加电压的频率（Hz）气隙磁通（气隙磁通（Wb）N线圈匝数线圈匝数 当当f、N和和U为常数时，由上式为常数时，由上式可知，可知，为常数，则电磁吸力为常数，则电磁吸力F为为常数，即常数，即F与气隙与气隙大小无关。大小无关。实际上，考虑到漏磁通的影响，实际上，考虑到漏磁通的影响，F随气隙随气隙的减少略有增加。其吸的减少略有增加。其吸力特性如右图。力特性如右图。直
19、流电磁机构的吸力特性直流电磁机构的吸力特性 根据磁路欧姆定律得：根据磁路欧姆定律得：)(00SINSINRINm 当外加电压当外加电压U和线圈电阻不变时，和线圈电阻不变时，I为常数，为常数，211F则则 即电磁吸力即电磁吸力F与气隙与气隙的平方成反比。其特性曲线如上图。的平方成反比。其特性曲线如上图。在一些要求可靠性较高或操作频繁的场合，一般宜采用在一些要求可靠性较高或操作频繁的场合，一般宜采用直流电磁机构。直流电磁机构。（2）反力特性）反力特性 电磁机构使衔铁释放的力一般有两电磁机构使衔铁释放的力一般有两种：一种是利用弹簧的反力；一种是种：一种是利用弹簧的反力；一种是利用衔铁的自身重力。其特
20、性如右图利用衔铁的自身重力。其特性如右图曲线曲线3。（3）反力特性与吸力特性的配合）反力特性与吸力特性的配合 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；反之，则反力必须大于吸力。如上图。大于反力；反之，则反力必须大于吸力。如上图。（4）电磁机构的输入）电磁机构的输入输出特性输出特性 设电磁机构励磁线圈的电压（或电流）为输入量设电磁机构励磁线圈的电压（或电流）为输入量x，衔铁，衔铁的位置为输出量的位置为输出量y，则衔铁位置与励磁线圈的电压（或电流），则衔铁位置与励磁线圈的电压（或电流）的关系称为电磁机构的输入的关系称为电磁机构的
21、输入输出特性，通常称为输出特性，通常称为“继电特继电特性性”。如图下所示。如图下所示 若将衔铁处于吸合位置记作若将衔铁处于吸合位置记作y=1，释放位置记作，释放位置记作y=0。若。若使吸力特性处于反力特性上方的最小输入量以使吸力特性处于反力特性上方的最小输入量以xc表示，一般称表示，一般称其为电磁机构的动作值；使吸力特性处于反力特性下方的最大其为电磁机构的动作值；使吸力特性处于反力特性下方的最大输入量以输入量以xf表示，一般称其为电磁机构的返回值。一般要求额表示，一般称其为电磁机构的返回值。一般要求额定输入量定输入量xc大于大于xf。当输入量当输入量xxc时衔铁不动作，其时衔铁不动作，其S输出
22、量输出量y=0；当；当x=xc时，时，衔铁吸合，输出量衔铁吸合，输出量y从从“0”跃变为跃变为“1”；再进一步增大输入量；再进一步增大输入量使使xxc，则输出量仍为，则输出量仍为y=1。当输入量。当输入量x从从xc减小的时候，在减小的时候，在xxf的过程中虽然吸力特性向下降低但因衔铁吸合状态下的的过程中虽然吸力特性向下降低但因衔铁吸合状态下的吸力仍比反力大吸力仍比反力大，所以衔铁不会释放，输出量，所以衔铁不会释放，输出量y=1。当。当x=xf l时，时，因吸力小于反力，衔铁才释放，输出量由因吸力小于反力，衔铁才释放，输出量由“1”突变为突变为”0；再；再减小输量，输出量仍为减小输量，输出量仍为
23、“0”。可见，电磁机构的输入。可见，电磁机构的输入 输出输出特性或特性或“继电特性继电特性”为一矩形曲线。为一矩形曲线。（二）触头系统（二）触头系统 触头是接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。触头是接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。1、触头的结构形式、触头的结构形式 按其所控制的电路可分为主触头和辅助触头。按其所控制的电路可分为主触头和辅助触头。主触头：用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流；主触头：用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流；辅助触头：用于接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。辅助触头：用于接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。按其原始状态可分为常开触头
24、和常闭触头。按其原始状态可分为常开触头和常闭触头。常开触头：常开触头：原始状态时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭原始状态时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭合的触头叫常开触头；合的触头叫常开触头；常闭触头：常闭触头：原始状态闭合，线图通电后断开的触头叫常闭触头原始状态闭合，线图通电后断开的触头叫常闭触头（线圈断电后所有触头复原）。（线圈断电后所有触头复原）。2、触头的分类触头的分类（1）按结构形式可分为桥型触头和指型触头，如图所示。）按结构形式可分为桥型触头和指型触头，如图所示。（2）按接触形式可分为点接触、线接触和面接触三种，如图）按接触形式可分为点接触、线接触和面接触三种，如图所示。所示
25、。常用于小电流的电器常用于小电流的电器常用于中容量的电器常用于中容量的电器常用于大容量的电器常用于大容量的电器（三）灭弧装置（三）灭弧装置1、电弧的概念：、电弧的概念：P62、常用的灭弧装置：灭弧罩、灭弧栅、磁吹灭弧装置和多纵、常用的灭弧装置：灭弧罩、灭弧栅、磁吹灭弧装置和多纵缝灭弧装置。缝灭弧装置。（四）接触器的工作原理（四）接触器的工作原理 当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生当电磁线圈通电后，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：常闭触头断开；常开电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开；常开触头闭合，二者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，
26、触头闭合，二者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常开触头断开，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常开触头断开，常闭触头闭合。常闭触头闭合。二、交流接触器二、交流接触器 交流接触器的结构如图所交流接触器的结构如图所示，它主要用于分断和接通交示，它主要用于分断和接通交流主电路。流主电路。交流接触器中噪声的产生及消除交流接触器中噪声的产生及消除F0FrFatmFat 1、产生的原因、产生的原因 交流电磁机构实际吸力曲线交流电磁机构实际吸力曲线如右图。电磁机构在工作中，衔如右图。电磁机构在工作中，衔铁始终受到反作用弹簧、触头铁始终受到反作用弹簧、触头
27、弹弹簧等反作用力簧等反作用力Fr的作用。尽管电的作用。尽管电磁吸力的平均值磁吸力的平均值F0大于，但在某大于，但在某些时候些时候Fat仍将小于仍将小于Fr。当。当Fat Fr时，衔铁开始释放；当时，衔铁开始释放；当Fat Fr时，时，衔铁又开始吸合，从而使衔铁产衔铁又开始吸合，从而使衔铁产生振动，发出噪声。生振动，发出噪声。2、消除的方法、消除的方法 在铁心端部开一个槽，槽内在铁心端部开一个槽，槽内嵌入称为短路环的铜环。嵌入称为短路环的铜环。P8三、直流接触器三、直流接触器 P9四、接触器的主要技术数据有选用原则四、接触器的主要技术数据有选用原则（一）接触器的型号及代表意义（一）接触器的型号及
28、代表意义 P9P11（二）接触器选用原则（二）接触器选用原则 1、额定电压、额定电压 2、额定电流、额定电流 3、电磁线圈的额定电压、电磁线圈的额定电压 4、触头数目、触头数目 5、额定操作频率、额定操作频率 第三节第三节 继电器继电器 继电器主要用于控制与保护电路或作信号转换用。当输入继电器主要用于控制与保护电路或作信号转换用。当输入量变化到某一定值的量变化到某一定值的 继电器动作，其触头接通或断开交、直流继电器动作，其触头接通或断开交、直流小容量小容量的控制问路。的控制问路。继电器的种类很多继电器的种类很多 常用的分类方法有：常用的分类方法有：按用途分：有控制继电器和保护继电器。按用途分：
29、有控制继电器和保护继电器。按动作原理分：有电磁式继电器、感应式继电器、电动式按动作原理分：有电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器和热继电器。继电器、电子式继电器和热继电器。按输入信号的不同来分：有电压继电器、中间继电器、电按输入信号的不同来分：有电压继电器、中间继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器等。流继电器、时间继电器、速度继电器等。一、电磁式继电器一、电磁式继电器常用的电磁式继电器有电压继电器、中间继电器和电流继电器。常用的电磁式继电器有电压继电器、中间继电器和电流继电器。（一）电磁式继电器的结构与工作原理（一）电磁式继电器的结构与工作原理1 1、结构及工作原理、结
30、构及工作原理电磁系统电磁系统触头系统触头系统释放弹簧释放弹簧2 2、图形及文字符号、图形及文字符号（二）电磁式继电器的特性（二）电磁式继电器的特性 1、继电器的输入、继电器的输入输出特性又称继电特性。如下图输出特性又称继电特性。如下图xy0 x2x1y1继电器吸合值继电器吸合值继电器释放值继电器释放值2 2、主要参数、主要参数（1 1）继电器的返回系数）继电器的返回系数 K K值一般要求在值一般要求在0.10.10.40.4之间，以防继电器误动作；欠电之间，以防继电器误动作；欠电压继电器的压继电器的k k值在值在0.60.6以上，可以起到欠电压保护作用。以上，可以起到欠电压保护作用。（2 2）
31、吸合时间和释放时间）吸合时间和释放时间吸合时间：吸合时间：从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间释放时间：释放时间：从线圈失电到衔铁完全释放所需的时间。从线圈失电到衔铁完全释放所需的时间。一般继电器的吸合时间与释放时间为一般继电器的吸合时间与释放时间为0.050.050.15s0.15s，快速，快速继电器为继电器为0.0050.0050.050.05s s。1 1、通过调节释放弹簧的松紧程度、通过调节释放弹簧的松紧程度);(21减小放松时，、拧紧时，kkxx)(1kkx；减薄时增厚时2 2、调整铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄、调整铁心与衔铁间非磁性垫片的
32、厚薄21xxk 称为继电器的返回系数，其值的改变有两种方法：称为继电器的返回系数，其值的改变有两种方法：（三）电压继电器（三）电压继电器（P14P14表表1-51-5）电压继电器反映的是电压信号，使用时，电压继电器的线国与电压继电器反映的是电压信号，使用时，电压继电器的线国与负载并联。常用的有欠（零）电压继电器和过电压继电器两种。负载并联。常用的有欠（零）电压继电器和过电压继电器两种。欠电压继电器：欠电压继电器：电路正常工作时，电路正常工作时，欠电压继电器吸合，欠电压继电器吸合，当电路电当电路电压减小到某一整定值以下时（为压减小到某一整定值以下时（为 30305050 U UN N），欠电压继
33、电器），欠电压继电器释放释放 ，对电路实现欠电压保护。，对电路实现欠电压保护。过电压继电器：过电压继电器：电路正常工作时，电路正常工作时，过电压继电器不动作，当电路电过电压继电器不动作，当电路电压超过某一整定值时（一般为压超过某一整定值时（一般为 105105120120 U UN N），过电压继电器），过电压继电器吸合，对电路实现过电压保护。吸合，对电路实现过电压保护。零电压继电器零电压继电器：当电路电压降低到：当电路电压降低到 5 52525 U UN N时释放，时释放，对电路对电路实现零电压保护。实现零电压保护。中间继电器中间继电器实质上是一种电压继电器实质上是一种电压继电器 中间继电器
34、。它的触头数中间继电器。它的触头数目较多，目较多，电流容量可增大，起到中间放大（触头数目和电流容量）电流容量可增大，起到中间放大（触头数目和电流容量）的作用。的作用。（四）电流继电器（四）电流继电器 电流继电器反映的是电流信号，使用时，电流继电器的电流继电器反映的是电流信号，使用时，电流继电器的线国与负载串联。常用的有欠电流继电器和过电流继电器两线国与负载串联。常用的有欠电流继电器和过电流继电器两种。种。欠电压继流器：欠电压继流器：电路正常工作时，欠电流继电器吸合，当电电路正常工作时，欠电流继电器吸合，当电路电流减小到某一整定值以下时（为路电流减小到某一整定值以下时（为 10102020 U
35、UN N），欠），欠电流继电器释放电流继电器释放 ，对电路实现欠电流保护。，对电路实现欠电流保护。过电压继电器：过电压继电器：电路正常工作时，电路正常工作时，过电流继电器不动作，过电流继电器不动作，当电路电流超过某一整定值时（一般为当电路电流超过某一整定值时（一般为 110110140140 U UN N），），过电流继电器吸合，对电路实现过电流保护。过电流继电器吸合，对电路实现过电流保护。P15 P15 表表1-61-6二、干簧继电器二、干簧继电器 干簧继电器可以反映电压、电流、功率以及电流极性等信干簧继电器可以反映电压、电流、功率以及电流极性等信号的变化。号的变化。1 1、组成：主要由干式
36、舌簧片和励磁线圈组成。如下图、组成：主要由干式舌簧片和励磁线圈组成。如下图2 2、工作原理：、工作原理：当线圈通电后，管中两当线圈通电后，管中两舌簧片的自由端分别被磁化舌簧片的自由端分别被磁化成成N N极和极和S S极而相互吸引，因极而相互吸引，因而接通了被控制的电路。线而接通了被控制的电路。线圈断电后，舌簧片在本身的圈断电后，舌簧片在本身的弹力作用下分开并复位，控弹力作用下分开并复位，控制电路被切断。制电路被切断。P16P16表表1-71-7三、自动控制用小型继电器三、自动控制用小型继电器 小型继电器适用于自动控制系小型继电器适用于自动控制系统和电子线路、计算机接口线路。统和电子线路、计算机
37、接口线路。以以JTX系列继电器为例系列继电器为例 JTX系列继电器分为交流、直系列继电器分为交流、直流电压和直流电流三种型式。其组流电压和直流电流三种型式。其组成及工作原理如右图。成及工作原理如右图。P17 表表1-8四、热继电器四、热继电器（一）热继电器的结构与工作原理（一）热继电器的结构与工作原理1、结构：如右图、结构：如右图 热继电器一般用于三相异步电动机的长期过载保护。热继电器一般用于三相异步电动机的长期过载保护。2、工作原理、工作原理（二）断相保护热继电器（二）断相保护热继电器1、结构：如右图、结构：如右图2、工作原理、工作原理（三）热继电器主要技术参数（三）热继电器主要技术参数 P
38、19（四）热继电器的图形及文字（四）热继电器的图形及文字五、时间继电器五、时间继电器 从得到输入信号（线圈的通电或断电）开始，经过一定从得到输入信号（线圈的通电或断电）开始，经过一定的延时后才输出信号（触头的闭合或断开）的继电器，称为的延时后才输出信号（触头的闭合或断开）的继电器，称为时间继电器。时间继电器。时间继电器的延时方式有两种：时间继电器的延时方式有两种：通电延时：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。生变化。当输入信号消失后，输出瞬时复原。断电延时：断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应的
39、输出信号。当接受输入信号时，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。输入信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原。时间继电器的种类：时间继电器的种类：电磁式、空气阻尼式、半导体式等。电磁式、空气阻尼式、半导体式等。（一）直流电磁式时间继电器（一）直流电磁式时间继电器1、结构、结构 直流电磁式时间继电器在铁直流电磁式时间继电器在铁心的结构上与其它继电器不同，心的结构上与其它继电器不同，如右图。如右图。2、工作原理、工作原理 当继电器通电吸合时，触头立即动作；当继电器断电时，当继电器通电吸合时，触头立即动作；当继电器断电时，延时打开常开触头和延时闭合常闭触头。延时打开常
40、开触头和延时闭合常闭触头。继电器时间的长短靠改变铁心与衔铁间非磁性垫片的厚继电器时间的长短靠改变铁心与衔铁间非磁性垫片的厚（延时短）薄（延时长）或改变弹簧的松（延时长）紧（延（延时短）薄（延时长）或改变弹簧的松（延时长）紧（延时短）来调节。时短）来调节。P21 表表1-10（二）空气阻尼式时间继电器（二）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作用而达到延时的空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼作用而达到延时的目的。目的。1、结构、结构 由电磁机构、延时机构和触头组成。如下图由电磁机构、延时机构和触头组成。如下图2、种类及延时方式、种类及延时方式种类：种类：空气阻尼式时间继电器的
41、电磁机构有交流，直流两种，空气阻尼式时间继电器的电磁机构有交流，直流两种，相应的继电器就有交流和直流之分。相应的继电器就有交流和直流之分。延时方式：延时方式：有通电延时型和断电延时型。有通电延时型和断电延时型。3、工作原理、工作原理 4、图形及符号、图形及符号 断电延时线圈断电延时线圈KT通电延时线圈通电延时线圈KT（三）半导体时间继电器（三）半导体时间继电器 P23六、速度继电器六、速度继电器 速度继电器主要用于笼型异步速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制，也称反接电动机的反接制动控制，也称反接制动继电器。制动继电器。1、结构：如右图、结构：如右图2、工作原理、工作原理 速度继电器
42、的轴与电动机的轴相连接。转子固定在轴上，定子速度继电器的轴与电动机的轴相连接。转子固定在轴上，定子与轴同心。当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，绕组切与轴同心。当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，绕组切割磁场产生感应电动势和电流，此电流和永久磁铁的磁场作用产生割磁场产生感应电动势和电流，此电流和永久磁铁的磁场作用产生转矩，转矩，使定子向轴的转动方向偏摆，使使定子向轴的转动方向偏摆，使 通过定子柄拨动触头，使常通过定子柄拨动触头，使常闭触头断开、闭触头断开、常开触头闭合。当电动机转速下降到接近零时常开触头闭合。当电动机转速下降到接近零时，转矩，转矩减小，减小，定子柄在弹簧力的作用下恢
43、复原位，定子柄在弹簧力的作用下恢复原位，触头也复原。触头也复原。3、图形及符号、图形及符号 速度继电器有两组触头（各有一对常开触头和一对常闭速度继电器有两组触头（各有一对常开触头和一对常闭触头），可分别控制电动机正、反转的反接制动。图形及符触头），可分别控制电动机正、反转的反接制动。图形及符号如下图。号如下图。第四节第四节 熔断器熔断器 熔断器在电路中主要起短路保护作用。熔断器在电路中主要起短路保护作用。熔断器主要由熔体和安装熔体的绝缘管组成。使用时，熔熔断器主要由熔体和安装熔体的绝缘管组成。使用时，熔体串接于被保护的电路中，当电路发生短路故障时，熔体被瞬体串接于被保护的电路中，当电路发生短路
44、故障时，熔体被瞬时熔断而分断电路，起到保护作用。时熔断而分断电路，起到保护作用。一、常用的熔断器一、常用的熔断器 P25P25二、熔断器的主要特性二、熔断器的主要特性（一）安秒特性（一）安秒特性 熔断时间熔断时间t t与通过熔体的电流与通过熔体的电流I I的关系，如图。的关系，如图。（二）极限分断能力（二）极限分断能力 P25P25 三、熔断器的选用三、熔断器的选用第五节第五节 低压开关和低压断路器低压开关和低压断路器一、低压断路器一、低压断路器1、作用、作用（1）用于低压配电电路非频）用于低压配电电路非频繁通断控制；繁通断控制；（2）在电路发生短路、过载）在电路发生短路、过载或欠电压等故障时
45、，自动分断或欠电压等故障时，自动分断电路电路。2、结构及工作原理、结构及工作原理 如右图如右图3、低压断路器的类型、低压断路器的类型（1）万能式断路器（或称为框架式断路器），作配电网络的）万能式断路器（或称为框架式断路器），作配电网络的保护开关；保护开关；（2）塑料外壳式断路器，除作作配电网络的保护开关外，还）塑料外壳式断路器，除作作配电网络的保护开关外，还可用作电动机、照明电路及电热器的控制开关；可用作电动机、照明电路及电热器的控制开关；（3）快速断路器，用于半导体整流元件和整流装置的保护；）快速断路器，用于半导体整流元件和整流装置的保护；（4）限流断路器，用于短路电流相当大的电路中。）限流
46、断路器，用于短路电流相当大的电路中。4、低压断路器的选用、低压断路器的选用（1）额电压大于或等于线路或设备的额定电压；电流大于或）额电压大于或等于线路或设备的额定电压；电流大于或等于负载工作电流等于负载工作电流（2）断路器的通断能力大于或等于电路的最大短路电流；）断路器的通断能力大于或等于电路的最大短路电流；（3）塑料外壳式断路器用在短路电流不太大的场合；限流式）塑料外壳式断路器用在短路电流不太大的场合；限流式断路器用在短路电流相当大的场合；框架式断路器用在额定电断路器用在短路电流相当大的场合；框架式断路器用在额定电流比较大或有选择性保护要求时；直流快速断路器用在起控制流比较大或有选择性保护要
47、求时；直流快速断路器用在起控制和保护的半导体器件直流电路中。和保护的半导体器件直流电路中。5、图形及文字符号、图形及文字符号QF2、类型：、类型：胶壳刀开关和铁壳刀开关两种。胶壳刀开关和铁壳刀开关两种。3、胶壳刀开关使用注意事项、胶壳刀开关使用注意事项（1）安装时，手柄向上，不得倒装或）安装时，手柄向上，不得倒装或平装，避免自动下落误动作合闸；平装，避免自动下落误动作合闸；（2）接线时，电源线接在上端，负载）接线时，电源线接在上端，负载线接在端，使拉闸后刀片与电源隔离线接在端，使拉闸后刀片与电源隔离。4、胶壳图形及符号、胶壳图形及符号二、刀开关二、刀开关 1、作用、作用（1）非频繁接通和分断电
48、路；（非频繁接通和分断电路；（2）将电路与电源隔离）将电路与电源隔离。三、组合开关三、组合开关 1、作用、作用（1）非频繁接通电路、换接电源和）非频繁接通电路、换接电源和负载；负载；（2）测量三相电压以及控制小容量）测量三相电压以及控制小容量感应电动机感应电动机。2、结构及图形、文字符号、结构及图形、文字符号 如右图如右图第六节第六节 主令电器主令电器 主令电器主要用来切换控制电路。主令电器主要用来切换控制电路。主要有：控制按钮、位置开关、凸轮控制器与主令控制器。主要有：控制按钮、位置开关、凸轮控制器与主令控制器。一、控制按钮一、控制按钮1、作用：在低压控制电路中，用于发布手动控制指令。、作用
49、：在低压控制电路中，用于发布手动控制指令。2、结构及分类、结构及分类 结构如右图结构如右图 按用途和结构的不同，分为按用途和结构的不同，分为起动按钮、停止按钮和复合按钮起动按钮、停止按钮和复合按钮等。等。起动按钮起动按钮带有常开触头，手指按下按钮帽，常开触头闭合；带有常开触头，手指按下按钮帽，常开触头闭合；手指松开，常开触头复位。手指松开，常开触头复位。停止按钮停止按钮带有常闭触头，手指按下按钮帽，常闭触头断开；带有常闭触头，手指按下按钮帽，常闭触头断开；手指松开，常闭触头复位。手指松开，常闭触头复位。复合按钮复合按钮带有常开触头和常闭触头，手指按下按钮帽，先带有常开触头和常闭触头，手指按下按
50、钮帽，先断开常闭触头再闭合常开触头；手指松开，常开触头和常闭触断开常闭触头再闭合常开触头；手指松开，常开触头和常闭触头先后复位。头先后复位。图形及文字符号如图：图形及文字符号如图：二、位置开关（又称行程开关）二、位置开关（又称行程开关）位置开关位置开关在电气控制系统中，用以实现顺序控制、定位在电气控制系统中，用以实现顺序控制、定位控制和位置开关的检测。它包括以机械行程直接驱动的行程开控制和位置开关的检测。它包括以机械行程直接驱动的行程开关和微动开关及以电磁信号（非接触式）输入动作信号的接近关和微动开关及以电磁信号（非接触式）输入动作信号的接近开关。开关。行程开关行程开关是一种利用生产机械的某些
