1、第 八 章低压电器及继电接触控制1 电器设备及低压电器简述电器设备及低压电器简述电器设备电器设备属于电气设备（电气设备即电设备）。属于电气设备（电气设备即电设备）。电器设备可以很大、很复杂，比如一台彩色电视机或者一套自电器设备可以很大、很复杂，比如一台彩色电视机或者一套自动化装置；电器设备也可以很小、很简单，比如一个钮子开关或者动化装置；电器设备也可以很小、很简单，比如一个钮子开关或者一个熔断器。在工业意义上，电器设备是指能根据特定的信号和要一个熔断器。在工业意义上，电器设备是指能根据特定的信号和要求，自动或手动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，求，自动或手动地接通或断开电路，断续或
2、连续地改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备。电器设备的种类繁多，构造各异。的电气设备。电器设备的种类繁多，构造各异。低压电器（低压电器（Low-voltage Apparatus）则指工作在交流）则指工作在交流1200V、直流、直流1500V以下的电路中起通断、控制、保护和以下的电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备。调节作用的电气设备。低压低压电器电器配电配电电器电器控制控制电器电器开关开关熔断器熔断器接触器接触器继电器继电器起动器起动器中间继电器中间继电器热继电器热继电器时间继电器
3、时间继电器 现代低压电器的发展趋势现代低压电器的发展趋势高性能、小型化、电子高性能、小型化、电子化、智能化、模块化、组合化、多功能化以及可通信功能。化、智能化、模块化、组合化、多功能化以及可通信功能。现代低压电器的特点：现代低压电器的特点：（1）低压电器产品中装有微处理器）低压电器产品中装有微处理器（2）低压电器带有通信接口，能与现场总线连接；）低压电器带有通信接口，能与现场总线连接；（3）采用标准化结构，具有互换性，内部可更换部）采用标准化结构，具有互换性，内部可更换部件采用模块化结构件采用模块化结构（4）保护功能齐全）保护功能齐全（5）外部故障记录显示）外部故障记录显示（6）参数测量显示）
4、参数测量显示（7）内部故障自诊断）内部故障自诊断（8）能进行双向通信）能进行双向通信 胶盖开关是一种最常用的简易开关，可用于照明电路的通断，也可用于不频繁地手动操作小型胶盖开关是一种最常用的简易开关，可用于照明电路的通断，也可用于不频繁地手动操作小型电动机（功率在电动机（功率在5.5kW及以下）。及以下）。胶盖胶盖开关开关2 常用低压电器常用低压电器刀片刀片刀座刀座熔丝熔丝上下上下胶木盖胶木盖瓷底瓷底座座铁壳开关可手动不频繁地通断电路或作为线路末端的短路保护之用。铁壳开关可手动不频繁地通断电路或作为线路末端的短路保护之用。由于铁壳开关具有全封闭的可开合的外壳，所以可用于有粉尘的场所。由于铁壳开
5、关具有全封闭的可开合的外壳，所以可用于有粉尘的场所。铁壳开关的壳盖打开时不能合闸，而合闸时壳盖不能打开，比较安全。铁壳开关的壳盖打开时不能合闸，而合闸时壳盖不能打开，比较安全。铁壳铁壳灭弧灭弧罩罩刀座刀座刀片刀片操作手柄操作手柄熔断熔断器器铁壳铁壳开关开关组合组合开关开关M33组合开关又称转换开关，它有三对静触点和三个动触片，通过手柄转动绝缘转轴，组合开关又称转换开关，它有三对静触点和三个动触片，通过手柄转动绝缘转轴，即可转动装在转轴上的三个动触片，从而使电路接通或断开。组合开关可以直接即可转动装在转轴上的三个动触片，从而使电路接通或断开。组合开关可以直接用来控制小容量电动机的起停；对于较大容
6、量的电动机，不能带负载操作。用来控制小容量电动机的起停；对于较大容量的电动机，不能带负载操作。自动空气开关自动空气开关1131324567 8910负载负载1、3、11拉力弹簧，拉力弹簧，2锁扣，锁扣，4、8、10顶杆，顶杆，5、9电磁铁，电磁铁，6发热元件，发热元件，7双金属片。双金属片。自动空气开关又称低压断路器，是重要的配电电器。除具有全负荷分断能力外，还具有短路、过自动空气开关又称低压断路器，是重要的配电电器。除具有全负荷分断能力外，还具有短路、过载、欠压或失压等保护功能，并具有很好的灭弧能力。常用作配电箱中的总开关或分路开关。在建载、欠压或失压等保护功能，并具有很好的灭弧能力。常用作
7、配电箱中的总开关或分路开关。在建筑工程中是应用最广泛的一种电器设备。筑工程中是应用最广泛的一种电器设备。熔断器熔断器半封闭瓷插入式半封闭瓷插入式无填料密封管式无填料密封管式 熔断器是最简便的和最常用的短路保护电器。线路在正常工作时，熔断器的熔丝或熔断器是最简便的和最常用的短路保护电器。线路在正常工作时，熔断器的熔丝或熔片不应熔断，一旦发生短路或严重过载，熔丝或熔片应立即熔断。熔片不应熔断，一旦发生短路或严重过载，熔丝或熔片应立即熔断。有有填填料料螺螺旋旋式式有填料密封管式有填料密封管式按钮按钮 按钮用来接通或断开控制电路，从而控制电动机或其它电气设备的运行。有的按钮按钮用来接通或断开控制电路，
8、从而控制电动机或其它电气设备的运行。有的按钮只有一个常开触点；有的按钮只有一个常闭触点；有一种复合按钮，其中有一个常开触只有一个常开触点；有的按钮只有一个常闭触点；有一种复合按钮，其中有一个常开触点，一个常闭触点，两个触点是互相联动的。按钮还有其它情况。点，一个常闭触点，两个触点是互相联动的。按钮还有其它情况。按钮中通过的电按钮中通过的电流较小，额定电流较小，额定电流在流在5A以下。以下。交流接触器交流接触器3静铁芯静铁芯动铁芯动铁芯主触点主触点辅助触点辅助触点M3吸引吸引线圈线圈 继电器继电器电压继电器电压继电器电流继电器电流继电器中间继电器中间继电器热继电器热继电器时间继电器时间继电器.继
9、电器继电器中间继电器的工作中间继电器的工作原理与接触器相同，原理与接触器相同，只是用途有所不同。只是用途有所不同。接触器主要用来接接触器主要用来接通或断开主电路，通或断开主电路，中间继电器则主要中间继电器则主要用在控制电路中，用在控制电路中，用来扩大辅助触点用来扩大辅助触点的数目。的数目。发热元件发热元件I I常闭触头常闭触头双金双金属片属片扣板扣板热继电器热继电器 热继电器是用于电动机的过载保护。由于热惯性，热继电器不能用作短路保护，这一点正合乎热继电器是用于电动机的过载保护。由于热惯性，热继电器不能用作短路保护，这一点正合乎控制的要求，在电动机启动或短时过载时，热继电器不会动作，避免了不必
10、要的停车。如果要热继控制的要求，在电动机启动或短时过载时，热继电器不会动作，避免了不必要的停车。如果要热继电器复位，可按复位按钮，有的热继电器可以自动复位。电器复位，可按复位按钮，有的热继电器可以自动复位。延时动作延时动作触点触点瞬时动作瞬时动作触点触点活塞活塞及及活塞活塞杆杆铁芯铁芯及及线圈线圈时间继电器时间继电器3 三相异步电动机直接启动的控制电路三相异步电动机直接启动的控制电路1 启动启动 合上合上QS，为启动作准备，为启动作准备 按下按下SB2 KM的的线圈通电线圈通电 KM的的主触点、辅助触点都闭合主触点、辅助触点都闭合 电电动机启动。动机启动。KM 的辅助触点也称自锁触点，其作用是
11、，的辅助触点也称自锁触点，其作用是，即使即使SB2打开，也可使打开，也可使KM的线圈继续通电，这种的线圈继续通电，这种作用称自锁。作用称自锁。2 停车停车 要使电动机停车，按下要使电动机停车，按下SB1即可。即可。热继电器FR启动按钮SB2交流接触器KMM33停车按钮SB1组合开关QS熔断器FU热继电器FR交流接触器KMM33熔断器FU启动按钮SB2停车按钮SB1组合开关QS热继电器FR交流接触器KMM33熔断器FU启动按钮SB2停车按钮SB1组合开关QS热继电器FR交流接触器KMM33熔断器FU启动按钮SB2停车按钮SB1组合开关QS热继电器FR交流接触器KMM33熔断器FU启动按钮SB2停
12、车按钮SB1组合开关QS热继电器FR交流接触器KMM33熔断器FU启动按钮SB2停车按钮SB1组合开关QS3 保护保护 3.1 短路保护：短路保护：起短路保护的电器是熔断器。当电路起短路保护的电器是熔断器。当电路短路时，熔断器熔断，电动机立即停车。短路时，熔断器熔断，电动机立即停车。3.2 过载保护：过载保护：起过载保护的电器是热继电器。当过起过载保护的电器是热继电器。当过载时，热继电器的热元件发热，其常闭触点断开，电动机载时，热继电器的热元件发热，其常闭触点断开，电动机也停车。重新启动时，热继电器的常闭触点应复位。热继也停车。重新启动时，热继电器的常闭触点应复位。热继电器可以是三个热元件，也
13、可以是两个热元件，但不能只电器可以是三个热元件，也可以是两个热元件，但不能只是一个热元件。否则单相短路时，不能起到过载保护作用是一个热元件。否则单相短路时，不能起到过载保护作用。3.3 欠压或失压保护：欠压或失压保护：当欠压或失压时，交流接触器当欠压或失压时，交流接触器的动铁芯释放，其主触点、辅助触点都断开，电动机即停的动铁芯释放，其主触点、辅助触点都断开，电动机即停车。当电源电压恢复时，如不按启动按钮，电动机不能自车。当电源电压恢复时，如不按启动按钮，电动机不能自行启动。这一点较之用刀开关或组合开关直接启动电动机行启动。这一点较之用刀开关或组合开关直接启动电动机安全。安全。热继电器FR交流接
14、触器KMM33熔断器FU启动按钮SB2停车按钮SB1组合开关QS 上述电路分主电路和控制电路两部分：上述电路分主电路和控制电路两部分：主电路：三相电源主电路：三相电源 QS FUKM主触点主触点 FR热元件热元件电动机电动机 控制电路：电源控制电路：电源 SB1 SB2 KM线圈线圈 FR常闭触点常闭触点电源电源KM辅助触点辅助触点 上述电路中，各控制电器按其实际位置画出，上述电路中，各控制电器按其实际位置画出，属于同一控制电器的各元件集中在一起，这样的图属于同一控制电器的各元件集中在一起，这样的图称为控制线路的结构图。结构图的优点是比较容易称为控制线路的结构图。结构图的优点是比较容易识别电器
15、，便于安装和检修；缺点是当线路比较复识别电器，便于安装和检修；缺点是当线路比较复杂和使用电器较多时，线路不容易看清楚。杂和使用电器较多时，线路不容易看清楚。为了读图和分析研究的方便，也为了设计的方便，控为了读图和分析研究的方便，也为了设计的方便，控制电路常根据其工作原理画出，称为原理图。画原理图时，制电路常根据其工作原理画出，称为原理图。画原理图时，应遵循几个原则：应遵循几个原则：（1）主电路和控制电路分开画。）主电路和控制电路分开画。（2）同一电器的各元件按其作用分别画在主电路和控制电路中，）同一电器的各元件按其作用分别画在主电路和控制电路中，并严格按照国标规定的图形符号和文字符号表示。并严
16、格按照国标规定的图形符号和文字符号表示。（3）所有电器的触点都按最初未动作时的状态画出。）所有电器的触点都按最初未动作时的状态画出。（4）接触器或继电器的线圈只能并联，不能串联。）接触器或继电器的线圈只能并联，不能串联。（5）主电路用较粗的线条画在左侧或上方；控制电路用较细的线）主电路用较粗的线条画在左侧或上方；控制电路用较细的线条画在右侧或下方。控制电路中各元件应按自上而下，自左而右的条画在右侧或下方。控制电路中各元件应按自上而下，自左而右的动作顺序排列，这样的图又称梯形图。动作顺序排列，这样的图又称梯形图。三相异步电动机直接启动的控制电路原理图三相异步电动机直接启动的控制电路原理图由于有自
17、锁触点，由于有自锁触点，所以可以连续运行。所以可以连续运行。M3A B CQSFRFRKMFUKMSB2SB1KMM3A B CQSFRFRKMFUSB2SB1KM没有自锁触点，没有自锁触点，可以实现点动控制。可以实现点动控制。例例1：一台电动机：一台电动机点动点动+连续连续运行的控制电路。运行的控制电路。M3A B CQSFRKMFUFRKASB3KASB1KASB2KM例例2：甲、乙两地同时控制一台电机的控制电路。：甲、乙两地同时控制一台电机的控制电路。方法：两启动按钮并联；两停车按钮串联。方法：两启动按钮并联；两停车按钮串联。KMSB1SB2KMSB1SB2乙地乙地甲地甲地FR例例3：以
18、下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行：以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行 KMSB1KMSB2KHSB34 三相异步电动机正反转的控制电路三相异步电动机正反转的控制电路 在生产上往往要求运动部件向两个相反方向运动。例在生产上往往要求运动部件向两个相反方向运动。例如机床工作台的前进与后退；起重机的提升与下降等，这如机床工作台的前进与后退；起重机的提升与下降等，这时就需要电动机的正反转。为了实现电动机的正反转，只时就需要电动机的正反转。为了实现电动机的正反转，只要对调电动机电源相序即可。在控制电路中，则需要两个要对调电动机电源相序即可。在控制电路中，则需要两个交流接触器。交流接触器。在
19、电动机正反转的控制电流中，两个交流接触器不能在电动机正反转的控制电流中，两个交流接触器不能同时工作，否则将发生电源短接。为了防止两个交流接触同时工作，否则将发生电源短接。为了防止两个交流接触器同时工作，在控制电路中使用了互锁触点起互锁作用。器同时工作，在控制电路中使用了互锁触点起互锁作用。FRSB1M3A B CQSFRKMFFUSBFSBRKMFKMFKMRKMRKMFKMRKMR互锁触点互锁触点 上述电路有个缺点，就是在电动机正转过上述电路有个缺点，就是在电动机正转过程中若需要反转，必须先按下停车按钮程中若需要反转，必须先按下停车按钮SB1，让，让互锁触点互锁触点KMF闭合后，再按下反转启
20、动按钮闭合后，再按下反转启动按钮SBR，电动机才反转。为了解决这个问题，常采用复电动机才反转。为了解决这个问题，常采用复合按钮以实现机械互锁。这时在电动机正转过合按钮以实现机械互锁。这时在电动机正转过程中若需要反转，直接按下反转启动按钮程中若需要反转，直接按下反转启动按钮SBR即即可；同样，在反转过程中若需要正转，直接按可；同样，在反转过程中若需要正转，直接按下正转启动按钮下正转启动按钮SBF即可。即可。FRSB1M3A B CQSFRKMFFUSBFSBRKMFKMRKMFKMRKMFKMRKMR机械互锁机械互锁5 三相异步电动机三相异步电动机Y-换接启动的控制电路换接启动的控制电路1 启动
21、启动合上合上QS，为启动作准备，为启动作准备 2 停车停车 要使电动机停车，按下要使电动机停车，按下SB1即可。即可。按下按下SB2 KM1通电通电KMY通电通电KT 通电通电KM 断电断电KMY断电断电KM 通电通电KT 断电断电延时延时（Y接启动）接启动）（接运行）接运行）FRSB2SB1KM1M3A B CQSFRFUKM KTKMYKM1KM KTKTKM KMYKMYKM KM1U1V1W1U2V2W26 行程开关及行程控制行程开关及行程控制1 行程开关行程开关1滚轮滚轮2接杆接杆3凸轮，凸轮，4复位弹簧复位弹簧5触点触点6推杆推杆 行程开关又称限位开关，它有一个或几个常开触点或常闭
22、触点，当机械部件所带动行程开关又称限位开关，它有一个或几个常开触点或常闭触点，当机械部件所带动的挡块撞动行程开关的滚轮时，则行程开关动作，其常开触点闭合，常闭触点打开。的挡块撞动行程开关的滚轮时，则行程开关动作，其常开触点闭合，常闭触点打开。2 行程控制行程控制 在生产上常在生产上常需要使机械部件需要使机械部件作上下或左右往作上下或左右往返运动，这可以返运动，这可以通过行程开关控通过行程开关控制电动机的正反制电动机的正反转来实现，这就转来实现，这就是行程控制。是行程控制。正程正程STASTB逆程逆程STASTB正程正程逆程逆程FRSB1SBFSBRKMFKMRKMFKMRKMFKMRSTAST
23、BM3A B CQSFRKMFFUKMRFRSB1SBFSBRKMFKMRKMFKMRKMFKMRSTASTBSTASTBM3A B CQSFRKMFFU（皮带运输机的控制电路）（皮带运输机的控制电路）皮带运输机通常采用多条皮带联合运行，以运送各种物料，几条皮带就需要几台电皮带运输机通常采用多条皮带联合运行，以运送各种物料，几条皮带就需要几台电动机。假若是两条皮带，就需要两台电动机。为了防止运送物料在皮带上造成堵塞，对动机。假若是两条皮带，就需要两台电动机。为了防止运送物料在皮带上造成堵塞，对皮带运输机的要求是：启动时，要先启动第一条皮带，后启动第二条皮带；停止时，先皮带运输机的要求是：启动时
24、，要先启动第一条皮带，后启动第二条皮带；停止时，先停第二条皮带，再停第一条皮带。所以，皮带运输机的控制，实际上是顺序控制。停第二条皮带，再停第一条皮带。所以，皮带运输机的控制，实际上是顺序控制。M1M2第一条皮带第一条皮带第二条皮带第二条皮带7 三相异步电动机的顺序控制三相异步电动机的顺序控制A B CQSM13FR1KM1FU1M23FR2KM2FU2SB1SB2SB4KM1KM2KM1FR1FR2KM2KM2SB3KM18 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制三相三相异步电动机异步电动机的制动的制动机械制动机械制动电磁抱闸制动电磁抱闸制动电磁离合制动电磁离合制动电气制动电气制动
25、反接制动反接制动能耗制动能耗制动发电反馈制动发电反馈制动断电电磁断电电磁抱闸制动抱闸制动通电电磁通电电磁抱闸制动抱闸制动SB1SB2KM2KM1FRKM1KM2断电电磁抱闸制动断电电磁抱闸制动A B CQSM13FRKM2FUKM1 一般在电梯、吊车、卷扬机等一类升降机械负载上，应采用断电电磁抱闸制动方式；像机床一类经常需要调整加工件位置的机械设备，往往采用通电电磁抱闸制动方式。电磁抱闸制动的优点是制动力矩大，制动迅速、安全可靠、停车准确。其缺点是制动越快，冲击振动就越大，对机械设备不利。M3A B CQSFRKM1FUKM2RFRSB1SB2KM1KM1KM2KM1KM2nKM2速度继电器速
26、度继电器反接制动反接制动M3A B CQSFRKM1FUKM2KM2R能耗制动能耗制动FRSB1SB2KM1KM1KM2KM1KM2KM2KTKT附录：附录：常用电机和电器符号（选自国标常用电机和电器符号（选自国标GB472885电气标准规范汇编电气标准规范汇编）名称名称（文字符号）（文字符号）图形符号图形符号名称名称（文字符号）（文字符号）图形符号图形符号三相鼠笼式异三相鼠笼式异步电动机步电动机（M）开关开关（Q）三相绕线式异三相绕线式异步电动机步电动机（M）熔断器熔断器（FU）M3M3名称名称（文字符号）（文字符号）图形图形符号符号名称名称（文字符号）（文字符号）图形图形符号符号按钮按钮（SB）常开常开触点触点接触器及继电器接触器及继电器吸引线圈吸引线圈常闭常闭触点触点交流交流接触器接触器（KM）常开常开主触点主触点热继热继电器电器（FR）热热元件元件常开辅常开辅助触点助触点常闭常闭触点触点常闭辅常闭辅助触点助触点名称名称（文字符号）（文字符号）图形图形符号符号名称名称（文字符号）（文字符号）图形图形符号符号中间中间继电器继电器（KA）常开常开触点触点时间时间继电器继电器（KT）常开延时常开延时闭合闭合常闭常闭触点触点常闭延时常闭延时断开断开行程行程开关开关（ST）常开常开触点触点常开延时常开延时断开断开常闭常闭触点触点常闭延时常闭延时闭合闭合The End
