1、2023-5-141授课专业：工业工程授课专业：工业工程授课教师：孙永利授课教师：孙永利机电一体化原理2023-5-142第第1章章 电气控制系统常用器件电气控制系统常用器件2023-5-143主要内容主要内容1.电器的基本知识电器的基本知识2.接触器接触器3.继电器继电器4.开关电器开关电器5.熔断器熔断器6.主令电器主令电器7.信号电器信号电器8.常用执行器件常用执行器件9.常用检测仪表常用检测仪表10.常用安装附件常用安装附件 2023-5-1441.电器的定义和分类电器的定义和分类n定义定义p电器电器就是根据外界施加的信号和要求，能手动或自就是根据外界施加的信号和要求，能手动或自动地断
2、开或接通电路，断续或连续地改变电路参数，动地断开或接通电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电工器械。变换和调节的电工器械。p低压电器低压电器通常指工作在通常指工作在交流电压交流电压1200v、直流电压直流电压1500v以下的电器，采用电磁原理完成上述功能的以下的电器，采用电磁原理完成上述功能的低压电器称为电磁式低压电器。低压电器称为电磁式低压电器。1.1 电器的基础知识电器的基础知识2023-5-1451.1 电器的基础知识电器的基础知识2023-5-1461.1 电器的基础知识电器的基础知识2
3、023-5-1472.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n电磁式低压电器最常用的低压电器最常用的低压电器 结构上，由三个主要部分组成：结构上，由三个主要部分组成：触头触头、灭弧装置灭弧装置和和电磁机构电磁机构。1.1 电器的基础知识电器的基础知识2023-5-1482.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n 触头p形式1.1 电器的基础知识电器的基础知识2023-5-1492023-5-14102.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n 灭弧装置p电弧的产生和灭弧 电弧的产生和危害电弧的产生和危害 灭弧：灭弧：把电弧拉长，把电弧变短。把电弧拉长，把电弧变短。1.1 电器的基础知识电器的基础知识20
4、23-5-1411 1.电弧的概念电弧的概念 当开关电器在大气中开断电路时，若电流大于 0.251A；电压大于220V，触头间隙（简称弧隙）中会产生电弧电压和电流达到一定值时，触头刚刚分离后，触头之间就会产生强烈的白光，称为电弧。补充知识认识电弧2023-5-14122.电弧的本质电弧的本质 电弧的实质是一种气体放电现象。3.电弧放电的特征电弧放电的特征 （1）电弧由三部分组成。包括阴极区、阳极区和弧柱区。（2）电弧温度很高。（3）电弧是一种自持放电现象。（4）电弧是一束游离的的气体。补充知识认识电弧2023-5-1413 4.电弧的危害电弧的危害 （1）电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的
5、时间延长了开关电器开断故障电路的时间，加重了电力系统短路故障的危害。（2）电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化高温，将使触头表面熔化和蒸化，烧坏绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险。（3）由于电弧在电动力、热力作用下能移动电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造成飞弧短路和伤人，或引起事故的扩大。补充知识认识电弧2023-5-14142023-5-14152.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n电磁机构电磁机构 p作用：电磁机构是电磁式低压电器的感测部件，它的作用：电磁机构是电磁式低压电器的感测部件，它的作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作使作用是将电磁能量转换成机械能
6、量，带动触头动作使之闭合或断开，从而实现电路的接通或分断。之闭合或断开，从而实现电路的接通或分断。p结构：结构：11.1 电器的基础知识电器的基础知识2023-5-14162023-5-14172023-5-14182023-5-14192023-5-14202023-5-14212023-5-14222.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n电磁机构电磁机构 工作原理p吸力特性：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙的关系曲吸力特性：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙的关系曲线称为吸力特性线称为吸力特性。p反力特性：电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙反力特性：电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙的关系曲线称
7、为反力特性。的关系曲线称为反力特性。交流电磁机构的吸力特性：交流电磁机构的吸力特性：F与气隙与气隙无关无关 直流电磁机构的吸力特性：直流电磁机构的吸力特性：F与气隙与气隙的平方成反的平方成反比双曲线比双曲线 吸力和反力的配合：吸力大于反力吸力和反力的配合：吸力大于反力1.1 电器的基础知识电器的基础知识2023-5-1423气隙型铁心气隙型铁心气隙气隙气隙-气隙是磁路与磁路之间的空气间隔。作用可以引起磁路和磁阻的变化 气隙是电机定转子之间的空隙。定子不转，转子需要转动，所以气隙是必须的，根据电机不同，气隙大小也不同。一般来讲，异步电机气隙小，同步电机气隙大。2023-5-14241.1 电器的
8、基础知识电器的基础知识2023-5-14252.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n电磁机构电磁机构 工作原理p吸力特性和反力特性吸力特性和反力特性1.1 电器的基础知识电器的基础知识2023-5-14262.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n 电磁机构 p单相交流电磁机构的特性 噪声和振动的产生噪声和振动的产生 解决办法：加短路环解决办法：加短路环1.1 电器的基础知识电器的基础知识2023-5-1427 线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振动，需加短路环。2023-5-14282023-5-1429短路环减小衔铁吸合时产生的振动和
9、噪音。衔铁 铁芯 线圈 短路环 2023-5-14302.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n 电磁机构 p单相交流电磁机构的特性 加短路环后的电磁吸力特性：加短路环后的电磁吸力特性：1.1 电器的基础知识电器的基础知识2023-5-14312023-5-14322.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n 电磁机构 p输入/输出特性：继电器特性（回环特性）1.1 电器的基础知识电器的基础知识2023-5-14332.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n 电磁机构工作原理的实质 1.1 电器的基础知识电器的基础知识2023-5-14341.接触器的用途和分类接触器的用途和分类n定义定义l 接触器是
10、用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主接触器是用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路的自动控制电器。电路或其他负载电路的自动控制电器。n用途用途l 控制电动机的起动、反转、制动和调速等控制电动机的起动、反转、制动和调速等。l 控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。n分类分类l 交流接触器、直流接触器交流接触器、直流接触器1.2 接触器接触器2023-5-14352023-5-14362023-5-14372023-5-14382023-5-14392023-5-14402.接触器的组成和工作原理接触器的组成和工作原理n组成
11、组成l 电磁机构、主触点和灭弧系统、辅助触点、反力装置、电磁机构、主触点和灭弧系统、辅助触点、反力装置、支架和底座。支架和底座。n工作原理工作原理l 实质：使用电磁机构实质：使用电磁机构1.2 接触器接触器2023-5-14412.接触器的组成和工作原理接触器的组成和工作原理n组成组成l 电磁机构、主触点和灭弧系统、辅助触点、反力装置、电磁机构、主触点和灭弧系统、辅助触点、反力装置、支架和底座。支架和底座。n工作原理工作原理l 实质：使用电磁机构实质：使用电磁机构1.2 接触器接触器2023-5-14421.交流接触器主触点一般就三对，全是常开的。一般标有L1，L2，L3，那三个是接电源的。还
12、有T1，T2，T3，这三个是接受电设备的，A1，A2是接线圈的。辅助触点有常开的，有常闭的。标有NO的是常开的，标有NC的是常闭的。常开触点标有13-14是一组，23-24是另一组，同时还标有NO字样；常闭触点标有11-12是一组，21-22是另一组，同时还标有NC字样2.接线：三对主触点分别与电源和电机串联。辅助触点的常开用于自锁，常闭用于互锁 2023-5-14432023-5-14442023-5-14452.接触器的组成和工作原理接触器的组成和工作原理1.2 接触器接触器2023-5-1446三相异步电动机基本控制电路三相异步电动机基本控制电路熔断器熔断器FU：短路保护短路保护开关开关
13、Q：分断电源（同上）。分断电源（同上）。热继电器热继电器FR：过载保护过载保护合合Q，按下，按下SB2，KM线圈得电，主触点闭合，线圈得电，主触点闭合，电动机通电起动电动机通电起动；自锁触点；自锁触点KM闭合，松闭合，松开开SB2，KM线圈继续得电，线圈继续得电，保证电动机工作保证电动机工作。按按SB1，KM线圈断电，主触点断开，线圈断电，主触点断开，电动机停止电动机停止，辅助触点断开解除自锁。，辅助触点断开解除自锁。失压、欠压保护：失压、欠压保护：意外断电或电源电压跌落太大时，接触器释放，自锁解除。意外断电或电源电压跌落太大时，接触器释放，自锁解除。电源电压恢复正常后，电动机不会自动投入工作
14、。电源电压恢复正常后，电动机不会自动投入工作。接触器控制接触器控制2023-5-14472.接触器的组成和工作原理接触器的组成和工作原理n图形和文字符号图形和文字符号1.2 接触器接触器2023-5-14483.接触器的技术参数接触器的技术参数n额定电压：主触点的额定电压(主触点)n额定电流：主触点的额定电流(主触点)n线圈额定电压n接通和分断能力：(主触点)n额定操作频率接触器的使用类别代号通常标注在产品的铭牌上。1.2 接触器接触器2023-5-14494.接触器的选择接触器的选择n根据负载类型选接触器n根据负载大小选额定电流n选择额定电压n选择交流接触器的经验法选择交流接触器的经验法1.
15、2 接触器接触器2023-5-1450额定功率是额定功率是30KW电压电压380V的电动机如何选择电流的电动机如何选择电流表表;电流互感器电流互感器;控制用的断路器控制用的断路器,交流接触器的型号交流接触器的型号?30kW,额定电流约额定电流约60A(大概是大概是2Pe=2*30），），那么电流那么电流互感器互感器选选150/5（LMZ1-0.5 150/5)电电流表量程为流表量程为150的即可的即可(42L1 150/5)，(电动机电动机的启动电流很大互感器和电流表不宜选太小的）的启动电流很大互感器和电流表不宜选太小的）断路器选断路器选100A的（的（DZ20-100/3300)，交流接，交
16、流接触器选触器选100A的的(CJ20-100)。热继电器选。热继电器选JR20-100的。的。2023-5-1451继电器的定义和分类继电器的定义和分类n 定义继电器是根据某种输入信号来继电器是根据某种输入信号来接通或断开小电流接通或断开小电流控控制电路，实现远距离控制和保护的自动控电器。制电路，实现远距离控制和保护的自动控电器。其输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、其输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量，而输出则是触头的动时间、速度、压力等非电量，而输出则是触头的动作或者是电路参数的变化。作或者是电路参数的变化。1.3 继电器继电器2023-5-14
17、52继电器的定义和分类继电器的定义和分类n分类按输入信号的性质分为：按输入信号的性质分为：电压继电器、电流继电电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等。继电器等。按工作原理分为：按工作原理分为：电磁式继电器、感应式继电器、电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等。电动式继电器、热继电器和电子式继电器等。按输出形式分为：按输出形式分为：有触点和无触点两类。有触点和无触点两类。按用途分为：按用途分为：控制用和保护用继电器等。控制用和保护用继电器等。2023-5-1453电磁式继电器与接触器有何异同
18、点？电磁式继电器与接触器有何异同点？1.相同点相同点：电磁式继电器的结构和工作原理与电磁式接触器相似，电磁式继电器的结构和工作原理与电磁式接触器相似，也是有电磁机构和触点系统组成。也是有电磁机构和触点系统组成。2.区别：区别：（1）继电器对多种输入量的变化做出反应，而接触器只继电器对多种输入量的变化做出反应，而接触器只有在一定的电压信号下动作；有在一定的电压信号下动作；（2）继电器用于切换小电流的控制电路和保护电路，而）继电器用于切换小电流的控制电路和保护电路，而接触器用来控制大电流电路；接触器用来控制大电流电路；（3）继电器没有灭弧装置，无主、辅触点之分。）继电器没有灭弧装置，无主、辅触点之
19、分。2023-5-14541.电磁式继电器p电压继电器电压继电器：触点的动作与线圈的电压大小有关的继电器：触点的动作与线圈的电压大小有关的继电器称作电压继电器称作电压继电器p过电压继电器过电压继电器p欠电压继电器欠电压继电器p表示符号表示符号1.3 1.3 继电器继电器2023-5-14551.电磁式继电器p电流继电器电流继电器：触点的动作与线圈的电流大小有关的继电器触点的动作与线圈的电流大小有关的继电器称作电压继电器称作电压继电器p过电流继电器过电流继电器p欠电流继电器欠电流继电器p表示符号表示符号1.3 1.3 继电器继电器2023-5-14561.电磁式继电器p中间继电器：是一种电压继电
20、器中间继电器：是一种电压继电器p在控制电路中起信号传递、放大、切换和逻辑控制等作用在控制电路中起信号传递、放大、切换和逻辑控制等作用的继电器称作中间继电器。主要用于扩展触点数量，实现的继电器称作中间继电器。主要用于扩展触点数量，实现逻辑控制。逻辑控制。p表示符号表示符号1.3 1.3 继电器继电器2023-5-1457中间继电器中间继电器2023-5-14581.电磁式继电器l中间继电器和接触器的区别：中间继电器和接触器的区别：相同点相同点：输入信号都是电压，都是利用电磁机构的工作原理输入信号都是电压，都是利用电磁机构的工作原理进行工作的。进行工作的。不同点不同点：中间继电器用于小电流的控制电
21、路，在控制电路中中间继电器用于小电流的控制电路，在控制电路中起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用来扩展触点起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用来扩展触点数量，实现逻辑控制。数量，实现逻辑控制。接触器用于频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其接触器用于频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路。他负载电路。它是一种执行电器。它的触点分为主触点和辅它是一种执行电器。它的触点分为主触点和辅助触点，大部分情况下它还带有灭弧装置。助触点，大部分情况下它还带有灭弧装置。1.3 1.3 继电器继电器2023-5-14592.热继电器n热继电器的作用和分类热继电器的作用和分类p作用作
22、用当三相交流电动机出现长期带负荷欠电压运行、长期过载运当三相交流电动机出现长期带负荷欠电压运行、长期过载运行以及长期单相运行等不正常情况时，会导致电动机绕组严行以及长期单相运行等不正常情况时，会导致电动机绕组严重过热乃至烧坏。重过热乃至烧坏。用于电动机的过载保护用于电动机的过载保护:热继电器利用电流的热效应原理以及热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计，实现三相交流电动机的过载保护发热元件热膨胀原理设计，实现三相交流电动机的过载保护p分类分类单相、两相和单相、两相和三相式三相式共三种类型，其中三相式热继电器常用共三种类型，其中三相式热继电器常用于三相交流电动机做过载保护。于三相
23、交流电动机做过载保护。按功能来分，三相式热继电器又有不带断相保护和按功能来分，三相式热继电器又有不带断相保护和带断相保带断相保护护两种类型。两种类型。1.3 1.3 继电器继电器2023-5-14602.热继电器l电动机的过载特性和热继电器的保护特性电动机的过载特性和热继电器的保护特性反时限特性反时限特性1.3 1.3 继电器继电器过载特性保护特性因为热继电器的触点动作时间与被保护的电动机过载程度有关，所以在分析热继电器工作原理之前，首先要明确电动机在不超过允许温升的条件下，电动机的过载电流与电动机通电时间的关系。这种关系称为电动机的过载特性。2023-5-1461为了适应电动机的过载特性而又
24、起到过载保护作用，要求热继电器也应具有如同电动机过载特性那样的反时限特性。为此，在热继电器中必须具有电阻发热元件，利用过载电流通过电阻发热元件产生的热效应使感测元件动作，从而带动触点动作来完成保护作用。热继电器中通过的过载电流与热继电器触点的动作时间关系，称为热继电器的保护特性热继电器的保护特性。2023-5-14622.热继电器l工作原理工作原理 热继电器主要由热元件、双金属片、触头系统等组成。热继电器主要由热元件、双金属片、触头系统等组成。1.3 1.3 继电器继电器热元件3串接在电动机定子绕组中，电动机绕组电流即为流过热元件的电流。当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片2弯曲
25、，但还不足以使继电器动作；当电动机过载时，热元件产生的热量增大，使双金属片弯曲位移增大，经过一定时间后，双金属片弯曲到推动导板4，并通过补偿双金属片5与推杆14将触点9和6分开，触点9和6为热继电器串于接触器线圈回路的常闭触点，断开后使接触器失电，接触器的常开触点断开电动机的电源以保护电动机。2023-5-14632.热继电器l 表示符号表示符号l 控制电路中最常用的是热继电器的常闭触点，热控制电路中最常用的是热继电器的常闭触点，热继电器是怎样保护电机的？继电器是怎样保护电机的？1.3 1.3 继电器继电器2023-5-14642.热继电器l产品产品一般和接触器配合使用，连接方便。一般和接触器
26、配合使用，连接方便。l选用选用额定电流：比电动机的额定电流稍微大一些。额定电流：比电动机的额定电流稍微大一些。动作电流：约为电动机额定电流的动作电流：约为电动机额定电流的80%左右。左右。由于热继电器的保护特性为反时限特性，所以对于可逆运行由于热继电器的保护特性为反时限特性，所以对于可逆运行和频繁通断的电动机，不宜采用热继电器保护，必要时可以和频繁通断的电动机，不宜采用热继电器保护，必要时可以选用装入电动机内部的温度继电器。选用装入电动机内部的温度继电器。1.3 1.3 继电器继电器2023-5-14653.时间继电器 最为常用的一种控制电器。从得到输入信号（线圈得电或断电）开始，最为常用的一
27、种控制电器。从得到输入信号（线圈得电或断电）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，称做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，称做时间继电器。时间继电器。p作用作用p分类：通电延时型、断电延时型。分类：通电延时型、断电延时型。按工作原理分类，有电磁式、电动机式、空气阻尼式、电子式等。最按工作原理分类，有电磁式、电动机式、空气阻尼式、电子式等。最常用的是电子式时间继电器，其他产品已基本淘汰。常用的是电子式时间继电器，其他产品已基本淘汰。p表示符号：1.3 1.3 继电器继电器2023-5-14664.速度继电器 按速度原则动作的继电器，称为速度继电器。p作
28、用：作用：主要应用于三相笼型异步电动机的反接制动中，主要应用于三相笼型异步电动机的反接制动中，因此又称为反接制动控制器。因此又称为反接制动控制器。p组成：组成：主要由定子、转子和触点三部分组成主要由定子、转子和触点三部分组成。p工作原理：工作原理：感生电流产生力矩感生电流产生力矩 P20图图1-20p表示符号表示符号1.3 1.3 继电器继电器2023-5-1467它的任务是当三相电源的以后，产生与实际转子转动方向相反的旋转磁场，从而产生制动力矩。因此，使电动机在制动状态下迅速降低速度。在电机转速接近零时立即发出信号，切断电源使之停车。2023-5-1468它的转子是一个永久磁铁，与电动机或机
29、械轴连接，随着电动机旋转而旋转。转子与鼠笼转子相似，内有短路条，它也能围绕着转轴转动。，故定子随着转子转动而转动起来。定子转动时带动杠杆，杠杆推动触点，使之闭合与分断。当电动机旋转方向改变时，继电器的转子与定子的转向也改变，这时定子就可以触动另外一组触点，使之分断与闭合。当电动机停止时，继电器的触点即恢复原来的静止状态。2023-5-14692023-5-1470左手定则：左手定则：左手定则（安培定则）：已知电流方向左手定则（安培定则）：已知电流方向和磁感线方向，判断通电导体在磁场中和磁感线方向，判断通电导体在磁场中受力方向。（电动机）受力方向。（电动机）伸开左手伸开左手,让磁感线穿入手心让磁
30、感线穿入手心(手心对准手心对准N极，手背对准极，手背对准S极极)，四指指向电流方向四指指向电流方向，那么大拇指的方向就是导体受力方向。那么大拇指的方向就是导体受力方向。右手定则右手定则:确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的感应电流方向的定则。（发电机）确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的感应电流方向的定则。（发电机）右手定则的内容是：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌右手定则的内容是：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则
31、其余四指指向感应电流的方向。体运动方向，则其余四指指向感应电流的方向。2023-5-14715.温度继电器 利用发热元件反映绕组温度并根据绕组温度进行动作的继电器，称为温度继电器p作用：作用：主要应用于温度检测和保护。应用于精度要求不主要应用于温度检测和保护。应用于精度要求不高的场合。高的场合。p组成和工作原理组成和工作原理 双金属片式温度继电器 热敏电阻式温度继电器1.3 1.3 继电器继电器2023-5-14726.液位继电器 某些锅炉和水柜需根据液位的高低变化来控制水泵电动机的启停，这一控制可由液位继电器来完成。l作用：作用：用于液位检测。应用于精度要求不高的场合。用于液位检测。应用于精
32、度要求不高的场合。高精度的液位传感器有差压式等产品。高精度的液位传感器有差压式等产品。1.3 1.3 继电器继电器2023-5-14737.压力继电器压力继电器l作用：作用：通过检测各种气体和液体压力的变化，压力继电通过检测各种气体和液体压力的变化，压力继电器可以发出信号，实现对压力的检测和控制。器可以发出信号，实现对压力的检测和控制。l分类分类：柱塞式、膜片式、弹簧管式、波纹管式：柱塞式、膜片式、弹簧管式、波纹管式l工作原理工作原理：当系统压力达到压力继电器的设定值时，发：当系统压力达到压力继电器的设定值时，发出电信号，使电气元件（如电磁铁、电动机、电磁阀等）出电信号，使电气元件（如电磁铁、
33、电动机、电磁阀等）动作，从而使液路或气路卸压、换向，或关闭电动机使动作，从而使液路或气路卸压、换向，或关闭电动机使系统停止工作，起到安全保护作用等。系统停止工作，起到安全保护作用等。1.3 1.3 继电器继电器2023-5-14742023-5-14758.固态继电器固态继电器n什么是固态继电器？什么是固态继电器？采用固体半导体元件组装而成一种采用固体半导体元件组装而成一种。它依靠。它依靠半导体器件和电子元器件的电磁和光特性来完成输入与半导体器件和电子元器件的电磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离，利用大功率三极管、功率场效应管、输出的可靠隔离，利用大功率三极管、功率场效应管、单向晶闸管和双向
34、晶闸管等器件的开关特性，来达到无单向晶闸管和双向晶闸管等器件的开关特性，来达到无触点、无火花地接通和断开被控电路。触点、无火花地接通和断开被控电路。n特点和使用场合特点和使用场合n表示符号表示符号1.3 1.3 继电器继电器2023-5-14762023-5-1477光敏三极管光敏三极管1.当具有光敏特性的当具有光敏特性的PN 结受到结受到光辐射光辐射时，时，形成光电流形成光电流，由此产，由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了相当于个放大了相当于倍的信号电流。倍的信号电流。2.光敏三极管的一个作用是传输信号，光
35、耦合器（光敏三极管的一个作用是传输信号，光耦合器（optical coupler，英文缩写为，英文缩写为OC）亦称光电隔离器。光耦合器以光为）亦称光电隔离器。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。多、用途最广的光电器件之一。2023-5-1478可控硅原理可控硅原理 可控硅是可控硅整流元件的简称可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有是一种具有三个三个PN 结的四层结构的大功率半
36、导体器件结的四层结构的大功率半导体器件,一般由两晶闸管反向连接而成一般由两晶闸管反向连接而成.它的功用不仅是整流，还可以用作无触点开它的功用不仅是整流，还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，实现将直流电变关以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，将一种频率的交流电变成成交流电的逆变，将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。另一种频率的交流电等等。可控硅和其它半导体器件一样，其有体积小、效率高、稳可控硅和其它半导体器件一样，其有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。它的出现，使半导体技术从弱定性好、工作可靠等优点。它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业
37、、农业、交通运输、军电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。2023-5-14798.固态继电器固态继电器n种类：四端器件，其中两端为输入端，两端为输出端，中间为隔离器种类：四端器件，其中两端为输入端，两端为输出端，中间为隔离器件，以实现输入与输出之间的隔离。件，以实现输入与输出之间的隔离。按切换负载性质分按切换负载性质分 直流和交流两种。直流和交流两种。按工作性质分按工作性质分 直流输入直流输入交流输出型；直流输入交流输出型；直流输入直流输出型；交流直流输出型；交流输入输入交流输出型；交流输
38、入交流输出型；交流输入直流输出型。直流输出型。按输入与输出的隔离分按输入与输出的隔离分 光电隔离光电隔离(包括光电耦合和光控晶闸管等包括光电耦合和光控晶闸管等)和干和干簧继电器隔离簧继电器隔离 按过零功能及控制方式分按过零功能及控制方式分 电压过零、电流过零点的交流电压过零、电流过零点的交流SSR和电流过和电流过零点随机导通的交流零点随机导通的交流SSR此外，还有非过零型交流此外，还有非过零型交流SSR。按封装结构分按封装结构分 塑封型、金属壳全密封型、环氧树脂灌封型和无定型封塑封型、金属壳全密封型、环氧树脂灌封型和无定型封装型装型SSR等。等。n优点和缺点优点和缺点 高寿命，高可靠高寿命，高
39、可靠 灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好 快速转换快速转换 电磁干扰小电磁干扰小n选用选用1.3 1.3 继电器继电器2023-5-14801.作用和分类作用和分类n 作用作用l 开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统，用开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统，用作电源的隔离、电气设备的保护和控制。作电源的隔离、电气设备的保护和控制。n 分类分类l 手动开关和自动开关手动开关和自动开关1.4 1.4 开关电器开关电器2023-5-14812.刀开关刀开关n 作用作用l 刀开关俗称闸刀开关，是一种结构最简刀开关俗称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的
40、一种手动电器。主要单、应用最广泛的一种手动电器。主要用于接通和切断长期工作设备的电源及用于接通和切断长期工作设备的电源及不经常起动及制动、容量小于不经常起动及制动、容量小于7.5KW的的异步电动机。异步电动机。n 分类分类l 按刀数可分为单极、双极和三极按刀数可分为单极、双极和三极 n 安装：安装：刀口在上面，以防断电时由于重力刀口在上面，以防断电时由于重力而闭合。而闭合。l 刀开关现在已较少使用刀开关现在已较少使用1.4 1.4 开关电器开关电器2023-5-14822023-5-14833.低压断路器低压断路器俗称空气开关，是一种自动开关。俗称空气开关，是一种自动开关。n作用作用l 用于分
41、配电能、不频繁地启动异步电动机以及对电源用于分配电能、不频繁地启动异步电动机以及对电源线路及电动机等的保护。当发生严重的过载、短路或线路及电动机等的保护。当发生严重的过载、短路或欠电压等故障时能自动切断电路。是低压配电线路应欠电压等故障时能自动切断电路。是低压配电线路应用非常广泛的一种保护电器。用非常广泛的一种保护电器。l 当电路发生故障时，通过各自的脱扣器使自由脱扣机当电路发生故障时，通过各自的脱扣器使自由脱扣机构动作，自动跳闸实现保护。构动作，自动跳闸实现保护。n结构和工作原理结构和工作原理l 组成：触头、灭弧系统和各种脱扣器组成：触头、灭弧系统和各种脱扣器 1.4 1.4 开关电器开关电
42、器2023-5-14842023-5-14853.低压断路器低压断路器n 结构和工作原理结构和工作原理 过电流脱扣器过电流脱扣器 失压脱扣器失压脱扣器 热脱扣器热脱扣器 远程控制脱扣器远程控制脱扣器1.4 1.4 开关电器开关电器2023-5-14863.低压断路器低压断路器n表示符号表示符号n主要参数：额定电压、额定电流、通断能力主要参数：额定电压、额定电流、通断能力n产品类型介绍产品类型介绍l从小到大、从简单的到智能化负载的产品从小到大、从简单的到智能化负载的产品1.4 1.4 开关电器开关电器2023-5-14873.低压断路器低压断路器n选择选择l 主要是选择主要是选择额定电流额定电流
43、、额定电压、额定电压l 对单台设备：对单台设备：IZKIq 式中，式中，k为安全系数，可取为安全系数，可取1.51.7；Iq 电动机的起电动机的起动电流。动电流。l 对多台电动机：对多台电动机：IZK(Iqmax+电路中其它的工作电流电路中其它的工作电流)式中，式中，k也可取也可取1.51.7；Iqmax 为最大一台电动机为最大一台电动机的起动电流。的起动电流。1.4 1.4 开关电器开关电器2023-5-14881.熔断器的作用、结构和分类熔断器的作用、结构和分类n作用：熔断器基于电流作用：熔断器基于电流热效应原理热效应原理和发热元件和发热元件热熔断原理热熔断原理设计，设计，具有一定的瞬动特
44、性，用于电路的具有一定的瞬动特性，用于电路的短路保护短路保护和和严重过载严重过载保护。保护。n结构：熔断器在结构上主要由熔断管（或盖、座）、熔体及导结构：熔断器在结构上主要由熔断管（或盖、座）、熔体及导电部件等部分组成。其中熔体是主要部分，它既是感测元件又电部件等部分组成。其中熔体是主要部分，它既是感测元件又是执行元件。是执行元件。n工作原理工作原理熔断器串接于被保护电路，当电路发生短路或过载故障时，熔断器串接于被保护电路，当电路发生短路或过载故障时，通过熔体的电流使其发热，当达到熔化温度时熔体自行熔断，通过熔体的电流使其发热，当达到熔化温度时熔体自行熔断，从而分断故障电路，保护设备和人身安全
45、。从而分断故障电路，保护设备和人身安全。n分类分类1.5 1.5 熔断器熔断器2023-5-1489熔断器RLRT16RTDRC1A2023-5-14902023-5-14912.熔断器的保护特性熔断器的保护特性n熔断器的保护特性亦称熔断器的保护特性亦称安秒特性安秒特性，是指熔体的熔化电流，是指熔体的熔化电流与熔化时间之间的关系，它和热继电器的保护特性一样，与熔化时间之间的关系，它和热继电器的保护特性一样，也具有反时限特性。也具有反时限特性。1.5 1.5 熔断器熔断器2023-5-14923.表示符号表示符号 4.熔断器的技术参数熔断器的技术参数n额定电压额定电压n额定电流额定电流n极限分断
46、能力极限分断能力 1.5 1.5 熔断器熔断器2023-5-14935.熔断器的选择熔断器的选择n类型选择类型选择n熔体额定电流的选择熔体额定电流的选择l 对阻性负载：对阻性负载：IreIe l 对单台电动机：对单台电动机：Ire(1.52.5)Ie l 对单台频繁启动的电动机：对单台频繁启动的电动机：Ire(33.5)Ie l 对多台电动机：对多台电动机：Ire(1.52.5)Iemax+Ie 1.5 1.5 熔断器熔断器2023-5-14946.熔断器和热继电器的区别熔断器和热继电器的区别n相同点：相同点：都属于电流保护电器，都具有反时限特性。都属于电流保护电器，都具有反时限特性。n不同点
47、：不同点：l 熔断器主要用于熔断器主要用于短路短路保护，热继电器用于保护，热继电器用于过载过载保护；保护；l 熔断器利用的是热熔断原理，要求溶体有较高的熔断熔断器利用的是热熔断原理，要求溶体有较高的熔断系数；热继电器利用的是热膨胀原理，要求双金属片系数；热继电器利用的是热膨胀原理，要求双金属片有较高的膨胀系数；有较高的膨胀系数；l 热继电器保护有较大的延迟性，而短路保护要求熔断热继电器保护有较大的延迟性，而短路保护要求熔断器的动作必须具有瞬时性。器的动作必须具有瞬时性。1.5 1.5 熔断器熔断器2023-5-14957.熔断器和断路器的区别熔断器和断路器的区别1.5 1.5 熔断器熔断器 是
48、都能实现短路保护短路保护，熔断器的原理是利用电流流经导体会使导体发热，达到导体的熔点后导体融化导体融化，断开电路。保护用电器和线路不被烧坏。它是热量的一个累积，也可以实现过载保护。一旦熔体烧毁就要更换熔体。断路器也可以实现线路的短路和过载保护，不过原理不一样，它是通过脱扣器脱扣器实现断路保护，通过电流的热效应实现过载保护（不是熔断，多不用更换器件）。具体到实际中，当电路中的用电负荷长时间接近于所用熔断器的负荷时，熔断器会逐渐加热，直至熔断。像上面说的，熔断器的熔断是电流和时间共熔断器的熔断是电流和时间共同作用的结果同作用的结果起到对线路进行保护的作用，它是一次性的。而断路器是电路中的电流突然加
49、大，超过断路器的负荷时，会自动断开，它是对电路一个瞬间电流加大的保护，例如当漏电很大时，或短路时，或瞬间电流很大时的保护。当查明原因，可以合闸继续使用。2023-5-14961.主令电器的定义和作用主令电器的定义和作用n定义：主令电器是自动控制系统中用于发送和转换控制定义：主令电器是自动控制系统中用于发送和转换控制命令的电器。命令的电器。n作用：主令电器用于控制电路，不能直接分合主电路。作用：主令电器用于控制电路，不能直接分合主电路。1.6 1.6 主令电器主令电器2023-5-14972.控制按钮控制按钮n作用：在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触作用：在控制电路中用于手动发出控制信号
50、以控制接触器、继电器等。器、继电器等。n工作原理工作原理1.6 1.6 主令电器主令电器2023-5-14982023-5-14992023-5-14100据说这是二战时沿袭下来的，由二进制1与0基本定义进化来的，1就是开，0就是关，圆圈代表圆圈代表“关闭关闭”状态，竖线代表接通状态，竖线代表接通“打开打开”状态。状态。后来经历几十年的应用演化，如今成为国际通用的电源开关标志并广泛应用于生产与日常生活中。2023-5-141012.控制按钮控制按钮n表示符号表示符号n产品介绍产品介绍 1.6 1.6 主令电器主令电器2023-5-141023.转换开关转换开关n作用转换开关是一种多档式、控制多
