第一篇第1章 常用低壓控制電器

1、可編程控制器（可編程控制器（PLC）學分：學分：1.51.5學時：學時：2424考核方法：考試考核方法：考試授課教師：尹涓授課教師：尹涓第一篇電氣控制技術(shù)第第1章章 常用低壓控制電器常用低壓控制電器1.1 低壓電器的基本知識w重要性：低壓電器是電力拖動自動控制系統(tǒng)基本組成元件，直接決定控制系統(tǒng)的優(yōu)劣。w學習目的：掌握常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、原理及其使用方法。1.1 低壓電器的基本知識低壓電器的基本知識 什么是低壓電器？什么是低壓電器？w電器的概念電器的概念電器是電工器械的總稱。電器是電工器械的總稱。w作用作用起通斷、保護、控制或調(diào)節(jié)作用起通斷、保護、控制或調(diào)節(jié)作用w低壓的界限低壓的界限直流電器：直

2、流電器：1500V 交流電器：交流電器：1200Vw常用的低壓電器常用的低壓電器接觸器、繼電器、刀開關(guān)、接觸器、繼電器、刀開關(guān)、斷路器斷路器(空氣自動開關(guān)空氣自動開關(guān))、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、按鈕、熔斷器等。按鈕、熔斷器等。1.1.1 1.1.1 低壓電器的分類低壓電器的分類按用途分按用途分配電電器配電電器主令電器主令電器按動作性質(zhì)分按動作性質(zhì)分自動電器自動電器手動電器手動電器按工作原理分按工作原理分電磁式電器電磁式電器非電量控制電器非電量控制電器閘刀開關(guān)、斷路器等閘刀開關(guān)、斷路器等按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)等按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)等繼電器、接觸器等繼電器、接觸器等閘刀開關(guān)、按鈕等閘刀開關(guān)、按鈕

3、等各種交流、直流接觸器等各種交流、直流接觸器等 行程開關(guān)、壓力繼電器等行程開關(guān)、壓力繼電器等保護電器保護電器熔斷器、熱繼電器等熔斷器、熱繼電器等控制電器控制電器繼電器、接觸器等繼電器、接觸器等執(zhí)行電器執(zhí)行電器電磁鐵、電磁離合器等電磁鐵、電磁離合器等1.1.2 1.1.2 電磁式電器電磁式電器電磁式電器電磁式電器 感測部分感測部分 執(zhí)行部分執(zhí)行部分根據(jù)指令信號，執(zhí)行根據(jù)指令信號，執(zhí)行電路的通、斷控制電路的通、斷控制感受外界信號的變化，作感受外界信號的變化，作出有規(guī)律的反應(yīng)出有規(guī)律的反應(yīng)電磁系統(tǒng)主要工作原理：利用電磁系統(tǒng)主要工作原理：利用電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)原理，原理，將電磁能轉(zhuǎn)換成機械能，帶動觸點動

4、作，實現(xiàn)將電磁能轉(zhuǎn)換成機械能，帶動觸點動作，實現(xiàn)對電路的通、斷控制。對電路的通、斷控制。 電磁系統(tǒng)由電磁系統(tǒng)由鐵心鐵心、銜鐵銜鐵和和線圈線圈等部分組成。其作用原理是：等部分組成。其作用原理是：當線圈中有電流通過時，產(chǎn)生電磁吸力，電磁吸力克服彈簧當線圈中有電流通過時，產(chǎn)生電磁吸力，電磁吸力克服彈簧的反作用力，使銜鐵與鐵心閉合，銜鐵帶動連接機構(gòu)運動，的反作用力，使銜鐵與鐵心閉合，銜鐵帶動連接機構(gòu)運動，從而帶動相應(yīng)觸點動作，完成通、斷電路的控制作用。從而帶動相應(yīng)觸點動作，完成通、斷電路的控制作用。線圈銜鐵彈簧銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動拍合式拍合式銜鐵直線運動銜鐵直線運動螺管式螺管式電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式電

5、磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式銜鐵繞棱角轉(zhuǎn)動銜鐵繞棱角轉(zhuǎn)動拍合式拍合式鐵心銜鐵鐵心線圈 交流接觸器：主要用以控制交流電路（主電路、控制電路、激磁電路）交流接觸器：主要用以控制交流電路（主電路、控制電路、激磁電路） 直流接觸器：主要用以控制直流電路（主電路、控制電路、激磁電路）直流接觸器：主要用以控制直流電路（主電路、控制電路、激磁電路） 接觸器的參數(shù)主要有：額定電壓、額定電流、主輔觸頭個數(shù)、吸引線接觸器的參數(shù)主要有：額定電壓、額定電流、主輔觸頭個數(shù)、吸引線圈的額定電壓、機械壽命和電氣壽命、額定操作頻率等圈的額定電壓、機械壽命和電氣壽命、額定操作頻率等常見交流接觸器：常見交流接觸器：CJX1CJX1系列交流接

6、觸器系列交流接觸器CJX2CJX2系列交流接觸器系列交流接觸器常見直流接觸器：常見直流接觸器：CZOCZO系列直流接觸器系列直流接觸器CJT1CJT1系列交流接觸器系列交流接觸器注：注：電器元件的各部分，在外電器元件的各部分，在外觀上看是一個整體，但電氣原觀上看是一個整體，但電氣原理圖中同一電器的各部分是分理圖中同一電器的各部分是分散的散的 ，分散的各部分都用相同，分散的各部分都用相同的文字符號表示。的文字符號表示。1.2 接觸器1.2 接觸器 接觸器接觸器是一種在電磁力的作用下，能夠自動地是一種在電磁力的作用下，能夠自動地接通或斷開帶有負載的主電路（如電動機）的自動接通或斷開帶有負載的主電路

7、（如電動機）的自動控制電器?？刂齐娖?。 接觸器是繼電器接觸器是繼電器- -接觸器控制系統(tǒng)中最重要和常接觸器控制系統(tǒng)中最重要和常用的元件之一。用的元件之一。 當按鈕撳下時，線圈通電，靜鐵心被磁化，并當按鈕撳下時，線圈通電，靜鐵心被磁化，并把動鐵心（銜鐵）吸上，帶動轉(zhuǎn)軸使觸頭閉合，從把動鐵心（銜鐵）吸上，帶動轉(zhuǎn)軸使觸頭閉合，從而接通電路。當放開按鈕時，過程與上述相反，使而接通電路。當放開按鈕時，過程與上述相反，使電路斷開。電路斷開。 接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理如下接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理如下： 感測部分：感測部分：線圈靜鐵心；線圈靜鐵心；靜鐵心靜鐵心線圈線圈釋放彈簧釋放彈簧觸頭系統(tǒng)觸頭系統(tǒng)線圈得電，銜鐵

8、吸合線圈得電，銜鐵吸合觸點動作觸點動作常開觸點合常開觸點合常閉觸點斷常閉觸點斷線圈失電，銜鐵釋放線圈失電，銜鐵釋放觸點復位觸點復位常開觸點斷常開觸點斷常閉觸點合常閉觸點合 接觸器的結(jié)構(gòu)接觸器工作原理接觸器的結(jié)構(gòu)接觸器工作原理執(zhí)行部分：執(zhí)行部分：觸頭。觸頭。 主、輔觸點內(nèi)部結(jié)構(gòu)不一樣，主觸點連接到主電路中，能通以大電流；輔觸點則用在主、輔觸點內(nèi)部結(jié)構(gòu)不一樣，主觸點連接到主電路中，能通以大電流；輔觸點則用在控制回路中。主觸點設(shè)有專門的滅弧裝置?？刂苹芈分小Ｖ饔|點設(shè)有專門的滅弧裝置。動鐵心（銜鐵）動鐵心（銜鐵） 觸頭按狀態(tài)的不同分動斷（常閉）觸頭和動合（常開）觸頭兩種。觸頭按狀態(tài)的不同分動斷（常閉）

9、觸頭和動合（常開）觸頭兩種。 觸頭按通過的電流的大小分主觸頭和輔助觸頭兩種。觸頭按通過的電流的大小分主觸頭和輔助觸頭兩種。表示符號：表示符號： 線圈線圈主觸點主觸點輔觸點輔觸點動合（常開）動合（常開）動合（常開）動合（常開）動斷（常閉）動斷（常閉）KMKMKMKMKMKMKMKM接觸器的表示符號接觸器的表示符號 是一種根據(jù)某種輸入信號的變化，接通或斷開控是一種根據(jù)某種輸入信號的變化，接通或斷開控制電路，實現(xiàn)控制目的的自動控制電器。制電路，實現(xiàn)控制目的的自動控制電器。 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點： 輸入電路：感應(yīng)元件，感測輸入量的高低。輸入電路：感應(yīng)元件，感測輸入量的高低。 輸出電路：執(zhí)行元件，觸頭接通

10、和斷開控制回路。輸出電路：執(zhí)行元件，觸頭接通和斷開控制回路。 無主輔之分，一般較小（無主輔之分，一般較?。? 5A A以下），用于控制回路以下），用于控制回路輸入信號輸入信號電量：電流、電壓、功率等電量：電流、電壓、功率等非電量：熱、光、聲、速度等非電量：熱、光、聲、速度等1.3 1.3 繼電器繼電器 按它反應(yīng)信號的種類分：電流、電壓、速度、壓按它反應(yīng)信號的種類分：電流、電壓、速度、壓力、熱繼電器等力、熱繼電器等 按動作時間分：瞬時動作和延時動作繼電器等按動作時間分：瞬時動作和延時動作繼電器等 按作用原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式、機械式等按作用原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式、

11、機械式等應(yīng)用最廣（應(yīng)用最廣（9090以上繼電器以上繼電器為電磁式）為電磁式）1.3.1 1.3.1 繼電器的分類繼電器的分類1).1).電磁式繼電器：電磁式繼電器：結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器大體相似結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器大體相似跳躍式的輸入輸出特性跳躍式的輸入輸出特性 a.a.電流繼電器：電流繼電器：根據(jù)電流信號而動作，具有保護作用。一般串于電路中。根據(jù)電流信號而動作，具有保護作用。一般串于電路中。 當電流小于某值當電流小于某值時，銜鐵釋放。用于時，銜鐵釋放。用于電流過小時切斷電路。電流過小時切斷電路。 當電流大于某值時，當電流大于某值時，銜鐵吸合。用于電流過大銜鐵吸合。用于電流過大時切斷電路。時

12、切斷電路。欠電流繼電器欠電流繼電器IIKIKI b.b.電壓繼電器：電壓繼電器：根據(jù)電壓信號而動作，具有保護作用。一般并于電路中。根據(jù)電壓信號而動作，具有保護作用。一般并于電路中。欠電壓繼電器欠電壓繼電器UUIKIKI過電流繼電器過電流繼電器吸吸合合值值釋釋放放值值輸輸入入輸輸出出x2x1 當電壓小于某值當電壓小于某值時，銜鐵釋放。用于時，銜鐵釋放。用于電壓過小時切斷電路。電壓過小時切斷電路。 c.c.中間繼電器：中間繼電器：本質(zhì)上是電壓繼電器，但還具有觸頭多，觸頭承受電流大本質(zhì)上是電壓繼電器，但還具有觸頭多，觸頭承受電流大（5 51010A A）、）、動作靈敏（動作時間小于動作靈敏（動作時間

13、小于0.050.05S S）KAKA用途：用途： 用作中間傳遞信號。用作中間傳遞信號。 用作同時控制多條線路。用作同時控制多條線路。JZ7JZ7系列中間繼電器適用于交流系列中間繼電器適用于交流5050HzHz，電壓至電壓至380380V V及直流電壓及直流電壓220220V V的控制的控制電器中，用來控制各種電磁線圈，電器中，用來控制各種電磁線圈，以使訊號得到放大，或?qū)⒂嵦柾瑫r以使訊號得到放大，或?qū)⒂嵦柾瑫r傳給數(shù)個有關(guān)的控制元件傳給數(shù)個有關(guān)的控制元件JZ7JZ744:44:中間繼電器中間繼電器吸引線圈起動功率：吸引線圈起動功率：7575VAVA吸引線圈吸持功率：吸引線圈吸持功率：1212VAV

14、A過電流繼電器電流繼電器中間繼電器電壓繼電器機床專用的電流繼電器機床專用的電流繼電器2)2) 時間繼電器時間繼電器 時間繼電器是一種將定時信號變換為開關(guān)時間繼電器是一種將定時信號變換為開關(guān)信號的繼電器，它能夠按設(shè)定時間開閉控制信號的繼電器，它能夠按設(shè)定時間開閉控制電路。時間繼電器有空氣阻尼式、電動式、電路。時間繼電器有空氣阻尼式、電動式、電磁式和晶體管式等多種。機床控制線路中電磁式和晶體管式等多種。機床控制線路中應(yīng)用較多的是空氣阻尼式時間繼電器。應(yīng)用較多的是空氣阻尼式時間繼電器。時間繼電器時間繼電器 在感受到外界信號后，其執(zhí)行部分需要延遲一定時間才動作在感受到外界信號后，其執(zhí)行部分需要延遲一定

15、時間才動作的一種繼電器。可分為通電延時和斷電延時兩種。的一種繼電器?？煞譃橥娧訒r和斷電延時兩種?？諝庾枘崾綍r間繼電器空氣阻尼式時間繼電器晶體管式時間繼電器晶體管式時間繼電器延時斷開的常閉觸點延時斷開的常閉觸點(常閉觸點：通電常閉觸點：通電 延時斷開延時斷開)；延時閉合的常開觸點延時閉合的常開觸點(常開觸點：通電常開觸點：通電 延時閉合延時閉合)。2、斷電延時時間繼電器、斷電延時時間繼電器延時斷開的常開觸點延時斷開的常開觸點(常開觸點：通電常開觸點：通電 瞬時閉合瞬時閉合 斷斷電電 延時斷開延時斷開)；延時閉合的常閉觸點延時閉合的常閉觸點(常閉觸點：通電常閉觸點：通電 瞬時斷開瞬時斷開 斷斷電

16、電 延時閉合延時閉合)。1、通電延時時間繼電器：、通電延時時間繼電器：工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：瞬動常開觸點瞬動常開觸點(常開觸點：通電常開觸點：通電 立即斷開立即斷開 )；瞬動常閉觸點瞬動常閉觸點(常閉觸點：通電常閉觸點：通電 立即閉合立即閉合)。3、瞬動觸點：、瞬動觸點：工作原理（同普通中間繼電器）：工作原理（同普通中間繼電器）：3) 3) 熱繼電器：熱繼電器：是一種常見的保護電器。利用電流的熱效是一種常見的保護電器。利用電流的熱效應(yīng)而動作，主要用來對連續(xù)運行的電動機進行過載保護。應(yīng)而動作，主要用來對連續(xù)運行的電動機進行過載保護。工作原理：工作原理：發(fā)熱電阻絲發(fā)熱電阻絲雙金屬

17、片雙金屬片導板導板觸頭觸頭調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)旋鈕手動復位按扭手動復位按扭受熱變形方向受熱變形方向FRFR表示符號：表示符號：JR36JR36熱繼電器電流與動作時熱繼電器電流與動作時間的關(guān)系曲線間的關(guān)系曲線tI/In1速度繼電器速度繼電器 速度繼電器是將旋轉(zhuǎn)速度信號速度繼電器是將旋轉(zhuǎn)速度信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號的一種控制電轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號的一種控制電器，主要用于三項交流異步電器，主要用于三項交流異步電動機的反接制動控制，所以亦動機的反接制動控制，所以亦稱反接制動繼電器。稱反接制動繼電器。 動作轉(zhuǎn)速不低于動作轉(zhuǎn)速不低于120r/min,復位復位轉(zhuǎn)速約在轉(zhuǎn)速約在100r/min以下。工作時以下。工作時允許的最高轉(zhuǎn)

18、速允許的最高轉(zhuǎn)速10003600r/min 固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器 固態(tài)繼電器是由集成電路、晶體管、光電固態(tài)繼電器是由集成電路、晶體管、光電耦合器、可控硅等電子元件組成，它是一耦合器、可控硅等電子元件組成，它是一種新型的無觸頭開關(guān)電器，可取代電磁繼種新型的無觸頭開關(guān)電器，可取代電磁繼電器驅(qū)動電磁閥、電動機等。電器驅(qū)動電磁閥、電動機等。 是一種廣泛應(yīng)用于電力拖動控制系統(tǒng)中的保護電器。熔是一種廣泛應(yīng)用于電力拖動控制系統(tǒng)中的保護電器。熔斷器串于被保護電路中，當電路發(fā)生短路或嚴重過載時，它斷器串于被保護電路中，當電路發(fā)生短路或嚴重過載時，它的熔體能自動迅速熔斷，從而切斷電路，起到保護作用。的熔體能自動迅

19、速熔斷，從而切斷電路，起到保護作用。組成：組成：熔體熔體易熔，導電性能好的合金材料易熔，導電性能好的合金材料:鉛、鋅、錫、銅、鉛、鋅、錫、銅、 銀及其合金。銀及其合金。 熔管熔管安裝熔體的外殼。安裝熔體的外殼。熔斷特性：熔斷特性：熔體的熔斷時間與通過熔體的電流有關(guān)熔體的熔斷時間與通過熔體的電流有關(guān) I/IN 1.25時，熔體能長期工作。時，熔體能長期工作。 I/IN=2時，熔體在時，熔體在30s40s后熔斷。后熔斷。 I/IN10時，認為熔體瞬時熔斷。時，認為熔體瞬時熔斷。1.4 1.4 熔斷器熔斷器熔斷器熔斷器 主要用作短路或嚴重過載保護。主要用作短路或嚴重過載保護。瓷插式熔斷器瓷插式熔斷器

20、圖形符號圖形符號FU文字符號文字符號 熔斷器必須與被保護對象串聯(lián)，其核心部分是熔體（俗稱熔斷器必須與被保護對象串聯(lián)，其核心部分是熔體（俗稱保險絲），一般由鉛錫合金制成。保險絲），一般由鉛錫合金制成。廣泛地用于中、小容量的控制系統(tǒng)中。廣泛地用于中、小容量的控制系統(tǒng)中。螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器廣泛地用于中、小容量的控制系統(tǒng)中。廣泛地用于中、小容量的控制系統(tǒng)中。圖形符號圖形符號FU文字符號文字符號無填料管式熔斷器無填料管式熔斷器主要用于要求分斷較大電流的場合。主要用于要求分斷較大電流的場合。圖形符號圖形符號FU文字符號文字符號有填料管式熔斷器式有填料管式熔斷器式主要用于要求分斷較大電流的場合。主要用

21、于要求分斷較大電流的場合。圖形符號圖形符號FU文字符號文字符號 將線路與電源明顯地隔開的一類手動操作電器，將線路與電源明顯地隔開的一類手動操作電器，結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用廣泛。作用是手動切除電源，保障檢修人員的安全。應(yīng)用廣泛。作用是手動切除電源，保障檢修人員的安全。低壓刀開關(guān)：低壓刀開關(guān)：HDHD型單投刀開關(guān)、型單投刀開關(guān)、HSHS型雙投刀開關(guān)、型雙投刀開關(guān)、HRHR型熔斷器式刀開關(guān)型熔斷器式刀開關(guān)。（隔離開關(guān)，沒有滅弧裝置，不能操作帶負荷線路）（隔離開關(guān)，沒有滅弧裝置，不能操作帶負荷線路）1.5 1.5 低壓開關(guān)低壓開關(guān)HZ型組合開關(guān)。（電氣設(shè)備及照明線路）型組合開關(guān)。（電氣設(shè)備及照明線路

22、）盒式轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖盒式轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖轉(zhuǎn)換手柄轉(zhuǎn)換手柄公共軸公共軸動觸片動觸片靜觸片靜觸片X1X1X2X2X3X3D1D1D2D2D3D3HK型閘刀開關(guān)（開啟式負荷開關(guān)，電氣設(shè)備及照明線路）型閘刀開關(guān)（開啟式負荷開關(guān)，電氣設(shè)備及照明線路） 、HH型鐵殼開關(guān)（封閉式負荷開關(guān)，裝有滅弧裝置，電氣設(shè)備型鐵殼開關(guān)（封閉式負荷開關(guān)，裝有滅弧裝置，電氣設(shè)備的起停控制）。的起停控制）。 低壓斷路器俗稱自動開關(guān)。不但能用于正常工作時手低壓斷路器俗稱自動開關(guān)。不但能用于正常工作時手動通、斷電路，而且當電路發(fā)生過載、短路或失壓等故障動通、斷電路，而且當電路發(fā)生過載、短路或失壓等故障時，能自動切斷電路。有效

23、地保護串接在后的電器設(shè)備。時，能自動切斷電路。有效地保護串接在后的電器設(shè)備。結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：包括觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、保護機構(gòu)、各種脫扣器。包括觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、保護機構(gòu)、各種脫扣器。特點：特點：具有過載、短路、失壓保護作用。跳閘后，不需更具有過載、短路、失壓保護作用。跳閘后，不需更換元件。換元件。1.6 斷路器DZ47高分斷小型斷路器高分斷小型斷路器QF過電流脫扣器過電流脫扣器熱脫扣器熱脫扣器失壓脫扣器失壓脫扣器分勵脫扣器分勵脫扣器自由脫扣機構(gòu)自由脫扣機構(gòu)釋放彈簧釋放彈簧主觸點主觸點 控制電路中以開關(guān)接點的通斷形式來發(fā)布控控制電路中以開關(guān)接點的通斷形式來發(fā)布控制命令，使控制電路執(zhí)行對應(yīng)的控制任務(wù)。常用制命令，使控制電路執(zhí)行對應(yīng)的控制任務(wù)。常用的主令電器有：按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、萬的主令電器有：按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器、選擇開關(guān)、足踏開關(guān)能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器、選擇