機械電氣控制1

1、第一章 常用低壓電器 第一節(jié)第一節(jié) 低壓電器的基本知識低壓電器的基本知識一、低壓電器的分類一、低壓電器的分類按工作電壓等級分類按工作電壓等級分類: 高壓電器：高壓電器：AC1200V、DC1500V及以上電路中的電器。及以上電路中的電器。 低壓電器：低壓電器：AC1200V、DC1500V以下電路中的電器。以下電路中的電器。按動作原理按動作原理分類分類： 手動電器：手動電器：通過人的操作發(fā)出動作指令的電器通過人的操作發(fā)出動作指令的電器。 自動電器：自動電器：產(chǎn)生電磁吸力而自動完成動作指令的電器產(chǎn)生電磁吸力而自動完成動作指令的電器。按用途按用途分類分類： 控制電器：控制電器：用于各種控制電路和控

2、制系統(tǒng)的電器用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。 配電電器：配電電器：用于電能的輸送和分配的電器用于電能的輸送和分配的電器。 主令電器：主令電器：用于自動控制系統(tǒng)中發(fā)送動作指令的電器用于自動控制系統(tǒng)中發(fā)送動作指令的電器。 保護(hù)電器：保護(hù)電器：用于保護(hù)電路及用電設(shè)備的電器用于保護(hù)電路及用電設(shè)備的電器。 執(zhí)行電器：執(zhí)行電器：用于完成某種動作或傳送功能的電器用于完成某種動作或傳送功能的電器。二、電磁式電器二、電磁式電器1.1.電磁機構(gòu)電磁機構(gòu)將電磁能轉(zhuǎn)換為機械能并帶動觸頭動作。將電磁能轉(zhuǎn)換為機械能并帶動觸頭動作。 v 組成組成 v 原理：線圈通入電流，產(chǎn)生磁場，經(jīng)鐵芯、銜鐵和原理：線圈通入電流，產(chǎn)生磁

3、場，經(jīng)鐵芯、銜鐵和氣隙形成回路，產(chǎn)生電磁力，將銜鐵吸向鐵芯。氣隙形成回路，產(chǎn)生電磁力，將銜鐵吸向鐵芯。 鐵芯鐵芯銜鐵銜鐵線圈線圈第一節(jié)第一節(jié) 低壓電器的基本知識低壓電器的基本知識交流交流：硅鋼片疊加：硅鋼片疊加直流直流：整塊鑄鐵或鑄鋼：整塊鑄鐵或鑄鋼 銜鐵 鐵芯 線圈 短路環(huán) 二、電磁式電器二、電磁式電器短路環(huán)短路環(huán)減小銜鐵吸合時產(chǎn)生的振動和噪音。減小銜鐵吸合時產(chǎn)生的振動和噪音。 銜鐵 鐵芯 線圈 短路環(huán) 第一節(jié)第一節(jié) 低壓電器的基本知識低壓電器的基本知識二、電磁式電器二、電磁式電器2.2.觸頭系統(tǒng)觸頭系統(tǒng)通過觸頭的開合控制電路通、斷。通過觸頭的開合控制電路通、斷。v 類型類型v 材料：一般采

4、用銅材料制成；對于小容量電器常用材料：一般采用銅材料制成；對于小容量電器常用銀質(zhì)材料制成銀質(zhì)材料制成 橋式觸頭橋式觸頭指形觸頭指形觸頭第一節(jié)第一節(jié) 低壓電器的基本知識低壓電器的基本知識 點 接 觸 面 接 觸 二、電磁式電器二、電磁式電器3.3.滅弧系統(tǒng)滅弧系統(tǒng) v 電弧：開關(guān)電器切斷電流電路時，觸頭間電壓大于電?。洪_關(guān)電器切斷電流電路時，觸頭間電壓大于 10V10V，電流超過，電流超過80mA80mA時，觸頭間會產(chǎn)生藍(lán)色時，觸頭間會產(chǎn)生藍(lán)色 的光柱，的光柱， 即電弧。即電弧。v 電弧的危害電弧的危害 ：延長了切斷故障的時間；延長了切斷故障的時間；高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞；高溫引起電弧

5、附近電氣絕緣材料燒壞；形成飛弧造成電源短路事故。形成飛弧造成電源短路事故。v 滅弧措施：吹弧、拉弧、長弧割短弧滅弧措施：吹弧、拉弧、長弧割短弧( (如右圖如右圖) )、多斷口滅弧、多斷口滅弧、 利用介質(zhì)滅弧、改善觸頭表面材料利用介質(zhì)滅弧、改善觸頭表面材料 。第一節(jié)第一節(jié) 低壓電器的基本知識低壓電器的基本知識 滅弧柵片 觸頭 電弧 第二節(jié)第二節(jié) 開關(guān)電器開關(guān)電器一、刀開關(guān)一、刀開關(guān) v 作用：隔離電源，不頻繁通斷電路作用：隔離電源，不頻繁通斷電路v 分類：分類： 按刀的按刀的級數(shù)級數(shù)分分: :單極、雙極和三極單極、雙極和三極 按按滅弧滅弧裝置分：帶滅弧裝置和不帶滅弧裝置裝置分：帶滅弧裝置和不帶滅

6、弧裝置 按按操作操作方式分為：手柄操作和遠(yuǎn)距離聯(lián)桿操方式分為：手柄操作和遠(yuǎn)距離聯(lián)桿操作作 按有無按有無熔斷器熔斷器分：帶熔斷器和不帶熔斷器分：帶熔斷器和不帶熔斷器一、刀開關(guān)一、刀開關(guān)1.開關(guān)板用刀開關(guān)（不帶熔斷器式刀開關(guān)）開關(guān)板用刀開關(guān)（不帶熔斷器式刀開關(guān)）v 作用：作用：不頻繁地手動接通、斷開電路和隔離電源用。不頻繁地手動接通、斷開電路和隔離電源用。v 結(jié)構(gòu)圖和符號結(jié)構(gòu)圖和符號 ： QS第二節(jié)第二節(jié) 開關(guān)電器開關(guān)電器第二節(jié)第二節(jié) 開關(guān)電器開關(guān)電器一、刀開關(guān)一、刀開關(guān)2.2.帶熔斷器式刀開關(guān)帶熔斷器式刀開關(guān)用作電源開關(guān)、隔離開關(guān)用作電源開關(guān)、隔離開關(guān)和應(yīng)急開關(guān)，并作電路保護(hù)用。和應(yīng)急開關(guān)，并作

7、電路保護(hù)用。一、刀開關(guān)一、刀開關(guān)3.3.負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān)(1)(1)開啟式負(fù)荷開關(guān)開啟式負(fù)荷開關(guān)v 用途：作不頻繁帶負(fù)荷操作和短路保護(hù)用。用途：作不頻繁帶負(fù)荷操作和短路保護(hù)用。v 結(jié)構(gòu)：由刀開關(guān)和熔斷器組合成。瓷底板上裝有進(jìn)結(jié)構(gòu)：由刀開關(guān)和熔斷器組合成。瓷底板上裝有進(jìn)線座、靜觸頭、熔絲、出線座及刀片式動觸頭，線座、靜觸頭、熔絲、出線座及刀片式動觸頭， 工作部分用膠木蓋罩住，以防電弧灼傷人手。工作部分用膠木蓋罩住，以防電弧灼傷人手。v 分類：單相雙極和三相三極兩種分類：單相雙極和三相三極兩種第二節(jié)第二節(jié) 開關(guān)電器開關(guān)電器一、刀開關(guān)一、刀開關(guān)3.3.負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān)(2)(2)封閉式負(fù)荷開關(guān)（鐵殼

8、開關(guān)）封閉式負(fù)荷開關(guān)（鐵殼開關(guān)）v 作用：手動通斷電路及短路保護(hù)。作用：手動通斷電路及短路保護(hù)。第二節(jié)第二節(jié) 開關(guān)電器開關(guān)電器二、組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)）二、組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)）v 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：靜觸頭一端固定在膠木盒內(nèi)，另一端伸：靜觸頭一端固定在膠木盒內(nèi)，另一端伸 出盒外，與電源或負(fù)載相連。動觸片套出盒外，與電源或負(fù)載相連。動觸片套 在絕緣方桿上，絕緣方軸每次作在絕緣方桿上，絕緣方軸每次作9090正正 或反方向的轉(zhuǎn)動，帶動靜觸頭通?；蚍捶较虻霓D(zhuǎn)動，帶動靜觸頭通。v 特點特點：結(jié)構(gòu)緊湊，安裝面積小，操作方便。：結(jié)構(gòu)緊湊，安裝面積小，操作方便。v 用途用途：電源的引入開關(guān)；通斷小電流電路；：電源的引入開

9、關(guān)；通斷小電流電路； 控制控制以下電動機。以下電動機。第二節(jié)第二節(jié) 開關(guān)電器開關(guān)電器（a）外形 （b） 符號 （c) 結(jié)構(gòu)三、低壓斷路器三、低壓斷路器( (自動開關(guān)，空氣開關(guān)）自動開關(guān)，空氣開關(guān)）v 功能：不頻繁通斷電路，并能在電路過載、短路及功能：不頻繁通斷電路，并能在電路過載、短路及失壓時自動分?jǐn)嚯娐贰Ｊ簳r自動分?jǐn)嚯娐?。v 特點：操作安全，分?jǐn)嗄芰^高。特點：操作安全，分?jǐn)嗄芰^高。v 分類：框架式（萬能式）和塑殼式（裝置式）分類：框架式（萬能式）和塑殼式（裝置式）v 結(jié)構(gòu)：觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機構(gòu)、傳動機構(gòu)。結(jié)構(gòu)：觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機構(gòu)、傳動機構(gòu)。第二節(jié)第二節(jié) 開關(guān)電器開關(guān)電

10、器萬能式低壓斷路器結(jié)構(gòu)圖萬能式低壓斷路器結(jié)構(gòu)圖1.天弧罩2.開關(guān)本體3.抽屜座4.合閘按鈕5.分閘按鈕6.智能脫扣器7.搖勻柄插入位置8. 連接/試驗/分離指示1.天弧罩2.開關(guān)本體3.抽屜座4.合閘按鈕5.分閘按鈕6.智能脫扣器7.搖勻柄插入位置8. 連接/試驗/分離指示12345671-主觸頭2-自由脫扣器3-過電流脫扣器4-分勵脫扣器5-熱脫扣器 6-失壓脫扣器 7-按鈕12345671-主觸頭2-自由脫扣器3-過電流脫扣器4-分勵脫扣器5-熱脫扣器 6-失壓脫扣器 7-按鈕塑殼式低壓斷路器原理圖塑殼式低壓斷路器原理圖1主觸頭2自由脫扣器 3過電流脫扣器 4分勵脫扣器5熱脫扣器6失壓脫扣

11、器 7按鈕3過電流脫扣器: 線路短路或嚴(yán)重過載保護(hù)線路短路或嚴(yán)重過載保護(hù)4分勵脫扣器: 遠(yuǎn)距離跳閘，對電路不遠(yuǎn)距離跳閘，對電路不起保護(hù)作用起保護(hù)作用5熱脫扣器:線路過載保護(hù)線路過載保護(hù)6失壓脫扣器:電動機的失壓保護(hù)電動機的失壓保護(hù)12345671-主觸頭2-自由脫扣器3-過電流脫扣器4-分勵脫扣器5-熱脫扣器 6-失壓脫扣器 7-按鈕12345671-主觸頭2-自由脫扣器3-過電流脫扣器4-分勵脫扣器5-熱脫扣器 6-失壓脫扣器 7-按鈕12345671-主觸頭2-自由脫扣器3-過電流脫扣器4-分勵脫扣器5-熱脫扣器 6-失壓脫扣器 7-按鈕12345671-主觸頭2-自由脫扣器3-過電流脫扣

12、器4-分勵脫扣器5-熱脫扣器 6-失壓脫扣器 7-按鈕當(dāng)電路過載時，熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片上彎曲，推動自由脫扣機構(gòu)動作當(dāng)電路過載時，熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片上彎曲，推動自由脫扣機構(gòu)動作，主觸點斷開主電路。，主觸點斷開主電路。 當(dāng)電路欠電壓時，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放，也使自由脫扣機構(gòu)動作，主觸點斷開當(dāng)電路欠電壓時，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放，也使自由脫扣機構(gòu)動作，主觸點斷開主電路。主電路。 當(dāng)按下分勵脫扣按鈕時，分勵脫扣器銜鐵吸合，使自由脫扣機構(gòu)動作，主觸點斷開當(dāng)按下分勵脫扣按鈕時，分勵脫扣器銜鐵吸合，使自由脫扣機構(gòu)動作，主觸點斷開主電路。主電路。 低壓斷路器的主觸點是靠手動低壓斷路器

13、的主觸點是靠手動操作或電動合閘的。主觸點閉合后，操作或電動合閘的。主觸點閉合后，自由脫扣機構(gòu)將主觸點鎖在合閘位自由脫扣機構(gòu)將主觸點鎖在合閘位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián)，欠電扣器的熱元件與主電路串聯(lián)，欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。 當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時，當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時，過電流脫扣器的銜鐵吸合，使自由過電流脫扣器的銜鐵吸合，使自由脫扣機構(gòu)動作，主觸點斷開主電路。脫扣機構(gòu)動作，主觸點斷開主電路。 觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭 常開觸頭（動合觸頭） 常閉觸頭（動斷觸頭）電磁系統(tǒng)：動、靜鐵芯，吸引線圈和反

14、作用彈簧 滅弧系統(tǒng)：滅弧罩及滅弧柵片滅弧第三節(jié)第三節(jié) 接觸器接觸器1 1結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 一、交流接觸器一、交流接觸器 2 2工作原理工作原理 線圈加額定電壓，銜鐵吸合，常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合；線圈電壓消失，觸頭恢復(fù)常態(tài)。為防止鐵心振動，需加短路環(huán)。第三節(jié)第三節(jié) 接觸器接觸器交流接觸器結(jié)構(gòu)圖交流接觸器結(jié)構(gòu)圖主觸頭常閉輔助觸頭常開輔助觸頭靜鐵心動鐵心吸引線圈滅弧裝置用途：遠(yuǎn)距離通斷直流電路或控制直流電動機的頻繁起停。結(jié)構(gòu)：電磁機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置。工作原理：與交流接觸器基本相同。第三節(jié)第三節(jié) 接觸器接觸器二、直流接觸器二、直流接觸器 KM常閉輔助觸點線圈KM主觸點KM常開輔助觸點KM第三節(jié)第三節(jié)

15、 接觸器接觸器三、接觸器的符號三、接觸器的符號 額定電壓額定電壓 交流接觸器： 127、220、380、500V 直流接觸器： 110、220、440V 交流接觸器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接觸器：40、80、100、150、250、400、600A 額定電流額定電流 吸引線圈額定電壓吸引線圈額定電壓交流接觸器：36、110（127）、220、380V 直流接觸器：24、48、220、440V 第三節(jié)第三節(jié) 接觸器接觸器四、接觸器的主要技術(shù)指標(biāo)四、接觸器的主要技術(shù)指標(biāo) 根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的類型；根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器

16、的類型； 接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定電壓；電壓；額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。第三節(jié)第三節(jié) 接觸器接觸器四、接觸器的使用選擇原則四、接觸器的使用選擇原則 v作用：控制、放大、聯(lián)鎖、保護(hù)和調(diào)節(jié)作用：控制、放大、聯(lián)鎖、保護(hù)和調(diào)節(jié)v分類：分類：按用途分按用途分 ：控制和保護(hù)繼電器控制和保護(hù)繼電器 按動作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式、按動作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式、機械式機械式 按輸入量分：電流、電壓、時間、速度、壓力、流按輸入量分：電流、電壓、時間、速度、壓力、流量

17、、液位等量、液位等按動作時間分：瞬時、延時繼電器按動作時間分：瞬時、延時繼電器 v 特點：額定電流不大于特點：額定電流不大于5A5A第四節(jié)第四節(jié) 繼電器繼電器一、電流繼電器一、電流繼電器特點：線圈串接于電路中，導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。 分類：過電流繼電器、欠電流繼電器過流電流繼電器欠流電流繼電器第四節(jié)第四節(jié) 繼電器繼電器1.底座 2.反力彈簧 3、4.調(diào)節(jié)螺釘 5.非磁性墊片6.銜鐵 7.鐵芯 8.極靴 9.電磁線圈 10.觸點系統(tǒng)電電磁磁式式繼繼電電器器結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖1.底座 2.反力彈簧 3、4.調(diào)節(jié)螺釘 5.非磁性墊片6.銜鐵 7.鐵芯 8.極靴 9.電磁線圈 10.觸點系統(tǒng)電電磁磁式式繼

18、繼電電器器結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖欠電流繼電器KAI I KAKAKA一、電流繼電器一、電流繼電器第四節(jié)第四節(jié) 繼電器繼電器動作電流動作電流q q ：使電流繼電器開始動作所需的電流值；：使電流繼電器開始動作所需的電流值； 返回電流返回電流f f ：電流繼電器動作后返回原狀態(tài)時的電流值；：電流繼電器動作后返回原狀態(tài)時的電流值；返回系數(shù)返回系數(shù)f f ：返回值與動作值之比，：返回值與動作值之比，f ff f / /q q 。主要技術(shù)指標(biāo)：主要技術(shù)指標(biāo)：一、電流繼電器一、電流繼電器第四節(jié)第四節(jié) 繼電器繼電器特點：線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)特點：線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)分類：過電壓繼電器和欠電壓繼電

19、器分類：過電壓繼電器和欠電壓繼電器結(jié)構(gòu)原理：與電流繼電器類似結(jié)構(gòu)原理：與電流繼電器類似欠電壓繼電器KAU U KAKAKA二、電壓繼電器二、電壓繼電器第四節(jié)第四節(jié) 繼電器繼電器 中間繼電器實質(zhì)上是一種電壓中間繼電器實質(zhì)上是一種電壓繼電器，結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器繼電器，結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相同。但它的觸點數(shù)量較多，在電相同。但它的觸點數(shù)量較多，在電路中主要是擴(kuò)展觸點的數(shù)量。另外路中主要是擴(kuò)展觸點的數(shù)量。另外其觸頭的額定電流較大。其觸頭的額定電流較大。 三、中間繼電器三、中間繼電器第四節(jié)第四節(jié) 繼電器繼電器作用：電動機的過載保護(hù)利用雙金屬片受熱彎曲去推動杠桿使觸頭動作利用電阻值隨溫度變化而變化的

20、特性制成利用過載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動作四、熱繼電器四、熱繼電器第四節(jié)第四節(jié) 繼電器繼電器型式：雙金屬片式 熱敏電阻式易熔合金式結(jié)構(gòu)：由發(fā)熱元件、雙金屬 片和觸頭及動作機構(gòu) 等部分組成 。四、熱繼電器四、熱繼電器第四節(jié)第四節(jié) 繼電器繼電器a） 外形 b ） 結(jié)構(gòu)圖 1- 電流整定裝置 2 - 主電路接線柱 3 - 復(fù)位按鈕 4- 常閉觸頭 5 - 動作機構(gòu) 6 - 熱元件 31 -常閉觸頭接線柱32-公共動觸頭接線柱 33 -常開觸頭接線柱 雙金屬片式熱繼電器1-1.接線端子 2 - 主雙金屬片 3 - 熱元件 4 - 推動導(dǎo)板 5 - 補償雙金屬片 6 - 常閉觸頭 7 - 常開

21、觸頭 8 - 復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘 9 - 動觸頭 110 - 復(fù)位按鈕 11 - 偏心輪 12 - 支撐件 13 - 彈簧 四、熱繼電器四、熱繼電器第四節(jié)第四節(jié) 繼電器繼電器雙金屬片式熱繼電器原理示意圖使用與選擇使用：作為電動機的過載保護(hù)，注意與熔斷器的配合。使用：作為電動機的過載保護(hù)，注意與熔斷器的配合。選擇：選擇：eReReded eReR：熱繼電器熱元件的額定電流；：熱繼電器熱元件的額定電流； eded：電動機的額定電流。：電動機的額定電流。四、熱繼電器四、熱繼電器第四節(jié)第四節(jié) 繼電器繼電器空氣阻尼時間繼電器空氣阻尼時間繼電器作用：按整定時間長短通斷電路作用：按整定時間長短通斷電路分類：分類：

22、按構(gòu)成原理分：電磁式按構(gòu)成原理分：電磁式 電動式電動式 空氣阻尼式空氣阻尼式 晶體管式晶體管式 數(shù)字式數(shù)字式按延時方式分：通電延時型按延時方式分：通電延時型 斷電延時型斷電延時型 五、時間繼電器五、時間繼電器(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (a) (a) 線圈一般符號線圈一般符號 (b) (b) 通電延時線圈通電延時線圈 (c) (c) 斷電延時線圈斷電延時線圈 (d) (d) 通電延時閉通電延時閉合動合（常開）觸點合動合（常開）觸點 (e) (e) 通電延時斷開動斷（常閉）觸點通電延時斷開動斷（常閉）觸點 （f f）斷電延時斷）斷電延時斷開動合（常開）觸點開動合（常開）觸點 （g g）斷電延時閉合動斷（常閉）觸點（）斷電延時閉合動斷（常閉）觸點（h h）瞬動觸點）瞬動觸點 五、時間繼電器五、時間繼電器符號符號作用：根據(jù)速度的大小通斷電路作用