中南大學(xué)PLC課件第一章 常用低壓電器

1、 蔣 朝 輝 E-mail: 中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院中南大學(xué)控制工程研究所電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)課程簡介u 面向?qū)ο螅盒畔⒃弘姎忸惐究拼笕龑W(xué)生面向?qū)ο螅盒畔⒃弘姎忸惐究拼笕龑W(xué)生u 學(xué)時分配：共學(xué)時分配：共4040學(xué)時，學(xué)時，2828課堂課堂+12+12實驗實驗u 實驗課：時間待定實驗課：時間待定課程主要內(nèi)容1、電氣控制2、PLC應(yīng)用技術(shù)l常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理l電氣控制電路的分析、設(shè)計lS7-200系列PLC的系統(tǒng)配置與接口模塊lS7-200系列PLC的基本指令及應(yīng)用實例lS7-200系列PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計方法和步驟lS7-200系列PLC的通信與組網(wǎng)考試和考核方式u 平時成績

2、30%(包括出勤、作業(yè)、實驗報告)u 期終考試70%(開卷)參考書u電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)，機械工業(yè)出版社，黃永紅，2014u現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)(第3版)，北京航空航天大學(xué)出版社，王永華2013u學(xué)會西門子S7-200 PLC應(yīng)用，中國電力出版社，曹振宇，2015u西門子S7-200 PLC功能指令應(yīng)用詳解，電子工業(yè)出版社，2014第1章常用低壓電器1.1低壓電器的定義、分類1.2電磁式電器的組成與工作原理1.3接觸器1.4繼電器1.5主令電器1.6信號電器1.7開關(guān)電器1.8熔斷器1.9電磁執(zhí)行器件1.1低壓電器的定義、分類電器：是一種根據(jù)外界信號(機械力、點動力和其他物理量)，

3、自動或手動接通和斷開電路，從而斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)或狀態(tài)，實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測和調(diào)節(jié)的電氣元件或設(shè)備。在電力輸配電系統(tǒng)和電力拖動自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。1.1低壓電器的定義、分類電器元件的分類：按工作電壓等級分類: 高壓電器：AC1200V、DC1500V及以上電路中的電器。 低壓電器：AC1200V、DC1500V以下電路中的電器。按動作原理分類： 手動電器：通過人的操作發(fā)出動作指令的電器。 自動電器：產(chǎn)生電磁吸力而自動完成動作指令的電器。按用途分類： 控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。 配電電器：用于電能的輸送和分配的電器。 主令電器：用于自動控制系統(tǒng)

4、中發(fā)送動作指令的電器。 保護電器：用于保護電路及用電設(shè)備的電器。 執(zhí)行電器：用于完成某種動作或傳送功能的電器。1.2電磁式電器的組成與工作原理電磁式電器的組成:電磁機構(gòu)觸點系統(tǒng)滅弧系統(tǒng)電磁機構(gòu)(磁路系統(tǒng))：將電磁能轉(zhuǎn)換為機械能并帶動觸頭動作從而接通或斷開電路。吸引線圈：將電能轉(zhuǎn)化為磁場能。按線圈的接線形式分為電壓線圈和電流線圈。觸點系統(tǒng)：觸點是一切有觸點電器的執(zhí)行部分，包括主觸點和輔助觸點。主觸點的作用是接通和分斷主回路，控制較大的電流，而輔助觸點是在控制回路中，以滿足各種控制方式的要求。電?。阂环N氣體放電現(xiàn)象，電流通過某些絕緣介質(zhì)（例如空氣）所產(chǎn)生的瞬間火花，對觸頭有很大的破壞作用。1.2電

5、磁式電器的組成與工作原理1.2.1電磁機構(gòu)1.電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及工作原理2.電磁機構(gòu)的吸力特性與反力特性3.單相交流電磁機構(gòu)上短路環(huán)的作用1.2.1電磁機構(gòu)1.電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及工作原理電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式1銜鐵；2鐵心；3電磁線圈銜鐵沿棱角轉(zhuǎn)動的拍合式(適用于直流接觸器)銜鐵沿軸轉(zhuǎn)動的拍合式(適用于觸點容量較大的交流接觸器)銜鐵作直線運動的雙E形直動式(適用于交流接觸器、繼電器等)http:/ 電磁機構(gòu)的吸力特性與反力特性電磁機構(gòu)工作時，作用在銜鐵上的力為：電磁機構(gòu)產(chǎn)生的吸力和由釋放彈簧與觸點彈簧產(chǎn)生的反力(1)直流電磁機構(gòu)的吸力特性直流電磁機構(gòu)的吸力特性為二次曲線形狀，它表明銜鐵閉合前后

6、吸力變化很大，氣隙越小吸力越大。直流電磁機構(gòu)在銜鐵吸合過程中，電磁吸力是逐漸增加的，完全吸合時電磁吸力達到最大。對于可靠性要求很高或動作頻繁的控制系統(tǒng)常采用直流電磁機構(gòu)。22211atmFR 麥克斯韋電磁力計算方法吸力特性：電磁吸力隨銜鐵與鐵心間氣隙變化的關(guān)系曲線1.2.1電磁機構(gòu)2. 電磁機構(gòu)的吸力特性與反力特性(2)交流電磁機構(gòu)的吸力特性交流電磁機構(gòu)在銜鐵吸合前后為恒磁通工作，故吸力基本不變，但考慮到漏磁通的影響，其電磁吸力隨氣隙的減小略有增加。交流電磁機構(gòu)的勵磁電流的大小將隨氣隙長度成正比增大。所以，交流電流機構(gòu)的勵磁電流在線圈已通電但銜鐵尚未吸合時，其電流將比額定電流大很多，若銜鐵卡住

7、不能吸合或銜鐵頻繁動作，交流線圈可能因過電流而燒毀，故在可靠性要求高或頻繁動作的場合，一般不采用交流電磁機構(gòu)。 1.2.1電磁機構(gòu)2. 電磁機構(gòu)的吸力特性與反力特性(3)吸力特性與反力特性的配合為了使電磁機構(gòu)正常工作，保證銜鐵能牢牢吸合，其吸力特性與反力特性必須配合得當(dāng)。在銜鐵整個吸合過程中，其吸力必須大于反力，即吸力特性必須始終位于反力特性上方；在銜鐵釋放時，即吸力特性必須位于反力特性下方。 反力特性：反作用力隨銜鐵與鐵心間氣隙變化的關(guān)系曲線1.2.1電磁機構(gòu)3. 單相交流電磁機構(gòu)上短路環(huán)的作用圖1-7單相交流電磁機構(gòu)的短路環(huán)1銜鐵2鐵心3線圈4短路環(huán)短路環(huán)也稱減振環(huán)：電磁機構(gòu)的磁通是交變的

8、，而電磁吸力與磁通的平方成正比，當(dāng)磁通為零時，吸力也為零，這時銜鐵在彈簧反力作用下被拉開，磁通大于零后，吸力增大，當(dāng)吸力大于反力時，銜鐵又吸合，銜鐵會產(chǎn)生強烈的振動和噪聲。振動會使電器壽命縮短。所以為了消除振動，單相交流電磁機構(gòu)必須加裝分磁環(huán)。1.2.2 觸點系統(tǒng)觸點：一切有觸點電器的執(zhí)行部件，在銜鐵的帶動下接通或分斷電路，要求觸頭具有良好的接觸性能和導(dǎo)電性能，常采用銅或銀質(zhì)材料1.觸點的接觸形式(分點接觸、線接觸、面接觸)2.觸點的分類（橋式觸點和指形觸點）常用于小電流電器常用于大容量電器多為面接觸節(jié)電次數(shù)多電流大1.2.2 觸點系統(tǒng)p觸點按其所控制的電路可分為主觸點和輔助觸點主觸點用于接通

9、或斷開主電路，允許通過較大的電流輔助觸點用于接通或斷開控制電路，只能通過較小的電流p觸點又有常開觸點和常閉觸點之分在無外力作用且線圈未通電時，觸點間是斷開狀態(tài)的稱為常開觸點(即動合觸點)反之稱為常閉觸點(即動斷觸點)1.2.3 滅弧系統(tǒng)電?。河|頭間氣體在強電場作用下產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，產(chǎn)生高溫并發(fā)出強光，將觸頭燒損，并使電路的切斷時間延長，嚴重時會引起火災(zāi)或其他事故，因此，在電器中應(yīng)采取適當(dāng)措施熄滅電弧。電弧的產(chǎn)生：開關(guān)電器切斷電流電路時，觸頭間電壓大于10V，電流超過80mA時，觸頭間會產(chǎn)生藍色的光柱，即電弧。各種有觸點電器都是通過觸點的開、閉來通、斷電路的。觸點接通電路時，存在接觸電阻，引起觸

10、點升溫；觸點分斷電路時，由于熱電子發(fā)射和強電場的作用使氣體游離，從而在分斷瞬間產(chǎn)生電弧。電弧的危害：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形成飛弧造成電源短路事故1.2.3 滅弧系統(tǒng)常用的滅弧方法(1)電動力滅弧(2)柵片滅弧(3)滅弧罩(4)窄縫滅弧(5)磁吹滅弧1.3 接觸器1.3.1接觸器的組成及工作原理1.3.2接觸器的分類1.3.3接觸器的主要技術(shù)參數(shù)1.3.4接觸器的選擇與使用1.3.5接觸器的圖形符號與文字符號1.3.1 接觸器的組成及工作原理 1-主觸點主觸點 2-常閉輔助觸點常閉輔助觸點 3-常開輔助觸點常開輔助觸點 4-動鐵心動鐵心 5-線圈線圈 6-靜鐵心靜

11、鐵心 7-滅弧罩滅弧罩 8-彈簧彈簧 電磁接觸器結(jié)構(gòu)示意圖電磁接觸器結(jié)構(gòu)示意圖 電磁機構(gòu)：將電磁能轉(zhuǎn)換成機械能，產(chǎn)生電磁吸力帶動觸點動作.觸點：接觸器的執(zhí)行元件，用來接通或斷開被控制電路。滅弧裝置：熄滅觸點分斷電流瞬間觸點之間氣隙中產(chǎn)生的電弧。其它：包括釋放彈簧機構(gòu)、支架與底座等。動鐵心（銜鐵）靜鐵心電磁線圈按所控制電路 主觸點主觸點 輔助觸點輔助觸點按原始狀態(tài) 常開觸點常開觸點 常閉觸點常閉觸點滅弧罩滅弧柵磁吹滅弧裝置接觸器：一種用于頻繁接通或斷開交直流主電路及大容量控制電路的自動切換電器，常應(yīng)用于電力、配電與用電。1.3.1 接觸器的組成及工作原理接觸器的工作原理：接觸器根據(jù)電磁原理工作，

12、接觸器根據(jù)電磁原理工作，當(dāng)電磁線圈通電后，線圈電流在鐵心中產(chǎn)生磁通，該磁通對銜鐵產(chǎn)生克服復(fù)位彈簧反力的電磁吸力，使銜鐵帶動觸點動作。觸點動作時，常閉觸點先斷開，常開觸點后閉合。當(dāng)線圈中的電壓降低到某一數(shù)值(無論是正?？刂七€是欠電壓、失電壓故障，一般降至85%線圈額定電壓)時，鐵心中的磁通下降，電磁吸力減小，當(dāng)減小到不足以克服復(fù)位彈簧的反力時，銜鐵在復(fù)位彈簧的反力作用下復(fù)位，使主、輔觸點的常開觸點斷開，常閉觸點恢復(fù)閉合，即接觸器的失電壓保護功能。電磁接觸器工作原理1.3.1 接觸器的組成及工作原理1.3.1 接觸器的組成及工作原理1.3.2 接觸器的分類按驅(qū)動方式可分為：電磁式、永磁式、氣動式、

13、液壓式按流過主觸點電流性質(zhì)可分為：交流接觸器和直流接觸器交流接觸器：線圈通以交流電，主觸點接通、切斷交流主電路。常用于控制電壓為380V以下、電流為600A以下的交流電路，頻繁啟動和控制交流電動機等電氣設(shè)備。l交變磁通穿過鐵心，產(chǎn)全渦流和磁滯損耗，使鐵心發(fā)熱。l鐵心用硅鋼片沖壓而成以減少鐵損。l線圈做成短而粗的圓筒狀繞在骨架上以便于散熱。l鐵心端面上安裝銅制的短路環(huán)，以防止交變磁通使銜鐵產(chǎn)生強烈振動和噪聲。l滅弧裝置通常采用滅弧罩和滅弧柵。1.3.2 接觸器的分類直流接觸器：線圈通以直流電，主觸點接通、切斷直流主電路。常用于遠距離接通和分斷直流電路以及頻繁地起動、停止、反轉(zhuǎn)和反接制動直流電機，

14、也用于頻繁接通和斷開起重電磁鐵、電磁閥、離合器的電磁線圈等l不產(chǎn)全渦流和磁滯損耗，鐵心不發(fā)熱。l鐵心用整塊鋼制成。l線圈制成長而薄的圓筒狀。l250A以上的直流接觸器采用串聯(lián)雙繞組線圈。l滅弧裝置通常采用滅弧能力較強的磁吹滅弧裝置。 1.3.3 接觸器的主要技術(shù)參數(shù)p額定電壓額定電壓：主觸點能承受的額定電壓，常用的電壓等級：直流接觸器有 110V、220V、440V、660V；交流接觸器有127V、220V、380V、500V等p額定電流額定電流：主觸點的額定電流，即允許長期通過的最大電流；交、直流接觸器具有5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A和600A

15、等p電磁線圈的額定電壓電磁線圈的額定電壓： 交流36V、127V、220V、380V；直流24V、48V、110V、220V、440Vp額定操作頻率額定操作頻率：允許每小時接通的做多次數(shù)，以次/h表示；根據(jù)型號和性能的不同而不同，交流線圈接觸器最高操作頻率為600次/h，直流為1500次/hp電氣壽命和機械壽命電氣壽命和機械壽命：以萬次表示，正常情況下，接觸器的電氣壽命為50100萬次，機械壽命為5001000萬次1.3.3 接觸器的主要技術(shù)參數(shù)p 交流接觸器型號意義說明舉例： p 直流接觸器型號意義說明舉例： 1.3.4 接觸器的選擇與使用選擇接觸器主要考慮的因素：接觸器的使用類別應(yīng)與負載性

16、質(zhì)相一致 控制交流負載應(yīng)選用交流接觸器 控制直流負載則選用直流接觸器主觸點的額定工作電壓應(yīng)大于或等于負載電路的電壓 主觸點的額定工作電流應(yīng)大于或等于負載電路的電流接觸器主觸點的額定工作電流是在規(guī)定條件下（額定工作電壓、使用類別、操作頻率等）能夠正常工作的電流值，當(dāng)實際使用條件不同時，這個電流值也將隨之改變吸引線圈的額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致 接觸器在線圈額定電壓85及以上時應(yīng)能可靠地吸合主觸點和輔助觸點的數(shù)量應(yīng)能滿足控制系統(tǒng)的需要 1.3.5 接觸器的圖形符號與文字符號1.4 繼電器1.4.1繼電器的分類和特性1.4.2電磁式繼電器1.4.3時間繼電器1.4.4熱繼電器1.4.5速度繼電器

17、1.4.6固態(tài)繼電器1.4.1 繼電器的分類和特性繼電器：一種根據(jù)某種輸入信號的變化來接通或斷開控制電路，實現(xiàn)自動控制和保護的電氣。 即用于控制與保護電路中作信號轉(zhuǎn)換用的電器。常用于控制電路，流過觸點的電流小，一般不需要滅弧裝置。具有輸入電路（感應(yīng)元件）和輸出電路（執(zhí)行元件），當(dāng)感應(yīng)元件中的輸入量（如電流、電壓、溫度、壓力等）變化到某一定值時繼電器動作，執(zhí)行元件便接通和斷開控制回路。其工作的最終目的是控制電路的通斷。按輸入物理量可分為：電壓繼電器、電流繼電器、功率繼電器、時間繼電器、速度繼電器、溫度繼電器按工作原理可分為：電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動式繼電器、熱繼電器、電子式繼電器按輸出形

18、式可分為：有觸點繼電器、無觸點繼電器按用途可分為：電力拖動系統(tǒng)用控制繼電器、電力系統(tǒng)用保護繼電器1.4.1 繼電器的分類和特性 繼電特性曲線繼電特性曲線 x2：繼電器吸合值，欲使繼電器動作，：繼電器吸合值，欲使繼電器動作，輸入量必須大于或等于此值輸入量必須大于或等于此值 x1：繼電器釋放值，欲使繼電器釋放，：繼電器釋放值，欲使繼電器釋放，輸入量必須小于或等于此值輸入量必須小于或等于此值線圈電壓繼電器觸點接通繼電器的重要參數(shù)：返回系數(shù)：返回系數(shù)：k kx1/ / x2 (反應(yīng)繼電器的靈敏性)l釋放彈簧的松緊程度釋放彈簧的松緊程度l鐵心與銜鐵間非磁性墊片的厚薄鐵心與銜鐵間非磁性墊片的厚薄l一般繼電

19、器要求低返回系數(shù)，一般繼電器要求低返回系數(shù)，K值應(yīng)在值應(yīng)在0.10.4之間之間 吸合時間：吸合時間： 線圈接受電信號到銜鐵完全吸合所需的時間線圈接受電信號到銜鐵完全吸合所需的時間 釋放時間：釋放時間： 線圈失電到銜鐵完全釋放所需的時間線圈失電到銜鐵完全釋放所需的時間 1.4.1 繼電器的分類和特性繼電器與接觸器的區(qū)別p所控制的電路不同n繼電器主要用于小電流電路，其觸點通常接在控制電路中，反映控制信號，觸點容量較小(一般在5A以下)，也無主、輔觸點之分，且無滅弧裝置n接觸器用于控制電動機等大功率、大電流電路及主電路，一般有滅弧裝置p輸入信號不同n繼電器的輸入信號可以是各種物理量，如電壓、電流、時

20、間、速度、壓力等n接觸器的輸入量只有電壓1.4.2 電磁式繼電器p 電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理與電磁式接觸器基本相同，由鐵心、銜鐵、電磁線圈、復(fù)位彈簧和觸點等組成p 用于控制電路，接通和分斷電流小，無需滅弧裝置，體積小、動作靈敏、觸點的種類多和數(shù)量較多p 按電磁線圈中電流的種類不同可分為：直流繼電器和交流繼電器p 按電路的連接方式可分為：電流繼電器、電壓繼電器和中間繼電器1.4.2 電磁式繼電器電磁式電流繼電器：根據(jù)輸入（線圈）電流大小而動作的繼電器。線圈與被測電路串聯(lián)，以反映電路中電流的變化而動作過電流繼電器：當(dāng)電路發(fā)生短路及過流時立即將電路切斷 線圈電流小于整定電流時，繼電器不動作 線圈

21、電流超過整定電流時，繼電器才動作 動作電流整定范圍：交流為(110350)IN，直流為(70300)IN 常用于電機、變壓器等主設(shè)備以及輸配電系統(tǒng)的繼電保護回路中，如起重機的 過電流保護等欠電流繼電器：當(dāng)電路電流過低時立即將電路切斷 線圈電流大于或等于整定電流時，繼電器吸合 線圈電流低于整定電流時，繼電器釋放 動作電流整定范圍：吸合電流為(3050)IN；釋放電流為(1020)IN 一般自動復(fù)位http:/ 電磁式繼電器電磁式電壓繼電器：根據(jù)輸入（線圈）電壓大小而動作的繼電器。線圈與被測電路并聯(lián)，線圈匝數(shù)多而導(dǎo)線細http:/ 欠電壓繼電器：吸合電壓調(diào)整范圍為(3050)UN 釋放電壓調(diào)整范圍

22、為(720)UN 1.4.2 電磁式繼電器電磁式中間繼電器本質(zhì)上是一種電壓繼電器，工作原理與接觸器相同。觸點系統(tǒng)中沒有主、輔觸點之分，觸點容量相同。小容量的接觸器： 電動機額定電流不超過5A的電氣控制系統(tǒng)，可代替接觸器來控制。中間繼電器的作用： 當(dāng)電壓或電流繼電器觸點容量不夠時，可借助中間繼電器來控制，用中間繼電器作為執(zhí)行元件，這時中間繼電器被當(dāng)作一級放大器用。 觸點數(shù)量較多，能夠?qū)⒁粋€輸入信號變成多個輸出信號。當(dāng)其他繼電器或接觸器觸點數(shù)量不夠時，可利用中間繼電器來切換多條控制電路。1.4.2 電磁式繼電器電磁式繼電器的圖形符號與文字符號1.4.3 時間繼電器時間繼電器：繼電器感應(yīng)元件接受外界

23、信號后，經(jīng)過設(shè)定的延時時間才使執(zhí)行部分動作的繼電器。類型：通電延時、斷電延時、帶瞬動觸點通電（斷電）延時觸點：常開延時閉合、常閉延時閉合 、常閉延時斷開、常開延時斷開?？諝庾枘崾剑?包括電磁機構(gòu)、工作觸點及氣室三部分，靠空氣阻尼作用實現(xiàn)延時。 延時范圍較寬、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格低廉、壽命長。 延時時間有0.4180s和0.460s兩種規(guī)格。 電動式： 包括同步電動機、減速齒輪機構(gòu)、電磁離合系統(tǒng)及執(zhí)行機構(gòu)。 延時時間長，可達數(shù)十小時，延時精度高。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大。電子式： 數(shù)字計數(shù)式，包括脈沖發(fā)生器、計數(shù)器、顯示器、放大器及執(zhí)行機構(gòu)。 延時時間長、調(diào)節(jié)方便、精度高、應(yīng)用廣。 可取代阻容式

24、、空氣阻尼式、電動式等時間繼電器。1.4.3 時間繼電器時間繼電器的圖形符號與文字符號1.4.3 時間繼電器時間繼電器的選用p首先應(yīng)考慮滿足控制系統(tǒng)所提出的控制要求，并根據(jù)對延時方式的要求選用通電延時型或斷電延時型p當(dāng)延時要求不高和延時時間較短時，可選用價格相對較低的空氣阻尼式時間繼電器p當(dāng)要求延時準(zhǔn)確度較高和延時時間較長時，可選用晶體管式或數(shù)字式時間繼電器p在電源電壓波動大的場合，可選用空氣阻尼式或電動式時間繼電器p在環(huán)境溫度變化較大處，則不宜選用空氣阻尼式和晶體管式時間繼電器1.4.4 熱繼電器熱繼電器：專門用來對連續(xù)運行的電動機進行過載及斷相保護，防止電動機過熱而燒毀的保護電器。組成：由

25、雙金屬片、加熱元件、動作機構(gòu)、觸點系統(tǒng)、整定調(diào)整裝置及手動復(fù)位裝置等組成。11接線端子接線端子22雙金屬片雙金屬片33熱元件熱元件44導(dǎo)板導(dǎo)板55補償雙金屬片補償雙金屬片6 6、99常閉觸點常閉觸點77常開觸點常開觸點88復(fù)位螺釘復(fù)位螺釘1010按鈕按鈕1111調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)旋鈕1212支支撐件撐件1313壓簧轉(zhuǎn)動偏心輪壓簧轉(zhuǎn)動偏心輪1414推桿推桿帶斷相保護的熱帶斷相保護的熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖繼電器結(jié)構(gòu)示意圖11上導(dǎo)板上導(dǎo)板22下下導(dǎo)板導(dǎo)板33雙金屬雙金屬片片 4 4常閉觸點常閉觸點55杠桿杠桿1.4.4 熱繼電器工作原理：雙金屬片為溫度檢測元件，由兩種膨脹系數(shù)不同的金屬片壓焊而成，它被加熱元件

26、加熱后，因兩層金屬片伸長率不同而彎曲。加熱元件串接在電動機定子繞組中，電動機正常運行時，熱元件產(chǎn)生的熱量不會使觸點系統(tǒng)動作；當(dāng)電動機過載，流過熱元件的電流加大，經(jīng)過一定的時間，熱元件產(chǎn)生的熱量使雙金屬片的彎曲程度超過一定值，通過導(dǎo)板推動熱繼電器的觸點動作（常開觸點閉合，常閉觸點斷開）。通常用其常閉觸點與接觸器線圈電路串聯(lián)，切斷接觸器線圈電流，使電動機主電路失電。故障排除后，手動復(fù)位熱繼電器觸點可以重新接通控制電路。1.4.4 熱繼電器熱繼電器的選用p星形聯(lián)結(jié)的電動機可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器；三角形聯(lián)結(jié)的電動機應(yīng)選用帶斷相保護的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器p在長期工作制或間斷長期工作制下，按電動機的額

27、定電流來確定熱繼電器的型號及熱元件的額定電流等級p在不頻繁起動的場合，要保證熱繼電器在電動機起動過程中不產(chǎn)生誤動作p對于正反轉(zhuǎn)和通斷頻繁的特殊工作制電動機，不宜采用熱繼電器作為過載保護裝置，必要時可選用埋入電動機繞組的溫度繼電器或熱敏電阻來保護1.4.4 熱繼電器熱繼電器的圖形符號與文字符號1.4.5 速度繼電器轉(zhuǎn)子：由一塊永久磁鐵制成，與電動機同軸相聯(lián)，用以接受轉(zhuǎn)動信號。圓環(huán)（籠型空心繞組）：轉(zhuǎn)子（磁鐵）旋轉(zhuǎn)時，籠型繞組切割轉(zhuǎn)子磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，形成環(huán)內(nèi)電流，此電流與磁鐵磁場相作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，圓環(huán)在此力矩的作用下帶動擺桿，克服彈簧力而順轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向擺動，并撥動觸點改變其通斷狀態(tài)。觸點

28、：在擺桿左右各設(shè)一組切換觸點，分別在速度繼電器正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時發(fā)生作用。調(diào)節(jié)彈簧彈力時，可使速度繼電器在不同轉(zhuǎn)速時切換觸點改變通斷狀態(tài)。速度繼電器：用于轉(zhuǎn)速的檢測，常用在三相交流異步電動機反接制動轉(zhuǎn)速接近零時，自動切除反相序電源。1轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)子3定子4繞組5擺錘6、7靜觸點8、9簧片1.4.5 速度繼電器速度電器的圖形符號與文字符號1.4.6 固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器：由固體半導(dǎo)體元件組成的無觸點開關(guān)器件優(yōu)點優(yōu)點：工作可靠、壽命長、對外界干擾小、能與邏輯電路兼容、抗干擾：工作可靠、壽命長、對外界干擾小、能與邏輯電路兼容、抗干擾能力強、開關(guān)速度快、無火花、無動作噪音和使用方便等。能力強、開關(guān)速度快、無火花

29、、無動作噪音和使用方便等。缺點缺點：過載能力低，易受溫度和輻射影響，通斷阻抗比小。：過載能力低，易受溫度和輻射影響，通斷阻抗比小。應(yīng)用應(yīng)用：有逐步取代傳統(tǒng)電磁繼電器的趨勢，還可應(yīng)用于計算機的輸入輸：有逐步取代傳統(tǒng)電磁繼電器的趨勢，還可應(yīng)用于計算機的輸入輸出接口、外圍和終端設(shè)備等傳統(tǒng)電磁繼電器無法應(yīng)用的領(lǐng)域。出接口、外圍和終端設(shè)備等傳統(tǒng)電磁繼電器無法應(yīng)用的領(lǐng)域。四端有源器件四端有源器件：兩個輸入控制端，兩個輸出受控端。施加輸入信號后，：兩個輸入控制端，兩個輸出受控端。施加輸入信號后，其輸出呈導(dǎo)通狀態(tài)，無信號時輸出呈阻斷狀態(tài)。其輸出呈導(dǎo)通狀態(tài)，無信號時輸出呈阻斷狀態(tài)。 耐高壓的光電耦合耐高壓的光電

30、耦合：實現(xiàn)輸入和輸出之間的電氣隔離。：實現(xiàn)輸入和輸出之間的電氣隔離。直流固態(tài)繼電器直流固態(tài)繼電器：輸出采用晶體管。：輸出采用晶體管。交流固態(tài)繼電器交流固態(tài)繼電器：輸出采用晶閘管。：輸出采用晶閘管。主要參數(shù)主要參數(shù)：輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流、輸出漏電流等輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流、輸出漏電流等。http:/ 固態(tài)繼電器交流固態(tài)繼電器工作原理交流固態(tài)繼電器的工作原理框圖pA、B輸入控制端加上一定控制信號，可控制C、D輸出受控端之間的“通”和“斷”，實現(xiàn)開關(guān)p耦合電路實現(xiàn)輸入電路與輸出電路的隔離p觸發(fā)電路產(chǎn)生符合要求的觸發(fā)信號，驅(qū)動開關(guān)電路工作p過零控制電路：防止高次諧波干

31、擾。開關(guān)電路不加特殊控制電路時，易產(chǎn)生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網(wǎng)p吸收電路：防止從電源中傳來的尖峰、浪涌電壓對雙向晶閘管的沖擊和干擾1.4.6 固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器的選用p固態(tài)繼電器的選擇應(yīng)根據(jù)負載的類型(交流、直流)來確定，并要采用有效的過電壓保護。p輸出端要采用RC浪涌吸收電路或非線性壓敏電阻吸收瞬變電壓。p過電流保護應(yīng)采用專門保護半導(dǎo)體器件的熔斷器或動作時間小于10ms的低壓斷路器。p固態(tài)繼電器對溫度的敏感性很強，工作溫度超過標(biāo)稱值后，必須降溫或外加散熱器。p切忌負載側(cè)兩端短路，以免固態(tài)繼電器損壞。p在低電壓要求信號失真小的場合，可選用采用場效應(yīng)晶體管作輸出器件的直流固態(tài)繼電器

32、；對交流阻性負載和多數(shù)感性負載，可選用過零觸發(fā)型固態(tài)繼電器，這樣可延長負載和繼電器的壽命，也可減小自身的射頻干擾；在作為相位輸出控制時，應(yīng)選用隨即導(dǎo)通型固態(tài)繼電器。p在安裝使用時，應(yīng)遠離電磁干擾和射頻干擾源，以防固態(tài)繼電器誤動失控。1.5 主令電器1.5.1控制按鈕1.5.2行程開關(guān)1.5.3接近開關(guān)1.5.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)主令電器：由自動控制系統(tǒng)中用于發(fā)出指令或信號的電器。用于控制電路，不能直接分合主電路1.5.1 控制按鈕控制按鈕：結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、應(yīng)用廣泛的主令電器，主要用于遠距離控制接觸器、電磁起動器、繼電器線圈及其他控制線路，也可用于電氣聯(lián)鎖線路等。在PLC控制系統(tǒng)中，控制按鈕也常作

33、為PLC的輸入信號元件1按鈕帽2復(fù)位彈簧3動觸點4常閉靜觸點5常開靜觸點按鈕的外形與結(jié)構(gòu)按鈕開關(guān)顏色規(guī)定：“停止”和“急?！卑粹o必須是紅色。“啟動”按鈕的顏色是綠色。“點動”按鈕必須是黑色。“復(fù)位”按鈕必須是藍色。復(fù)位按鈕兼有停止的作用時，則必須是紅色。1.5.1 控制按鈕控制按鈕的圖形符號與文字符號1.5.2 行程開關(guān)行程開關(guān)：又稱位置開關(guān)或限位開關(guān)。用于檢測工作機械的位置，發(fā)出命令以控制其運動方向或行程長短的控制電器。機械結(jié)構(gòu)的接觸式有觸點行程開關(guān)：移動物體碰撞行程開關(guān)的操動頭，機械結(jié)構(gòu)的接觸式有觸點行程開關(guān)：移動物體碰撞行程開關(guān)的操動頭，使行程開關(guān)的常開觸點接通和常閉觸點分斷。使行程開關(guān)

34、的常開觸點接通和常閉觸點分斷。行程開關(guān)分類：外殼防護形式：開啟式、防護式、防塵式動作速度：瞬動、慢動（蠕動）復(fù)位方式：自動復(fù)位、非自動復(fù)位接線方式：螺釘式、焊接式、插入式操作形式：直桿式（柱塞式）、直桿滾輪式（滾輪柱塞式）、轉(zhuǎn)臂式、方向式、叉式、鉸鏈杠桿式用途：一般用途行程開關(guān)、起重設(shè)備用行程開關(guān)、微動開關(guān)1推桿2動合靜觸點3觸點彈簧4動觸點5動斷靜觸點6復(fù)位彈簧1.5.2 行程開關(guān)行程開關(guān)的圖形符號與文字符號1.5.3 接近開關(guān)接近開關(guān)：一種非接觸式的無觸點行程開關(guān)電氣結(jié)構(gòu)的非接觸式行程開關(guān)：運動著的物體接近它到一定距離時，發(fā)出信號，從而進行相應(yīng)的操作。類型：高頻振蕩型、霍爾效應(yīng)型、電容型、

35、超聲波型等。參數(shù)：動作距離、重復(fù)精度、操作頻率及復(fù)位行程等。光電結(jié)構(gòu)的非接觸式行程開關(guān)：運動著的物體接近它到一定距離時，通過光的發(fā)射和接收部件，發(fā)出信號，從而進行相應(yīng)的操作。根據(jù)光的發(fā)射和接收部件的安裝位置和光的接收方式的不同，分為對射式和反射式。作用距離從幾厘米到幾十米不等。1.5.3 接近開關(guān)接近開關(guān)的圖形符號與文字符號1.5.4 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)：一種具有多個檔位、多段式(具有多對觸點)的能夠控制多回路的主令電器。p主要用作各種配電裝置的電源隔離、電路轉(zhuǎn)換及電動機遠距離控制p用作電壓表、電流表的換相測量控制p用于小容量電動機的起動、換相及調(diào)速p由操作機構(gòu)、定位裝置和多組相同結(jié)構(gòu)的

36、觸點組件等構(gòu)成LW5系列轉(zhuǎn)換開關(guān)：1棘輪2滑塊3滾輪1.5.4 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的圖形符號與文字符號萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的圖形符號與觸點通斷表代表一路觸點代表手柄位置代表觸點接通代表觸點閉合1.6 信號電器信號電器：主要用來對電氣控制系統(tǒng)中的某些信號的狀態(tài)、報警信息等進行指示，主要有信號燈、燈柱、電鈴和蜂鳴器等顏色含義解釋典型應(yīng)用紅色異常情況或警報對可能出現(xiàn)危險和需要立即處理的情況報警電源指示；溫度超過規(guī)定限制；設(shè)備的重要部分已被保護電器切斷黃色警告狀態(tài)改變或變量接近其極限值參數(shù)偏離正常值綠色準(zhǔn)備、安全安全運行條件指示或機械準(zhǔn)備起動冷卻系統(tǒng)運轉(zhuǎn)藍色特殊指示上述幾種顏色未包括的任一種功能選擇開關(guān)

37、處于指定位置白色一般信號上述幾種顏色未包括的各種功能，如某種動作正常指示燈的顏色及其含義1.7 開關(guān)電器開關(guān)電器：也稱低壓隔離器，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、應(yīng)用廣泛。作用是手動切除電源，保障檢修人員的安全。1.7.1刀開關(guān)1.7.2低壓斷路器1.7.1 刀開關(guān)刀開關(guān)：也稱閘刀開關(guān)或隔離開關(guān)低壓刀開關(guān)p由操縱手柄、觸刀、觸刀插座和絕緣底板等組成p適用于交流50Hz、額定電壓至380V、直流電壓至380V，直流至440V；額定電流至1500A的成套配電裝置中，作為不頻繁地手動接通和分斷交、直流電路或作隔離開關(guān)用p額定電壓：長期工作所承受的最大電壓，大于所控制的線路額定電壓

38、p額定電流：長期通過的最大允許電流，大于負載的額定電流p極數(shù)：與電源進線相數(shù)相等p電路作用n隔離電源，以確保電路和設(shè)備維修的安全；或作為不頻繁地接通和分斷額定電流以下的負載用n分斷負載，如不頻繁地接通和分斷容量不大的低壓電路或直接啟動小容量電機n刀開關(guān)處于斷開位置時，可明顯觀察到，能確保電路檢修人員的安全1.7.1 刀開關(guān)熔斷器式刀開關(guān)p由熔斷器和刀開關(guān)組合而成p電源隔離和熔斷保護功能p可分斷一定負載電流組合開關(guān)p轉(zhuǎn)動式刀片，操作輕巧p動觸點（刀片）和靜觸點裝在封閉的絕緣件內(nèi)，采用疊裝式結(jié)構(gòu)，層數(shù)由動觸點數(shù)量決定，動觸點裝在操作手柄的轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)改變各對觸點的通斷狀態(tài)p采用扭簧儲能，開關(guān)快

39、速接通及分斷電路與手柄旋轉(zhuǎn)速度無關(guān)p可用做不頻繁地接通、分斷及轉(zhuǎn)換交、直流電阻性負載電路p降低容量使用，可直接啟動和分斷運轉(zhuǎn)中的小型異步電動機1.7.1 刀開關(guān)刀開關(guān)的圖形符號與文字符號1.7.2 低壓斷路器低壓斷路器：也稱自動開關(guān)或自動空氣開關(guān)。用來分配電能，不頻繁地啟動異步電動機，對電源線路及電動機等實行保護的電器。發(fā)生嚴重的過載或短路及欠電壓等故障時能自動切斷電路，功能相當(dāng)于熔斷器式斷路器與過流、欠壓、熱繼電器等的組合。在分斷故障電流后一般不需要更換零部件p框架（萬能）式：敞開式結(jié)構(gòu)，適用于大容量配電裝置p塑料外殼（裝置）式：外殼用絕緣材料制作，安全性良好，用于電氣控制設(shè)備及建筑物內(nèi)電源

40、線路保護、電動機過載和短路保護主要類型p由觸點和滅弧裝置、脫扣器與操作機構(gòu)、自由脫扣機構(gòu)組成。1.7.2 低壓斷路器p正常工作：主觸點靠操作機構(gòu)手動或電動合閘，接通和分斷工作電流p短路或過流保護：過流脫扣器的銜鐵被吸合，自由脫扣機構(gòu)的鉤子脫開，自動開關(guān)觸點分離，切除故障電流p失壓或零壓保護：失壓脫扣器的銜鐵被釋放，自由脫扣機構(gòu)動作，斷路器觸點分離，切斷電路低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)有額定電壓、額定電流、通斷能力、分斷時間、各種脫扣器的整定電流、極數(shù)、允許分斷的極限電流等。低壓斷路器的選用原則：主要根據(jù)被控電路的額定電壓、負載電流及短路電流的大小來選用相應(yīng)額定電壓、額定電流及分斷能力的低壓斷路器。

41、1.7.2 低壓斷路器低壓斷路器的圖形符號與文字符號1.8 熔斷器1.8.1熔斷器的結(jié)構(gòu)和工作原理1.8.2熔斷器的類型1.8.3熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)1.8.4熔斷器的選擇與使用1.8.1 熔斷器的結(jié)構(gòu)和工作原理熔斷器：指當(dāng)電流超過規(guī)定值時，以本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，斷開電路的一種電器；p熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一段時間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開；運用這種原理制成的一種電流保護器p熔斷器廣泛應(yīng)用于高低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及用電設(shè)備中，作為短路和過電流的保護器，是應(yīng)用最普遍的保護器件之一p熔斷器由熔體(俗稱保險絲)、安裝熔體的熔座(或熔管)、支座構(gòu)成1.8.1 熔斷器

42、的結(jié)構(gòu)和工作原理p熔體：熔斷器的核心，通常用低熔點的鉛錫合金、鋅、銅、銀的絲狀或片狀材料制成，新型的熔體通常設(shè)計成滅弧柵狀和具有變截面片狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)通過熔斷器的電流超過一定數(shù)值并經(jīng)過一定的時間后，電流在熔體上產(chǎn)生的熱量使熔體某處熔化而切斷電路，從而保護了電路和設(shè)備p熔斷器的特性可用通過熔體的電流和熔斷時間的關(guān)系曲線來描述，它是一反時限特性曲線，電流越大，熔體熔斷時間越短。這一特性又稱為熔斷器的安秒特性。安秒特性流過熔體的電流越大，熔斷所需的時間越短熔體的額定電流IfN是熔體長期工作而不致熔斷的電流1.8.2 熔斷器的類型p按電壓分為：高壓熔斷器和低壓熔斷器p按結(jié)構(gòu)分為：插入式熔斷器、螺旋式熔斷器

43、、封閉管式熔斷器、 自復(fù)式熔斷器RC1A插入式熔斷器1動觸頭2熔絲3瓷蓋4靜觸頭5瓷座螺旋式熔斷器外形與結(jié)構(gòu)1瓷帽2熔管3瓷套4上接線柱5下接線柱6底座RM10系列熔斷器的外形和結(jié)構(gòu)1夾座2底座3熔管4鋼紙管5黃銅套6黃銅帽7觸刀8熔體有填料封閉管式熔斷器1熔斷指示器2指示器熔體3石英砂4工作熔體5觸刀6蓋板 7引弧柵8錫橋9變截面小孔1.8.3 熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)p額定電壓：熔斷器長期工作室和分斷后能夠承受的電壓，選用時，應(yīng)保證其值大于或等于電氣設(shè)備的額定電壓p額定電流：熔斷器長期工作時，各部件溫升不超過規(guī)定值時所能承受的電流。p極限分斷能力：熔斷器在規(guī)定的額定電壓和功率因素(或時間常數(shù))

44、的條件下，能分斷的最大電流值。熔斷器的額定電流與熔體的額定電流是不同的：熔斷器額定電流等級較少，熔體的額定電流等級較多，通常同一規(guī)格的熔斷器可以安裝不同額定電流規(guī)格的熔體，但熔斷器的額定電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流在電路中出現(xiàn)的最大電流一般指短路電流，因此，極限分斷能力反映了熔體分斷短路電流的能力例：RL1-60型熔斷器，其額定電流為60A，可安裝熔體的額定電流可以是60A、50A、40A1.8.4 熔斷器的選擇與使用p電網(wǎng)配電一般用封閉管式熔斷器；p有振動的場合，如對電動機保護的主電路一般用螺旋式熔斷器；p控制電路及照明電路一般用插入式、無填料封閉管式或圓筒帽式熔斷器；p保護晶閘管等則應(yīng)選擇快速熔斷器。應(yīng)根據(jù)使用場合、線路要求等來選擇熔斷器的類型1.8.4 熔斷器的選擇與使用規(guī)格選擇p對于電爐和照明等電阻性負載，熔體的