第1章電氣控制系統(tǒng)常用器件1課件

1.1電器的基礎(chǔ)知識(shí)1.2接觸器1.3繼電器1.4開(kāi)關(guān)電器1.5熔斷器1.6主令電器1.7信號(hào)電器1.8常用執(zhí)行器件1.9常用檢測(cè)儀表及安裝附件第一章電氣控制系統(tǒng)常用器件11、電器的定義和分類電器

就是根據(jù)外界施加的信號(hào)和要求，能手動(dòng)或自動(dòng)地?cái)嚅_(kāi)或接通電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電或非電對(duì)象的切換、控制、檢測(cè)、保護(hù)、變換和調(diào)節(jié)的電工器械。低壓電器

通常指工作在交流電壓1200V、直流電壓1500V以下的電器，采用電磁原理完成上述功能的低壓電器稱為電磁式低壓電器。電器的基礎(chǔ)知識(shí)21電器的定義和分類123456789電器的基礎(chǔ)知識(shí)31電器的定義和分類1234567892、電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)電磁式低壓電器最常用的低壓電器結(jié)構(gòu)上，由三個(gè)主要部分組成：觸頭、滅弧裝置和電磁機(jī)構(gòu)。觸頭觸頭是一切有觸點(diǎn)電器的執(zhí)行部件，它的作用是接通和分?jǐn)嚯娐贰?電器的基礎(chǔ)知識(shí)2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)觸點(diǎn)的三種接觸形式1234567895電器的基礎(chǔ)知識(shí)2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)按其所控制的電路可分為主觸頭和輔助觸頭：主觸頭用于接通或斷開(kāi)主電路允許通過(guò)較大的電流；輔助觸頭用于接通或斷開(kāi)控制電路，只能通過(guò)較小的電流。觸頭按其原始狀態(tài)可分為常開(kāi)觸頭和常閉觸頭：原始狀態(tài)時(shí)（即線圈未通電）斷開(kāi)，線圈通電后閉合的觸頭叫常開(kāi)觸頭；原始狀態(tài)閉合，線圈通電后斷開(kāi)的觸頭叫常閉觸頭。（線圈斷電后所有觸頭復(fù)原）1234567896電器的基礎(chǔ)知識(shí)2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)123456789電弧的產(chǎn)生和滅弧電弧：電弧是一種氣體放電現(xiàn)象。氣體放電：氣體中有大量的帶電質(zhì)點(diǎn)作定向運(yùn)動(dòng)。電弧產(chǎn)生的原因：高電場(chǎng)發(fā)射、撞擊電離、熱電子發(fā)射、熱游離。電弧特點(diǎn)：外部有白熾弧光，內(nèi)部有很高的溫度和密度很大的電流。電弧的危害：燒損觸點(diǎn)表面，降低電器的使用壽命,同時(shí)延長(zhǎng)了電路的分?jǐn)鄷r(shí)間。如何熄滅電?。焊鶕?jù)上述電弧產(chǎn)生的物理過(guò)程可知，欲使電弧熄滅，應(yīng)設(shè)法降低電弧溫度和電場(chǎng)強(qiáng)度，以加強(qiáng)消電離作用。當(dāng)電離速度低于消電離速度，則電弧熄滅。7電器的基礎(chǔ)知識(shí)2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)123456789滅弧裝置用途：用于熄滅觸頭分?jǐn)嘭?fù)載電流時(shí)產(chǎn)生的電弧。滅弧原理：①迅速拉長(zhǎng)電??；②冷卻和去游離法。根據(jù)上述滅弧原則，常用的滅弧裝置有多斷點(diǎn)滅弧、滅弧柵、磁吹式滅弧和滅弧罩四種。多斷點(diǎn)滅弧應(yīng)用于一般交流電器中。在交流接觸器和繼電器中常采用橋式觸頭。交流電壓過(guò)零后，若一對(duì)斷點(diǎn)處電弧重燃需要150~250V電壓，則兩對(duì)斷點(diǎn)就需要300~500V電壓。8電器的基礎(chǔ)知識(shí)2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)123456789滅弧柵應(yīng)用于高壓交流電器中。9電器的基礎(chǔ)知識(shí)2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)123FII滅弧柵片觸點(diǎn)電弧123456789磁吹式滅弧應(yīng)用于直流電器中。10電器的基礎(chǔ)知識(shí)2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)⊙⊙××⊙××⊙××⊙×

×××

×××321456781－吹弧線圈2－絕緣套3－鐵心4－引弧角5－導(dǎo)磁夾板6－滅弧罩7－動(dòng)觸頭8－靜觸頭I123456789滅弧罩磁吹式滅弧和滅弧柵都帶有滅弧罩，它通常是由耐弧陶土、石棉水泥或耐弧塑料制成。其作用為：（1）分隔各路電弧，防止發(fā)生短路。（2）使電弧與滅弧罩的絕緣壁接觸，使電弧迅速冷卻而熄滅。11電器的基礎(chǔ)知識(shí)3電磁式低壓電器的基本原理3、電磁式低壓電器的基本原理123456789電磁機(jī)構(gòu)作用：電磁機(jī)構(gòu)是電磁式低壓電器的感測(cè)部件，它的作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能量，帶動(dòng)觸頭動(dòng)作使之閉合或斷開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)電路的接通或分?jǐn)唷?2電器的基礎(chǔ)知識(shí)3電磁式低壓電器的基本原理123456789電器的基礎(chǔ)知識(shí)133電磁式低壓電器的基本原理勵(lì)磁線圈激磁線圈的作用：將電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能量。激磁線圈的分類：按線圈在電路中的連接方式分：串聯(lián)線圈并聯(lián)線圈按通入激磁線圈的電流種類分：直流線圈交流線圈直流線圈：線圈中通入的是直流電。由直流線圈組成的電磁機(jī)構(gòu)叫直流電磁機(jī)構(gòu)。也叫直流電磁鐵。交流線圈：線圈中通入的是交流電。由交流線圈組成的電磁機(jī)構(gòu)叫交流電磁機(jī)構(gòu)。也叫交流電磁鐵。123456789結(jié)構(gòu)：14電器的基礎(chǔ)知識(shí)3電磁式低壓電器的基本原理11、銜鐵；2、鐵心；3、線圈工作原理吸力特性：電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵吸合的力（F）與氣隙長(zhǎng)度（δ）的關(guān)系曲線稱為吸力特性。反力特性：電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵釋放（復(fù)位）的力（F）與氣隙長(zhǎng)度（δ）的關(guān)系曲線稱為反力特性。123456789電器的基礎(chǔ)知識(shí)153電磁式低壓電器的基本原理1、直流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性：F與δ的平方成反比－雙曲線。2、交流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性：F與δ無(wú)關(guān)。3、反力特性：吸力大于反力時(shí)（δ2處），反力陡增。電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵釋放的力主要是彈簧的反力。δ1為電磁機(jī)構(gòu)氣隙的初始值。δ2為動(dòng)、靜觸頭開(kāi)始接觸時(shí)的氣隙長(zhǎng)度。反力特性在δ2處有一突變。123456789電器的基礎(chǔ)知識(shí)163電磁式低壓電器的基本原理單相交流電磁機(jī)構(gòu)短路環(huán)的作用噪聲和振動(dòng)的產(chǎn)生：電磁機(jī)構(gòu)在工作中始終受到反力的作用。由于交流磁通過(guò)零時(shí)吸力也為零，吸合后的銜鐵在反力作用下被拉開(kāi)。磁通過(guò)零后吸力增大，當(dāng)吸力大于反力時(shí)銜鐵又被吸合。如此周而復(fù)始，使銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)并發(fā)出噪聲，甚至使鐵心松散。解決辦法：加短路環(huán)。1-銜鐵2-鐵心3-線圈4-短路環(huán)Φ1為不穿過(guò)短路環(huán)的磁通。Φ2為原磁通與短路環(huán)中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通的疊加，且相位上Φ2滯后Φ1。123456789電器的基礎(chǔ)知識(shí)173電磁式低壓電器的基本原理電磁機(jī)構(gòu)的吸力F為Φ1產(chǎn)生的吸力F1和Φ2產(chǎn)生的吸力F2的疊加。此時(shí)合力始終大于反力Fr。123456789電器的基礎(chǔ)知識(shí)183電磁式低壓電器的基本原理電磁機(jī)構(gòu)的輸入輸出特性電磁機(jī)構(gòu)激磁線圈的電壓（或電流）為其輸入量x，銜鐵的位置為其輸出量y，x與y的關(guān)系稱為輸入輸出特性。x2為使吸力特性處于反力特性上方的最小輸入量。電磁式電器工作原理的實(shí)質(zhì)x1為使吸力特性處于反力特性下方的最大輸入量。合上開(kāi)關(guān)SF后，線圈通電銜鐵吸合，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使得指示燈PG通電點(diǎn)亮。123456789定義：接觸器是利用電磁吸力頻繁的遠(yuǎn)距離接通或分?jǐn)嚯妱?dòng)機(jī)電路或其他負(fù)載主電路的電磁式自動(dòng)控制電器。

用途接觸器最主要的用途是控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和調(diào)速等。它具有低電壓釋放保護(hù)功能，具有比工作電流大數(shù)倍乃至幾十倍的接通和分?jǐn)嗄芰?，但不能分?jǐn)喽搪冯娏鳌Ｋ且环N執(zhí)行電器。

分類接觸器種類很多，按驅(qū)動(dòng)力不同可分為電磁式、氣動(dòng)式和液壓式。按接觸器主觸點(diǎn)控制的電路中電流種類分為交流接觸器和直流接觸器兩種。按其主觸點(diǎn)的極數(shù)（即主觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)）來(lái)分有單極、雙極、三極、四極和五極等多種。19接觸器1234567891接觸器的定義用途和分類接觸器的結(jié)構(gòu)如圖示為交流接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖，它由以下五個(gè)部分組成。

電磁機(jī)構(gòu)其作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，帶動(dòng)觸點(diǎn)使之閉合或斷開(kāi)。電磁機(jī)構(gòu)由電磁線圈、（靜）鐵心、銜鐵（動(dòng)鐵心）三部分組成。

滅弧裝置直流接觸器和電流在20A以上的交流接觸器均裝有滅弧罩，有的還帶有柵片或磁吹滅弧裝置。20接觸器1234567892接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理

主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)

主觸點(diǎn)的作用：用來(lái)接通或分?jǐn)嚯妱?dòng)機(jī)電路或其他負(fù)載主電路。

輔助觸點(diǎn)的作用：在控制電路中起聯(lián)動(dòng)作用，控制其它電器工作。

反力裝置該裝置由釋放彈簧和觸點(diǎn)彈簧組成。

支架和底座它用于接觸器的固定和安裝。21接觸器1234567892接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理接觸器的工作原理當(dāng)電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作：常閉觸頭斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的；當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放使觸頭復(fù)原：常開(kāi)觸頭斷開(kāi)，常閉觸頭閉合。22接觸器1234567892接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理KM為接觸器的舊國(guó)標(biāo)，在新國(guó)標(biāo)中已將接觸器和斷路器的文字符號(hào)統(tǒng)一為QA23接觸器1234567893接觸器的圖形和文字符號(hào)KM常閉輔助觸點(diǎn)線圈KM主觸點(diǎn)KM常開(kāi)輔助觸點(diǎn)KM(QA)(QA)(QA)(QA)24接觸器1234567893接觸器的圖形和文字符號(hào)接觸器的型號(hào)與含義25接觸器1234567894接觸器的技術(shù)參數(shù)額定電壓

交流接觸器：220、380、660V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：同交流接觸器額定電流

激磁線圈額定電壓交流接觸器：36、110（127）、220、380V直流接觸器：24、48、220、440V26接觸器1234567894接觸器的技術(shù)參數(shù)其他技術(shù)參數(shù)機(jī)械壽命（1000萬(wàn)次以上）與電氣壽命（100萬(wàn)次以上）操作頻率：每小時(shí)的操作次數(shù)一般：300次/h、600次/h（交流）、1200次/h（直流）接通與分?jǐn)嗄芰Γ嚎煽拷油ê头謹(jǐn)嗟碾娏髦?。接通時(shí)：主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生熔焊。分?jǐn)鄷r(shí)：主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間燃弧。27接觸器1234567895接觸器的使用類別交流接觸器使用類別：AC1：接通和分?jǐn)囝~定電流；AC2：接通和分?jǐn)?倍的額定電流；AC3：接通6倍的額定電流；分?jǐn)囝~定電流；AC4：接通和分?jǐn)?倍的額定電流。直流接觸器使用類別：DC1：接通和分?jǐn)囝~定電流；DC3：接通和分?jǐn)?倍的額定電流；DC5：接通和分?jǐn)?倍的額定電流。類型的選擇：直流或交流接觸器主觸點(diǎn)額定電壓的選擇：大于等于負(fù)載額定電壓。主觸點(diǎn)額定電流的選擇：大于等于負(fù)載額定電流。28接觸器1234567896接觸器的選擇

根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的使用類別；是直流還是交流接觸器。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；

額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。激磁線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級(jí)一致；29繼電器1234567891繼電器的定義與分類定義(作用)：繼電器是根據(jù)某種輸入信號(hào)來(lái)接通或斷開(kāi)小電流控制電路，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和保護(hù)的自動(dòng)控制電器。結(jié)構(gòu)組成：感測(cè)機(jī)構(gòu)、輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)。分類：按用途分：控制繼電器和保護(hù)繼電器按動(dòng)作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動(dòng)式、電子式、機(jī)械式、熱繼電器

按輸入量分：電流、電壓、時(shí)間、速度、壓力按動(dòng)作時(shí)間分：瞬時(shí)繼電器、延時(shí)繼電器

30繼電器1234567892電磁式繼電器電磁式繼電器的定義:以電磁力為驅(qū)動(dòng)力的繼電器稱為電磁式繼電器。

電磁式繼電器的組成：電磁結(jié)構(gòu)、觸點(diǎn)。

電磁式繼電器與接觸器的區(qū)別：

1）電磁機(jī)構(gòu)：與接觸器完全相同

2）觸點(diǎn)電磁式繼電器的觸點(diǎn)容量小、且容量均相同，無(wú)主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)之分無(wú),也沒(méi)有滅弧裝置。觸點(diǎn)容量大接觸器有主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)之分，有滅弧裝置。31繼電器1234567892電磁式繼電器電磁式繼電器的特性繼電器特性曲線：就是繼電器輸入與輸出關(guān)系的曲線。稱為繼電器特性曲線。表示繼電器特征的主要物理量：

x1：繼電器的釋放值。

x2

：繼電器的吸合值。

K=x1/x2

：繼電器的返回系數(shù)一般繼電器k應(yīng)較小為0.1～0.4之間，這樣當(dāng)繼電器吸合后，輸入量波動(dòng)較大時(shí)，不致引起誤動(dòng)作；欠電壓繼電器則要求較高的k值,k>0.6。32繼電器1234567892電磁式繼電器例某繼電器k=0.66,吸合電壓為額定電壓90%，則電壓低于額定電壓的0.66×90%≈60%時(shí)繼電器釋放，起到欠電壓保護(hù)作用。繼電器另一參數(shù)是動(dòng)作時(shí)間，它包括吸合時(shí)間、釋放時(shí)間。吸合時(shí)間：指從線圈接受電信號(hào)到銜鐵完全吸合所需時(shí)間。釋放時(shí)間：指從線圈失電到銜鐵完全釋放所需時(shí)間。一般繼電器的動(dòng)作時(shí)間為0.05～0.15s,快速繼電器為0.005～0.05s，它的大小影響著繼電器的操作頻率。33繼電器123456789常用的三種電磁式繼電器（一）電壓繼電器：即觸點(diǎn)的動(dòng)作與線圈電壓大小有關(guān)的繼電器稱為電壓繼電器。使用時(shí)電壓繼電器的線圈與負(fù)載并聯(lián)。按線圈電流的種類可分為交流和直流電壓繼電器，按吸合電壓大小又可分為過(guò)電壓和欠（零）電壓繼電器兩種。2電磁式繼電器34繼電器123456789(1)過(guò)電壓繼電器：線圈在額定電壓時(shí)，銜鐵不產(chǎn)生吸合動(dòng)作，只有當(dāng)線圈電壓高于其額定電壓的某一值時(shí)，銜鐵才產(chǎn)生吸合動(dòng)作，對(duì)電路實(shí)現(xiàn)過(guò)電壓保護(hù)。（注意：產(chǎn)品中沒(méi)有直流過(guò)電壓繼電器）(2)欠（零）電壓繼電器：當(dāng)線圈電壓低于其額定電壓的某一值時(shí)，銜鐵產(chǎn)生釋放動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路欠（零）電壓保護(hù)。2電磁式繼電器35繼電器123456789電壓繼電器的選用：首先要注意線圈電流的種類和電壓等級(jí)應(yīng)與控制電路一致；另外，根據(jù)在控制電路中的作用選型；最后，要按控制電路的要求選觸點(diǎn)的類型和數(shù)量。電壓繼電器的圖形文字符號(hào)如圖：2電磁式繼電器36繼電器123456789（二）電流繼電器：即觸點(diǎn)的動(dòng)作與線圈的電流大小有關(guān)的繼電器稱為電流繼電器。使用時(shí)電流繼電器的線圈與負(fù)載串聯(lián)。常用的電流繼電器有欠電流和過(guò)電流繼電器兩種：(1)欠電流繼電器：電路正常工作時(shí)，欠電流繼電器吸合動(dòng)作，當(dāng)電路電流減小到某一整定值時(shí)，欠電流繼電器釋放，對(duì)電路起欠電流保護(hù)作用。（注意：產(chǎn)品中有直流欠電流繼電器，而沒(méi)有交流欠電流繼電器）（利用常開(kāi)觸點(diǎn)完成保護(hù)，調(diào)整值按負(fù)載要求定）2電磁式繼電器37繼電器1234