電器控制第一章-常用低壓電器

第一章常用低壓電器1.1電器的作用與分類（圖1－1）常用電器（圖1－2）常用控制電器組合開關(guān)

組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，由數(shù)層動、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動觸點裝在轉(zhuǎn)軸上，用手柄轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸使動觸片與靜觸片接通與斷開。可實現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。圖6.1.1為用轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)三相電動機起?？刂频慕泳€圖。

轉(zhuǎn)換開關(guān)中的彈簧可使動、靜觸片快速斷開，利于熄滅電弧。但轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，電流100A以下的電路中做電源開關(guān)。M3~圖6.1.1用組合開關(guān)起停電動機的接線圖6.1.2按鈕(手動切換電器)(b)結(jié)構(gòu)按鈕常用于接通和斷開控制電路。按鈕的外形圖和結(jié)構(gòu)如圖所示。按鈕開關(guān)的外形和符號(a)外形圖常閉觸點常開觸點復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜觸頭常開靜觸頭外殼4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復(fù)合按鈕1234123按鈕帽動畫交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)6.1.3接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器。(a)外形(b)結(jié)構(gòu)6.1.3接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器。~M3~線圈輔助觸點鐵心銜鐵電源電機主觸點常閉常開動畫彈簧符號線圈KM

用于主電路流過的大電流(需加滅弧裝置)用于控制電路流過的小電流(無需加滅弧裝置)KM動合(常開)輔助觸點動斷(常閉)輔助觸點KM屬于同一器件的線圈和觸點用相同的文字表示接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等。動合(常開)主觸點KM常用的交流接觸器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。

如CJ10系列主觸點額定電流5、10、20、40、75、120A等數(shù)種；額定工作電壓通常是220V或380V。6.1.4繼電器

繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。主要區(qū)別在于：

接觸器的主觸點可以通過大電流；

繼電器的體積和觸點容量小，觸點數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。1.電流及電壓繼電器電流繼電器：可用于過載或過載保護，電壓繼電器：主要作為欠壓、失壓保護。鋁芯絕緣導(dǎo)線載流量與截面的倍數(shù)關(guān)系導(dǎo)線截面(mm2)

1

1．5

2．5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120載流是截面倍數(shù)9876543．532．5載流量(A)9142332486090100123150210238300估算口訣：二點五下乘以九，往上減一順號走。三十五乘三點五，雙雙成組減點五。條件有變加折算，高溫九折銅升級。穿管根數(shù)二三四，八七六折滿載流。

絕緣導(dǎo)線載流量估算“二點五下乘以九，往上減一順號走”說的是2．5mm’及以下的各種截面鋁芯絕緣線，其載流量約為截面數(shù)的9倍。如2．5mm’導(dǎo)線，載流量為2．5×9＝22．5(A)。從4mm’及以上導(dǎo)線的載流量和截面數(shù)的倍數(shù)關(guān)系是順著線號往上排，倍數(shù)逐次減l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4?！叭宄巳c五，雙雙成組減點五”，說的是35mm”的導(dǎo)線載流量為截面數(shù)的3．5倍，即35×3．5＝122．5(A)。從50mm’及以上的導(dǎo)線，其載流量與截面數(shù)之間的倍數(shù)關(guān)系變?yōu)閮蓚€兩個線號成一組，倍數(shù)依次減0．5。即50、70mm’導(dǎo)線的載流量為截面數(shù)的3倍；95、120mm”導(dǎo)線載流量是其截面積數(shù)的2．5倍，依次類推?！皸l件有變加折算，高溫九折銅升級”。上述口訣是鋁芯絕緣線、明敷在環(huán)境溫度25℃的條件下而定的。若鋁芯絕緣線明敷在環(huán)境溫度長期高于25℃的地區(qū)，導(dǎo)線載流量可按上述口訣計算方法算出，然后再打九折即可；當(dāng)使用的不是鋁線而是銅芯絕緣線，它的載流量要比同規(guī)格鋁線略大一些，可按上述口訣方法算出比鋁線加大一個線號的載流量。如16mm’銅線的載流量，可按25mm2鋁線計算。2.中間繼電器

中間繼電器觸頭容量小，觸點數(shù)目多，用于控制線路。

通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可直接用它來控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。(b)符號KA線圈常開觸頭KA常閉觸頭KA(a)外形中間繼電器外形與符號3.時間繼電器

是從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過一段時間延時后才動作的繼電器。適用于定時控制+直流電磁式結(jié)構(gòu)圖阻尼銅套銜鐵工作原理：當(dāng)銜鐵未吸合時，磁路氣隙大，線圈電感小，通電后激磁電流很快建立，將銜鐵吸合，繼電器觸點立即改變狀態(tài)。而當(dāng)線圈斷電時，鐵心中的磁通將衰減，磁通的變化將在銅套中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻止磁通衰減，當(dāng)磁通下降到一定程度時，銜鐵才能釋放，觸頭改變狀態(tài)。因此繼電器吸合時是瞬時動作，而釋放時是延時的，故稱為斷電延時。(1)直流電磁式時間繼電器a)通電延時繼電器b)斷電延時繼電器KT線圈通電延時閉合常開觸點KT通電延時斷開常閉觸點KTKT線圈(b)符號斷電延時斷開常開觸點KT斷電延時閉合常閉觸點KT延時繼電器的外形與結(jié)構(gòu)(a)外形(2)空氣式延時繼電器通電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常開觸頭延時閉合常閉觸頭延時打開微動開關(guān)2微動開關(guān)1常開觸頭常閉觸頭線圈通電

銜鐵向下吸合連桿動作觸頭動作工作原理調(diào)節(jié)螺絲進氣孔托板線圈動鐵心恢復(fù)彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔(2)空氣式時間繼電器斷電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常閉延時閉合常閉延時斷開常開觸頭常閉觸頭空氣式時間繼電器的延時范圍大(有0.4~60s和0.4~180s兩種)。結(jié)構(gòu)簡單，但準(zhǔn)確度較低。時間繼電器的型號有JS7-A和JJSK2等多種類型。6.1.5熱繼電器用于電動機的過載保護。熱繼電器外形與結(jié)構(gòu)(a)外形(b)結(jié)構(gòu)~

發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點斷開。發(fā)熱元件杠桿6.1.5熱繼電器工作原理結(jié)構(gòu)原理圖雙金屬片常閉觸頭用于電動機的過載保護。動畫6.1.6熔斷器符號FU熔斷器額定電流IF的選擇(1)電燈、電爐等電阻性負載IF>IL(3)頻繁起動的電機(2)單臺電機用于低壓線路中的短路保護。

常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。用于自動往復(fù)控制或限位保護等。6.1.7行程開關(guān)(限位開關(guān))(b)示意圖

結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖ST常開觸點常閉觸點ST(c)符號行程開關(guān)的外形符號可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護。6.1.8自動空氣斷路器(自動開關(guān))鎖鉤主觸點手動閉合

過流脫扣器

欠壓脫扣器銜鐵釋放動畫自動空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧

繼電接觸控制線路由一些基本控制環(huán)節(jié)組成，下面介紹繼電接觸控制線路的繪制。

在電工技術(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結(jié)構(gòu)和實際位置，突出的是電氣原理。電器自動控制原理圖的繪制原則及讀圖方法：1.按國家規(guī)定的電工圖形符號和文字符號畫圖。2.控制線路由主電路(被控制負載所在電路)

和控制電路(控制主電路狀態(tài))組成。3.

屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和觸點)按其功能和所接電路的不同分別畫在不同的電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號。4.

所有電器的圖形符號均按無電壓、無外力作用下的正常狀態(tài)畫出，即按通電前的狀態(tài)繪制。5.

與電路無關(guān)的部件(如鐵心、支架、彈簧等)在控制電路中不畫出。分析和設(shè)計控制電路時應(yīng)注意以下幾點：使控制電路簡單，電器元件少，而且工作又要準(zhǔn)確可靠(2)盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一個電器的控制電路。(3)必須保證每個線圈的額定電壓，不能將兩個線圈串聯(lián)。1.2接觸器（一）觸點（二）電弧的產(chǎn)生與滅弧裝置（三）電磁機構(gòu)概念：電磁式低壓電器定義：利電磁式機構(gòu)原理工作的低壓電器。構(gòu)成：電磁式電器：電磁機構(gòu)+執(zhí)行機構(gòu)+滅弧裝置1.1.1電磁機構(gòu)①結(jié)構(gòu)：固定鐵心，銜鐵，電磁線圈。（吸引線圈）②分類：直動式，拍合式。外形見圖1.1.1③原理：電磁線圈通電后，電磁吸力大于彈性力，使銜鐵閉合。④鐵心材料：直流—電工軟鐵； 交流—硅鋼片（端面嵌銅短路環(huán)克服交流顫抖聲）⑤電磁吸力：F=4*105B2S（S為鐵心磁極截面積）一、接觸器的結(jié)構(gòu)與原理（一）觸點結(jié)構(gòu)：圖1.1.2

橋式：點接觸 面接觸指式：線接觸，滾動摩擦，適用于大電流。材料：黃銅—指式；銀銅合金—橋式（二）電弧的產(chǎn)生與滅弧裝置1.電?。寒?dāng)接觸器觸點切斷電流時，如電路中電壓超過10～12V和電流超過80～100mA，在拉開的兩個觸點間將出現(xiàn)強烈的火花，即氣體放電現(xiàn)象，稱為電弧。2.電弧的產(chǎn)生原理：撞擊電離，陰極高溫，熱游離3.滅弧的原則：設(shè)法降低電弧溫度和電場強度，加強消電離作用。常用滅弧裝置用途：用于熄滅觸頭分斷負載電流時產(chǎn)生的電弧。電弧種類：交流電弧和直流電弧交流電弧存在交流過零點，電弧易熄滅滅弧原理：①迅速拉長電弧②冷卻和去游離法磁吹式滅?。赫n本圖1－6滅弧柵：課本圖1－7滅弧罩：分割電弧，并有冷卻作用。如：縱縫陶土滅弧罩多斷點滅?。赫n本圖1－8（三）電磁機構(gòu)1.分類：課本圖1－92.表征電磁機構(gòu)的工作特征：吸力特性與反力特征（p5）交流電磁機構(gòu)中：U形5～6Ia，E形10～15Ia吸力特性與反力特性的配合：課本圖1－12，吸力大于反力，用于保證吸合過程中銜鐵能正常閉合但吸力也不應(yīng)過大，以延長機械壽命。銜鐵震動現(xiàn)象及其解決發(fā)生情況：單相交流電磁機構(gòu)產(chǎn)生原理：磁通交變－－銜鐵的吸力也隨之交變－－銜鐵被交替吸合、拉開－－產(chǎn)生強烈振動與噪聲。解決：短路環(huán)，使鐵芯通過2個在時間上不同的磁通：課本圖1－13。渦流－感應(yīng)磁通滯后于鐵芯磁通－合吸力f1+f2－始終