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1、1,第一章 常用低压电器,本章主要通过介绍电气控制领域中常用低压电器的工作原理、用途、型号、规格及符号等知识，电器控制线路的基本环节，学会正确选择和合理使用常用电器、学会分析和设计电气控制线路的基本方法，为后继章节的学习打下基础。在PLC出现以前，控制作用由继电器和接触器组成的线路来实现，这常称为继电接触器控制系统，下面介绍继电接触器控制系统。,2,第1节 电器的基本知识一、低压电器定义,定义：交流1200V以下、直流1500V以下为低压。所谓低压电器指工作在交流1200V、直流1500V额定电压以下的电路中，能根据外界信号(机械力、电动力或其他物理量)，自动或手动接通和断开电路的电器，在此电
2、压范围内使用的电器元件，统称低压电器。作用：是实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节。分类：低压电器可分为手动低压电器和自动低压电器。发展方向：小体积、高可靠性、使用方便、功能可组合性方向发展。,3,电器：是接通和断开电路或调节、控制和保护电路及电气设备用的电工器具。电器控制系统：完成由控制电器组成的自动控制系统，称为继电器接触器控制系统。电器的用途广泛，功能多样，种类繁多，结构各异。下面是几种常用的电器分类。1按工作电压等级分类（1）高压电器 用于交流电压1200V、直流电压1500V及以上电路中的电器。例如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等。（2）低压电器 用于交流50Hz
3、(或60Hz)，额定电压为1200V以下；直流额定电压1500V及以下的电路中的电器。例如接触器、继电器等。,二、电器的分类,4,2按动作原理分类（1）手动电器 用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。（2）自动电器 借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。3按用途分类（1）控制电器 用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、电动机起动器等。（2）主令电器 用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、行程开关、万能转换开关等。（3）保护电器 用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器、各种保
4、护继电器、避雷器等。,5,（4）执行电器 指用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等。（5）配电电器 用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。4按工作原理分类（1）电磁式电器 依据电磁感应原理来工作，如接触器、各种类型的电磁式继电器等。（2）非电量控制电器 依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。,6,作用：低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动改变电路的状态、参数，实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节、转换。注意：对低压配电电器，要求是灭弧能力强、分断
5、能力好，热稳定性能好、限流准确等。对低压控制电器，则要求其动作可靠、操作频率高、寿命长并具有一定的负载能力。,三、电器的作用,7,电磁式电器（电磁机构、触头系统）1.电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触头动作。组成 原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。,铁芯,衔铁,线圈,四、低压电器的结构,8,2.短路环减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。,第一节 低压电器的基本知识,9,3.触头系统通过触头的开合控制电路通、断。类型 材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银 质材料制成,桥式触头,指形触头,10,4.灭弧系统 电弧：开关电器切断电流电路时
6、，触头间电压大于 10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色 的光柱，即电弧。电弧的危害：延长了切断故障的时间；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；形成飞弧造成电源短路事故。灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料。,11,作用：根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力装置的自动电器。（控制、放大、联锁、保护和调节作用）分类：按用途分：控制和保护继电器（热继电器）按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式 按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力按动作时间分：瞬时、延时继电器 特点：额定电流不大于5A,第2节 继电器,12
7、,一）电流继电器,特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。分类：过电流继电器、欠电流继电器,过流电流继电器,欠流电流继电器,13,特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细分类：过电压继电器和欠电压继电器结构原理：与电流继电器类似,二）电压继电器,14,中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。,三）中间继电器,15,作用：电动机的过载保护,利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作,利用电阻值随温度变化而变化的特性制成,利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作,四）热继电器,型式：双金属片式
8、,热敏电阻式,易熔合金式,结构：由发热元件、双金属 片和触头及动作机构 等部分组成。,16,四）热继电器（续）,双金属片式热继电器原理示意图,17,四）热继电器（续）,18,使用与选择,使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。选择：eRed eR：热继电器热元件的额定电流；ed：电动机的额定电流。,四）热继电器（续）,19,作用：按整定时间长短通断电路分类：按构成原理分：电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式按延时方式分：通电延时型 断电延时型,五）时间继电器,20,(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h),(a)线圈一般符号(b)通电延时线圈(c)断电延时线圈(d)通电
9、延时闭合动合（常开）触点(e)通电延时断开动断（常闭）触点（f）断电延时断开动合（常开）触点（g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点,五）时间继电器（续）,符号,21,五）时间继电器（续）,22,五）时间继电器（续）,23,作用：根据速度的大小通断电路结构：定子、转子和触头原理：与异步电动机类似参数：动作转速：120rpm 复位转速：100rpm,六）速度继电器,24,定子-由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕组。,符号,六）速度继电器（续）,转子-圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。,25,六）速度继电器（续）,26,压力继电器,光电继电器,温度继电器,七）其它继电器,
10、27,交流接触器结构图,灭弧装置,第3节 接触器,28,2工作原理,线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振动，需加短路环。,29,接触器的功能作用：1.自动接通或断开大电流电路的电器。它可以频繁地接通或分断交直流电路，并可实现远距离控制。2.具有低电压释放保护功能，接触器具有控制容量大、过载能力强、寿命长、设备简单经济等特点，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。控制对象：其主要控制对象是电动机，也可用于电热设备、电焊机、电容器组等其它负载。接触器的分类：接触器可分为交流接触器和直流接触器两大类。,30,触头系统：主触头、辅助触头
11、 常开触头（动合触头）常闭触头（动断触头）电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧,1结构,一）交流接触器,31,32,2工作原理,线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振动，需加短路环。,33,用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。工作原理：与交流接触器基本相同。,二）直流接触器,34,三）接触器的符号,35,四）接触器的主要技术指标,36,根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；吸引线圈的额定电压应与所接
12、控制电路的额定电压等级一致；额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。,四）接触器的使用选择原则,37,第4节 低压开关和低压断路器,作用：隔离电源，不频繁通断电路 1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。结构图和符号：,38,一、刀开关3.负荷开关(2)封闭式负荷开关（铁壳开关）作用：手动通断电路及短路保护。,39,二、低压断路器（自动空气开关）功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失 压时自动分断电路。特点：操作安全，分断能力较高。分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。符号：,40,万能式低
13、压断路器结构图,41,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,42,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,线路短路或严重过载保护,43,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,远距离跳闸，对电路不起保护作用,44,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,线路过载保护,45,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣
14、器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,电动机的失压保护,46,47,48,三、组合开关（转换开关）结构：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸 出盒外，与电源或负载相连。动触片套 在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作90正 或反方向的转动，带动静触头通。特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。用途：电源的引入开关；通断小电流电路；控制以下电动机。,49,50,51,2.带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。,52,3.负荷开关用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。,53,功能：低压断路器也称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关
15、、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。低压断路器具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。特点：操作安全，分断能力较高。分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。,低压断路器,54,55,塑壳式低压断路器原理图,1主触头 2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器 6失压脱扣器 7按钮,线路短路或严重过载保护,远距离跳闸，对电路不起保护作用,线路过载保护,电动机的失压保护,56,低压断路器工作原理图,57,作用：短路和严重过载保护应用：串接于被保护电路的首端优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻分类：,第5节 熔断器,58,瓷插式熔断器,螺旋式熔断器,59,有填料式熔断器,无填料密封式熔断器,60,快速熔断器,自恢复熔断器,61,作用：发送控制命令或信号的电器 分类：控制按钮 万能转换开关 主令控制器 行程开关 接近开关,第6节 主令电器,62,控制按钮,63,万能转换开关,64,主令控制器,65,行程开关,66,滚轮式行程开关,67,微动行程开关,
