第1章電氣控制系統常用器件1

1、1第第1章章 電氣控制系統常用器件電氣控制系統常用器件2主要內容主要內容1.電器的基本知識電器的基本知識2.接觸器接觸器3.繼電器繼電器4.開關電器開關電器5.熔斷器熔斷器6.主令電器主令電器7.信號電器信號電器8.常用執(zhí)行器件常用執(zhí)行器件9.常用檢測儀表常用檢測儀表31.電器的定義和分類電器的定義和分類n定義定義l電器電器就是根據外界施加的信號和要求，能手動或自就是根據外界施加的信號和要求，能手動或自動地斷開或接通電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數，動地斷開或接通電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數，以實現對電或非電對象的切換、控制、檢測、保護、以實現對電或非電對象的切換、控制、檢測、保護、變換和調節(jié)

2、的電工器械。變換和調節(jié)的電工器械。l低壓電器低壓電器通常指工作在交流電壓通常指工作在交流電壓1200v、直流電壓、直流電壓1500v以下的電器，采用電磁原理完成上述功能的以下的電器，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。低壓電器稱為電磁式低壓電器。1.1 1.1 電器的基礎知識電器的基礎知識電器與電氣電器與電氣的區(qū)別的區(qū)別4電器與電氣的區(qū)別電器與電氣的區(qū)別n電器電器，泛指所有用電的器具，現在這一名詞已經廣泛的擴展到民用角度，從普通民眾的角度來講，主要是指家庭常用的一些為生活提供便利的用電設備，如電視機，空調，冰箱，洗衣機，各種小家電等等。n電氣電氣是不可觸摸的電氣概念，電氣包含

3、電器。簡單理解電氣泛指“電”。就是以電能、電氣設備和電氣技術為手段來創(chuàng)造、維持與改善限定空間和環(huán)境的一門科學，涵蓋電能的轉換、利用和研究三方面， 51.電器的定義和分類電器的定義和分類n定義定義l電器電器就是根據外界施加的信號和要求，能手動或自就是根據外界施加的信號和要求，能手動或自動地斷開或接通電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數，動地斷開或接通電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數，以實現對電或非電對象的切換、控制、檢測、保護、以實現對電或非電對象的切換、控制、檢測、保護、變換和調節(jié)的電工器械。變換和調節(jié)的電工器械。l低壓電器低壓電器通常指工作在交流電壓通常指工作在交流電壓1200v、直流電壓、直流電壓

4、1500v以下的電器，采用以下的電器，采用電磁原理電磁原理完成上述功能的完成上述功能的低壓電器稱為電磁式低壓電器。低壓電器稱為電磁式低壓電器。1.1 1.1 電器的基礎知識電器的基礎知識61.1 1.1 電器的基礎知識電器的基礎知識開關電器開關電器 電鈴結構原理圖電鈴結構原理圖7電磁式低壓電器的基本結構和工作原理n電磁式低壓電器大都由三個主要部分組成：由三個主要部分組成：觸頭、滅弧觸頭、滅弧裝置和電磁機構。裝置和電磁機構。n觸頭l形式n滅弧裝置l電弧的產生和滅弧l電弧產生電弧產生在觸點由閉合狀態(tài)過渡到斷開狀態(tài)的過程中，氣體中大量的帶電質點做定向運動，形成的熾熱電子流，即電弧。電弧特點：外部有白

5、熾弧光，內部有很高的溫度和密度很大的電流l電弧的危害電弧的危害：妨礙了電路及時可靠分段，又會使觸頭受到損傷。l滅?。簻缁。喊央娀±L，把電弧變短多斷點滅?。簶蚴接|點電動力滅弧 滅弧柵滅弧 磁吹滅弧裝置1.1 1.1 電器的基礎知識電器的基礎知識8電磁式低壓電器的基本結構和工作原理n電磁機構電磁機構 l作用：電磁機構是電磁式低壓電器的感測部件，它的作用是將電磁能量轉換成機作用：電磁機構是電磁式低壓電器的感測部件，它的作用是將電磁能量轉換成機械能量，帶動觸頭動作使之閉合或斷開，從而實現電路的接通或分斷。械能量，帶動觸頭動作使之閉合或斷開，從而實現電路的接通或分斷。l常見的磁路結構：常見的磁路結構：

6、l根據激磁電流種類不同，分直流電磁機構和交流電磁機構根據激磁電流種類不同，分直流電磁機構和交流電磁機構1.1 1.1 電器的基礎知識電器的基礎知識11 銜鐵 2 鐵芯 3 吸引線圈9電磁式低壓電器的基本結構和工作原理n電磁機構電磁機構 工作原理工作原理1.1 1.1 電器的基礎知識電器的基礎知識101.接觸器的用途和分類接觸器的用途和分類n定義定義l接觸器是用來頻繁地、遠距離地接通或分斷電動機主電路或其他負載電接觸器是用來頻繁地、遠距離地接通或分斷電動機主電路或其他負載電路的自動控制電器。路的自動控制電器。n用途用途l控制電動機的起動、反轉、制動和調速等控制電動機的起動、反轉、制動和調速等 。

7、l控制電動機主電路和大電流電路的通斷的開關電器。控制電動機主電路和大電流電路的通斷的開關電器。n分類分類l交流接觸器、直流接觸器交流接觸器、直流接觸器1.2 1.2 接觸器接觸器交流接觸器11接觸器的組成和工作原理接觸器的組成和工作原理n組成組成1.2 1.2 接觸器接觸器1主觸點（3對或4對常開）2輔助常閉觸點3輔助常開觸點4吸引線圈5動鐵心6靜鐵心交流接觸器結構示意圖交流接觸器結構示意圖n工作原理工作原理 當當電磁線圈通電電磁線圈通電后，線圈電流后，線圈電流產生產生磁場磁場，使，使靜鐵心產生電磁吸力靜鐵心產生電磁吸力吸引銜鐵吸引銜鐵，并，并帶動觸點動作帶動觸點動作，使，使常常閉觸點斷開閉觸

8、點斷開，常開觸點閉合常開觸點閉合，兩者，兩者是聯動的。當是聯動的。當線圈斷電線圈斷電時，時，電磁力電磁力消失消失，銜鐵銜鐵在釋放彈簧的作用下在釋放彈簧的作用下釋釋放放，使，使觸點復原觸點復原，即，即常開觸點斷開常開觸點斷開，常閉觸點閉合常閉觸點閉合。 123.接觸器的圖形和文字符號接觸器的圖形和文字符號1.2 1.2 接觸器接觸器4.接觸器的技術參數接觸器的技術參數額定電壓：主觸點的額定電壓額定電流：主觸點的額定電流 10800A線圈額定電壓：額定頻率：額定操作頻率以（次/小時）表示，即允許每小時接通的 最多次數：交流600次/小時，直流1200次/小時13n 定義定義 繼電器是根據某種輸入信

9、號來接通或斷開小電繼電器是根據某種輸入信號來接通或斷開小電流控制電路，實現遠距離控制和保護的自動控電器。流控制電路，實現遠距離控制和保護的自動控電器。其輸入量可以是電流、電壓等電量，也可以是溫度、其輸入量可以是電流、電壓等電量，也可以是溫度、時間、速度、壓力等非電量，而輸出則是觸頭的動時間、速度、壓力等非電量，而輸出則是觸頭的動作或者是電路參數的變化。作或者是電路參數的變化。n 分類分類電磁式繼電器電磁式繼電器1.3 1.3 繼電器繼電器14電磁式繼電器典型結構電磁式繼電器典型結構1底座底座2反力彈簧反力彈簧3、4調節(jié)螺釘調節(jié)螺釘5非磁性墊片非磁性墊片6銜鐵銜鐵7鐵心鐵心8極靴極靴9電磁線圈電

10、磁線圈10觸頭系統觸頭系統 當通過電流線圈當通過電流線圈 9 的電流超過某一定的電流超過某一定值，電磁吸力大于反值，電磁吸力大于反作用彈簧力，銜鐵作用彈簧力，銜鐵 7 吸合并帶動絕緣支架吸合并帶動絕緣支架動作，使動斷觸點動作，使動斷觸點 10 斷開，動合觸點斷開，動合觸點 閉合。閉合。通過調節(jié)螺釘通過調節(jié)螺釘 4來調來調節(jié)反作用力的大小，節(jié)反作用力的大小，即調節(jié)繼電器的動作即調節(jié)繼電器的動作參數值。參數值。 15電磁式繼電器的結構和原理與接觸器基本相同；電磁式繼電器的結構和原理與接觸器基本相同；兩者的主要區(qū)別兩者的主要區(qū)別 繼電器：繼電器：用于控制電路、電流小，沒有滅弧裝置，用于控制電路、電流

11、小，沒有滅弧裝置， 可以在電量或非電量的作用下動作。可以在電量或非電量的作用下動作。 接觸器：接觸器：用于主電路、電流大，有滅弧裝置，用于主電路、電流大，有滅弧裝置， 一般只能在電壓作用下動作。一般只能在電壓作用下動作。常用的電磁式繼電器常用的電磁式繼電器 電流繼電器：電流繼電器：過電流繼電器、欠電流繼電器過電流繼電器、欠電流繼電器 電壓繼電器：電壓繼電器：過電壓繼電器、欠過電壓繼電器、欠( (零零) )電壓繼電器電壓繼電器 中間繼電器中間繼電器16電壓繼電器電壓繼電器電壓繼電器線圈并聯在被測電路中，線圈阻抗大。電壓繼電器線圈并聯在被測電路中，線圈阻抗大。過電壓繼電器過電壓繼電器：線圈電壓高于

12、整定值時動作的繼電器：線圈電壓高于整定值時動作的繼電器當電路正常工作時，銜鐵是釋放的；當電路正常工作時，銜鐵是釋放的；當電路發(fā)生過電壓故障時，銜鐵立即吸合，并利用其常閉觸當電路發(fā)生過電壓故障時，銜鐵立即吸合，并利用其常閉觸點斷開需要保護電器的電源點斷開需要保護電器的電源 。欠欠( (零零) )電壓繼電器電壓繼電器：線圈電壓低于整定值時動作的繼電器：線圈電壓低于整定值時動作的繼電器當電路正常工作時，銜鐵是吸合的；當電路正常工作時，銜鐵是吸合的；當電路發(fā)生電壓過低現象時，銜鐵立即釋放，當電路發(fā)生電壓過低現象時，銜鐵立即釋放， 并利用其常開觸點斷開電路實現保護。并利用其常開觸點斷開電路實現保護。17

13、電流繼電器線圈串聯在被測電路中，線圈阻抗小。電流繼電器線圈串聯在被測電路中，線圈阻抗小。過電流繼電器過電流繼電器：線圈電流高于整定值時動作的繼電器：線圈電流高于整定值時動作的繼電器當正常工作時，銜鐵是釋放的；當正常工作時，銜鐵是釋放的；當電路發(fā)生過載或短路故障時，當電路發(fā)生過載或短路故障時， 銜鐵立即吸合，實現保護。銜鐵立即吸合，實現保護。欠電流繼電器欠電流繼電器：線圈電流低于整定值時動作的繼電器：線圈電流低于整定值時動作的繼電器當正常工作時，銜鐵是吸合的；當正常工作時，銜鐵是吸合的；當電路發(fā)生電流過低現象時，當電路發(fā)生電流過低現象時， 銜鐵立即釋放，實現保護。銜鐵立即釋放，實現保護。2、電流

14、繼電器、電流繼電器18中間繼電器在結構上是電壓繼電器，中間繼電器在結構上是電壓繼電器， 但觸點數多，觸點容量比電壓繼電器大。但觸點數多，觸點容量比電壓繼電器大。中間繼電器與交流接觸器的主要區(qū)別是中間繼電器與交流接觸器的主要區(qū)別是 觸點數目多，且觸點容量小，只允許通過小電流。觸點數目多，且觸點容量小，只允許通過小電流。中間繼電器通常用來傳遞信號和同時控制多個電路，中間繼電器通常用來傳遞信號和同時控制多個電路， 也可用來直接控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。也可用來直接控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。在選用中間繼電器時，主要考慮電壓等級和觸點數目。在選用中間繼電器時，主要考慮電壓等級和觸點數

15、目。 電磁式繼電器電磁式繼電器3、中間繼電器、中間繼電器1920l熱繼電器的作用和分類熱繼電器的作用和分類l 作用作用 當三相交流電動機出現長期帶負荷欠電壓運行、當三相交流電動機出現長期帶負荷欠電壓運行、長期過載運行以及長期單相運行等不正常情況時，會長期過載運行以及長期單相運行等不正常情況時，會導致電動機繞組嚴重過熱乃至燒壞。導致電動機繞組嚴重過熱乃至燒壞。 用于電動機的過載保護用于電動機的過載保護 一般和接觸器配合使用，連接方便。一般和接觸器配合使用，連接方便。 一般來說用于非重要和非電流敏感負載的大電流回路一般來說用于非重要和非電流敏感負載的大電流回路 l 分類分類單相、兩相和單相、兩相和

16、三相式三相式共三種類型，其中三相式熱繼電器共三種類型，其中三相式熱繼電器常用于三相交流電動機做過載保護。常用于三相交流電動機做過載保護。21l熱繼電器的結構與工作原理熱繼電器的結構與工作原理2 雙金屬片雙金屬片3 熱元件熱元件4 導板導板5 補償雙金屬片補償雙金屬片9，6 觸點觸點14 推桿推桿 22 最為常用的一種低壓控制電器。最為常用的一種低壓控制電器。l定義定義 從得打輸入信號（線圈的通電或斷電）開始，經過一定的延時從得打輸入信號（線圈的通電或斷電）開始，經過一定的延時后才輸出信號（觸點的閉合或斷開）后才輸出信號（觸點的閉合或斷開）l分類：分類： 通電延時通電延時：接受輸入信號后延遲一定

17、的時間，輸出信號才發(fā)生變：接受輸入信號后延遲一定的時間，輸出信號才發(fā)生變化；當輸入信號消失后，輸出瞬時復原?；?；當輸入信號消失后，輸出瞬時復原。 斷電延時斷電延時：接受輸入信號時，瞬時產生相應的輸出信號；當輸：接受輸入信號時，瞬時產生相應的輸出信號；當輸入信號消失后，延遲一定的時間，輸出才復原。入信號消失后，延遲一定的時間，輸出才復原。l表示符號：表示符號： 通電延時線圈 斷電延時線圈 瞬動觸點 通電延時閉合 通電延時斷開 斷電延時閉合 斷電延時斷開 2324n作用作用l 用來接通或斷開電路，廣泛用于配電系統和電力拖動用來接通或斷開電路，廣泛用于配電系統和電力拖動控制系統?？刂葡到y。n分類分類

18、l 手動開關和自動開關手動開關和自動開關1.4 1.4 開關電器開關電器25n作用作用l刀開關俗稱閘刀開關，是一種結構最簡單、應用最廣泛的一種手刀開關俗稱閘刀開關，是一種結構最簡單、應用最廣泛的一種手動電器。主要用于接通和切斷長期工作設備的電源及不經常起動動電器。主要用于接通和切斷長期工作設備的電源及不經常起動及制動、容量小于及制動、容量小于7.5KW的異步電動機。的異步電動機。n分類分類l按刀數可分為單極、雙極和三極按刀數可分為單極、雙極和三極 n安裝：安裝： 刀口在上面，以防斷電時由于重力而閉合。刀口在上面，以防斷電時由于重力而閉合。l刀開關現在已較少使用刀開關現在已較少使用262728

19、俗稱空氣開關，是一種自動開關。俗稱空氣開關，是一種自動開關。n作用作用l用于分配電能、不頻繁地啟動異步電動機以及對電源線路及電動用于分配電能、不頻繁地啟動異步電動機以及對電源線路及電動機等的保護。當發(fā)生機等的保護。當發(fā)生嚴重的過載、短路或欠電壓等故障嚴重的過載、短路或欠電壓等故障時能自動時能自動切斷電路。是低壓配電線路應用非常廣泛的一種保護電器。切斷電路。是低壓配電線路應用非常廣泛的一種保護電器。n結構和工作原理結構和工作原理l組成：觸頭、滅弧系統和各種脫扣器組成：觸頭、滅弧系統和各種脫扣器 29n結構和工作原理結構和工作原理 過電流脫扣器過電流脫扣器 失壓脫扣器失壓脫扣器 熱脫扣器熱脫扣器

20、遠程控制脫扣器遠程控制脫扣器工作原理是：靠操作機構手動或工作原理是：靠操作機構手動或電動合閘的，觸頭閉合后，自由電動合閘的，觸頭閉合后，自由脫扣器機構將觸頭鎖在合閘的位脫扣器機構將觸頭鎖在合閘的位置上。當電路發(fā)生故障時，通過置上。當電路發(fā)生故障時，通過各自的脫扣器使自由脫扣機構動各自的脫扣器使自由脫扣機構動作，自動跳閘實現保護作用。作，自動跳閘實現保護作用。30n表示符號表示符號n主要參數主要參數：額定電壓、額定電流、通斷能力：額定電壓、額定電流、通斷能力31n作用作用l熔斷器基于電流熱效應原理和發(fā)熱元件熱熔斷原理設計，具有一熔斷器基于電流熱效應原理和發(fā)熱元件熱熔斷原理設計，具有一定的瞬動特性

21、，用于電路的短路保護和嚴重過載保護。定的瞬動特性，用于電路的短路保護和嚴重過載保護。 n結構結構：熔斷器在結構上主要由熔斷管（或蓋、座）、熔體及導電部件等熔斷器在結構上主要由熔斷管（或蓋、座）、熔體及導電部件等部分組成。其中熔體是主要部分，它既是感測元件又是執(zhí)行元件。部分組成。其中熔體是主要部分，它既是感測元件又是執(zhí)行元件。 n工作原理工作原理l熔斷器串接于被保護電路，當電路發(fā)生短路或過載故障時，通過熔斷器串接于被保護電路，當電路發(fā)生短路或過載故障時，通過熔體的電流使其發(fā)熱，當達到熔化溫度時熔體自行熔斷，從而分熔體的電流使其發(fā)熱，當達到熔化溫度時熔體自行熔斷，從而分斷故障電路，保護設備和人身安

22、全。它和熱繼電器的保護特性一斷故障電路，保護設備和人身安全。它和熱繼電器的保護特性一樣，也具有反時限特性。樣，也具有反時限特性。 n分類分類 插入式插入式 螺旋式螺旋式 封閉管式封閉管式 自復式自復式 快速熔斷器快速熔斷器1.5 1.5 熔斷器熔斷器32螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器 圓筒形帽熔斷器圓筒形帽熔斷器 螺栓連接熔斷器螺栓連接熔斷器 33n表示符號表示符號n熔斷器的技術參數熔斷器的技術參數額定電壓額定電壓額定電流額定電流極限分斷能力極限分斷能力 34n熔斷器和熱繼電器的區(qū)別熔斷器和熱繼電器的區(qū)別相同點相同點：都屬于電流保護電器，都具有反時限特性。：都屬于電流保護電器，都具有反時限特性。不同

23、點不同點：l 熔斷器主要用于短路保護，熱繼電器用于過載保護；熔斷器主要用于短路保護，熱繼電器用于過載保護； l 熔斷器利用的是熱熔斷原理，要求溶體有較高的熔斷熔斷器利用的是熱熔斷原理，要求溶體有較高的熔斷系數；熱繼電器利用的是熱膨脹原理，要求雙金屬片系數；熱繼電器利用的是熱膨脹原理，要求雙金屬片有較高的膨脹系數；有較高的膨脹系數； l 熱繼電器保護有較大的延遲性，而短路保護要求熔斷熱繼電器保護有較大的延遲性，而短路保護要求熔斷器的動作必須具有瞬時性。器的動作必須具有瞬時性。 35n定義定義：主令電器是自動控制系統中用于發(fā)送和轉換控制命：主令電器是自動控制系統中用于發(fā)送和轉換控制命令的電器。令的

24、電器。n作用作用：主令電器用于控制電路，不能直接分合主電路。：主令電器用于控制電路，不能直接分合主電路。n分類分類： 按作用可分為：按鈕、行程開關、接近開關等按作用可分為：按鈕、行程開關、接近開關等。1.6 1.6 主令電器主令電器36n作用作用：在控制電路中用于在控制電路中用于手動發(fā)出控制信號以控制手動發(fā)出控制信號以控制接觸器、繼電器等，一般接觸器、繼電器等，一般會自動復位。會自動復位。 n工作原理工作原理 是一種結構簡單，應用廣泛的是一種結構簡單，應用廣泛的主令電器。在低壓控制電路中，主令電器。在低壓控制電路中，用于手動發(fā)出控制信號，短時接用于手動發(fā)出控制信號，短時接通或斷開小電流的控制電

25、路。通或斷開小電流的控制電路。37n表示符號表示符號 38n 作用作用 用于控制生產機械的運動方向、速度、行程大小或位用于控制生產機械的運動方向、速度、行程大小或位置的一種自動控制器件。置的一種自動控制器件。n 表示符號表示符號39n 作用作用： 信號電器主要用來對電氣控制系統中的某些信號的信號電器主要用來對電氣控制系統中的某些信號的狀態(tài)、報警信息等進行指示。典型產品主要有指示燈、狀態(tài)、報警信息等進行指示。典型產品主要有指示燈、電鈴和蜂鳴器。電鈴和蜂鳴器。 指示燈作用指示燈作用指示燈在各類電器設備及電氣線路中做指示燈在各類電器設備及電氣線路中做電源指示及指揮信號、預告信號、運行信號、事故信號電源指示及指揮信號、預告信號、運行信號、事故信號及其它信號的指示。及其它信號的指示。 顏色有：顏色有：黃黃 綠綠 紅紅 白白 藍藍 電鈴和蜂鳴器電鈴和蜂鳴器都屬于聲響類指示器都屬于聲響類指示器。1.7 1.7 信號電器信號電器40n 表示