第1章-低壓控制類電器

1、工廠電氣控制技術(shù)工廠電氣控制技術(shù)1是以各類電動機作為牽引動力是以各類電動機作為牽引動力的傳動裝置和與其相對應(yīng)的的傳動裝置和與其相對應(yīng)的為為對象，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的控制技術(shù)。對象，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的控制技術(shù)。是由各種控制電器、連接導(dǎo)線是由各種控制電器、連接導(dǎo)線組成，以實現(xiàn)對生產(chǎn)機械設(shè)備進行電氣控制組成，以實現(xiàn)對生產(chǎn)機械設(shè)備進行電氣控制的體系；是的體系；是；是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的重要的技術(shù)手；是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的重要的技術(shù)手段。段。23開開關(guān)關(guān)類類電電器、器、熔熔斷斷器、器、接接觸觸器、器、繼繼電電器器等等低低壓壓電電器器的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和工工作作原原理。理。n1 11 1 主主令令電電器器n

2、用用于于自自動動控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)中中發(fā)發(fā)出出指指令令的的操操作作電電器器4圖圖1-1 LA19系列按鈕開關(guān)結(jié)構(gòu)及外形圖系列按鈕開關(guān)結(jié)構(gòu)及外形圖56有撳按式、緊急式、鑰匙式和旋鈕式。有撳按式、緊急式、鑰匙式和旋鈕式。LA19LA19系列在按鈕內(nèi)裝有信號燈。系列在按鈕內(nèi)裝有信號燈。78圖圖1-3 直動式行程開關(guān)直動式行程開關(guān) 圖圖1-4 滾輪式行程開關(guān)滾輪式行程開關(guān)圖圖1-5 行程開關(guān)的圖形、文字符號行程開關(guān)的圖形、文字符號9101112換成二進制的開關(guān)信號，從而起到換成二進制的開關(guān)信號，從而起到“開開”、“關(guān)關(guān)”的控制作用。的控制作用。13141516接接近近開開的檢測距離，應(yīng)選用不同類型的接近

3、開關(guān)，以使其在系統(tǒng)中具有高的性能價格比，為此在選型中應(yīng)遵循以下原則：17頻振蕩型接近開關(guān)，該類型接近開關(guān)對鐵鎳、A3鋼類檢測體檢測最靈敏。對鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體，其檢測靈敏度就低。n2.當檢測體為非金屬材料時，如；木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應(yīng)選用電容型接近開關(guān)。18接接近近開開關(guān)關(guān)技技靠近接近開關(guān)的感應(yīng)面時，使接近開關(guān)動作的距離為接近開關(guān)的最大動作距離，測得的數(shù)據(jù)應(yīng)在產(chǎn)品的參數(shù)范圍內(nèi)。n2.釋放距離的測定:當動作片由正面離開接近開關(guān)的感應(yīng)面，開關(guān)由動作轉(zhuǎn)為釋放時，測定動作片離開感應(yīng)面的最大距離。1920霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開

4、關(guān)，叫做霍爾開關(guān)。當磁性物件移近霍爾的開關(guān)，叫做霍爾開關(guān)。當磁性物件移近霍爾開關(guān)時，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾開關(guān)時，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關(guān)的通或別附近有磁性物體存在，進而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)的檢測對象必須是磁性物體。斷。這種接近開關(guān)的檢測對象必須是磁性物體。21光光電電的的光光路路遮遮擋擋或或由由反反射射光光的的光光亮亮變變化化為為信信號，號，檢檢測測物物體體的的位位置、置、有有無無等等的的裝裝置。置。光光電電開開關(guān)關(guān)于于接接近近開開關(guān)關(guān)同同樣樣是是無無

5、接接觸觸式式的，的，受受檢檢測測體體的的制制約約少，少，且且檢檢測測距距離離長，長，應(yīng)應(yīng)用用廣廣泛。泛。22光電開關(guān)放大放大繼電器線圈繼電器線圈繼電器觸點繼電器觸點23光電開光光電電元元件）件）繼繼電電器器組組成。成。n常常用用的的光光電電器器件：件：發(fā)發(fā)光光二二極極管、管、紅紅外外發(fā)發(fā)光光二二極極管、管、光光敏敏電電阻、阻、光光敏敏三三級級管、管、光光電電耦耦合合器器等等等。等。24是低壓配電電器中結(jié)是低壓配電電器中結(jié)構(gòu)構(gòu)、的電器。廣泛應(yīng)用于照明的電器。廣泛應(yīng)用于照明電路、小容量（電路、小容量（5.5KW5.5KW及以下）的動力電路且不及以下）的動力電路且不頻繁啟動的控制電路中。頻繁啟動的控

6、制電路中。刀開關(guān)按刀開關(guān)按分為單級、分為單級、雙極和三級；按雙極和三級；按分為直接手柄操作式、分為直接手柄操作式、杠桿操作機構(gòu)式和電動操作機構(gòu)式；按刀開關(guān)可杠桿操作機構(gòu)式和電動操作機構(gòu)式；按刀開關(guān)可轉(zhuǎn)換的方向分為轉(zhuǎn)換的方向分為和和。25端，這樣拉閘后刀片端，這樣拉閘后刀片與電源隔離，可防止與電源隔離，可防止意外發(fā)生。意外發(fā)生。26272829特點特點:結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、安裝、使用、維修方便。選用原結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、安裝、使用、維修方便。選用原則則:主要根據(jù)電源種類、電壓等級、所需極數(shù)、斷流容量等進主要根據(jù)電源種類、電壓等級、所需極數(shù)、斷流容量等進行選擇。行選擇。靜觸頭動觸頭QSQSQS操作

7、桿傳動桿接線端接線端靜觸頭動觸頭QSQSQS(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)302. 鐵殼開關(guān)鐵殼開關(guān)三相交流異步電動機：功率三相交流異步電動機：功率N（kW）=根下根下3電壓電壓U（V）電流電流I（A），）， 所以所以I=N/（根下（根下3U）單相交流電動機功率單相交流電動機功率N（kW）=電壓電壓U（V）電流電流I（A），所以），所以I=N/U 31鐵殼開關(guān)外形結(jié)構(gòu)鐵殼開關(guān)外形結(jié)構(gòu)特點特點:操作方便、使用安全、通斷性能好。操作方便、使用安全、通斷性能好。選用原則選用原則:參照膠蓋閘刀開關(guān)。參照膠蓋閘刀開關(guān)。QLFU32外形結(jié)構(gòu)：外形結(jié)構(gòu)：HR6HR6型系列型系列333435

8、3637特點特點:體積小、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、體積小、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、滅弧性能較好滅弧性能較好.選用原則選用原則:應(yīng)根據(jù)電源種類、電壓等級、所需觸應(yīng)根據(jù)電源種類、電壓等級、所需觸頭數(shù)量及電動機容量進行選擇。頭數(shù)量及電動機容量進行選擇。3839自動開關(guān)外觀自動開關(guān)外觀40的銜鐵釋放，也使自由脫扣機構(gòu)動作的銜鐵釋放，也使自由脫扣機構(gòu)動作; ;分勵脫分勵脫扣器則用作遠距離分斷電路?？燮鲃t用作遠距離分斷電路。n41 斷路器工作原理圖斷路器工作原理圖L1 L2 L3主觸頭主觸頭自由脫扣機構(gòu)自由脫扣機構(gòu)過電流脫扣器過電流脫扣器分勵脫扣器分勵脫扣器熱脫扣器熱脫扣器欠電壓脫扣器欠電壓脫扣器

9、按鈕按鈕負負 載載L1、L2、L3無電時的斷開狀態(tài)無電時的斷開狀態(tài)42L1 L2 L3主觸頭主觸頭自由脫扣機構(gòu)自由脫扣機構(gòu)過電流脫扣器過電流脫扣器分勵脫扣器分勵脫扣器熱脫扣器熱脫扣器欠電壓脫扣器欠電壓脫扣器按鈕按鈕負負 載載L1、L2、L3有電的斷開狀態(tài)有電的斷開狀態(tài)43L1 L2 L3主觸頭主觸頭自由脫扣機構(gòu)自由脫扣機構(gòu)過電流脫扣器過電流脫扣器分勵脫扣器分勵脫扣器熱脫扣器熱脫扣器欠電壓脫扣器欠電壓脫扣器按鈕按鈕負負 載載接接 通通 狀狀 態(tài)態(tài)44斷路器過電流脫扣動作斷路器過電流脫扣動作L1 L2 L3主觸頭主觸頭自由脫扣機構(gòu)自由脫扣機構(gòu)過電流脫扣器過電流脫扣器分勵脫扣器分勵脫扣器熱脫扣器熱脫

10、扣器欠電壓脫扣器欠電壓脫扣器按鈕按鈕運動運動負負 載載45斷路器過電流脫扣動作斷路器過電流脫扣動作L1 L2 L3主觸頭主觸頭自由脫扣機構(gòu)自由脫扣機構(gòu)過電流脫扣器過電流脫扣器分勵脫扣器分勵脫扣器熱脫扣器熱脫扣器欠電壓脫扣器欠電壓脫扣器按鈕按鈕脫開脫開負負 載載46n圖圖1-15 自動開關(guān)的圖形、文字符號自動開關(guān)的圖形、文字符號47自動開關(guān)裝裝置式自動開關(guān)外觀裝置式自動開關(guān)外觀又稱為塑又稱為塑殼式自動開關(guān)。殼式自動開關(guān)。可通過手可通過手動或者電動的方式來進行動或者電動的方式來進行分合閘的操作。分合閘的操作。主要用于主要用于電動機及照明系統(tǒng)的控制、電動機及照明系統(tǒng)的控制、供電線路的保護等。供電線路

11、的保護等。48自動開關(guān)裝49自動開關(guān)萬又稱為框架式自動開關(guān)或又稱為框架式自動開關(guān)或萬能式自動萬能式自動。是指以具有是指以具有的框的框架結(jié)構(gòu)，架結(jié)構(gòu)，將所有構(gòu)件組成一個整體并將所有構(gòu)件組成一個整體并具有多種結(jié)構(gòu)變化方式，能接通、承載以具有多種結(jié)構(gòu)變化方式，能接通、承載以及分斷正常電路條件下的電流，也能在規(guī)及分斷正常電路條件下的電流，也能在規(guī)定的非正常電路條件（如短路）下接通、定的非正常電路條件（如短路）下接通、承載一定時間和分斷電流的開關(guān)電器。承載一定時間和分斷電流的開關(guān)電器。501.天 弧 罩2.開 關(guān) 本 體3.抽 屜 座4.合 閘 按 鈕5.分 閘 按 鈕6.智 能 脫 扣 器7.搖 勻

12、柄 插 入 位 置8. 連 接 /試 驗 /分 離 指 示1.天 弧 罩2.開 關(guān) 本 體3.抽 屜 座4.合 閘 按 鈕5.分 閘 按 鈕6.智 能 脫 扣 器7.搖 勻 柄 插 入 位 置8. 連 接 /試 驗 /分 離 指 示51萬能式自動52自動開關(guān)的根據(jù)線路對保護的要求確定自動開關(guān)的類型和根據(jù)線路對保護的要求確定自動開關(guān)的類型和保護形式；保護形式；自動開關(guān)的額定電壓應(yīng)等于或大于被保護線路自動開關(guān)的額定電壓應(yīng)等于或大于被保護線路的額定電壓；的額定電壓；自動開關(guān)欠壓脫扣器額定電壓應(yīng)等于被保護線自動開關(guān)欠壓脫扣器額定電壓應(yīng)等于被保護線路的額定電壓；路的額定電壓；自動開關(guān)的額定電流及過流脫扣

13、器的額定電流自動開關(guān)的額定電流及過流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于被保護線路的計算電流；應(yīng)大于或等于被保護線路的計算電流；53自動開關(guān)的自動開關(guān)的極限分斷能力應(yīng)大于線路的最大短路自動開關(guān)的極限分斷能力應(yīng)大于線路的最大短路電流的有效值。電流的有效值。配電線路中的上、下級自動開關(guān)的保護特性應(yīng)協(xié)配電線路中的上、下級自動開關(guān)的保護特性應(yīng)協(xié)調(diào)配合，下級的保護特性應(yīng)位于上級保護特性的下調(diào)配合，下級的保護特性應(yīng)位于上級保護特性的下方且不相交。方且不相交。自動開關(guān)的長延時脫扣電流應(yīng)小于導(dǎo)線允許的持自動開關(guān)的長延時脫扣電流應(yīng)小于導(dǎo)線允許的持續(xù)電流續(xù)電流。545556RC1插入式熔斷器的結(jié)構(gòu)插入式熔斷器的結(jié)構(gòu)57熔

14、芯上蓋中心裝有熔芯上蓋中心裝有標有紅色的熔斷指標有紅色的熔斷指示器示器. .132 螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器的結(jié)構(gòu)螺旋式熔斷器的結(jié)構(gòu) 5859熔斷器604 4）配電系統(tǒng)中）配電系統(tǒng)中主回路熔體的額定電流主回路熔體的額定電流 支路熔體的額支路熔體的額定電流定電流6162接觸器的圖形、文字符號接觸器的圖形、文字符號 636465 如圖所示，交流如圖所示，交流接觸器主要由電磁接觸器主要由電磁機構(gòu)（包括電磁線機構(gòu)（包括電磁線圈圈 1 、鐵心、鐵心 2 和銜和銜鐵鐵 3 ）、觸頭系統(tǒng)）、觸頭系統(tǒng)（主觸頭（主觸頭5 和輔助和輔助觸頭觸頭4 ）、滅弧裝）、滅弧裝置（圖中未畫出）置（圖中未畫出）及

15、其他部分組成。及其他部分組成。 66 為了減小磁滯及渦流損耗，交流接觸器為了減小磁滯及渦流損耗，交流接觸器的鐵心由硅鋼片疊成。的鐵心由硅鋼片疊成。 此外，由于交流電此外，由于交流電在一個周期內(nèi)有兩次過零點，當電流為零時，在一個周期內(nèi)有兩次過零點，當電流為零時，電磁吸力也為零，使動鐵心振動，噪聲大。電磁吸力也為零，使動鐵心振動，噪聲大。 為了消除這一現(xiàn)象，為了消除這一現(xiàn)象， 在交流接觸器鐵心的在交流接觸器鐵心的端面一部分嵌有端面一部分嵌有短路環(huán)短路環(huán)。 在選用接觸器時，在選用接觸器時， 應(yīng)注意它的額定電流、應(yīng)注意它的額定電流、 線圈電壓及觸點數(shù)量等。線圈電壓及觸點數(shù)量等。 接觸器的額定電接觸器的

16、額定電壓是指吸引線圈的額定電壓，壓是指吸引線圈的額定電壓， 額定電流是額定電流是指主觸點的額定電流。指主觸點的額定電流。 6768697071接觸器的選擇接觸器的選擇一般根據(jù)以下原則來選擇接觸器：一般根據(jù)以下原則來選擇接觸器：（1 1）接觸器類型）接觸器類型 交流負載選交流接觸器，直流負載選直流接觸器，交流負載選交流接觸器，直流負載選直流接觸器，根據(jù)負載大小不同，選擇不同型號的接觸器。根據(jù)負載大小不同，選擇不同型號的接觸器。（2 2）接觸器額定電壓）接觸器額定電壓 接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負載回路電壓。接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負載回路電壓。（3 3）接觸器額定電流）接觸器額定電流 接觸

17、器的額定電流應(yīng)大于或等于負載回路的額定電接觸器的額定電流應(yīng)大于或等于負載回路的額定電流。對于電動機負載，可按下面的經(jīng)驗公式計算：流。對于電動機負載，可按下面的經(jīng)驗公式計算： Ij=1.3=1.3Ie 其中：其中： Ij為接觸器主觸點的額定電流；為接觸器主觸點的額定電流； Ie為電動機的額定電流。為電動機的額定電流。 72 （4 4）吸引線圈的電壓）吸引線圈的電壓吸引線圈的額定電壓應(yīng)與被控回路電壓一致。吸引線圈的額定電壓應(yīng)與被控回路電壓一致。 （5 5）觸點數(shù)量）觸點數(shù)量 接觸器的主觸點、常開輔助觸點、常閉輔助接觸器的主觸點、常開輔助觸點、常閉輔助觸點數(shù)量應(yīng)與主電路和控制電路的要求一致。觸點數(shù)量

18、應(yīng)與主電路和控制電路的要求一致。7374可分為可分為繼電器繼電器 、繼電器、繼電器、繼電器、繼電器、繼電器、繼電器、繼電器和繼電器和繼電器等。繼電器等。 電磁式繼電器是在輸入至電磁線圈中的電流的作用電磁式繼電器是在輸入至電磁線圈中的電流的作用下，由其機械部件的相對運動而產(chǎn)生預(yù)定響應(yīng)動作下，由其機械部件的相對運動而產(chǎn)生預(yù)定響應(yīng)動作的一種的一種。交流電磁繼電器、直流電磁繼電器、磁保交流電磁繼電器、直流電磁繼電器、磁保持繼電器、舌簧繼電器等。持繼電器、舌簧繼電器等。 75電磁式繼電線圈端子線圈端子線圈線圈鐵心鐵心軛鐵軛鐵支桿支桿觸點觸點觸點端子觸點端子KK76工作原動斷（常閉）觸點動斷（常閉）觸點動

19、合（常開）觸點動合（常開）觸點77電磁式繼電器：使繼電器動作的最小功率稱為繼電器的：使繼電器動作的最小功率稱為繼電器的靈敏度。靈敏度。 ：對于電壓繼電器，它的線：對于電壓繼電器，它的線圈額定電壓為該繼電器的額定電壓圈額定電壓為該繼電器的額定電壓; ;對于電流繼電對于電流繼電器，它的線圈額定電流為該繼電器的額定電流。器，它的線圈額定電流為該繼電器的額定電流。 ：使繼電器銜鐵開始運動時：使繼電器銜鐵開始運動時線圈的電壓線圈的電壓( (電壓繼電器電壓繼電器) )或電流或電流( (電流繼電器電流繼電器) )值，值，稱為吸合電壓或吸合電流，用稱為吸合電壓或吸合電流，用UXHUXH或或IXHIXH表示。表

20、示。78電磁式繼電器繼電器銜鐵開始繼電器銜鐵開始釋放時線圈的電壓或電流，用釋放時線圈的電壓或電流，用U USFSF或或I ISFSF表示。表示。釋放電壓釋放電壓( (或電流或電流) )與吸合電與吸合電壓壓( (或電流或電流) )的比值，用的比值，用K K表示，表示，K K值恒小值恒小于于1 1。電壓繼電器的返回系數(shù)電壓繼電器的返回系數(shù) K=UK=USFSF/U/UXHXH電流繼電器的返回系數(shù)電流繼電器的返回系數(shù) K=IK=ISFSF/I/IXHXH79電磁式繼電器：吸合時間是從：吸合時間是從線圈接受電信號到銜鐵完全吸合所需的線圈接受電信號到銜鐵完全吸合所需的時間時間; ;釋放時間是線圈失電到銜

21、鐵完全釋釋放時間是線圈失電到銜鐵完全釋放所需的時間。放所需的時間。：根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，預(yù)先：根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，預(yù)先使繼電器達到某一個吸合值或釋放值，使繼電器達到某一個吸合值或釋放值，這個預(yù)先設(shè)定的吸合值這個預(yù)先設(shè)定的吸合值( (電壓或電流電壓或電流) )或或釋放值釋放值( (電壓或電流電壓或電流) )就叫整定值。就叫整定值。80811.1.5.5.1 1 82由熱元件、觸頭、動作機構(gòu)、復(fù)位按鈕和整定電流裝置五部分組成。由熱元件、觸頭、動作機構(gòu)、復(fù)位按鈕和整定電流裝置五部分組成。熱元件:由雙金屬片及繞在雙金屬片外面的電阻絲組成，雙金屬片由兩種熱膨由雙金屬片及繞在雙金屬片外面的電阻絲組成，雙金

22、屬片由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬片復(fù)合而成。脹系數(shù)不同的金屬片復(fù)合而成。觸頭:由一個公共動觸頭、一個常開觸頭和一個常閉觸頭組成。由一個公共動觸頭、一個常開觸頭和一個常閉觸頭組成。動作機構(gòu):由導(dǎo)板、補償雙金屬片、推桿、杠桿、拉簧等組成。由導(dǎo)板、補償雙金屬片、推桿、杠桿、拉簧等組成。復(fù)位按鈕:熱繼電器動作后進行手動復(fù)位的按鈕。熱繼電器動作后進行手動復(fù)位的按鈕。整定電流裝置:由旋鈕和偏心由旋鈕和偏心輪組成，調(diào)節(jié)整定電流（熱繼電器長期不動作的最大電流）的大小。輪組成，調(diào)節(jié)整定電流（熱繼電器長期不動作的最大電流）的大小。8384n: :等。等。85868711線圈線圈22靜鐵心靜鐵心33銜鐵銜鐵44反力彈

23、簧反力彈簧55推版推版66活塞桿活塞桿77杠桿杠桿88塔形彈簧塔形彈簧99弱彈簧弱彈簧1010橡皮膜橡皮膜1111空氣室壁空氣室壁1212活塞活塞1313調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘1414進氣孔進氣孔1515微動開關(guān)微動開關(guān) （延時）（延時）1616微動開關(guān)微動開關(guān) （不延時）（不延時）1717微動按鈕微動按鈕17瞬動觸瞬動觸點：點：延時動觸延時動觸點點8811線圈線圈22靜鐵心靜鐵心33銜鐵銜鐵44反力彈簧反力彈簧55推版推版66活塞桿活塞桿77杠桿杠桿88塔形彈簧塔形彈簧99弱彈簧弱彈簧1010橡皮膜橡皮膜1111空氣室壁空氣室壁1212活塞活塞1313調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘1414進氣孔進氣孔1515微

24、動開關(guān)微動開關(guān) （延時）（延時）1616微動開關(guān)微動開關(guān) （不延時）（不延時）1717頂桿頂桿1789空氣阻尼式時間90空氣阻尼式時9192圖圖1-32 時間繼電器的圖形、文字符號時間繼電器的圖形、文字符號9394n新產(chǎn)品：JS14AJS14A系列、系列、JS14PJS14P系列、系列、JS20JS20系列系列等。等。959697圖圖1-40 速度繼電器的原理示意圖速度繼電器的原理示意圖1轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 3定子定子 4繞組繞組 5擺錘擺錘 6、9簧片簧片 7、8靜觸點靜觸點 1234567989899動機的反接制動電路。動機的反接制動電路。n動作轉(zhuǎn)速一般不低于動作轉(zhuǎn)速一般不低于300r/min300r/min，復(fù)位轉(zhuǎn)速約，復(fù)位轉(zhuǎn)速約在在100r100rminmin以下。以下。100圖圖1-36 速度繼電器