電氣控制基本知識及電路-課件

可編程控制器原理及應(yīng)用教材：《可編程控制器原理及應(yīng)用》中國電力出版社2009年7月可編程控制器原理及應(yīng)用教材：《可編程控制器原理及應(yīng)用》中國電1第一章：電氣控制基本知識常用低壓電器基本電氣控制線路12第一章：電氣控制基本知識常用低壓電器基本電氣控制線路1221.1常用低壓電器1．1．1低壓電器的分類按工作電壓等級分類

（1）低壓電器工作電壓交流1200V或直流1500V以下的電器，主要用于低壓供配電控制系統(tǒng)中。例如繼電器、接觸器、刀開關(guān)、熔斷器、起動器等。

（2）高壓電器工作電壓高于交流1200V或直流1500V以上的電器。2．按用途分類

（1）控制電器

用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。例如接觸器、各種控制繼電器、控制開關(guān)等。1.1常用低壓電器1．1．1低壓電器的分類按工作電壓等級31.1常用低壓電器（2）主令電器在自動控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令的電器。例如控制按鈕、主令開關(guān)、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。（3）保護電器

用于保護電設(shè)備的電器。例如熔斷器、熱繼電器、避雷器等。（4）執(zhí)行電器

指用于完成某種動作或傳動功能的電器。如電磁鐵、電磁閥等。1.1常用低壓電器（2）主令電器（3）保護電器（4）執(zhí)行電41.1常用低壓電器3．按工作原理分類（1）電磁式電器

依據(jù)電磁感應(yīng)原理來工作的電器。例如交直流接觸器、各種電磁式繼電器等。（2）非電量控制電器電器的工作是靠外力或某種非電物理量而動作的電器。例如行程開關(guān)、按鈕、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等。1.1常用低壓電器3．按工作原理分類（1）電磁式電器（2）非51.1常用低壓電器1.１.２開關(guān)電器（1）刀開關(guān)

刀開關(guān)分為單刀、雙刀、三刀三種，擲向可分為單擲、雙擲兩種。

刀開關(guān)的缺點是：不宜帶大負(fù)載切斷電源，電源電壓消失后，不能自動復(fù)原。1.1常用低壓電器1.１.２開關(guān)電器（1）刀開關(guān)61.1常用低壓電器QQQQ雙擲刀開關(guān)單擲刀開關(guān)動觸點（刀片）靜觸點（刀座）刀開關(guān)符號1.1常用低壓電器QQQQ雙擲刀開關(guān)單擲刀開關(guān)動觸點靜觸點刀71.1常用低壓電器（2）組合開關(guān)

常用于控制非頻繁通斷的電路、轉(zhuǎn)接電源和負(fù)載，控制小容量感應(yīng)電動機。1.1常用低壓電器（2）組合開關(guān)常用于控制非頻繁通斷的81.1常用低壓電器繼電接觸控制控制系統(tǒng)（3）斷路器（自動開關(guān)）功能：短路、過載、欠壓保護

斷路器俗稱自動開關(guān)，常用于低壓配電電路的不頻繁通斷控制。２------自由脫扣器；３------過流脫扣器；４------分離脫扣器（用于遠(yuǎn)距離操作）；５------熱脫扣器；６-----欠壓脫扣器。1.1常用低壓電器繼電接觸控制控制系統(tǒng)（3）斷路器（自動開關(guān)91.1常用低壓電器１.１.３熔斷器熔斷器的安秒特性1.1常用低壓電器１.１.３熔斷器熔斷器的安秒特性101.1常用低壓電器熔斷器的選擇1.保護無起動過程的平穩(wěn)負(fù)載（如照明線路等）熔斷器的額定電流略大于負(fù)載的額定電流即可。2.保護單臺長期工作電機IRN≥(1.5～2.5)INIRN----熔斷器額定電流；IN----電動機額定電流。3.保護多臺長期工作電機（供電干線）IRN≥(1.5～2.5)IMAX+∑INIMAX-----容量最大的電機額定電流；∑IN----其余電機額定電流之和。1.1常用低壓電器熔斷器的選擇1.保護無起動過程的平穩(wěn)負(fù)載（111.1常用低壓電器繼電接觸控制控制系統(tǒng)1.1.4主令電器（1）控制按鈕動合（常開）觸頭動斷（常閉）觸頭按鈕帽復(fù)位彈簧在自動控制系統(tǒng)中用于發(fā)布控制指令的電器叫主令電器。主令電器的種類很多，按作用分為控制按鈕、位置開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。1.1常用低壓電器繼電接觸控制控制系統(tǒng)1.1.4主令電器（121.1常用低壓電器SB常開按鈕SB復(fù)合按鈕按鈕的額定電流一般不超過5A1.1常用低壓電器SB常開按鈕SB復(fù)合按鈕按鈕的額定電流一般131.1常用低壓電器（2）位置開關(guān)：行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)等A：行程開關(guān)(a)常開觸點;(b)常閉觸點;

1.1常用低壓電器（2）位置開關(guān)：行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開141.1常用低壓電器B：接近開關(guān)(a)常開觸點;(b)常閉觸點1.1常用低壓電器B：接近開關(guān)(a)常開觸點;(b151.1常用低壓電器C：光電開關(guān)（接近開關(guān)的一種）1.1常用低壓電器C：光電開關(guān)（接近開關(guān)的一種）161.1常用低壓電器D:萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)(a)圖形表示法；(b)通斷表表示法1.1常用低壓電器D:萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)(a)圖形表示法；(171.1常用低壓電器1.1.5接觸器

1---主觸點；2---銜鐵；3---電磁線圈；4---鐵心

接觸器是用來接通或切斷電動機或其他負(fù)載主電路的一種控制電器。1.1常用低壓電器1.1.5接觸器1---主觸點；2-18~M3~接觸器的控制原理~M接觸器的控制原理191.1常用低壓電器1.1.6繼電器

繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號而動作的自動控制電器。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，而輸出則是觸點的動作或者是電路參數(shù)的變化。

繼電器的種類：按輸入信號的性質(zhì)分為：電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器、壓力繼電器等。

1.1常用低壓電器1.1.6繼電器繼電器是一201.1常用低壓電器1電磁繼電器過電流繼電器電流繼電器電壓繼電器中間繼電器1.1常用低壓電器1電磁繼電器過電流繼電器電流繼電器電壓211.1常用低壓電器2時間繼電器直流電磁式時間繼電器空氣阻尼時間繼電器電動式時間繼電器電子式時間繼電器1.1常用低壓電器2時間繼電器直流電磁式時間繼電器空氣221.1常用低壓電器(a）線圈一般符號；(b）通電延時線圈；(c）斷電延時線圈；(d）延時閉合常開觸點；(e）延時斷開常閉觸點；1.1常用低壓電器(a）線圈一般符號；(b）通電延時線圈；(231.1常用低壓電器(h）瞬時常開觸點；(i）瞬時常閉觸點(f）延時斷開常開觸點；(g）延時閉合常閉觸點；1.1常用低壓電器(h）瞬時常開觸點；(i）瞬時常閉觸點(f241.1常用低壓電器3熱繼電器(a）常閉觸點(b）熱元件

利用電流的熱效應(yīng)原理實現(xiàn)電動機過載保護的電器。1.1常用低壓電器3熱繼電器(a）常閉觸點(b）熱元件251.1常用低壓電器4速度繼電器

速度繼電器又稱為反接制動繼電器，主要用作籠型異步電動機的反接制動控制。1—轉(zhuǎn)軸；2---轉(zhuǎn)子；3---外環(huán)；4---繞組；5---擺錘；6、9---彈簧；7、8----觸點1.1常用低壓電器4速度繼電器速度繼電器261.2基本電氣控制線路1.2.1電氣控制線路圖的繪制原則電氣控制線路圖：原理圖、電器布置圖、電器安裝接線圖1）控制線路圖中，一般分主電路和控制電路兩部分，要分開畫。2）控制線路圖中，各電器元件不畫實際的外形圖，而采用國家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，文字符號也要符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。3）控制線路圖中，同一電器元件的各部件根據(jù)需要可以不畫在一起，但文字符號要相同。4）控制線路圖中，所有電器的觸點，都應(yīng)按沒有通電和沒有外力作用時的初始開閉狀態(tài)畫出。5）控制線路圖中，無論是主電路還是控制電路，各電器元件一般按動作順序從上到下、從左到右依次排列，可水平布置也可垂直布置。1.2基本電氣控制線路1.2.1電氣控制線路圖的繪制原則271.2基本電氣控制線路1.2.2三相籠型異步電動機直接起動控制線路

（3）保護①短路保護：熔斷器FU1，F(xiàn)U2；②過載保護：熱繼電器FR；③零電壓保護：KM線圈，防止電機自啟動

1三相電機直接啟動控制線路自鎖(1)控制線路(2)工作原理1.2基本電氣控制線路1.2.2三相籠型異步電動機直接起281.2基本電氣控制線路2點動控制SA---手動開關(guān)，需要點動時將SA斷開。1.2基本電氣控制線路2點動控制SA---手動開關(guān)，需要291.2基本電氣控制線路SB2----連續(xù)控制按鈕；SB3---點動控制按鈕。SB2----點動控制按鈕；SB3---連續(xù)控制按鈕。具有點動和連續(xù)控制的線路1.2基本電氣控制線路SB2----連續(xù)控制按鈕；SB2--301.2基本電氣控制線路3正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)的實現(xiàn)：A、B、C三相換相即可實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)切換。（1）電動機“正—?！础笨刂凭€路

互鎖1.2基本電氣控制線路3正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)的實現(xiàn)：A、311.2基本電氣控制線路（2）電動機“正—反—?！笨刂凭€路1.2基本電氣控制線路（2）電動機“正—反—?！笨刂凭€路321.2基本電氣控制線路（3）自動往復(fù)行程控制線路1.2基本電氣控制線路（3）自動往復(fù)行程控制線路331.2基本電氣控制線路4、鼠籠式三相異步電動機降壓起動控制線路(1)定子串電阻降壓起動控制線路缺點：在電動機起動后KM1和KT一直處于帶電狀態(tài)，耗能。

改進后的電路1.2基本電氣控制線路4、鼠籠式三相異步電動機降壓起動控制線341.2基本電氣控制線路（2）星形—三角形換接降壓起動控制線路KM3----星形啟動；KM2-----三角形運行。1.2基本電氣控制線路（2）星形—三角形換接降壓起動控制線路351.2基本電氣控制線路（3）自耦變壓器降壓起動控制線路

工作過程：SB2KT

KM1、M3

降壓啟動延時到KM2得電、KM1、KM3斷電運行1.2基本電氣控制線路（3）自耦變壓器降壓起動控制線路工作361.2基本電氣控制線路5、三相異步電動機的制動控制電路

（1）反接制動控制線路KS---速度繼電器，正常運行時，KS常開接點閉合。1.2基本電氣控制線路5、三相異步電動機的制動控制電路（1371.2基本電氣控制線路（2）能耗制動控制線路

1.2基本電氣控制線路（2）能耗制動控制線路38可編程控制器原理及應(yīng)用教材：《可編程控制器原理及應(yīng)用》中國電力出版社2009年7月可編程控制器原理及應(yīng)用教材：《可編程控制器原理及應(yīng)用》中國電39第一章：電氣控制基本知識常用低壓電器基本電氣控制線路12第一章：電氣控制基本知識常用低壓電器基本電氣控制線路12401.1常用低壓電器1．1．1低壓電器的分類按工作電壓等級分類

（1）低壓電器工作電壓交流1200V或直流1500V以下的電器，主要用于低壓供配電控制系統(tǒng)中。例如繼電器、接觸器、刀開關(guān)、熔斷器、起動器等。

（2）高壓電器工作電壓高于交流1200V或直流1500V以上的電器。2．按用途分類

（1）控制電器

用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。例如接觸器、各種控制繼電器、控制開關(guān)等。1.1常用低壓電器1．1．1低壓電器的分類按工作電壓等級411.1常用低壓電器（2）主令電器在自動控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令的電器。例如控制按鈕、主令開關(guān)、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。（3）保護電器

用于保護電設(shè)備的電器。例如熔斷器、熱繼電器、避雷器等。（4）執(zhí)行電器

指用于完成某種動作或傳動功能的電器。如電磁鐵、電磁閥等。1.1常用低壓電器（2）主令電器（3）保護電器（4）執(zhí)行電421.1常用低壓電器3．按工作原理分類（1）電磁式電器

依據(jù)電磁感應(yīng)原理來工作的電器。例如交直流接觸器、各種電磁式繼電器等。（2）非電量控制電器電器的工作是靠外力或某種非電物理量而動作的電器。例如行程開關(guān)、按鈕、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等。1.1常用低壓電器3．按工作原理分類（1）電磁式電器（2）非431.1常用低壓電器1.１.２開關(guān)電器（1）刀開關(guān)

刀開關(guān)分為單刀、雙刀、三刀三種，擲向可分為單擲、雙擲兩種。

刀開關(guān)的缺點是：不宜帶大負(fù)載切斷電源，電源電壓消失后，不能自動復(fù)原。1.1常用低壓電器1.１.２開關(guān)電器（1）刀開關(guān)441.1常用低壓電器QQQQ雙擲刀開關(guān)單擲刀開關(guān)動觸點（刀片）靜觸點（刀座）刀開關(guān)符號1.1常用低壓電器QQQQ雙擲刀開關(guān)單擲刀開關(guān)動觸點靜觸點刀451.1常用低壓電器（2）組合開關(guān)

常用于控制非頻繁通斷的電路、轉(zhuǎn)接電源和負(fù)載，控制小容量感應(yīng)電動機。1.1常用低壓電器（2）組合開關(guān)常用于控制非頻繁通斷的461.1常用低壓電器繼電接觸控制控制系統(tǒng)（3）斷路器（自動開關(guān)）功能：短路、過載、欠壓保護

斷路器俗稱自動開關(guān)，常用于低壓配電電路的不頻繁通斷控制。２------自由脫扣器；３------過流脫扣器；４------分離脫扣器（用于遠(yuǎn)距離操作）；５------熱脫扣器；６-----欠壓脫扣器。1.1常用低壓電器繼電接觸控制控制系統(tǒng)（3）斷路器（自動開關(guān)471.1常用低壓電器１.１.３熔斷器熔斷器的安秒特性1.1常用低壓電器１.１.３熔斷器熔斷器的安秒特性481.1常用低壓電器熔斷器的選擇1.保護無起動過程的平穩(wěn)負(fù)載（如照明線路等）熔斷器的額定電流略大于負(fù)載的額定電流即可。2.保護單臺長期工作電機IRN≥(1.5～2.5)INIRN----熔斷器額定電流；IN----電動機額定電流。3.保護多臺長期工作電機（供電干線）IRN≥(1.5～2.5)IMAX+∑INIMAX-----容量最大的電機額定電流；∑IN----其余電機額定電流之和。1.1常用低壓電器熔斷器的選擇1.保護無起動過程的平穩(wěn)負(fù)載（491.1常用低壓電器繼電接觸控制控制系統(tǒng)1.1.4主令電器（1）控制按鈕動合（常開）觸頭動斷（常閉）觸頭按鈕帽復(fù)位彈簧在自動控制系統(tǒng)中用于發(fā)布控制指令的電器叫主令電器。主令電器的種類很多，按作用分為控制按鈕、位置開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。1.1常用低壓電器繼電接觸控制控制系統(tǒng)1.1.4主令電器（501.1常用低壓電器SB常開按鈕SB復(fù)合按鈕按鈕的額定電流一般不超過5A1.1常用低壓電器SB常開按鈕SB復(fù)合按鈕按鈕的額定電流一般511.1常用低壓電器（2）位置開關(guān)：行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)等A：行程開關(guān)(a)常開觸點;(b)常閉觸點;

1.1常用低壓電器（2）位置開關(guān)：行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開521.1常用低壓電器B：接近開關(guān)(a)常開觸點;(b)常閉觸點1.1常用低壓電器B：接近開關(guān)(a)常開觸點;(b531.1常用低壓電器C：光電開關(guān)（接近開關(guān)的一種）1.1常用低壓電器C：光電開關(guān)（接近開關(guān)的一種）541.1常用低壓電器D:萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)(a)圖形表示法；(b)通斷表表示法1.1常用低壓電器D:萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)(a)圖形表示法；(551.1常用低壓電器1.1.5接觸器

1---主觸點；2---銜鐵；3---電磁線圈；4---鐵心

接觸器是用來接通或切斷電動機或其他負(fù)載主電路的一種控制電器。1.1常用低壓電器1.1.5接觸器1---主觸點；2-56~M3~接觸器的控制原理~M接觸器的控制原理571.1常用低壓電器1.1.6繼電器

繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號而動作的自動控制電器。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，而輸出則是觸點的動作或者是電路參數(shù)的變化。

繼電器的種類：按輸入信號的性質(zhì)分為：電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器、壓力繼電器等。

1.1常用低壓電器1.1.6繼電器繼電器是一581.1常用低壓電器1電磁繼電器過電流繼電器電流繼電器電壓繼電器中間繼電器1.1常用低壓電器1電磁繼電器過電流繼電器電流繼電器電壓591.1常用低壓電器2時間繼電器直流電磁式時間繼電器空氣阻尼時間繼電器電動式時間繼電器電子式時間繼電器1.1常用低壓電器2時間繼電器直流電磁式時間繼電器空氣601.1常用低壓電器(a）線圈一般符號；(b）通電延時線圈；(c）斷電延時線圈；(d）延時閉合常開觸點；(e）延時斷開常閉觸點；1.1常用低壓電器(a）線圈一般符號；(b）通電延時線圈；(611.1常用低壓電器(h）瞬時常開觸點；(i）瞬時常閉觸點(f）延時斷開常開觸點；(g）延時閉合常閉觸點；1.1常用低壓電器(h）瞬時常開觸點；(i）瞬時常閉觸點(f621.1常用低壓電器3熱繼電器(a）常閉觸點(b）熱元件

利用電流的熱效應(yīng)原理實現(xiàn)電動機過載保護的電器。1.1常用低壓電器3熱繼電器(a）常閉觸點(b）熱元件631.1常用低壓電器4速度繼電器

速度繼電器又稱為反接制動繼電器，主要用作籠型異步電動機的反接制動控制。1—轉(zhuǎn)軸；2---轉(zhuǎn)子；3---外環(huán)；4---繞組；5---擺錘；6、9---彈簧；7、8----觸點1.1常用低壓電器4速度繼電器速度繼電器641.2基本電氣控制線路1.2.1電氣控制線路圖的繪制原則電氣控制線路圖：原理圖、電器布置圖、電器安裝接線圖1）控制線路圖中，一般分主電路和控制電路兩部分，要分開畫。2）控制線路圖中，各電器元件不畫實際的外形圖，而采用國家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，文字符號也要符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。3）控制線路圖中，同一電器元件的各部件根據(jù)需要可以不畫在一起，但文字符號要相同。4）控制線路圖中，所有電器的觸點，都應(yīng)按沒有通電和沒有外力作用時的初始開閉狀態(tài)畫出。5）控制線路圖中，無論是主電路還是控制電路，各電器元件一般按動作順序從上到下、從左到右依次排列，可水平布置也可垂直布置。1.2基本電氣控制線路1.2.1電氣控制線路圖的繪制原則651.2基本電氣控制線路1.2.2三相籠型異步電動機直接起動控制線路

（3）保護①短路保護：熔斷器FU1，F(xiàn)U2；②過載保護：熱繼電器FR；③零電壓保護：KM線圈，防止電機自啟動

1三相電機直接啟動控制線路自鎖(1)控制線路(2)工作原理1.2基本電氣控制線路1.2.2三相籠型異步電動機直接起661.2基本電氣控制線路2點動控制SA---手動開關(guān)，需要點動時將SA斷開。1.2基本