第一章電器控制基礎(chǔ)

課程：可編程控制器單位：電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院制作：包建華第一節(jié)

低壓電器概述

第二節(jié)

電器控制線路第一章電器控制基礎(chǔ)2/3/2023低壓電器通常是指在交流額定電壓1200V、直流額定電壓1500V及以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品。低壓電器種類繁多，用途廣泛，按應(yīng)用場所提出的不同要求可以分為配電電器與控制電器兩大類。配電電器主要用于低壓配電系統(tǒng)中。配電系統(tǒng)對電器的要求是：在系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，動(dòng)作準(zhǔn)確，工作可靠，有足夠的熱穩(wěn)定性和電穩(wěn)定性。常見的配電電器有低壓隔離器（刀開關(guān)）、熔斷器、斷路器等。控制電器主要用于電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)和用電設(shè)備的通斷控制，對控制電器的要求是：工作準(zhǔn)確可靠，操作頻率高，壽命長等。第一節(jié)

低壓電器概述2/3/2023

電器按工作電壓等級分：高壓電器和低壓電器按動(dòng)作原理分:手動(dòng)電器和自動(dòng)電器按用途分：控制電器（繼電器，接觸器，按鈕等）、配電電器（刀開關(guān)，熔斷器，斷路器等）、執(zhí)行電器（電磁鐵、電磁閥、電磁離合器等）按工作原理分：電磁式電器（交直流接觸器、電磁式繼電器）和非電量控制電器（行程開關(guān)、按鈕、速度繼電器、溫度繼電器）

……….電器分類2/3/2023低壓電器產(chǎn)品包括以下12大類：刀開關(guān)和刀形轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、斷路器、控制器、接觸器、起動(dòng)器、控制繼電器、主令電器、電阻器及變阻器、調(diào)整器、電磁鐵、其它低壓電器（觸電保護(hù)器、信號(hào)燈與接線盒等）。常用低壓電器2/3/2023刀開關(guān)

刀開關(guān)是一種手動(dòng)電器，主要用于電氣線路中隔離電源，也可作為不頻繁地接通和分?jǐn)嗫蛰d電路或小電流電路之用。刀開關(guān)按極數(shù)分，有單極、雙極和三極。另外，還有一種采用疊裝式觸頭元件組成旋轉(zhuǎn)操作的稱為組合開關(guān)或轉(zhuǎn)換開關(guān)。2/3/2023

刀開關(guān)由手柄、靜插座、動(dòng)觸刀、鉸鏈支座和絕緣底板組成，典型結(jié)構(gòu)如圖。在低壓電路中，用于不頻繁接通和分?jǐn)嚯娐?，或用來將電路與電源隔離。2/3/2023主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓：在長期工作中能承受的最大電壓；額定電流：刀開關(guān)在合閘位置允許長期通過的最大工作電流；通斷能力：通斷能力一般是指在規(guī)定條件下，能在額定電壓下接通和分?jǐn)嗟碾娏髦怠０惭b注意事項(xiàng)：手柄向上、電源接上端、負(fù)載接下端。

2/3/2023組合開關(guān)由動(dòng)觸頭、靜觸頭、轉(zhuǎn)軸、手柄定位機(jī)構(gòu)等組成。主要用于電源引入或5.5KW以下電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等場合。2/3/2023

斷路器又稱自動(dòng)開關(guān)或空氣開關(guān)，用于不頻繁接通、分?jǐn)嗑€路正常工作電流，也能在電路中流過故障電流時(shí)(短路、過載、欠電壓等),在一定時(shí)間內(nèi)斷開故障電路的開關(guān)電器。低壓斷路器有多種分類。按極數(shù)可分為單極、雙極、三極和四極。按滅弧介質(zhì)可分為空氣式和真空式，目前應(yīng)用最廣泛的是空氣斷路器。按動(dòng)作速度可分為快速型和一般型。按結(jié)構(gòu)型式分有塑料外殼式和萬能式。低壓斷路器

2/3/20231)主觸頭2)自由脫扣機(jī)構(gòu)3)過電流脫扣器4)分勵(lì)脫扣器5)熱脫扣器6)欠電壓脫扣器7)按鈕2/3/2023

低壓斷路器及其電氣符號(hào)

2/3/2023主要技術(shù)參數(shù):額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類型等。額定工作電壓：指與通斷能力以及使用類別相關(guān)的電壓值，對多相電路是指相間的電壓值；額定電流：指額定持續(xù)電流，也就是脫扣器能長期通過的電流。2/3/2023安裝注意事項(xiàng)：（1）斷路器底板應(yīng)垂直于水平位置，固定后，斷路器應(yīng)安裝平整，不應(yīng)有附加機(jī)械應(yīng)力；（2）電源進(jìn)線應(yīng)接斷路器的上母線，接負(fù)載的出線應(yīng)接在下母線；（3）為防止發(fā)生飛弧，安裝時(shí)應(yīng)考慮到斷路器的飛弧距離；（4）設(shè)有接地螺釘?shù)漠a(chǎn)品，均應(yīng)可靠接地。2/3/2023熔斷器是一種當(dāng)電流超過規(guī)定值一定時(shí)間后,以它本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化而分?jǐn)嚯娐返碾娖?。廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)及用電設(shè)備中作短路和過電流保護(hù)。熔斷器主要由熔體（保險(xiǎn)絲）和熔管（熔座）組成。熔體由易熔金屬材料鉛、鋅、錫、銀、銅及其合金制成，通常制成絲狀和片狀。熔管是裝熔體的外殼，由陶瓷、絕緣鋼紙制成，在熔體熔斷時(shí)兼有滅弧作用。低壓熔斷器

2/3/2023幾種常用的熔斷器以及熔斷器的圖形符號(hào)

2/3/2023電流通過熔體時(shí)產(chǎn)生的熱量與電流的平方和電流通過的時(shí)間成正比，因此電流越大，熔體熔斷的時(shí)間越短，這一特性叫熔斷器的安秒特性。熔斷電流１.２５-１.３IN１.６IN2IN２.５IN３IN4IN熔斷時(shí)間∞1h40s8s4.5s2.5s2/3/2023熔斷器的選用：(1)熔斷器類型的選擇主要根據(jù)使用場合來選擇不同的類型。例如，作電網(wǎng)配電用，應(yīng)選擇一般工業(yè)用熔斷器；作硅元件保護(hù)用，應(yīng)選擇保護(hù)半導(dǎo)體器件熔斷器;供家庭使用，宜選用螺旋式或半封閉插入式熔斷器。(2)熔斷器的額定電壓必須等于或高于熔斷器安裝處的電路額定電壓。(3)電路保護(hù)用熔斷器熔體的額定電流基本上可按電路的額定負(fù)載電流來選擇,但其極限分?jǐn)嗄芰Ρ仨毚笥陔娐分锌赡艹霈F(xiàn)的最大故障電流。2/3/2023(4)為了防止越級熔斷、擴(kuò)大停電事故范圍，各級熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合，使下一級熔斷器比上一級的先熔斷，從而滿足選擇性保護(hù)要求。一般，老產(chǎn)品的選擇比為2:1，新型熔斷器的選擇比為1.6:1。例如，下級熔斷器額定電流為100A，上級熔斷器的額定電流最小也要為160A，才能達(dá)到1.6:1的要求，若選擇比大于1.6:1會(huì)更可靠地達(dá)到選擇性保護(hù)。值得注意的是這樣將會(huì)犧牲保護(hù)的快速性，因此實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)綜合來考慮。2/3/2023主令電器用于發(fā)布操作命令以接通和分?jǐn)嗫刂齐娐贰３Ｒ婎愋陀锌刂瓢粹o、位置開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)和主令控制器等。一、控制按鈕控制按鈕是一種用人力（一般為手指或手掌）操作，并具有儲(chǔ)能復(fù)位的開關(guān)電器。它主要用于電氣控制線路中，用于發(fā)布命令及電氣聯(lián)鎖?？刂瓢粹o的一般結(jié)構(gòu)主要由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式動(dòng)觸頭、動(dòng)合靜觸頭、動(dòng)斷靜觸頭和裝配基座等組成。主令電器

2/3/2023操作時(shí)，將按鈕帽往下按，橋式動(dòng)觸頭就向下運(yùn)動(dòng)，常閉觸頭先分?jǐn)?，再常開觸頭接通。一旦操作人員的手指離開按鈕帽，在復(fù)位彈簧的作用下，先是常開觸頭分?jǐn)?，然后是常閉觸頭閉合。2/3/2023控制按鈕一般用紅色表示停止按鈕，綠色表示起動(dòng)按鈕。2/3/2023二、位置開關(guān)位置開關(guān)主要用于將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，用來控制生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)作。位置開關(guān)包括：行程開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)、接近開關(guān)及由機(jī)器部件或機(jī)械操作的其它控制開關(guān)。1、行程開關(guān)行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，是一種按工作機(jī)械的行程，發(fā)出操作命令的位置開關(guān)。主要用于機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線和其它生產(chǎn)機(jī)械的限位及流程控制等。(1)直動(dòng)式行程開關(guān)

其動(dòng)作原理與控制按鈕類似，只是它用運(yùn)動(dòng)部件上的撞塊來碰撞行程開關(guān)的推桿。2/3/2023(2)滾輪旋轉(zhuǎn)式行程開關(guān)

a)單輪旋轉(zhuǎn)式b)雙輪旋轉(zhuǎn)式a)常開觸頭b)常閉觸頭c)復(fù)式觸頭2/3/20232、微動(dòng)開關(guān)

微動(dòng)開關(guān)是行程非常小的瞬時(shí)動(dòng)作開關(guān)，其特點(diǎn)是操作力小和操作行程短，用于機(jī)械、紡織、輕工、電子儀器等各種機(jī)械設(shè)備和家用電器中作限位保護(hù)和聯(lián)鎖等。微動(dòng)開關(guān)也可看成為尺寸甚小而又非常靈敏的行程開關(guān)。3、接近開關(guān)接近開關(guān)即無觸點(diǎn)行程開關(guān)，內(nèi)部為電子電路，按工作原理分為高頻振蕩性、電容型和永磁型三種類型。使用時(shí)對外連接3根線，其中紅、綠兩根線外接直流電源（通常為24V），另一根黃線為輸出線。接近開關(guān)供電后，輸出線與綠線之間為高電平輸出；當(dāng)有金屬物靠近該開關(guān)的檢測頭時(shí)，輸出線與綠線之間翻成低電平?？衫迷撔盘?hào)驅(qū)動(dòng)一個(gè)繼電器或直接將該信號(hào)輸入PLC等控制回路。2/3/2023三、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多檔位、控制多回路的組合開關(guān)。由于它能控制多個(gè)回路，適應(yīng)復(fù)雜線路的要求，故有“萬能”轉(zhuǎn)換開關(guān)之稱。常用的萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)有LW8、LW6、LW5等系列。LW6系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)由操作機(jī)構(gòu)、面板、手柄、觸頭座等組成，觸頭座最多可以裝10層，每層均可安裝3對觸頭，操作手柄有多檔停留位置（最多12個(gè)檔位），底座中間凸輪隨手柄轉(zhuǎn)動(dòng)，由于每層凸輪設(shè)計(jì)的形狀不同，所以用不同的手柄檔位，可控制各對觸頭進(jìn)行有預(yù)定規(guī)律的接通或分?jǐn)唷?/3/2023a)LW6某一層結(jié)構(gòu)原理圖b)圖形法表示電路通斷狀況b)圖虛線表示操作檔位，有幾個(gè)檔位就畫幾根虛線，實(shí)線與成對的端子表示觸頭，使用多少對觸頭就可以畫多少對。在虛實(shí)線交叉的地方只要標(biāo)黑點(diǎn)就表示實(shí)線對應(yīng)的觸點(diǎn)，在虛線對應(yīng)的檔位是接通的，不標(biāo)黑點(diǎn)就意味著該觸頭在該檔位被分?jǐn)唷?/3/2023一、接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理

接觸器是一種能頻繁地接通和斷開遠(yuǎn)距離用電設(shè)備主回路及其他大容量用電回路的自動(dòng)控制電器。它分為直流和交流兩類。主要由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置三部分組成。

1、電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)包括電磁線圈和鐵心，鐵心由靜鐵心和動(dòng)鐵心（即銜鐵）組成，鐵心的活動(dòng)部分與受控電路的觸頭系統(tǒng)相連。在線圈中通以勵(lì)磁信號(hào)，鐵心中就會(huì)產(chǎn)生磁場，從而吸引銜鐵，帶動(dòng)觸頭系統(tǒng)斷開或接通受控電路。斷電釋放。接觸器

2/3/2023

a)為沿棱角轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式鐵心，主要應(yīng)用于直流電磁機(jī)構(gòu)。

b)為沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式鐵心，多用于觸點(diǎn)容量較大的交流電磁機(jī)構(gòu)。

c)為雙E形直動(dòng)式鐵心,多用于交流接觸器、繼電器中。常用的磁路結(jié)構(gòu)2/3/2023交流電磁機(jī)構(gòu)的鐵心由硅鋼片疊鉚而成，有磁滯和渦流損耗，由于鐵心和線圈都發(fā)熱，所以在鐵心和線圈之間設(shè)有骨架，鐵心、線圈整體作成矮胖型，利于各自散熱。直流電磁機(jī)構(gòu)的鐵心由整塊鋼材或工程純鐵制成，無磁滯和渦流損耗，線圈發(fā)熱鐵心不發(fā)熱，所以線圈直接接觸鐵心并通過鐵心散熱，鐵心、線圈整體作成瘦高型。2/3/2023

2、觸頭系統(tǒng)與滅弧方法

（1）觸頭系統(tǒng)觸頭系統(tǒng)由主觸頭和輔助觸頭組成。主觸頭接在控制對象的主回路中控制其通斷，輔助觸頭一般容量較小，用來切換控制電路。每對觸頭均由靜觸頭和動(dòng)觸頭共同組成，動(dòng)觸頭與電磁機(jī)構(gòu)的銜鐵相連，當(dāng)接觸器的電磁線圈得電時(shí)，銜鐵帶動(dòng)動(dòng)觸頭動(dòng)作，使接觸器的常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開。

為了消除觸頭在接觸時(shí)的振動(dòng)，減小接觸電阻，在觸頭上裝有接觸彈簧，該彈簧在觸頭剛閉合時(shí)產(chǎn)生較小的壓力，閉合后壓力增大。2/3/2023觸頭有點(diǎn)接觸、面接觸、線接觸三種，接觸面越大則通電電流越大。觸頭材料有銅和銀，銀質(zhì)觸頭更好。a)點(diǎn)接觸的橋式觸頭b)面接觸的橋式觸頭c)指形觸頭2/3/2023（2）電弧的產(chǎn)生與滅弧當(dāng)一個(gè)較大電流的電路突然斷電時(shí)，如觸頭間的電壓超過一定數(shù)值，觸頭間空氣在強(qiáng)電場的作用下會(huì)產(chǎn)生電離放電現(xiàn)象，在觸頭間隙產(chǎn)生大量帶電粒子，形成熾熱的電子流，被稱為電弧。電弧伴隨高溫、高熱和強(qiáng)光，可能造成電路不能正常切斷、燒毀觸頭、引起火災(zāi)等其它事故，因此對切換較大電流的觸頭系統(tǒng)必須采取滅弧措施。常用的滅弧裝置有：滅弧罩、滅弧柵和磁吹滅弧裝置。直流接觸器工作原理與交流接觸器基本相同，在結(jié)構(gòu)上也由電磁機(jī)構(gòu)、主觸頭、輔助觸頭、滅弧裝置等組成，但在鐵心結(jié)構(gòu)、線圈形狀、觸頭形狀和數(shù)量、滅弧方式等方面有所不同。2/3/2023接觸器型號(hào)說明如CJ12T-250，該型號(hào)的意義為CJ12T系列交流接觸器，額定電流250A，主觸頭為三極。CZ0-100/20為CZ0系列直流接觸器，額定電流100A，雙極動(dòng)合主觸頭。2/3/20231-滅弧罩2-觸頭壓力彈簧片3-主觸頭4-反作用彈簧5-線圈6-短路環(huán)7-靜鐵心8-彈簧9-動(dòng)鐵心10-輔助常開觸頭11-輔助常閉觸頭CJ10-20型交流接觸器構(gòu)造圖2/3/2023二、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)1、額定電壓接觸器銘牌上額定電壓是指主觸頭的額定工作電壓,其等級有:直流接觸器：220V，440V，660V。交流接觸器：220V，380V，500V，660V，1140V。

2、額定電流

接觸器銘牌上額定電流是指在正常工作條件下主觸頭中允許通過的長期工作電流，一般按下面等級制造：直流接觸器：25A，40A，60A，100A，150A，250A，400A，600A。交流接觸器：10A，15A，25A，40A，60A，100A，150A，250A，400A，600A。3、線圈的額定電壓其等級有：直流線圈：24V，48V，220V。交流線圈：36V，127V，220V，380V。2/3/20234、動(dòng)作值是指接觸器的吸合電壓與釋放電壓。部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定接觸器在額定電壓85%以上時(shí)，應(yīng)可靠吸合。釋放電壓不高于線圈額定電壓的70%。5、接通與分?jǐn)嗄芰χ附佑|器的主觸頭在規(guī)定的條件下能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦?，而不?yīng)該發(fā)生熔焊、飛弧和過分磨損等。6、機(jī)械壽命和電氣壽命接觸器是頻繁操作電器，應(yīng)有較長的機(jī)械壽命和電氣壽命。目前有些接觸器的機(jī)械壽命已達(dá)一千萬次以上；電氣壽命是機(jī)械壽命的5%～20%。7、操作頻率是指每小時(shí)接通的次數(shù)。交流接觸器最高為600次/h；直流接觸器可高達(dá)1200次/h。

2/3/2023繼電器是一類用于監(jiān)測各種電量或非電量的電器，廣泛用于電動(dòng)機(jī)或線路的保護(hù)以及生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制。一般來說，繼電器通過測量環(huán)節(jié)輸入外部信號(hào)（比如電壓、電流等電量或溫度、壓力、速度等非電量）并傳遞給中間機(jī)構(gòu)，將它與設(shè)定值（即整定值）進(jìn)行比較，當(dāng)達(dá)到整定值時(shí)（過量或欠量），中間機(jī)構(gòu)就使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生輸出動(dòng)作，從而閉合或分?jǐn)嚯娐?，達(dá)到控制電路的目的。常用的繼電器

有電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器、壓力繼電器、熱與溫度繼電器等。主要技術(shù)參數(shù)

額定參數(shù)、吸合時(shí)間和釋放時(shí)間、整定參數(shù)、靈敏度、觸頭的接通和分?jǐn)嗄芰?、使用壽命等?/p>

繼電器

2/3/2023一、普通電磁式繼電器普通電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)、工作原理與接觸器類似，主要由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成，但沒有滅弧裝置，不分主副觸頭。與接觸器的主要區(qū)別在于：能靈敏地對電壓、電流變化作出反應(yīng)，觸頭數(shù)量很多但容量較小，主要用來切換小電流電路或用作信號(hào)的中間轉(zhuǎn)換。1、電壓繼電器電壓繼電器可以對所接電路上的電壓高低作出動(dòng)作反應(yīng)。分過電壓繼電器、欠電壓繼電器和零電壓繼電器。2/3/20232、電流繼電器

電流繼電器的線圈被做成阻抗小、導(dǎo)線粗、匝數(shù)少的電流線圈，串接在被測量的電路中(或通過電流互感器接入)，用于檢測電路中的電流是否越限。分過電流繼電器和欠電流繼電器。

3、中間繼電器中間繼電器實(shí)質(zhì)是一種電壓繼電器。主要用來對外部開關(guān)量的接通能力和觸頭數(shù)量進(jìn)行放大。2/3/2023普通電磁式繼電器的電氣符號(hào)

JT3系列直流電磁式繼電器結(jié)構(gòu)示意圖1-線圈2-鐵心3-磁軛4-彈簧

5-調(diào)節(jié)螺母6-調(diào)節(jié)螺釘7-銜鐵8-非磁性墊片9-常閉觸頭10-常開觸頭2/3/2023中間繼電器的外形及底座

2/3/2023二、時(shí)間繼電器在生產(chǎn)中經(jīng)常需要按一定的時(shí)間間隔來對生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行控制，時(shí)間控制通常是利用時(shí)間繼電器來實(shí)現(xiàn)的。時(shí)間繼電器是一種利用電磁或機(jī)械動(dòng)作原理實(shí)現(xiàn)觸頭延時(shí)通或斷的自動(dòng)控制電器。常用的有電磁式、空氣阻尼式、電動(dòng)式和晶體管式等。1、直流電磁式時(shí)間繼電器2、空氣阻尼式時(shí)間繼電器

空氣阻尼式繼電器可以做成通電延時(shí)型，如下圖a）所示；也可以做成斷電延時(shí)式，如下圖b）所示。2/3/2023JS7-A系列時(shí)間繼電器原理示意圖1-線圈2-鐵心3-銜鐵4-反力彈簧5-推板6-活塞桿7-杠桿8-塔形彈簧9-弱彈簧10-橡皮膜11-空氣室壁12-活塞13-調(diào)節(jié)螺桿14-進(jìn)氣孔15、16-微動(dòng)開關(guān)2/3/20232/3/20233、電動(dòng)式時(shí)間繼電器4、晶體管式時(shí)間繼電器

晶體管式時(shí)間繼電器也稱為半導(dǎo)體式時(shí)間繼電器，它主要利用電容對電壓變化的阻尼作用作為延時(shí)環(huán)節(jié)而構(gòu)成。其特點(diǎn)是延時(shí)范圍廣、精度高、體積小、便調(diào)節(jié)、壽命長，是發(fā)展快、有前途的電子器件。非對稱雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的晶體管時(shí)間繼電器的外形及原理圖：

2/3/2023幾種新型時(shí)間繼電器的外形：

超級時(shí)間繼電器（電子式）數(shù)顯時(shí)間繼電器

2/3/2023

時(shí)間繼電器的電氣符號(hào)

2/3/2023三、速度繼電器速度繼電器主要用作籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制，所以也稱反接制動(dòng)繼電器。它主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸頭三部分組成，轉(zhuǎn)子是一個(gè)圓柱形永久磁鐵，定子是一個(gè)籠形空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有籠型繞組。2/3/2023速度繼電器工作原理速度繼電器轉(zhuǎn)子的軸與被控電動(dòng)機(jī)的軸相連接，而定子空套在轉(zhuǎn)子上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，定子內(nèi)的短路導(dǎo)體便切割磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，從而產(chǎn)生電流，此電流與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，于是定子開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，裝在定子軸上的擺錘推動(dòng)簧片動(dòng)作，使常閉觸頭分?jǐn)啵ｉ_觸頭閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于某一值時(shí)，定子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減小，觸頭在彈簧作用下復(fù)位。速度繼電器電氣符號(hào)2/3/2023四、熱繼電器熱繼電器是一種保護(hù)電器，專門用來對過載及電源斷相進(jìn)行保護(hù)，以防止電動(dòng)機(jī)因上述故障導(dǎo)致過熱而損壞。1、熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理熱繼電器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低等特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)臒嵩傻玫搅己玫姆磿r(shí)限特性。所謂反時(shí)限特性，是指熱繼電器動(dòng)作時(shí)間隨電流的增大而減小的性能。熱繼電器的結(jié)構(gòu)主要由三大部分組成：加熱元件；動(dòng)作機(jī)構(gòu)（大多采用弓簧式\壓簧式或拉簧跳躍式機(jī)構(gòu)）；復(fù)位機(jī)構(gòu)（有手動(dòng)復(fù)位及自動(dòng)復(fù)位兩種型式）。動(dòng)作系統(tǒng)常設(shè)有溫度補(bǔ)償裝置,保證在一定的溫度范圍內(nèi),熱繼電器的動(dòng)作特性基本不變。2/3/20231-電流調(diào)節(jié)凸輪2-簧片3-手動(dòng)復(fù)位機(jī)構(gòu)4-弓簧5-主雙金屬片6-外導(dǎo)板7-內(nèi)導(dǎo)板8-常閉靜觸頭9-動(dòng)觸頭10-杠桿11-復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘12-補(bǔ)償雙金屬片13-推桿14-連桿15-壓簧16-熱元件2/3/2023熱繼電器的常閉觸頭常串入控制回路，常開觸頭可接入信號(hào)回路。當(dāng)三相電動(dòng)機(jī)的一相接線松開或一相熔絲熔斷時(shí)，造成電動(dòng)機(jī)的缺相運(yùn)行是三相異步電動(dòng)機(jī)燒壞的主要原因之一。斷相后，繞組中的電流會(huì)增大使電動(dòng)機(jī)燒毀。需要缺相保護(hù)可選用帶斷相保護(hù)的熱繼電器。2、熱繼電器的主要技術(shù)參數(shù)熱繼電器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定電壓、額定電流、相數(shù)、熱元件編號(hào)、整定電流及刻度電流調(diào)節(jié)范圍等。2/3/2023熱繼電器的外形及電氣符號(hào)2/3/2023五、固態(tài)繼電器

隨著微電子和功率電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代自動(dòng)化控制設(shè)備中新型的以弱電控制強(qiáng)電的電子器件應(yīng)用越來越廣泛。固態(tài)繼電器就是一種新型無觸點(diǎn)繼電器，它能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)、弱電的良好隔離，其輸出信號(hào)又能夠直接驅(qū)動(dòng)強(qiáng)電電路的執(zhí)行元件。與有觸點(diǎn)的繼電器相比具有開關(guān)頻率高、使用壽命長、工作可靠等突出特點(diǎn)。固態(tài)繼電器是四端器件，有兩個(gè)輸入端，兩個(gè)為輸出端，中間采用光電器件。以實(shí)現(xiàn)輸入與輸出之間的電氣隔離。2/3/2023光電耦合式交流固態(tài)繼電器內(nèi)部原理圖

只要在該電路的輸入端輸入很小的信號(hào)電壓，就可以使發(fā)光二極管VD2發(fā)光，光電三極管V1導(dǎo)通，三極管V2截止，VT1控制門極為高電位，VT1導(dǎo)通，雙向晶閘管VT2可以經(jīng)R8、R7、VD整流橋、VT1對稱電路獲得正負(fù)兩個(gè)半周的觸發(fā)信號(hào)，保持兩個(gè)輸出端處于接通狀態(tài)。2/3/2023固態(tài)電子繼電器的使用注意事項(xiàng)：

1）固態(tài)繼電器選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)負(fù)載類型（阻性、感性）來確定，并且要采用有效的過壓吸收保護(hù)。

2）過流保護(hù)應(yīng)采用專門保護(hù)半導(dǎo)體器件的熔斷器或動(dòng)作時(shí)間小于10ms的自動(dòng)開關(guān)。光耦固態(tài)繼電器外形

2/3/2023由按鈕、接觸器、繼電器等低壓電器組成的電器控制線路具有線路簡單、便于掌握、維修方便等許多優(yōu)點(diǎn)，在常規(guī)電氣控制領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。電器控制線路圖中，電器元件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)都有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)。近年來，我國采用GB4728-84“電氣圖用圖形符號(hào)”、GB6988-87“電氣制圖”和GB7159-87“電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則”等新標(biāo)準(zhǔn)，在繪制電氣控制系統(tǒng)圖時(shí)必須嚴(yán)格遵循。第二節(jié)

電器控制線路2/3/2023電器控制線路圖一般有三種：電氣原理控制線路圖、電器布置圖、電器安裝接線圖。

繪制電氣原理圖的原則

1）電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分。

2）電氣原理圖中，所有電器元件都應(yīng)采用國家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)來表示。

3）電氣原理圖中，各個(gè)電器元件和部件在控制線路中的位置，應(yīng)根據(jù)便于閱讀的原則安排，同一電器元件的各個(gè)部件可以不畫在一起。

4）電氣原理圖中，所有電器的觸頭都按沒有通電和沒有受外力作用時(shí)的狀態(tài)繪制。2/3/2023

5）電氣原理圖中,無論是主電路還是輔助電路都垂直布置，電源電路繪成水平線，主電路繪制在圖的左側(cè)，控制電路繪制在圖的右側(cè)?？刂齐娐分械暮哪茉嬙陔娐返淖钕露恕?/p>

6）電氣原理圖中,有直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)，要用黑圓點(diǎn)表示。無直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)不畫黑圓點(diǎn)。2/3/2023全壓起動(dòng)額定電壓直接加到電動(dòng)機(jī)的定子繞組。優(yōu)點(diǎn)：電路簡單缺點(diǎn)：起動(dòng)電流大通常對容量小于10kW的籠型異步電動(dòng)機(jī)采用直接起動(dòng)方法。三相籠型異步電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)2/3/2023右圖為三相籠型異步電動(dòng)機(jī)單向全壓直接起動(dòng)控制電路。一、單向全壓直接起動(dòng)控制電路1.工作原理停車過程：按下SB1KM1線圈斷電M停車自鎖合QS按下SB2KM1線圈得電自鎖M起動(dòng)起動(dòng)過程：2/3/20232.電路的保護(hù)環(huán)節(jié)（1）短路保護(hù)由熔斷器實(shí)現(xiàn)電路短路保護(hù)。（2）過載保護(hù)通過熱繼電器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)長期過載保護(hù)。（3）欠壓和失壓保護(hù)由接觸器本身的電磁機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。2/3/2023二、電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制電路點(diǎn)動(dòng)：操作者按下起動(dòng)按鈕后，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開起動(dòng)按鈕時(shí),電動(dòng)機(jī)就停止轉(zhuǎn)動(dòng)。圖(a)是最基本的點(diǎn)動(dòng)控制線路。松開SB2KM線圈失電主觸頭斷開M停車合QS按下SB2KM線圈得電M起動(dòng)主觸頭閉合2/3/2023圖(b)是既可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)又可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行的控制線路。點(diǎn)動(dòng)：手動(dòng)開關(guān)SA打開連續(xù)工作：合上SA，自鎖觸頭接入，即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制。2/3/2023圖(c)復(fù)合按鈕SB3來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制、按鈕SB2實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制。合QS按下SB2KM得電自鎖M起動(dòng)主觸頭閉合連續(xù)運(yùn)行：點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行：合QS按下SB3KM得電M起動(dòng)主觸頭閉合松開SB3KM失電M停車SB3KMFRSB1SB2KM)c2/3/2023在電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路中，利用兩個(gè)接觸器的常閉輔助觸頭互相控制的方法叫做互鎖，而兩對起互鎖作用的觸頭叫做互鎖觸頭。三、電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路2/3/20231、電動(dòng)機(jī)“正-停-反”控制電路按下SB2KM1得電自鎖M正轉(zhuǎn)合QS正轉(zhuǎn)：反轉(zhuǎn)：按下SB3KM2得電自鎖M反轉(zhuǎn)停車：按下SB1KM1失電M停車如圖a）所示：a）正-停-反電路互鎖2/3/2023

2、電動(dòng)機(jī)“正-反-?！笨刂齐娐啡鐖Db）所示。按下SB2KM1得電自鎖M正轉(zhuǎn)合QS正轉(zhuǎn)：反轉(zhuǎn)：按下SB3KM2得電自鎖M反轉(zhuǎn)停車：按下SB1KM1或KM2失電M停車互鎖聯(lián)鎖KM1KM1KM2KM2FRSB2SB3KM1KM2SB1FU2b）正-反-停電路2/3/2023四、自動(dòng)往返行程控制電路右圖為自動(dòng)往返循環(huán)控制典型電路。SQ1為正向轉(zhuǎn)反向行程開關(guān)SQ2為反向轉(zhuǎn)正向行程開關(guān)工作原理：如此周而復(fù)始。按下SB2KM1得電自鎖M正轉(zhuǎn)合QS拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件前進(jìn)碰SQ1KM1失電KM2得電M反轉(zhuǎn)拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件后退碰SQ2KM2失電KM1得電M正轉(zhuǎn)2/3/2023上述自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)部件每經(jīng)過一個(gè)循環(huán)，電動(dòng)機(jī)要進(jìn)行兩次制動(dòng)過程，會(huì)出現(xiàn)較大的制動(dòng)電流和機(jī)械沖擊。因此，這種電路只適用于電動(dòng)機(jī)容量較小、循環(huán)周期較長、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸具有足夠剛性的拖動(dòng)系統(tǒng)。另外，在選擇接觸器的容量時(shí)應(yīng)比一般情況選擇的容量大一些。2/3/2023三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)控制較大容量的籠型異步電動(dòng)機(jī)（大于10kW）因起動(dòng)電流較大，不允許用全壓直接起動(dòng)，應(yīng)采用降壓起動(dòng)控制。有時(shí)為了減小起動(dòng)時(shí)對機(jī)械設(shè)備的沖擊，即便是允許采用直接起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，也往往采用降壓起動(dòng)。降壓起動(dòng)時(shí)，先降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，待起動(dòng)后再將電壓升高到額定值，使之在正常電壓下運(yùn)行。由于電樞電流和電壓成正比，所以降低電壓可以減小起動(dòng)電流，這樣不致在電路中產(chǎn)生過大的電壓降，減少對線路電壓的影響。

三相籠型異步電動(dòng)機(jī)常用的降壓起動(dòng)方法有：定子串電阻（或電抗器）降壓起動(dòng)、星-三角（Y-D）降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)。

2/3/2023一、定子串電阻降壓起動(dòng)控制三相籠型異步電動(dòng)機(jī)定子繞阻串接起動(dòng)電阻時(shí)，由于起動(dòng)電阻的分壓，使定子繞組起動(dòng)電壓降低，起動(dòng)結(jié)束后再將電阻短接，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行，可以減小起動(dòng)電流。這種起動(dòng)方式不受電動(dòng)機(jī)接線形式的限制，設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)，在中小型生產(chǎn)機(jī)械中應(yīng)用較廣。2/3/2023合上電源開關(guān)QS，接入三相電源，按下SB2，KM1、KT線圈得電吸合并自鎖，電動(dòng)機(jī)串電阻R降壓起動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，時(shí)間繼電器KT動(dòng)作，其延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)閉合，KM2線圈得電并自鎖。KM2主觸點(diǎn)短接電阻R，KM2的常閉觸點(diǎn)斷開，使KM1、KT線圈斷電釋放，電動(dòng)機(jī)經(jīng)KM2主觸點(diǎn)在全壓下進(jìn)入穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)。自動(dòng)切換的降壓起動(dòng)電路原理：2/3/2023二、星-三角（Y-D）降壓起動(dòng)控制正常運(yùn)行時(shí)，定子繞組接成三角形運(yùn)轉(zhuǎn)的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，可采用星-三角降壓起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)，每相繞阻的電壓下降到正常工作電壓的1/1.732，故起動(dòng)電流下降到全壓起動(dòng)時(shí)的1/3，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將電動(dòng)機(jī)定子繞組改接成三角形，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。這種降壓起動(dòng)方法簡單、經(jīng)濟(jì)，可用在操作較頻繁的場合，但其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有全壓起動(dòng)時(shí)的1/3，適用于空載或輕載。

星-三角起動(dòng)電路有多種，本講介紹具有代表性的一種電路。2/3/2023按下SB2，KM1、KT、KM3線圈同時(shí)通電吸合自鎖，星形降壓起動(dòng)，當(dāng)KT動(dòng)作，KM3線圈斷電釋放，KM2線圈通電吸合，電動(dòng)機(jī)三角形連接，進(jìn)入正常運(yùn)行。常用的自動(dòng)星-三角起動(dòng)器有QX3系列，控制電動(dòng)機(jī)的最大功率有13、30kW兩種。

2/3/2023三、自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路

按下SB2，KM1、KT線圈同時(shí)得電并自鎖，KM1主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)定子繞組