第1章電氣控制系統(tǒng)常用器件

第1章電氣控制系統(tǒng)常用器件2/3/20231CopyrightbyWangYonghua()主要內(nèi)容電器的基本知識接觸器繼電器開關電器熔斷器主令電器信號電器常用執(zhí)行器件常用檢測儀表常用安裝附件

2/3/20232CopyrightbyWangYonghua()電器的定義和分類定義電器就是根據(jù)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(shù)，以實現(xiàn)對電或非電對象的切換、控制、檢測、保護、變換和調(diào)節(jié)的電工器械。低壓電器通常指工作在交流電壓1200v、直流電壓1500v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。1.1電器的基礎知識2/3/20233CopyrightbyWangYonghua()1.1電器的基礎知識2/3/20234CopyrightbyWangYonghua()1.1電器的基礎知識2/3/20235CopyrightbyWangYonghua()電磁式低壓電器的基本結(jié)構和工作原理電磁式低壓電器

最常用的低壓電器結(jié)構上，由三個主要部分組成：

觸頭、滅弧裝置和電磁機構。1.1電器的基礎知識2/3/20236CopyrightbyWangYonghua()電磁式低壓電器的基本結(jié)構和工作原理觸頭形式

1.1電器的基礎知識2/3/20237CopyrightbyWangYonghua()電磁式低壓電器的基本結(jié)構和工作原理觸頭電弧的產(chǎn)生和滅弧電弧的產(chǎn)生和危害滅弧：

把電弧拉長，把電弧變短。

1.1電器的基礎知識2/3/20238CopyrightbyWangYonghua()電磁式低壓電器的基本結(jié)構和工作原理電磁機構作用：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(zhuǎn)換成機械能量，帶動觸頭動作使之閉合或斷開，從而實現(xiàn)電路的接通或分斷。結(jié)構：1.1電器的基礎知識12/3/20239CopyrightbyWangYonghua()電磁式低壓電器的基本結(jié)構和工作原理電磁機構－工作原理吸力特性：電磁機構使銜鐵吸合的力與氣隙的關系曲線稱為吸力特性

。反力特性：電磁機構使銜鐵釋放（復位）的力與氣隙的關系曲線稱為反力特性。交流電磁機構的吸力特性：F與δ無關直流電磁機構的吸力特性：F與δ的平方成反比－雙曲線吸力和反力的配合：吸力大于反力1.1電器的基礎知識2/3/202310CopyrightbyWangYonghua()電磁式低壓電器的基本結(jié)構和工作原理電磁機構－工作原理吸力特性和反力特性1.1電器的基礎知識●常用低壓電器2/3/202311CopyrightbyWangYonghua()電磁式低壓電器的基本結(jié)構和工作原理電磁機構單相交流電磁機構的特性噪聲和振動的產(chǎn)生解決辦法：加短路環(huán)1.1電器的基礎知識2/3/202312CopyrightbyWangYonghua()電磁式低壓電器的基本結(jié)構和工作原理電磁機構單相交流電磁機構的特性加短路環(huán)后的電磁吸力特性：1.1電器的基礎知識2/3/202313CopyrightbyWangYonghua()電磁式低壓電器的基本結(jié)構和工作原理電磁機構輸入/輸出特性：繼電器特性（回環(huán)特性）1.1電器的基礎知識2/3/202314CopyrightbyWangYonghua()電磁式低壓電器的基本結(jié)構和工作原理電磁機構工作原理的實質(zhì)1.1電器的基礎知識2/3/202315CopyrightbyWangYonghua()接觸器的用途和分類定義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。用途控制電動機的起動、反轉(zhuǎn)、制動和調(diào)速等?？刂齐妱訖C主電路和大電流電路的通斷的開關電器。分類交流接觸器、直流接觸器1.2接觸器2/3/202316CopyrightbyWangYonghua()接觸器的組成和工作原理組成電磁機構、主觸點和滅弧系統(tǒng)、輔助觸點、反力裝置、支架和底座。工作原理實質(zhì)：使用電磁機構1.2接觸器CJ20接觸器2/3/202317CopyrightbyWangYonghua()接觸器的組成和工作原理結(jié)構及工作原理圖1.2接觸器常閉觸點線圈電源常開觸點2/3/202318CopyrightbyWangYonghua()接觸器的組成和工作原理圖形和文字符號1.2接觸器2/3/202319CopyrightbyWangYonghua()接觸器的技術參數(shù)額定電壓：主觸點的額定電壓額定電流：主觸點的額定電流線圈額定電壓接通和分斷能力：負載類型1.2接觸器2/3/202320CopyrightbyWangYonghua()接觸器的選擇根據(jù)負載類型選接觸器根據(jù)負載大小選額定電流選擇額定電壓選擇交流接觸器的經(jīng)驗法1.2接觸器2/3/202321CopyrightbyWangYonghua()繼電器的定義和分類定義 繼電器是根據(jù)某種輸入信號來接通或斷開小電流控制電路，實現(xiàn)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、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(shù)的變化。1.3繼電器2/3/202322CopyrightbyWangYonghua()繼電器的定義和分類分類

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。按工作原理分為：電磁式繼電器、感應式繼電器、電動式繼電器、熱繼電器和電子式繼電器等。按輸出形式分為：有觸點和無觸點兩類。按用途分為：控制用和保護用繼電器等。1.3繼電器2/3/202323CopyrightbyWangYonghua()電磁式繼電器 電壓繼電器：過電壓和欠電壓繼電器電流繼電器：過電流和欠電流繼電器中間繼電器：是一種電壓繼電器表示符號1.3繼電器

中間繼電器2/3/202324CopyrightbyWangYonghua()電磁式繼電器中間繼電器和接觸器的區(qū)別：相同點：輸入信號都是電壓，都是利用電磁機構的工作原理進行工作的。不同點：中間繼電器用于小電流的控制電路，在控制電路中起信號傳遞、放大、翻轉(zhuǎn)和分路等作用，主要用來擴展觸點數(shù)量，實現(xiàn)邏輯控制。接觸器用于頻繁地、遠距離地接通或分斷電動機主電路或其他負載電路。它是一種執(zhí)行電器。它的觸點分為主觸點和輔助觸點，大部分情況下它還帶有滅弧裝置。1.3繼電器2/3/202325CopyrightbyWangYonghua()熱繼電器熱繼電器的作用和分類作用當三相交流電動機出現(xiàn)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分類單相、兩相和三相式共三種類型，其中三相式熱繼電器常用于三相交流電動機做過載保護。按功能來分，三相式熱繼電器又有不帶斷相保護和帶斷相保護兩種類型。1.3繼電器2/3/202326CopyrightbyWangYonghua()熱繼電器電動機的過載特性和熱繼電器的保護特性反時限特性1.3繼電器過載特性保護特性2/3/202327CopyrightbyWangYonghua()熱繼電器工作原理熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片、觸頭系統(tǒng)等組成。

1.3繼電器2/3/202328CopyrightbyWangYonghua()熱繼電器表示符號控制電路中最常用的是熱繼電器的常閉觸點，熱繼電器是怎樣保護電機的？1.3繼電器2/3/202329CopyrightbyWangYonghua()熱繼電器產(chǎn)品一般和接觸器配合使用，連接方便。選用額定電流：比電動機的額定電流稍微大一些。動作電流：約為電動機額定電流的80%左右。由于熱繼電器的保護特性為反時限特性，所以對于可逆運行和頻繁通斷的電動機，不宜采用熱繼電器保護，必要時可以選用裝入電動機內(nèi)部的溫度繼電器。1.3繼電器2/3/202330CopyrightbyWangYonghua()時間繼電器

最為常用的一種控制電器。作用分類：通電延時型、斷電延時型。

按工作原理分類，有電磁式、電動機式、空氣阻尼式、電子式等。最常用的是電子式時間繼電器，其他產(chǎn)品已基本淘汰。表示符號：1.3繼電器2/3/202331CopyrightbyWangYonghua()時間繼電器

1.3繼電器2/3/202332CopyrightbyWangYonghua()速度繼電器作用：主要應用于三相籠型異步電動機的反接制動中，因此又稱為反接制動控制器。

組成：主要由定子、轉(zhuǎn)子和觸點三部分組成。工作原理：感生電流產(chǎn)生力矩P20圖1-20表示符號1.3繼電器2/3/202333CopyrightbyWangYonghua()溫度繼電器作用：主要應用于溫度檢測和保護。應用于精度要求不高的場合。

組成和工作原理1.3繼電器2/3/202334CopyrightbyWangYonghua()液位繼電器作用：用于液位檢測。應用于精度要求不高的場合。高精度的液位傳感器有差壓式等產(chǎn)品。1.3繼電器2/3/202335CopyrightbyWangYonghua()壓力繼電器作用：通過檢測各種氣體和液體壓力的變化，壓力繼電器可以發(fā)出信號，實現(xiàn)對壓力的檢測和控制。分類工作原理1.3繼電器2/3/202336CopyrightbyWangYonghua()固態(tài)繼電器什么是固態(tài)繼電器？特點和使用場合表示符號1.3繼電器2/3/202337CopyrightbyWangYonghua()固態(tài)繼電器種類優(yōu)點和缺點選用1.3繼電器2/3/202338CopyrightbyWangYonghua()作用和分類作用開關電器廣泛用于配電系統(tǒng)和電力拖動控制系統(tǒng)，用作電源的隔離、電氣設備的保護和控制。分類手動開關和自動開關1.4開關電器2/3/202339CopyrightbyWangYonghua()刀開關作用刀開關俗稱閘刀開關，是一種結(jié)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(jīng)常起動及制動、容量小于7.5KW的異步電動機。分類按刀數(shù)可分為單極、雙極和三極安裝：刀口在上面，以防斷電時由于重力而閉合。刀開關現(xiàn)在已較少使用1.4開關電器2/3/202340CopyrightbyWangYonghua()低壓斷路器俗稱空氣開關，是一種自動開關。作用用于分配電能、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)生嚴重的過載、短路或欠電壓等故障時能自動切斷電路。是低壓配電線路應用非常廣泛的一種保護電器。結(jié)構和工作原理組成：觸頭、滅弧系統(tǒng)和各種脫扣器

1.4開關電器2/3/202341CopyrightbyWangYonghua()低壓斷路器結(jié)構和工作原理過電流脫扣器失壓脫扣器熱脫扣器遠程控制脫扣器1.4開關電器2/3/202342CopyrightbyWangYonghua()低壓斷路器表示符號主要參數(shù)：額定電壓、額定電流、通斷能力產(chǎn)品類型介紹從小到大、從簡單的到智能化負載的產(chǎn)品1.4開關電器2/3/202343CopyrightbyWangYonghua()低壓斷路器產(chǎn)品圖片1.4開關電器2/3/202344CopyrightbyWangYonghua()低壓斷路器選擇主要是選擇額定電流、額定電壓對單臺設備：IZ≥KIq

式中，k為安全系數(shù)，可取1.5～1.7；Iq

電動機的起動電流。對多臺電動機：IZ≥K(Iqmax+電路中其它的工作電流)

式中，k也可取1.5～1.7；Iqmax

為最大一臺電動機的起動電流。1.4開關電器2/3/202345CopyrightbyWangYonghua()熔斷器的作用、結(jié)構和分類作用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，用于電路的短路保護和嚴重過載保護。結(jié)構：熔斷器在結(jié)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。

工作原理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，從而分斷故障電路，保護設備和人身安全。分類1.5熔斷器2/3/202346CopyrightbyWangYonghua()熔斷器的作用、結(jié)構和分類產(chǎn)品1.5熔斷器2/3/202347CopyrightbyWangYonghua()熔斷器的保護特性熔斷器的保護特性亦稱安秒特性，是指熔體的熔化電流與熔化時間之間的關系，它和熱繼電器的保護特性一樣，也具有反時限特性。1.5熔斷器2/3/202348CopyrightbyWangYonghua()表示符號

熔斷器的技術參數(shù)額定電壓額定電流極限分斷能力1.5熔斷器2/3/202349CopyrightbyWangYonghua()熔斷器的選擇類型選擇溶體額定電流的選擇對阻性負載：Ire≥Ie

對單臺電動機：Ire≥(1.5～2.5)Ie對單臺頻繁啟動的電動機：Ire≥(3～3.5)Ie對多臺電動機：Ire≥(1.5～2.5)Iemax+ΣIe1.5熔斷器2/3/202350CopyrightbyWangYonghua()熔斷器和熱繼電器的區(qū)別相同點：都屬于電流保護電器，都具有反時限特性。不同點：熔斷器主要用于短路保護，熱繼電器用于過載保護；

熔斷器利用的是熱熔斷原理，要求溶體有較高的熔斷系數(shù)；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(shù)；

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。

1.5熔斷器2/3/202351CopyrightbyWangYonghua()主令電器的定義和作用定義：主令電器是自動控制系統(tǒng)中用于發(fā)送和轉(zhuǎn)換控制命令的電器。作用：主令電器用于控制電路，不能直接分合主電路。

1.6主令電器2/3/202352CopyrightbyWangYonghua()控制按鈕作用：在控制電路中用于手動發(fā)出控制信號以控制接觸器、繼電器等。

工作原理注意常開觸點未閉合而常閉觸點已分離的瞬間。1.6主令電器常閉觸點常開觸點2/3/202353CopyrightbyWangYonghua()控制按鈕表示符號產(chǎn)品介紹

1.6主令電器2/3/202354CopyrightbyWangYonghua()轉(zhuǎn)換開關作用－轉(zhuǎn)換開關是一種多檔式、控制多回路的主令電器。廣泛應用于各種配電裝置的電源隔離、電路轉(zhuǎn)換、電動機遠距離控制等，也常作為電壓表、電流表的換相開關，還可用于控制小容量的電動機。結(jié)構示意圖－見P31圖1-34表示符號轉(zhuǎn)換開關在實際工作中的妙用1.6主令電器2/3/202355CopyrightbyWangYonghua()行程開關作用－用于控制生產(chǎn)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。表示符號由于機械觸點易磨損，反應速度慢，所以在重要場合已不再使用有觸點的行程開關了。1.6主令電器2/3/202356CopyrightbyWangYonghua()接近開關特點－非接觸、無觸點。作用－不僅用于行程控制和限位保護，還用于高速計數(shù)、測速、液面控制、檢測金屬體的存在、零件尺寸以及無觸點按鈕等。既使用于一般行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命和對惡劣環(huán)境的適應能力也優(yōu)于一般機械式行程開關。產(chǎn)品類型－測量金屬物體和非金屬物體的產(chǎn)品。缺點－測量距離短，抗電磁干擾能力差。1.6主令電器2/3/202357CopyrightbyWangYonghua()接近開關1.6主令電器2/3/202358CopyrightbyWangYonghua()光電開關特點－非接觸、無觸點，測量距離長，能方便地檢測非金屬材料。它具有體積小、功能多、壽命長、精度高、響應速度快、檢測距離遠以及抗電磁干擾能力強等優(yōu)點。作用－可非接觸、無損傷地檢測和控制各種固體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質(zhì)的狀態(tài)和動作。目前，光電開關已被用作物位檢測、液位控制、產(chǎn)品計數(shù)、寬度判別、速度檢測、定長剪切、孔洞識別、信號延時、自動門傳感、色標檢出以及安全防護等諸多領域。產(chǎn)品類型－對射式、反射式等。缺點－對周圍的雜散光的干擾有一定要求。工作原理