建筑電氣控制

建筑電氣控制第1頁/共97頁1.1電磁式低壓電器的基本知識主電路：開關(guān)、熔斷器、接觸器（主觸點）等電器元件組成，控制電動機的接通、斷開線路，電流較大；控制電路：主令電器、接觸器（線圈、輔助觸點）和繼電器等電器元件組成，控制電路的作用是根據(jù)操作指令，依照自動控制系統(tǒng)的規(guī)律和具體的工藝要求對主電路系統(tǒng)進行控制，電流較小，線路復(fù)雜。第2頁/共97頁低壓電器的定義：根據(jù)使用要求及控制信號，通過一個或者多個器件組合，能手動或自動分合額定電壓在直流1200V，交流1500V及以下的電路，以實現(xiàn)電路中被控制對象的控制、調(diào)節(jié)、變換、檢測、保護等作用的基本器件。第3頁/共97頁低壓電器的作用控制作用：如電梯轎廂的上下移動、快慢速自動切換與自動平層動作的完成。

檢測作用：利用儀表及與之相適應(yīng)的電器，對設(shè)備、電網(wǎng)或其他非電參數(shù)進行測量，如電壓、功率、轉(zhuǎn)速、溫度、濕度等。保護作用：能根據(jù)設(shè)備的特點，對設(shè)備、環(huán)境以及人身實行自動保護，如電機過熱以及漏電保護等。第4頁/共97頁轉(zhuǎn)換作用：在用電設(shè)備之間轉(zhuǎn)換或?qū)Φ蛪弘娖?、控制電路分時投入運行，以實現(xiàn)功能切換，如勵磁裝置手動與自動的轉(zhuǎn)換，供電系統(tǒng)的市電與自備電源的切換等。指示作用：利用低壓電器的控制、保護等功能，檢測出設(shè)備運行狀況與電氣電路工作情況，如絕緣檢測、保護掉牌指示等。調(diào)節(jié)作用：低壓電器可對一些電量和非電量進行調(diào)節(jié)，以滿足用戶的要求，如柴油機油門的調(diào)整、房間溫濕度的調(diào)整、建筑物照度的自動調(diào)節(jié)等。第5頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類1、按用途及控制對象分類：配電電器和控制電器配電電器：主要用于低壓配電系統(tǒng)中，要求系統(tǒng)發(fā)生故障時準確動作、可靠工作，在規(guī)定條件下具有相應(yīng)的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，使電器不會被損壞。常用的配電電器有刀開關(guān)、熔斷器、斷路器等。控制電器：主要用于電氣傳動系統(tǒng)中，要求壽命長、體積小、質(zhì)量輕且動作迅速、準確、可靠。常用的控制電器有接觸器、繼電器、啟動器、主令電器、電磁鐵等。

第6頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類2、按動作方式分類：自動電器和手動電器自動電器：依靠自身參數(shù)的變化或外來信號的作用，自動完成接通或分斷等動作，如接觸器、繼電器等。手動電器：用手動操作來進行切換的電器，如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕等。第7頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類3、按觸點類型分類：有觸點電器和無觸點電器有觸點電器：利用觸點的接通和分斷來切換電路，如接觸器、刀開關(guān)、按鈕等。無觸點電器：無可分離的觸點，主要利用電子元件的開關(guān)效應(yīng)，即導(dǎo)通和截止來實現(xiàn)電路的通、斷控制，如接近開關(guān)、霍爾開關(guān)、電子式時間繼電器、固態(tài)繼電器等。第8頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類4、按工作原理分類：電磁式電器和非電磁式電器電磁式電器：根據(jù)電磁感應(yīng)原理動作的電器，如接觸器、繼電器、電磁鐵等。非電磁式電器：依靠外力或非電量信號（如速度、壓力、溫度等）的變化而動作的電器，如轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等。第9頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類5、按低壓電器型號分類：為了便于了解文字符號和各種低壓電器的特點，采用我國（國產(chǎn)低壓電器產(chǎn)品型號編制辦法）（JB2930-81.10）的分類方法，將低壓電器分為13個大類，每個大類用一位漢語拼音首字母作為該產(chǎn)品型號的首字母，第二位漢語拼音字母表示該類電器的各種形式。第10頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類刀開關(guān)H：HS為雙投式刀開關(guān)，HZ為組合開關(guān)。熔斷器R：RC為瓷插式熔斷器，RM密封式熔斷器。斷路器D：DW為萬能式斷路器，DZ塑殼式斷路器?？刂破鱇：KT為凸輪控制器，KG為鼓型控制器。接觸器C：CJ為交流接觸器，CZ直流接觸器。啟動器Q：QJ為自藕變壓器降壓啟動器，QX星三角啟動器。第11頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類控制繼電器J：JR為熱繼電器，JS為時間繼電器。主令電器L：LA為按鈕，LX為行程開關(guān)。斷路器D：DW為萬能式斷路器，DZ塑殼式斷路器。電阻器Z：ZG為管型電阻器，ZT為鑄鐵電阻器。變阻器B：BP為頻敏變阻器，BT為啟動調(diào)速變阻器。調(diào)整器T：TD為單項調(diào)壓器，TS為三相調(diào)壓器。第12頁/共97頁1.1.1低壓電器及其分類電磁鐵M：MY為液壓電磁鐵，MZ為制動電磁鐵。其他A：AD為信號燈，AL為電鈴。第13頁/共97頁1.1.2.1、電磁機構(gòu)1.電磁機構(gòu)——將電磁能轉(zhuǎn)換為機械能并帶動觸頭動作。

組成

原理：線圈通入電流，產(chǎn)生磁場，經(jīng)鐵芯、銜鐵和氣隙形成回路，產(chǎn)生電磁力，將銜鐵吸向鐵芯。

鐵芯銜鐵線圈1.1.2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理交流：硅鋼片疊加直流：整塊鑄鐵或鑄鋼直動式轉(zhuǎn)動式電壓線圈：并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多、導(dǎo)線細。電流線圈：串聯(lián)在電路中，匝數(shù)少、導(dǎo)線粗。交流線圈：短而粗，有骨架。直流線圈：細而長，無骨架。第14頁/共97頁1.1.2.1、電磁機構(gòu)2.短路環(huán)——減小銜鐵吸合時產(chǎn)生的振動和噪音。1.1.2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第15頁/共97頁1.1.2.2觸頭及滅弧系統(tǒng)3.觸頭系統(tǒng)——通過觸頭的開合控制電路通、斷。

類型

材料：一般采用銅材料制成；對于小容量電器常用銀質(zhì)材料制成橋式觸頭指形觸頭1.1.2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第16頁/共97頁1.1.2.2觸頭及滅弧系統(tǒng)3.滅弧系統(tǒng)

電?。洪_關(guān)電器切斷電流電路時，觸頭間電壓大于

10V，電流超過80mA時，觸頭間會產(chǎn)生藍色的光柱，即電弧。

電弧的危害：

延長了切斷故障的時間；

高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞；

形成飛弧造成電源短路事故。

滅弧措施：吹弧、拉弧、長弧割短弧、多斷口滅弧、利用介質(zhì)滅弧、改善觸頭表面材料。1.1.2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第17頁/共97頁1.2開關(guān)電器1.2.1刀開關(guān)

作用：隔離電源，不頻繁通斷電路

分類：

按刀的級數(shù)分:單極、雙極和三極

按滅弧裝置分：帶滅弧裝置和不帶滅弧裝置

按刀的轉(zhuǎn)換方向分為：單擲和雙擲

按接線方式分為：板前接線和板后接線

按操作方式分為：手柄操作和遠距離聯(lián)桿操作

按有無熔斷器分：帶熔斷器和不帶熔斷器第18頁/共97頁第19頁/共97頁第20頁/共97頁1.2.1、刀開關(guān)低壓隔離開關(guān)(又叫刀開關(guān))結(jié)構(gòu)上都比較簡單，由動觸頭、靜觸頭、操作手柄、連桿及底座構(gòu)成。動觸頭接電源，靜觸頭接負荷，觸頭分開時有明顯的斷開點，在電路中主要起隔離電源的作用。低壓刀開關(guān)在實際應(yīng)用中一般與低壓斷路器串聯(lián)使用。為了保證操作時的安全，由斷路器承擔(dān)接通或斷開負載的作用，由刀開關(guān)承擔(dān)隔離電源的作用。在停電操作時先拉開斷路器，后拉開刀開關(guān)；送電操作時，先合上刀開關(guān)，后合斷路器。

1.2開關(guān)電器第21頁/共97頁1.2.1、刀開關(guān)1.開關(guān)板用刀開關(guān)（不帶熔斷器式刀開關(guān)）

作用：不頻繁地手動接通、斷開電路和隔離電源用。

結(jié)構(gòu)圖和符號：QS1.2開關(guān)電器第22頁/共97頁1.2開關(guān)電器1.2.1、刀開關(guān)2.帶熔斷器式刀開關(guān)——用作電源開關(guān)、隔離開關(guān)和應(yīng)急開關(guān)，并作電路保護用。第23頁/共97頁第24頁/共97頁第25頁/共97頁第26頁/共97頁第27頁/共97頁第28頁/共97頁第29頁/共97頁第30頁/共97頁第31頁/共97頁第32頁/共97頁第33頁/共97頁第34頁/共97頁第35頁/共97頁1.2開關(guān)電器第36頁/共97頁1.2.2、組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)）

結(jié)構(gòu)：靜觸頭一端固定在膠木盒內(nèi)，另一端伸出盒外，與電源或負載相連。動觸片套在絕緣方桿上，絕緣方軸每次作90°正或反方向的轉(zhuǎn)動，帶動靜觸頭通。

特點：結(jié)構(gòu)緊湊，安裝面積小，操作方便。

用途：電源的引入開關(guān)；通斷小電流電路；控制５ＫＷ以下電動機。1.2開關(guān)電器第37頁/共97頁（a）外形（b）符號（c)結(jié)構(gòu)第38頁/共97頁第39頁/共97頁1.2.3、負荷開關(guān)作用：隔離電源或直接啟動小容量籠式異步電動機(2)封閉式負荷開關(guān)（鐵殼開關(guān)）

作用：手動通斷電路及短路保護。1.2開關(guān)電器第40頁/共97頁第41頁/共97頁1.2.4、低壓斷路器(自動空氣開關(guān))

功能：不頻繁通斷電路，并能在電路過載、短路及失壓時自動分斷電路。

特點：操作安全，分斷能力較高。

分類：框架式（萬能式）和塑殼式（裝置式）

結(jié)構(gòu)：觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機構(gòu)、傳動機構(gòu)。1.2開關(guān)電器第42頁/共97頁萬能式低壓斷路器結(jié)構(gòu)圖第43頁/共97頁第44頁/共97頁第45頁/共97頁第46頁/共97頁第47頁/共97頁第48頁/共97頁塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器

7．按鈕第49頁/共97頁塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器7．按鈕線路短路或嚴重過載保護第50頁/共97頁塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器7．按鈕遠距離跳閘，對電路不起保護作用第51頁/共97頁塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器7．按鈕線路過載保護第52頁/共97頁塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器

7．按鈕電動機的失壓保護第53頁/共97頁第54頁/共97頁第55頁/共97頁觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭

常開觸頭（動合觸頭）常閉觸頭（動斷觸頭）電磁系統(tǒng)：動、靜鐵芯，吸引線圈和反作用彈簧滅弧系統(tǒng)：滅弧罩及滅弧柵片滅弧第三節(jié)接觸器1．結(jié)構(gòu)

一、交流接觸器

第56頁/共97頁第三節(jié)

接觸器交流接觸器結(jié)構(gòu)圖主觸頭常閉輔助觸頭常開輔助觸頭靜鐵心動鐵心吸引線圈滅弧裝置第57頁/共97頁2．工作原理

線圈加額定電壓，銜鐵吸合，常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合；線圈電壓消失，觸頭恢復(fù)常態(tài)。為防止鐵心振動，需加短路環(huán)。第三節(jié)

接觸器第58頁/共97頁用途：遠距離通斷直流電路或控制直流電動機的頻繁起停。結(jié)構(gòu)：電磁機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置。工作原理：與交流接觸器基本相同。第三節(jié)接觸器二、直流接觸器

第59頁/共97頁KM常閉輔助觸點線圈KM主觸點KM常開輔助觸點KM第三節(jié)

接觸器三、接觸器的符號

第60頁/共97頁額定電壓

交流接觸器：127、220、380、500V直流接觸器：110、220、440V交流接觸器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接觸器：40、80、100、150、250、400、600A額定電流

吸引線圈額定電壓交流接觸器：36、110（127）、220、380V直流接觸器：24、48、220、440V第三節(jié)

接觸器四、接觸器的主要技術(shù)指標

第61頁/共97頁

根據(jù)電路中負載電流的種類選擇接觸器的類型；接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負載回路的額定電壓；吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級一致；額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。第三節(jié)

接觸器四、接觸器的使用選擇原則

第62頁/共97頁作用：控制、放大、聯(lián)鎖、保護和調(diào)節(jié)分類：按用途分：控制和保護繼電器按動作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式、機械式按輸入量分：電流、電壓、時間、速度、壓力按動作時間分：瞬時、延時繼電器特點：額定電流不大于5A第四節(jié)

繼電器第63頁/共97頁一、電流繼電器特點：線圈串接于電路中，導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。分類：過電流繼電器、欠電流繼電器過流電流繼電器欠流電流繼電器第四節(jié)

繼電器第64頁/共97頁欠電流繼電器KAI<KAKA過電流繼電器>IKAKAKA一、電流繼電器第四節(jié)

繼電器第65頁/共97頁動作電流Ｉq：使電流繼電器開始動作所需的電流值；返回電流Ｉf：電流繼電器動作后返回原狀態(tài)時的電流值；返回系數(shù)Ｋf：返回值與動作值之比，Ｋf＝Ｉf/Ｉq。主要技術(shù)指標：一、電流繼電器第四節(jié)

繼電器第66頁/共97頁特點：線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線細分類：過電壓繼電器和欠電壓繼電器結(jié)構(gòu)原理：與電流繼電器類似欠電壓繼電器KAU<KAKA過電壓繼電器>UKAKAKA二、電壓繼電器第四節(jié)

繼電器第67頁/共97頁

中間繼電器實質(zhì)上是一種電壓繼電器，結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相同。但它的觸點數(shù)量較多，在電路中主要是擴展觸點的數(shù)量。另外其觸頭的額定電流較大。

三、中間繼電器第四節(jié)

繼電器第68頁/共97頁作用：電動機的過載保護利用雙金屬片受熱彎曲去推動杠桿使觸頭動作利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成利用過載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動作四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器型式：雙金屬片式

熱敏電阻式易熔合金式結(jié)構(gòu)：由發(fā)熱元件、雙金屬片和觸頭及動作機構(gòu)等部分組成。第69頁/共97頁四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器a）

外形

b）結(jié)構(gòu)圖

1-電流整定裝置2-主電路接線柱3-復(fù)位按鈕

4-常閉觸頭5-動作機構(gòu)6-熱元件31-常閉觸頭接線柱32-公共動觸頭接線柱33-常開觸頭接線柱

雙金屬片式熱繼電器第70頁/共97頁1-1.接線端子2-主雙金屬片3-熱元件4-推動導(dǎo)板5-補償雙金屬片

6-常閉觸頭7-常開觸頭8-復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘9-動觸頭

110-復(fù)位按鈕11-偏心輪12-支撐件13-彈簧

四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器雙金屬片式熱繼電器原理示意圖第71頁/共97頁四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器第72頁/共97頁使用與選擇使用：作為電動機的過載保護，注意與熔斷器的配合。選擇：ＩeR≥Ｉed

ＩeR：熱繼電器熱元件的額定電流；Ｉed：電動機的額定電流。四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器第73頁/共97頁作用：按整定時間長短通斷電路分類：按構(gòu)成原理分：電磁式電動式空氣阻尼式晶體管式數(shù)字式按延時方式分：通電延時型斷電延時型

四、時間繼電器第74頁/共97頁(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)線圈一般符號(b)通電延時線圈(c)斷電延時線圈(d)通電延時閉合動合（常開）觸點(e)通電延時斷開動斷（常閉）觸點（f）斷電延時斷開動合（常開）觸點（g）斷電延時閉合動斷（常閉）觸點（h）瞬動觸點四、時間繼電器符號第75頁/共97頁四、時間繼電器第76頁/共97頁四、時間繼電器第77頁/共97頁作用：根據(jù)速度的大小通斷電路結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子和觸頭原理：與異步電動機類似參數(shù)：動作轉(zhuǎn)速：>120rpm

復(fù)位轉(zhuǎn)速：<100rpm五、速度繼電器第78頁/共97頁定子---由硅鋼片迭成籠型空心圓環(huán)套在轉(zhuǎn)子上，裝有鼠籠型短路繞組。符號五、速度繼電器轉(zhuǎn)子---圓