低壓電器控制原理

低壓電器與控制電路1.1

常用低壓電器1.2

基本控制電路1.3安全用電本章要求：1）了解接觸器、繼電器、熔斷器、保險裝置等常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。2）初步掌握順序控制、行程控制、時間控制等基本控制電路。3）了解常用車用低壓電器電路。

4）了解安全用電常識。

低壓電器與控制電路刀開關(guān)（低壓隔離器）

（電源與負(fù)載的隔離配電電器）作用：

1）不頻繁地手動接通/斷開交、直流電路；

2）作隔離開關(guān)用結(jié)構(gòu)：操作手柄、觸刀、靜插座和底板正確安裝：1）合閘時手柄應(yīng)向上；

2）電源進線接在刀開關(guān)上端，負(fù)載接在下端。1、膠蓋閘刀開關(guān)：交流頻率50赫茲、電壓380伏、電流60安及以下的線路中。常用的有HKl、HK2系列，

膠蓋閘刀開關(guān)、熔斷器式刀開關(guān)具有通斷和保護功能2、刀開關(guān)的選用

1）額定電壓應(yīng)等于或大于電路的額定電壓。

2）額定電流應(yīng)等于或稍大于電路工作電流。注意：若用刀開關(guān)來控制電動機，則必須考慮電動機的起動電流比較大，應(yīng)選用比額定電流大一級的刀開關(guān)。3、圖形和文字符號：HK系列瓷底膠蓋刀開關(guān)(a)外形圖；(b)、(c)刀開關(guān)圖形及文字符號刀開關(guān)的基本結(jié)構(gòu)及電氣符號

(a)結(jié)構(gòu)；(b)電氣符號1.1.1按鈕(手動切換電器)(b)結(jié)構(gòu)按鈕常用于接通和斷開控制電路。按鈕的外形圖和結(jié)構(gòu)如圖所示。按鈕開關(guān)的外形和符號(a)外形圖常閉觸點常開觸點1.1

常用低壓電器復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜觸頭常開靜觸頭外殼4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復(fù)合按鈕1234123按鈕帽交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)1.1.2接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器。(a)外形(b)結(jié)構(gòu)1.1.3接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器。~M3~線圈輔助觸點鐵心銜鐵電源電機主觸點常閉常開動畫彈簧符號線圈KM用于主電路流過的大電流(需加滅弧裝置)用于控制電路流過的小電流(無需加滅弧裝置)KM動合(常開)輔助觸點動斷(常閉)輔助觸點KM屬于同一器件的線圈和觸點用相同的文字表示接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等。動合(常開)主觸點KM常用的交流接觸器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。如CJ10系列主觸點額定電流5、10、20、40、75、120A等數(shù)種；額定工作電壓通常是220V或380V。1.1.4繼電器

繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。主要區(qū)別在于：

接觸器的主觸點可以通過大電流；

繼電器的體積和觸點容量小，觸點數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。1.中間繼電器

中間繼電器觸頭容量小，觸點數(shù)目多，用于控制線路。通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可直接用它來控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。(b)符號KA線圈常開觸頭KA常閉觸頭KA(a)外形中間繼電器外形與符號2.時間繼電器

是從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過一段時間延時后才動作的繼電器。適用于定時控制+直流電磁式結(jié)構(gòu)圖阻尼銅套銜鐵工作原理：當(dāng)銜鐵未吸合時，磁路氣隙大，線圈電感小，通電后激磁電流很快建立，將銜鐵吸合，繼電器觸點立即改變狀態(tài)。而當(dāng)線圈斷電時，鐵心中的磁通將衰減，磁通的變化將在銅套中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律（閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是使得它所激發(fā)的磁場來阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化）,阻止磁通衰減，當(dāng)磁通下降到一定程度時，銜鐵才能釋放，觸頭改變狀態(tài)。因此繼電器吸合時是瞬時動作，而釋放時是延時的，故稱為斷電延時。(1)直流電磁式時間繼電器a)通電延時繼電器b)斷電延時繼電器KT線圈通電延時閉合常開觸點KT通電延時斷開常閉觸點KTKT線圈(b)符號斷電延時斷開常開觸點KT斷電延時閉合常閉觸點KT延時繼電器的外形與結(jié)構(gòu)(a)外形(2)空氣式延時繼電器通電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常開觸頭延時閉合常閉觸頭延時打開微動開關(guān)2微動開關(guān)1常開觸頭常閉觸頭線圈通電

銜鐵向下吸合連桿動作觸頭動作工作原理調(diào)節(jié)螺絲進氣孔托板線圈動鐵心恢復(fù)彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔(2)空氣式時間繼電器斷電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常閉

延時閉合常閉延時斷開常開觸頭常閉觸頭空氣式時間繼電器的延時范圍大(有0.4~60s和0.4~180s兩種)。結(jié)構(gòu)簡單，但準(zhǔn)確度較低。時間繼電器的型號有JS7-A和JJSK2等多種類型。3.熱繼電器用于電動機的過載保護。熱繼電器外形與結(jié)構(gòu)(a)外形(b)結(jié)構(gòu)~發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點斷開。發(fā)熱元件杠桿3.熱繼電器工作原理結(jié)構(gòu)原理圖雙金屬片常閉觸頭用于電動機的過載保護。1.1.5熔斷器符號FU熔斷器額定電流IF的選擇(1)電燈、電爐等電阻性負(fù)載IF>IL(3)頻繁起動的電機(2)單臺電機用于低壓線路中的短路保護。常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。用于自動往復(fù)控制或限位保護等。1.1.6行程開關(guān)(限位開關(guān))(b)示意圖結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖ST常開觸點常閉觸點ST(c)符號行程開關(guān)的外形符號熔斷器FU交流接觸器KM組合開關(guān)Q按扭SBSB1SB235熱繼電器FRM3～4211.2

基本控制電路1.2.1電動機直接起動(a)結(jié)構(gòu)圖主電路控制電路1、

電路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..保險絲熱繼電器發(fā)熱元件開關(guān)接觸器主觸點起動按鈕停止按鈕接觸器線圈接觸器輔助觸點熱繼電器動斷觸點(b)原理圖控制電路電動機的保護SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..熱繼電器過載保護保險絲短路保護接觸器零壓、欠壓保護熱繼電器動斷觸點主電路控制電路電動機的保護

短路保護是因短路電流會引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強大的電動力，使電動機和電器設(shè)備產(chǎn)生機械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通常采用熔斷器FU和過流繼電器等。

欠壓是指電動機工作時，引起電流增加甚至使電動機停轉(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動機停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時，電動機可能自動重新起動(亦稱自起動)，易造成人身或設(shè)備故障。常用的失壓和欠壓保護有：對接觸器實行自鎖；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護。

過載保護是為防止三相電動機在運行中電流超過額定值而設(shè)置的保護。常采用熱繼電器FR保護，也可采用自動開關(guān)和電流繼電器保護。KMFRKM..KMSB1SB2..控制電路合上開關(guān)Q起動2、

控制原理-1KM輔助觸點閉合自鎖。按下起動按鈕SB2

,KM線圈通電，KM主觸點閉合，電動機運轉(zhuǎn)。通電轉(zhuǎn)動KM主電路FR3~MFUQQ動畫合上開關(guān)Q2、

控制原理-2FRKM..KMSB1SB2..控制電路KM輔助觸點閉合自鎖。按下起動按鈕SB2

,KM線圈通電，KM主觸點閉合，電動機運轉(zhuǎn)。通電起動KM轉(zhuǎn)動主電路FR3~MFUQQ松開起動按鈕SB2利用自身輔助觸點，維持線圈通電的作用稱自鎖自鎖2、

控制原理-3FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路FRFUQ3~MQ轉(zhuǎn)動KM自鎖停車

按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點斷開,電動機停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點斷開，取消自鎖。2、控制原理-4轉(zhuǎn)動停車

按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點斷開,電動機停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點斷開，取消自鎖。

停轉(zhuǎn)FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路FRFUQ3~MQ斷電KM去掉KM輔助觸點,實現(xiàn)點動控制。KM1FUQKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1通電閉合再按SB2閉合通電閉合閉合1.控制順序：M1起動后M2才能起動。M2既不能單獨起動，也不能單獨停車。M1轉(zhuǎn)動1.2.2電機的順序控制M2轉(zhuǎn)動....M13~這樣的順序控制是否合理？兩電機各自要有獨立的電源；這樣接，主觸頭(KM1)的負(fù)荷過重。KM1KM2M23~思考1.2.3

行程控制電路自動往返運動：1.能正向運行也能反向運行2.到位后能自動返回行程控制：控制某些機械的行程，當(dāng)運動部件到達一定行程位置時利用行程開關(guān)進行控制。STaSTb電機正程限位開關(guān)STaSTb逆程STaSTb前進(正轉(zhuǎn)）后退12按SBF時KMF通電(其常閉斷開，常開閉合)KMF斷電KMR通電行程開關(guān)自動往返運動：擋塊電機正轉(zhuǎn)工作臺前進到達預(yù)定位置，擋塊1撞擊STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正轉(zhuǎn)

電機反轉(zhuǎn)(工作臺后退)KM2SBKM2SBKM1FR1FR2KM1

舉例：兩條皮帶運輸機分別由兩臺籠型異步電動機拖動，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運輸機上，要求電動機按下述順序起動和停止：起動時: