电气控制与PLC原理2(低压电器1)

1、主讲主讲：周亚军周亚军 交流电机交流电机 熔丝熔丝 交流接触器交流接触器 热继电器热继电器 刀开关刀开关 按钮开关按钮开关 6 低压电器：低压电器：是指在交流额定电压是指在交流额定电压1200V1200V、直流额定电压、直流额定电压 1500V1500V及以下，交流及以下，交流50Hz50Hz（或（或60Hz60Hz）的电路中起通断、）的电路中起通断、 保护、控制或调节作用的电器产品。保护、控制或调节作用的电器产品。 如：刀开关和刀型转换开关、熔断器、断路器、接触如：刀开关和刀型转换开关、熔断器、断路器、接触 器、继电器、控制器、主令电器、位置开关、按钮、器、继电器、控制器、主令电器、位置开关

2、、按钮、 电磁铁和电磁离合器等电磁铁和电磁离合器等 高压电器：高压电器：用于交流电压用于交流电压1200V1200V、直流电压、直流电压1500V1500V及以及以 上电路中的电器。上电路中的电器。 如：高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等如：高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等 控制电器的分类及作用控制电器的分类及作用 中间继电器中间继电器 继电器继电器 热继电器热继电器 溶丝溶丝 交流接触器交流接触器 主令开关主令开关 行程开关行程开关 压力继电器压力继电器 接近开关开关接近开关开关 空气开关空气开关 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 1 1 2 2 3 3 4 4 6

3、6 5 5 主控器件主控器件 保护器件保护器件 控制器件控制器件 发信器件发信器件 信号器件信号器件 辅助器件辅助器件 变压器变压器 指示灯指示灯 刀开关） 低压刀开关、熔断器式刀开关和组合开关 作用：低压配电设备中隔离电源和小容量 负载非频繁启动的操作开关 QSQS 图形符号图形符号文字符号文字符号 三极闸刀开关三极闸刀开关 用在照明电路和小容量（5.5kW）、不频繁起动的动力电路的控 制电路中。无灭弧装置 考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择： （35)*异步电机额定电流 *低压刀开关 HG1系列熔断器式隔离器 HR3熔断器式刀开关 组合开关（转换开关）组合开关（转换开关）

4、 QSQS 图形符号图形符号文字符号文字符号 M M 33 刀片(动触片)可转动能 组成各种不同的线路。 手柄手柄 转轴转轴 用组合开关起停电动机的接线图用组合开关起停电动机的接线图 M 3 静触片静触片 动触片动触片 转动手柄，转轴就可以转动手柄，转轴就可以 带动三个动触片将三对静带动三个动触片将三对静 触触 片片( (彼此相差一定角度彼此相差一定角度) )同时同时 接通或断开。接通或断开。 QFQF 图形符号图形符号文字符号文字符号 三极断路器三极断路器 低压断路器又称自动空 气开关或自动开关。 它相当于刀开关、熔断器、 热继电器、过电流继电器 和欠电压继电器的组合， 除能完成接通和分断电

5、路 外还能自动进行欠压欠压、失失 压、过载和短路保护压、过载和短路保护。 它对线路、电器设备及电 动机实行保护。是低压配 电网中的一种重要保护电 器。 1 1、99弹簧弹簧 22触点触点 33锁键锁键 44搭钩搭钩 55轴轴 66过电流过电流脱扣器脱扣器 77杠杆杠杆 8 8、1010衔铁衔铁 1111欠电压欠电压脱扣器脱扣器 1212双金属片双金属片 1313电阻丝电阻丝 工作原理： 脱扣器是自动开关的主要保护装置， 包括电磁脱扣器（作短路保护）、热 脱扣器（作过载保护）、失压脱扣器 以及由电磁和热脱扣器组合而成的复 式脱扣器等种类。 电磁脱扣器的线圈串联在主电路中， 若电路或设备短路，主电

6、路电流增大， 线圈磁场增强，吸动衔铁，使操作机 构动作，断开主触点，分断主电路而 起到短路保护作用。 电磁脱扣器有调节螺钉，可以根据 用电设备容量和使用条件手动调节脱 扣器动作电流的大小。 热脱扣器是一个双金属片热继电器。 它的发热元件串联在主电路中。当电 路过载时，过载电流使发热元件温度 升高，双金属片受热弯曲，顶动自动 操作机构动作，断开主触点，切断主 电路而起过载保护作用。 图1-4 自动开关的原理图 1、9弹簧 2触点 3锁键 4搭钩 5轴 6过电流脱扣器 7杠杆 8、10衔铁 11欠 电压脱扣器 12双金属片 13电阻丝 主触点接线主触点接线 控制线圈接线控制线圈接线 CJX2-N系

7、列可逆交流接触器 CJX2系列交流接触器NC1系列交流接触器NC5系列交流接触器 NC8系列交流接触器 NCH8-20家用交流接触器 CJ19系列切换电容器接触器 CJ12系列交流接触器 CJ20系列交流接触器 CJ40系列交流接触器 CJX1系列机械联锁可逆接触器 CZ0系列直流接触器 主触点接线主触点接线 控制线圈接线控制线圈接线 线圈线圈 主触点主触点 图形符号图形符号文字符号文字符号 KMKM 图形符号图形符号文字符号文字符号 KMKM 辅助辅助 常开触头常开触头 图形符号图形符号文字符号文字符号 KMKM 辅助辅助 常闭触头常闭触头 图形符号图形符号文字符号文字符号 KMKM 图形符

8、号和文字符号 a）外形 b）结构示意图 交流接触器有两种工作状态： 得电状态（动作状态）和失电 状态（释放状态）。接触器主 触头的动触头装在与衔铁相连 的绝缘连杆上，其静触头则固 定在壳体上。当线圈得电后， 线圈产生磁场，使静铁心产生 电磁吸力，将衔铁吸合。衔铁 带动动触头动作，使常闭触头 断开，常开触头闭合，分断或 接通相关电路。当线圈失电时，电磁吸力消失，衔铁在 反作用弹簧的作用下释放，各触头随之复位。 线圈线圈 铁芯铁芯 衔铁衔铁 主触头主触头 弹簧弹簧 辅助辅助 触头触头 M M 33 电机电机 动作过程动作过程 线圈通电线圈通电 衔铁吸合衔铁吸合 主主 触触 头头 闭闭 合合 电机动

9、作电机动作 380V 380V 接触器接触器 辅辅 助助 常常 开开 触触 头头 闭闭 合合 辅辅 助助 常常 闭闭 触触 头头 断断 开开 N N C KU P I 3 10 瓷插式熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器 图形符号图形符号 FUFU 文字符号文字符号 广泛地用于中、小容量的控制系统中。广泛地用于中、小容量的控制系统中。 熔断器熔断器 （有填料）（有填料） 管式熔断器管式熔断器 主要用于要求分断较大电流的场合。主要用于要求分断较大电流的场合。 图形符号图形符号 FU 文字符号文字符号 熔断器必须与被保护对象串联，其核心部分 是熔体（俗称保护丝），一般由铅锡合金制成。 熔断器

10、（俗称保险丝）担负的主要任务是为电线 电缆作短路保护短路保护（有时也作严重过载保护），不 论短路电流值有多高，它都能切断。其次，也适 宜用作设备和电器的保护 熔断器熔断器 选择熔丝的方法选择熔丝的方法 (1) (1) 电灯支线熔丝电灯支线熔丝 熔丝额定电流支线上所有电灯的工作电流 (2) (2) 一台电动机的熔丝一台电动机的熔丝 熔丝额定电流 电动机的起动电流 2.5 熔丝额定电流 电动机的起动电流 1.6 2 如果电动机起动频繁，则为如果电动机起动频繁，则为 (3) (3) 几台电动机合用的总熔丝几台电动机合用的总熔丝 +其余电动机额定电流之和 熔丝额定电流 = (1.5 2.5) 容量最大

11、的电动机额定电 流 熔丝的额定电流有 4 A；6 A；10 A；15 A；20 A；25 A； 35 A；60 A；80 A；100 A；125 A；350 A；600 A 等多种。 继电器：是在控制、保护电路中起信号转换作用的 一种低压控制电器。 根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、 温度、压力等）的变化自动接通和分断交直流小容量 控制电路，以完成控制或保护任务。 继电器一般由3个基本部分组成：检测机构、中间机 构和执行机构。 与接触器的区别与接触器的区别 继电器可以对各种电量或非电量的变化作出反应， 而接触器只有在一定 的电压信号下动作。 继电器用于切换小电流的控制电路，而接触器则

12、 用来控制大电流电路，因此，继电器触头容量较 小（不大于5A），且无灭弧装置。 控制线圈接线控制线圈接线 主触点接线主触点接线 电磁继电器主要包括电流继电器、电压继 电器和中间继电器。 电压继电器 过电压继电器：电压小于额定电压时不动作， 大于额定电压时动作。 欠电压继电器：电压大于设定电压时继电器 吸合，小于设定电压时继电器释放。 电流继电器 过电流继电器：电流小于额定电流时不动作， 大于整定电流时动作。 欠电流继电器：电压大于整定电流时继电器 吸合，小于整定电流时继电器释放。 中间继电器 将一个输入信号变成多个输出信号或将信号 放大。 控制线圈接线控制线圈接线 主触点接线主触点接线 选用时

13、主要依据继电器所保 护或所控制对象对继电器提出 的要求，如触头的数量、种类， 返回系数，控制电路的电压、 电流、负载性质等。 出于继电器触头容量较小， 所以经常将触头并联使用。有 时为增加触头的分断能力，也 有把触头串联起来使用的。 线圈线圈 图形符号图形符号文字符号文字符号 KAKA 常开触头常开触头 图形符号图形符号文字符号文字符号 KAKA 常闭触头常闭触头 图形符号图形符号文字符号文字符号 KAKA JQX-10F通用型小型 大功率电磁继电器 JQX-115F小型大功率电磁继电器 JTX通用型小型 大功率电磁继电器 JZ7系列中间继电器 JZC-32F超小型中功率电磁继电器 JZX-2

14、2F小型 中功率电磁继电器 MK通用型小型 大功率电磁继电器 NRC6系列接触器式继电器 其线圈的匝数少而粗。 分类：分类：按线圈电流的种类可以分为交流和直流电流 继电器，按吸合电流大小又可以分为过电流和低电 流继电器。 特点：特点： 时间继电器触头类型时间继电器触头类型 断断 电电 式式 常闭常闭 断电后断电后 延时闭合延时闭合 常开常开 断电后断电后 延时断开延时断开 通通 电电 式式 瞬瞬 时时 动动 作作 延延 时时 动动 作作 常闭触点常闭触点 常开触点常开触点 常开常开 通电后通电后 延时闭合延时闭合 常闭常闭 通电后通电后 延时断开延时断开 热继电器是利用电流流过热元件时产生的热

15、量，使双金属片发生 弯曲而推动执行机构动作的一种保护电器。主要用于交流电动机 的过载保护、断相及电流不平衡运行的保护及其它电气设备发热 状态的控制。 热继电器的选用 ： （1）过载能力较差的电动机，热元件的额定电流IRT为电动机的额 定电流IN的6080。 （2）在不频繁的启动场合，若电动机启动电流为其额定电流6倍以 及启动时间不超过6秒时，可按电动机的额定电流选取热继电器； （3）当电动机为重复且短时工作制时，要注意确定热继电器的操 作频率，对于操作频率较高的电动机不宜使用热继电器作为过载保 护。 发热元件发热元件 串联在主电路中串联在主电路中 FR 图形符号图形符号文字符号文字符号 常闭触

16、头常闭触头 FR 图形符号图形符号文字符号文字符号 串联在控制电路中串联在控制电路中 热热(过载过载)继电器继电器 利用发热元件感受到的热量而动作。利用发热元件感受到的热量而动作。 发热元件发热元件常闭触头常闭触头 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。 因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回， 常闭触头断开。常闭触头断开。 发热元件发热元件 I I 常闭触头常闭触头 双金属片双金属片 扣板扣板 1主触头 2主双金属片 3热元件 4推动导板 5补偿双

17、金属 片 6常闭触头 7常开触头 8复位调节螺钉 9动触头 10复位 按钮 11偏心轮 12支撑件 13弹簧 接近开关接近开关 微动开关微动开关 接近开关和光电开关 非接触式的、无触点行程开关 接近开关按其工作原理分：有高频振荡型、电容型、感应电桥型、高频振荡型、电容型、感应电桥型、 永久磁铁型、霍尔效应型永久磁铁型、霍尔效应型等，其中高频振荡型最为常用 SBSB 图形符号图形符号 常开常开 常闭常闭 文字符号文字符号 按钮 (开关)又称控制按 钮是一种接通或分断小电 流电路的主令电器。触头 允许通过的电流较小一 般不超过5A，主要用在低 压控制电路中手动发出 控制信号。 常开常开 常闭常闭

18、复位弹簧复位弹簧 1 1、2-2-常闭静触头常闭静触头 3 3、4-4-常开静触头常开静触头 2 2 4 4 1 1 3 3 桥式动触头桥式动触头 施加外力施加外力1 1、2 2断开；断开；3 3、4 4闭合闭合 复位复位撤消外力撤消外力 按钮由按钮帽， 复位弹簧，桥式动、 静触头和外壳等组 成。一般为复合 式即同时具有常 开、常闭触头。 按下时常闭触头 先断开，然后常开 触头闭合。去掉外 力后在恢复弹簧的 作用下，常开触头 断开，常闭触头复 位。 动断触点动断触点动合触点动合触点 行程开关符号行程开关符号 SQSQ 行程开关行程开关又称限位开关或位置开关。是一种利用生产机械某些运 动部件的撞

19、击来发出控制信号的小电流主令电器。 主要用于:生产机械的运动方向、行程大小控制或位置保护等。 行程开关的种类很多，它有动合触点和动断触点，由装在运动部 件上的挡块来撞动。当运动部件到达一定行程位置时，其上的挡 块撞动行程开关，使动合触点闭合，动断触点断开 笼型电动机直接起动的控制线路笼型电动机直接起动的控制线路 为了读图和设计线路的方便，控制线路常根据其作用原 理画出，把控制电路和主电路分开。这样的图称为控制线路 原理图。 在控制线路原理图中，同一电器的各部件是分散的。为 了识别起见，它们用统一的符号表示。 在原理图中，规定所有电器触点均表示在起始情况下的 位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。 在起始情况下，如果触点是断开的，则称为动合触点动合触点； 如果触点是闭合的，则称为动断触点动断触点。 笼型电动机直接起动的控制线路原理图笼型电动机直接起动的控制线路原理图 KM 1 2 FR FU SB1SB2 KM KM FR 控制电路 主 电 路 S M 3 若去掉自锁触点 KM，则可对电动机实行点动控制。 KM 1 2 FR FU SB2 KM FR 控制电路 主 电 路 S M 3 闭合开关 S 接通电源 按 SB2 KM 线圈得电 KM 主触点闭合 M 运转 松 SB2 KM