机床电气控制技术绪论学习教案

1、会计学1机床机床(jchung)电气控制技术绪论电气控制技术绪论第一页，共148页。绪论绪论一、本课程的内容一、本课程的内容二、本课程的组成二、本课程的组成三、本课程的任务三、本课程的任务四、本课程的教材及选讲内容四、本课程的教材及选讲内容五、学习本课程的意义五、学习本课程的意义六、电气控制技术发展六、电气控制技术发展(fzhn)概况概况七、机床电气控制技术发展七、机床电气控制技术发展(fzhn)概论概论绪绪论论第1页/共147页第二页，共148页。 一、本课程的内容一、本课程的内容 以电动机或其它执行电器（如以电动机或其它执行电器（如电磁阀）为控制对象，介绍电气电磁阀）为控制对象，介绍电气控

2、制的基本原理，典型电路及设控制的基本原理，典型电路及设计方法。计方法。电气控制包括：电气控制包括：断续控制（开关量）断续控制（开关量）本课程本课程介绍介绍连续控制（模拟量）连续控制（模拟量）其它课其它课程介绍程介绍电气控制技术应用范围广泛是基电气控制技术应用范围广泛是基础性技术，在生产、流通、消费础性技术，在生产、流通、消费(xiofi)乃至科研、军事等领域乃至科研、军事等领域都有应用。都有应用。绪绪论论第2页/共147页第三页，共148页。控制控制(kngzh)方式举例：电冰箱的自动恒方式举例：电冰箱的自动恒温控制温控制(kngzh)绪绪论论1、断续控制、断续控制右上图为控制电路右上图为控制

3、电路右下图为电冰箱温度右下图为电冰箱温度变化曲线和压缩机变化曲线和压缩机电动机的运行情况电动机的运行情况系统特点：系统特点：结构简单，成本低结构简单，成本低频繁频繁(pnfn)开停机，开停机，能耗大能耗大 温控器温控器 K 电源电源 电动机电动机 G M第3页/共147页第四页，共148页。电电源源变频器变频器温度传感温度传感器器电电动动机机PPN0tt2、 连续控制连续控制右上图为控制电右上图为控制电路路右下图为电冰箱右下图为电冰箱温度变化曲线温度变化曲线(qxin)和压和压缩机电动机的缩机电动机的运行情况。运行情况。系统特点：系统特点：结构复杂，成本结构复杂，成本高高运行平稳，能耗运行平稳

4、，能耗低低绪绪论论控制方式举例控制方式举例(j l)：电冰箱的自动恒温控制：电冰箱的自动恒温控制第4页/共147页第五页，共148页。绪绪论论第5页/共147页第六页，共148页。绪绪论论第6页/共147页第七页，共148页。绪绪论论第7页/共147页第八页，共148页。机时代机时代n一个车间使用一台蒸汽机提一个车间使用一台蒸汽机提供动力供动力n通过天轴通过天轴(tinzhu)、齿轮和、齿轮和皮带系统将动力皮带系统将动力n分配到各个纺织机械分配到各个纺织机械绪绪论论第8页/共147页第九页，共148页。绪绪论论第9页/共147页第十页，共148页。绪绪论论第10页/共147页第十一页，共148

5、页。第11页/共147页第十二页，共148页。控制到整个生产线的控制到整个生产线的PC控制控制n高速线材生产线：三菱高速线材生产线：三菱A型，型，3机双环网机双环网n连续铸造生产线：西门子连续铸造生产线：西门子S5-135，分布式结构，分布式结构绪绪论论第12页/共147页第十三页，共148页。七、机床电气控制技术发展概论七、机床电气控制技术发展概论普通普通(ptng)机床向数控机床发展机床向数控机床发展机床拖动方式：单机拖动向多机拖动发机床拖动方式：单机拖动向多机拖动发展展继电器接触器控制向可编程控制器方继电器接触器控制向可编程控制器方向发展向发展绪绪论论第13页/共147页第十四页，共14

6、8页。机床机床(jchung)电气控制技术电气控制技术时时间间(shjin)继继电电器器各种各种( zhn)机床机床执行电器执行电器控制电器控制电器+开开关关按按钮钮继继电电器器接接触触器器行行程程开开关关空空气气开开关关热热继继电电器器可可编编程程序序控控制制器器电电机机电电磁磁阀阀机机械械设设备备绪绪论论第14页/共147页第十五页，共148页。第1章前言(qin yn) 电器及电气控制伴随着电能的发现与应用已经走过了几百年的历史长河。本章从应用的角度首先介绍了几种常用的低压控制类电器，对其结构、动作原理(yunl)以及它们在电气控制线路中的应用做一简单说明。图1-0中给出了某些电器的图片

7、。第15页/共147页第十六页，共148页。图1-0 常用(chn yn)低压控制电器第16页/共147页第十七页，共148页。 电气控制技术在各类机床上有广泛的应用，本章介绍组成电气控制线路常用的基本环节，力求为各种机床电气控制线路的分析与设计(shj)打下基础。现代机床通常由机、电、液三大技术为支撑，从自动控制的角度说，三者彼此融合难以割裂，电气控制技术的学习无法避开这一现实，本章将以一定篇幅介绍电液控制环节及其应用实例。第17页/共147页第十八页，共148页。电气(dinq)原理图的画法及阅读方法本章主要(zhyo)内容第18页/共147页第十九页，共148页。电器：对电能的生产、输送

8、、分配电器：对电能的生产、输送、分配(fnpi)(fnpi)与应用起着控制、调与应用起着控制、调节、检测和保护作用，在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统节、检测和保护作用，在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用广泛中应用广泛可编程序控制器（可编程序控制器（PLC）是计算机技术与继电器、接触器控制技术相）是计算机技术与继电器、接触器控制技术相结合的产物，其输入、输出结合的产物，其输入、输出(shch)与低压电器密切相关。与低压电器密切相关。 电器元件本身朝着新的领域扩展电器元件本身朝着新的领域扩展电器元件性能提高电器元件性能提高 新型电器元件产生新型电器元件产生 机、电、仪一体化电器元件

9、实现机、电、仪一体化电器元件实现 电器元件应用范围扩展电器元件应用范围扩展有些电器元件有其特殊性有些电器元件有其特殊性以继电器、接触器为基础的电气控制技术具有相当重要的地位以继电器、接触器为基础的电气控制技术具有相当重要的地位 掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握PLC应用技术必需的基础应用技术必需的基础 概述第19页/共147页第二十页，共148页。电器元件的分类电器元件的分类(fn (fn li)li)：按动作原理按动作原理(yunl)分类：分类：AC1200VAC1200V、DC1500VDC1500V及以上电路及以上电路(dinl)(dinl)中的电

10、中的电器。器。 低压电器：低压电器： 高压电器：高压电器：AC1200VAC1200V、DC1500VDC1500V以下电路中的电器。以下电路中的电器。按用途按用途分类分类 ：（表表1-1、表、表1-2） 手动电器：手动电器： 控制电器：控制电器： 自动电器自动电器： 配电电器：配电电器： 主令电器：主令电器： 保护电器：保护电器： 执行电器：执行电器：通过人的操作发出动作指令的电器通过人的操作发出动作指令的电器。产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器。用于各种控制电路和控制系统的电器用于各种控制电路和控制系统的电器。用于电能的输送和分配的电器用于电能的输送和

11、分配的电器。用于自动控制系统中发送动作指令的电器用于自动控制系统中发送动作指令的电器。用于保护电路及用电设备的电器用于保护电路及用电设备的电器。用于完成某种动作或传送功能的电器用于完成某种动作或传送功能的电器。按工作电压等级分类：第20页/共147页第二十一页，共148页。表1-1 低压电器还可按使用(shyng)场合分类类别特点及适用场合一般用途正常条件下工作化工用电器防腐蚀，适用于有腐蚀性气体和粉尘的场合矿用电器防爆，适用于含煤尘、甲烷等爆炸性气体环境船用电器耐颠簸，振动和冲击，耐潮湿、抗盐雾和霉菌侵蚀航空用电器耐冲击、振动，可在任何位置上工作牵引电器工作环境温度较高，耐振动和冲击，通常用

12、于电力机车热带电器（使用环境温度4050）湿热带型：能工作在相对湿度为95%，且有凝露、烟雾和霉菌场合干热带型：能防沙尘高原电器适用于海拔高度10004000m的高原地区表1-1 低压电器(d y din q)按使用场合分类表第21页/共147页第二十二页，共148页。分类名称主要品种用途控制电器接触器交流接触器直流接触器远距离频繁起动或停止交、直流电动机以及接通和分断正常工作的主电路和控制电路控制继电器电压继电器电流继电器中间继电器时间继电器热继电器压力继电器速度继电器固态继电器主要用于控制系统中控制其它电器或作主电路的保护之用主令电器按钮限位开关微动开关万能转换开关接近开关光电开关用来闭合

13、和分断控制电路以发布命令控制器凸轮控制器平面控制器转换主回路或励磁回路的接法，以达到电动机的起动、换向和调速目的配电电器断路器塑料外壳断路器框架式断路器用作线路过载、短路、漏电或欠压保护，也可用作不频繁接通和分断电路熔断器有填料熔断器无填料熔断器半封闭插入式熔断器用作线路和设备的短路和严重过载保护刀形开关负荷开关主要用作电气隔离，也能接通分断额定电流表1-2 低压电器产品(chnpn)按作用分类第22页/共147页第二十三页，共148页。电力拖动和自动控制系统中使用量大，涉及面广的一种低压自动控制电器电力拖动和自动控制系统中使用量大，涉及面广的一种低压自动控制电器(dinq)。用来频繁地接通和

14、分断交、直流主回路和大容量控制电路。用来频繁地接通和分断交、直流主回路和大容量控制电路。 电磁(dinc)接触器结构示意图 静铁心静铁心(ti xn)线线 圈圈主触点主触点常闭辅助触点常闭辅助触点常开辅助触点常开辅助触点灭弧罩灭弧罩动铁心动铁心弹弹 簧簧电磁接触器结构示意图 1 结构与工作原理第23页/共147页第二十四页，共148页。电磁机构：将电磁能转换成电磁机构：将电磁能转换成机械能，产生机械能，产生(chnshng)(chnshng)电磁吸力带动触点动作电磁吸力带动触点动作. .触点：接触器的执行触点：接触器的执行(zhxng)(zhxng)元件，用来接通或元件，用来接通或断开被控制电

15、路。断开被控制电路。灭弧装置：熄灭触点分断灭弧装置：熄灭触点分断电流瞬间电流瞬间(shn jin)(shn jin)触触点之间气隙中产生的电弧点之间气隙中产生的电弧。其它：其它：包括包括释放弹簧机构、释放弹簧机构、支架与底座等。支架与底座等。按所控制电路按所控制电路 主触点主触点 辅助触点辅助触点按原始状态按原始状态 常开触点常开触点 常闭触点常闭触点灭弧罩灭弧罩灭弧栅灭弧栅磁吹灭弧装置磁吹灭弧装置电磁接触器结构示意图 静铁心静铁心线线 圈圈主触点主触点常闭辅助触点常闭辅助触点常开辅助触点常开辅助触点灭弧罩灭弧罩动铁心动铁心弹弹 簧簧第24页/共147页第二十五页，共148页。电磁接触器结构示

16、意图 静铁心静铁心线线 圈圈主触点主触点常闭辅助触点常闭辅助触点常开辅助触点常开辅助触点灭弧罩灭弧罩动铁心动铁心弹弹 簧簧 当电磁线圈通电后，线圈电流产生当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用的作用(zuyng)下释放，使触点复原下释放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。，即常开触点断开，常闭触点闭合。 接触器根据电磁(d

17、inc)原理工作：第25页/共147页第二十六页，共148页。电磁接触器结构示意图 静铁心静铁心线线 圈圈主触点主触点常闭辅助触点常闭辅助触点常开辅助触点常开辅助触点灭弧罩灭弧罩动铁心动铁心弹弹 簧簧接触器机械接触器机械(jxi)寿命、电寿命寿命、电寿命 接触器主要(zhyo)技术参数：线圈线圈(xinqun)电电压压主触点额定电流、额定电压主触点额定电流、额定电压辅助触点额定电流、对数辅助触点额定电流、对数接触器极数接触器极数 接触器分类及特点：接触器分类及特点：第26页/共147页第二十七页，共148页。电磁(dinc)接触器结构示意图 交流接触器：线圈通以交流电，主触点接通、切断交流交流

18、接触器：线圈通以交流电，主触点接通、切断交流主电路。主电路。 交变磁通穿过铁心，产全涡流和磁滞损耗，使铁心交变磁通穿过铁心，产全涡流和磁滞损耗，使铁心发热。发热。 铁心用硅钢片冲压而成以减少铁损。铁心用硅钢片冲压而成以减少铁损。 线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上以便于散热。线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上以便于散热。 铁心端面上安装铁心端面上安装(nzhung)(nzhung)铜制的短路环，以防止铜制的短路环，以防止交变磁通使衔铁产生强烈振动和噪声。交变磁通使衔铁产生强烈振动和噪声。 灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。直流接触器：线圈通以直流电，主触点接通、切断直

19、流直流接触器：线圈通以直流电，主触点接通、切断直流主电路。主电路。 不产全涡流和磁滞损耗，铁心不发热。不产全涡流和磁滞损耗，铁心不发热。 铁心用整块钢制成。铁心用整块钢制成。 线圈制成长而薄的圆筒状。线圈制成长而薄的圆筒状。 250A以上的直流接触器采用串联双绕组线圈。以上的直流接触器采用串联双绕组线圈。 灭弧装置通常灭弧装置通常(tngchng)采用灭弧能力较强的磁吹采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。灭弧装置。接触器的分类第27页/共147页第二十八页，共148页。动画演示动画演示(ynsh)（接（接触器）触器）第28页/共147页第二十九页，共148页。衔铁衔铁(xinti)弹簧弹簧(tnh

20、ung)M3电机电机(dinj)动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合主触点闭合主触点闭合电机接通电机接通电源电源接触器动作原理接触器动作原理铁芯铁芯常开常开线圈线圈常闭常闭主触点主触点辅助触点辅助触点电源电源第29页/共147页第三十页，共148页。常用常用(chn yn)接接触器图片触器图片3.图形符号及文字(wnz)标注第30页/共147页第三十一页，共148页。图形符号及文字图形符号及文字(wnz)标标注注线圈线圈(xinqun)KM常开主触点常开主触点(ch din)KM常闭辅助触点常闭辅助触点KM常开辅助触点常开辅助触点KMKMKMKMKM第31页/共147页第三十二

21、页，共148页。控制(kngzh)继电器 常用常用(chn yn)继电器继电器l电流电流(dinli)继电继电器器l电压继电器电压继电器l中间继电器中间继电器l固态继电器固态继电器l热继电器热继电器l时间继电器时间继电器l速度继电器速度继电器 继电器综述第32页/共147页第三十三页，共148页。继电器主要用于控制电路，流过触点的电流小，一般继电器主要用于控制电路，流过触点的电流小，一般(ybn)不需要灭弧装置。不需要灭弧装置。 用于控制与保护电路中，作信号转换用于控制与保护电路中，作信号转换(zhunhun)用的电器用的电器。具有输入电路（感应元件具有输入电路（感应元件(yunjin)）和输

22、出电路（执行元件）和输出电路（执行元件(yunjin)）当感应元件中的当感应元件中的输入量输入量变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通和断开控制回路。和断开控制回路。如电流、电压、温度、压力等如电流、电压、温度、压力等作用：作用：特点：特点：结构：结构：原理：原理： 继电器综述第33页/共147页第三十四页，共148页。 继电特性继电特性(txng)曲线曲线线圈线圈(xinqun)失电到失电到衔铁完全释放所需的衔铁完全释放所需的时间时间 继电器吸合值继电器吸合值继电器释放继电器释放(shfng)值值1x2x继电器特性及其重要参数：继电器特性及其重要

23、参数：返回系数：返回系数：铁心与衔铁间非磁性垫片的厚铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄薄吸合时间：吸合时间：线圈接受电信号到衔线圈接受电信号到衔铁完全吸台所需的时铁完全吸台所需的时间间释放时间：释放时间：释放弹簧的松紧程度释放弹簧的松紧程度第34页/共147页第三十五页，共148页。 一般一般(ybn)(ybn)自动复位自动复位根据输入根据输入(shr)（线圈）电流大小而动作的继电器（线圈）电流大小而动作的继电器电流电流(dinli)继电器继电器 动作电流整定范围：动作电流整定范围：当电路发生短路及过流时立即将电路切断当电路发生短路及过流时立即将电路切断当电路电流过低时立即将电路切断当电路电流过低时

24、立即将电路切断过电流继电器：过电流继电器：欠电流继电器：欠电流继电器： 线圈电流线圈电流 整定电流时，继电器吸合整定电流时，继电器吸合 线圈电流线圈电流 整定电流时，继电器释放整定电流时，继电器释放 动作电流整定范围：动作电流整定范围：整定电流时整定电流时线圈电流线圈电流继电器不动作继电器不动作整定电流时整定电流时继电器才动作继电器才动作线圈电流线圈电流交流为交流为(110350)直流为直流为(70300)吸合电流为吸合电流为(3050)释放电流为释放电流为(1020) 原理原理线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。 1电磁式控制继电器第35页/共

25、147页第三十六页，共148页。图1-5 直流电磁继电器的结构1铁芯 2旋转棱角 3复位弹簧4调节螺母 5衔铁 6动触点7静触点 8非磁性垫片 9线圈第36页/共147页第三十七页，共148页。欠电流欠电流(dinli)(dinli)继电器继电器KII I KIKI动作电流动作电流q q ：使电流继电器开始动作所需的电流值；：使电流继电器开始动作所需的电流值； 返回返回(fnhu)(fnhu)电流电流f f ：电流继电器动作后返回：电流继电器动作后返回(fnhu)(fnhu)原状态时的电流值原状态时的电流值；返回返回(fnhu)(fnhu)系数系数f f ：返回：返回(fnhu)(fnhu)值

26、与动作值之比，值与动作值之比，f ff /f /q q 。主要技术指标：主要技术指标：第37页/共147页第三十八页，共148页。电压电压(diny)继电器：继电器：过电压继电器：动作过电压继电器：动作(dngzu)电压整定范围为电压整定范围为(105120)Un 欠电压继电器：吸合电压调整范围欠电压继电器：吸合电压调整范围(fnwi)为为(3050)Un 释放电压调整范围释放电压调整范围(fnwi)为为(720)Un结构原理：与电流继电器类似结构原理：与电流继电器类似线圈并联在电路中，匝数多，导线细线圈并联在电路中，匝数多，导线细根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器根据输入（线圈）电压大小

27、而动作的继电器欠电压继电器欠电压继电器KUU U KUKUKU第38页/共147页第三十九页，共148页。本质上是一种电压继电器，工作本质上是一种电压继电器，工作(gngzu)原理与接触原理与接触器相同。器相同。作用作用(zuyn(zuyng)g)：电动机额定电流不超过电动机额定电流不超过5A5A的电气控制系统的电气控制系统(kn zh x tn)(kn zh x tn)，可代，可代替接触器。替接触器。中间继电器：中间继电器：触点系统中没有主、辅触点之分，触点容量相同。触点系统中没有主、辅触点之分，触点容量相同。小容量的接触器：小容量的接触器： 当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电

28、器来控制，用中间当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电器来控制，用中间继电器作为执行元件，这时中间继电器被当作一级放大器用。继电器作为执行元件，这时中间继电器被当作一级放大器用。 触点数量较多，能够将一个输入信号变成多个输出信号。当其他继电触点数量较多，能够将一个输入信号变成多个输出信号。当其他继电器或接触器触点数量不够时，可利用中间继电器来切换多条控制电路。器或接触器触点数量不够时，可利用中间继电器来切换多条控制电路。第39页/共147页第四十页，共148页。第40页/共147页第四十一页，共148页。表1-3 不同(b tn)用途的控制继电器名称主要用途电压继电器用于电动机失压或

29、欠电压保护及控制信号的转换与衔接中间继电器加在某一电器与被控电路之间，以扩大前者的触点数量和容量电流继电器用于电动机的过载及短路保护、直流电机磁场控制及失磁保护表1-4 电磁式控制(kngzh)继电器的整定参数继电器类型电流种类可调参数调整范围电压继电器直流动作电压吸合电压 3050%Ue释放电压 720%Ue过电压继电器交流动作电压105120%Ue欠电流继电器直流动作电流吸合电流 3065%Ie释放电流 1020%Ie过电流继电器交流动作电流110350%Ie直流70300%Ie第41页/共147页第四十二页，共148页。继电器感应元件接受外界(wiji)信号后，经过设定的延时时间才使执行

30、部分动作的继电器。2.时间时间(shjin)继电器：继电器：类型：通电类型：通电(tng din)延时、断电延时、带瞬动触点通电延时、断电延时、带瞬动触点通电(tng din)（断电）延时（断电）延时触点：常开延时闭合、常闭延时断开、常开延时断开、常闭延触点：常开延时闭合、常闭延时断开、常开延时断开、常闭延时闭合时闭合 空气阻尼式：空气阻尼式： 包括电磁机构、工作触点及气室三部分，靠空气阻尼作用实现延时包括电磁机构、工作触点及气室三部分，靠空气阻尼作用实现延时。 延时范围较宽、结构简单、工作可靠、价格低廉、寿命延时范围较宽、结构简单、工作可靠、价格低廉、寿命长。长。 延时时间有延时时间有0.4

31、180s和和0.460s两种规格。两种规格。 第42页/共147页第四十三页，共148页。电动式：电动式： 包括同步电动机、减速齿轮机构、电磁离合系统及执行机构包括同步电动机、减速齿轮机构、电磁离合系统及执行机构。 延时时间延时时间(shjin)长，可达数十小时，延时精度高。长，可达数十小时，延时精度高。 结构复杂，体积较大。结构复杂，体积较大。电子式：电子式： 数字计数式，包括脉冲发生器、计数器、显示器、放大器及执行机构。数字计数式，包括脉冲发生器、计数器、显示器、放大器及执行机构。 延时时间长、调节方便延时时间长、调节方便(fngbin)、精度高、应用广。、精度高、应用广。 可取代阻容式、

32、空气阻尼式、电动式等时间继电器。可取代阻容式、空气阻尼式、电动式等时间继电器。第43页/共147页第四十四页，共148页。动画演示（通电动画演示（通电(tng din)延时时延时时间继电器）间继电器）第44页/共147页第四十五页，共148页。动画演示动画演示(ynsh)（断电延时时间（断电延时时间继电器）继电器）第45页/共147页第四十六页，共148页。1）文字）文字(wnz)符号：符号：2）图形符号：）图形符号：通电通电(tng din)延时延时型：型：断电断电(dun din)延时型：延时型：常闭常闭瞬动触头瞬动触头常开常开延时触头延时触头常开常开常闭常闭线圈线圈常闭常闭瞬动触头瞬动触

33、头常开常开延时触头延时触头常开常开常闭常闭线圈线圈 KT第46页/共147页第四十七页，共148页。空气阻尼空气阻尼(zn)式时间式时间继电器（继电器（JS7系列）系列） 晶体管式时间晶体管式时间(shjin)继电器继电器（JS14）数字式时间数字式时间(shjin)继电器继电器（JSS14）第47页/共147页第四十八页，共148页。3.热继电器：热继电器：对连续对连续(linx)运行的电动机进行过载及断相保护，防止电动机过热而烧毁运行的电动机进行过载及断相保护，防止电动机过热而烧毁（三）机构（三）机构(jgu)组成、工作原理、符号表示、动画演示：组成、工作原理、符号表示、动画演示：（四）热

34、继电器主要参数：（四）热继电器主要参数：热继电器额定电流：热继电器中可以安装的热元件热继电器额定电流：热继电器中可以安装的热元件(yunjin)的最大整定电流的最大整定电流 值。值。热元件额定电流：热元件额定电流：热元件的最大整定电流值。热元件的最大整定电流值。热继电器整定电流：热继电器整定电流：热元件能够长期通过而不致引起热继电器热元件能够长期通过而不致引起热继电器 动作的最大动作的最大电流值。通常热继电器的整定电流是按电动机的额定电流整定的。电流值。通常热继电器的整定电流是按电动机的额定电流整定的。热继电器整定电流调节范围：热继电器整定电流调节范围：手动调节整定电流旋钮，通过偏心轮机手动调

35、节整定电流旋钮，通过偏心轮机构，调整双金属片与导板的距离，能够调节的电流整定值的范围构，调整双金属片与导板的距离，能够调节的电流整定值的范围。（二）（二）分类分类（一）作用（一）作用第48页/共147页第四十九页，共148页。双金属片式双金属片式热敏电阻热敏电阻(r mn din z)式式易熔合金易熔合金(hjn)式式利用双金属片受热弯曲去推动杠杆利用双金属片受热弯曲去推动杠杆(gnggn)使使触头动作触头动作利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作加热元件加热元件双金属片双

36、金属片扣板扣板压动螺钉压动螺钉扣钩扣钩支点支点动触头动触头静触头静触头第49页/共147页第五十页，共148页。故障排除故障排除(pich)后，手动复位热继电器触点可以重新接通控制电路后，手动复位热继电器触点可以重新接通控制电路。双金属片由两种膨胀系数不同双金属片由两种膨胀系数不同(b tn)的金属片压焊而成，它的金属片压焊而成，它被加热元件加热后，因两层金属片伸长率不同被加热元件加热后，因两层金属片伸长率不同(b tn)而弯曲。而弯曲。加热元件串接在电动机定子绕组中，电动机正常运行时，热元件产生的热量加热元件串接在电动机定子绕组中，电动机正常运行时，热元件产生的热量不会使触点系统动作；当电动

37、机过载，流过热元件的电流加大，经过一定的时不会使触点系统动作；当电动机过载，流过热元件的电流加大，经过一定的时间，热元件产生的热量使双金属片的弯曲程度超过一定值，通过导板推动热继间，热元件产生的热量使双金属片的弯曲程度超过一定值，通过导板推动热继电器的触点动作（常开触点闭合电器的触点动作（常开触点闭合(b h)，常闭触点断开）。，常闭触点断开）。通常用通常用其常闭触点与接触器线圈电路串联其常闭触点与接触器线圈电路串联，切断接触器线圈电流，切断接触器线圈电流，使电动机主电路失电。使电动机主电路失电。第50页/共147页第五十一页，共148页。动画演示动画演示(ynsh)（热继电器（热继电器）第5

38、1页/共147页第五十二页，共148页。JR36JR28JR20热元件(yunjin)常闭触头常开触头第52页/共147页第五十三页，共148页。热继电器使用热继电器使用(shyng)中应注意中应注意的问题的问题热继电器尽管选用得当，但使用不当时也会造成对电动机过载保护的不可靠，因热继电器尽管选用得当，但使用不当时也会造成对电动机过载保护的不可靠，因此，必须此，必须(bx)正确使用热继电器。正确使用热继电器。图1-10 热继电器的保护特性与电动机过载特性的合理匹配1热继电器的保护特性 2电动机过载特性性第53页/共147页第五十四页，共148页。热继电器的出线端的连接导线，须严格规定选用。这是

39、因为导线的材料热继电器的出线端的连接导线，须严格规定选用。这是因为导线的材料和其线径大小均能影响发热元件端点传导到外部热量的多少。导线过细，和其线径大小均能影响发热元件端点传导到外部热量的多少。导线过细，轴向导热较差，热继电器可能提前动作；反之，导线过粗，轴向导热快，轴向导热较差，热继电器可能提前动作；反之，导线过粗，轴向导热快，热继电器可能延迟动作。按规定，连接导线应为铜线热继电器可能延迟动作。按规定，连接导线应为铜线(tn xin)，若不得，若不得已要用铝线，导线的截面积应放大已要用铝线，导线的截面积应放大18倍。除此之外，出线端螺钉应当拧倍。除此之外，出线端螺钉应当拧紧，以免因螺钉松动导

40、致接触电阻增大，影响发热元件的温升，最终可能紧，以免因螺钉松动导致接触电阻增大，影响发热元件的温升，最终可能使保护特性不稳定而引起误动作。使保护特性不稳定而引起误动作。热继电器本身的额定电流等级并不多，但其发热元件编号很多。每一种热继电器本身的额定电流等级并不多，但其发热元件编号很多。每一种编号都有一定编号都有一定(ydng)的电流整定范围，故在使用上先应使发热元件的电的电流整定范围，故在使用上先应使发热元件的电流与电动机的电流相适应，然后根据电动机实际运行情况再做上下范围的流与电动机的电流相适应，然后根据电动机实际运行情况再做上下范围的适当调节。适当调节。热继电器有手动复位和自动复位两种方式

41、。对于重要设备，当热继电器有手动复位和自动复位两种方式。对于重要设备，当热继电器动作之后热继电器动作之后(zhhu)，必须待故障排除后方可重新启动电动，必须待故障排除后方可重新启动电动机，宜采用手动复位方式；如果热继电器和接触器的安装地点远机，宜采用手动复位方式；如果热继电器和接触器的安装地点远离操作地点，且从工艺上又易于看清楚过载情况，则宜采用自动离操作地点，且从工艺上又易于看清楚过载情况，则宜采用自动复位式。复位式。第54页/共147页第五十五页，共148页。使用中每年要通电校验一次。另外，当主电路发生短路事故后，应使用中每年要通电校验一次。另外，当主电路发生短路事故后，应检查发热元件和双

42、金属片是否已发生永久性变形。若发生变形或无法检查发热元件和双金属片是否已发生永久性变形。若发生变形或无法(wf)作出判断时，则应进行通电试验。在调整时，绝不允许弯折双金作出判断时，则应进行通电试验。在调整时，绝不允许弯折双金属片。属片。使用中应定期去除尘埃和污垢。若双金属片中出现锈斑，可用棉布蘸上使用中应定期去除尘埃和污垢。若双金属片中出现锈斑，可用棉布蘸上汽油轻轻揩拭，切忌汽油轻轻揩拭，切忌(qij)用砂纸打磨。用砂纸打磨。热继电器和电动机的周围介质温度应尽量相同，否则会破坏已整调好的热继电器和电动机的周围介质温度应尽量相同，否则会破坏已整调好的配合配合(pih)情况。例如，当电动机安装于高

43、温处，而热继电器却安装于低情况。例如，当电动机安装于高温处，而热继电器却安装于低温处时，热继电器动作将会延迟；反之，热继电器的动作将会提前。温处时，热继电器动作将会延迟；反之，热继电器的动作将会提前。热继电器必须按照产品说明书中规定的方式安装。热继电器必须按照产品说明书中规定的方式安装。当与其他电器装当与其他电器装在一起时，应将热继电器装在其他电器的下方，以免其动作特性受在一起时，应将热继电器装在其他电器的下方，以免其动作特性受其他电器发热的影响。其他电器发热的影响。第55页/共147页第五十六页，共148页。3.3.速度速度(sd)(sd)继电器：继电器：用于转速的检测用于转速的检测(jin

44、 c)，常用在三相交流异步电动机反接制动，常用在三相交流异步电动机反接制动。转速接近零时，自动切除反相序电源。转速接近零时，自动切除反相序电源。转子：转子： 由一块永久磁铁由一块永久磁铁(yn ji c ti)制成，与电制成，与电动机同轴相联，用以接受转动信号。动机同轴相联，用以接受转动信号。圆环（笼型空心绕组）：圆环（笼型空心绕组）：转子（磁铁）旋转时，笼型绕转子（磁铁）旋转时，笼型绕组切割转子磁场产生感应电动势，形成环内电流，此电流与磁铁组切割转子磁场产生感应电动势，形成环内电流，此电流与磁铁磁场相作用，产生电磁转矩，圆环在此力矩的作用下带动摆杆，磁场相作用，产生电磁转矩，圆环在此力矩的作

45、用下带动摆杆，克服弹簧力而顺转子转动的方向摆动，并拨动触点改变其通断状克服弹簧力而顺转子转动的方向摆动，并拨动触点改变其通断状态。态。触点触点：在摆杆左右各设一组切换触点，分别在速度继在摆杆左右各设一组切换触点，分别在速度继电器正转和反转时发生作用。调节弹簧弹力时，可使速电器正转和反转时发生作用。调节弹簧弹力时，可使速度继电器在不同转速时切换触点改变通断状态。度继电器在不同转速时切换触点改变通断状态。第56页/共147页第五十七页，共148页。动作动作(dngzu)转速一般不低于转速一般不低于120 r/min，复位转速约在，复位转速约在100 r/min以下。以下。工作时，允许工作时，允许(

46、ynx)的转速高达的转速高达10003600r/min。正转和反转切换触点的动作，反正转和反转切换触点的动作，反映电动机转向映电动机转向(zhunxing)和速度的和速度的变化。变化。 M3KSnKSnKSa)b)c)图1-13 速度继电器的图形符号及文字标注a)与电动机同轴联接的转子 b)动合触点 c)动断触点速度继电器图符及文字标注第57页/共147页第五十八页，共148页。动画演示动画演示(ynsh)第58页/共147页第五十九页，共148页。第59页/共147页第六十页，共148页。4.4.固态固态(gti)(gti)继电器：继电器：四端四端(s dun)(s dun)有源器件：两个输

47、入控制端，两个输出受控端。施加输入信号后，其输出呈导通有源器件：两个输入控制端，两个输出受控端。施加输入信号后，其输出呈导通状态，无信号时输出呈阻断状态。状态，无信号时输出呈阻断状态。 优点：工作可靠、寿命长、对外界干扰小、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度优点：工作可靠、寿命长、对外界干扰小、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度(sd)(sd)快、无火花、无动作噪音和使用方便等。快、无火花、无动作噪音和使用方便等。应用：应用：有逐步取代传统电磁继电器的趋势，还可应用于计算机的输入输出接口、外围和终端设备等传统电磁继电器无法应用的领域。有逐步取代传统电磁继电器的趋势，还可应用于计算机

48、的输入输出接口、外围和终端设备等传统电磁继电器无法应用的领域。主要参数：主要参数：交流固态继电器：交流固态继电器：耐高压的光电耦合：耐高压的光电耦合：实现输入和输出之间的电气隔离。实现输入和输出之间的电气隔离。直流固态继电器：直流固态继电器：输出采用晶体管。输出采用晶体管。输出采用晶闸管。输出采用晶闸管。缺点：缺点：过载能力低，易受温度和辐射影响，通断阻抗比小。过载能力低，易受温度和辐射影响，通断阻抗比小。由固体半导体元件组成的无触点开关器件。由固体半导体元件组成的无触点开关器件。输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、输出漏电流等。输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、输出漏电流等。第60

49、页/共147页第六十一页，共148页。第61页/共147页第六十二页，共148页。第62页/共147页第六十三页，共148页。用于供电线路和电气设备的短路保护的保护电器。结构用于供电线路和电气设备的短路保护的保护电器。结构(jigu)简简单、使用方便、价格低廉。单、使用方便、价格低廉。熔断器的保护熔断器的保护(boh)特性（安秒）曲线特性（安秒）曲线 流过熔体的电流流过熔体的电流(dinli)越大，越大，熔断所需的时间越短。熔断所需的时间越短。外壳：外壳：安装熔体。安装熔体。熔体：熔体：熔断器的熔断器的核心核心，通常用低熔点的铅锡合金、锌、铜、银的丝状或片状材料制成，新型的熔体通常设计成灭弧栅

50、状和具有变截面片状结构。当通过熔断器的电流超过一定数值并经过一定的时间后，电流在熔体上产生的热量使熔体某处熔化而切断电路，从而保护了电路和设备。，通常用低熔点的铅锡合金、锌、铜、银的丝状或片状材料制成，新型的熔体通常设计成灭弧栅状和具有变截面片状结构。当通过熔断器的电流超过一定数值并经过一定的时间后，电流在熔体上产生的热量使熔体某处熔化而切断电路，从而保护了电路和设备。熔体的额定电流熔体的额定电流IfN是熔体长期工作而不是熔体长期工作而不致熔断的电流。致熔断的电流。第63页/共147页第六十四页，共148页。v符号符号(fho)(fho)：FUFU文字文字(wnz)标注标注 FU第64页/共1

51、47页第六十五页，共148页。瓷插式熔断器瓷插式熔断器RC螺旋式熔断器螺旋式熔断器RL第65页/共147页第六十六页，共148页。有填料有填料(tinlio)式熔断器式熔断器RT无填料无填料(tinlio)密封式熔断器密封式熔断器RM第66页/共147页第六十七页，共148页。快速快速(kui s)熔断器熔断器RS第67页/共147页第六十八页，共148页。自恢复自恢复(huf)熔断器熔断器RZ第68页/共147页第六十九页，共148页。 用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护的电器。发生严重用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护的电器。

52、发生严重的过载或短路及欠电压等故障时能自动切断电路，功能相当于熔断器式断路器与过流、欠压、热继的过载或短路及欠电压等故障时能自动切断电路，功能相当于熔断器式断路器与过流、欠压、热继电器等的组合。在分断故障电流后一般不需要更换零部件。电器等的组合。在分断故障电流后一般不需要更换零部件。框架（万能）式：敞开式结构，适用于大容量配电装置。框架（万能）式：敞开式结构，适用于大容量配电装置。塑料外壳（装置）式：外壳用绝缘材料制作，安全性良好，用于电气控制设备塑料外壳（装置）式：外壳用绝缘材料制作，安全性良好，用于电气控制设备 及建筑物内电源线路保护、电动机过载和短路保护。及建筑物内电源线路保护、电动机过

53、载和短路保护。 由触点和灭弧装置、脱扣器与操作机构、自由脱扣机构组成。由触点和灭弧装置、脱扣器与操作机构、自由脱扣机构组成。正常工作：主触点靠操作机构手动或电动合闸，接通和分断工作电流。正常工作：主触点靠操作机构手动或电动合闸，接通和分断工作电流。短路或过流保护：过流脱扣器的衔铁被吸合，自由脱扣机构的钩子短路或过流保护：过流脱扣器的衔铁被吸合，自由脱扣机构的钩子(gu zi)脱开，脱开， 自动开关触点分离，切除故障电流。自动开关触点分离，切除故障电流。失压或零压保护：失压脱扣器的衔铁被释放，自由脱扣机构动作，失压或零压保护：失压脱扣器的衔铁被释放，自由脱扣机构动作， 断路器触点分离，切断电路。

54、断路器触点分离，切断电路。 第69页/共147页第七十页，共148页。DZ 20 / 塑料外壳 设计序号 额定极限短路 壳架等级 操作机构代号 极数 脱扣器型 用途代号 断路器 分断能力代号 额定电流 (无字手柄操作) 式及附件代号 (无-配电(pi din) (Y一般型) (P电动机操作) (2-电动机) (J较高型) (G最高型)低压低压(dy)断路器型号说明举例断路器型号说明举例塑料外壳塑料外壳(wi k)断路器主要参断路器主要参数：数：额定工作电压额定工作电压壳架额定电流等级壳架额定电流等级极数极数脱扣器类型及额定电流脱扣器类型及额定电流短路分断能力短路分断能力 第70页/共147页第

55、七十一页，共148页。塑壳式低压塑壳式低压(dy)断路器原理图断路器原理图线路短路线路短路(dunl)(dunl)或严重过载或严重过载保护保护远距离跳闸远距离跳闸，对电路不，对电路不起保护起保护(boh)(boh)作用作用线路过线路过载保护载保护电动机的电动机的失压保护失压保护1主触头主触头2自由脱扣器自由脱扣器 3过电流脱扣器过电流脱扣器 4分励脱扣器分励脱扣器5热脱扣器热脱扣器6失压脱扣器失压脱扣器 7按钮按钮第71页/共147页第七十二页，共148页。一旦发生过载或短路时一旦发生过载或短路时,过流脱钩器将吸合而顶开锁钩，将过流脱钩器将吸合而顶开锁钩，将主触头断开，从而起到短路保护主触头断

56、开，从而起到短路保护(boh)作用。作用。M3主触点主触点(ch din)弹簧弹簧(tnhung)连杆装置连杆装置锁钩锁钩第72页/共147页第七十三页，共148页。一旦发生过载一旦发生过载(guzi)或短路时或短路时,过流脱钩器将吸合而过流脱钩器将吸合而顶开锁钩，将主触头断开，从而起到短路保护作用顶开锁钩，将主触头断开，从而起到短路保护作用。M3主触点主触点(ch din)弹簧弹簧(tnhung)连杆装置连杆装置锁钩锁钩第73页/共147页第七十四页，共148页。M3主触点主触点(ch din)弹簧弹簧(tnhung)连杆连杆(lin n)装置装置一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主

57、触头断开一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触头断开，实现欠压保护作用。，实现欠压保护作用。第74页/共147页第七十五页，共148页。M3主触点主触点(ch din)弹簧弹簧(tnhung)连杆连杆(lin n)装置装置一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触头断开一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触头断开，实现欠压保护作用。，实现欠压保护作用。第75页/共147页第七十六页，共148页。第76页/共147页第七十七页，共148页。万能万能(wnnng)式低压断路器结构图式低压断路器结构图第77页/共147页第七十八页，共148页。 用来发布命令、改变控制系统工作状态

58、的控制电器。可以用来发布命令、改变控制系统工作状态的控制电器。可以(ky)直接作用于控制电路，也可以直接作用于控制电路，也可以(ky)通过电磁式电器的转换对通过电磁式电器的转换对电路实现控制。电路实现控制。分类：分类： 接近开关接近开关 行程开关行程开关第78页/共147页第七十九页，共148页。1.按钮开关按钮开关 常用常用(chn yn)按钮图片按钮图片 结构结构(jigu)、符号、名称、符号、名称第79页/共147页第八十页，共148页。复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连杆常闭静触头常闭静触头桥式动触头桥式动触头常开静触头常开静触头外壳外壳按钮帽按钮帽4SBSBSB结结构构符符号号名名称称常

59、闭按钮常闭按钮( (停止按钮停止按钮) )常开按钮常开按钮( (起动按钮起动按钮) )复合按钮复合按钮1234123第80页/共147页第八十一页，共148页。常态常态(chngti)： “复位复位(f wi)”按钮必须是蓝色。复位按钮必须是蓝色。复位(f wi)按钮兼有停止的作用时按钮兼有停止的作用时，则必须是红色。，则必须是红色。 按钮开关颜色按钮开关颜色(yns)规规定定 注意事项注意事项“停止停止”和和“急停急停”按钮必须是红色。按钮必须是红色。“点动点动”按钮必须是黑色。按钮必须是黑色。“启动启动”与与“停止停止”交替动作的按钮必须是黑白、白色或灰色。交替动作的按钮必须是黑白、白色或

60、灰色。“启动启动”按钮的颜色是绿色。按钮的颜色是绿色。按下：按下： 常闭（动断）触点闭合，常闭（动断）触点闭合，常开（动合）触点断开。常开（动合）触点断开。常闭（动断）触点断开，常闭（动断）触点断开，常开（动合）触点闭合。常开（动合）触点闭合。第81页/共147页第八十二页，共148页。动画演示动画演示(ynsh)(按钮按钮)第82页/共147页第八十三页，共148页。u 机械结构机械结构(jigu)的接触式有触点行的接触式有触点行程开关程开关用途用途(yngt)： 2.行程开关行程开关检测工作机械检测工作机械(jxi)的位置，发出命令以控制其运动方向或行程长短的装置。的位置，发出命令以控制其