第一章 常用低压电器

1、机床电气控制机床电气控制项目一项目一 三相异步电动机正转控制电三相异步电动机正转控制电路的安装与检修路的安装与检修任务1手动正转控制电路的安装与检修一、控制电路的组成电路的组成：电源、开关、负载和导线。元件图元件图电路图电路图三相电路的组成1、三相电源 2、低压开关：开启式负荷开关、封闭式负荷开关、组合开关、低压断路器3、熔断器：做短路保护4、负载：电动机 一、什么是电器？ 低压电器简介低压电器简介 一种电工器具和装置 接通断开电路设备 调节控制保护电路设备二、分类额定电压交流1200V以下直流1500V以下额定电压交流1200V以上直流1500V以上低压低压电器电器高压高压电器电器电压电压等

2、级等级动作原理动作原理手动电器手动电器自动电器自动电器刀开关刀开关组合开关组合开关按钮按钮接触器接触器继电器继电器 行程开关行程开关 常用低压电器分类常用低压电器分类由操作人员由操作人员手动操纵手动操纵按照指令、信号、或某个按照指令、信号、或某个物理量的变化而自动动作物理量的变化而自动动作用途用途配电配电电器：电器：控制控制电器：电器：主令主令电器：电器：接触器、继电器、启动器行程开关、控制按钮热继电器、熔断器保护保护电器：电器：开关、熔断器一、 开关电器1.刀开关（刀开关（QS） 1 1）. .作用：作用：起接通电源的作用起接通电源的作用 分为：分为：单刀：用在某一相线上单刀：用在某一相线上

3、双刀：用在两相上双刀：用在两相上三刀三刀: : 用在三相上用在三相上2）.符号：符号：QSQS3）.选择选择: 选择额定电压和额定电流分别等于或稍大于选择额定电压和额定电流分别等于或稍大于电动机的电动机的 额定电压和额定电流额定电压和额定电流 常用刀开关有常用刀开关有 HD 系列及系列及 HS 系列板用系列板用刀开关、刀开关、 HK 系列开系列开启式负荷开关和启式负荷开关和 HH 系列封闭式负荷开关。系列封闭式负荷开关。（）（） HD 系列及系列及 HS 系列刀开关系列刀开关（ 2 ） HK 系列开启系列开启式负荷开关式负荷开关（ 3 ） HH 系列封闭系列封闭式负荷开关式负荷开关 刀开关的外

4、形如图刀开关的外形如图所示。所示。 2、封闭式负荷开关灭弧罩速断弹簧手柄熔断器选用：额定电压应不小于工作电路的额定电压，额定电流应等于或稍大于电路的工作电流。用于控制电动机工作时，考虑到电动机的启动电流较大，应使开关的额定电流不小于电动机额定电流的3倍。缺点：体积大，操作费力3 3、组合开关（、组合开关（QS)QS)1）.作用作用: 主要用于机床设备的电源引入开关，也可用来通断5.5KW以下电机电路或小电流电路。2 2）. .结构：结构：由多层动触点和静触点组成由多层动触点和静触点组成2. 结构：组合开关有若干个动触片和静触片，分别装于数层绝缘件内，静触片固定在绝缘垫板上，动触片装在转轴上，随

5、转轴旋转而变更通、断位置。对常用的三极开关来说，每一极有一对静触片与盒外接线柱相接，动触片受手柄控制可以转动，以达到线路的通 / 断控制。3. 种类：有单极、双极、三极和四极等，额定电流有10、25、60 和 100A等多种。M3(三三). 低压断路器低压断路器 (QF) 自动开关或空气开关自动开关或空气开关1.1.作用作用: :兼有刀开关和熔断器的作用兼有刀开关和熔断器的作用2.2.符号符号: :QF 锁钩锁钩主触点主触点手动闭合手动闭合 过流过流 脱扣器脱扣器 欠压欠压 脱扣器脱扣器衔铁释放衔铁释放连杆装置连杆装置释放弹簧释放弹簧12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分

6、励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器

7、 7按钮线路短路线路短路或严重过或严重过载保护载保护12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮远距离跳远距离跳闸，对电闸，对电路不起保路不起保护作用护作用12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱

8、扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮线路过载线路过载保护保护3.3.动作原理动作原理: :4、低压断路器的选用1）低压断路器的额定电压和额定电流应不小于线路、设备的正常工作电压和工作电流。2）热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的额定电流。3）电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载电路正常工作时的峰值电流。4）欠压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压5）断路器的极限通断能力应小于电路的最大短路电流v作用：短路和严重过载保护作用：短路和严重过载保护v应用：串接

9、于被保护电路的首端应用：串接于被保护电路的首端v优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻v分类：分类： 三、三、 熔断器熔断器瓷插式瓷插式RCRC螺旋式螺旋式RLRL有填料式有填料式RTRT无填料密封式无填料密封式RMRM快速熔断器快速熔断器RSRS自恢复熔断器自恢复熔断器瓷插式熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器有填料式熔断器有填料式熔断器1、文字符号：FU2、图形符号：3、结构及工作原理 熔断器是由熔体和绝缘底座(或称熔管)等组成。熔体为丝状或片状。当负载发生故障时，有很大的短路电流通过熔断器，熔体很快熔断，迅速断开故障电路，从而有效地

10、保护未发生故障的线路和设备。熔断器主要用作短路保护，而对于过载一般不能准确保护。4、主要技术参数 1）型号：低压熔断器的型号含义：R设计序号额定电流，AM：无填料密闭管式T：有填料密闭管式L：螺旋式S：快速式C：瓷插式熔断器 2）熔断器种类： （1）瓷插式熔断器： 瓷插式熔断器有RCIA的等系列。主要用于AC380V(或220V)50Hz的低压电路中，一般接在电路的末端，作为电气设备的短路保护。 （2）螺旋式熔断器： 螺旋式熔断器有RL1等系列，主要用于AC50Hz或60Hz、额定电压500V以下，额定电流200A以下的电路中，作为短路或过载保护。实物图示意图 5、熔断器所装熔体额定电流的选择

11、 （1）对于照明线路等没有冲击电流的负载，应使熔体的额定电流：等于或稍大于电路的工作电流，即IFU=I。式中， IFU为熔体的额定电流， I为电路的工作电流。 （2）对于电动机类负载，要考虑起动冲击电流的影响，应按下式计算：IFU=(1.5-2.5)IN （3）对于多台电动机由一个熔断器保护时，熔体的额定电流应按下式计算：IFU=(1.5-2.5)INMAX+IN式中， INMAX为容量最大的一台电动机的额定电流， IN为其余电动机额定电流的总和 （4）降压起动的电动机选用熔体的额定电流等于或略大于电动机的额定电流。任务2 点动正转控制线路的安装与检修工作任务任务1中完成的手动控制线路，结构简

12、单，使用的控制设备少，但使用负荷开关控制的工作强度大且安全性差；组合开关的通断能力低，且不能频繁通断；低压断路器又不便于实现远距离控制和自动控制。而生产机械中常常需要这种频繁通断、远距离控制和自动控制的功能。如电动葫芦中的起重电动机，车床拖板箱快速移动电动机控制。(b) 结构结构按钮开关的外形和符号按钮开关的外形和符号(a) 外形图外形图常闭触点常闭触点(一一)按钮按钮.（ SB）一、控制电器一、控制电器1.1.作用作用: :用于接通或断开辅助电路的，靠手动。用于接通或断开辅助电路的，靠手动。2.2.结构：结构： 1常闭触点或动断触点常闭触点或动断触点2常开触点或动合触点常开触点或动合触点触点

13、触点1 1触点触点2 2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静触头桥式静触头常开静触头常开静触头外壳外壳4SBSBSB结结构构符符号号名名称称常闭按钮常闭按钮( (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按钮帽按钮帽电气元件 按钮3 3、按钮的使用：、按钮的使用： （1 1）选择时应根据所需的触头数、使用的场所及颜色来）选择时应根据所需的触头数、使用的场所及颜色来确定。常用的确定。常用的LA18,LA19,LA20LA18,LA19,LA20系列按钮开关，适用系列按钮开关，适用AC500V, AC500V, DC440

14、V,DC440V,额定电流额定电流5A5A，控制功率为，控制功率为AC300W,DC70WAC300W,DC70W的控制的控制回路中。回路中。 （2 2）按钮颜色要求：）按钮颜色要求： “停止停止”和和“急停急停”按钮必须是按钮必须是红色红色。当按下红色按。当按下红色按钮时，必须使设备停止工作或断电。钮时，必须使设备停止工作或断电。 “起动起动”按钮的颜色是按钮的颜色是绿色绿色。 “ “起动起动” ” 与与“停止停止”交替动作的按钮必须是黑色、白交替动作的按钮必须是黑色、白色或灰色，不得用红色和绿色。色或灰色，不得用红色和绿色。 “点动点动”按钮必须是黑色。按钮必须是黑色。 “复位复位”( (

15、如保护继电器的复位按钮如保护继电器的复位按钮) )必须是必须是蓝色蓝色。当。当复复位按钮还有停止的作用位按钮还有停止的作用时，则必须是时，则必须是红色红色。用来接通或断开电动机用来接通或断开电动机或其他设备的或其他设备的主电路主电路1、接触器的主要结构、接触器的主要结构:主要由电磁系统、触点系统和灭弧装置主要由电磁系统、触点系统和灭弧装置组成组成（二）、 接触器常用的交流接触器KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM2 2、接触器的符号、接触器的符号 电磁系统结构 铁芯线圈 衔铁 缓冲弹簧触头系统3、触点系统主触点：接通、断开主电路辅助触点：接通、断开控制电路常开常开常闭常闭4、灭弧

16、装置用来保证在触点断开电路时，产生的电弧可靠熄灭，减少电弧对触点的损伤二、交流接触器要解决的几个问题： 线圈中产生涡流和磁滞损耗引起铁心发热； 当交变磁通过零时，电磁吸力为零，使衔铁产生 强烈震动和噪声。解决方法： 铁心用硅钢片冲压迭制而成，减少涡流路径，加硅 增加铁心电阻。铁心端面上安装一个铜制的短路环。结构特点： 铁心用硅钢片冲压迭制而成，线圈做成短而粗的圆筒 状；铁心端面上安装一个铜制的短路环。为了消除交流电磁铁产生的振动和噪为了消除交流电磁铁产生的振动和噪 声声 ，在铁心的端面开一小槽，在，在铁心的端面开一小槽，在槽内嵌入铜制短路环，如下图所示。槽内嵌入铜制短路环，如下图所示。 根据吸

17、引线圈通电电流的性质分类，电磁铁分为直流电磁铁和交流电磁铁。通常采用短路环来解决交流电磁铁的振动问题。短路环的示意图如上页图所示，其中4为短路环，2为铁心。短路环起到磁通分相的作用，把极面上的交变磁通分成两个交变磁通，并且使这两个磁通之间产生相位差，那么它们所产生的吸力间也有一个相位差，这样，两部分吸力就不会同时达到零值，当然合成后的吸力就不会有零值的时刻，如果使合成后的吸力在任一时刻都大于弹簧拉力，就消除了震动。铁芯通电线圈衔铁及其固定在衔铁上的动触头支撑弹簧静触点辅助常闭触点辅助常开触点三对常开主触头三、工作原理：利用电磁吸力的作用而动作的三、工作原理：利用电磁吸力的作用而动作的. .线圈

18、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M3电机电机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触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源380 220四、型号与技术参数 额定参数： （1）额定电压 接触器铭牌上的额定电压是指主触头的额定电压，通常用的电压等级为： 直流接触器：220V,440V,660V。 交流接触器：220V,380V,500V。 （2） 额定电流 接触器铭牌上的额定电流是指主触头的额定电流，通常用的电流等级为： 直流接触器：25A,40A,60A,100A,150A,250A,400A,600A。 交流接触器：5A,10A,20A,40A,60A,1

19、00A,150A,200A,250A等。 （3）线圈的额定电压 通常用的电压等级为：直流线圈额定电压有24V,48V,220V。交流线圈的额定电压有：36V,127V,220V,380V等。选用时一般交流负载用交流接触器，直流负载用直流接触器，但交流负载需要频繁动作时，可以采用直流线圈的交流接触器。 接触器的选用选择接触器主要考虑的因素：接触器的使用类别应与负载性质相一致 控制交流负载应选用交流接触器 控制直流负载则选用直流接触器 主触点的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压 主触点的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流 吸引线圈的额定电压应与控制回路电压相一致 接触器在线圈额定电压85及

20、以上时应能可靠地吸合主触点和辅助触点的数量应能满足控制系统的需要 （三）、热继电器热继电器的结构和工作原理：热继电器的结构和工作原理：1 1）基本结构及工作原理）基本结构及工作原理 热继电器的工作过程演示：热继电器的工作过程演示：2 2）文字符号：）文字符号：FRFR3 3）图形符号：）图形符号：热元件热元件常闭触头常闭触头常开触头常开触头4）主要型号及技术参数 常用的热继电器有：JR0、JR2、JR9、JR10、JR15、JR16、JR20、JR36等几个系列。型号额定电流热元件规格额定电流电流调节范围JR36-20/3200.350.250.350.50.320.51.61.01.65.0

21、3.25.011.06.811221422二、带过载保护的点动控制电路主电路:开关、熔断器、接触器的主触头、热继电器的热元件。与被控制电动机相串联。控制电路:按钮、接触器线圈、热继电器常闭触点。接在两相之间，控制电路中的电流较小。按下按钮SB接触器线圈KM得电KM主触头闭合电动机运转；主电路主电路FRKMSB控制电路控制电路FRQSFUL1L2L3KM松开按钮SB接触器线圈失电KM主触头打开电动机停转。一、电流、电压继电器 1）文字符号：KI(电流继电器) KV(电压继电器) 2）图形符号：第二节 继电器 电流继电器：电流继电器： 根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器根据输入（线圈）电流大小

22、而动作的继电器 过电流继电器：过电流继电器：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 线圈电流小于整定电流时，继电器不动作线圈电流小于整定电流时，继电器不动作 线圈电流超过整定电流时，继电器才动作线圈电流超过整定电流时，继电器才动作 动作电流整定范围：交流为动作电流整定范围：交流为(110350)IN，直流为，直流为(70300)IN 欠电流继电器：当电路电流过低时立即将电路切断欠电流继电器：当电路电流过低时立即将电路切断 线圈电流大于或等于整定电流时，继电器吸合线圈电流大于或等于整定电流时，继电器吸合 线圈电流低于整定电流时，继电器释放线圈电流低于整定电流时，

23、继电器释放 动作电流整定范围：吸合电流为动作电流整定范围：吸合电流为(3050)IN 释放电流为释放电流为(1020)IN 一般自动复位一般自动复位 电压继电器：电压继电器： 根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器 过电压继电器：过电压继电器：动作电压整定范围为动作电压整定范围为(105120)UN 欠电流继电器：欠电流继电器：吸合电压调整范围为吸合电压调整范围为(3050)UN 释放电压调整范围为释放电压调整范围为(720)UN 电流继电器电流继电器过电流继电器实物图过电流继电器实物图欠电流继电器实物图欠电流继电器实物图电压继电器电压继电器二、中间继电器

24、1）文字符号：KA2）图形符号：吸引线圈常闭触头常开触头3）工作原理 本质上是一种电压继电器，工作原理与接触器相同。 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： 电动机额定电流不超过5A的电气控制系统，可代替接触器来控制。4）型号用于交直流电路中 JZ系列用于直流操作 DZ系列。 JZ 7 -中间继电器设计代号常开触头对数常闭触头对数5）用途 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。实物图三、时间继电器1）文字符号： KT2）图形符号：通电延时型：断电延时型：常闭瞬动触头常开延时触头常开常闭线

25、圈常闭瞬动触头常开延时触头常开常闭线圈KTKT常开触头常开触头 延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头 延时打开延时打开 常开触头常开触头常闭触头常闭触头工作原理调节螺丝调节螺丝进气孔进气孔推板推板线圈线圈动铁心动铁心恢复弹簧恢复弹簧挡块挡块释放弹簧释放弹簧活塞杆活塞杆橡皮膜橡皮膜排气孔排气孔常闭常闭 延时闭合延时闭合 常闭常闭 延时断开延时断开 常开触头常开触头常闭触头常闭触头空气阻尼式时间继电器（JS7系列） 晶体管式时间继电器（JS14）数字式时间继电器（JSS14）常开触点常开触点常闭触点常闭触点( (二二).).行程开关行程开关(ST) 也称限位开关也称限位开关第二章 继电器接触器 基本控制电路第一节 电气控制系统图图形、文字符号和绘图原则CW6312型普通车床电气原理图型普通车床电气原理图电器元件布置图电器元件布置图 CW6132 型普通车床的电器布置图型普通车床的电器布置图 电气控制柜与操作台（箱）内部布置图电气控制柜与操作台（箱）面板布置图控制柜与操作台（箱）外形轮廓用细实线绘出电器元件及设备，用粗实线绘出外形轮廓，标明实际的安装位置电器元件及设备代号与有关电路图和设备清单上所用的代号一致电器元