1章-低压电器课件

1、第一篇 传统电气控制技术第1章 常用低压电器第2章 基本电气控制线路第3章 电动机调速控制线路第4章 典型生产机械设备的电气控制第一篇 传统电气控制技术第1章 常用低压电器第1章 常用低压电器1.1 低压电器基本知识低压电器： 就是根据外界特定的信号和要求，能自动或手动地接通和断开在交流1200V或直流1500V以下的电路；断续或连续地改变电路参数；实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节的电工器械。第1章 常用低压电器1.1 低压电器基本知识低压电器： 1.1.1 低压电器的分类按用途或控制对象分，低压电器有如下两类： 低压配电电器 主要用于低压供电系统，实现电能的输送、分配和保护

2、，包括刀开关、断路器、熔断器等。 低压控制电器 主要用于电气传动控制系统，包括接触器、继电器、按钮、行程开关等。第1章 常用低压电器还可按动作方式、有无触点、触发信号进行分类。 1.1.1 低压电器的分类第1章 常用低压电器还可按动第1章-低压电器课件第1章-低压电器课件1、1、1 常用低压电器控制电器的分类及作用中间继电器继电器热继电器熔丝交流接触器主令开关行程开关压力继电器接近开关开关空气开关123456123465主控器件保护器件控制器件发信器件信号器件辅助器件变压器指示灯1、1、1 常用低压电器控制电器的分类及作用中间继电器继电按钮的结构 按钮实物图 按钮结构图 1-按钮帽 2-复位弹

3、簧 3-常闭触点 4-常开触点 按钮的结构 按钮实物图 按钮结第1章 常用低压电器1.1.2 电磁系统低压电器一般都由感受机构（电磁系统、操作手柄等）和执行机构（触点系统）组成。电磁机构由铁心、衔铁和线圈组成。第1章 常用低压电器1.1.2 电磁系统低压电器一般按通入电流的不同，可分为直流线圈和交流线圈；按在电路中接法的不同，可分为串联（电流）线圈和并联（电压）线圈。第1章 常用低压电器1.1.2 电磁系统当线圈通入电流时，衔铁在电磁力作用下产生位移，使铁心吸合。断电时，复位弹簧将衔铁拉回原位。电磁机构由铁心、衔铁和线圈组成。按通入电流的不同，可分为直流线圈和交流线圈；第1章 常按通入电流的不

4、同，可分为直流线圈和交流线圈；按在电路中接法的不同，可分为串联（电流）线圈和并联（电压）线圈。第1章 常用低压电器1.1.2 电磁系统当线圈通入电流时，衔铁在电磁力作用下产生位移，使铁心吸合。断电时，复位弹簧将衔铁拉回原位。电磁机构由铁心、衔铁和线圈组成。按通入电流的不同，可分为直流线圈和交流线圈；第1章 常第1章 常用低压电器1.1.3 触点系统 低压电器通过触点的动作，执行接通或切断电路的任务。 触点可分为常开（动合）触点和常闭（动断）触点。 触点在通电状态下断开时，动、静触点之间会产生电弧，烧损触点表面，必须采用灭弧装置消除。第1章 常用低压电器1.1.3 触点系统 低第1章 常用低压电

5、器1.1.4 灭弧系统电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开状态的过程中产生的电弧。气体自持放电形式之一，是一种带电质点的急流。电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的温度和密度很大的电流。直流电弧和交流电弧第1章 常用低压电器1.1.4 灭弧系统电弧产生：在触点第1章 常用低压电器1.1.4 灭弧系统灭弧方法迅速增加电弧长度，使得单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不足而使电弧熄灭。第1章 常用低压电器1.1.4 灭弧系统灭弧方法迅速增加第1章 常用低压电器线圈铁心衔铁主触点释放弹簧辅助触点M3第1章 常用低压电器线圈铁心衔铁主触点释放弹簧辅助M第1章 常用低压电器1.1.5 低压电器的主要技术参数

6、) 使用类别交流控制电器触点的标准使用类别:触点类型使用类别典型用途主触点AC-1电阻性负载AC-2绕线转子异步电动机AC-3笼型异步电动机的起、停运行AC-4笼型异步电动机的点动、可逆运行、反接制动辅助触点AC-11控制交流电磁铁AC-14控制容量72VA的电磁铁负载AC-15控制容量 72VA的电磁铁负载第1章 常用低压电器1.1.5 低压电器的主要技术参数第1章 常用低压电器) 额定电压和额定电流 一般均指触点的额定值。对于电磁式低压电器，还规定了线圈的额定电压。) 通断能力 在规定的非正常负载时所能接通和断开的电流值。主要受限于触点熔焊和灭弧能力。) 工作寿命 包括机械寿命（空载情况下

7、机械部件的操作次数）和电气寿命（额定负载下电气部件的操作次数）。1.1.5 低压电器的主要技术参数第1章 常用低压电器) 额定电压和额定电流) 通断2022/10/10低压电器分类171.2 常用低压电器2022/10/3低压电器分类171.2 常用低压电器2022/10/10开关电器18作用和分类作用开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统，用作电源的隔离、电气设备的保护和控制。分类手动开关和自动开关1.2.1 开关电器2022/10/3开关电器18作用和分类1.2.1 开关电器2022/10/10191.刀开关作用刀开关俗称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的一种手动电器。主要用于接

8、通和切断长期工作设备的电源及不经常起动及制动、容量小于7.5KW的异步电动机。分类按刀数可分为单极、双极和三极 注意事项 刀开关安装时，瓷底应与地面垂直，手柄向上，易于灭弧，不得倒装或平装。倒装时手柄可能因自重落下而引起误合闸，危及人身和设备安全。刀开关现在已较少使用1.2.1 开关电器胶盖瓷底刀开关的结构1出线盒 2熔丝 3动触头 4手柄 5静触头 6电源进线座 7瓷座 8胶盖 9接用电器2022/10/3191.刀开关1.2.1 开关电器胶盖瓷底第1章 常用低压电器 刀开关的电气符号：三极刀开关电路符号Q刀开关用作电源开关和小容量电动机的操作开关。第1章 常用低压电器 刀开关的电气符号：三

9、极刀开关电路符号1.2 开关电器自动开关（低压断路器） 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，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。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。1.2 开关电器自动开关（低压断路器） 低压断路低压断路器（自动空气开关）第1章 常用低压电器作用：为电源和电动机提供短路、过载、失压等保护。结构：过流脱扣器欠压脱扣器低压断路器（自动空气开关）第1章 常用低压电器作用：为电源2022/10/1023结构和工作原理过电流脱扣器失压脱扣器热脱扣器远程控

10、制脱扣器1.2 开关电器图1-4 自动开关的原理图1、9弹簧 23锁键 4搭钩 5轴 6过电流脱扣器 7杠杆 8、10衔铁 11触点欠电压脱扣器 12双金属片 13电阻丝2022/10/323结构和工作原理1.2 开关电器图1-42022/10/1024 低压断路器表示符号主要参数：额定电压、额定电流、通断能力产品类型介绍从小到大、从简单的到智能化负载的产品1.4 开关电器2022/10/324 低压断路器1.4 开关电器2022/10/1025 低压断路器产品图片1.4 开关电器2022/10/325 低压断路器1.4 开关电器2022/10/1026 低压断路器选择主要是选择额定电流、额定

11、电压对单台设备： IZKIq 式中，k为安全系数，可取1.51.7；Iq 电动机的起动电流。对多台电动机：IZK(Iqmax+ 电路中其它的工作电流) 式中，k也可取1.51.7；Iqmax 为最大一台电动机的起动电流。1.4 开关电器2022/10/326 低压断路器1.4 开关电器1-2常用低压电器主令电器主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号的电器，用来控制接触器、继电器或其它电器线圈，使电路接通或分断，从而达到控制生产机械的目的。主令电器应用广泛、种类繁多。按其作用可分为：控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器及其它主令电器（如脚踏开关、钮子开关、紧急开关）等。1-2

12、常用低压电器主令电器主令电器是在自动控制系统中发出1-1常用低压电器主令电器 按钮按钮又称控制按钮或按钮开关是一种接通或分断小电流电路的主令电器，其结构简单应用广泛。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。 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。结构及符号1-1常用低压电器主令电器 按钮按钮又称控制按2022/10/1029控制按钮作用：在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等。 工作原理注意常

13、开触点未闭合而常闭触点已分离的瞬间。常闭触点常开触点2022/10/329控制按钮常闭触点常开触点第1章 常用低压电器2.3 主令电器2.3.1 控制按钮常开(动合)触点常闭(动断)触点SBSB（1）接下动作，放开复原；（2）复合按钮：先断。后通。第1章 常用低压电器2.3 主令电器2.3.1 控制按行程开关符号 SQ行程控制，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

14、程开关，使动合触点闭合，动断触点断开1-1常用低压电器主令电器 行程开关动断触点动合触点行程开关符号行程控制，行程开关又称限位开关或位置开关。是一种第1章 常用低压电器2.3.2 行程开关用于生产机械的限位保护、行程控制、状态切换等。结构与按钮类似，但其动作要由生产机械撞击。常开（动合）触点SQ常闭（动断）触点SQ第1章 常用低压电器2.3.2 行程开关用于生产机械的限自动往返控制电路自动往返控制电路1-1常用低压电器主令电器 接近开关及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、永久磁铁型、霍尔效应型等，其中高频振荡型最为

15、常用 接近开关微动开关1-1常用低压电器主令电器 2022/10/10Copyright by Wang Yonghua ()35接近开关特点非接触、无触点。作用不仅用于行程控制和限位保护，还用于高速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、零件尺寸以及无触点按钮等。既使用于一般行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命和对恶劣环境的适应能力也优于一般机械式行程开关。产品类型测量金属物体和非金属物体的产品。缺点测量距离短，抗电磁干扰能力差。2022/10/3Copyright by Wang Yon2022/10/1036接近开关2022/10/336接近开关2022/10/1037光电开关特点非

16、接触、无触点，测量距离长，能方便地检测非金属材料。它具有体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗电磁干扰能力强等优点。作用可非接触、无损伤地检测和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。目前，光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出以及安全防护等诸多领域。产品类型对射式、反射式等。缺点对周围的杂散光的干扰有一定要求。工作原理利用光源、光敏器件等发射和接收。2022/10/337光电开关2022/10/1038光电开关2022/10/338光电开关常用低压电器1.熔断器熔断器

17、（俗称保险丝）担负的主要任务是为电线电缆作短路保护（有时也作过载保护），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常用低压电器1.熔断器熔断器（俗称保险丝）担负的主要任2022/10/10Copyright by Wang Yonghua ()40 熔断器的作用、结构和分类产品熔断器2022/10/3Copyright by Wang Yon2022/10/1041 熔断器的保护特性熔断器的保护特性亦称安秒特性，是指熔体的熔化电流与熔化时间之间的关系，它和热继电器的保护特性一样，也具有反时限特性。 熔断器2022/10/341 熔断器的保护特性熔断器第1章 常用低压电器

18、2.4 熔断器电路符号FU作用：用于过载和短路保护。第1章 常用低压电器2.4 熔断器电路符号FU作用：用于2022/10/1043熔断器的选择类型选择溶体额定电流的选择对阻性负载：IreIe 对单台电动机：Ire(1.52.5)Ie 对单台频繁启动的电动机：Ire(33.5)Ie 对多台电动机：Ire(1.52.5)Iemax+Ie 熔断器2022/10/343熔断器的选择熔断器1-1常用低压电器交流接触器电磁式的接触器是利用电磁吸力的作用使主触点闭合或断开电动机电路或负载电路的控制电器。用它可以实现频繁的远距离操作，它具有比工作电流大数倍的接通相分断能力。接触器最主要的用途还是控制电动机的

19、启动、正反转、制动和调速等。因此，它是电力拖动控制系统中员重要的也是最常用的控制电器。接触器按其主触点控制的电路中的电流分为直流接触器和交流接触器。交流接触器 特点：交流线圈、有短路环、采用双断口触头直流接触器 特点：直流线圈、滚动指型触头 主触点接线控制线圈接线1-1常用低压电器交流接触器电磁式的接触器是利用电磁吸2022/10/1045接触器的用途和分类定义接触器是用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路的自动控制电器。用途控制电动机的起动、反转、制动和调速等 。控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。分类交流接触器、直流接触器接触器2022/10/345接触器的用途

20、和分类接触器2022/10/1046接触器的组成和工作原理组成电磁机构、主触点和灭弧系统、辅助触点、反力装置、支架和底座。工作原理实质：使用电磁机构1.2 接触器CJ20接触器2022/10/346接触器的组成和工作原理1.2 接触器C第1章 常用低压电器1.2.2 接触器的结构和工作原理第1章 常用低压电器1.2.2 接触器的结构和工作原理第1章 常用低压电器线圈铁心衔铁主触点释放弹簧辅助触点M3第1章 常用低压电器线圈铁心衔铁主触点释放弹簧辅助M第1章 常用低压电器1.2.3 接触器的技术参数额定电压：主触点的额定电压（220V，380V等）额定电流：主触点的额定电流（10630A）线圈的

21、额定电压：常用36VAC，220VAC等，交流接触器也可采用直流线圈（24VDC等）接通和分断能力：由接触器的“使用类别”来表示机械寿命和电气寿命：可达百万次，一般电气寿命为机械寿命的10%左右线圈消耗功率：分为启动功率和吸持功率额定操作频率：指每小时的操作次数，交流接触器最高为600次/小时吸合电压和释放电压：约为线圈额定电压的80%第1章 常用低压电器1.2.3 接触器的技术参数额定电第1章 常用低压电器1.2.4 电气符号KMKMKM线圈辅助触点主触点第1章 常用低压电器1.2.4 电气符号KMKMKM线圈第1章-低压电器课件继电器：是一种根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、温度

22、、压力等）的变化自动接通和断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。 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 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。1-1常用低压电器继电器继电器：是一种根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、温继电器是控制系统中一种重要的元件，它的作用就是按照某种要求接通或断开控制系统中的电路。当继电器输入电压、电流和频率等电量或温度、压力和转速等非电量达到规定值时，继电器的

23、触点便接通或分断所控制或保护的电路。继电器一般由输入感测机构和输出执行机构两部分组成，前者用以反映输入量的高低，后者用以接通或切断电路。 常用的继电器是有触点的，触点有通和断两种状态，状态的改变由某种机构带动。继电器 定义继电器是控制系统中一种重要的元件，它的作用就是按照某种要求接按动作原理，继电器可以分电磁式、感应式、电子式、热效应式、气动式、电动式等；按动作时间，继电器可以分 瞬时动作和延时动作（也叫时间继电器）等；电流继电器-分类按动作原理，继电器可以分电流继电器-分类按输入量的物理性质，继电器可以分为电压、电流、速度、时间、温度、压力、热继电器等。最常用的是电磁式继电器，它是根据吸引线

24、圈中的电流量的大小来动作的。电磁式继电器分直流和交流两大类，它们的主要结构和工作原理与接触器基本相同，它们各自又可分为电流、电压、时间、中间继电器等。继电器-分类按输入量的物理性质，继电器可以分为电压、电流、速度、时间、温2022/10/1056电磁式继电器电压继电器：过电压和欠电压继电器电流继电器：过电流和欠电流继电器 中间继电器：是一种电压继电器继电器 中间继电器2022/10/356电磁式继电器继电器 中间第1章 常用低压电器一、 电流继电器 电流继电器：触点动作与线圈电流大小有关。用于电力拖动系统的电流保护，使用时线圈与负载串联。 按吸合电流大小可分为过电流和欠电流继电器：（1）过电流

25、继电器（2）欠电流继电器线圈常开触点常闭触点第1章 常用低压电器一、 电流继电器 电流第1章 常用低压电器 电压继电器：触点动作与线圈电压大小有关。用于电力拖动系统的电压保护，使用时线圈与负载并联。 按吸合电压大小可分为过电压和欠电压继电器：（1）过电压继电器二、 电压继电器KAKA线圈常开触点KA常闭触点（2）欠电压继电器第1章 常用低压电器 电压继电器：触点动作与电磁式继电器电压继电器：过电压和欠电压继电器电流继电器：过电流和欠电流继电器 中间继电器：是一种电压继电器电磁式继电器三、 中间继电器第1章 常用低压电器 中间继电器：用于扩展其他继电器的触点数量或容量。三、 中间继电器第1章 常

26、用低压电器 中间继2022/10/1061电磁式继电器中间继电器和接触器的区别：相同点：输入信号都是电压，都是利用电磁机构的工作原理进行工作的。不同点：中间继电器用于小电流的控制电路，在控制电路中起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用来扩展触点数量，实现逻辑控制。 接触器用于频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路。 它是一种执行电器。它的触点分为主触点和辅助触点，大部分情况下它还带有灭弧装置。2022/10/361电磁式继电器2022/10/1062热继电器热继电器的作用和分类作用当三相交流电动机出现长期带负荷欠电压运行、长期过载运行以及长期单相运行等不正常情况时，会导致电动

27、机绕组严重过热乃至烧坏。 用于电动机的过载保护分类单相、两相和三相式共三种类型，其中三相式热继电器常用于三相交流电动机做过载保护。按功能来分，三相式热继电器又有不带断相保护和带断相保护两种类型。继电器2022/10/362热继电器继电器1.3.3 热继电器 热继电器在电动机出现长时间过载的情况下，能自动切断电路。 故用于电动机的过载保护；但不能用于瞬时过载保护（过电流继电器）或短路保护（熔断器）。第1章 常用低压电器1.3.3 热继电器 热继电器在电动机出现长第1章 常用低压电器1) 热继电器的工作原理发热元件单相结构：I常闭触点双金属片 发热元件接入电动机主电路，若长时间过载，双金属片被发热

28、元件烤热。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，常闭触点断开。扣板第1章 常用低压电器1) 热继电器的工作原理发热元件单相第1章 常用低压电器4) 热继电器的符号发热元件在主电路中，与负载串联；在控制电路中，用于控制接触器线圈。常闭触点FRFR第1章 常用低压电器4) 热继电器的符号发热元件在主电路2022/10/1066热继电器工作原理热继电器主要由热元件、双金属片、触头系统等组成。 继电器2022/10/366热继电器继电器 （a） 感受部分结构示意 （b） 图文符号图1.7热继电器 （a） 感受部分结构示意 （b） 图文符号图1.72022/10/1068热继电器电动

29、机的过载特性和热继电器的保护特性反时限特性继电器过载特性保护特性2022/10/368热继电器继电器过载特性保护特性2022/10/1069热继电器产品一般和接触器配合使用，连接方便。选用额定电流：比电动机的额定电流稍微大一些。动作电流：约为电动机额定电流的80%左右。由于热继电器的保护特性为反时限特性，所以对于可逆运行和频繁通断的电动机，不宜采用热继电器保护，必要时可以选用装入电动机内部的温度继电器。1.3 继电器2022/10/369热继电器1.3 继电器2022/10/1070熔断器和热继电器的区别相同点：都属于电流保护电器，都具有反时限特性。不同点：熔断器主要用于短路保护，热继电器用于

30、过载保护； 熔断器利用的是热熔断原理，要求溶体有较高的熔断系数；热继电器利用的是热膨胀原理，要求双金属片有较高的膨胀系数； 热继电器保护有较大的延迟性，而短路保护要求熔断器的动作必须具有瞬时性。 2022/10/370熔断器和热继电器的区别时间继电器的特点是当得到控制信号后（如继电器线圈接通或断开电源），其触点状态并不立即改变，而是经过一段时间的延迟之间，触点才闭合或断开，因此这种继电器又称为延时继电器。接通延时型断开延时型闭闭继电器-时间继电器时间继电器的特点是当得到控制信号后（如继电器线圈接通或断开电2022/10/10Copyright by Wang Yonghua ()72时间继电器 最为常用的一种控制电器。作用分类：通电延时型、断电延时型。 按工作原理分类，有电磁式、电动机式、空气阻尼式、电子式等。最常用的是电子式时间继电器，其他产品已基本淘汰。表示符号：继电器2022/10/3Copyright by Wang Yon1.3.2 时间继电器第1章 常用低压电器 时间继电器：从线圈通电或断电开始，经过一定的延时后，触点才闭合或断开。时间继电器的延时方式：通电延时：线圈通电后，触点延迟闭合或断开；线圈断电，触点瞬时复原。断电延时：线圈通电，触点瞬时动作；线圈断电后，触点延迟复原。时间继电器的种类有：电磁式、空气