第五章低压电器及线路

第五章低压电器及线路

电气控制基本知识常用低压电器

常用控制线路电气控制系统（继电器控制系统）：用电器元件组装起来进行控制的系统。。电器：根据外界信号和要求，手动或自动的接通或断开电路，断续或连续的改变电路参数，以达到对电路或非电对象的控制、切换、保护、检测、变换和调节的电工器械。低压电气：工作在交流电1200V以下，直流电1500V以下的电器。(2)自动电器：有电磁铁等动力机构，按照指令、信号或参数变化而自动动作，使工作电路接通和切断，如接触器、继电器、自动开关等。低压电器的分类1.电器按动作性质(1)非自动电器：没有动力机构，依靠人力或其他外力来接通或切断电路，如刀开关、转换开关、行程开关等。(1)控制电器：用来控制电动机的启动、反转、调速、制动等动作，如磁力启动器、接触器、继电器等。(2)保护电器：用来保护电动机，使其安全运行，以及保护生产机械使其不受损坏，如熔断器、电流继电器、热继电器等。(3)执行电器：用来操纵、带动生产机械和支撑与保持机械装置在固定位置上的一种执行元件，如电磁铁、电磁离合器等。2.按用途分类低压电器配电电器控制电器开关熔断器断路器接触器继电器起动器主令电器时间继电器热继电器速度继电器电流继电器中间继电器3.按控制对象分类电力拖动系统组成主电路：由电动机、（接通、断开、控制电动机的）接触器主触点等电器元件组成。（电流大）控制电路：由接触器线圈、继电器等电器元件组成。（电流小）任务：根据给定的指令，依照自动控制系统的规律和具体的工艺要求对主电路进行控制。

电磁式电器的基本原理电器分检测部分(电磁机构)和执行部分(触头)。组成：吸引线圈(交、直流)、铁心、衔铁触头(触点)系统触点接触形式：点接触、线接触、面接触接触电阻理想情况：触点闭合：接触电阻为零。触点断开：接触电阻无穷大。电弧与灭弧电弧产生：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。灭弧方法（1）迅速增大电弧长度使触点间隙增加，电场强度降低，同时散热面积增加，降低电弧温度（2）冷却使电弧与冷却介质接触，带走电弧热量灭弧方法电动力灭弧(小容量交流接触器)灭弧栅灭弧磁吹式灭弧装置灭弧罩灭弧非自动控制电器考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值一般：（3~5)倍异步电机额定电流图形符号QG(Q)1.刀闸开关结构最简单，应用最广泛的手控电器。用于低压电路不频繁动作。图形符号：主电路中同刀开关，控制电路同万能转换开关2.转换开关小电流的情况下用来作为线路的接通、断开和换接控制，又称组合开关。结构紧凑，操作时用手拧转，操作方便、省力。在机床电气设备中，主要作为电源引入开关；或直接用于控制非频繁起动和停止的小容量异步电动机。文字符号：QB自动控制电器1.接触器接触器是在外界输人信号下能够自动地接通或断开带有负载的主电路(如电动机)的自动控制电器。优点：适用于频繁操作，并具有低压释放的保护性能、工作可靠、寿命长和体积小等。

根据主触头所接回路的电流种类：交流接触器直流接触器线圈铁芯衔铁主触点弹簧辅助触点M3~电机动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源~380~~1)接触器结构M3~动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源~220~380~~2)接触器有关符号：接触器线圈接触器主触点－－用于主电路（电流大，需加灭弧装置）常开常闭接触器辅助触点－－用于控制电路(电流小，无需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。文字符号：KM简单的接触器控制ABCM3~刀闸起隔离作用自保持停止按钮起动按钮特点：小电流控制大电流。自保持KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1起动按钮停车按钮KM2.继电器继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。中间继电器电压继电器电流继电器时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）速度继电器继电器类型：继电器实质上是一种传递信号的电器,它可根据输人的信号达到不同的控制目的。继电器接触器相同点：触点用来控制电路的通断区别：控制场合输入信号不同功能不同应正确选用继电器或接触器(1)

控制场合不同接触器：用来控制大电流的电路负载主电路大容量控制电路继电器：用于控制电路中（小电流控制）不能直接带负载不设灭弧装置(2)输入信号不同继电器：*对各种物理量作出反应*作为保护电器接触器：*在一定的电压信号下动作(3)功能不同继电器：用于反映控制信号进行信号的传递转换放大控制触点数量较多接触器：大电流的开关电器特点：触头多、触点承受的电流较大(额定电流5A～10A)、动作灵敏(动作时间小于0.05s)等。第一，用作中间传递信号；1）中间继电器中间继电器本质上是电压继电器。用途:第二，用作同时控制多条线路。符号：线圈K触点KK欠(零)电压继电器：当控制线路电压过低，使控制系统不能正常工作,此时利用欠电压继电器电压过低时动作，使控制系统或电动机脱离不正常的工作状态，这种保护称欠压保护。2）电压继电器电压继电器是根据电压信号动作的过电压继电器：当控制线路出现超过允许的正常电压时，继电器动作而控制切换电器(接触器)，使电动机等停止工作，以保护电气设备不致因过高的电压而损坏。U>U<KV如在直流电动机的电路中，当励磁电流过小时，电流继电器的触头便打开，从而控制接触器以切除电动机的电源，防止电动机因转速过高或电枢电流过大而损坏，具有这种性质的继电器叫欠电流继电器。3）电流继电器电流继电器是根据电流信号而动作的。为了防止电动机短路或过大的电枢电流(如严重过载)而损坏电动机，就要采用过电流继电器。I>I<KA熔断器和过电流继电器只能保护电动机不超过允许最大电流，不能反映电动机的发热状况，而电动机短时过载是允许的，但长期过载时电动机就要发热，因此，必须采用热继电器进行保护。4）热继电器热继电器是根据控制对象的温度变化来控制电流流通的继电器，是利用电流的热效应而动作的电器。它主要用来保护电动机的过载.反映温度信号，设有感应部分——发热元件与双金属片;控制电流流通，设有执行部分——触点。发热元件热继电器结构：I常闭触头双金属片工作原理：

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，常闭触头断开。扣板热继电器的符号发热元件串联在主电路中串联在控制电路中常闭触头FRFR热继电器有热惯性，大电流出现时它不能立即动作，不能用作短路保护。主令电器主令电器主要用来切换控制线路。按钮是一种专门发号施令的电器，用以接通或断开控制回路中的电流。按钮开关万能转换开关主令控制器1.按钮

控制按钮常开(动合)按钮电路符号常闭(动断)按钮电路符号复合按钮电路符号SBSBSB2.主令控制器与万能转换开关主令控制器与万能转换开关广泛应用在控制线路中，以满足需要多联锁的电力拖动系统的要求。主令控制器SL万能转换开关SO文字符号万能转换开关图形符号和主令控制器类似图形符号经济钮

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万能转换开关

C型圆钮

控制按钮万能转换开关主令控制器行程开关接近开关执行电器1.电磁铁把电磁能转换为机械能的电器。这里介绍的电磁铁是指将电流信号转换成机械位移的执行电器。2.电磁离合器—电磁连轴器传递扭矩3.电磁夹具

电磁工作台，常用于磨床。继电器与接触器的常用基本线路

继电器与接触器自动控制线路的构成绘制原理图的一般原则：1主回路在左，控制回路在右。2电路或元件按功能布置左右，上下。3统一电器元件可分开画，但必须用同一文字符号表明。4元件都应该在非上电或不工作状态下。5电器线圈或电阻尽量放在各行的一边。6对循环运动机构，绘出工作循环图。绘制原理图的一般原则：电机起动、停车（点动、连续运行、多地点控制、顺序控制等）电机正反转控制

基本控制环节1.启动控制线路及保护装置1）启动控制线路

电动机连续运行自保持KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1起动按钮停车按钮KM2）保护装置电动机保护的类型：失压保护：采用继电器、接触器控制短路保护：熔断器、过电流继电器、自动空气断路器过载保护：热继电器直流电机零励磁保护：欠电流继电器短路保护选择熔体额定电流（）时，必须躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。方法1：加熔断器。异步电动机的起动电流（Ist）约为额定电流（IN）的（5~7）倍。

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分断电路，从而保护了电路和设备电路符号FU安秒特性瓷插式熔断器螺旋式熔断器有填料式熔断器无填料密封式熔断器快速熔断器自恢复熔断器作用：可实现短路、过载、失压保护。

自动空气断路器（自动开关）结构：过流脱扣器欠压脱扣器工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。11.欠电压脱扣器12、13.双金属片及其加热元件过载脱扣器自动空气断路器原理图1、9.弹簧2.触点3.锁扣4.搭钩5.轴6.过电流脱扣器7.杠杆8、10.衔铁(1)组合型接线端子；(2)用于过载保护的热双金属片；(3)用于短路保护的电磁脱扣器；(4)机械锁定和手柄装置；(5)触头系统；(6)快速灭弧系统；(7)外壳和卡轨部件。QF

过载保护KMSB1KMSB2FR电机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流小。此时熔断器起不了保护作用，应加热继电器，进行过载保护。M3~ABCKMFUQSFR热继电器的热元件热继电器触头方法：加热继电器。c失压保护

采用继电器、接触器控制后，电源电压<85%时，接触器触头自动断开，可避免烧坏电机；另外，在电源停电后突然再来电时，可避免电机自动起动而伤人。方法：采用接触器控制。M3~ABCKMFUQS主电路A'C'KMSB1KMSB2控制电路A'C'线圈电压2电机的正反转控制KMFKMFSB1SBFFRKMRM3~ABCKMFFUQSFR

该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。SBF和SBR不能同时按下，否则会造成短路！操作过程：SBF正转SBR反转停车SB1正转KMRKMRSBR电机的正反转控制—加互锁互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两触发器同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3~ABCKMFFUQSFRKMRSBR互锁KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机的正反转控制—双重互锁KMRM3~ABCKMFFUQSFR电器互锁机械互锁双保险机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）1)异步机的直接起动M3~ABCKMFUQSB'C'KMSB3、点动控制动作过程触头（KM）打开按钮松开线圈（KM）断电

电机停转。触头（KM）闭合按下按钮（SB）

线圈（KM）通电电机转动；控制电路主电路QSFRM3~ABCKMFU方法一：用复合按钮。2)点动+连续运行SB3：点动SB2：连续运行控制关系该电路缺点：动作不够可靠。KMSB1KMSB2FRSB3主电路控制电路SBKSB1KSB2FRKMKM3~ABCKMFU方法二：加中间继电器（KA）。控制关系SB：点动SB2：连续运行FR2)点动+连续运行

以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行思考不能点动！KMSB1KMSB2FRSB

生产机械中常用的几种自动控制方法

(1)根据工作机械的运动行程来控制.(4)利用电动机主电路的电流来控制;(3)利用电动机的速度来控制;(2)根据一定时间间隔来控制;1.按行程的自动控制用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。常开（动合）触头电路符号常闭（动断）触头电路符号STST1)行程开关复合触头行程控制

行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。正程逆程BAKMRM3~ABCKMFFUQSFR（1）行程控制电路正程限位开关STASTB逆程至右极端位置撞开STA

动作过程SB2正向运行电机停车（反向运行同样分析）

控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2SB3KMRKMRKMF限位开关STASTB(2)行程控制--自动往复运动正程逆程电机工作要求：1.能正向运行也能反向运行

2.到位后能自动返回电机STaSTb自动往复运动控制电路

限位开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。关键措施KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb1)时间继电器定时类型：晶体管式空气式电动式按时间的自动控制电磁式a.空气式时间继电器的工作原理常开触头延时闭合常闭触头延时打开线圈衔铁常闭触头常开触头线圈通电衔铁吸合（向下）连杆动作触头动作动作过程得电延时b.时间继电器触头类型断电式常闭断电后延时闭合常开断电后延时断开通电式瞬时动作延时动作常闭触点常开触点常开通电后延