船舶电力拖动系统-船舶常用控制电器

主要内容

MainContent任务1直流电机任务2变压器任务3交流异步电动机任务4控制电机及在船舶上的应用任务5船舶常用控制电器4.5船舶常用控制电器

Commonlyusedcontrolelectricapplianceoftheship本节主要内容主要内容：一.常用控制电器的结构原理及功能；二.继电器、电磁制动器的参数整定。（现场教学）

学习要求：

1.了解各种常用控制电器的机构；

2.掌握各种控制电器的功能及电路符号（重点）；3.能正确整定继电器、电磁制动器的参数。船舶一般的电气控制系统常选用继电器和接触器作为主要的控制电器，即人们常称的继电-接触器控制系统。要读懂这些电气控制系统图，就必须先了解各种常用的控制电器。

船舶各种常用控制电器主要包括主令电器、熔断器、接触器、继电器及电磁制动器。概述一、主令电器

主令电器是切换控制线路的单极或多极电器，其触头容量小，不能切换主电路。主令电器主要包括按钮、万能转换开关、行程开关、主令控制器等。

1.按钮(button)(b)结构按钮的外形图和结构如图所示。按钮开关的外形和符号(a)外形图常闭触点常开触点

按钮常用于接通和断开控制电路，从而控制电动机或其他电气设备的运行

。复位弹簧支柱连杆常闭静触头动触头常开静触头外壳4SBSBSB结构符号名称常闭按钮(停止按钮)常开按钮(起动按钮)复合按钮1234123按钮帽动画2.组合开关(Combinationswitch)2.组合开关

组合开关又称转换开关(

change-overswitch)，由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。

转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，利于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，电流100A以下的电路中做电源开关。（a）结构图（b）示意图（c）触头闭合表

组合开关3.行程开关(限位开关limitswitch)(b)示意图未撞击撞击(a)外形图ST常开触点常闭触点ST(c)符号行程开关的外形符号

行程开关又称限位开关，是利用机械运动部件的碰撞或接近来控制其触头动作的开关电器。用于自动往复控制或限位保护等。常用型式有按钮式和转臂式两种4.主令控制器

主令控制器是一种多位置多回路的控制开关，适合于频繁操作并要求有多种控制状态的场合，例如起货机、锚机和绞缆机的控制等。（a）结构示意图（b）电路符号主令控制器二、熔断器及自动空气断路器

当电流超过限定值时借熔体熔化来分断电路的一种用于过载和短路保护的电器。在电机控制电路中主要起短路保护作用。

常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器。螺旋式熔断器瓷插式熔断器1.熔断器(fuse)符号FU熔断器额定电流IF的选择(1)电灯、电炉等电阻性负载IF>IL(3)频繁起动的电机(2)单台电机可实现短路、过载、失压保护。2.自动空气断路器(空气开关ACB)锁钩主触点手动闭合

过流脱扣器

欠压脱扣器衔铁释放动画自动空气断路器原理图连杆装置释放弹簧三、接触器

接触器(contactor)是利用电磁吸力原理用于频繁地接通和切断大电流电路(即主电路)的开关电器。

接触器按控制电流的种类可分为：交流接触器和直流接触器，两类接触器在触头系统、电磁机构、灭弧装置等方面均有所不同。交流接触器的外形与结构1.交流接触器(a)外形(b)结构

主要有电磁机构、触电系统、灭弧装置、辅件等部分组成。结构及动作原理~M3~线圈辅助触点铁心衔铁电源电机主触点常闭常开动画弹簧符号线圈KM

用于主电路流过的大电流(需加灭弧装置)用于控制电路流过的小电流(无需加灭弧装置)KM动合(常开)辅助触点动断(常闭)辅助触点KM属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示接触器主要参数：额定工作电压、额定电流、动作值≥85％UN、释放值＜70%UN等。动合(常开)主触点KM2.直流接触器

由操作电磁系统、触点灭弧系统、辅助触点及底板等部分组成。当接通操作线圈的操作电源时，电磁系统就产生电磁吸力，带动可动部分，使接触器触点闭合；当操作线圈断电时，电磁吸力消失，在触点压力和反力弹簧的带动下，使触点断开。交直流接触器在电磁机构有很大的区别，交流接触器的线圈铁芯和衔铁由硅钢片叠成，以便减少铁损，而直流接触器的铁心和衔铁可用整块钢。交流接触器的吸引线圈因具有较大的交流阻抗，故线圈匝数比较少，且采用较粗的漆包铜线绕制。相比之下，直流接触器的线圈匝数较多，绕制的漆包线较细。

直流接触器、交流电流继电器属恒磁势电器，即其电流与磁路状态无关，磁通、电磁吸力（F∝

2)随衔铁的吸合而增大，衔铁吸合后常在线圈中串入经济电阻；

交流接触器属恒磁通电器，即其磁通与磁路无关(U≈E=4.44fN)，吸力基本不变，而电流随衔铁吸合而减小，衔铁不能卡阻。交流接触器为了消除工作时的振动和噪声，交流接触器的电磁铁心上必须装有短路环，其原理参见关于交流电磁铁的介绍，下图为交流接触器上短路环的示意图。

（a)恒磁链机构；（b)恒磁势机构短路环四、继电器

继电器种类较多，按反应的信号可分电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、速度继电器、热继电器等。

继电器(relay)是根据电量(如电流、电压)或非电量(如时间、温度、压力、转速等)的变化而通断控制线路的电器，常用于信号传递和多个电路的扩展控制。1、过电流继电器(Over-currentrelay)：其电流线圈匝数少且线径粗，串联于电路中。可用于过载或过电流保护。2、欠电压继电器(Undervoltagerelay)：其电流线圈匝数多且线径细，并联于电路中。主要作为欠压、失压保护。1）电磁式继电器

电磁式继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。主要区别在于：

接触器的主触点可以通过大电流，有灭弧装置；

继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。常用的电磁式继电器包括过电流继电器、欠电压继电器、中间继电器等3、中间继电器(Intermediaterelay)

中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路。

通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。(b)符号KA线圈常开触头KA常闭触头KA(a)外形中间继电器外形与符号2）时间继电器(timerelay)

是从接收到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时控制。

时间继电器按延时方式可分为通电延时和断电延时两大类。

时间继电器实现延时的方式很多，大致有电磁式、空气阻尼式、电子式、电动式等。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时闭合常闭通电后延时断开3）热继电器(thermalrelay)

利用电流的热效应而动作的电器，用于电动机的过载和缺相保护。主要由热元件和触点两部分组成。

热继电器脱扣后，经过一段时间冷却可自动或手动复位，图示的结构只能手动复位。

由于热惯性，热继电器不能做短路保护。~

发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。发热元件杠杆工作原理结构原理图双金属片常闭触头动画（a)（b)