常用低压电器及基本控制电路总结

低压电器与基本控制线路

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2、认识常用的低压电器

3、掌握低压电器的作用及符号

4、掌握控制线路的工作原理

1、了解低压电器

低压电器与基本控制线路

低压电器的概念：

“低压”：交流1000V，直流1200V以下

“电器”：对电能的生产、输送、分配、使用

起开关、控制、调节、保护作用的

电气设备。

1、了解低压电器

低压电器与基本控制线路

低压电器：用于交流1200V、直流1500V以下电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。

高压电器：交流1200V以上、直流1500V以上。

电力传动系统电路的组成：

1）主电路：由电动机、（接通、分断、控制电动机）接触器主触点等电器元件所组成。（电流大）

2）控制电路：由接触器线圈、继电器等电器元件组成。（电流小）

电力传动就是利用电动机将电能变为机械能，以驱动机器工作的传动。电力传动由电动机、传输机械能的传动机构和控制电动机运转的电气控制装置组成。电力传动可以分为交流电动机传动和直流电动机传动。电力传动所需的电能易于传输和集中生产，它本身又便于远距离自动控制。

任务：按给定的指令，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。

低压电器与基本控制线路

一、低压电器的分类

1．按使用的系统

1）低压配电电器

低压配电电器主要用于低压供电系统。当电路出现故障（过载、短路、欠压、失压、断相、漏电等）起保护作用，断开故障电路。（动作稳定性、热稳定性）

例如：低压断路器、熔断器、刀开关和转换开关等。

2）低压控制电器

低压控制电器主要用于电力传动控制系统。能分断过载电流

，但不能分断短路电流。（通断能力、操作频率、电气和机

械寿命等）

例如：接触器、继电器、控制器及主令电器等。

低压电器与基本控制线路

2．按操作方式

1）手动电器：刀开关、按钮、转换开关

2）自动电器：接触器、继电器、低压断路器

3．按工作原理

1）电磁式电器：电磁机构控制电器动作

2）非电量控制电器：非电磁式控制电器动作

◆电磁式电器由感测和执行两部分组成。

感测部分（电磁机构）：接受外界输入的信号，使执行部分动作，实现控制的目的。

执行部分：触点系统。

低压电器与基本控制线路

二、电磁机构

电磁机构：通过电磁感应原理将电能转化成机械能的机构。

电磁机构输入的电信号：电压、电流

1．电磁机构的结构形式

电磁机构组成：线圈、铁心(亦称静铁心)和衔铁(亦称动铁心)

低压电器与基本控制线路

2．电磁机构的线圈

线圈分类：电流线圈、电压线圈

1）电流线圈：串接在主电路，电流大

特点：扁铜条带或粗铜线绕制，匝数少,内阻小。

注意：a衔铁动作与否取决于线圈中电流的大小。

b衔铁动作不改变线圈电流。

低压电器与基本控制线路

2）电压线圈：并联在电路

特点：细铜线绕制，匝数多，阻抗大，电流小，常用绝缘较好的电线绕制。

说明：衔铁动作与否取决于线圈的电压大小。

低压电器与基本控制线路

三、触点系统

1、触点（执行元件）作用：分断和接通电路的作用。

2、触点接触形式：点接触、线接触和面接触。

点接触：小电流的触点

线接触：中等容量的触点

面接触：大容量的触点

（a）点接触

（b）线接触

(c)面接触

低压电器与基本控制线路

四、电弧的产生和灭弧装置

1．电弧的产生及危害

1）电弧的产生

触点由闭合到断开时，当电压超过10～20V和电流超过80～100mA，在拉开的两个触点之间将出现强烈的火花，实质是气体放电的现象，通常称之为“电弧”。

撞击电离

热电子发射

热电离

形成电弧

2）电弧的危害

A、烧灼触点，降低电器的寿命和电器工作的可靠性。

B、使触点的分断时间延长，严重的会产生事故。

低压电器与基本控制线路

2、灭弧装置

灭弧措施：降低电弧温度和电场强度。

常用的灭弧方法有：拉长电弧、冷却电弧和电弧分段

常用的灭弧装置：

1）磁吹式灭弧装置（广泛应用于直流接触器中）

磁吹灭弧装置：利用电弧电流本身灭弧，电弧电流愈大，吹弧能力也越强。

2）灭弧栅

（常用作交流灭弧装置）

3）灭弧罩

（用于交流和直流灭弧。）

采用一个用陶土和石棉水泥做的雨高温的灭弧罩，用以降温和隔弧。

低压电器与基本控制线路

应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为继电接触控制。

继电接触控制系统

实现继电接触控制的电气设备，统称为控制电器，如刀闸、按钮、继电器、接触器等。下面介绍常用控制电器的用途及电工表示符号。

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常用低压电器

刀开关

按钮

熔断器

断路器

接触器

热继电器

2、认识常用的低压电器

行程开关

低压电器与基本控制线路

常用低压电器实物图

低压电器与基本控制线路

刀开关

名称:刀开关又叫闸刀开关

作用：一般用于不频繁地

接通和切断电源。

（有时也用来控制小容量

电动机的直接起动与停机）

闸刀（动触点）

结构：

静插座（静触点）

手柄

绝缘底板

低压电器与基本控制线路

?刀开关种类：

?按极数分为

单极、双极、三极

?按操作方式分为

直接手柄操作式

杠杆操作机构式

?按转换方向分为

单投、双投

低压电器与基本控制线路

注意事项：

刀开关一般与保险丝（熔断器）串联使用，以便在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切断电路。

?安装刀开关时：负载线应接在闸刀下侧熔断丝的另一端，以确保刀开关切断电源后闸刀和熔断丝不带电。

?在垂直安装时：手柄向上合为接通电源，向下拉为断开电源，不能反装。

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熔断器

名称：熔断器又叫保险丝

作用：主要进行短路保护

或严重过载保护。

结构：熔体、绝缘座

工作：串联在被保护的线路中。

正常工作时如同一根导线，起通路作用；当线路短路或过载时熔断器熔断，起到保线路上其他电器设备的作用。

FU低压电器与基本控制线路

?熔断器种类：

按结构分有：

半封闭瓷插式、螺旋式

无填料封闭管式

有填料封闭管式

低压电器与基本控制线路

注意事项：

?应根据使用场合选择熔断器类型:

电网配电一般用刀型触头熔断器;

电动机保护一般用螺旋式熔断器;

照明电路一般用圆筒帽形熔断器;

?使用熔断器注意事项

1、铭牌不清的熔丝不能使用。

2、不能用铜丝或铁丝代替熔丝。

3、熔体的额定值不能大于熔断器的额定值。

4、更换熔断器应先断电。

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控制按钮

作用：主要用来接通或

断开控制电路

结构：按钮帽、触点、

复位弹簧

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按钮的结构和动作

低压电器与基本控制线路

复合按钮

结构图

符号

常开按钮

SB常闭按钮

SB常闭触点

常开触点

低压电器与基本控制线路

控制按钮

工作原理:

常闭触点是按钮未按下时

闭合、按下后断开的触点。

常开触点是按钮未按下时断

开、按下后闭合的触点。

按钮按下时，常闭触点先断

开，然后常开触点闭合；松

开后，依靠复位弹簧使触点

恢复到原来的位置。

低压电器与基本控制线路

复位弹簧

支柱连杆

常闭静触头

桥式静触头

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

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断路器

名称：又叫自动空气开关

作用：既有手动开关作用，

又能自动进行失压、

欠压、过载和短路保护

电流电磁系统

电压电磁系统

结构：

脱扣系统

触头系统

弹簧系统

QF×

×

×

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低压断路器的结构和动作

低压电器与基本控制线路

工作原理:过流脱扣器在正常情况下与衔铁分离的，严重过载或短路时，线圈因流过大电流而产生较大的电磁吸力，把衔铁往下吸而顶开锁钩，使主触点断开，起过流保护作用。

欠压脱扣器在正常情况下吸住衔铁，主触点闭合，电压严重下降或断电时释放衔铁而使主触点断开，实现欠压保护。电源电压正常时，必须重新合闸才能工作。

低压电器与基本控制线路

交流接触器

作用：用来频繁地接通和分断主电路和控制电路，实现远距离控制。

结构：电磁系统（铁芯、线圈）

触头系统（主、辅助触点）

灭弧系统（灭弧罩）

主触点：通断主电路

三对常开触点

辅助触点:通断控制电路

常开、常闭两对触点

低压电器与基本控制线路

~M~

线圈

辅助触点

铁芯

衔铁

电源

电机

主触点

常闭

常开

弹簧

低压电器与基本控制线路

交流接触器的结构和动作

低压电器与基本控制线路

符号

线圈

KM

用于主电路

流过的电流大

(需加灭弧装置)用于控制电路

流过的电流小

(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

动合(常开)主触点

KM常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20等系列。

注意

例如，CJl2—250／3为CJl2系列交流接触器，额定电流250A，三个主触点。

CJl2T—250／3为CJl2系列改型后的交流接触器，额定电流250A，三个主触点。

低压电器与基本控制线路

主触点和灭弧装置

主触点：通断较大电流的主电路。

1）按主触点的容量大小有桥式触点和指形触点

2）直流接触器、电流20A以上的交流接触器均装有灭弧罩（或带有栅片或磁吹的灭弧装置）。

注意：不能将交直流接触器的主触点互换使用，否则使灭弧发生困难。

辅助触点

通断较小电流的控制电路。

特点：

桥式触点、触点的容量较小。

1）辅助触点可分为：常开触点、常闭触点

2）辅助触点的作用：控制电路中起联锁、逻辑运算；

3）辅助触点没有灭弧装置，一般不能用来分断主电路。

低压电器与基本控制线路

工作原理:

当线圈通电时，

常闭触头断开

常开触头闭合

当线圈断电时，

常开触头恢复断开

常闭触头恢复闭合

铁心线圈常开主触点常开辅助触点常闭辅助触点回力弹簧衔铁低压电器与基本控制线路

1．继电器:

根据外界输入信号(电量或非电量)的变化来接通或

断开被控电路,以实现控制和保护作用的自动电器。

输入信号：电量（电流、电压）

非电量（转速、时间、温度）

输出：触点的动作或电量的变化。

2．继电器分类：

1）用途分：控制继电器、保护继电器、中间继电器。

2）原理分：电磁式、感应式、热继电器等

3）参数分：电流、电压、速度、压力继电器

4）动作时间分：瞬时继电器、延时继电器

5）输出形式分：有触点、无触点继电器

继电器

低压电器与基本控制线路

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：有灭弧装置，触点容量大，用于主电路，一般只能在电压作用下动作。

继电器：没有灭弧装置，触点容量小，用于控制电路，可在电量或非电量的作用下动作。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。故继电器一般用于控制电路中。

11.1常用低压控制电器

低压电器与基本控制线路

热继电器

作用：主要用于电动机的过载

保护及其它电气设备发

热状态的控制。

热元件

结构：

双金属片

触点

低压电器与基本控制线路

热继电器的结构和动作

低压电器与基本控制线路

工作原理:下层金属膨胀系数大，上层的膨胀系数小。

当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，双金属片的自由端便向上弯曲超出扣板，扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开。触点是接在电动机的控制电路中的，控制电路断开便使接触器的线圈断电，从而断开电动机的主电路。

FR发热元件双金属片常闭触点复位按钮弹簧扣板发热元件常闭触点IIFR低压电器与基本控制线路

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低压电器与基本控制线路

电器符号标注

刀闸

熔断器

按钮

断路器

接触器

热继电器

行程开关

时间继电器

中间继电器

QSFUSBQF（或Q）

KMFRSTKTKA……

低压电器与基本控制线路

复合按钮

按钮

常开按钮

SB常闭按钮

SBST常开触点

常闭触点

ST行程开关

KCKCKCKC接触器

电压继电器

电流继电器

低压电器与基本控制线路

(b)符号

KA线圈

常开触头

KA常闭触头

KAKT线圈

通电延时闭合

常开触点

KT通电延时断开

常闭触点

KTKT线圈

(b)符号

断电延时断开

常开触点

KT断电延时闭合

常闭触点

KTa)通电延时继电器

b)断电延时继电器

中间继电器

低压电器与基本控制线路

通过开关、按钮、继电器、接触器等电器触点的接通或断开来实现的各种控制叫做电气控制。

作用是实现对电力拖动系统的起动、调速、反转和制动等运行性能的控制；实现对拖动系统的保护。

典型的控制环节有点动控制、单向自锁运行控制、正反转控制、行程控制、时间控制等。

电动机的基本控制

低压电器与基本控制线路

主要内容

电动机的基本控制

2、电动机的单向自锁运行控制

3、电动机的点动、连续控制

4、电动机的正反转控制

1、电动机的点动控制

低压电器与基本控制线路

控制线路图的绘制

1.电路分为主电路和辅助电路（控制电路）两大部分画出。

2.按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。

3.图中电器的触头都处在没有通电、不受外力的状态。

4.主电路画在左侧或上侧，控制电路画在右侧或下侧。

5.同一电器的不同部件往往不画在一起，而按在电路中作用画在不同的电路上。

6.电路图中的电气元件，动作顺序从上到下，从左到右依次排列，导线连接点用黑圆点表示。

低压电器与基本控制线路

主电路

控制电路

电路

SB1

KMSB2

FRKM

FR

KMFUQ3~

M..保险丝

热继电器

发热元件

开关

接触器

主触点

起动按钮

停止按钮

接触器

线圈

接触器

辅助触点

热继电器

动断触点

原理图

低压电器与基本控制线路

动作原理

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

触头（KM）打开

按钮松开

线圈（KM）断电

电机停转

KMB'SBC'ABCKMFUM3~FRQS电动机的点动控制

低压电器与基本控制线路

电动机的点动控制演示

低压电器与基本控制线路

单向自锁（常动）运行控制

SBFRSB1KM2KMFRKMFUQM3~..控制电路停止原理

按下按钮SB1KM线圈失电

KM自锁触头分断

KM主触头分断

电动机M停转

主电路先合上QS按下按钮SB2

KM线圈得电

KM主触头闭合

KM自锁触头闭合

M连续转动

启动原理

低压电器与基本控制线路

电路保护环节

SBFRSB1KM2KMFRKMFUQM3~..保险丝短路保护热继电器动断触点热继电器过载保护接触器零压保护低压电器与基本控制线路

单向自锁运行控制演示

低压电器与基本控制线路

点动、连续控制

ABCKMFUM3~FRQSKMSB1KMSB2FRSB3控制电路

SB3：点动

SB2：连续运行

控制关系

主电路

低压电器与基