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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,电气控制及PLC,第一章 常用低压电器,1,目的,：,掌握接触器、继电器、低压断路器、刀开关、保护及主令电器等常用低压电器的基本结构、工作原理及其主要参数、型号与图形符号。,要求,：,领会电气元件的技术参数及其选用的主要依据，掌握电气元件的作用和使用方法，熟记各电气元件的文字符号与图形符号。,2,目录,第一节,电器的定义和分类,第二节,常用控制类电器,第三节,常用保护类继电器,3,第一节 电器的定义和分类,定义：电器是一种能根据外界信号和要求，在电路中起接通、断开、保护、控制或调节作用的电气设备。,电器的分类：,按功能：,控制类；保护类；切换类,按电压等级：,高压；低压,按触点：,有触点；无触点,按使用场合：,一般工业电器；特殊工矿电器；航空电器,4,常用低压电器,重点,：接触器、继电器、按钮、开关等电器元件的结构、原理、符号和选择方法。,难点,：各种器件的认识和正确的选择、使用方法。,低压电器定义,定义：交流1200V以下、直流1500V以下为低压，在此电压范围内使用的电器元件，统称低压电器,发展方向：小体积、高可靠性、使用方便、功能可组合性方向发展。,5,第二节 常用控制类电器,电磁式低压电器,一、,低压开关电器,二、,接触器（交流、直流）,三、,控制,继电器,四、,主令电器,6,电磁式低压电器,定义,：利电磁式机构原理工作的低压电器。,构成,：电磁式电器：电磁机构+执行机构+灭弧装置,7,电磁式低压电器,1 电磁机构,结构,：固定铁心，衔铁，电磁线圈。（吸引线圈）,分类：直动式，拍合式。,外形,见图,原理,：电磁线圈通电后，电磁吸力大于弹性力，使衔铁闭合。,铁心材料,：,直流电工软铁，剩磁比较小；,交流硅钢片（端面嵌铜短路环克服交流颤抖声）,电磁吸力,：F=4*10,5,B,2,S（S为铁心磁极截面积）,8,电磁式低压电器,2 触头系统,触点的形式、触点的位置，,见图,结构：,见,图,桥式：点接触,面接触,指式：线接触，滚动摩擦，适用于大电流。,材料：黄铜指式；银铜合金桥式,9,电磁式低压电器,3 电弧和电弧的产生,电弧：,电路电压超过1012V，电流超过80100mA时，断开瞬时，在拉开的两个触点之间将出现强烈的电火花，称为电弧。实际上是一种气体放电现象。,10,电磁式低压电器,4 灭弧系统,用途,：用于熄灭触头分断负载电流时产生的电弧。,电弧种类,：交流电弧和直流电弧,交流电弧存在交流过零点，电弧易熄灭,灭弧原理,：,降低电弧温度,降低电场强度,11,电磁式低压电器,灭弧方法：,磁吹式灭弧（加一吹弧线圈，产生反向磁场。适于直流器件）,灭弧栅（等电位金属片吸附带电粒子，分割成短电弧，适于交流接触器）,见图,灭弧罩：（陶土和石棉水泥制作，以降温和隔弧）如：纵缝陶土灭弧罩,多断点灭弧（采用桥式触点等增加串联接点，起分压作用）,12,一、低压开关电器,1 低压隔离器（刀开关）,用途：通、断小负荷电流，电源隔离。,结构：触刀，触头插座。绝缘电板，操纵手柄。（大容量灭弧罩）,主要类型：带熔断器、带灭弧装置、铁壳负荷开关、胶盖开关等。,符号：,见图,13,2 组合开关,结构：带弹簧储能功能，旋转操作，三层结构的刀式开关,见,图,型号举例：HZ10条列，主要参数：I,N,（10A、25A、60A）；极数（1、2、3、4）；U,N,=380V,符号：,见图,组合开关,外形,14,3 低压断路器 又称自动空气开关,功能：不频繁接通、断开负载电路，并具有故障自动跳闸功能。,分类：框架式（万能式）大容量；塑壳式,结构：触头+灭弧装置+脱扣机构+操作结构,脱扣：,电磁脱扣电压（欠压）、电流（过流和短路时）,热脱扣 实验脱扣,见图,特点：脱扣，排除故障后可重合闸（不换部件）。,主要参数：,DW15系列万能式断路器（低压）,DZ20系列,塑壳式断容器,符号：,见,图,常用低压断路器,外形,15,二、接触器（交流、直流）,用途,：自动接通和断开大电流负荷电路,构成,：电磁机构+触头+灭弧罩,见图,选择的主要参数,：,主触点额定电流：根据负载确定,吸引线圈额定电压：=36、220、380,电气符号,：图形及文字,见,图,16,直流电磁机构,吸合过程中电流不变,从1 2，F,吸,F,反,。气隙越小，吸力越大。,保持时，F,吸,-F,反,较大，吸合牢固，但功耗大。,17,交流电磁机构,吸合时，起动电流大，F,吸,大，动作快。,吸合后，保持电流小，功耗小，,但F,吸,-F,反,较小，容易受振动等影响。,18,问题,快速频繁动作的回路中应选用直流电磁机构还是交流电磁机构？,19,三、控制继电器,用途：,根据特定形式的输入信号而动作的控制元件，实现信号的转换、传输、放大等功能。（压力、速度、时间、温度、电流、电压等）,分类：,控制继电器主要起控制、放大作用；,保护继电器主要起保护作用,中间、电流（过、欠）、电压（过、欠）、,时间、热继电器、速度、压力、温度等,1,中间继电器,2,时间继电器,3,速度继电器,20,1 中间继电器,用途（功能）：增加控制点数或信号放大。,分类：交流、直流（电子电路常用）,结构：电磁结构（电压线圈）+触头系统,型号举例：JZ7-44,符号：,见,图,主要参数：,触点形式、个数及电流吸引线圈的电压等级,交流：12.36.127.220.380,直流：5.6.9.12.18.24.36.48.60.110,常用中间继电器和小型继电器,外形,21,2 时间继电器,定义：按时间原则工作的继电器。,用途：用于时间控制，又称定时器。,延时类型：通电延时型、断电延时型、通断电延时。,结构分类：空气式、电子式（数字式）、电动式等。,电气符号：,见,图,空气式时间继电器,电子式时间继电器,电动式时间继电器,22,空气式时间继电器,构成：电磁机构+触头+汽缸（活塞）,原理：利用空气阻尼的原理工作。,见图,主要参数：,延时类型及触点,吸引线圈电压，,延时范围 0.460S或0.4180S,特点：价低、可靠、定时精度差,23,电动式时间继电器,构成：同步机+减速器+执行结构（触头）,优点：延时时间长、精度高。,缺点：结构复杂、体积大。,型号举例：JS10系列 7PR系列,24,电子式时间继电器,分类：,晶体管式（阻容式）：利用充放电原理延时工作，小型继电器触点输出。,数字式：脉冲+计数+执行机构。,型号：,晶体管式：JS14、ST3P系列,数字式：JSS14系列,常用时间继电器,外形,25,3 速度继电器,用途：检测转速的过零点。多用于反接制动时，切除反相序电源。,结构：转子（磁极）+笼型空心绕组+触头,见图,原理：电磁感应与鼠笼式异步机相似。转动时，笼型绕组感生电势，形成电流后受力而摆动，摆锤拨动触头系统工作。,停转时（N=0），摆锤垂立，触头复位。,型号：JY1（复位转速100r/min）、JFZ0,符号：,见,图,26,四、主令电器,主令电器的用途：发布控制信号或指令,类别：按钮、执行开关、万能转换开关、主令控制器等,1,按钮和指示灯,2,位置开关,3,万能转换开关,4,凸轮控制器,27,1 按钮和指示灯,1、按钮的构成：静触点、动触点、复位弹簧、按钮帽外壳。,见图,2、分类：结构形式（组合式、指示灯式）、,操作方式（带锁定按动式（无自动复位功能）、不带锁定按动式、旋转式）。,3、工作原理：,按下时，动静桥下移、常闭点（3、4）断开常开点（1、2）闭合,按钮松开时，弹性力使触桥复位，触点状态复原。,28,5、选用考虑：额定电压、电流（）、结构形式、操作方式、触点对数、按钮颜色、有无指示灯及帽形（急停式）。,6、符号：,见,图,7、指示灯：氖泡、灯泡、半导体发光器件等。,主要参数及选择：,额定电压、.,发光器件、颜色。,型号举例：ND16-22,按钮和指示灯外形,29,2 位置开关,用途：用于运部部件的位置或行程的检测和控制。,主要包括行程开关、微动开关、接近开关、光电开关等。,（1）行程开关,1、行程开关构成：静触头、动静桥、压动杆。,工作原理与按钮相似，但操作形式为挡铁压动式。,见图,2、分类：（操作头型式）,直杆式、单轮式、双轮式等,（按复位方式为自动复位式和非自动复位式）。,3、型号举例：,行程开关外形,30,（2）接近开关,分类：电感式、电容式、霍尔式,用途：非接触式，能检测金属物体的接近状态。,31,（3）光电开关,工作原理：利用红外发射和接收的原理检测物体的到来。,主要类型：,对射式发射和接收分开设置，物体经过时，阻断光源。,反射式发射和接收装在一起，利用被捡物体的反射工作。,符号：,见图,32,3 万能转换开关,结构特点：多挡住、多段式。可同时控制多回路，故称万能转换开关。（园盘操作）,W型的一层结构原理,见图,。,触头座，凸轮、手柄、定位机构等组成用途：多用于仪表切换。,常用型号：、系列,万能转换开关外形,33,4 凸轮控制器,结构特征：大电流的多挡住、多触头手动操作的开关电器。触头的结构示意,见图,，由插式触头、手柄、转轴、凸轮、灭弧罩、定位机构的组成。,用途：用于起重机绕线式异步电动机的起动、调速、制动控制。,型号：、系列,主要参数：触点的额定电流（、或、）,符号：（万能、主令，凸轮）,见,图,34,第三节 常用保护类继电器,用途：,要起保护作用,分类：,熔断器、热继电器、电流（过、欠）、电压（过、欠）、压力、温度等,一、,熔断器,二、,保护继电器,35,一、熔断器,熔断器利用金属的熔化作用，切断电路的保护电器。,用途：用于低压电路的短路保护。,1.5.1 保护持性及参数,1、构成：外壳+熔体（芯）。,材料：低熔点、铝锡合金、铜等金属,2、保护（熔断）特性：,见,图,熔体电流超过I,fN,熔断。,熔断时间与熔体电流成反比。,熔体电流小于等于I,fN,时，不会熔断、可以长期工作。,3、分类：插入式、螺旋式、管式（无填料封闭管式、,填料封闭管式）、导轨式、速熔式。,36,4、主要参数：,熔断器额定电流（外壳）,熔体额定电流（熔体）,5、符号：,见,图,熔断器外形,37,二、保护继电器,1 热继电器,用途：用于三相交流异步电动机（笼型）的过载保护和缺相保护。,分类：双金属片式常用 电子式,结构：热元件+触头+动作机构+整定装置+复位装置,见图,原理：由双金属片的变形，通过导板，分断触点。,复位：故障排除后，手动复位,整定：通常整定在电动机的额定电流上。,型号：JR1620，,JR36,参数：,额定电流,热元件额定电流及整定范围。,符号：,见,图,常用的热继电器,及其他控制器,38,过载保护,过载保护：,当电动机长时间过载时，切断电源以保护电动机不被烧坏的措施。,热元件串接在电机定子绕组中。当电机正常工作时，产生的热量使双金属片弯曲，但不足以使触点动作，当电机过载时，热元件产生的热量增加，使双金属片弯曲位移增大，经过一定时间，引发触点动作，切断电动机电源，达到保护目的。,*热继电器能够实现电动机的过载保护，由于热惯性，在电机起动或短时过载时不动作。,39,缺相保护,缺相保护：（带缺相保护功能）,三角形接法：,假定C缺相时：,电机继续拖动负载，则,而热继电器是按Il整定的，需增加到,热继电器才能动作，容易烧坏电机。,所以三角形接法的三相交流异步机必须施加缺相保护。,带缺相保护功能的热继电器，三相上都有热元件检测，一旦某相缺相，相应两相线电流突然变小，其双金属片弯曲位移减小，形成扭矩，推动导板，引发触点动作，达到保护目的。,40,2电流、电压继电器,1)结构：电磁机构+触点,2)定义：依据线圈的电流或电压（输入）大小而输出触点动作的电器。,3)分类：过流（压）：过流（压）后时触点动作。,欠流（压）：欠流（压）后时触点动作。,4)常用型号：电流JL14、JT3等例,电压DJ100,5)符号：,见,图,常用电压、电流继电器,及,互感器,41,其它电器,42,接线端子,接线端子型号和外形,43,第一章,小结,本章主要介绍了接触器、继电器、低压断路器、刀开关、保护及主令电器等常用低压电器。重点介绍了电气元件的基本结构、工作原理及其主要参数、型号与图形符号。,电气元件的技术参数是选用的主要依据，需要时可查阅产品样本和电工手册。,44,图1.1.1,磁路结构,45,图1.1.2,触头结构示意图,46,图1.2.2,接触器电气图形符号及文字符号,47,图1.1.3,栅片灭弧,48,图1.2.1,CJ20交流接触器,49,图1.3.1,组合开关结构示意图,50,图 1.3.2,刀开关和组合开关电气图形符号及文字符号,51,图1.3.3,低压断路器工作原理图,52,图1.3.4,低压断路器符号,53,图1.4.1,中间继电器符号,54,图1.4.2,电流、电压继电器电气图形及文字符号,55,图1.4.3,时间继电器的电气图形及文字符号,56,图1.4.4,空气阻尼式时间继电器,57,图1.4.5,热继电器结构原理,58,图1.4.6,热继电器符号,59,图1.4.7,速度继电器原理,60,图1.4.8,速度继电器的电气符号,61,图1.5.1,熔断器的保护特性,62,图1.5.2,熔断器的电气符号,63,图1.6.1,按钮结构图,64,1.6.2,按钮和指示灯电气符号,65,图1.6.3,行程开关结构示意图,66,图1.6.4,行程开关及接近开关的电气符号,67,图1.6.5,万能转换开关,68,图1.6.6,凸轮控制器结构示意,69,图1.6.7,凸轮控制器图形文字符号,70,触点的形式和位置,71,CJ20 技术规格与型号表示法,72,DZ20系列低压断路器型号意义,73,LX19行程开关型号,74,DW16,系列万能式断路器,75,NCF8辅助触头组（接触器）,76,CJTI,系列交流接触器,77,JR20,系列热继电器,78,JZ7,系列中间继电器,79,JZC-32F,超小型中功率电磁继电器,80,JQC-3F,超小型中功率电磁继电器,81,JQX-14FC,小型大功率电磁继电器,82,JQX-13F,小型大功率电磁继电器,83,JSZ3（ST3P）,系列电子式时间继电器,84,JS14B,数字式时间继电器,85,JS14,晶体管时间继电器,86,RL1,螺旋式熔断器,87,HD、HS,系列开启式刀开关,88,HZ10,系列组合开关,89,LW5D-16,万能转换开关,90,LW6,万能转换开关,91,YBLX-K2,系列行程开关,92,YBLXW-N/E,小型微动开关,93,TD、,JH9系列,94,LA2、,LA4系列按钮开关,95,ND16,系列信号灯,96,