电气控制与可编程序控制器 黄净 主编 1_第一章 常用低压电器新

电气控制与可编程序控制器主编黄净2018/2/11第一章常用低压电器第二章电气控制系统的基本环节第三章继电器控制系统应用实例2018/2/12第一章常用低压电器第一节概述第二节手控电器第三节接触器第四节继电器第五节主令电器第六节熔断器第七节断路器第八节低压电器的产品型号2018/2/13第一节概述一、低压电器的分类1按用途分类1控制电器用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、各种控制继电器、控制器、起动器等。2主令电器用于自动控制系统中发送控制指令的电器，例如按钮、主令开关、行程开关、万能转换开关等。3保护电器用于保护电路及用电设备的电器，例如熔断器、热继电器、各种保护继电器、避雷器等。4配电电器5执行电器2按工作原理分类2018/2/14第一节概述1电磁式电器依据电磁感应原理来工作的电器，例如交直流接触器、各种电磁式继电器等。2非电量控制电器电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，例如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。3按执行机能分类1有触点电器利用触点的接触和分离来通断电路的电器，例如刀开关、接触器、继电器等。2无触点电器利用电子电路发出检测信号，达到执行指令并控制电路目的的电器，例如电感式开关、电子接近开关、电子式时间继电器等。二、电磁机构2018/2/15第一节概述1常用的磁路结构图11常用的磁路结构1衔铁2铁心3吸引线圈1衔铁沿棱角转动的拍合式铁心，如图11A所示。2衔铁沿轴转动的拍合式铁心，如图11B所示。3衔铁直线运动的双形直动式铁心，如图11C所示。2吸引线圈23交流电磁铁的短路环2018/2/16第一节概述图12交流电磁铁的短路环1衔铁2铁心3线圈4短路环2018/2/17第一节概述三、触点系统和灭弧装置1触点系统图13触点的结构形式A点接触触点B面接触触点C指形触点2018/2/18第一节概述1桥式触点图13A是两个点接触的桥式触点，图13B是两个面接触的触点，均为两个触点串于同一条电路中，电路的接通与断开由两个触点共同完成。指形触点图13C所示为指形触点，其接触区为一直线，触点接通或分断时产生滚动摩擦，利于去掉氧化膜。2灭弧方法1机械力灭弧依靠触点的分开，机械地拉长电弧，使之冷却并熄灭，如图14所示。2电动力灭弧利用流过导电回路或特制线圈的电流在弧区产生磁场，使电弧受力而迅速移动和拉长，如图15所示。2018/2/19第一节概述图142018/2/110第一节概述15TIF3磁吹灭弧在触点电路中串入一个磁吹线圈，负载电流产生的磁场方向如图16所示。4窄缝灭弧依靠磁场的作用，将电弧驱入用耐弧材料制成的窄缝中，以加快电弧的冷却,如图17所示。2018/2/111第一节概述图162018/2/112第一节概述图175栅片灭弧将电弧分隔成许多串联的短弧,使电弧迅速冷却而很快灭弧，如图18所示。6气吹灭弧在封闭的灭弧室中，利用电弧自身能量分解固体材料产生气体来提高灭弧室中的压力，或者利用产生的气流使电弧拉长和冷却进行灭弧，如图19所示。2018/2/113第一节概述1Z8TIF2018/2/114第一节概述1Z9TIF1交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么现象2018/2/115第一节概述为什么2电弧是如何产生的对电路有何影响常用的灭弧方法有哪些2018/2/116第二节手控电器一、刀开关图110刀开关的图形符号和文字符号A单极B双极C三极2018/2/117第二节手控电器图111HK系列瓷底胶盖闸刀开关A结构图B带熔断器刀开关符号1胶盖2胶盖固定螺钉3进线座4静插座5熔丝6瓷底板7出线座8动触刀9瓷柄1胶盖闸刀开关2018/2/118第二节手控电器图112HH系列铁壳开关1熔断器2夹座3闸刀4手柄5转轴6速动弹簧2铁壳开关2018/2/119第二节手控电器图113HZ1010/3型转换开关A外形B结构C图形符号和文字符号1手柄2转轴3扭簧4凸轮5绝缘垫板6动触片7静触片8绝缘杆9接线柱二、转换开关2018/2/120第二节手控电器1Z14TIF2018/2/121第二节手控电器115TIF1为什么刀开关在安装时手柄方向必须向上2刀开关使用时如何接线2018/2/122第三节接触器一、交流接触器1交流接触器电磁系统2触点系统3灭弧装置图116CJ2063型交流接触器示意图1动触点2静触点3动铁心衔铁4反作用力弹簧5电磁线圈6静铁心铁心7垫毡8接触弹簧9灭弧罩10触点压力簧片4其他部件2018/2/123第三节接触器5工作原理二、直流接触器三、使用接触器时的注意事项1定期检查接触器的零件，要求可动部分灵活，紧固件无松动。图117接触器的文字符号与图形符号A辅助动断触点B辅助动合触点C主触点D线圈2018/2/124第三节接触器2保持触点表面的清洁，不允许粘有油污。3接触器不允许在去掉灭弧罩的情况下使用，因为这样很可能因触点分断时电弧互相连接而造成相间短路事故。2018/2/125第三节接触器4若接触器已不能修复，应予更换。5接触器工作条件恶劣时如电动机频繁正、反转，接触器额定电流应选大一个等级。6避免异物如螺钉等落入接触器内，因为异物可能使动铁心卡住而不能闭合，磁路留有气隙时，线圈电流很大，时间长了会因电流过大而烧毁。四、接触器的选用1根据使用类别选用相应产品系列1AC1应用于无感或微感负载、电阻炉。2AC2应用于绕线式感应电动机的起动、分断。3AC3应用于笼型感应电动机的起动、运转中分断。2018/2/126第三节接触器4AC4应用于笼型感应电动机的起动、反接制动或反向运转、点动。5AC5A应用于放电灯的通断。6AC5B应用于白炽灯的通断。7AC6A应用于变压器的通断。8AC6B应用于电容器组的通断。9AC7A应用于家用电器和类似用途的低感负载。10AC7B应用于家用的电动机负载。11AC8A应用于具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机中的电动机控制。12AC8B应用于具有自动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机中的电动机控制。2018/2/127第三节接触器2根据电动机或其他负载的功率和操作情况确定接触器的容量等级3根据控制电路电压决定接触器线圈电压4根据使用地点的周围环境选择有关系列或特殊规格的接触器1从结构特征上如何区分直流接触器与交流接触器2线圈电压为220V的交流接触器，误接入380V交流电源上会发生什么问题为什么3两只线圈电压为220V的交流接触器能否串联后接入440V交流电源上为什么若将损坏的接触器灭弧罩取下，接触器是否还可继续使用，为什么4交流接触器线圈断电后，衔铁不能立即释放，从而使电动机不能及时停止。5用来控制某一电动机的接触器经常因触点烧蚀而更换，其寿命特短。2018/2/128第四节继电器一、电磁式继电器1电流继电器2电压继电器3中间继电器图118电磁式继电器的图形符号和文字符号A线圈一般符号B过电流、欠电流继电器线圈C过电压、欠电压继电器线圈D动合、动断触点2018/2/129第四节继电器图119带有阻尼铜套的铁心结构1铁心2阻尼铜套3线圈4绝缘层二、时间继电器1直流电磁式时间继电器2018/2/130第四节继电器图120JS7A系列时间继电器A通电延时型B断电延时型1线圈2铁心3衔铁4反作用力弹簧5推板6活塞杆7杠杆8塔形弹簧9弱弹簧10橡皮膜11空气室壁12活塞13调节螺钉14进气孔15、16微动开关2空气阻尼式时间继电器2018/2/131第四节继电器3电子式时间继电器图121JSJ型晶体管时间继电器电气原理图2018/2/132第四节继电器图122时间继电器图形符号及文字符号A线圈一般符号B通电延时线圈C断电延时线圈D延时闭合的动合触点E延时断开的动断触点F延时断开的动合触点G延时闭合的动断触点H瞬时动合触点I瞬时动断触点2018/2/133第四节继电器4时间继电器的选用1根据控制电路中对延时触点的要求来选择延时方式，即通电延时型或断电延时型。2根据延时准确度要求和延时时间长短要求来选择。3根据使用场合、工作环境选择。三、热继电器图123热继电器的结构示意图1推杆2主双金属片3加热元件4导板5补偿双金属片6静触点7动合静触点8复位螺钉9动触点10按钮11调节旋钮12支撑件13压簧2018/2/134第四节继电器1热继电器结构形式的选择星形联结的电动机可选用两相或三相结构热继电器；三角形联结的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器。2根据被保护电动机的实际起动时间选取6倍额定电流下具有相应可返回时间的热继电器。3热元件额定电流的选取，一般可按下式来选取四、速度继电器124TIF2018/2/135第四节继电器1Z25TIF2018/2/136第四节继电器图126速度继电器的图形符号、文字符号A转子B动合触点C动断触点2018/2/137第四节继电器1电磁式继电器与电磁式接触器同是用来通断电路的，它们有何不同2电动机起动电流很大，起动时热继电器会不会动作为什么3能否用过电流继电器作为电动机的过载保护4交流过电流继电器的电磁机构铁心有没有必要装短路环，为什么2018/2/138第五节主令电器一、按钮1Z27TIF2018/2/139第五节主令电器1Z28TIF2018/2/140第五节主令电器二、行程开关1直动式行程开关图129直动式行程开关A外形图B结构图1动触点2静触点3推杆2微动开关2018/2/141第五节主令电器3转动式行程开关130TIF2018/2/142第五节主令电器1Z31TIF2018/2/143第五节主令电器图132行程开关的图形符号和文字符号A动合触点B动断触点C复式触点2018/2/144第五节主令电器图133LJ2型接近开关电路原理图三、万能转换开关2018/2/145第五节主令电器图134接近开关的图形符号及文字符号A动合触点B动断触点4接近开关2018/2/146第五节主令电器1Z35TIF2018/2/147第五节主令电器136TIF2018/2/148第六节熔断器一、熔断器的结构和保护特性图137熔断器的保护特性曲线2018/2/149第六节熔断器1插入式熔断器如图138所示，是一种最常用、结构最简单的熔断器，常用于低压分支电路的短路保护。2螺旋式熔断器如图139所示，熔体上的上端盖有一熔断指示器，一旦熔体熔断，指示器马上弹出，可透过瓷帽上的玻璃孔观察到，它常用于机床电器控制设备中。1Z38TIF二、常用熔断器2018/2/150第六节熔断器1Z39TIF2018/2/151第六节熔断器3无填料密闭管式熔断器如图140所示，常用于低压电力网或成套配电设备中。140TIF2018/2/152第六节熔断器1Z41TIF4有填料封闭管式熔断器如图141所示，2018/2/153第六节熔断器绝缘管内装有石英砂作填料，用来冷却和熄灭电弧，常用于大容量的电力网或配电设备中。5快速熔断器主要用于半导体器件或整流装置的短路保护。6自复熔断器是一种新型熔断器，以金属钠作熔体，其熔点低、易汽化。三、熔断器的选择1熔断器类型选择2熔断器额定电压的选择3熔断器额定电流的选择4熔体额定电流的选择1用于电炉、照明等电阻性负载的短路保护，熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流。2018/2/154第六节熔断器2保护单台电动机时，考虑到电动机受起动电流的冲击，熔断器的额定电流应按下式计算，即图142熔断器的图形符号和文字符号2018/2/155第六节熔断器3保护多台电动机，熔断器的额定电流可按下式计算，即4熔体极限分断能力的选择必须大于电路中可能出现的最大故障电流。1熔断器的额定电流、熔体的额定电流和熔体的极限分断电流三者有何区别2瓷插式熔断器有何特点常用于哪些场合3某台笼型异步电动机的额定电流为148A，其主电路应选用熔断器三种型号RL115、RL160、RL1100中的哪一种为什么4既然在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器装有热继电器是否就可以不装熔断器为什么2018/2/156第七节断路器一、断路器1结构和工作原理图143断路器工作原理1、9弹簧2触点3锁键4搭钩5轴6过电流脱扣器7杠杆8、10衔铁11欠电压脱扣器12双金属片13电阻丝2018/2/157第七节断路器2类型、主要技术参数和选用1断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流。2断路器的极限通断能力大于或等于电路最大短路电流。3欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。4过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。图144断路器的图形符号和文字符号2018/2/158第七节断路器图145电磁式电流动作型漏电保护断路器1试验按钮2零序电流互感器3漏电脱扣器二、漏电保护断路器2018/2/159第七节断路器1断路器的作用是什么它可在线路发生什么故障时快速自动切断电源2说明断路器的工作原理、使用场合。3与采用刀开关和熔断器的控制、保护方式相比，断路器有何优点2018/2/160第八节低压电器的产品型号一、全型号组成二、全型号各组成部分的确定1类组代号第一级和第二级代表电器的类别和特征，并以汉语拼音字母表示。表11低压电器产品的类别及组别代号2018/2/161第八节低压电器的产品型号表11低压电器产品的类别及组别代号2018/2/162第八节低压电器的产品型号2设计代号第三级