常用低压电器和控制电路

1电气控制技术张艳机电信息工程学院2教学参考书和要求：教学参考书：(1)常用低压电器原理及其控制技术王仁祥编著，机械工业出版社(2)电气控制基础与可编程控制器应用教程高溥主编，西安电子科技大学出版社要求：掌握常用低压电器的原理、功能。做到能够正确选择使用与控制系统相关的一些常用低压电器。3第0章电器控制技术概述低压电器简介基本控制环节电动机的保护控制电路综合举例40.1低压电器简介低压电器指工作在交流1000V或者直流1200V额定电压以下的电路中的电器。作用：实现对电路或非电对象的通断切换、控制、检测、保护、变换和调节等。50.1低压电器简介常用低压电器的分类：控制电器：用于控制电路，如接触器（交、直流接触器）、继电器（时间继电器、热继电器）等。配电电器：用于分配电能，如开关、熔断器等。执行电器：用于完成所要求的动作，如电磁阀、执行机构等。其它电器：变频器、智能电器等。6作用：短路和严重过载保护应用：串接于被保护电路的首端优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻分类：0.2常用低压电器瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT无填料密封式RM快速熔断器RS自恢复熔断器FU文字符号ＦＵ0.2.1熔断器（保险丝/管）7瓷插式熔断器0.2.1熔断器8螺旋式熔断器0.2.1熔断器9有填料式熔断器0.2.1熔断器10无填料密封式熔断器0.2.1熔断器11快速熔断器0.2.1熔断器12自恢复熔断器0.2.1熔断器130.2.2刀开关俗称“闸刀”，是一种手动电器。安装时，手柄要朝上。用于控制容量小于7.5KW的电机。分类：按刀的级数分:单极、双极和三极按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置按刀的转换方向分为：单掷和双掷按接线方式分为：板前接线和板后接线按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器作用：隔离电源，不频繁通断电路141.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。结构图和符号：刀开关的文字符号为Q或QS。Q或QS0.2.2刀开关150.2.2刀开关2.带熔断器式刀开关——用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。163.负荷开关(1)用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。分类：单相双极和三相三极两种0.2.2刀开关17183.负荷开关(2)作用：手动通断电路及短路保护。0.2.2刀开关190.2.3接触器20触头系统：主触头、辅助触头常开触头（动合触头）常闭触头（动断触头）电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧（1）结构1.交流接触器21交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置22~~~线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机(2)交流接触器原理动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源23用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。工作原理：与交流接触器基本相同。2.直流接触器243.接触器有关符号：接触器线圈接触器主触头——用于主电路（如果流过的电流过大，需加灭弧装置）常开常闭接触器辅助触头——用于控制电路（流过的电流很小）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。25额定电压交流接触器：127、220、380、500V直流接触器：110、220、440V交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A额定电流吸引线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、220、380V直流接触器：24、48、220、440V4.接触器的主要技术指标26根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。5.接触器的使用选择原则270.2.4继电器28作用：控制、放大、联锁、保护和调节分类：按用途分：控制和保护继电器按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力按动作时间分：瞬时、延时继电器特点：额定电流不大于5A0.2.4继电器291.继电器继电器和接触器的工作基本原理一样。主要区别：⑴接触器的主触点可以通过很大电流，而继电器的触点只能通过小电流。所以，继电器只能用于逻辑控制电路。⑵继电器要比接触器动作要快很多，因此继电器常被用来快速动作的回路中，如继电保护等。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）…...继电器类型：过压继电器欠压继电器302.继电器的原理结构动作过程线圈通电衔铁吸合动片触点闭合常开触点线圈衔铁弹簧触点公共端磁轭动片常闭触点313.继电器有关符号：继电器线圈继电器触点常闭继电器应用对象：逻辑控制回路。继电器技术指标：额定工作电压、触点额定电压/额定电流、触点数目等。常开带指示灯的继电器32发热元件0.2.5热继电器1.结构：常闭触头双金属片I2.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33343.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热继电器应用对象：电机过流(过载)保护。热继电器技术指标：额定工作电压、触点额定电压/额定电流等。350.2.6时间继电器时间继电器主要实现延时接通、延时断开等功能。通电延时(接通/断开——缓吸)继电器：断电延时(接通/断开——缓放)继电器：1.图形符号362.空气阻尼式时间继电器的工作原理阻尼腔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瞬动触头动作延时触头延时动作动作过程瞬动触点延时触点373839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时闭合常闭通电后延时断开400.2.7控制按钮常开按钮电路符号SB复合按钮复合按钮把常开按钮和常闭按钮做在一起。电路符号SB常闭按钮电路符号SB41420.2.8行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。原理结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。常开触头ST常闭触头电路符号ST431-推杆2-弹簧3-动断触头4-动合触点直动式行程开关滚轮式行程开关1-滚轮2-上转臂3、5、11-弹簧4-套架6-滑轮7-压板8、9-触点10-横板微动式行程开关1.推杆2.弹簧3.压缩弹簧4.动断触点5.动合触点440.2.9接近开关接近开关可以替代行程开关高频振荡式：金属物质接近时控制高频振荡器起或停霍尔式：磁敏元件与磁铁超声波式：发射超声波和接收超声波差动线圈式：检测金属物质涡流和磁场变化永磁式等：磁铁和干簧继电器常开(动合)触头ST常闭(动断)触头电路符号ST450.2.10转换开关转换开关是选择开关，主要用于电路的切换。例如三相电压表切换、电流表的切换、手－自动切换、远方(集中)－就地－停止切换等电气符号460.2.11低压断路器功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。特点：操作安全，分断能力较高。分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。47常用电气图形、文字符号表SB位置开关一般三极电源开关符号符号名称图形符号名称图形符号低压断路器QSQF常闭常开转换开关SQSA停止起动控制按钮接触器主触点线圈辅助触点KTFR热继电器480.3简单的接触器控制开关自保持停止按钮起动按钮ABCM3~特点：小电流控制大电流49电机起动、停止（点动控制、连续运行、多地点控制、顺序控制等）电机正反转控制行程控制时间控制速度控制……1.基本控制环节0.4电动机控制电路50电气控制系统图将控制电路中的各种电器元件和连接按照一定的图形符号与文字符号表达出来的图形就是电气控制系统图。电气控制系统图包括电器原理图、电器元件布置图和电气接线图等。51电气控制系统图绘制原则：(1)所有元件均按照国标的图形符号和文字符号表示；(2)主电路与辅电路分开画；(3)同一元件的不同部分可绘制在不同位置，但必须使用统一文字符号表示；(4)所有电器的可动部分均按照没有通电或者无外力的状态下画出；(5)尽量减少线条和避免线条交叉；(6)层次分明。电气控制系统图522.异步机的直接起动——点动控制M3~ABCKMFUQSB'C'KMSB动作过程按钮松开线圈（KM）断电触头（KM）打开电机停转。按下按钮（SB）线圈（KM）通电触头（KM）闭合电机转动；控制电路主电路接触器控制系统可分为：主电路和控制电路两部分533.异步机的直接起动——电机连续运行KM自保持自保持的作用按下SB2按钮，线圈(KM)通电，电机起动；同时，辅助触头(KM)闭合，即使按钮松开，线圈仍保持通电状态，电机连续运转。按下SB1按钮，线圈(KM)断电，电机停转KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1起动按钮停车按钮54KMSB1KMSB2KHFRM3~ABCKMFUQS4.异步机的直接起动——有过载保护发热元件热继电器触头当电路电动机过载时，热继电器常闭触点断开，发热元件将接触器线圈断电而使主触点断开，电动机停转。55举例：甲、乙两地同时控制一台电机KMSB1甲SB2甲KMSB1乙方法：采用两个起动、两个停止按钮，两起动按钮并联，两停止按钮串联。5.多地点控制乙地甲地SB1乙56方法一：用复合按钮6.点动/连续运行_1SB3：点动SB2：连续运行控制关系该电路缺点：动作不够可靠。KMSB1KMSB2FRSB3QSFRM3~ABCKMFU主电路控制电路576.点动/连续运行_2方法二：加中间继电器(KA)。控制关系SB：点动SB2：连续运行SBKASB1KA_1SB2FRKMKA_2M3~ABCKMFUFR58以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行KMSB1KMSB2KHSB思考不能点动！597.电机的正反转控制_1KMFKMFSB1SBFKHKMRKMRSBRM3~ABCKMFFUQSKHKMR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，否则会造成相间短路!!!SBR反转停车SB1操作过程：SBF正转反转按钮正转按钮607.电机的正反转控制_2互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两接触器同时工作造成主回路短路。KMRM3~ABCKMFFUQSKH互锁KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRSBRKMFKMR618.电机的复杂控制电路62⑴行程控制_1KMRM3~ABCKMFFUQSFR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BA63⑴行程控制电路_2控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关正程限位开关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）64⑴行程控制_3——自动往复运动电机正程逆程工作要求：1.能正向运行也能反向运行2.到位后能自动返回65电机STaSTbKMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb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53页669.定时控制时间继电器定时类型：钟表式空气式电子式阻容式数字式。。。。。。。。67KMFUQSKHA'xB'yC'zKM-YA'B'C'XYZYZB'YXC'A'KM-定时控制--举例：主电