电气控制技术常用低压电器.pptx

《电气控制技术常用低压电器.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气控制技术常用低压电器.pptx（60页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、第一章、常用低压电器电气控制基础第1页/共60页 概念:电器 电器电器是一种能够根据外界信号要求，手动或自动地接通或断开电路，断续或连续改变是一种能够根据外界信号要求，手动或自动地接通或断开电路，断续或连续改变电路参数，以实现电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节作用的电气设电路参数，以实现电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节作用的电气设备。备。 简言之，简言之，电器就是一种能控制电的设备。电器就是一种能控制电的设备。1、常用低压电器第2页/共60页交流额定电压1200V及以下、直流额定电压1500V及以下电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。高压电器低压电器

2、电器按其工作电压等级：电器的分类按动作原理:手动电器：人手操作发出动作指令的电器。自动电器：产生电磁吸力自动完成动作指令的 电器。 电器低压电器的分类第3页/共60页按用途或所控制对象分类1)控制电器 主要功能：用于各种控制电路和控制系统。主要技术要求：有一定的通断能力、操作频率要高、 电器和机械寿命要长。 eg:接触器、继电器等。2)配电电器主要功能：用于供、配电系统中，进行电能输送和分配。主要技术要求：分断能力强、限流效果好 动稳定及热稳定性能好。 eg:刀开关、自动开关、隔离开关、转换开关以及熔断器等。按用途分类：第4页/共60页3) 主令电器 主要功能：用于发送控制指令。主要技术要求：

3、 操作频率要高、抗冲击、电器和机械寿命要长。 Eg:按钮、主令开关、行程开关和万能转换开关等。4) 保护电器主要功能：用于对电路和电气设备进行安全保护。主要技术要求： 有一定的通断能力、反应要灵敏、可靠性要高。Eg:熔断器、热继电器、安全继电器、电压继电器、电流继电器和避雷器等。5) 执行电器 主要功能：用于执行某种动作和传动功能。 Eg:低压电器有电磁铁、电磁离合器等。 第5页/共60页接触器 接触器是电力拖动和自动控制系统中使用量大、涉及面广的一种低压控制电器，用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠(零)电压保护。第6页/共60页

4、结构和工作原理 (1)结构 接触器主要由电磁系统、触点系统和灭弧装置组成。 电磁系统 电磁系统包括衔铁(动铁芯)、静铁芯和电磁线圈三部分，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作。 触点系统 触点又称为触头，是接触器的执行元件，用来接通或断开控制电路。触点的结构形式很多，按其所控制的电路可分为主触点和辅助触点。主触点用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流；辅助触点用于接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。 触点按其原始状态可分为常开触点(动合触点)和常闭触点(动断触点)。原始状态时(即线圈未通电)断开，线圈通电后闭合的触点叫常开触点；原始状态时闭合，线圈通电后断开的触点叫常闭

5、触点。线圈断电后所有触点复位，即回复到原始状态。 灭弧装置 触点在分断电流瞬间，在触点问的气隙中会产生电弧，电弧的高温会烧损触点，并可能造成其他事故。因此，应采用适当措施快速熄灭电弧。常采用灭弧罩、灭弧栅和磁吹灭弧装置。第7页/共60页 (2)工作原理 接触器根据电磁原理工作：当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁芯产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。 第8页/共60页交直流接触器的特点 接触器按其主触点所控制主电路电流的种类可分为交流接触器和直流接

6、触器。 (1)交流接触器 交流接触器线圈通以交流电，主触点接通、切断交流主电路。 当交变磁通穿过铁芯时，将产生涡流和磁滞损耗，使铁芯发热。为减少铁损，铁芯用硅钢片冲压制成。为便于散热，线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上。为防止交变磁通使衔铁产生强烈振动和噪声，交流接触器铁芯端面上都安装一个铜制的短路环。 交流接触器的灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。 (2)直流接触器 直流接触器线圈通以直流电流，主触点接通、切断直流主电路。直流接触器铁芯中不产生涡流和磁滞损耗，所以不发热。铁芯可用整块钢制成。为散热良好，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒状。 250A以上的直流接触器采用串联双绕组线圈。 直流接触器灭弧

7、较难，一般采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置 第9页/共60页 (3)技术参数 部分交流接触器的主要技术参数见表教材ll和表12。 选择接触器时应从其工作条件出发，主要考虑下列因素。 控制。交流负载应选用交流接触器，控制直流负载则选用直流接触器。 接触器的使用类别应与负载性质相一致。 主触点的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压。 主触点的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流。还要注意的是接触器主触点的额定工作电流是在规定条件下(额定工作电压、使用类别、操作频率等)能够正常工作的电流值，当实际使用条件不同时，这个电流值也将随之改变。 吸引线圈的额定电压应与控制回路电压相一致，接触器在线圈额定电

8、压85及以上时应能可靠地吸合。 主触点和辅助触点的数量应能满足控制系统的需要。第10页/共60页继电器 继电器是一种根据外界输入信号(电的或非电的)来控制电路中电流“通”与“断”的自动切换电器。它主要用来反应各种控制信号，其触点通常接在控制电路中。由输入电路(又称感应元件)和输出电路(又称执行元件)组成，当感应元件中的输入量(如电流、电压、温度、压力等)变化到一定值时继电器动作，执行元件便接通或断开控制回路。控制继电器种类繁多，常用的有电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器以及温度、压力、计数、频率继电器等。 电压、电流继电器和中间继电器属于电磁式继电器。其结构、工作原理与接

9、触器相似，由电磁系统、触点系统和释放弹簧等组成。由于继电器用于控制电路，流过触点的电流小，故不需要灭弧装置。第11页/共60页 电磁式继电器的主要特性是输入输出特性，又称继电特性，继电特性曲线如图13所示。 继电器输入量x由零增至x2以前，输出量y为零。当输入量增加到工x2时，继电器吸合，输出量为y1，若x再增大，yl值保持不变。当x减小到xl时，继电器释放。输出量由yl降到零。x再减小，y值均为零。 图13中，x2称为继电器吸合值，欲使继电器吸合，输入量必须等于或大于x2；xl称为继电器释放值，欲使继电器释放，输入量必须等于或小于xl。第12页/共60页 kxl/x2称为继电器的返回系数。它

10、是继电器重要参数之一。k值是可以调节的，可通过调节释放弹簧的松紧程度(拧紧时，k增大；放松时，k减小)或调整铁芯与衔铁间非磁性垫片的厚薄(增厚时x1增大，k增大)来达到。在不同场合要求不同的k值。例如，一般继电器要求低的返回系数，k值应在0.10.4之间，这样当继电器吸合后，输入量波动较大时不致引起误动作；欠电压继电器则要求高的返回系数，k值应在0.6以上。如某继电器k0.66，吸合电压为额定电压的90，当电压低于额定电压的60时，继电器释放，起到欠电压保护作用。 另一个重要参数是吸合时间和释放时间。吸合时间是指从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间；释放时间是指从线圈失电到衔铁完全释放所需

11、的时间。一般继电器的吸合时间与释放时间为0.05 0.15s，快速继电器为0.0050.05s。第13页/共60页 电压、电流继电器 根据输入(线圈)电流大小而动作的继电器称为电流继电器。按用途还可分为过电流继电器和欠电流继电器。过电流继电器的任务是当电路发生短路及过流时立即将电路切断，因此当过电流继电器线圈通过小于整定电流时继电器不动作，只有超过整定电流时，继电器才动作。过电流继电器的动作电流整定范围，交流为(110350)IN，直流为(70300)IN。欠电流继电器的任务是当电路电流过低时立即将电路切断，因此欠电流继电器线圈通过的电流大于或等于整定电流时，继电器吸合，只有电流低于整定电流时

12、，继电器才释放。欠电流继电器动作电流整定范围，吸合电流为(3050)IN，释放电流为(1020)IN，欠电流继电器一般是自动复位的。 电压继电器是根据输入电压大小而动作的继电器，过电压继电器动作电压整定范围为(105120)UN，欠电压继电器吸合电压调整范围为(3050)UN，释放电压调整范围为(7一20)UN。 电流继电器、电压继电器的文字符号分别为KI和KV。第14页/共60页 中间继电器 中间继电器是用来将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大(即增大触点容量)的继电器。 常用的中间继电器有JZ7系列。以JZ762为例，JZ为中间继电器的代号，7为设计序号，有6对常开触点，2对常闭触点

13、。教材表l4所示为JZ7系列中间继电器技术数据。 新型中间继电器触点闭合过程中动、静触点间有一段滑擦、滚压过程，可以有效地清除触点表面的各种生成膜及尘埃，使接触电阻减小，提高了接触可靠性。有些继电器安装防尘罩或采用密封结构，也是提高可靠性的措施。有些中间继电器还可安装在形式多样的插座上或直接安装在导轨上，给安装和拆卸带来很大方便。常用的中间继电器有JZl8、MA、K、HH5、RTll等系列。第15页/共60页时间继电器 时间继电器有空气式、电动式、电子式等，是一种按照时间原则进行控制的继电器。第16页/共60页1 1）电磁式电器：）电磁式电器：电磁机构控制电器动作。电磁机构控制电器动作。 组成

14、：组成：由感测和执行两部分组成。由感测和执行两部分组成。 感测部分（电磁机构）：感测部分（电磁机构）： 接受外界输入的信号（接受外界输入的信号（V/IV/I），），通过电磁感应通过电磁感应 原理，原理，将电能转换成机械能，产生电磁吸力，将电能转换成机械能，产生电磁吸力， 使执行部分动作，实现控制的目的。使执行部分动作，实现控制的目的。 执行部分：执行部分：触点系统。触点系统。2 2）非电量控制电器）非电量控制电器：非电磁式控制电器动作。非电磁式控制电器动作。按工作原理分类：第17页/共60页电器的作用 电器是构成控制系统的最基本元件，它的性能将直接影响控制系统能否正常工作。它的工作过程是将一些

15、电量信号或非电信号转变为非通即断的开关信号或随信号变化的模拟量信号，实现对被控对象的控制。电器的主要作用如下: (1) 控制作用。如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。 (2) 保护作用。能根据设备的特点，对设备、环境以及人身安全实行自动保护，如电动机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。 (3) 测量作用。利用仪表及与之相适应的电器，对设备、电网或其他非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温度、压力等。第18页/共60页 (4) 调节作用。低压电器可对一些电量和非电量进行调整，以满足用户的要求，如电动机速度的调节、柴油机油门的调整、房间温度和湿度的调节、光照度的自动调节等。

16、(5) 指示作用。利用电器的控制、保护等功能，显示检测出的设备运行状况与电气电路工作情况。 (6) 转换作用。在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行。以实现功能切换，如被控装置操作的手动与自动的转换、供电系统的市电与自备电源的切换等。第19页/共60页低压隔离器（刀闸开关、刀开关）控制对象：1、不频繁地手动接通和分断交直流电路或作隔离开关用。2、不频繁地接通与分断额定电流以下的负载。 如小型电动机：380V， 5.5kW 以下小电机静插座手柄触刀铰链支座绝缘底板第20页/共60页结构： 静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸出盒外，与电源或负载相连。 动触片套在绝缘方杆上，绝缘方轴每

17、次作90正或反方向的转动，带动静触头通。特点： 结构紧凑，安装面积小， 操作方便。 用途： 电源的引入开关； 通断小电流电路； 控制以下电动机。组合开关（万能转换开关）第21页/共60页组合开关的图形符号 组合开关在电路中的不同作用，组合开关图形与文字符号有两种。当在电路中用作隔离开关时： 其图形符号见下图，其文字标注符为QS，有单极、双极和三极之分，机床电气控制线路中一般采用三极组合开关。组合开关作隔离开关时的图形文字符号 a) 单极 b) 双极 c) 三极 隔离开关主要用来将高压配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠地隔离，以保证检修工作的安全。 第22页/共60页 图示是一个三极组合开关

18、，图中 I I与IIII分别表示组合开关手柄转动的两个操作位置： I I位置线上的三个空点右方画了三个黑点，表示当手柄转动到I I位置时，L1L1、L2L2与L3L3支路线分别与U U、V V、W W支路线接通； IIII位置线上三个空点右方没有相应黑点，表示当手柄转动到IIII位置时，L1L1、L2L2与L3L3支路线与U U、V V、W W支路线处于断开状态。 文字标注符为SASA。 组合开关作转换开关使用时的图形符号： 用于双电源供电系统，自动或手动操作来完成常用电源与备用电源之间的切换，以保证重要负荷供电的可靠性、安全性和连续性。自动转换开关的执行断路器具有过载、短路保护功能，可作为保

19、护主线路之用。第23页/共60页第24页/共60页熔断器作用：用于短路保护。电路符号FU熔体额定电流的选择：FIstFII216.113.频繁起动的电机stFII315.21异步电机的起动电流Ist=(57)额定电流2.一般电机LFII（稍大）1.无冲击电流的场合（如电灯、电炉）第25页/共60页瓷插式熔断器第26页/共60页螺旋式熔断器第27页/共60页有填料式熔断器第28页/共60页无填料密封式熔断器第29页/共60页快速熔断器第30页/共60页自恢复熔断器第31页/共60页作用：可实现短路、过载、失压保护。低压断路器（自动空气断路器、自动空气开关、自动开关）工作原理：过流时，过流脱扣器将

20、锁钩顶开，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将锁钩顶开，断开电源。过流脱扣器欠压脱扣器结构：锁钩第32页/共60页第33页/共60页控制按钮常开(动合)按钮电路符号SB复合按钮复合按钮：常开按钮（动合按钮）和常闭按钮（动断按钮）做在一起。电路符号SB常闭(动断)按钮电路符号SB常闭触点常开触点第34页/共60页控制按钮第35页/共60页触头系统：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 一般，连接在主电路中的主触点通过的电流较大， 需装设灭弧装置； 连接在控制电路中的的辅助触点通过的电流 较小，故不需装设灭

21、弧装置 接触器1结构 一、交流接触器 第36页/共60页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第37页/共60页线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3电机2、交流接触器工作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第38页/共60页用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机频繁起停。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。二、直流接触器 第39页/共60页三、接触器有关符号：接触器线圈接触器主触头用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）常开常闭接触器辅助触头用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）KMKMKMKM第40页/共

22、60页额定电压 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、440V 四、接触器的主要技术指标 ：接触器铭牌额定电压是指主触点上的额定电压。 ：接触器铭牌额定电流指主触点的额定电流。 ：接触器线圈正常工作的电压第41页/共60页根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；主触点的额定电压应大于或等

23、于负载回路额定电压；主触点的额定电流应大于或等于负载回路额定电流。吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压一致；五、接触器的使用选择原则 第42页/共60页简单接触器控制：ABCM3刀闸起隔离作用自保持停止按钮起动按钮特点：小电流控制大电流。QSFUSB1SB2KMKMKM自锁 依靠接触器自身的辅助触点来使其线圈保持通电,维持当前输出的现象，称为自锁/自保，对应的电路电路，称为自锁或自保电路，起自锁作用的常开辅助触点称自锁触点。 第43页/共60页行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。常开（动合）触头电路符号ST常闭（动断）触头电路符号ST

24、第44页/共60页行程开关第45页/共60页接近开关(无触点电子开关) 开关的通断状态无需靠机械接触来实行。 只要被检测体（如金属等）靠近接近开关的感应范围，即可触发开关状态翻转，由“开”转为“闭”，或由“闭”转为“开”。 接近开关既具有行程开关的特性，同时也具有传感性能，且动作可靠、性能稳定、频率响应快、寿命长、抗干扰能力强等，并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。 第46页/共60页继电器定义： 根据信号（如电流、电压、时间和速度等物理量）的变化来接通或分断小电流电路和电器的自动控制电器。 电磁式继电器的结构 l低压控制系统中的控制继电器大部分为电磁式结构。l电磁式继电器由电磁机构和触头系统两个

25、主要部分组成。l 电磁机构 由线圈 、铁心 、衔铁 组成。 l 触头系统 触点都接在控制电路中，且电流小，故不装设 灭弧装置。有动合和动断两种形式。 第47页/共60页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）速度继电器继电器类型：继电器的分类第48页/共60页电流继电器 电流继电器 主要用于过载及短路保护。 电流继电器的线圈串联接入主电路， 其线圈匝数少、导线粗、阻抗小， 用来感测主电路的电流，触点接于控制电路，为执行元件。 电流继电器反映的是电流信号，常用的电流继电器有欠电流继电器和过电流继电器两种。 欠电流继电器用于欠电流保护，在电路正常工作时，欠电流

26、继电器的衔铁是吸合的， 其常开触点闭合，常闭触点断开。 只有当电流降低到某一整定值时，衔铁释放，控制电路失电，从而控制接触器及时分断电路。 过电流继电器在电路正常工作时不动作，整定范围通常为额定电流的 1.1 3.5 倍。当被保护线路的电流高于额定值，并达到过电流继电器的整定值时，衔铁吸合，触点机构动作，控制电路失电，从而控制接触器及时分断电路，对电路起过流保护作用。第49页/共60页欠流继电器外形图过流继电器外形图第50页/共60页电压继电器 电压继电器反映的是电压信号。用于电力拖动系统的电压保护和控制。 电压继电器的线圈并联接入主电路，感测主电路的电压；触点接于控制电路，为执行元件。 按吸

27、合电压的大小，电压继电器可分为过电压继电器和欠电压继电器。 过电压继电器用于线路的过电压保护，被保护的电路电压正常时衔铁不动作，当被保护电路的电压高于额定值，达到过电压继电器的整定值时，衔铁吸合，触点机构动作，控制电路失电，控制接触器及时分断被保护电路。 欠电压继电器用于电路的欠电压保护，其释放整定值为电路额定电压的 0.1 0.6 倍。当被保护电路电压正常时衔铁可靠吸合，当被保护电路电压降至欠电压继电器的释放整定值时衔铁释放，触点机构复位，控制接触器及时分断被保护电路。 第51页/共60页 实质上是一种电压继电器。 特点： 触点数目较多，电流容量可增大，起到中间放大 ( 触点数目和电流容量

28、) 的作用。中间继电器第52页/共60页继电器的电气符号第53页/共60页时间继电器 在自动控制系统中，有时需要继电器得到信号后不立即动作，而是要顺延一段时间后再动作并输出控制信号，以达到按时间顺序进行控制的目的。时间继电器就能实现这种功能。 时间继电器按工作原理分可分为：电磁式、空气阻尼式（气囊式）、晶体管式、 单片机控制 式等。其外形如下图所示。 第54页/共60页时间继电器的图形符号及文字符号时间继电器按其工作原理分为通电延时型和断电延时型。第55页/共60页热继电器 热继电器主要用于过载、缺相及三相电流不平衡的保护。 工作原理：l发热元件接入电机主电路；l若长时间过载，双金属片被烤热，双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲l扣板被弹簧拉回；l常闭触头断开。发热元件常闭触头结构：I扣板双金属片第56页/共60页发热元件串联在主电路中串联在控制电路中常闭触头FRFR热继电器的电气和文字符号第57页/共60页速度继电器 速度继电器是利用转子的转速来切换电路的自动电器，它主要用作鼠笼式异步电动机的反接制动控制中，故也称反接制动继电器。 其中：速度继电器转子与电动机同轴连接第58页/共60页第59页/共60页感谢您的观看！第60页/共60页