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1、电气限制与电气限制与PLCPLC应用应用本课程的性质与任务本课程的性质与任务1、性质：实践性、专业技术基础课、性质：实践性、专业技术基础课 应用范围：生产过程、科研及其它领域应用范围：生产过程、科研及其它领域 探讨方法：应用角度，方法论为手段探讨方法：应用角度，方法论为手段(分析电气限制线路化整为零，集零为分析电气限制线路化整为零，集零为整的方法整的方法)限制对象：电动机（主）及其它执行电限制对象：电动机（主）及其它执行电器（辅）器（辅）探讨思路：电气限制基本原理探讨思路：电气限制基本原理 典典型限制线路型限制线路 设计基本原则及方法（包设计基本原则及方法（包括括PLC限制系统）限制系统）2
2、2、基本内容及任务、基本内容及任务、基本内容及任务、基本内容及任务 熟悉常用限制电器的结构、工作原理、用途及熟悉常用限制电器的结构、工作原理、用途及熟悉常用限制电器的结构、工作原理、用途及熟悉常用限制电器的结构、工作原理、用途及型号，型号，型号，型号，能正确选用和运用。能正确选用和运用。能正确选用和运用。能正确选用和运用。驾驭电气限制线路的基本环节，对一般电气驾驭电气限制线路的基本环节，对一般电气驾驭电气限制线路的基本环节，对一般电气驾驭电气限制线路的基本环节，对一般电气限制线路限制线路限制线路限制线路 具有独立分析实力。具有独立分析实力。具有独立分析实力。具有独立分析实力。能从事电气限制设备
3、的安装、调试和维护。能从事电气限制设备的安装、调试和维护。能从事电气限制设备的安装、调试和维护。能从事电气限制设备的安装、调试和维护。驾驭驾驭驾驭驾驭 PLC PLC 限制器的基本原理，熟悉其指令系限制器的基本原理，熟悉其指令系限制器的基本原理，熟悉其指令系限制器的基本原理，熟悉其指令系统（统（统（统（S7 S7 200 200），能依据生产工艺过程和限制要求编制用），能依据生产工艺过程和限制要求编制用），能依据生产工艺过程和限制要求编制用），能依据生产工艺过程和限制要求编制用户控户控户控户控 制程序和调试程序的基本实力。制程序和调试程序的基本实力。制程序和调试程序的基本实力。制程序和调试程序
4、的基本实力。具有用具有用具有用具有用 PLC PLC 设计和改造旧设备限制系统的基设计和改造旧设备限制系统的基设计和改造旧设备限制系统的基设计和改造旧设备限制系统的基本实力。本实力。本实力。本实力。第第1 1章章 常用低压限制电器常用低压限制电器驾驾驭驭接接触触器器、继继电电器器、熔熔断断器器、断断路路器器、低低压压开开关关、主主令令电电器器等等常常规规限限制制电电器器的的结结构构、工工作作原原理理、动动作作特点，特点，并能够正确选择和运用。并能够正确选择和运用。学习目标：学习目标：第第1 1章章 常用低压限制电器常用低压限制电器教学内容：教学内容：1.1 概述概述 1.2 接触器接触器 1.
5、3 继电器继电器 1.4 熔断器熔断器 1.5 低压开关与低压断路器低压开关与低压断路器 1.6 主令电器主令电器 1.7 低压电器的产品型号低压电器的产品型号1.1 概述概述 电器对电能的生产、输送、安排与应用起着限制、调整、检测和爱护的作用。低压电器在电力拖动自动限制系统中应用极为广泛。随着电子技术、自控技术和计算机应用的迅猛发展，一些电器元件可能被电子线路所取代，但是由于电器元件本身也朝着新的领域扩展（表现在提高元件的性能、生产新型的元件，实现机、电、仪一体化，扩展元件的应用范围等），且有些电器元件有其特殊性，是不行能完全被取代的。定义电器是接通和断开电路或调整、限制和定义电器是接通和断
6、开电路或调整、限制和爱护电路及电气设备用的电工器具。爱护电路及电气设备用的电工器具。分类电器的功能多，用途广，品种规格繁多，分类电器的功能多，用途广，品种规格繁多，其分类如下：其分类如下：1.1.按工作电压等级分按工作电压等级分 （1 1）高压电器）高压电器(沟通沟通1200V1200V直流直流1500V1500V及及以上以上););（2 2）低压电器）低压电器(沟通沟通1200V1200V直流直流1500V1500V以以下下););2.2.按动作原理分按动作原理分 （1 1）手动电器）手动电器;（2 2）自动电器（勿需人）自动电器（勿需人工操作）工操作）3.3.按用途分按用途分 （1 1）限
7、制电器）限制电器;（2 2）配电电器）配电电器;（3 3）主令）主令电器电器;（4 4）爱护电器）爱护电器;（5 5）执行电器）执行电器 1.1.1 电器的分类电器的分类 1.1.2 常用低压限制电器常用低压限制电器 接触器：分沟通接触器与直流接触器接触器：分沟通接触器与直流接触器继继电电器器：有有电电磁磁式式继继电电器器（如如电电压压继继电电器器、电电流流继继电电器器、中中间间继继电电器器）；时时间间继继电电器器（分分直直流流电电磁磁式式、空空气气阻阻尼尼式式、半半导导体体式式等等）；热热继继电电器器；干干簧簧继继电电器；速度继电器等器；速度继电器等熔熔断断器器：分分瓷瓷插插式式、螺螺旋旋式
8、式、有有填填料料封封闭闭管管式式、无无填料密闭管式、快速熔断器、自复式等填料密闭管式、快速熔断器、自复式等低低压压断断路路器器：分分框框架架式式、塑塑料料外外壳壳式式、快快速速直直流流断断路器、限流式、漏电爱护器等路器、限流式、漏电爱护器等 位置开关：有直动式、滚动式、微动式等位置开关：有直动式、滚动式、微动式等按钮、刀开关等按钮、刀开关等 1.1.3 我国低压限制电器的发展趋势我国低压限制电器的发展趋势 现场总线系统的发展与应用将从根本上变更传统的低压配电与限制系统及其装置，给传统低压电器带来改革性变更。发展智能化可通信低压电器势在必行。其产品的特征是：其产品的特征是：产品中装有微处理器；产
9、品中装有微处理器；产品带有通信接口，能与现场总线连接；产品带有通信接口，能与现场总线连接；接受标准化结构，具有互换性，接受模数化结构；接受标准化结构，具有互换性，接受模数化结构；爱爱护护功功能能齐齐全全，具具有有外外部部故故障障记记录录显显示示、内内部部故故障障自诊断、进行双向通信等。自诊断、进行双向通信等。1.2 接触器接触器 1 1、作用：、作用：接触器是电力拖动和自动限制系统中运接触器是电力拖动和自动限制系统中运用量大且面广的一种低压限制电器。用来频繁地接用量大且面广的一种低压限制电器。用来频繁地接通和分断交直流主电路和大容量限制电路；能实现通和分断交直流主电路和大容量限制电路；能实现远
10、距离限制，并具有欠（零）电压自动释放爱护功远距离限制，并具有欠（零）电压自动释放爱护功能。主要限制对象是电动机。能。主要限制对象是电动机。2 2、分类：、分类：沟通接触器（包括真空接触器）沟通接触器（包括真空接触器）直流接触器直流接触器1.2.1 结构和工作原理结构和工作原理 接触器是利用接触器是利用电磁电磁吸力吸力的原理工作的。的原理工作的。接触器主要接触器主要由电磁系由电磁系统、触头系统和灭弧统、触头系统和灭弧装置装置组成，结构简图组成，结构简图如图如图1-1所示。所示。1.电磁系统电磁系统 其作用是其作用是将电磁能将电磁能转换成机械能转换成机械能，产生，产生电磁吸力带动触头动电磁吸力带动
11、触头动作。作。图1-1 接触器结构简图1主触头 2常闭协助触头 3常开协助触头 4动铁心 5电磁线圈 6静铁心 7灭弧罩 8弹簧1.2.1 结构和工作原理结构和工作原理 作用在衔铁上的力有两个：电磁吸力与反力。电磁吸力由电磁机构产生，反力则由释放弹簧和触点弹簧所产生。电磁系统的工作状况常用吸力特性和反力特性来表示。为了保证使衔铁能牢牢吸合，反力特性必需与吸力特性协作好，如图1-3所示。图1-3 吸力特性与反力特性的协作1直流电磁铁吸力特性 2沟通电磁铁吸力特性3反力特性 直流电直流电磁铁吸磁铁吸力特性力特性交流电交流电磁铁吸磁铁吸力特性力特性释放弹释放弹簧反力簧反力（释放弹簧（释放弹簧+触点）
12、合成反力触点）合成反力探讨：电磁吸力探讨：电磁吸力F与气隙与气隙的关系的关系 一、直流电磁铁一、直流电磁铁 吸力：吸力：F=1、电压和气隙确定时、电压和气隙确定时 F常量（即工作在恒磁势方式）常量（即工作在恒磁势方式）V确定确定 I确定（因线圈确定（因线圈R确定）确定）磁势磁势NI确定确定 磁通磁通NI/Rm确定确定 B确定确定 F确定。确定。2、在、在V确定确定 磁势磁势NI确定确定 B F 气隙气隙 变更变更 Rm 3、F为一条双曲线（即二次曲线），若为一条双曲线（即二次曲线），若V变更，则为一组相变更，则为一组相像像 的双曲线。的双曲线。结论：直流电磁铁衔铁闭合前（结论：直流电磁铁衔铁闭
13、合前（变更变更 大），大），F变更很大，一变更很大，一经经 吸合后吸力很大，则受外界影响小，工作牢靠性高。吸合后吸力很大，则受外界影响小，工作牢靠性高。二、沟通电磁铁二、沟通电磁铁B=BmSin t FF0-F0Cos2t(交变重量，平交变重量，平均值均值0)平均吸力平均吸力探讨：探讨：1、交变重量按二倍工频的余旋规律变更，、交变重量按二倍工频的余旋规律变更，这将这将 引起沟通电磁铁的振动和噪声。引起沟通电磁铁的振动和噪声。2、一定一定电磁铁处于恒电磁铁处于恒磁通工作方式磁通工作方式3、电磁铁吸合瞬间气隙电磁铁吸合瞬间气隙很大很大 Rm 要使要使恒定恒定 要求要求 NI NI I I 这就使得
14、其动作频率受限，且线圈易损坏。这就使得其动作频率受限，且线圈易损坏。三、反力特性三、反力特性Frf()反力由弹簧和触头的反作用力而引起。反力由弹簧和触头的反作用力而引起。电磁机构正常工作的条件是：电磁机构正常工作的条件是：1、衔铁吸合过程中吸力、衔铁吸合过程中吸力F反力反力Fr 2、衔铁释放过程中吸力、衔铁释放过程中吸力F反力反力Fr 直流电磁铁可以通过调整气隙直流电磁铁可以通过调整气隙和反力弹簧和反力弹簧的作用力来调整其工作的灵敏度。的作用力来调整其工作的灵敏度。1.2.1 结构和工作原理结构和工作原理2.触头系统 触头是接触器的执行元件，用来接通或断开被限制电路。触头按其原始状态可分为常开
15、触头和常闭触头：原始状态时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭合的触头叫常开触头；原始状态闭合，线圈通电后断开的触头叫常闭触头（线圈断电后全部触头复原）。图1-4 触头结构形式图a）桥形触头 b）指形触头 1.2.1 结构和工作原理结构和工作原理3.灭弧装置 常用的灭弧装置有:电动力灭弧、金属栅片灭弧和磁吹灭弧。常用的灭弧方法有：拉长电弧、冷却电弧和将电弧分段。电动力灭弧对于电弧较弱的接触器，接受灭弧罩由电动力 和灭弧栅灭弧。图1-6 电动力灭弧原理1静触头 2动触头 u 图图1-61-6所示的是一种桥式结构双断口触头，当触头打开时，在断口处所示的是一种桥式结构双断口触头，当触头打开时，在断口处
16、产生电弧，电弧电流在两电弧间产生图中所示的磁场（右手定则），依据产生电弧，电弧电流在两电弧间产生图中所示的磁场（右手定则），依据左手定则，电弧电流要产生一个指向外侧的电动力，使电弧向外运动并拉左手定则，电弧电流要产生一个指向外侧的电动力，使电弧向外运动并拉长，快速穿越冷却介质而加快冷却并熄灭。长，快速穿越冷却介质而加快冷却并熄灭。磁场方向电动力方向磁场方向 电弧产生的条件：电弧产生的条件：1、触头断开后电流在、触头断开后电流在0.251A之间之间 2、触头断开后电压在、触头断开后电压在1220V之间之间 上述两条件同时满足时即产生电弧上述两条件同时满足时即产生电弧 金属栅片灭弧金属栅片灭弧 1
17、灭弧栅片灭弧栅片 2触点触点 3电弧电弧外磁场内磁场金属栅片分别后的电弧触头分别瞬间产生的电弧 磁吹灭弧磁吹灭弧1磁吹线圈；2绝缘套；3铁心；4引弧角；5导磁夹板；6灭弧罩；7动触点；8静触点磁吹线圈产生的外磁场电弧产生的内磁场铁芯磁场方向外导磁板 用于直流灭用于直流灭弧，电流越大弧，电流越大灭弧作用越强灭弧作用越强1.2.1 结构和工作原理结构和工作原理4.接触器的工作原理播放动画 当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头先断开，常开触头后闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消逝，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常开触头先断开，
18、常闭触头后闭合。图1-9 接触器的图形、文字符号a）线圈 b）主触头 c）常开辅助触头 d）常闭辅助触头图形水平放置时逆时针旋转90度1.2.2 交、直流接触器的特点交、直流接触器的特点 1.沟通接触器 沟通接触器线圈通以沟通电，主触头通、断沟通主电路。通常接受短路环来解决沟通电磁 铁的振动问题。短路环的示意图如 图1-10所示，其中S2为短路环内截 面积，S1为环外截面积。短路环起 到磁通分相的作用，把极面上的交 变磁通分成两个交变磁通，且两个 磁通之间产生相位差，由它们所产 生的吸力间也有一个相位差，合成 后的吸力就不会有零值的时刻，使 合成后的吸力在任一时刻都大于弹 簧反力，就消退了振动
19、。交流接触器的结构原理图交流接触器的结构原理图1铁心 2衔铁 3线圈 4 常开触点 5常闭触点1.2.2 交、直流接触器的特点交、直流接触器的特点图图1-10 沟通接触器铁心的短路环沟通接触器铁心的短路环a）结构图）结构图 b）电磁吸力图）电磁吸力图占铁芯面积的2/31.2.2 交、直流接触器的特点交、直流接触器的特点2.直流接触器 直流接触器线圈通以直流电流，主触头接通、切断直流主电路。对于250A以上的直流接触器往往接受串联双绕组线圈，如图1-11所示。图1-11 直流接触器双绕组线圈接线图 在电路刚接通瞬间，保持线圈被常闭触头短接，可使起动线圈获得较大在电路刚接通瞬间，保持线圈被常闭触头
20、短接，可使起动线圈获得较大的电流和吸力。当接触器动作后，常闭触头断开，两线圈串联通电，由的电流和吸力。当接触器动作后，常闭触头断开，两线圈串联通电，由于电源电压不变，所以电流减小，但仍可保持衔铁吸合，因而可以节电于电源电压不变，所以电流减小，但仍可保持衔铁吸合，因而可以节电和延长电磁线圈的运用寿命。和延长电磁线圈的运用寿命。保持线圈启动线圈1.2.3 接触器的主要技术参数与选用接触器的主要技术参数与选用1.接触器的型号及代表意义接触器的型号及代表意义 1.2.3 接触器的主要技术参数与选用接触器的主要技术参数与选用 2.接触器的主要技术参数及选用原则接触器的主要技术参数及选用原则 主要技术参数
21、参见表主要技术参数参见表1-1和和1-2(P11)1.额定电压额定电压 接触器的额定电压是指主触头的额定电压，接触器的额定电压是指主触头的额定电压，应等于负载的额定电压。应等于负载的额定电压。2.额定电流额定电流 接触器的额定电流是指主触头的额定电流，接触器的额定电流是指主触头的额定电流，应等于或稍大于负载的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流 3.电磁线圈的额定电压电磁线圈的额定电压 电磁线圈的额定电压等于限制回电磁线圈的额定电压等于限制回路的电源电压。路的电源电压。4.触头数目触头数目 接触器的触头数目应能满足限制线路的要求。接触器的触头数目应能满足限制线路的要求。5.额定操作频率额定操作
22、频率 接触器额定操作频率是指每小时接通次接触器额定操作频率是指每小时接通次数。数。1.2.3 接触器的主要技术参数与选用接触器的主要技术参数与选用3、低压电器的常见运用类别（补充内容）、低压电器的常见运用类别（补充内容）使用类别使用类别 典型应用举例典型应用举例 AC-1无感或微感负载，如电阻炉无感或微感负载，如电阻炉 AC-2绕线转子电动机的启动、分断绕线转子电动机的启动、分断 AC-3笼形异步电动机的启动和运行中分断笼形异步电动机的启动和运行中分断电器制造的使用基电器制造的使用基准准 AC-4笼形异步电动机的启动、点动、反接制动与反向运行笼形异步电动机的启动、点动、反接制动与反向运行AC-
23、11AC-15控制电器和开关元件使用类别控制电器和开关元件使用类别AC-20AC-23低压空开、隔离器、熔断器等组合电器的使用类别低压空开、隔离器、熔断器等组合电器的使用类别备注：实际运用类别高于备注：实际运用类别高于AC-3时，选用时应放大其容量。时，选用时应放大其容量。1.3 继电器继电器 定义定义 继电器是一种依据某种输入信号（电压、继电器是一种依据某种输入信号（电压、电流、温度、压力、时间、速度等）的变更而接通电流、温度、压力、时间、速度等）的变更而接通或断开限制电路，实现自动限制和爱护电力拖动装或断开限制电路，实现自动限制和爱护电力拖动装置的自动电器。输出信号可为触头动作，电参数的置
24、的自动电器。输出信号可为触头动作，电参数的变更量。变更量。分类：分类：按用途分：有限制继电器和爱护继电器。按用途分：有限制继电器和爱护继电器。按动原理作分：有电磁式继电器、感应式继电器、电按动原理作分：有电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器和热继电器。动式继电器、电子式继电器和热继电器。按输入信号的不同来分：有电压继电器、中间继电器、按输入信号的不同来分：有电压继电器、中间继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器等。电流继电器、时间继电器、速度继电器等。1.3.1 电磁式继电器电磁式继电器 u 常用的电磁式继常用的电磁式继电器有电器有电压电压继电器、继电器、中间中间继电器和
25、继电器和电流电流继继电器。电器。图1-12 电磁式继电器原理图1铁心 2旋转棱角 3释放弹簧 4调整螺母 5衔铁 6动触头 7静触头 8非磁性垫片 9线圈 图1-13 电磁式继电器 图形、文字符号 1.电磁式继电器的结构与工作原理电磁式继电器的结构与工作原理1.3.1 电磁式继电器电磁式继电器2.电磁式继电器的电磁式继电器的特性特性 k称为继电器的称为继电器的返回返回系数系数，它是继电器重，它是继电器重要参数之一。一般继要参数之一。一般继电器电器K=0.10.4,欠电欠电压继电器压继电器K=0.6以上。以上。图图1-141-14 继电特性继电特性曲线曲线 吸吸合合值值释释放放值值101.3.2
26、 热继电器热继电器图1-17 热继电器图形、文字符号a）发热元件 b）常闭触点 定义热继电器是利用电流流过热元件时产生定义热继电器是利用电流流过热元件时产生的热量，使双金属片发生弯曲而推动执行机构动的热量，使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种爱护电器。作的一种爱护电器。图1-15 热继电器原理图 1热元件 2双金属片 3导板 4触头 主双金属片 工作原理工作原理 在在图1-15中中发热元件元件1通通电发热后，后，主双金属片主双金属片2受受热向左弯曲，推向左弯曲，推动导板板3向左推向左推动执行行机构机构发生确定的运生确定的运动。电流越大，流越大，执行机构的运行机构的运动幅幅度也越大。当度也
27、越大。当电流大到确定程度流大到确定程度时，执行机构行机构发生生跃变，即触点，即触点发生生动作从而切断主作从而切断主电路。插入路。插入动画画用途广泛用于三相异步用途广泛用于三相异步电动机的机的长期期过载爱护、断、断相及相及电流不平衡运行的流不平衡运行的爱护及其他及其他电器器设备发热状状态的限制的限制1.3.2 热继电器热继电器1.3.3 时间继电器时间继电器 定义 从得到输入信号（线圈的通电或断电）起先，经过确定的延时后才输出信号（触头的闭合或断开）的继电器，称为时间继电器。分类：1、通电延时：接受输入信号后延迟确定的时间，输出信号才发生变更。当输入信号消逝后，输出瞬时复原。2、断电延时：接受输
28、入信号时，瞬时产生相应的输出信号。当输入信号消逝后，延迟确定的时间，输出才复原。1.3.3 时间继电器时间继电器 空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器 空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼作用空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼作用而达到延时的目的。它由电磁机构、延时而达到延时的目的。它由电磁机构、延时机构和触头组成。机构和触头组成。分类电磁机构有沟通、直流两种。延时分类电磁机构有沟通、直流两种。延时方式有通电延时型和断电延时型（变更电方式有通电延时型和断电延时型（变更电磁机构位置，将电磁铁翻转磁机构位置，将电磁铁翻转1800安装）安装）1.3.3 时间继电器时间继电器图1-18 JS7-A系
29、列时间继电器原理图a）通电延时型 b）断电延时形1线圈 2铁心 3衔铁 4反力弹簧 5推板 6活塞杆 7杠杆 8塔形弹簧 9弱弹簧10像皮膜 11空气室壁 12活塞 13调整螺钉 14进气孔 15、16微动开关瞬动触头延时触头橡皮膜进气孔活塞排气延时调节1.3.3 时间继电器时间继电器插入动画插入动画工作原理（空气阻尼时间继电器）当线圈工作原理（空气阻尼时间继电器）当线圈1 1得得电后衔铁（动铁心）电后衔铁（动铁心）3 3吸合，活塞杆吸合，活塞杆6 6在塔形弹簧在塔形弹簧8 8作用下带动活塞作用下带动活塞1212及橡皮膜及橡皮膜1010向上移动，橡皮膜向上移动，橡皮膜下方空气室空气变得淡薄形成
30、负压，活塞杆只能下方空气室空气变得淡薄形成负压，活塞杆只能缓慢移动，其移动速度由进气孔气隙大小来确定。缓慢移动，其移动速度由进气孔气隙大小来确定。经一段延时后，活塞杆通过杠杆经一段延时后，活塞杆通过杠杆7 7压动微动开关压动微动开关1515，使其触头动作，起到通电延时作用。，使其触头动作，起到通电延时作用。当线圈断电时，衔铁释放，橡皮膜下方空气室当线圈断电时，衔铁释放，橡皮膜下方空气室内的空气通过活塞肩部所形成的单向阀快速地排内的空气通过活塞肩部所形成的单向阀快速地排出，使活塞杆、杠杆、微动开关等快速复位。由出，使活塞杆、杠杆、微动开关等快速复位。由线圈得电到触头动作的一段时间即为延时时间，线
31、圈得电到触头动作的一段时间即为延时时间，其大小可以通过调整螺钉其大小可以通过调整螺钉1313调整进气孔气隙大小调整进气孔气隙大小来变更。来变更。在线圈通电和断电时，微动开关在线圈通电和断电时，微动开关1616为时间继电为时间继电器的瞬动触头。器的瞬动触头。1.3.3 时间继电器时间继电器时间继电器的图形、文字符号时间继电器的图形、文字符号图1-20 速度继电器结构原理图1转子 2电动机轴 3定子 4绕组5定子柄 6静触头 7动触头 8簧片 图1-21 速度继电器的图形、文字符号a）转子 b）常开触头 c）常闭触头 1.3.4 速度继电器速度继电器速度继电器主要用于笼型异步电速度继电器主要用于笼
32、型异步电动机的反接制动限制，也称反接动机的反接制动限制，也称反接制动继电器。其结构原理如图制动继电器。其结构原理如图1-20所示。所示。1.3.4 速度继电器速度继电器插入动画插入动画 工作原理速度继电器的轴与电动机的轴相工作原理速度继电器的轴与电动机的轴相连接。转子固定在电动机轴上，定子与轴同心。连接。转子固定在电动机轴上，定子与轴同心。当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，绕组切割磁场产生感应电动势和电流，此电流和绕组切割磁场产生感应电动势和电流，此电流和永久磁铁的磁场作用产生转矩，使定子向轴的转永久磁铁的磁场作用产生转矩，使定子向轴的转动方向
33、偏摆，通过定子柄拨动触头，使常闭触头动方向偏摆，通过定子柄拨动触头，使常闭触头断开、常开触头闭合。当电动机转速下降到接近断开、常开触头闭合。当电动机转速下降到接近零时零时(100RPM)(100RPM)，转矩减小，定子柄在触头弹簧力，转矩减小，定子柄在触头弹簧力的作用下复原原位，触头也复原的作用下复原原位，触头也复原 。用速度继电器限制反接制动时，其转速在用速度继电器限制反接制动时，其转速在100RPM100RPM以下才能接通反接制动接触器，则反接制以下才能接通反接制动接触器，则反接制动电流减小。动电流减小。1.4 熔断器熔断器 熔断器是一种简洁而有效的爱护电器。在电路中主要起短路爱护作用。运
34、用时，熔体串接于被爱护的电路中，当电路发生短路故障时，熔体被瞬时熔断而分断电路，起到爱护作用。图1-23 熔断器的图形、文字符号 1.4.1 熔断器的工作原理熔断器的工作原理 1.安秒特性 熔断器的熔体串联在被爱护电路中。当电路严峻过载时，熔体能在较短时间内熔断；而当电路发生短路故障时，熔体能在瞬间熔断。熔断器的特性可用通过熔体的电流和熔断时间的安秒特性来描述。图1-22 熔断器的安-秒特性 正常工作电流小于最小熔断电流1.4.1 熔断器的工作原理熔断器的工作原理 2.极限分断实力极限分断实力 通常是指在额定电压及确定的功率因数（或时间常通常是指在额定电压及确定的功率因数（或时间常数）下切断短
35、路电流的极限实力，常用极限断开电数）下切断短路电流的极限实力，常用极限断开电流值（周期重量的有效值）来表示。流值（周期重量的有效值）来表示。熔断器的极限分断实力必需大于线路中可能出现的最熔断器的极限分断实力必需大于线路中可能出现的最大短路电流。大短路电流。3.分类：分类：(a)半封闭插入式半封闭插入式熔断器熔断器 (b)螺旋式螺旋式熔断器熔断器1-动触头动触头 2-容体容体 3-瓷插件瓷插件 4-静触头静触头 5-瓷座瓷座 1-底座底座 2-熔体熔体 3-瓷帽瓷帽 1.4.1 熔断器的工作原理熔断器的工作原理 1瓷底座 2弹簧片 3 管体 4绝缘手柄 5熔体（c）无填料密闭管式无填料密闭管式熔
36、断器熔断器（d）有填料封闭管式有填料封闭管式熔断器熔断器1铜圈 2熔断管 3管帽 4插座 5特殊垫圈；6熔体 7熔片 3.分类分类(续续)：1.4.2 熔断器的选用熔断器的选用 熔断器用于不同性质的负载，其熔体额定电流的选用方法也不同。1.熔断器类型选择 其类型应依据线路的要求、运用场合和安装条件选择。2.熔断器额定电压的选择 其额定电压应大于或等于线路的工作电压。3.熔断器额定电流的选择 其额定电流必需大于或等于所装熔体的额定电流。1.4.2 熔断器的选用熔断器的选用4.熔体额定电流的选择 对于电炉、照明等电阻性负载的短路爱护，熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流。在配电系统中，远离电源
37、端的前级熔断器应先熔断。所以一般后一级熔体的额定电流比前一级熔体的额定电流至少大一个等级，以防止熔断器越级熔断而扩大停电范围。：爱护单台电动机时，考虑到电动机受起动电流的冲击，可按下式选择：轻载起动或起动时间短时，系数可取近1.5，带重载起动或起动时间较长时，系数可取2.5。1.4.2 熔断器的选用熔断器的选用 爱护多台电动机，可按下式选择：容量最大的一台电动机的额定电流 其余电动机额定电流之和 熔断器一般做成标准熔体。更换熔片或熔丝时应切断电源，并换上相同额定电流的熔体，不得随意加大、加粗熔体或用粗铜线代替。熔断器的主要技术参数见表1-8（P23）低压断路器曾称自动空气开关或自动开关。它相当
38、于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠电压、失电压、过载和短路爱护、动作值可调、分断实力高的电器。低压断路器与接触器不同的是：接触器允许频繁地接通和分断电路，但不能分断短路电流；而低压断路器不仅可分断额定电流、一般故障电流，还能分断短路电流，但单位时间内允许的操作次数较低。1.5.1 低压断路器低压断路器1.5 低压开关和低压断路器低压开关和低压断路器1.5.1 低压断路器低压断路器1、结构低压断路器由操作机构、触头、爱护装置（各种脱扣器）、灭弧系统等组成。工作原理图如图1-24所示。2、工作原理低压断路器的主触头是靠手动操作或电动合
39、闸的。主触头闭合后，自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严峻过载时，过电流脱扣器3的衔铁吸合，使自由脱扣机构2动作，主触头断开主电路。当电路过载时，热脱扣器5的热元件发热使双金属片向上弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时，欠电压脱扣器6的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器4则作为远距离限制用。1.5.1 低压断路器低压断路器图1-24 底压断路器工作原理图1主触头 2自由脱扣机构 3过电流脱扣器4分励脱扣器 5热脱扣器 6欠电压脱扣器 7起动按纽 图1-25 低压断路器的图形、文符号
40、1.5.2 低压隔离器低压隔离器 低压隔离器也称刀开关。低压隔离器是低压电器中结构比较简洁、应用特别广泛的一类手动操作电器，品种主要有低压刀开关、熔断器式刀开关和组合开关三种。隔离器主要是在电源切除后，将线路与电源明显地隔开，以保障检修人员的平安。熔断器式刀开关由刀开关和熔断器组合而成，故兼有两者的功能，即电源隔离和电路爱护功能，可分断确定的负载电流。1.5.2 低压隔离器低压隔离器胶壳刀开关胶壳刀开关 图1-28 胶壳刀开关的结构图1上胶盖 2下胶盖 3插座 4触刀 5瓷柄 6胶盖紧固螺母 7出线座 8熔丝 9触刀座 10瓷底板 11进线座 图1-29 胶壳刀开关的图形、文字符号 1.6 主
41、令电器主令电器 1、定义 主令电器是在自动限制系统中发出送限制指令或信号的电器。用来限制继电器、接触器或其他电器线圈，使电路接通或分断，从而达到限制生产机械的目的。2、按功能分类：按钮 行程开关 接近开关 主令限制器 万能转换开关 紧急开关 脚踏开关 钮子开关 倒顺开关等 1.6.1 按钮按钮 1 1、作用在低压限制电路中，、作用在低压限制电路中，用手动发出限制指令。用手动发出限制指令。2 2、分类：、分类：起动按钮（带常开触头、绿色）起动按钮（带常开触头、绿色）停止按钮（带常闭触头、红色）停止按钮（带常闭触头、红色）复合按钮（带常开、常闭触）复合按钮（带常开、常闭触）3 3、结构（见图、结构
42、（见图1-321-32）外力作用按下时：常闭触头先外力作用按下时：常闭触头先断开常开触头后闭合；断开常开触头后闭合；外力作用消逝时：常开触头先外力作用消逝时：常开触头先断开常闭触头后闭合；断开常闭触头后闭合；4 4、技术参数见表、技术参数见表1-151-15（P31P31）图1-32 按纽的结构图1、2常闭静触头 3、4常开静触头5桥式触头 6 按纽帽 7复位弹簧 图1-33 按纽的图形、文字符号a）起动按纽 b）停止按纽 c）复合按纽 1.6.2 位置开关位置开关 1 1、定义、定义 位置开关是利用运动部件的行程位置开关是利用运动部件的行程位置实现限制的电器元件位置实现限制的电器元件 2 2
43、、作用常用于自动来回的生产机械中，、作用常用于自动来回的生产机械中，以限制运动方向、行程大小和位置爱护以限制运动方向、行程大小和位置爱护 3 3、分类、分类(按结构按结构)：直动式直动式 滚轮式滚轮式 微动式（如图微动式（如图1-1-3434所示）所示）4 4、工作原理、工作原理 位置开关的结构、工作原理与按钮相同。位置开关的结构、工作原理与按钮相同。区分是位置开关不靠手动而是利用运动部区分是位置开关不靠手动而是利用运动部件上的挡块碰压而使触头动作，有自动复件上的挡块碰压而使触头动作，有自动复位和非自动复位两种。位和非自动复位两种。图1-35 位置开关的图形、文字符号a）常开触头 b）常闭触头 1.6.2 位置开关位置开关插入动画插入动画 a）直动式1顶杆 2弹簧 3常闭触头 4触头弹簧5常开触头 b）滚动式1滚轮 2上转臂 3、5、11弹簧 4套架 6、9压板 7触头 8触头推杆 10小滑轮 c）微动式 1推杆 2弯形片状弹簧3常开触头 4常闭触头 5恢复弹簧 5、结构、结构1.6.2 位置开关位置开关6、技术参数、技术参数见表1-16(P32)行程开关的型号含义行程开关的型号含义