《电气控制与PLC应用 第1章 常用低压电器.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气控制与PLC应用 第1章 常用低压电器.ppt（52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、电气控制及PLC（第一章）江南大学江南大学江南大学江南大学通信与控制工程学院通信与控制工程学院通信与控制工程学院通信与控制工程学院第第1章章 常用低压电器常用低压电器u 掌掌握握接接触触器器、继继电电器器、断断路路器器、按按钮钮、开开关关、主主令令电电器器等等常常规规控控制制电电器器的的基基本本工工作作原原理理、元元件件形形式式、动作特点动作特点，并能够并能够正确选择使用正确选择使用。学习目标：学习目标：第第1章章 常用低压电器常用低压电器教学内容：教学内容：1.1 概述概述 1.2 接触器接触器 1.3 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
2、.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u 电器电器对电能的生产、输送、分配与应用起着控对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用。在制、调节、检测和保护的作用。在电力输配电系电力输配电系统统和和电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统中应用极为广泛中应用极为广泛。u 随着电子技术、自控技术和计算机应用的迅猛随着电子技术、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、
3、生产新型的元件，实现机、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，故是些电器元件有其特殊性，故是不可能完全不可能完全被取代被取代的。的。返回返回u 电器电器是是接通和断开接通和断开电路或电路或调节调节、控制控制和和保护保护电电路及路及电气设备电气设备用的电工器具。用的电工器具。u 电器的功能多，用途广，品种规格繁多，为了电器的功能多，用途广，品种规格繁多，为了系统地掌握，必须加以分类。系统地掌握，必须加以分类。1.按工作电压等级分按工作电压等级分 （1）高压电器）高压电器;（2）低压电器）
4、低压电器 2.按动作原理分按动作原理分 （1）手动电器）手动电器;（2）自动电器）自动电器 3.按用途分按用途分 （1）控制电器）控制电器;（2）配电电器）配电电器;（3）主令电器）主令电器;（4）保护电器）保护电器;（5）执行电器）执行电器 1.1.1 电器的分类电器的分类 返回返回1.1.2 电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器 接触器：分接触器：分交流接触器交流接触器与与直流接触器（直流接触器（注意区分注意区分）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
5、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器；速速度度继继电电器器等等 （注意其作用及动作特点注意其作用及动作特点 ）熔熔断断器器：分分瓷瓷插插式式、螺螺旋旋式式、有有填填料料封封闭闭管管式式、无无填填料料密密闭管式闭管式、快速熔断器快速熔断器、自复式等（自复式等（注意用途注意用途）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路器器、限流式、限流式、漏电保护器漏电保护器等等 （注意用途注意用途）位位置置开开关关：有有直直动动式式、滚滚动动式式、微微动动式式等等（注注意意动动作作形形式式
6、特点特点 ）按钮、刀开关等按钮、刀开关等 （注意动作形式特点注意动作形式特点 ）返回返回1.1.3 我国低压控制电器的发展概况我国低压控制电器的发展概况 u 现场总线现场总线系统的发展与应用将从根本上改变传统的低压系统的发展与应用将从根本上改变传统的低压配电与控制系统及其装置，给传统低压电器带来改革性变配电与控制系统及其装置，给传统低压电器带来改革性变化。发展智能化可通信低压电器势在必行。化。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：产品中装有产品中装有微处理器微处理器；产品带有产品带有通信接口通信接口，能与现场总线连接；，能与现场总线连接；采用采用标准化结构标准化结构
7、，具有互换性，采用模数化结构；，具有互换性，采用模数化结构；保保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。返回返回1.2 接触器接触器 u 接触器是电力拖动和自动控制系统中使用接触器是电力拖动和自动控制系统中使用量大且面广的一种低压控制电器，用来量大且面广的一种低压控制电器，用来频频繁繁地地接通和分断接通和分断交直流交直流主回路主回路和大容量控和大容量控制电路。主要控制对象是电动机，能实现制电路。主要控制对象是电动机，能实现远距离远距离控制，并控制，并具有欠（零）电压具有欠（零）电压保护。保护。返回返回1.2
8、.1 结构和工作原理结构和工作原理 u 接触器是利用电磁接触器是利用电磁吸力的原理工作的。吸力的原理工作的。接触器主要由接触器主要由电磁系电磁系统、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u 其作用是将电磁能其作用是将电磁能转换成机械能，产生转换成机械能，产生电磁吸力带动触头动电磁吸力带动触头动作。作。图图1-1 1-1 接触器结构简图接触器结构简图1 1主触头主触头 2 2常闭辅助触头常闭辅助触头 3 3常开辅助触头常开辅助触头 4 4动铁心动铁心 5 5电磁线圈电磁线圈 6 6静铁心静铁心7 7灭弧罩灭弧罩 8 8弹
9、簧弹簧1.2.1 结构和工作原理结构和工作原理u 作用在衔铁上的力有作用在衔铁上的力有两个：两个：电磁吸力与反力电磁吸力与反力。电磁吸力由电磁机构产电磁吸力由电磁机构产生，反力则由释放弹簧生，反力则由释放弹簧和触点弹簧所产生。电和触点弹簧所产生。电磁系统的工作情况常用磁系统的工作情况常用吸力特性和反力特性来吸力特性和反力特性来表示。表示。u 为了保证使衔铁能牢为了保证使衔铁能牢牢吸合，反作用力特性牢吸合，反作用力特性必须与吸力特性必须与吸力特性配合配合好，好，如图如图1-31-3所示。所示。图1-3 吸力特性与反力特性的配合1直流电磁铁吸力特性 2交流电磁铁吸力特性3反力特性 1.2.1 结构
10、和工作原理结构和工作原理2.触头系统触头系统 u 触头触头（也称（也称触点触点）是接）是接触器的触器的执行元件执行元件，用来接，用来接通或断开被控制电路。触通或断开被控制电路。触头按其头按其原始状态原始状态可分为常可分为常开触头和常闭触头：原始开触头和常闭触头：原始状态（也称为状态（也称为自然状态自然状态）时（即时（即线圈线圈未通电）断开，未通电）断开，线圈通电后闭合的触头叫线圈通电后闭合的触头叫常开触头常开触头；原始状态闭合，；原始状态闭合，线圈通电后断开的触头叫线圈通电后断开的触头叫常闭触头常闭触头（线圈断电后所（线圈断电后所有触头有触头复原复原）。）。图1-4 触头结构形式图a）桥形触头
11、 b）指形触头 1.2.1 结构和工作原理结构和工作原理3.灭弧装置灭弧装置（是接触器的重要特征是接触器的重要特征）u 常用的灭弧方法有：常用的灭弧方法有：拉长电弧、冷却拉长电弧、冷却电弧和将电弧分段电弧和将电弧分段。u 常用的灭弧装置有常用的灭弧装置有:电动力灭弧、电动力灭弧、灭弧栅和磁吹灭弧灭弧栅和磁吹灭弧。u 对于电弧较弱的接触器，只采用灭对于电弧较弱的接触器，只采用灭弧罩即可。弧罩即可。交流接触器交流接触器常用常用电动力灭电动力灭弧弧 和和灭弧栅灭弧装置灭弧栅灭弧装置。直流。直流接触器接触器常常用用磁吹灭弧装置磁吹灭弧装置。图1-6 电动力灭弧原理1静触头 2动触头 u 图图1-61-
12、6所示的是一种桥式结构双断口触头，当触头打开时，在所示的是一种桥式结构双断口触头，当触头打开时，在断口处产生电弧，电弧电流在两电弧间产生图中所示的磁场，根断口处产生电弧，电弧电流在两电弧间产生图中所示的磁场，根据据左手定则左手定则，电弧电流要产生一个指向外侧的电动力作用，使电，电弧电流要产生一个指向外侧的电动力作用，使电弧向外运动并拉长，迅速穿越冷却介质而加快冷却并熄灭。弧向外运动并拉长，迅速穿越冷却介质而加快冷却并熄灭。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（注意动作原接触器的工作原理（注意动作原则：先断后合则：先断后合）u 当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁当
13、电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生心产生电磁吸力电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：吸引衔铁，并带动触头动作：常闭常闭触头断开触头断开；常开触头闭合常开触头闭合，两者是，两者是联动联动的。当线圈的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头释放，使触头复原复原：常开触头断开，常闭触头闭合常开触头断开，常闭触头闭合。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1.2.2 交、直流接触器的特点（交、直流接触器的特点（注意区别的依据注意区别的依据注意区别的依据注意区别的依据）1.交流
14、接触器交流接触器 u 交流接触器交流接触器线圈线圈通以交流电，通以交流电，主触头主触头接通、分接通、分断交流断交流主电路主电路。u 通常采用通常采用短路环短路环来解决来解决交流电磁铁的振动交流电磁铁的振动问题。问题。短路环的示意图如图短路环的示意图如图1-10所示，其中所示，其中S2为短路环为短路环内截面积，内截面积，S1为环外截面积。短路环起到磁通分为环外截面积。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相的作用，把极面上的交变磁通分成两个交变磁通，并且使这两个磁通之间产生通，并且使这两个磁通之间产生相位差相位差，那么它，那么它们所产生的吸力间也有一个相位差，这样，两部们所产
15、生的吸力间也有一个相位差，这样，两部分吸力就不会分吸力就不会同时达到零值同时达到零值，当然合成后的吸力，当然合成后的吸力就不会有零值的时刻，如果使合成后的吸力在任就不会有零值的时刻，如果使合成后的吸力在任一时刻都大于弹簧拉力，就消除了振动。一时刻都大于弹簧拉力，就消除了振动。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 交流接触器铁心的短路环交流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1.2.2 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 u 直流接触器直流接触器线圈线圈通以直通以直流电流，流电流，主触头主触头接通、切接通、切断
16、断直流主电路直流主电路。u 对于对于250A以上的直流以上的直流接触器往往采用串联双绕接触器往往采用串联双绕组线圈，如图组线圈，如图1-111-11所示。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的电流和吸力。当接触器动作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，由于电源电后，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使用寿命。而可以节电和
17、延长电磁线圈的使用寿命。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.接触器选用原则接触器选用原则 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
18、于控制回电磁线圈的额定电压等于控制回路的电源电压。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控制线路的要求。接触器的触头数目应能满足控制线路的要求。5.额定操作频率额定操作频率 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。返回返回1.3 继电器继电器 u 继电器主要用于继电器主要用于控制与保护控制与保护电路或作电路或作信号转换信号转换用。当输入量变化到某一定值时，继电器动作，用。当输入量变化到某一定值时，继电器动作，其触头接通或断开交、直流其触头接通或断开交、直流小容量小容量的控制回路。的控制回路。u 继电器的种类很多，常用的分类方法有：继电器
19、的种类很多，常用的分类方法有：按按用途用途分：有分：有控制控制继电器和继电器和保护保护继电器继电器。按按动作原理动作原理分：有分：有电磁式电磁式继电器、继电器、感应式感应式继电器、继电器、电动式电动式继电器、继电器、电子式电子式继电器和继电器和热热继电器继电器。按按输入信号输入信号的不同来分：有的不同来分：有电压电压继电器、继电器、中间中间继继电器、电器、电流电流继电器、继电器、时间时间继电器、继电器、速度速度继电器等。继电器等。返回返回1.3.1 电磁式继电器电磁式继电器 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u 常用的电磁式继常用的电磁式继电器有电压继电器、电器有电压
20、继电器、中间继电器和电流继中间继电器和电流继电器。（电器。（工作原理与工作原理与接触器相同，注意区接触器相同，注意区别别）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调节螺母 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 1.3.1 电磁式继电器电磁式继电器2.电磁式继电器的特性电磁式继电器的特性 u 当继电器输入量由零增至当继电器输入量由零增至以前，继电器输出量为零。以前，继电器输出量为零。当输入量增加到时，继电器当输入量增加到时，继电器吸合，输出量为，若再增大，吸合，输出量为，若再增大，值保持不变。当减小到时，值保持不变。当减
21、小到时，继电器释放，输出量由降到继电器释放，输出量由降到零，再减小，值均为零。零，再减小，值均为零。u 在图在图1-141-14中，中，X X2 2称为继电器称为继电器吸合值，欲使继电器吸合，吸合值，欲使继电器吸合，输入量必须等于或大于输入量必须等于或大于X X2 2；X X1 1称为继电器释放值，欲使继称为继电器释放值，欲使继图1-14 继电特性曲线 电器释放，输入量必须等于或小于电器释放，输入量必须等于或小于X1。u 称为继电器的称为继电器的返回系数返回系数，它是继电器重要参数之一。，它是继电器重要参数之一。1.3.2 热继电器热继电器 u 热继电器热继电器是利用电流流过是利用电流流过热元
22、件热元件时产生的热量，时产生的热量，使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种保护保护电器。主要用于交流电动机的电器。主要用于交流电动机的过载保护过载保护、断、断相及电流不平衡的保护及其他电器设备发热状态相及电流不平衡的保护及其他电器设备发热状态的控制。热继电器还常和交流接触器配合组成的控制。热继电器还常和交流接触器配合组成电电磁起动器磁起动器，广泛用于三相异步电动机的长期过载，广泛用于三相异步电动机的长期过载保护。保护。u 在图在图1-15中发热元件中发热元件1通电发热后，主双金属片通电发热后，主双金属片2受热向左弯曲，推动导板受热向左弯曲，推动导板
23、3向左推动执行机构发向左推动执行机构发生一定的运动。电流越大，执行机构的运动幅度生一定的运动。电流越大，执行机构的运动幅度也越大。当电流大到一定程度时，执行机构发生也越大。当电流大到一定程度时，执行机构发生跃变，即触点发生动作从而切断主电路。跃变，即触点发生动作从而切断主电路。1.3.2 热继电器热继电器图1-15 热继电器原理图1热元件 2双金属片 3导板 4触头 图1-17 热继电器图形、文字符号a）发热元件 b）常闭触点 1.3.3 时间继电器时间继电器 u 从得到从得到输入信号输入信号（线圈的通电或断电线圈的通电或断电）开始，）开始，经过一定的经过一定的延时后才输出信号延时后才输出信号
24、（触头的闭合或断触头的闭合或断开开）的继电器，称为时间继电器。）的继电器，称为时间继电器。u 时间继电器的延时方式有两种：时间继电器的延时方式有两种：通电延时通电延时：接受输入信号后延迟一定的时间，：接受输入信号后延迟一定的时间，输出信号才发生变化。当输入信号消失后，输输出信号才发生变化。当输入信号消失后，输出瞬时复原。（出瞬时复原。（延时动作，瞬时复原延时动作，瞬时复原）断电延时断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应：接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号。当输入信号消失后，延迟一定的的输出信号。当输入信号消失后，延迟一定的时间，输出才时间，输出才复原复原。（瞬时动作，延时复原瞬时动作，延时
25、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 u 空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼作用而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。它由达到延时的目的。它由电磁机构、延时机构和触电磁机构、延时机构和触头头组成。组成。u 空气阻尼式时间继电器的电磁机构有交流、直空气阻尼式时间继电器的电磁机构有交流、直流两种。延时方式有流两种。延时方式有通电延时型通电延时型和和断电延时型断电延时型（改变电磁机构位置，将电磁铁翻转（改变电磁机构位置，将电磁铁翻转1801800 0安装）。安装）。当动铁心（衔铁）位于静铁心和延时机构之间位当动铁心（衔铁）位于静铁心和延时
26、机构之间位置时为通电延时型；当静铁心位于动铁心和延时置时为通电延时型；当静铁心位于动铁心和延时机构之间位置时为断电延时型。机构之间位置时为断电延时型。JS7-AJS7-A系列时间继系列时间继电器如图电器如图1-181-18所示。所示。1.3.3 时间继电器时间继电器图1-18 JS7-A系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调节螺钉 14进气孔 15、16微动开关1.3.3 时间继电器时间继电器u 现以通电延时型为例说明其工作原理。当线圈现以通电延时型为例说明其
27、工作原理。当线圈1得电后得电后衔铁（动铁心）衔铁（动铁心）3吸合，活塞杆吸合，活塞杆6在塔形弹簧在塔形弹簧8作用下带动作用下带动活塞活塞12及橡皮膜及橡皮膜10向上移动，橡皮膜下方空气室空气变得向上移动，橡皮膜下方空气室空气变得稀薄形成负压，活塞杆只能稀薄形成负压，活塞杆只能缓慢移动缓慢移动，其移动速度由进气，其移动速度由进气孔气隙大小来决定。经一段延时后，活塞杆通过杠杆孔气隙大小来决定。经一段延时后，活塞杆通过杠杆7压压动微动开关动微动开关15，使其触头动作，起到，使其触头动作，起到通电延时通电延时作用。作用。u 当线圈断电时，衔铁释放，橡皮膜下方空气室内的空气当线圈断电时，衔铁释放，橡皮膜
28、下方空气室内的空气通过活塞肩部所形成的通过活塞肩部所形成的单向阀单向阀迅速地排出，使活塞杆、杠迅速地排出，使活塞杆、杠杆、微动开关等杆、微动开关等迅速复位迅速复位。由线圈得电到触头动作的一段。由线圈得电到触头动作的一段时间即为时间继电器的延时时间，其大小可以通过调节螺时间即为时间继电器的延时时间，其大小可以通过调节螺钉钉1313调节进气孔气隙大小来改变。调节进气孔气隙大小来改变。u 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在推板在推板5 5的作用下都的作用下都能瞬时动作，其触头即为时间继电器的能瞬时动作，其触头即为时间继电器的瞬动触头瞬动触头。1.3.4 速度继电器速度
29、继电器 u 速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制，也称反接制动继电器。其结构原理如图动控制，也称反接制动继电器。其结构原理如图1-201-20所示。所示。u 速度继电器的轴与电动机的轴相连接。转子固速度继电器的轴与电动机的轴相连接。转子固定在轴上，定子与轴同心。当电动机转动时，速定在轴上，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，绕组切割磁场产生感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，此电流和永久磁铁的磁场作用应电动势和电流，此电流和永久磁铁的磁场作用产生转矩，使定子向轴的转动方向偏摆，通过定产生转矩，使定子向
30、轴的转动方向偏摆，通过定子柄拨动触头，使常闭触头断开、常开触头闭合。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零时，转矩减小，定子当电动机转速下降到接近零时，转矩减小，定子柄在弹簧力的作用下恢复原位，触头也复原柄在弹簧力的作用下恢复原位，触头也复原 。1.3.4 速度继电器速度继电器图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 返回返回1.4 熔断器熔断器 u 熔断器是一种简单而熔断器是一种简单而有效的有效的保护保护电器。在电电器。在电路
31、中主要起路中主要起短路保护短路保护作作用。使用时，熔体串接用。使用时，熔体串接于被保护的电路中，当于被保护的电路中，当电路发生短路故障时，电路发生短路故障时，熔体被熔体被瞬时熔断瞬时熔断而分断而分断电路，起到保护作用。电路，起到保护作用。u 熔断器的图形、文字熔断器的图形、文字符号如图符号如图1-23所示。所示。图1-23 熔断器的图形、文字符号 返回返回1.4.1 熔断器的工作原理熔断器的工作原理 1.安秒特性安秒特性 u熔断器的熔体串联在被保护熔断器的熔体串联在被保护电路中。当电路正常工作时，电路中。当电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电熔体允许通过一定大小的电流而长期不熔断；当电路严
32、流而长期不熔断；当电路严重过载时，熔体能在较短时重过载时，熔体能在较短时间内熔断；而当电路发生短间内熔断；而当电路发生短路故障时，熔体能在瞬间熔路故障时，熔体能在瞬间熔断。熔断器的特性可用通过断。熔断器的特性可用通过熔体的电流和熔断时间的关熔体的电流和熔断时间的关系曲线来描述，如图系曲线来描述，如图1-22所所示。示。图1-22 熔断器的安-秒特性 1.4.1 熔断器的工作原理熔断器的工作原理 2.极限分断能力极限分断能力 u 通常是指在额定电压及一定的功率因数（或时间常数）下通常是指在额定电压及一定的功率因数（或时间常数）下切切断短路电流的极限能力断短路电流的极限能力，常用极限断开电流值（周
33、期分量的有，常用极限断开电流值（周期分量的有效值）来表示。熔断器的效值）来表示。熔断器的极限分断能力极限分断能力必须必须大于大于线路中可能出线路中可能出现的现的最大短路电流最大短路电流。1.4.2 熔断器的选用熔断器的选用 u 熔断器用于不同熔断器用于不同性质性质的负载，其熔体额定电流的的负载，其熔体额定电流的选用方法也不同。选用方法也不同。1.熔断器类型选择熔断器类型选择 u 其其类型类型应根据应根据线路的要求线路的要求、使用场合使用场合和和安装安装条件条件选择。选择。2.熔断器额定电压的选择熔断器额定电压的选择 u 其额定电压应大于或等于其额定电压应大于或等于线路线路的工作电压的工作电压。
34、3.熔断器额定电流的选择熔断器额定电流的选择 u 其额定电流必须大于或等于所装其额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流熔体的额定电流。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熔体额定电流的选择 对对于于电电炉炉、照照明明等等电电阻阻性性负负载载的的短短短短路路路路保保护护，熔熔体体的的额额定定电流电流等于或稍大于等于或稍大于电路的工作电流。电路的工作电流。在在配配电电系系统统中中，远远离离电电源源端端的的前前级级熔熔断断器器应应先先熔熔断断。所所以以一一般般后后一一级级熔熔体体的的额额定定电电流流比比前前一一级级熔熔体体的的额额定定电电流流至至少大一个等级，以防止熔断器越级
35、熔断而扩大停电范围。少大一个等级，以防止熔断器越级熔断而扩大停电范围。：保保护护单单台台电电动动机机时时，考考虑虑到到电电动动机机受受起起动动电电流流的的冲冲击击，可按下式选择：可按下式选择：轻轻载载起起动动或或起起动动时时间间短短时时，系系数数可可取取近近1.51.5，带带重重载载起起动或起动时间较长时，系数可取动或起动时间较长时，系数可取2.52.5。1.4.2 熔断器的选用熔断器的选用 保护多台电动机，可按下式选择：保护多台电动机，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其余电动机额定电流之和 熔熔断断器器一一般般做做成成标标准准
36、熔熔体体（熔熔体体等等级级是是有有级级）。更更换换熔熔片片或或熔熔丝丝时时应应切切断断电电源源，并并换换上上相相同同额额定定电电流流的的熔熔体体，不不得得随随意意加加大大、加加粗粗熔熔体体或或用用粗粗铜铜线代替线代替。返回返回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 u 低压断路器曾称低压断路器曾称自动空气开关自动空气开关或或自动开关自动开关。它。它相当于相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组合器和欠电压继电器的组合，是一种既有，是一种既有手动手动开关开关作用又能作用又能自动自动进行进行欠电压
37、、失电压、过载和短路欠电压、失电压、过载和短路保护、动作值可调、分断能力高保护、动作值可调、分断能力高的电器。的电器。u 低压断路器与接触器低压断路器与接触器不同不同的是：的是：接触器接触器允许允许频频繁地接通和分断电路，但繁地接通和分断电路，但不能不能分断短路电流分断短路电流；而而低压断路器不仅可分断额定电流、一般故障电流，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，还能分断短路电流，但单位时间内允许的操作次但单位时间内允许的操作次数较低。数较低。返回返回1.5.1 低压断路器低压断路器 u 低压断路器由操作机构、触头、保护装置（各种低压断路器由操作机构、触头、保护装置（各
38、种脱扣器脱扣器）、灭弧系统等组成。工作原理图如图、灭弧系统等组成。工作原理图如图1-24所示。所示。u 低压断路器的主触头是靠手动操作或电动合闸的。主触低压断路器的主触头是靠手动操作或电动合闸的。主触头闭合后，自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。头闭合后，自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。过电过电流脱扣器流脱扣器的线圈和的线圈和热脱扣器热脱扣器的热元件与主电路串联，的热元件与主电路串联，欠电欠电压脱扣器压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时，时，过电流脱扣器过电流脱扣器3 3的衔铁吸合，使自由脱扣机构的衔铁吸合，使自由脱扣机构2 2动作
39、，动作，主触头断开主电路。当电路过载时，热脱扣器主触头断开主电路。当电路过载时，热脱扣器5 5的热元件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，欠电压脱扣器路欠电压时，欠电压脱扣器6 6的衔铁释放，也使自由脱扣的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器机构动作。分励脱扣器4 4则作为远距离控制用，在正常工则作为远距离控制用，在正常工作时，其线圈是断电的，在需要远距离控制时，按下起动作时，其线圈是断电的，在需要远距离控制时，按下起动按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构2 2动作
40、，使主动作，使主触头断开。触头断开。1.5.1 低压断路器低压断路器图1-24 低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 1.5.2 漏电保护器漏电保护器 u 漏电保护器是最常用漏电保护器是最常用的一种的一种漏电保护漏电保护电器。电器。当低压电网发生人身触当低压电网发生人身触电或设备漏电时，漏电电或设备漏电时，漏电保护器能迅速自动切断保护器能迅速自动切断电源，从而避免造成事电源，从而避免造成事故。故。u 电磁式电流型漏电保电磁式电流型漏电保护器由开关装置、试验护器由开关装置、试验回路、
41、电磁式漏电脱扣回路、电磁式漏电脱扣器和器和零序电流互感器零序电流互感器组组成。其结构如图成。其结构如图1-26所所示。示。图1-26 电磁式电流型漏电保护器工作原理图1电源变压器 2主开关 3试验回路4零序电流互感器 5电磁式漏电脱扣器 1.5.2 漏电保护器漏电保护器u 当电网正常运行时，不论三相负载是否平衡，当电网正常运行时，不论三相负载是否平衡，通过零序电流互感器主电路的三相电流的相量和通过零序电流互感器主电路的三相电流的相量和等于零，因此其二次绕组中无感应电动势，漏电等于零，因此其二次绕组中无感应电动势，漏电保护器也工作于闭合状态。一旦电网中发生漏电保护器也工作于闭合状态。一旦电网中发
42、生漏电或触电事故，上述三相电流的相量和不再等于零，或触电事故，上述三相电流的相量和不再等于零，因为有漏电或触电电流通过人体和大地而返回变因为有漏电或触电电流通过人体和大地而返回变压器中性点。于是，互感器二次绕组中便产生感压器中性点。于是，互感器二次绕组中便产生感应电压加到漏电脱扣器上。当达到额定漏电动作应电压加到漏电脱扣器上。当达到额定漏电动作电流时，漏电脱扣器就动作，推动开关装置的锁电流时，漏电脱扣器就动作，推动开关装置的锁扣，使开关打开，分断主电路。扣，使开关打开，分断主电路。1.5.3 低压隔离器低压隔离器 u 低压隔离器也称低压隔离器也称刀开关刀开关。低压隔离器是低压电。低压隔离器是低
43、压电器中结构比较简单、应用十分广泛的一类手动操器中结构比较简单、应用十分广泛的一类手动操作电器，品种主要有作电器，品种主要有低压刀开关低压刀开关、熔断器式刀开熔断器式刀开关关和和组合开关组合开关三种。三种。u 隔离器主要是在电源切除后，将线路与电源明隔离器主要是在电源切除后，将线路与电源明显地显地隔开隔开，以保障检修人员的，以保障检修人员的安全安全。熔断器式刀。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，即电源隔离和电路保护功能，可分断一定功能，即电源隔离和电路保护功能，可分断一定的负载电流。的负载电流。1.5.3 低压隔离器低压隔离器1
44、.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 1.5.3 低压隔离器低压隔离器2.铁壳开关铁壳开关 u 操作机构具有两个特点：操作机构具有两个特点：一是采用一是采用储能合闸储能合闸方式，方式，在手柄转轴与底座间装有在手柄转轴与底座间装有速断弹簧，以执行合闸或速断弹簧，以执行合闸或分闸，在速断弹簧的作用分闸，在速断弹簧的作用下，动触刀与静触刀分离，下，动触刀与静触刀分离，使电弧迅速拉长而熄灭；使电弧迅速拉长而熄灭；二是具有机械联锁，当铁二是具
45、有机械联锁，当铁盖打开时，刀开关被卡住，盖打开时，刀开关被卡住，不能操作合闸。铁盖合上，不能操作合闸。铁盖合上，操作手柄使开关合闸后，操作手柄使开关合闸后，铁盖不能打开。铁盖不能打开。图1-30 铁壳开关的结构图1触刀 2夹座 3熔断器 4速断弹簧 5转轴 6手柄 1.5.3 低压隔离器低压隔离器3.组合开关组合开关 u 组合开关由动触头、组合开关由动触头、静触头、方形转轴、手静触头、方形转轴、手柄、定位机构和外壳组柄、定位机构和外壳组成。它的动触头分别叠成。它的动触头分别叠装于数层绝缘座内，其装于数层绝缘座内，其结构和图形、文字符号结构和图形、文字符号如图如图1-31所示。当转动所示。当转动
46、手柄时，每层的动触片手柄时，每层的动触片随方形转轴一起转动，随方形转轴一起转动，并使静触头插入相应并使静触头插入相应的的动触片中，接通电路。动触片中，接通电路。图1-31 组合开关的结构和图形、文字符号 返回返回1.6 主令电器主令电器 u 主令电器是在自动控制系统中主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号发出指令或信号的的电器，用来电器，用来控制控制接触器、继电器或其他电器接触器、继电器或其他电器线圈线圈，使电路接通或分断，从而达到控制生产机械的目的。使电路接通或分断，从而达到控制生产机械的目的。u 主令电器应用广泛、种类繁多。按其作用可分为：主令电器应用广泛、种类繁多。按其作用可分为：按钮
47、、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器及其他主令电器控制器及其他主令电器（如脚踏开关、钮子开关、（如脚踏开关、钮子开关、紧急开关）等。紧急开关）等。返回返回1.6.1 按钮按钮 u 起动按钮起动按钮带有常开触头，手带有常开触头，手指按下按钮帽，常开触头闭合；指按下按钮帽，常开触头闭合；手指松开，常开触头复位。起手指松开，常开触头复位。起动按钮的按钮帽采用动按钮的按钮帽采用绿色绿色。u 停止按钮停止按钮带有常闭触头，手带有常闭触头，手指按下按钮帽，常闭触头断开；指按下按钮帽，常闭触头断开；手指松开，常闭触头复位。停手指松开，常闭触头复位。停止按
48、钮的按钮帽采用止按钮的按钮帽采用红色红色。u 复合按钮复合按钮带有常开触头和常带有常开触头和常闭触头，手指按下按钮帽，先闭触头，手指按下按钮帽，先断开常闭触头再闭合常开触头；断开常闭触头再闭合常开触头；手指松开，常开触头和常闭触手指松开，常开触头和常闭触头先后复位。头先后复位。u注意一个注意一个原则：先断后合原则：先断后合图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 u 位置开关是利用运动部件的位置开关是利用运动部件的行程位置实现控制的电器元件
49、。行程位置实现控制的电器元件。常用于自动往返的生产机械中。常用于自动往返的生产机械中。按结构不同可分为直动式、滚按结构不同可分为直动式、滚轮式、微动式，如图轮式、微动式，如图1-34所示。所示。u 位置开关的结构、工作原理位置开关的结构、工作原理与按钮相同。区别是位置开关与按钮相同。区别是位置开关不靠手动而是利用运动部件上不靠手动而是利用运动部件上的挡块碰压而使触头动作，有的挡块碰压而使触头动作，有自动复位和非自动复位两种。自动复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 位置开关位置开关图1-34 位置开关的结构图 a）直动式 b）滚动式
50、c）微动式1顶杆 2弹簧 3常闭触头 1滚轮 2上转臂 3、5、11弹簧 1推杆 2弯形片状弹簧4触头弹簧 5常开触头 4套架 6、9压板 7触头 3常开触头 4常闭触头 8触头推杆 10小滑轮 5恢复弹簧 1.6.3 凸轮控制器与主令控制器凸轮控制器与主令控制器 1.凸轮控制器凸轮控制器 u 转动手柄时，转轴转动手柄时，转轴带动凸轮一起转动，带动凸轮一起转动，转到某一位置时，凸转到某一位置时，凸轮顶动滚子，克服弹轮顶动滚子，克服弹簧压力使动触头顺时簧压力使动触头顺时针方向转动，脱离静针方向转动，脱离静触头而分断电路。在触头而分断电路。在转轴上叠装不同形状转轴上叠装不同形状的凸轮，可以使若干的