教学课件：《电气控制及可编程控制器应用》.ppt

1、第第1 1章章 电气控制基础知识电气控制基础知识1.1 控制电器概述控制电器概述1.1.1 控制电器的分类和应用特点控制电器的分类和应用特点1.1.2 工厂低压配电电压及中性点运行方式工厂低压配电电压及中性点运行方式1.2 常用低压电器常用低压电器1.2.1 低压电器的定义和分类低压电器的定义和分类1.2.2 电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁式低压电器的基本结构和工作原理1.2.3接触器接触器1.2.4继电器继电器1.2.5开关电器开关电器1.2.6熔断器熔断器1.2.7主令电器主令电器1.2.8其它电器其它电器1.1 1.1 控制电器概述控制电器概述（一）两个概念（一）两个概念 电器、

2、电气电器、电气（二）电气控制（二）电气控制 各种控制电器按照功能要求进行组合以达到一定的各种控制电器按照功能要求进行组合以达到一定的 控制目标，完成确定的控制功能。控制目标，完成确定的控制功能。包含包含 控制电器控制电器 电气制图及基本控制电路电气制图及基本控制电路 两部分知识两部分知识 需要关注相关电气标准：需要关注相关电气标准：GB/T 6988-2008电气技术用文件的编制电气技术用文件的编制 GB/T 4728-2008电气简图用图形符号电气简图用图形符号 GB/T 5465-2009电气设备用图形符号电气设备用图形符号 GB/T 5094-2005工业系统、装置与设备以及工业产品工业

3、系统、装置与设备以及工业产品 结构原则与参照代号结构原则与参照代号 GB 7159-87电气技术中的文字符号制定通则电气技术中的文字符号制定通则 GB/T 4025-2003指示器和操作器的编码规则指示器和操作器的编码规则 电气标准是从事电气行业人员的设计操作依据，电气标准是从事电气行业人员的设计操作依据，须符合电气须符合电气规程规范。规程规范。（三）控制电器的分类（三）控制电器的分类 1.按工作电压分按工作电压分 高压电器：AC1000V（或DC1500V）低压电器：AC1000V（或DC1500V）电压等级下的电器 以上是基于电气系统设备制造规程区分。出于对人身安全考虑，按电业安全作业规程

4、划分：低压 250V 高压 250V 安全电压：36V 在我们的工业现场，用到的绝大部分是低压电器在我们的工业现场，用到的绝大部分是低压电器，这和我国的，这和我国的 配配电系统有关。电系统有关。2.按电能的性质分按电能的性质分 （1）直流电器）直流电器 （2）交流电器）交流电器（四）工厂低压配电系统和中性点运行方式（四）工厂低压配电系统和中性点运行方式问题问题：周围工厂的电压是多少？：周围工厂的电压是多少？380V电从哪儿来？电从哪儿来？如何从发电厂如何从发电厂 用户？用户？1.我国的输变电模式我国的输变电模式2.工厂低压配电电压工厂低压配电电压6-10KV 工厂工厂 A出线出线 220/38

5、0V AC（大部分场合大部分场合）AC 配电房配电房 用于用于*380V三相动力设备，如电动机三相动力设备，如电动机 *380V的单相设备，如大负载的的单相设备，如大负载的 KM *220V的单相设备，如照明灯具等的单相设备，如照明灯具等 B出线出线 380/660V AC（化工采矿场合化工采矿场合）3.220/380V配电系统的中性点运行方式配电系统的中性点运行方式 （1）中性点）中性点作为供电电源的发电机和变压器的中性点有作为供电电源的发电机和变压器的中性点有以下三种运行方式以下三种运行方式：*电源中性点不接地电源中性点不接地 小接地电流系统小接地电流系统*中性点经阻抗接地中性点经阻抗接地

6、 （用于高压系统中）（用于高压系统中）*中性点直接接地中性点直接接地 大接地电流系统大接地电流系统 （工厂用电多数采用）（工厂用电多数采用）在我国的在我国的220380V低压配电系统，低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式，而广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线且引出有中性线N、保护线、保护线PE或保护中性或保护中性线线PEN。（2）中性线中性线N、保护线、保护线PE和保护中性线和保护中性线PEN的功能的功能 N线的功能：线的功能：用来接用额定电压为相电压的单相用电设备用来接用额定电压为相电压的单相用电设备 用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流用来传导三相系统中的不平

7、衡电流和单相电流 减小负荷中性点的电位偏移。减小负荷中性点的电位偏移。PE线的功能：线的功能：是为保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。是为保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。系统中所有设备的外露可导电部分系统中所有设备的外露可导电部分(如金属外壳等如金属外壳等)通过通过 PE线接地，可在设备发生接地故障时减小触电危险。线接地，可在设备发生接地故障时减小触电危险。PEN线的功能：线的功能：兼有中性线兼有中性线(N线线)和保护线和保护线(PE线线)的功能。的功能。这种保护中性线在我国通称为这种保护中性线在我国通称为“零线零线”，俗称，俗称“地线地线”。3.220/380V配电系统的中性

8、点运行方式配电系统的中性点运行方式（3）低压配电系统，按保护接地形式，分为）低压配电系统，按保护接地形式，分为TN系统、系统、TT系统和系统和IT系统系统 TN系统 系统中的所有设备的外露可导电部分均接公共保护线(PE线)或公共的保护中性线 (PEN线)。这种接公共PE线或PEN线也称“接零”。分TN-C系统、TN-S系统、TNCS系统。3.220/380V配电系统的中性点运行方式配电系统的中性点运行方式TN-C系统：系统：系统中的系统中的N线与线与PE线是合一的（线是合一的（PEN线线）三相四线制供电三相四线制供电 在一般三相负载基在一般三相负载基本平衡、有专职电工负本平衡、有专职电工负责维

9、护管理电气装备的责维护管理电气装备的工业厂房采用。工业厂房采用。TN-S系统：系统：系统中的系统中的N线与线与PE线是分开的线是分开的 三相五线制供电三相五线制供电*单相试验负荷较大的单相试验负荷较大的科研试验单位科研试验单位*电子计算机房和使用电子计算机房和使用电子设备的厂房电子设备的厂房TN-C-S系统系统：系统中有一部分N线与PE线是合一的*单相试验负荷较大的科研试验单位*机房、电子设备未指定接地型式的*本单位自设变压器供电和管理的居住区民用建筑返回TT系统：系统：系统中的所有设备的外露可导电部分均各自经 PE线单独接地 设备受到外界的干扰小，单台设备发生故障时，对其它设备无影响。IT系

10、统系统：系统中的所有设备的外露可导电部分也都各自经PE线单独接地。它与TT系统不同的是，其电源中性点不接地或经1000 阻抗接地，且通常不引出中性线。三相三线制无N线，用在三相平衡系统。（1）信号地）信号地。为了使电子设备在工作时有一个统一的公共参考电。为了使电子设备在工作时有一个统一的公共参考电位（即基准电位），不致于因浮动而引起信号量的误差，并防位（即基准电位），不致于因浮动而引起信号量的误差，并防止其内外的有害电磁场的干扰，使电子设备稳定可靠地工作，止其内外的有害电磁场的干扰，使电子设备稳定可靠地工作，实现其固有的功能，电子设备中的信号电路应接地，这种接地实现其固有的功能，电子设备中的信

11、号电路应接地，这种接地称为信号接地，简称信号地。属于电子设备的功能性接地。这称为信号接地，简称信号地。属于电子设备的功能性接地。这个个“地地”，可以是大地，也可以是接地母线、总接地端子等，可以是大地，也可以是接地母线、总接地端子等，总之只要是一个等电位点或等电位面即可。总之只要是一个等电位点或等电位面即可。（2）安全地）安全地。当电子设备由。当电子设备由TN（或（或TT）系统供电的交流线路引入）系统供电的交流线路引入时，为了保证人身和电子设备本身的安全，防止在发生接地故时，为了保证人身和电子设备本身的安全，防止在发生接地故障时其外露导电部分上出现超过限值的危险的接触电压，电子障时其外露导电部分

12、上出现超过限值的危险的接触电压，电子设备的外露导电部分应接保护线或接大地，这种接地称为安全设备的外露导电部分应接保护线或接大地，这种接地称为安全接地，简称安全地，即电子设备的保护性接地。接地，简称安全地，即电子设备的保护性接地。4.电子设备接地电子设备接地1.2 1.2 常用低压电器常用低压电器1.2.1 1.2.1 低压电器的定义和分类低压电器的定义和分类1.2.2 1.2.2 电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁式低压电器的基本结构和工作原理1.2.3 1.2.3 接触器接触器1.2.4 1.2.4 继电器继电器1.2.5 1.2.5 开关电器开关电器1.2.6 1.2.6 熔断器熔断器

13、1.2.7 1.2.7 主令电器主令电器1.2.8 1.2.8 其它电器其它电器 定义定义 低压电器通常是指在交流低压电器通常是指在交流1000V1000V、直流、直流1500V1500V及以下及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。1.2.1 1.2.1 低压电器的定义和分类低压电器的定义和分类低压电器的分类低压电器的分类 按用途分：控制电器、配电电器按用途分：控制电器、配电电器。按动作方式分：自动电器和手动电器。按动作方式分：自动电器和手动电器。按有、无触点分：有触点电器、无触点电器。按有、无触点分：有触点电器、无触点电器。按工

14、作原理分：电磁式电器、非电量控制电器。按工作原理分：电磁式电器、非电量控制电器。电磁式电器：依据电磁感应原理设计电磁式电器：依据电磁感应原理设计,通过通过电磁执行机构完成通、断动作的电器。电磁执行机构完成通、断动作的电器。如如接触器、各种电磁式继电器接触器、各种电磁式继电器。(大部分大部分)非电量控制电器：电器的工作是靠外力或非电量控制电器：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。某种非电物理量的变化而动作的电器。如如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、压力继电器等。压力继电器等。返回1.2.2 1.2.2 电磁式低压电器的基本结构和工作原理电

15、磁式低压电器的基本结构和工作原理 (a)(b)(c)直流电磁机构直流电磁机构 交流电磁机构交流电磁机构 1.1.电磁机构电磁机构（感测部件）（感测部件）（）组成：由（）组成：由衔铁衔铁1 1、铁心铁心2 2、线圈线圈3 3构成，构成，结构分为拍合式和直动式。结构分为拍合式和直动式。低压电器一般都有两个基本部分：感受部分和执行部分低压电器一般都有两个基本部分：感受部分和执行部分（）原理（）原理当线圈中有工作电流通过时，通电线圈产生磁场，于当线圈中有工作电流通过时，通电线圈产生磁场，于是电磁吸力克服弹簧的反作用力使得衔铁与铁心闭合，由是电磁吸力克服弹簧的反作用力使得衔铁与铁心闭合，由连接机构带动相

16、应的触头动作。连接机构带动相应的触头动作。（）作用（）作用将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作使之闭将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作使之闭合合或断开，从而实现电路的接通或分断。或断开，从而实现电路的接通或分断。按接触形式分为：点接触、线接触、面接触按接触形式分为：点接触、线接触、面接触 按所能控制的电路分为：主触头和辅助触头按所能控制的电路分为：主触头和辅助触头 按原始状态分为：常开触头、常闭触头两种按原始状态分为：常开触头、常闭触头两种.触点系统触点系统（执行部件）（执行部件）用来接通和分断电路用来接通和分断电路（a）(b)(c)图(a)(b)桥式触头 图(c)指式触头常开触头常开触

17、头动合触头常闭触头动合触头常闭触头动断触头动断触头.灭弧系统灭弧系统（）电弧的产生（）电弧的产生 在触头分断的瞬间产生在触头分断的瞬间产生。分断的触头之间存在着。分断的触头之间存在着足够大的外施电压的条件下，空气就有可能强烈电离足够大的外施电压的条件下，空气就有可能强烈电离而产生电弧。而产生电弧。电弧产生高温并有强光，可烧损触头，降低电器电弧产生高温并有强光，可烧损触头，降低电器设备的寿命和可靠性；并使电路的分断时间延长，严设备的寿命和可靠性；并使电路的分断时间延长，严重时会引发事故或火灾。重时会引发事故或火灾。对切换较大电流的触头系统必须采取灭弧措对切换较大电流的触头系统必须采取灭弧措施。施

18、。1-吹弧线圈；吹弧线圈；2-绝缘套；绝缘套；3-铁心；铁心；4-引弧角引弧角 5-导磁夹板；导磁夹板；6-灭弧罩；灭弧罩；7-动触点；动触点；8-静触点静触点 磁吹式灭弧的原磁吹式灭弧的原理是使电弧处于磁场理是使电弧处于磁场中间，电磁场力中间，电磁场力“吹吹”长电弧，使其进入冷长电弧，使其进入冷却装置，加速电弧冷却装置，加速电弧冷却，促使电弧迅速熄却，促使电弧迅速熄灭。灭。磁吹式灭弧磁吹式灭弧（）灭弧方法（）灭弧方法 栅片灭弧栅片灭弧 灭弧栅是由许多镀铜灭弧栅是由许多镀铜薄钢片组成，彼此间绝缘，薄钢片组成，彼此间绝缘，间距间距2-3mm。一但产生。一但产生电弧，电弧周围产生磁场，电弧，电弧周

19、围产生磁场，导磁的钢片将电弧吸入栅导磁的钢片将电弧吸入栅片，电弧被栅片分割成许片，电弧被栅片分割成许多串联的短电弧，使电弧多串联的短电弧，使电弧迅速冷却而很快灭弧。迅速冷却而很快灭弧。1-灭弧栅片；灭弧栅片；2-触点；触点；3-电弧电弧 灭弧罩灭弧灭弧罩灭弧 采用陶土和石棉水泥采用陶土和石棉水泥做成的耐高温灭弧罩灭弧做成的耐高温灭弧罩灭弧方法更为简单。电弧进入方法更为简单。电弧进入灭弧罩后可以降低弧温和灭弧罩后可以降低弧温和隔弧。隔弧。返回1.2.3 1.2.3 接触器接触器(Contactor)(Contactor)定义：定义：是一种能频繁地接通和断开远距离用是一种能频繁地接通和断开远距离用

20、电设备主回路及其它大容量用电回路的自动电设备主回路及其它大容量用电回路的自动控制电器。主要的控制对象是电动机。控制电器。主要的控制对象是电动机。结构组成：结构组成：电磁机构（线圈、铁心、衔铁）电磁机构（线圈、铁心、衔铁）触点系统（主触头、辅助触头）触点系统（主触头、辅助触头）灭弧装置灭弧装置 分类：分类：交流接触器、直流接触器交流接触器、直流接触器接触器实物接触器实物接触器的工作原理接触器的工作原理动画演示 接触器的工作原理接触器的工作原理 当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，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街铁，并带动触点使静铁心产生电磁吸力吸引街铁，并带动触点动

21、作。常闭触电断开，常开触点闭合，两者是动作。常闭触电断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，街铁联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，街铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复位。常开在释放弹簧的作用下释放，使触点复位。常开触点断开，常闭触点闭合。触点断开，常闭触点闭合。接触器的电气符号 文字符号：文字符号：KMKM 图形符号：图形符号：线圈主触点辅助常开触点辅助常闭触点接触器主要技术参数接触器主要技术参数 额定电压、额定电流：指主触点的额定工作电额定电压、额定电流：指主触点的额定工作电压、额定工作电流。压、额定工作电流。线圈的额定电压线圈的额定电压：要匹配：要匹配 接通与分断能

22、力：在规定的条件下可靠地接通接通与分断能力：在规定的条件下可靠地接通和分断的电流值和分断的电流值,而不发生熔焊、飞弧现象。而不发生熔焊、飞弧现象。机械寿命：机械寿命：10001000万次以上万次以上 电气寿命：电气寿命：100100万次以上万次以上 操作频率：每小时的操作次数操作频率：每小时的操作次数 一般：一般：300300次次/h/h、600600次次/h/h、12001200次次/h/h返回1.2.4 1.2.4 继电器（继电器（RelayRelay）继电器的定义：继电器的定义：是一类通过检测各种电量（电流、电压是一类通过检测各种电量（电流、电压等）或非电量（温度、时间、速度、压力）的信

23、号变化等）或非电量（温度、时间、速度、压力）的信号变化使触点动作，来接通或断开使触点动作，来接通或断开小电流控制电路小电流控制电路的电器。广的电器。广泛地用于电动机或线路保护及生产过程自动化控制。泛地用于电动机或线路保护及生产过程自动化控制。继电器与接触器的区别：继电器与接触器的区别：继电器：用于控制电路，电流小，没有灭弧装置，可在继电器：用于控制电路，电流小，没有灭弧装置，可在电量或非电量的作用下动作。不分主、辅触点。电量或非电量的作用下动作。不分主、辅触点。接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一 般只能般只能在电压作用下动作。有主、辅触点之分。

24、在电压作用下动作。有主、辅触点之分。中间继电器中间继电器 时间继电器时间继电器 热继电器热继电器 压力继电器压力继电器 温度继电器温度继电器常用的继电器有：常用的继电器有：中间继电器中间继电器（Auxiliary relay）定义定义：在控制电路中起信号传递、放大等作用的继：在控制电路中起信号传递、放大等作用的继电器。它主要用来对外部开关量的接通能力和触点电器。它主要用来对外部开关量的接通能力和触点数量进行放大。数量进行放大。主要技术参数主要技术参数：额定电压额定电压 额定电流额定电流 触点数量触点数量 线圈电压种类和规格。线圈电压种类和规格。中间继电器的电气符号中间继电器的电气符号 文字符号

25、：文字符号：KAKA 图形符号：图形符号：吸引线圈常闭触点常开触点时间继电器时间继电器（Time-delay relay）定义：定义：当吸引线圈通电或断电后其触点经当吸引线圈通电或断电后其触点经过一定延时再动作的继电器。用于将定时过一定延时再动作的继电器。用于将定时信号转换为开关信号，能够按设定时间开信号转换为开关信号，能够按设定时间开闭控制电路。闭控制电路。分类分类:按延时方式分为按延时方式分为通电延时通电延时和和断电延时断电延时两种。两种。按动作原理分为按动作原理分为空气阻尼式、电子式、数空气阻尼式、电子式、数字式字式等等。时间继电器实物图空气阻尼式时间继电器电子式时间继电器数字式时间继电

26、器空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器 是利用空气阻尼原理是利用空气阻尼原理获得延时的，它由电获得延时的，它由电磁机构、延时机构、磁机构、延时机构、触头三部分组成。触头三部分组成。l-线圈 2-衔铁 3-活塞杆 4-弹簧 5-伞形活塞 6-橡皮膜 7-进气孔 8杠杆9、13-微动开关 10-螺钉 11恢复弹簧 12-出气孔空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器 结构示意图结构示意图通电延时型通电延时型工作原理工作原理 线圈线圈1 1通电后，吸下动衔铁通电后，吸下动衔铁2 2活塞活塞3 3因失去支撑，在释放因失去支撑，在释放弹簧弹簧4 4的作用下开始下降，带动伞形活塞的作用下开始下降，带动

27、伞形活塞5 5和固定在其上的橡皮和固定在其上的橡皮膜膜6 6一起下移，在膜上面造成空气稀薄的空间，活塞由于受到下一起下移，在膜上面造成空气稀薄的空间，活塞由于受到下面空气的压力，只能缓慢下降。经过一定时间后，杠杆面空气的压力，只能缓慢下降。经过一定时间后，杠杆8 8才能碰才能碰触微动开关触微动开关9 9，使常闭触头断开，常开触头闭合。可见，从电磁，使常闭触头断开，常开触头闭合。可见，从电磁线圈通电时开始到触头动作时为止，中间经过一定的延时，这就线圈通电时开始到触头动作时为止，中间经过一定的延时，这就是时间继电器的延时作用。延时长短可以通过螺钉是时间继电器的延时作用。延时长短可以通过螺钉1010

28、调节进气调节进气孔的大小来改变。空气阻尼式时间继电器的延时范围较大，可达孔的大小来改变。空气阻尼式时间继电器的延时范围较大，可达0.4180s0.4180s。当电磁线圈断电后，活塞在恢复弹簧。当电磁线圈断电后，活塞在恢复弹簧1111的作用下的作用下迅速复位，气室内的空气经由出气孔迅速复位，气室内的空气经由出气孔1212及时排出，因此，断电及时排出，因此，断电不延时。不延时。时间继电器的电气符号 文字符号：文字符号：KTKT 图形符号：图形符号：热继电器热继电器（Thermal relay）热继电器是一种保护电器，专门用来对电热继电器是一种保护电器，专门用来对电动机进行过载保护和断相保护动机进行

29、过载保护和断相保护,以防止电动以防止电动机过热损坏。机过热损坏。注意与熔断器相区别注意与熔断器相区别实物图实物图热继电器的基本机构及工作原理热继电器的基本机构及工作原理基本结构：基本结构：由加热元件、动由加热元件、动作机构、复位机构三大部分作机构、复位机构三大部分组成组成 。工作原理：工作原理：热继电器利用电热继电器利用电流的热效应原理以及发热元流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计，实现三件热膨胀原理设计，实现三相交流电动机的过载保护。相交流电动机的过载保护。但须指出的是，但须指出的是，由于热继电由于热继电器中发热元件有热惯性，在器中发热元件有热惯性，在电路中不能做瞬时过载保护，电路中不能

30、做瞬时过载保护，更不能做短路保护。更不能做短路保护。热元件串接在电动机定子绕组中，电动机绕组电流即热元件串接在电动机定子绕组中，电动机绕组电流即为流过热元件的电流。当电动机正常运行时，热元件为流过热元件的电流。当电动机正常运行时，热元件产生的热量只能使双金属片稍微弯曲，但还不足以使产生的热量只能使双金属片稍微弯曲，但还不足以使热继电器的触头动作。当电动机过载时，流过热元件热继电器的触头动作。当电动机过载时，流过热元件的电流增大，热元件产生的热量增加，使双金属片产的电流增大，热元件产生的热量增加，使双金属片产生弯曲的位移增大，经过一定时间后，双金属片推动生弯曲的位移增大，经过一定时间后，双金属片

31、推动导板使热继电器的触头动作，切断控制电动机所用的导板使热继电器的触头动作，切断控制电动机所用的接触器线圈电路，使电动机断电，停止运转，从而防接触器线圈电路，使电动机断电，停止运转，从而防止了因温升过高而使电动机绕组的绝缘被破坏。止了因温升过高而使电动机绕组的绝缘被破坏。热继电器的主要技术参数额定电流额定电流：可装入的热元件的最大额定电流值。：可装入的热元件的最大额定电流值。整定电流整定电流：指热元件能够长期通过而不致引起：指热元件能够长期通过而不致引起热热继电器动作的电流值。取继电器动作的电流值。取(0.95-1.05)I(0.95-1.05)I电机额定电机额定刻度电流调节范围刻度电流调节范

32、围：手动调节整定电流的范围。：手动调节整定电流的范围。可在一定范围内调节其整定电流，用来使热继可在一定范围内调节其整定电流，用来使热继电电器更好地实现过载保护。器更好地实现过载保护。热继电器的电气符号 文字符号：文字符号：FRFR 图形符号：图形符号：发热元件发热元件常闭触头常闭触头常开触头常开触头热继电器的选用热继电器的选用 热继电器的选择主要根据电动机的额定电热继电器的选择主要根据电动机的额定电流来确定热继电器的型号及热元件的额定流来确定热继电器的型号及热元件的额定电流等级。电流等级。满足电机的短时过载和起动要求满足电机的短时过载和起动要求 频繁起动的电机不宜采用热继电器保护，频繁起动的电

33、机不宜采用热继电器保护，而要选用半导体热敏元件进行保护。而要选用半导体热敏元件进行保护。返回1.2.5 1.2.5 开关电器开关电器 在对电气设备的带电部分进行维修在对电气设备的带电部分进行维修时，必须一直保持这些部分处于无电状时，必须一直保持这些部分处于无电状态，所以电气设备必须和电网脱开。开态，所以电气设备必须和电网脱开。开关电器就是广泛用于配电系统和电力拖关电器就是广泛用于配电系统和电力拖动控制系统中，动控制系统中，用做电源的隔离、电气用做电源的隔离、电气设备的保护设备的保护。主要有刀开关、低压断路。主要有刀开关、低压断路器等。器等。隔离开关（隔离开关（Switch-disconnect

34、or）隔离开关俗称刀开关或隔离刀，是一种结构最简单、应用最广泛的一种手动电器。主要用于电气线路中隔离电源，也可作为不频繁地接通和分断空载电路或小负载电路。实物图刀开关刀开关 基本结构及动作原理结构示意图实物图 安装时应注意安装时应注意：1.刀开关在合闸状态下手柄刀开关在合闸状态下手柄应该向上，不能倒装和平装，以防止闸刀应该向上，不能倒装和平装，以防止闸刀松动落下时误合闸；松动落下时误合闸；2.接线时，应将电源线接线时，应将电源线接在上端（进线端），负载线接在下端接在上端（进线端），负载线接在下端（出线端），这样，当刀开关关断时，闸（出线端），这样，当刀开关关断时，闸刀和熔丝均不带电、以保证更换

35、熔丝时的刀和熔丝均不带电、以保证更换熔丝时的安全。安全。刀开关的安装刀开关的安装刀开关的电气符号刀开关的电气符号文字符号：文字符号：QSQS图形符号：图形符号：单极三极刀熔开关低压断路器低压断路器(Circuit-breaker)定义：定义：低压断路器俗称为自动开关、空气开低压断路器俗称为自动开关、空气开关，是一种既有手动开关作用，又能自动进关，是一种既有手动开关作用，又能自动进行行短路短路、过载过载、欠压欠压保护的电器。保护的电器。作用：作用：用于不频繁地接通和分断线路正常工用于不频繁地接通和分断线路正常工作电流，也能在电路中流过故障电流时（短作电流，也能在电路中流过故障电流时（短路、过载、

36、欠电压等）在一定时间内断开故路、过载、欠电压等）在一定时间内断开故障电路。障电路。低压断路器的分类低压断路器的分类 按灭弧介质按灭弧介质分为分为 空气断路器（空气开关）空气断路器（空气开关）真空断路器（真空开关）真空断路器（真空开关）按极数按极数可分为可分为 单极、双极、三极、四极单极、双极、三极、四极 （可根据在不同的电路使用情况选用）（可根据在不同的电路使用情况选用）实物图实物图三极三极双极双极单极单极低压断路器的基本结构和工作低压断路器的基本结构和工作原理原理 当电路发生短路或产当电路发生短路或产生很大的过电流时，生很大的过电流时，过流过流脱扣器脱扣器6 6的衔铁被吸合，的衔铁被吸合，使

37、自动脱扣器机构动作；使自动脱扣器机构动作；当电路失压时，当电路失压时，失压脱扣失压脱扣器器1111的衔铁释放，也使自的衔铁释放，也使自动脱扣器机构动作；当电动脱扣器机构动作；当电路过载时，路过载时，热脱扣器热脱扣器的热的热元件元件1313产生的热量增加，产生的热量增加，使双金属片使双金属片1212向上弯曲，向上弯曲，推动自动脱扣器机构动作。推动自动脱扣器机构动作。低压断路器工作原理图 由由触头触头、灭弧系统灭弧系统和和各种脱扣器各种脱扣器组成组成低压断路器的电气符号 文字符号：文字符号：QFQF 图形符号图形符号 三极 单极1.2.6 1.2.6 熔断器熔断器 作用作用 熔断器串接在所保护电路

38、中，作为电路及用电熔断器串接在所保护电路中，作为电路及用电设备的短路和严重过载保护，主要用作短路保护。设备的短路和严重过载保护，主要用作短路保护。结构结构 熔体：由易熔金属材料铅、锌、锡及其合金制熔体：由易熔金属材料铅、锌、锡及其合金制 成，通常作成丝状和片状。成，通常作成丝状和片状。熔管（熔座）：由陶瓷、绝缘钢纸制成，在熔熔管（熔座）：由陶瓷、绝缘钢纸制成，在熔 体熔断时兼有灭弧作用，是装体熔断时兼有灭弧作用，是装 熔体的外壳。熔体的外壳。工作原理工作原理 正常工作时，正常工作时，I I IFU ，熔体不熔断，熔体不熔断当当I=I=（1.3-21.3-2）IFU ，熔体缓慢熔断，熔体缓慢熔断

39、当当I=I=（8-108-10）IFU ，熔体迅速熔断，熔体迅速熔断电流越大，熔断越快，称为电流越大，熔断越快，称为反时限特性反时限特性。通常取通常取2 2 IFU为熔断器的熔断电流，为熔断器的熔断电流，熔断时间为熔断时间为30-40S30-40S，因此，熔断器，因此，熔断器对轻度过载反应较迟钝，一般只能用作短路保护。对轻度过载反应较迟钝，一般只能用作短路保护。熔断器的保护特性曲线熔断器的保护特性曲线熔断器的分类熔断器的分类 按结构形式分类：按结构形式分类：a)a)瓷插式熔断器瓷插式熔断器 b)b)无填料封闭管式熔断器无填料封闭管式熔断器c)c)螺旋式熔断器螺旋式熔断器d)d)有填料封闭管式熔

40、断器有填料封闭管式熔断器（加速灭弧，提高熔断的分断能（加速灭弧，提高熔断的分断能力）力）熔断器的实物图、电气符号 文字符号：文字符号：FUFU 图形符号：图形符号：熔断器的主要技术参数及选用熔断器的主要技术参数及选用 额定电压额定电压 是指熔断器长期工作时和分断后是指熔断器长期工作时和分断后能够承受的电压。实际选用时其额定电压能够承受的电压。实际选用时其额定电压不要低于电路电压，但也不要过高，因为不要低于电路电压，但也不要过高，因为不同的电压等级的电器价格不同。不同的电压等级的电器价格不同。额定电流额定电流 是指熔断器长期工作时，各部件是指熔断器长期工作时，各部件温升不超过规定值时所能承受的电

41、流值。温升不超过规定值时所能承受的电流值。一个熔断器的额定电流等级下可以分装不一个熔断器的额定电流等级下可以分装不同额定电流等级的熔体同额定电流等级的熔体，但熔体的额定电，但熔体的额定电流最大不能超过熔断管的额定电流。流最大不能超过熔断管的额定电流。返回1.2.7 1.2.7 主令电器主令电器 自动控制系统中用于发布控制命令的电器自动控制系统中用于发布控制命令的电器称为主令电器。主令电器用于控制电路，不能称为主令电器。主令电器用于控制电路，不能直接分合主电路。直接分合主电路。主令电器种类繁多，按其作用可分为：主令电器种类繁多，按其作用可分为：按钮按钮 行程开关行程开关 接近开关接近开关 光电开

42、关光电开关 万能转换开关万能转换开关按钮按钮(Push-button)按钮又称控制按钮，是发出控制指令和信号的按钮又称控制按钮，是发出控制指令和信号的开关电器，是一种手动并且一般可以自动复位的主开关电器，是一种手动并且一般可以自动复位的主令电器。用于对接触器、继电器及其它电气线路发令电器。用于对接触器、继电器及其它电气线路发出指令。出指令。按钮按钮(Push-button)基本结构及工作原理基本结构及工作原理1324576结构示意图结构示意图6-按钮帽；7-复位弹簧；5-桥式动触头；3，4-常开（动合）触头；1，2-常闭（动断）触头；按钮的结构形式和颜色装配关系示意图按钮安装孔的直径 选择时应

43、根据所需的选择时应根据所需的触头数量触头数量、使用的场使用的场所所及及颜色颜色来确定。来确定。举例：举例：LA38-21D/209/G（长江电器）（长江电器）LA39（B）-22D/r31（上海二工）（上海二工）按钮的选用 文字符号：文字符号：SBSB 图形符号：图形符号：常开触点常开触点常闭触点常闭触点复合触点复合触点SBSBSB按钮的电气符号行程开关行程开关(Trip switch)定义定义 行程开关是一种依靠生产机械的行程行程开关是一种依靠生产机械的行程发出控制命令来控制生产机械的运动方向发出控制命令来控制生产机械的运动方向或行程长短的主令电器。或行程长短的主令电器。若将行程开关安装于生

44、产机械行程终点处，若将行程开关安装于生产机械行程终点处，起限位作用，则称为起限位作用，则称为限位开关限位开关。应用应用 广泛用于各类机床和起重机械中以控广泛用于各类机床和起重机械中以控制这些机械的行程。制这些机械的行程。行程开关行程开关(Trip switch)的种类的种类 工作原理与按钮类似，工作原理与按钮类似，只是它用运动部件上的撞块只是它用运动部件上的撞块来碰撞行程开关的推杆。来碰撞行程开关的推杆。直动式直动式滚轮式滚轮式行程开关的电气符号行程开关的电气符号 文字符号：文字符号：SQSQ 电气符号：电气符号：常开触点常开触点SQ常闭触点常闭触点SQ接近开关接近开关(Proximity s

45、witch)接近开关是一种无接触式物体检测装置。接近开关是一种无接触式物体检测装置。接近开关又称为接近开关又称为无触点行程开关无触点行程开关。接近开关是一种开关型传感器。兼有行程接近开关是一种开关型传感器。兼有行程开关和传感器的性能。动作可靠，使用寿开关和传感器的性能。动作可靠，使用寿命长。用于计数、位置检测、液位控制等。命长。用于计数、位置检测、液位控制等。接近开关接近开关(Proximity switch)的类型的类型 接近开关种类很多，工接近开关种类很多，工作原理都是通过其感测机构作原理都是通过其感测机构与被测物体间介质能量的变与被测物体间介质能量的变化来获取信号，将物理量变化来获取信号

46、，将物理量变换成电量，实现非电量向电换成电量，实现非电量向电量的转换。量的转换。分类分类电感型：电感型：检测金属检测金属电容型：电容型：检测金属、非金属检测金属、非金属 （木、纸、玻璃等）（木、纸、玻璃等）接近开关的参数接近开关的参数 技术参数技术参数：动作距离、类型、电源电压、输出方式。：动作距离、类型、电源电压、输出方式。选用参数选用参数：根据检测体材质选用。：根据检测体材质选用。电气符号电气符号 图形符号图形符号:文字符号文字符号:SQSQ(a)常开触点 (b)常开触点 光电开关(Photoelectric switch)光电开关又称为无接触检测和控制开关。它是利用物光电开关又称为无接触

47、检测和控制开关。它是利用物质对光束的遮蔽、吸收或反射等作用，对物体的位置、质对光束的遮蔽、吸收或反射等作用，对物体的位置、形状、标志、符号等进行检测。形状、标志、符号等进行检测。可以无接触地检测各种可以无接触地检测各种固体、液体、透明体、烟雾等物质。固体、液体、透明体、烟雾等物质。它具有体积小、功它具有体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗电磁干扰能力强等优点，广泛应用于各种生产设备中抗电磁干扰能力强等优点，广泛应用于各种生产设备中作为物体检测、液位检测、行程控制、产品计数、防盗作为物体检测、液位检测、行程控制、产品计数、防

48、盗报警等，成为自控系统和生产线中不可缺少的重要元件。报警等，成为自控系统和生产线中不可缺少的重要元件。按检测方式可分为按检测方式可分为反射式反射式、对射式对射式。返回1.2.8 1.2.8 其它电器其它电器1.指示灯指示灯(Indicator lamp)2.蜂鸣器蜂鸣器(Acoustical indicator)3.电磁阀电磁阀(Electromagnetically operated valve)指示灯指示灯(Indicator lamp)指示灯在各类电器设备及电气线路中用做指示信指示灯在各类电器设备及电气线路中用做指示信号、运行信号、事故信号及其他指示用信号。号、运行信号、事故信号及其他指

49、示用信号。指示灯的颜色有黄、绿、红、白、蓝等五种，使用指示灯的颜色有黄、绿、红、白、蓝等五种，使用时按时按GB4025GB4025指示灯和按钮的颜色指示灯和按钮的颜色规定的用途选规定的用途选用。用。指示灯的电气符号 文字符号：文字符号：HLHL 图形符号：图形符号：2.蜂鸣器蜂鸣器(Acoustical indicator)用于正常的操作信号（如设备起动前的警示）和设用于正常的操作信号（如设备起动前的警示）和设备异常现象（如过载、漏油等故障）的提示。蜂鸣备异常现象（如过载、漏油等故障）的提示。蜂鸣器的电气符号为器的电气符号为 HAHA3.电磁阀电磁阀(Electromagnetically o

50、perated valve)用于液压、气动执行元件的控制。用于液压、气动执行元件的控制。电磁阀线圈的电气符号为电磁阀线圈的电气符号为 YVYV 扩充：控制电器选用总结扩充：控制电器选用总结 主电路开关电器主电路开关电器系指用于电控、配电、系统主电路中的系指用于电控、配电、系统主电路中的开关电器及其组合，主要包括刀开关开关电器及其组合，主要包括刀开关(或刀形转换开关或刀形转换开关)、隔、隔离开关、熔断器、断路器、接触器等。离开关、熔断器、断路器、接触器等。这些开关电器在不同电路中有不同的用途和不同的配合关这些开关电器在不同电路中有不同的用途和不同的配合关系，其特征和主要参数也各不相同。选用主电路