第一篇 電氣控制原理,第一章 常用低壓電器,第一節(jié) 電器的基本知識,一電器的定義與分類 二電磁式電器的工作原理與結(jié)構(gòu)特點,低壓電器的定義,電器：是指能自動或手動接通和斷開電路，以及對電路或非電路現(xiàn)象能進行切換、控制、保護、檢測、變換和調(diào)節(jié)的元件。 低壓電器：通常是指交流1200V及以下與直流1500V及以下電路中起通斷、控制、保護和調(diào)節(jié)作用的電氣設(shè)備,低壓電器的分類,按控制作用分類 執(zhí)行電器 用來完成某種動作或傳遞功率。例如：電磁鐵。 控制電器 用來控制電路的通斷。例如：開關(guān)、繼電器。 主令電器 用來控制其它自動電器的動作，以發(fā)出控制“指令”。例如：按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。 保護電器 用來保護電源、電路及用電設(shè)備，使它們不致在短路、過載狀態(tài)下運行，免遭損壞。例如：熔斷器、熱繼電器等。 按動作方式分 自動切換電器 按照信號或某個物理量的變化而自動動作的電器。例如：接觸器、繼電器等。 非自動電器 通過人力操作而動作的電器。例如：開關(guān)、按鈕等 。 按動作原理分類 電磁式電器 它是根據(jù)電磁鐵的原理工作的。例如：接觸器、繼電器等。 非電磁式電器 它是依靠外力（人力或機械力）或某種非電量的變化而動作的電器。例如：行程開關(guān)、按鈕、速度繼電器、熱繼電器等。,電磁式電器的工作原理與結(jié)構(gòu)特點,電磁機構(gòu) 電磁機構(gòu)是電器元件的感受部件，它的作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成為機械能并帶動觸點閉合或斷開。它通常采用電磁鐵的形式，由電磁線圈、靜鐵心（鐵心）、動鐵心（銜鐵）等組成，其中動鐵心與動觸點支架相連。 觸頭系統(tǒng) 觸頭系統(tǒng)屬于執(zhí)行部件 。它的作用是通過觸點的開、閉來通、斷電路的 。 滅弧裝置 電?。菏侵赣|頭在閉合和斷開（包括熔體在熔斷時）的瞬間，都會在觸頭間隙中由電子流產(chǎn)生弧狀的火花，這種由電氣原因造成的火花。,電磁機構(gòu),結(jié)構(gòu)形式（三種） 吸引線圈：直流-瘦長型，無骨架；交流-矮胖型有骨架 鐵心：直流-整塊鋼材；交流-硅鋼片疊鉚,電磁吸力與吸力特性,電磁吸力 FAT=f(時間、氣隙) ，吸力特性FAT=f(氣隙) 氣隙固定 交流線圈FAT是變量，直流線圈FAT是恒定 氣隙變化 交流線圈FAT氣隙變化前后稍有變化 直流線圈FAT氣隙變化前后變化較大,觸頭系統(tǒng)：作用：執(zhí)行部分 材料：銅和銀 型式：橋式和指形,觸頭系統(tǒng),電弧與滅弧,產(chǎn)生原因：氣體電離放電 后果：燒觸頭 滅弧方法：1)電動力滅弧-交流接觸器 2）磁吹滅弧-直流接觸器 3）柵片滅弧-交流電器 4）窄縫滅弧（滅弧罩）-交流、直 流接觸器,第二節(jié) 開關(guān)電器,刀開關(guān) 轉(zhuǎn)換開關(guān) 斷路器 漏電開關(guān),刀開關(guān),作用：手動；不頻繁通斷電路；隔離 類型 ：大電流開關(guān)、開啟式開關(guān)（HK2）、封閉式開關(guān)、 刀熔開關(guān),圖1-7 膠蓋瓷底刀開關(guān)的結(jié)構(gòu) 1出線盒 2熔絲 3動觸頭 4手柄 5靜觸頭 6電源進線座 7瓷座 8膠蓋 9接用電器,1 組成：手柄、觸刀、靜插座、底板,參數(shù)：額定電壓、額定電流、通斷能力、動穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流,選擇1）額定電壓=電路電壓 2）額定電流=電路電流 3）類型 使用注意事項：安裝方向和上下接線端 圖形符號,第三節(jié) 熔斷器,作用：短路保護和嚴重過載 工作原理：熔斷器是串聯(lián)連接在被保護電路中的，當(dāng)電路電流超過一定值時，熔體因發(fā)熱而熔斷，使電路被切斷，從而起到保護作用 類型：插入式RC1A 螺旋式RL1 封閉管式（無填料RM10和有填料RT0） 新型,熔斷器選擇、圖形符號與文字符號,熔斷器的選用主要包括類型選擇和熔體額定電流的確定 類型選擇 使用場合 安裝條件 負載要求 熔體額定電流選擇 1、電阻性負載或照明電路，這類負載起動過程很短，運行電流較平穩(wěn)，一般按負載額定電流的11.1倍選用熔體的額定電流，進而選定熔斷器的額定電流 2、電動機等感性負載，這類負載的起動電流為額定電流的47倍，一般選擇熔體的額定電流為電動機額定電流的1.52.5倍。這樣一般來說,熔斷器難以起到過載保護作用,而只能用作短路保護,過載保護應(yīng)用熱繼電器才行。 對于多臺電動機,要求多臺IFU（1.52.5）INMAX+IN 式中IFU熔體額定電流（A）, INMAX最大一臺電動機的額定電流（A） 3、為防止發(fā)生越級熔斷，上、下級（供電干、支線）熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合，為此，應(yīng)使上一級（供電干線）熔斷器的熔體額定電流比下一級（供電支線）大12個級差。 圖形符號與文字符號,第四節(jié) 主令電器,主令電器是控制系統(tǒng)中專用發(fā)布控制指令的電器 常用主令電器：控制按鈕 行程開關(guān)和接 近開關(guān) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 主令控制器和凸輪控制器,控制按鈕,是一種簡單的手動開關(guān)， 通常用于發(fā)出操作信號， 接通或斷開電流較小的控制電路， 以控制電流較大的電動機或其他電氣設(shè)備的運行。 按鈕的結(jié)構(gòu)和圖形符號,控制按鈕常用型號（撳鈕式，緊急，鑰匙，旋轉(zhuǎn)）,位置開關(guān) （行程開關(guān)和接近開關(guān)）,行程開關(guān)的功能是相應(yīng)于移動機械的位置產(chǎn)生電信號,接近開關(guān) （無觸點開關(guān)）,接近并關(guān)又稱無觸點行程開關(guān)，它具有工作可靠、壽命長、精度高等優(yōu)點。它的用途除行程控制和限位保護外，還可作為檢測金屬變換運動方向、檢測零件尺寸、液面控制及用作無觸點無噪聲、動作靈敏、體積小、耐振、操作頻率簡和定位 常用型號 高頻振蕩型（LJ2、3SG） 電容型 永磁型 （接近開關(guān)以高頻振蕩型最常用它占全部接近開關(guān)產(chǎn)量的80以上。） 外型與圖形符號、文字符號,萬能轉(zhuǎn)換開關(guān),外形圖與結(jié)構(gòu)示意圖,圖1-12 LW12萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)外形圖,萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)圖形符號與文字符號（SA）,第五節(jié)接觸器,接觸器能頻繁的接通或斷開交直流主電路 具有低壓釋放的功能 分為交流接觸器和直流接觸器兩種 交流接觸器 結(jié)構(gòu)：電磁機構(gòu)(直動式、轉(zhuǎn)動式)， 觸頭系統(tǒng)（主、副）， 滅弧裝置， 其他部件,主觸點接線,控制線圈接線,線圈,交流接觸器結(jié)構(gòu)圖,直流接觸器結(jié)構(gòu)：區(qū)別交流接觸器,直流接觸器,接觸器主要參數(shù) 與常用系列,主要參數(shù) 額定電壓：主觸頭（220、380、660） 額定電流：主觸頭 （10800） 線圈電壓（/36、127、220、380/-24、48） 其他（操作頻率、機械和電氣壽命等） 常用系列 交流 CJ10 CJX1 B LC1-D 直流 CZ0 CZ18,型號意義,接觸器圖形符號與文字符號,接觸器選擇,類型 額定電壓 額定電流 線圈電壓與頻率,接觸器型號含義,第六節(jié)繼電器,一 定義和分類 繼電器是一種根據(jù)電或非電信號的變化來接通或斷開小電流電路的自動控制電器。電磁式 ：電壓繼電器，電流繼電器，中間繼電器 ，時間繼電器 非電量 ：速度繼電器 ，熱繼電器，（時間繼電器）溫度繼電器 等 二 電壓繼電器，電流繼電器，中間繼電器 1：電流繼電器KI-與被控制電路串聯(lián)，以反映電路電流的變化。有欠電流和 過電流兩種 2：電壓繼電器KV-與被控制電路并聯(lián)以反映電路電壓的變化。根據(jù)動作電壓的大小有過電壓、欠電壓、零電壓之分 3：中間繼電器KA -實質(zhì)上為電壓繼電器。但觸頭對數(shù)較多，觸頭容量較大（額定電流5-10A），動作靈敏 電磁式繼電器與接觸器異同 結(jié)構(gòu)與工作原理和接觸器基本相同 ；對反應(yīng)對象、控制對象、觸點數(shù)量、滅 弧裝置繼電器與接觸器不同，觸發(fā)器 的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的 觸頭只能通過小電流。中間繼電器只能用于控制電路中 圖形符號與文字符號,三 速度繼電器,用途 速度繼電器主要用于籠型異步電動機的反接制動控制。 結(jié)構(gòu)及工作原理 符號,a）外形 b）結(jié)構(gòu)圖,四 時間繼電器,作用：利用電磁原理或機械動作原理實現(xiàn)觸頭延時接通或斷開的自動控制電器，用于控制動作時間 類型：空氣式、電子式、（電磁式、電動式） 空氣式時間繼電器 圖形符號與文字符號（KT）,通電延時,線圈通電,輔助觸頭動作,T秒后,延時觸頭動作,空氣式時間繼電器示意圖,通 電 式,瞬 時 動 作,延 時 動 作,常閉觸點,常開觸點,常開 通電后 延時閉合,常閉 通電后 延時斷開,時間繼電器觸頭類型,五 熱繼電器,作用：利用電流的熱效應(yīng)制成的保護電器 功能：過載保護 外型,a） 外形 b）結(jié)構(gòu)圖 電流整定裝置 2主電路接線柱 3復(fù)位按鈕 4常閉觸頭 5動作機構(gòu) 6熱元件 31常閉觸頭接線柱 32公共動觸頭接線柱 33常開觸頭接線柱,熱繼電器圖形符號及文字符號：,圖形符號,串聯(lián)在主電路中,串聯(lián)在控制電路中,熱繼電器選擇,1、類型 熱繼電器有單相、二相及三相式，其中三相式還分為有斷相保護（用于電動機連接情況）和無斷相保護的。 2、熱元件額定電流和整定電流 每一種熱繼電器可裝不同額定電流的熱 元件，整定電流，發(fā)熱元件不變形產(chǎn)生動作,電氣控制圖的繪制規(guī)則,原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分：主電路就是從電源到電動機大電流通過的路徑。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號電路及保護電路等，由繼電器和接觸器的線圈、繼電器的觸點、接觸器的輔助觸點、按鈕、照明燈、信號燈、控制變壓器等電器元件組成。 控制系統(tǒng)內(nèi)的全部電機、電器和其它器械的帶電部件，都應(yīng)在原理圖中表示出來。 原理圖中各電器元件不畫實際的外形圖，而采用國家規(guī)定的統(tǒng)一標準圖形符號，文字符號也要符合國家標準規(guī)定。 原理圖中，各個電氣元件和部件在控制線路中的位置，應(yīng)根據(jù)便于閱讀的原則安排。同一元器件的各個部件可以不畫在一起。例如，接觸器、繼電器的線圈和觸點可以不畫在一起。 圖中元件、器件和設(shè)備的可動部分，都按沒有通電和沒有外力作用時的開閉狀態(tài)畫出。例如，繼電器、接觸器的觸點，按吸引線圈不通電狀態(tài)畫；主令控制器、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)按手柄處于零位時的狀態(tài)畫；按鈕、行程開關(guān)的觸點按不受外力作用時的狀態(tài)畫等。 電氣元件應(yīng)按功能布置，并盡可能按水平順序排列，其布局順序應(yīng)該是從上到下，從左到右。電路垂直布置時，類似項目宜橫向?qū)R；水平布置時，類似項目應(yīng)縱向?qū)R。 電氣原理圖中，有直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點，要用黑圓點表示；無直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點不畫黑圓點。,電氣原理圖圖面區(qū)域的劃分和符號位置的索引,符號位置的索引 圖號 頁次 圖區(qū)號 見圖上方：1、2、13圖區(qū)號 圖區(qū)號下方：對應(yīng)的元件或電路功能,圖1-8,第二節(jié) 三相籠型異步電動機全壓啟動控制線路,一 單相全壓啟動控制線路 1、起保停電路 1）工作原理（自鎖） 起動（SB2） 停止（SB1） 2）保護環(huán)節(jié) 短路 過載 欠電壓保護與失電壓保護,C,控制電路,2、點動控制,3、點動+連續(xù)控制,KM,二、 電動機正反轉(zhuǎn)控制線路,KM反,*必須保證兩個接觸器不能同時工作!,正轉(zhuǎn),停止,反轉(zhuǎn),1、正-停-反,正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn),熔焊,2、正-反-停（雙重互瑣）,A,C,FR,正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn),3、行程控制,4、順序控制,第三節(jié) 三相籠型異步電動機減壓起動控制線路,減壓起動的目的與方法 目的：減小起動電流，當(dāng)P10KW或（3/4+電源容量/4*P） <起動電流/電機額定電流，考慮減壓起動。 方法：1、定子串電阻 2、Y-減壓起動控制線路 3、自耦變壓器減壓起動控制線路 4、延邊三角形減壓起動控制線路,一定子串電阻減壓起動控制線路,1、工作原理分析（b圖） ）合上QS ， 按下SB2 ，KM1線圈吸合 ， KM1主觸點 閉合-電動機M串電阻減壓運轉(zhuǎn)、KM1輔助常開觸點閉合-自鎖 、KT線圈吸合-KT延時時間，延時到， KT常開觸點閉合，KM2線圈吸合，KM2主觸點閉合電動機-M全壓運轉(zhuǎn)、KM2輔助觸點斷開KM1、KT線圈失電，KM2輔助觸點閉合-自鎖。 ）按下SB1，KM2線圈斷電，KM2主觸點、輔助觸點斷開，電動機M停止。2、特點,二Y-減壓起動控制線路,定義：起動電動機接成Y，運行時電動機 接成， 條件：1、電動機運行時允許接成 2、電動機有6個出線端 3、空載或輕載（起動電流和起動轉(zhuǎn)矩 為1/3） 特點：線路簡單，操作方便；起動轉(zhuǎn)矩小,KM,FU,Q,FR,A,x,B,y,C,z,主電路,電機的Y起動主電路,按SB2KM、KM-Y通電，Y起動；,按SB3KM-Y斷電KM-通電，運行。,Y 起動控制電路（按鈕控制）,按SB2KM、KM-Y通電，Y起動,延時t后KM-Y斷電、KM-通電，運行,Y 起動控制電路（時間繼電器控制）,第六節(jié) 三相異步電動機制動控制線路,制動方法：機械制動和電氣制動 異步電動機制動方法：反接制動、能耗制動、再生發(fā)電制動 實質(zhì)：M與n相反,一 反接制動控制線路,二 能耗制動控制電路 （時間控制）,（速度原則）,無變壓器單管能耗制動控制電路,第八節(jié) 電氣控制的保護環(huán)節(jié),常用的保護環(huán)節(jié)： 1、電流型保護短路、 過流、過載 2、電壓保護過壓、失壓 3、其它保護弱滋、超速、 極限保護等,短路保護,過電流保護,過載保護,1、 采用熱繼電器作為過載保護元件。 2、 由于熱慣性的關(guān)系，熱繼電器不會 受短路電流的沖擊而瞬時動作 3、 當(dāng)有810倍額定電流通過熱繼電器時，有可能使熱繼電器的發(fā)熱元件燒壞，所以，在使用熱繼電器作過載保護時，還必須裝有熔斷器或過流繼電器配合使用。,失壓保護與欠壓保護,1、 常用電磁式電壓繼電器實現(xiàn)欠壓保護 2、 失壓保護采用接觸器的自鎖控制電路來實現(xiàn),分析保護環(huán)節(jié)68,