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1、,01,02,03,04,电路元件,气路元件,接线规范,结束,目 录 / 低压元器件,低压电器元件介绍,一、低压电器的概述 二、主令开关 三、断路器 四、继电器 五、交流接触器 六、热继电器 七、熔断器 八、开关电源 九、指示灯,电器基础知识 电器控制系统都是由用电设备、控制电器和保护电器组成的。用来控制用电设备工作状态的电器称为控制电器。用来保护电源和用电设备的电器称为保护电器。在低压供电系统中使用的电器称为低压电器。 低压电器是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电路对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备。控制电器按其工作电压的高低，以交流
2、1200V、直流1500V为界，可划分为高压控制电器和低压控制电器两大类。,一、低压电器概述,、电器的分类 电器的用途广泛、职能多样，因而品种规格繁多，构造及工作原理各异。有各种的分类方法。 一、按总做电压高低分： 1、高压电器额定电压3及以上的电器； 2、低压电器交、直流电压1200V及以下的电器。 低压电器按它在电气线路中的地位和作用可分为低压配电电器和低压控制电器两大类。低压配电电器主要有刀开关、转换开关、熔断器和自动开关等；低压控制电器主要有接触器、继电器、主令电器和电磁铁等。 二、按执行功能分： 1、有触点电器有可分离的动触点和静触点，利用触点的接触和分离来实现电路的通段； 2、无触
3、点电器没有触点，主要利用晶闸管的开关效应，即导通或截止来实现电路的通段。,、常用术语 1、闭合时间：开关电器从闭合操作开始瞬间到所有极的触点都接通瞬间为止的时间间隔。 2、断开时间：开关电器从断开操作开始瞬间到所有极的触点都分开瞬间为止的时间间隔。 3、通断时间：从电流在开关电器一个极瞬间起到所有极的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔。 4、分断能力：电器在规定的条件下，能在给定的电压下分断的预期分断电流值。 5、接通能力：开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下接通的预期接通电流值。 6、通断时间：开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下分断的预期电流值。,二、主令电器,作用：发送控制命令或信号
4、的电器； 分类：控制按钮开关、转换开关、安全光栅、行程开关、接近开关、光电开关、磁性开关,1、控制按钮 按钮是手动控制电器的一种，用来发出信号来接通或断开控制电路。,图1：控制按钮示意图,图1是按钮的结构示意图和图文符号,图(a)中1、2是常闭(动断)触点，3、4是常开(动合)触点，5是复位弹簧，6是按钮帽。图(b)为图文符号。,图2：按钮实例图片示例,按钮颜色要求： (1)、“停止”和“急停”按钮常用红色； (2)、“启动”按钮的颜色常使用绿色； (3)、“启动”和“停止”交替动作，按钮一般使用黑色、白色或者灰色； (4)、“点动”按钮的颜色常使用黑色； (5)、“复位”按钮的颜色常使用黄色
5、或蓝色；,2、转换开关（组合开关）,功能：常用在机床的控制电路中，作为电源的引入开关或是自我控制小容量点动机的直接起动、反转、调速和停止的控制开关等。,类型：组合开关有单极、双极和多极之分； 结构：它由动触片、静触片、转轴、手柄、凸轮、绝缘杆等部件组成。当转动手柄时，每层的动触片随转轴一起转动，使动触片分别和静触片保持接通和分断。为了使组合开关在分断电流时迅速熄弧，在开关的转轴上装有弹簧，能使开关快速闭合和断开。,转换开关图形符号和文字符号：,3、行程开关,行程开关又称限位开关，用于机械设备运动部件的位置检测，是利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制指令，以控制其运动方向或行程的主令电器。
6、行程开关从结构上可分为操作机构、触头系统和外壳三部分。图2.2为行程开关的外形及结构图，图中的单轮和径向传动杆式行程开关可自动复位，而双轮行程开关则不能自动复位。行程开关结构如图(b)所示，当移动物体碰撞推杆或滚轮时，通过内部传动机构使微动开关触头动作，即常开、常闭触点状态发生改变，从而实现对电路的控制作用。,图2.2：行程开关及结构示意图 (a)外形； (b)结构；,图2.4：行程开关的图形和文字符号 (a)常开触点；(b)常闭触点；,4、接近开关,接近开关又称无触点行程开关，它是一种非接触型的检测装置。 作用：可以代替行程开关完成传动装置的位移控制和限位保护，还广泛用于检测零件尺寸，测速和
7、快速自动计数以及加工程序的自动衔接等。它能在一定的距离（几毫米到几十毫米）内检测有无物体靠近，当物体与其接近到设定的距离时，就可以发出“动作”信号。 特点：工作可靠、寿命长、功耗低、重复定位精度高、灵敏度高、频率响应快以及适应恶劣的工作环境等。 分类：按工作原理分为高频振荡型、电容型、永久磁铁型、霍尔效应型。,接近开关外形图片：,输出状态：常开/常闭型接近开关 当无检测物体时，对常开型接近开关而言，由于接近开关内部的输出三极管截止，所接的负载不工作（失电）；当检测到物体时，内部的输出三极管导通，负载得电工作。 对常闭型接近开关而言，当未检测到物体是，三极管反而处于导通状态，负载得电工作；反之则
8、失电。,常用的输出形式有：NPN型二线，NPN型三线，NPN型四线，PNP型二线，PNP型三线，PNP型四线，DC二线，AC二线等具体用法可以参照其说明书和其接线电路图。 接近开关的接线方法举例：以NPN、常开型为例来说明接线方法；,OUT端与GND端的压降Uces约为0.3V，流过KA的电流IkA=(Vcc-0.3)/RkA。若IKA大于KA的额定吸合电流，则KA能够可靠吸合。,图2.5：接近开关接线示意图；,5、光电开关,U型光电开关，槽型对射式观点开关，是一款红外线感应光电产品，由红外线发射管和红外线接收管组合而成。 U型 光电开关示意图：,图2.5：光电开关工作示意图；,U型光电的工作
9、原理： 发射器和接收器于一体的光电传感器，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了检测到的开关信号。槽式光电开关比较安全可靠，适合检测高速变化，分辨透明与半透明物体，并且可以调节灵敏度。,图2.6：光电开关接线图,6、安全光栅,光电安全装置通过发射红外线，产生保护光幕，当光幕被遮挡时，装置发出遮光信号，控制具有潜在危险的机械设备停止工作，避免发生安全事故。 安装光电安全保护装置，可以有效地避免安全事故的发生，避免操作工人及第三方的危险，减少事故综合成本，有利于公司自身、操作工人及社会 接线方法见电路图纸P24。,7、磁性开关,磁性
10、开关的工作原理,磁性开关是用来检测气缸活塞位置的：即检测活塞的运动行程的。它可分为有接点型和无接点型两种。,当随气缸移动的磁环靠近感应开关时，感应开关的两根磁簧片被磁化而使触点闭合，产生电信号；当磁环离开磁性开关后，舌簧片失磁，触点断开，电信号消失。这样可以检测到气缸的活塞位置从而控制相应的电磁阀动作。,无接点式感应开关从结构和原理上与有接点式感应开关都有本质的区别，它是通过对内部晶体管的控制，来发出控制信号。当磁环靠近感应开关时，晶体管导通，产生电信号；当磁环离开磁性开关后，晶体管关断，电信号消失。最大感应点如左图。,无接点电晶体型NPN、PNP型,无接点NPN型,无接点PNP型,只能用于直
11、流电源，多为三线式； NPN和PNP在继电器回路使用时应注意接线的差异； 配合PLC使用时应注意正确地选型。,三、断路器,1、断路器(Circuit Breaker)又称空气开关或自动开关。在功能上，对电路进行过载、短路、欠电压保护，用于不频繁分、合电路。典型的低压短路器结构原理。它主要由触头系统、灭弧装置、保护系统和操作机构组成。,图3.1：塑壳式低压断路器,图3.2：万能式低压断路器结构图,2、断路器工作原理：主触头2为常开触头，用于接通和分断主电路，串联在三相回路中，右图所示为主触头处于闭合位置，此时，传动杆3由锁扣4钩住，分断弹簧1被拉伸，过电流脱扣器5串联于主电路，在主电路电流为正常
12、值时，过电流脱扣器的衔铁出去打开位置，当主电路电流超过规定值时衔铁被吸合，顶杆向上将锁扣顶开分断弹簧1使主触头断开。,图3.3：低压短路器的工作原理图 1分段弹簧；2主触头；3传动杆； 4锁扣；5过电流脱扣器； 6欠电压脱扣器；7分励脱扣器；,欠电压脱扣器6并联于主电路，在主电路电压正常时，其衔铁吸合， 当电路电压低于规定值时，其衔铁释放，顶杆也将锁扣4顶开，使主电路 断开。 分励脱扣器7由控制电源供电，它可以根据操作人员的命令或其他信 号使线圈通电，衔铁吸合，顶杆向上将锁扣4顶开，使主触头断开。,3、低压断路器型号及其含义,图3.4：低压断路器型号及其含义,四、继电器,中间继电器图片实例,图
13、4.1：中间继电器,中间继电器的结构和工作原理,中间继电器就是个继电器，它的原理和交流接触器一样，都是由 固定铁芯、动铁芯、弹簧、动触点、静触点、线圈、接线端子和外壳 组成。线圈通电，动铁芯在电磁力作用下动作吸合，带动动触点动作 ，使常闭触点分开，常开触点闭合；线圈断电，动铁芯在弹簧的作用 下带动动触点复位,中间继电器文字符号：KA （K）；,中间继电器图形符号：,图4.2：继电器图形符号；,中间继电器的用途： (1)、代替小型接触器，中间继电器的触点具有一定的带负荷能力，当负载容量比较小时，可以用来替代小型接触器使用，比如电动卷闸门和一些小家电的控制。 (2)、增加接点数量，这是中间继电器最
14、常见的用法，例如，在电路控制系统中一个接触器的接点需要控制多个接触器或其他元件时而是在线路中增加一个中间继电器。 (3)、增加接点容量，我们知道，中间继电器的接点容量虽然不是很大，但也具有一定的带负载能力，同时其驱动所需要的电流又很小，因此可以用中间继电器来扩大接点容量。比如一般不能直接用感应开关、三极管的输出去控制负载比较大的电器元件。而是在控制线路中使用中间继电器，通过中间继电器来控制其他负载，达到扩大控制容量的目的。 (4)、转换接点类型，在工业控制线路中，常常会出现这样的情况， 控制要求需要使用接触器的常闭接点才能达到控制目的，但是接触器本身所带的常闭接点已经用完，无法完成控制任务。这
15、时可以将一个中间继电器与原来的接触器线圈并联，用中间继电器的常闭接点去控制相应的元件，转换一下接点类型，达到所需要的控制目的。,固态继电器 固态继电器是一种具有类似电磁式继电器功能，输入回路与输出回路隔离，无机械运动机构的继电器，由于是无触点结构，因此称为固态继电器。由半导体器件或电子电路功能块与电磁式继电器组成的继电器称为混合式固态继电器。固态继电器与电磁式相比有明显的优点。,固态继电器的优点： 1、无运动零件，因此动作速度快，接触可靠，抗震动、冲击性能好，无动作噪声。 2、无燃弧触点，对其他电路干扰小，没有因火花而引起爆炸的危险。 3、输入功率小，灵敏度高。 4、容易做成多功能继电器。 5
16、、使用寿命长。,五、交流接触器,1、交流接触器图片,图5.1：交流接触器图实例,图5.2 接触器工作原理图；,3、交流接触器文字符号：KM,4、交流接触器图形符号：,图5.3 交流接触器图形符号,接触器主触头-用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置） 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） 接触器线圈-连接于控制电路,六、热继电器,1、热继电器图例,图6.1：热继电器图例,2、热继电器工作原理 发热元件接入电机主回路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。起到过载保护的作用。,3、热继电器结构由双金属片、热元件、动作机构、触头系统、整定调整装置和手动复位装置组成。示意图如图6.2.,图6.2 热继电器结构,图6.3 热继电器符号,4、热继电器图形符号，其中图(a)是热元件，串联在主回路当中，图（b）是常闭触点，串联于控制回路中。,七、熔断器,熔断器是一种在短路或严重过载时利用熔化作用而切断电路的保护电器，它主要由熔体和熔断管组成。其中熔体既是
