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1、1 1 电气控制与电气控制与PLCPLC原理原理 杭州电子科技大学杭州电子科技大学 自动化分院自动化分院 第一章第一章 常用低压电器常用低压电器 主讲：周亚军 问题问题 三相异步电动机单向全压起动电路主三相异步电动机单向全压起动电路主 电路、控制电路构成？电路、控制电路构成？ 你所知道的低压电器你所知道的低压电器 2 2 3 3 1-11-1 低压电器概述低压电器概述 电气控制原理图电气控制原理图 4 4 交流电机 熔丝 交流接触器 热继电器 刀开关 按钮开关 1-11-1 低压电器概述低压电器概述 电气控制原理图电气控制原理图 5 5 1-11-1 低压电器概述低压电器概述 电气控制原理图电
2、气控制原理图 6 6 1-11-1低压电器概述低压电器概述 控制电器的分类及作用 中间继电器 继电器 热继电器 溶丝 交流接触器 主令开关 行程开关 压力继电器 接近开关开关 空气开关 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 6 5 主控器件 保护器件 控制器件 发信器件 信号器件 辅助器件 变压器 指示灯 7 7 1-21-2常用低压电器常用低压电器低压隔离器（低压隔离器（刀开关） 低压刀开关、熔断器式刀开关和组合开关 作用：低压配电设备中隔离电源和小容量 负载非频繁启动的操作开关 8 8 QS 图形符号文字符号 三极闸刀开关 用在照明电路和小容量（5.5kW）、不频繁起动的动力电路的控 制
3、电路中。无灭弧装置 考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择 ： （35)*异步电机额定电流 *低压刀开关 9 9 熔断器式刀开关熔断器式刀开关 作用：大短路电流作用：大短路电流 的配电网络、电的配电网络、电 动机电路作为电动机电路作为电 源开关、隔离开源开关、隔离开 关，并可作短路关，并可作短路 保护保护 组成：触头系统、组成：触头系统、 熔体、灭弧室、熔体、灭弧室、 底座、塑料防护底座、塑料防护 盖等盖等 HG1系列熔断器式隔离器 HR3熔断器式刀开关 1010 组合开关（转换开关） QS 图形符号文字符号 M 3 用组合开关起停电动机的接线图用组合开关起停电动机的接线图 刀片
4、(动触片)可转动能 组成各种不同的线路。 1111 手柄 转轴 用组合开关起停电动机的接线图 M 3 静触片 动触片 转动手柄，转轴就可以 带动三个动触片将三对静 触 片(彼此相差一定角度)同时 接通或断开。 1212 1-31-3常用低压电器常用低压电器 自动开关自动开关（低压断路器低压断路器） QF 图形符号文字符号 三极断路器 1313 低压断路器（自动空气断路器、自动开关）低压断路器（自动空气断路器、自动开关） 低压断路器又称自动空 气开关或自动开关。 它相当于刀开关、熔断器 、热继电器、过电流继电 器和欠电压继电器的组合 ，除能完成接通和分断电 路外还能自动进行欠压、 失压、过载和短
5、路保护。 它对线路、电器设备及电 动机实行保护。是低压配 电网中的一种重要保护电 器。 1414 1、9弹簧 2触点 3锁键 4搭钩 5轴 6过电流脱扣器 7杠杆 8、10衔铁 11欠电压脱扣器 12双金属片 13电阻丝 1515 1-31-3常用低压电器常用低压电器 自动开关自动开关（断路器）（断路器） 工作原理： 脱扣器是自动开关的主要保护装置 ，包括电磁脱扣器（作短路保护）、 热脱扣器（作过载保护）、失压脱扣 器以及由电磁和热脱扣器组合而成的 复式脱扣器等种类。 电磁脱扣器的线圈串联在主电路中 ，若电路或设备短路，主电路电流增 大，线圈磁场增强，吸动衔铁，使操 作机构动作，断开主触点，分
6、断主电 路而起到短路保护作用。 电磁脱扣器有调节螺钉，可以根据 用电设备容量和使用条件手动调节脱 扣器动作电流的大小。 热脱扣器是一个双金属片热继电器 。它的发热元件串联在主电路中。当 电路过载时，过载电流使发热元件温 度升高，双金属片受热弯曲，顶动自 动操作机构动作，断开主触点，切断 主电路而起过载保护作用。 图1-4 自动开关的原理图 1、9弹簧 2触点 3锁键 4搭钩 5轴 6过电流脱扣器 7杠杆 8、10衔铁 11欠 电压脱扣器 12双金属片 13电阻丝 1616 1-31-3常用低压电器常用低压电器自动开关自动开关（断路器）（断路器） 从结构、用途来分从结构、用途来分: :万能式（又
7、称框架式，国万能式（又称框架式，国 际上通称际上通称ACBACB）和塑料外壳式）和塑料外壳式 国际上通称国际上通称MCCBMCCB， MCBMCB（小型）（小型） 两大类。两大类。 万能式断路器容量较大，通过辅助接点可实万能式断路器容量较大，通过辅助接点可实 现远方遥控和智能化控制。其额定电流为现远方遥控和智能化控制。其额定电流为630630 5000A5000A。一般用于变压器。一般用于变压器400V400V侧出线总开关、母侧出线总开关、母 线联络开关或大容量馈线开关和大型电动机控制线联络开关或大容量馈线开关和大型电动机控制 开关。开关。 1717 1-31-3常用低压电器常用低压电器自动开
8、关自动开关（断路器）（断路器） 从结构、用途来分从结构、用途来分: :万能式（又称框架式，国万能式（又称框架式，国 际上通称际上通称ACBACB）和塑料外壳式）和塑料外壳式 国际上通称国际上通称MCCBMCCB， MCBMCB（小型）（小型） 两大类。两大类。 塑壳式断路器的主要特征是，所有部件都安塑壳式断路器的主要特征是，所有部件都安 装在一个塑料外壳中，没有裸露的带电部分，提装在一个塑料外壳中，没有裸露的带电部分，提 高了使用的安全性。塑壳断路器一般用于配电馈高了使用的安全性。塑壳断路器一般用于配电馈 线控制和保护、小型配电变压器的低压侧出线总线控制和保护、小型配电变压器的低压侧出线总 开
9、关，动力配电终端控制和保护，及住宅配电终开关，动力配电终端控制和保护，及住宅配电终 端控制和保护，也可用于各种生产机械的电源开端控制和保护，也可用于各种生产机械的电源开 关。关。 1818 1-31-3常用低压电器常用低压电器自动开关自动开关（断路器）（断路器） 根据保护对象的不同，断路器又分为四个类型：根据保护对象的不同，断路器又分为四个类型： （1 1）配电保护型）配电保护型保护电源和电气线路（电线、电缆保护电源和电气线路（电线、电缆 ）和设备；）和设备； （2 2）电动机保护型）电动机保护型专作电动机的不频繁起动，运行专作电动机的不频繁起动，运行 中中断，以及在电动机发生过载、短路和欠电
10、压时的保中中断，以及在电动机发生过载、短路和欠电压时的保 护；护； （3 3）家用和类似家用场所保护型）家用和类似家用场所保护型对照明线路、家用对照明线路、家用 电器等的保护；电器等的保护； （4 4）剩余电流（漏电）保护型）剩余电流（漏电）保护型用来保护人身免受电用来保护人身免受电 击危险及防止电气火灾的保护器。击危险及防止电气火灾的保护器。 1919 1-41-4常用低压电器常用低压电器 电磁接触器电磁接触器 特点和用途：特点和用途： 电磁式的接触器是利用电磁吸力的作用电磁式的接触器是利用电磁吸力的作用 使主触点闭合或断开电动机电路或负载使主触点闭合或断开电动机电路或负载 电路的低压控制电
11、器。电路的低压控制电器。 用于远距离频繁接通和分断交直流主回用于远距离频繁接通和分断交直流主回 路和大容量用电回路的控制电器。路和大容量用电回路的控制电器。 主要控制对象是电动机，实现起停、正主要控制对象是电动机，实现起停、正 反转、制动和调速等控制功能，也可用反转、制动和调速等控制功能，也可用 于电热器、电焊机、电容器等电力负载于电热器、电焊机、电容器等电力负载 。 能接通和分断比工作电流大数倍乃至十能接通和分断比工作电流大数倍乃至十 几倍的电流，但不能分断短路电流。几倍的电流，但不能分断短路电流。 具有手动切换电器所不能实现的遥控功具有手动切换电器所不能实现的遥控功 能，同时还具有能，同时
12、还具有欠压、失压欠压、失压保护的功能保护的功能 ，但却不具备短路保护和过载保护功能，但却不具备短路保护和过载保护功能 。 主触点接线 控制线圈接线 2020 接触器接触器 CJX2-N系列可逆交流接触器 CJX2系列交流接触器NC1系列交流接触器NC5系列交流接触器 NC8系列交流接触器 NCH8-20家用交流接触器 2121 CJ19系列切换电容器接触器 CJ12系列交流接触器 CJ20系列交流接触器 CJ40系列交流接触器 CJX1系列机械联锁可逆接触器 CZ0系列直流接触器 2222 分类分类 按主触头所在动力回路的电流种类分：按主触头所在动力回路的电流种类分： 交流、交流、 直流直流
13、按主触头对数分：按主触头对数分： 单极（一对主触头）、多极（二至四对主触头）单极（一对主触头）、多极（二至四对主触头） 按电磁线圈回路（通常叫做控制回路）的电流种类分：按电磁线圈回路（通常叫做控制回路）的电流种类分： 交流操作交流操作 、 直流操作直流操作 按主回路电压等级分：按主回路电压等级分： 低压低压 、 高压高压 按铁心结构形式分：按铁心结构形式分： 转动式（或称角移式）和直动式转动式（或称角移式）和直动式 2323 分类：分类： 接触器按其主触点控制的电路中的电接触器按其主触点控制的电路中的电 流分为直流接触器和交流接触器。流分为直流接触器和交流接触器。 直流接触器的特点：线圈通以直
14、流电直流接触器的特点：线圈通以直流电 ，铁芯中，铁芯中不产生涡流和磁损不产生涡流和磁损，不会发，不会发 热，由整块钢制成。但热，由整块钢制成。但因电磁时间常因电磁时间常 数大，磁通的建立和消失均比较缓慢数大，磁通的建立和消失均比较缓慢 ，导致吸合和释放也比较慢，所以直，导致吸合和释放也比较慢，所以直 流接触器灭弧较难流接触器灭弧较难。大容量直流接触。大容量直流接触 器通常采用铜制或镉铜制单断点触点器通常采用铜制或镉铜制单断点触点 ，在闭合过程中能自动清除其表面的，在闭合过程中能自动清除其表面的 氧化物，防止接触电阻增大。小容量氧化物，防止接触电阻增大。小容量 直流接触器通常采用双断点磁吹灭弧直
15、流接触器通常采用双断点磁吹灭弧 罩灭弧，熄弧能力强，适合于频繁操罩灭弧，熄弧能力强，适合于频繁操 作作。 主触点接线 控制线圈接线 2424 线圈 主触点 图形符号文字符号 KM 图形符号文字符号 KM 辅助 常开触头 图形符号文字符号 KM 辅助 常闭触头 图形符号文字符号 KM 图形符号和文字符号 2525 接触器结构和工作原理接触器结构和工作原理 a）外形 b）结构示意图 交流接触器有两种工作状态： 得电状态（动作状态）和失电 状态（释放状态）。接触器主 触头的动触头装在与衔铁相连 的绝缘连杆上，其静触头则固 定在壳体上。当线圈得电后， 线圈产生磁场，使静铁心产生 电磁吸力，将衔铁吸合。
16、衔铁 带动动触头动作，使常闭触头 断开，常开触头闭合，分断或 接通相关电路。当线圈失电时，电磁吸力消失，衔铁在 反作用弹簧的作用下释放，各触头随之复位。 2626 线圈 铁芯 衔铁 主触头 弹簧 辅助 触头 M 3 电机 动作过程 线圈通电 衔铁吸合 主 触 头 闭 合 电机动作 380V 接触器 辅 助 常 开 触 头 闭 合 辅 助 常 闭 触 头 断 开 2727 接触器铭牌上的接触器铭牌上的额定电压额定电压是指主触头的额定电压。是指主触头的额定电压。 交流接触器的额定电压一般为交流接触器的额定电压一般为220V220V、380V380V、660V660V及及 1140V1140V； 直流接触器一般为直流接触器一般为220V220V、44
