《电气控制技术与PLC 作者 徐文尚 第一章 常用低压电器复习课程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气控制技术与PLC 作者 徐文尚 第一章 常用低压电器复习课程（214页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1章 常用低压电器,返回总目录,在线教务辅导网：,教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网,QQ:349134187 或者直接输入下面地址：,本章主要介绍了电气控制领域中常用低压电器，如开关电器、主令电器、接触器、继电器、断路器、熔断器等的工作原理、用途、型号、规格及符号等知识，学会正确选择和合理使用常用低压电器，为后继章节的有触点控制系统和可编程控制器控制技术学习打下基础。, 1.1 常用低压电器的分类与作用 1.2 主令电器 1.3 接触器 1.4 控制继电器 1.5 熔断器 1.6 断路器 1.7 漏电保护器 1.8 控制器 1.9 起动器 1.10 电阻器 1.11 变阻器与电压调
2、整器, 1.12 电磁铁 1.13 其他常用电器 1.14 电器的文字符号和图形符号 习题与思考题,1.1 常用低压电器的分类与作用,1.1.1 常用低压电器的分类 1按用途或控制对象分类 (1) 配电电器：主要用于低压配电系统中。要求系统发生故障时准确动作、可靠工作，在规定条件下具有相应的动稳定性与热稳定性，使电器不会被损坏。常用的配电电器有刀开关、转换开关、熔断器、断路器等。 (2) 控制电器：主要用于电气传动系统中。要求寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠。常用的控制电器有接触器、继电器、起动器、主令电器、电磁铁等。 2按动作方式分类 (1) 自动电器：依靠自身参数的变化或外来信
3、号的作用，自动完成接通或分断等动作，如接触器、继电器等。 (2) 手动电器：用手动操作来进行切换的电器，如刀开关、转换开关、按钮等。,1.1 常用低压电器的分类与作用,3按触点类型分类 (1) 有触点电器：利用触点的接通和分断来切换电路，如接触器、刀开关、按钮等。 (2) 无触点电器：无可分离的触点。主要利用电子元件的开关效应，即导通和截止来实现电路的通、断控制，如接近开关、霍尔开关、电子式时间继电器、固态继电器等。 4按工作原理分类 (1) 电磁式电器：根据电磁感应原理动作的电器，如接触器、继电器、电磁铁等。 (2) 非电量控制电器：依靠外力或非电量信号（如速度、压力、温度等）的变化而动作的
4、电器，如转换开关、行程开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。 5按低压电器型号分类 为了便于了解文字符号和各种低压电器的特点，采用我国国产低压电器产品型号编制办法(JB 293081.10)的分类方法，将低压电器分为13个大类。每个大类用一位汉语拼音字母作为该产品型号的首字母，第二位汉语拼音字母表示该类电器的各种形式。,1.1 常用低压电器的分类与作用,(1) 刀开关H，例如HS为双投式刀开关（刀型转换开关），HZ为组合开关。 (2) 熔断器R，例如RC为瓷插式熔断器，RM为密封式熔断器。 (3) 断路器D，例如DW为万能式断路器，DZ为塑壳式断路器。 (4) 控制器K，例如KT为凸轮控
5、制器，KG为鼓型控制器。 (5) 接触器C，例如CJ为交流接触器，CZ为直流接触器。 (6) 起动器Q，例如QJ为自耦变压器降压起动器，QX为星三角起动器。 (7) 控制继电器J，例如JR为热继电器，JS为时间继电器。 (8) 主令电器L，例如LA为按钮，LX为行程开关。 (9) 电阻器Z，例如ZG为管型电阻器，ZT为铸铁电阻器。 (10) 变阻器B，例如BP为频敏变阻器，BT为起动调速变阻器。 (11) 调整器T，例如TD为单相调压器，TS为三相调压器。 (12) 电磁铁M，例如MY为液压电磁铁，MZ为制动电磁铁。 (13) 其他A，例如AD为信号灯，AL为电铃。 在选用低压电器时常根据型号
6、来进行选用，所以本书按型号分类对上述低压电器的分类进行说明。,1.1 常用低压电器的分类与作用,1.1.2 电器的作用 电器是构成控制系统的最基本组件，它的性能将直接影响控制系统能否正常工作。电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动地改变系统的状态、参数，实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节。它的工作过程是将一些电量信号或非电信号转变为非通即断的开关信号或随信号变化的模拟量信号， 实现对被控对象的控制。 电器的主要作用如下。 (1) 控制作用。如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。 (2) 保护作用。能根据设备的特点，对设备、环境以及人身安全实行自动保护，如电
7、动机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。 (3) 测量作用。利用仪表及与之相适应的电器，对设备、电网或其它非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温度、压力等。 (4) 调节作用。低压电器可对一些电量和非电量进行调整，以满足用户的要求，如电动机速度的调节、柴油机油门的调整、房间温度和湿度的调节、光照度的自动调节等。,1.1 常用低压电器的分类与作用,(5) 指示作用。利用电器的控制、保护等功能，显示检测出的设备运行状况与电气电路工作情况。 (6) 转换作用。在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行。以实现功能切换，如被控装置操作的手动与自动的转换、供电系统的市电与自备电源的
8、切换等。 当然，电器的作用远不止这些，随着科学技术的发展，新功能、新设备会不断出现。常用低压电器的主要种类及用途如表l-1所示。,表1-1 常用低压电器的主要种类和用途,1.1 常用低压电器的分类与作用,表1-1 常用低压电器的主要种类和用途,1.1 常用低压电器的分类与作用,1.1 常用低压电器的分类与作用,低压电器种类繁多，一般有数百个，且不同品牌和型号的低压电器，其外观各异、参数表示方式和设置方法也不一样，功能上也有很大差别，但使用方法差别不大。实际工作中，并不需要对每种低压电器的参数都非常熟悉和了解，只要对一些实际常用的低压电器基本了解，在实践中不断掌握其选型和使用方法就可以了。,1.
9、1 常用低压电器的分类与作用,1.1.3 电弧的产生及灭弧方法 1电器的触头 触头是电磁式电器的执行部分，起接通或断开电路的作用。触头的结构形式很多，按其所控制的电路可分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流；辅助触头用于接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。 电磁式电器触头在线圈未通电状态时有常开（或动合）和常闭（或动断）两种状态，分别称为常开（或动合）触头和常闭（或动断）触头。当电磁线圈有电流通过，电磁机构动作时，触头改变原来的状态，常开（动合）触头将闭合，使与其相连的电路接通；常闭（动断）触头将断开，使与其相连的电路断开。能与机械联动的触头称动触头，固定不动
10、的触头称静触头。 触头的结构主要如图1-1所示的几种形式。,1.1 常用低压电器的分类与作用,(a)桥式触头 (b)指形触头(线接触) 图1-1 触头的结构形式,(1) 桥式触头。电磁式电器通常同时具有常开和常闭两种触头，桥式常闭触头与常开触头结构及动作对称，一般在常开触头闭合时，常闭触头断开。图1-1中静触头的两个触点串接于同一条电路中，当衔铁被吸向铁心时，与衔铁固连在一起的动触头也随着移动，当与静触头接触时，便使同静触头相连的电路接通。电路的接通与断开由两个触头共同完成。 (2) 指形触头。触头接通或分断时产生滚动摩擦，以利于去掉触头表面的氧化膜。指形触头适用于接电次数多、电流大的场合。,
11、1.1 常用低压电器的分类与作用,2电接触 触头在闭合状态下，动、静触头完全接触，并有电流通过时，称为电接触。电接触时触头的接触电阻大小将影响其工作情况。接触电阻大时触头易发热，温度升高，从而使触头易产生熔焊现象，既影响工作的可靠性，又降低了触头的寿命。触头接触电阻的大小主要与触头的接触形式、接触压力、触头材料及触头的表面状况有关。 触头的接触形式有点接触、线接触和面接触 3 种，如图1-2所示。点接触适用于电流不大，触头压力小的场合；线接触适用于接电次数多，电流大的场合；面接触适用于大电流的场合。,1.1 常用低压电器的分类与作用,(a)点接触 (b)线接触 (c)面接触 图1-2 触头的接
12、触形式,减小触头接触电阻的方法主要如下。 (1) 增加接触压力可使触点的接触面积增加，从而减小接触电阻。一般在动触点上安装一个触点弹簧。 (2) 选择电阻系数小的材料减小接触电阻。如在触点上镀银或嵌银，以减小接触电阻。 (3) 改善触点的表面状况，尽量避免或减少触头表面氧化物形成，注意保持触头表面清洁，避免聚集尘埃,1.1 常用低压电器的分类与作用,3电弧的产生 在大气中断开电路时，如果被断开电路的电流超过某一数值，断开后加在触头间隙（或称弧隙）两端电压超过某一数值时，触头间隙中就会产生电弧。电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象，会产生高温（弧柱中心可达10000左右，电弧表面也
13、会达到30004000）并发出强光（白炽弧光），将触头烧损，烧坏绝缘材料，并使电路的切断时间延长，严重时会引起火灾或其它事故，电弧在电动力、热力作用下能移动，易造成飞弧短路和伤人，使事故的扩大。因此，在电器中应采取适当措施熄灭电弧。 4常用的灭弧方法 (1) 电动力灭弧。该方法如图1-3所示。桥式触头在分断时具有电动力吹弧功能。当触头打开时，在断口中产生电弧，同时也产生如图1-3所示的磁场。根据左手定则，电弧电流要受到一个指向外侧的力 F 的作用，使其向外运动并拉长，迅速离开触头而熄灭。这种灭弧方法多用于小容量交流接触器等交流电器中。,1.1 常用低压电器的分类与作用,1静触头 2动触头 图1
14、-3 电动力灭弧示意图,(2) 磁吹灭弧。 电弧在电磁力作用下产生运动的现象，叫电磁吹弧。由于电弧在周围介质中运动，它起着与气吹的同样效果，从而达到熄弧的目的。这种灭弧的方法在低压开关电器中应用得更为广泛。,1.1 常用低压电器的分类与作用,在触点电路中串入吹弧线圈，如图1-4所示。该线圈产生的磁场由导磁夹板引向触点周围，其方向由右手定则确定（为图1-4中所示），触点间的电弧所产生的磁场，其方向为和所示。这两个磁场在电弧下方方向相同（迭加），在弧柱上方方向相反（相减），所以弧柱下方的磁场强于上方的磁场。在下方磁场作用下，电弧受力的方向为 F所指的方向，在 F的作用下，电弧被吹离触点，经引弧角引
15、进灭弧罩，使电弧熄灭。,1磁吹线圈 2绝缘套 3铁心 4引弧角 5磁导夹板 6灭弧罩 7动触头 8静触头 图1-4 磁吹灭弧示意图,1.1 常用低压电器的分类与作用,(3) 栅片灭弧。 灭弧栅是一组薄钢片，它们彼此间相互绝缘，如图1-5所示。当电弧进入栅片时被分割成一段段串联的短弧，而栅片就是这些短弧的电极，这样就使每段短弧上的电压达不到燃弧电压。同时每两片灭弧片之间都有 150V250V 的绝缘强度，使整个灭弧栅的绝缘强度大大加强，以致外加电压无法维持，电弧迅速熄灭。此外，栅片还能吸收电弧热量，使电弧迅速冷却。基于上述原因，电弧进入栅片后就会很快熄灭。由于栅片灭弧装置的灭弧效果在电流为交流时
16、要比直流时强得多，因此在交流电器中常采用栅片灭弧。实质是将电弧分为多个串联的短弧的方法来灭弧。,1灭弧栅片 2触头 3电弧 图1-5 栅片灭弧示意图,1.1 常用低压电器的分类与作用,(4) 窄缝灭弧。这种灭弧方法是利用灭弧罩的窄缝来实现的。灭弧罩内有一个或数个纵缝，缝的下部宽，上部窄，如图1-6所示，当触头断开时，电弧在电动力的作用下进入缝内，窄缝可将电弧柱分成若干直径较小的电弧，同时可将电弧直径压缩，使电弧同缝紧密接触，加强冷却和去游离作用，使电弧熄灭加快。灭弧罩通常用耐弧陶土、石棉水泥或耐弧塑料制成。,图1-6 窄缝灭弧罩的断面,1.1 常用低压电器的分类与作用,(5) 其他方式 吹弧时由于电弧被拉长变细，弧隙的电导下降，电弧的温度下降。按吹弧气流的产生方法和吹弧方向的不同，吹弧还有以下几种：油气吹弧，压缩空气或六氟化硫气体吹弧，产气管吹弧。在高压开关中，广泛采用压缩空气、六氟化硫(SF6)气体、真
