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1、第1篇 电气控制系统,第1章 常用低压电器 1.1 概述 1）电力拖动：用电动机来带动生产机械使之运动的方式。,生产上广泛采用的控制系统为：继电器接触器控制系统。 2）继电器接触器控制系统：用按钮开关、接触器、继电器等有触点电器组成。 （1）优点：结构简单、价格低、维修方便。 （2）缺点；体积大、工作寿命低。用这类电器组成较复杂控制系统时，显得触点多，易出故障。,电动机 控制系统和保护系统 使动装置(电动机与生产机械之间),3）电器：是一种能控制电的设备。它是一种能够根据外界信号的要求，手动或自动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现电路或非电对象地切换、控制、保护、检测、变换和调
2、节作用地电气设备。 （1）电器分类： 按工作电压等级分 高压电器：AC1200V; DC1500V 低压电器： AC1200V; DC1500V （2）低压电器分类： 按操作方式分： 手动电器：由人工直接操作才能完成任务的电器称为手动电器，如刀开关、按钮和转换开关等。 自动电器：指不需要人工直接操作，按照电的或非电的信号自动完成接通、分断电路任务的电器称为自动电器，如低压断路器、接触器和继电器等。,按用途分： 低压配电电器：主要用于低压供电系统，如刀开关、低压断路器、转换开关和熔断器等。 低压控制电器：主要用于电力拖动控制系统，如接触器、继电器、控制器、控制按钮、行程开关、主令控制器和万能转换
3、开关等。 按工作原理分： 电磁式电器：根据电磁感应原理来工作的电器，如交直流接触器、电磁式继电器等。 非电量控制电路：电器的工作是靠外力或非电物理量的变化而动作的电器。如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、压力继电器和温度继电器等。,4）电磁式控制电器： 由电磁机构、触头系统、灭弧系统组成。 （1）电磁机构：电磁机构通常采用电磁铁的形式，由吸引线圈、铁心(亦称静铁心或磁轭)和衔铁(也称动铁心)三部分组成。其作用原理：当线圈中有电流通过时，电磁吸力克服弹簧的反作用力，使得衔铁与铁心闭合，由连接机构带动相应的触头动作。,（3）灭弧系统： 机械灭弧 磁吹灭弧 窄缝(纵缝)灭弧法 栅片灭弧法 1.2
4、开关电器 1.2.1 刀开关 1）闸刀开关（胶盖刀开关） (1)文字符号：QS,(2)图形符号：,单极,双极,三极,（3）基本结构及动作原理,实物图,示意图,（4）主要技术参数 型号： 胶盖刀开关即开启式负荷开关，适用于交流50Hz，额定电压单相220V、三相380V，额定电流至100A的电路中，作为不频繁地接通和分断有负载电路与小容量线路地短路保护之用。其中三极开关适当降低容量后，可作为小型感应电动机手动不频繁操作地直接起动即分断用。常用地有HK1和HK2系列。,胶盖刀开关的型号及其含义如下：,额定参数：额定电压 ，额定电流。 （5）刀开关的选用 刀开关的额定电压应等于或大于电路额定电压。其
5、额定电流应等于(在开启合通风良好的场合)或稍大于(在封闭的开关柜内或散热条件较差的工作场合，一般选1.15倍)电流工作电流。在开关柜内使用还应考虑操作方式，如杠杆操作机构、螺旋式操作机构等。当用当开关控制电动机时，其额定电流要大于电动机额定电流的3倍。,2）组合开关 （1）文字符号：QS （2）图形符号：,单极,三极,（3）基本结构及动作原理：,实物图,示意图,（4）主要技术参数 型号：,广泛应用于电器设备的电源开关、测量三相电压和控制7.5kW以下小容量电动机的直接启动、正反转等不频繁操作的场合。组合开关的额定电压为220V和380V。额定电流有10A,25A,35A,60A等。产品型号有H
6、Z5,HZ10系列等。,组合开关的型号及其含义如下：,额定参数：额定电压，额定电流。 3）新型隔离开关,近年来国内多个厂家从国外引进技术，生产较为先进的小型隔离开关，如PK系列隔离开关和PG系列熔断器式隔离开关等。PK系列为可拼装式隔离开关，分为单极和多极2种，其外形如下图所示。外壳采用陶瓷等材料制成，因而耐高温、抗老化、绝缘性能好。该产品体积小、重量轻、可采用导轨进行拼装，电寿命和机械寿命都较长。它可替代小型刀开关，广泛应用于工矿企业、民用建筑等场所的低压配电电路和控制电路中。PG型熔断式隔离开关是一种带熔断器的隔离开关，其外形结构大致与PK型相同，也分为单极和多极2种，可用导轨进行拼装。P
7、K型和PG型隔离开关目前国内已有很多家厂家和公司生产。,1.2.2 自动空气开关(断路器、自动开关) 低压断路器是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压过载和短路保护的电器。可用来分配电能，不频繁地启动异步电机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或短路及欠电压等故障时能自动切断电路。 1)文字符号：QF,2)图形符号：,单极,三极,3)基本结构及动作原理：,当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁被吸合，使自动脱扣器机构动作；当电路过载时，过载脱扣器的热元件产生的热量增加，使双金属片向上弯曲，推动自动脱扣器机构动作；当电路失压时，失压脱扣器的衔铁释放，也使自动脱扣器
8、机构动作。,实物图,原理图,实物图,断路器的结构有框架式(又称万能式)和塑料外壳式(又称装置式)两大类。,DZ20系列低压断路器型号意义：,框架式断路器为敞开式结构，适用于大容量配电装置；塑料外壳式断路器的特点是外壳用绝缘材料制作，具有良好的安全性，广泛用于电气控制设备及建筑物内作电源线路保护，及对电动机进行过载和短路保护。,4）主要技术参数 （1）型号,（2）额定参数： 额定工作电压；在数值上取决于电网的额定电压等级，我国电网标准规定为AC220、380、660及1140V，DC220、440V等。应该指出，同一断路器可以在几种额定工作电压下使用，但相应的通断能力并不相同。 额定电流：为过电
9、流脱扣器的额定电流，一般指断路器的额定持续电流。 通断能力：开关电器在规定的条件下(电压、频率及交流电路的功率因数和直流电路的时间常数)，能在给定的电压下接通和分断的最大电流值，也称为额定短路通断能力。 分断时间：指切断故障电流所需的时间，它包括固有的断开时间和燃弧时间。 5）断路器的选用： （1）断路器的额定工作电压应大于或等于线路或设备的额定工作电压。对于配电电路来说应注意区别是电源端保护还是负载保护，电源端电压比负载端电压高出约5%左右。,(2)断路器主电路额定工作电流大于或等于负载工作电流。 (3)断路器的过载脱扣整定电流应大于或等于负载工作电流。 (4)断路器的额定通断能力应大于或等
10、于电路的最大短电流。 (5)断路器低欠电压脱扣器额定电压等于主电路额定电压。 (6)断路器类型的选择，应根据电路的额定电流及保护的要求来选用。 1.3 主令电器 1.3.1 控制按钮 1）文字符号：SB,2）图形符号：,常开按钮,常闭按钮,复合按钮,3）基本结构及工作原理：,实物图,示意图,5）按钮的使用： （1）选择时应根据所需的触头数、使用的场所及颜色来确定。常用的LA18,LA19,LA20系列按钮开关，适用于AC500V,DC440V,额定电流5A，控制功率为AC300W,DC70W的控制回路中。,4）型号：,按钮开关的型号意义：,（2）按钮颜色要求： “停止”和“急停”按钮必须是红色
11、。当按下红色按钮时，必须使设备停止工作或断电。 “起动”按钮的颜色是绿色。 “起动” 与“停止”交替动作的按钮必须是黑色、白色或灰色，不得用红色和绿色。 “点动”按钮必须是黑色。 “复位”(如保护继电器的复位按钮)必须是蓝色。当复位按钮还有停止的作用时，则必须是红色。,1.3.2 行程开关 1）文字符号：SQ 2）图形符号：,3）基本结构及工作原理,实物图,结构图,接触式行程开关靠移动物体碰撞行程开关的操动头而使行程开关的常开触头接通和常闭触头分断，从而实现对电路的控制作用。 4）型号：常用的行程开关有JLXK1、LX19、LX32、LX33和微动开关LXW-11、JLXK1-11、LXK3等
12、系列。 行程开关的型号及其含义如下：,5）行程开关的选择 行程开关在选择时，主要根据机械位置对开关型式的要求和控制线路对触点的数量要求以及电流、电压等级来缺点其型号。 1.3.3 万能转换开关,1）文字符号：SA,3）基本结构及工作原理,2）图形符号：,万能转换开关由操作机构、面板、手柄及数个触头座等主要部件组成。,各触头在手柄转到不同档位时的通断状态用黑点“”表示，有黑点者表示触头闭合，无黑点者表示触头断开。,基本结构图,图形符号,实物图正面,实物图侧面,4）型号 目前常用的有：LW2、LW5 、 LW6 、 LW8、LW9、LW12和LW15等系列。其中 LW9和LW12系列符合国际IEC
13、有关标准和国家标准，改产品采用一系列新工艺、新材料，性能可靠，功能齐全，能替代目前全部同类产品。 型号及其含义如下：,5）万能转换开关的选用 万能转换开关一般用于交流500V、直流440V、约定发热电流20A以下的电路中，作为电气控制线路的转换和配电设备的远距离控制、电气测量仪表转换，也可用于小容量异步电动机、司服电动机、微电动机的直接控制。,1.4.1 文字符号：FU 1.4.2 图形符号： 1.4.3 结构及工作原理,1.4 熔断器,熔断器是由熔体和绝缘底座(或称熔管)等组成。熔体为丝状或片状。当负载发生故障时，有很大的短路电流通过熔断器，熔体很快熔断，迅速断开故障电路，从而有效地保护未发
14、生故障的线路和设备。熔断器主要用作短路保护，而对于过载一般不能准确保护。,1.4.4 主要技术参数 1）型号：低压熔断器的型号含义：,2）熔断器种类：,（1）瓷插式熔断器： 瓷插式熔断器有RCIA的等系列。主要用于AC380V(或220V)50Hz的低压电路中，一般接在电路的末端，作为电气设备的短路保护。,（2）螺旋式熔断器： 螺旋式熔断器有RL1等系列，主要用于AC50Hz或60Hz、额定电压500V以下，额定电流200A以下的电路中，作为短路或过载保护。,实物图,示意图,（3）管式熔断器： 管式熔断器主要有RM10型和RM0型2种。RM10是新型的无填料密闭管式熔断器，用作短保护和连续过载
15、保护，主要用于额定电压AC500V或DC400V的电力网和成套配电设备上。RT0型为有填料密闭管式熔断器，用作电缆、导线及电气设备的短路保护和电缆、导线的过载保护，主要用于具有较大短路电流的电力网或配电装置中。,示意图,3）额定参数： （1）额定电压：是指熔断器长期工作时和分断后能够承受的电压，它取决于线路的额定电压，其值一般等于或大于电气设备的额定电压。 （2）额定电流：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流。熔断器的额定电流等级比较少，而熔体的额定电流等级比较多，即在一个额定电流等级的熔断管内可以分装不同额定电流等级的熔体，但熔体的额定电流最大不能超过熔断管的额定电流
16、。,（3）极限分断能力：是指熔断器在规定的额定电压和功率因数(或时间常数)的条件下，能分断的最大短路电流值。在电路中出现的最大电流值一般是指短路电流值。所以，极限分断能力也是反映了分断短路电流的能力。,1.4.5 熔断器的选择,工业上选择熔断器一般应从以下几个方面考虑： 1）熔断器的类型应根据线路的要求、使用 场合及安装条件进行选择。 2）熔断器的额定电压必须等于或高于熔断器的工作电压。 3）熔断器的额定电流根据被保护的电路(支路)及设备的额定负载电流选择。熔断器的额定电流必须等于或高于所装熔体的额定电流。 4）熔断器的额定分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流。 5）熔断器的选择需考虑电路中其他配电电器、控制电器之间选择性配合等要求。为此，应使上一级(供电干线)熔断器的熔体额定电流比下一级(供电支线)大12个级差。,6）熔断器所装熔体额定电流的选择 （1）对于照明线路
