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1、1,主讲教师：赵瑾 Email: 信息与电气工程学院,博学 求是 明德,矿山电器与控制,2,矿山电器与应用,本课程主要通过介绍电气控制领域中常用低压电器的工作原理、用途、型号、规格及符号等知识，电器控制线路的基本环节，并通过对典型电器控制系统的分析，学会正确选择和合理使用常用电器、学会分析和设计电气控制线路的基本方法，为后继课程的学习打下基础。,博学 求是 明德,电器与控制,3,电器是接通和断开电路或调节、控制和保护电路及电气设备用的电工器具。完成由控制电器组成的自动控制系统，称为继电器接触器控制系统，简称电器控制系统。,博学 求是 明德,电器与控制,4,第1章 常用有触点控制电器 1.1 概
2、论 1.1.1 控制电器的功用 1.1.2 控制电器的分类 1.1.3 控制电器的符号,博学 求是 明德,电器与控制,5,电器的用途与分类,电器的用途广泛，功能多样，种类繁多，结构各异。下面是几种常用的电器分类。 1按工作电压等级分类 （1）高压电器 用于交流电压1200V、直流电压1500V及以上电路中的电器。例如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等。,博学 求是 明德,电器与控制,6,（2）低压电器 用于交流50Hz(或60Hz)，额定电压为1200V以下；直流额定电压1500V及以下的电路中的电器。例如接触器、继电器等。 2按动作原理分类 1）手动电器 用手或依靠机械力进行操作的电器，
3、如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。,博学 求是 明德,电器与控制,7,2）自动电器 借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。 3按用途分类 （1）控制电器 用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、电动机起动器等。 （2）主令电器 用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、行程开关、万能转换开关等。,博学 求是 明德,8,（3）保护电器 用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器、各种保护继电器、避雷器等。 （4）执行电器 指用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等 。 （5）配电电器 用于电能的输
4、送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。,博学 求是 明德,电器与控制,9,1.2 手动开关,手动开关可以用来直接控制负载电路，或者用来发出主令信号。,博学 求是 明德,电器与控制,10,1.2.1 闸刀开关（刀开关）,11,手动开关可以用来直接控制负载电路，或者用来发出主令信号。 1.2.1 闸刀开关（刀开关） 一 基本结构：如图 作用：一般用来通断控制电路 的电源 图1-1 闸刀开关的结构示意图 1手柄 2动刀片 3静刀片 4动刀片支座 5绝缘底板,博学 求是 明德,电器与控制,12,开关是最普通、使用最早的电器。其作用是分合电路、开断电流。常用的有刀开关、隔离开
5、关、负荷开关、转换开关(组合开关)、自动空气开关(空气断路器)等。 闸刀开关也叫刀闸开关，是最简单 的手动电器，用于不经常开断的低压电路中， 作为电源的引入开关。 概念:是一种手动配电器，主要用来手动接通或断开交、直流电路。 结构:操作手柄、触刀、触点座和底座组成。,博学 求是 明德,13,作用：刀开关是手动电器中结构最简单的一种，主要用作电源隔离开关，也可用来非频繁地接通和分断容量较小的低压配电线路。 接线：接线时应将电源线接在上端，负载接在下端，这样拉闸后刀片与电源隔离，可防止意外事故发生。 主要类型 ：大电流刀开关、负荷开关、熔断器式刀开关。常用的产品有：HD11HDl4和HS11HS1
6、3系列刀开关。,博学 求是 明德,电器与控制,14,HD系列、HS系列刀开关外形图,图形,a）HD系列刀开关； b)HS系列刀开关,电器与控制,15,刀开关的主要计术参数 1 额定电压 指在规定条件下，保证电器正常工作的电压值。目前，国内生产的刀开关，其额定电压为交流1200V及以下，直流1500V及以下 2额定电流 指在规定条件下，保证电器正常工作的电流值。目前，国内生产的刀开关额定电流100400A 3通断能力 指在规定的条件下，电器能够接通和分断的电流值,博学 求是 明德,电器与控制,16,4动稳定电流 值在规定的使用和性能条件下，开关电器在闭合位置上所能承受的电流峰值 5热稳定电流 指
7、在规定的使用和性能条件下，开关电器在指定的短时间内，于闭合位置上所能承载的电流 6机械寿命 指机械开关电器在需要修理或更换零件前，所能承受的无载操作次数。刀开关为不频繁操作电器，其机械寿命一般为几千次刀一万次 7电寿命 指在规定的正常工作条件下，机械开关电器不需要修理或更换零件的负载操作循环次数。其电寿命一般为几百次刀一千次,博学 求是 明德,电器与控制,17,刀开关选择时应考虑以下两个方面： （1）刀开关结构形式的选择 应根据刀开关的作用和装置的安装形式来选择如是否带灭弧装置，若分断负载电流时，应选择带灭弧装置的刀开关。根据装置的安装形式来选择，是否是正面、背面或侧面操作形式，是直接操作还是
8、杠杆传动，是板前接线还是板后接线的结构形式。 （2）刀开关的额定电流的选择 一般应等于或大于所分断电路中各个负载额定电流的总和。对于电动机负载，应考虑其启动电流，所以应选用额定电流大一级的刀开关。若再考虑电路出现的短路电流，还应选用额定电流更大一级的刀开关。,博学 求是 明德,电器与控制,18,闸刀开关的安装 安装时，其手柄向上，不得倒装或平装。 接线时：应将电源线接在上端，负载线接在下端，这样，拉闸后，动刀片不带电 刀开关的符号,博学 求是 明德,电器与控制,19,刀开关HD/HS系列,博学 求是 明德,电器与控制,20,负荷开关HK2系列,本型开关是用于工矿企业、机关学校的电器装置，和电热
9、照明等各种配电设备中，供手动不频繁的接通和分断负荷电器及短路保护，在适当降低容量使用时也可作为交流感应电动机的不频繁直接启动及停止之用本开关应装置在下列地点：1、海拔高度不超过1000米2、周围空气温度在40度至-30度范围内3、空气的相对湿度不大于85%4、在无爆炸的介质中，且介质中无足以腐蚀金属和破绝缘的气体与尘埃的地方（包括电尘埃）5、有防雨水雪设备的地方6、无显著摇动和冲击震动的地方,博学 求是 明德,电器与控制,21,负荷开关HH3、HH4系列,HH3/HH4系列负荷开关适用于交流频率50Hz，额定工作电压至350V，额定工作电流至200A的电路中可作为手动不频繁地接通与分断有负载电
10、路的过载与短路保护之用。,博学 求是 明德,电器与控制,22,普通低压刀闸开关的安装 刀闸开关可以单独安装用来切断小电流的电路，更多的是与自动空气开关、接触器、熔断器等配合使用，用以隔离电源(相当于高压中的隔离开关)为了使用安全，刀闸开关只能垂直安装。一般不允许水平安装，更不允许倒装。安装时用螺栓将刀闸开关的底板固定在支架上或配电盘 电源线应接在刀闸开关的固定触头(上静触头)上，负荷侧导线应接在刀闸开关的可动触头(下引出线端子)上，一般不允许反接若与硬母线相连，应保证刀闸开关不受应力作用。,23,1.2.2 转换开关,转换开关亦称组合开关,博学 求是 明德,电器与控制,24,组合开关HZ5系列
11、,电器与控制,25,1.2.3 按钮开关 按钮(手动切换电器),(b) 结构,常用于接通和断开控制电路,结构：,(a) 外形图,用途：,按钮帽、触点,分动、静触点，,或常开、常闭触点,博学 求是 明德,电器与控制,26,博学 求是 明德,27,按钮开关结构原理示意图,按钮帽的颜色 蘑菇形急停按钮 红色停止按钮 绿色起动按钮 1,2常闭静触点 3,4常开静触点5桥式动触点 6复位弹簧 7按钮帽,博学 求是 明德,电器与控制,28,博学 求是 明德,29,1.2.4 凸轮控制器,图1-6 凸轮控制器结构原理示意图 1静触点 2动触点 3触点弹簧 4弹簧 5滚子 6绝缘方轴 7凸轮,博学 求是 明德
12、,电器与控制,30,凸轮控制器是一种手动电器。主要用于交流380V，直流440V的电路中，作为变换电力线路的接法及控制控制交直流电动机的启动、换向、调速及制动等,博学 求是 明德,电器与控制,31,凸轮控制器的符号,博学 求是 明德,电器与控制,32,凸轮控制器KT12系列-2,博学 求是 明德,电器与控制,33,凸轮控制器KT14系列-3,博学 求是 明德,电器与控制,34,1.2.5 主令控制器,主令控制器是一种可用来频繁切换复杂多路控制的控制的主令电器。用他在控制系统中发出命令，通过接触器来实现电动机的启动，调速，制动和反转 主令控制器主要用于电力传动装置中，按一定顺序分和触头，以达到发
13、布命令或与其他控制线路联锁，转换的目的,博学 求是 明德,电器与控制,35,主令控制器的工作原理 当转动方轴时，凸轮块7随之转动，当凸轮块的凸起部分转到与小轮2接触时，则推动枝3干向外张开，使动触头5离开静触头6，将被控电路断开，当凸轮凹陷部分与小轮接触时，支杆在反力作用下复位，使静动触头闭合，从而接通被控电路,图1-8 主令控制器结构原理示意图 1凸轮 2滚子 3杠杆 4弹簧 5动触点 6静触点 7转轴 8轴,电器与控制,36,主令控制器LK16系列,博学 求是 明德,电器与控制,37,主令控制器LK18系列-2,博学 求是 明德,电器与控制,38,主令控制器LK17系列,博学 求是 明德,
14、电器与控制,39,1.3 机械式行程开关,行程开关是一种依据运动器件的行程位置来发信号的控制电器，因此行程开关亦称限位开关或位置开关。 行程开关就是一种由物体的位移来决定电路通断的开关,博学 求是 明德,电器与控制,40,行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制
15、开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢的上、下限位保护。,41,1.3.1 直线型行程开关 用于自动往复控制或限位保护等。 结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击,42,图1-9 直线型行程开关结构原理示意图 1顶杆 2外壳 3动合静触点 4触点弹簧 5静触点 6动触点 7静触点 8复位弹簧 9动断静触点 10螺钉和压板,博学 求是 明德,电器与控制,43,博学 求是 明德,电器与控制,44,行程开关JLXK1系列,博学 求是 明德,电器与控制,45,行程开关LX1系列-2,博学 求是 明德,电器与控制,46,1.3.2 旋转型行程开关,滚轮式行程开关 其结构原理如图所示，,图1-10 旋转型行
16、程开关结构原理示意图 1滚轮 2转臂 3转轮 4推杆5滚球 6操纵件 7,8摆杆 9静触点 10动触点 11压缩弹簧 12弹簧,博学 求是 明德,电器与控制,47,1.3.3 微动型行程开关,图1-12 微动型行程开关原理示意图 1推杆 2弓形片状弹簧 3常开触点 4常闭触点 5恢复弹簧 6动触点,博学 求是 明德,电器与控制,48,行程开关LX2系列-1,LX2系列行程开关适用于交流50Hz电压至380V，直流220V的控制电路中，作为控制运动机构的行程或变换其运动方向或速度之用。,博学 求是 明德,电器与控制,49,行程开关LX2系列-2,博学 求是 明德,电器与控制,50,行程开关与按钮的区别,行程开关的工作原理和按钮相同，区别在于它不靠手的按压，而是利用生产机械运动部件的档铁碰压而使触点动作 按钮通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关，用于控制电路中发出起动或停止等指令，通过接触器、继电器等控制电器接通或断开主电路。 行
