《现代电气控制与PLC应用技术 教学课件 ppt 作者 袁琦 第1章 常用低压电器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代电气控制与PLC应用技术 教学课件 ppt 作者 袁琦 第1章 常用低压电器（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1章 常用低压电器,本章主要内容,1.1 主令电器,1.2 开关电器,1.3 熔断器,1.4 接触器,1.5 继电器,1.6 无触点低压电器,电器是指根据外界特定的信号和要求，能以自动或手动方式接通和断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节作用的电气元件。按照其工作电压等级来划分，可以分为低压电器和高压电器两大类。凡是工作在交流1200V及以下，或直流1500V及以下的电路中的电器称为低压电器。 低压电器功能多样，用途广泛，种类繁多，原理结构各异，分类方法也很多，较常见的有以下二种。,1.按动作原理分类,（1）手动电器 需通过人工直接操作才
2、能完成动作的电器，例如刀开关、控制按钮、转换开关等。 （2）自动电器 不需人工操作，而是按照指令、信号或某个物理量的变化自动完成动作的电器，例如接触器、继电器、电磁阀、行程开关等。,2.按用途分类,（1）低压控制电器 在低压配电线路和电动机控制线路中起控制作用的电器，例如转换开关、继电器、接触器等。 （2）低压配电电器 在低压供、配电系统中用来输送和分配电能的电器，例如低压断路器、熔断器、刀开关等。,（3）低压保护电器 在低压供、配电系统中对电路和电气设备起保护作用的电器，例如熔断器、热继电器、避雷器等。 （4）低压主令电器 在自动控制系统中用来发送控制指令的电器，例如按钮、行程开关、转换开关
3、等。 （5）低压执行电器 在自动控制系统中用来完成某种动作或传送功能的电器，例如电磁铁、电磁离合器等。 常用低压电器主要是指在低压配电系统和电力拖动自动控制系统中广泛使用、比较典型的低压电器元件，例如继电器、接触器、控制按钮、熔断器、热继电器、行程开关等。本章主要介绍一些常用低压电器产品的基本结构、工作原理和技术参数。,主令电器是自动控制系统中用于发布命令或信号，接通或断开控制电路的电器。主令电器的应用非常广泛，种类繁多，常用的有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。,1.1 主令电器,1.1.1 控制按钮,控制按钮通常简称为按钮，是最常用的主令电器之一。在低压控制电路中，用于手动发
4、出控制信号，它不直接控制主电路的通断，而是在控制电路中发出“指令”去控制接触器、继电器等电器线圈的通断，间接控制主电路。,控制按钮一般由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成。按用途和结构不同，控制按钮分为起动按钮、停止按钮、复合按钮等，大多数做成具有常开触点和常闭触点的复合式。常态时（未按下时）处于接通的触点，称为常闭触点；常态时处于断开的触点，称为常开触点。按钮的结构示意图如图1-1所示。,图1-1 控制按钮结构示意图 1按钮帽 2复位弹簧 3动触桥 4常闭静触点 5常开静触点,当操作人员按下按钮帽时，先分断常闭触点，再接通常开触点；当手指松开按钮帽时，在复位弹簧作用下，常开触点先断开，然
5、后常闭触点闭合。 常用的控制按钮型号有LA18、LA19、LA20及LA25等系列。型号含义为：,例如 LA20-22DJ表示：二常开二常闭带指示灯紧急式按钮。 为了标明控制按钮的作用，避免误操作，通常将按钮帽做成红、绿、黑、黄、蓝、白、灰等不同颜色，以示区别。根据有关国标，对不同用途的按钮，其按钮颜色规定见表1-1。,表1-1 按钮的颜色、用途,另外，在控制按钮选用时，起动按钮按上表规定一般选用绿色按钮，但可优先选用白色按钮；停止按钮一般选用红色按钮，但可优先选用黑色按钮。 控制按钮的图形、文字符号如图1-2所示。,（a）常开按钮,图1-2 控制按钮的图形、文字符号,（b）常闭按钮,（c）复
6、合按钮,1.1.2 行程开关,行程开关是一种不依靠手的直接操作，而利用生产机械某些运动部件上的挡块碰撞来发出控制指令使触点动作的主令电器。行程开关也称为位置开关或限位开关。 行程开关按结构不同可分为直动式、滚动式、微动式，它们都是由操作机构、触头系统和外壳三部分组成。直动式行程开关的结构示意图如图1-3所示。,图1- 3 行程开关结构示意图 1顶杆 2弹簧 3常闭触点 4触点弹簧 5常开触点,行程开关的动作原理如下：操作机构接受机械设备发出的动作信号，并将该信号传递到触头系统，触头系统再将操作机构传来的机械信号，通过本身的转换动作，变换成电信号，输出到有关控制回路，做出必要的反应。 常用的行程
7、开关有JLXK1、LX10、LX19、LX21、3SE3等系列，JLXK系列行程开关的含义为：,例如JLXK1-211表示：一常开一常闭双轮防护式程开关。,行程开关的图形、文字符号如图1-4所示。,图1-4 行程开关的图形、文字符号,（a）常开触点,（b）常闭触点,1.1.3 万能转换开关,万能转换开关是一种多档式、控制多路电路的主令电器，主要应用于低压控制线路的转换、电动机的远程控制、电压表和电流表的换相测量控制，以及小容量电动机的控制等。之所以称为“万能”转换开关，是由于它能控制多个回路，适应复杂线路的要求。它主要由操作机构、定位装置和触头系统等三部分组成，其单层结构原理示意图如图1-5所
8、示。,图1-5 万能转换开关单层结构原理示意图,万能转换开关按手柄操作方式分为自复式、定位式和定位-自复式三种。万能转换开关触点的通断由每层凸轮来控制，通常每层凸轮的形状是不同的，当操作手柄转到不同位置时，通过凸轮的作用，可使各层中的各对触点按所需要的规律接通和分断，以适应不同的控制功能。,常用的万能转换开关有LW5、LW6和LW12等系列。其中，直接控制电动机用转换开关的型号含义为：,万能转换开关的图形、文字符号如图1-6所示。图（a）中的虚线表示操作手柄转到的不同位置，“ ”表示操作手柄转到该位置时，对应的两触点接通，例如，当操作手柄转到0位置时，表示1、2触点接通；转到右边位置时，表示3
9、、4触点接通。图（b）是万能转换开关图形符号的另一种表示方法，图中的“”表示操作手柄位于该位置时，对应的两触点处于接通状态。,（a）画圆点“ ”标记表示,（b）接通表示,图1-6 万能转换开关的图形、文字符号,由于万能转换开关的通断能力不高，当用来直接控制电动机时，LW5系列只能控制5.5kW及以下的小容量电动机，而LW6系列只能控制2.2kW及以下的小容量电动机。当它们用于可逆运行控制时，只有在电动机停车以后才允许反向起动。,1.1.4 主令控制器,主令控制器也是一种控制多路电路的主令电器，它适用于频繁地按顺序切换多个控制回路。主要应用于起重机、轧钢机及其他生产机械的电力拖动控制系统中的远距
10、离控制。 主令控制器主要由转轴、凸轮、定位装置、触头系统及手柄等部分组成，其结构示意图如图1-7所示。,图1-7 主令控制器的外形和结构示意图,（a）外形,（b）结构示意图,主令控制器按操作方式可分为手柄式和手轮式两种。 主令控制器的动作原理如下：当转动图中的方形轴时，凸轮块也跟随转动，当凸轮块的凸起部分旋转到与小轮8接触时，就推动支杆5向外张开，使动触点4与静触点3分开，断开被控电路。当凸轮的凹陷部分与小轮8接触时，支杆5在反作用弹簧作用下复位，使动静触点闭合，从而将被控电路接通。这样在方形轴上安装一串不同形状的凸轮，便可使触点按照一定的顺序接通和断开，也就获得了按一定顺序进行控制的电路。
11、常用的主令控制器有LK14、LK15、LK16、LK17和LK18等系列。型号含义为：,1.2 开关电器,1.2.1 刀开关,刀开关通常称作闸刀开关，是一种结构最简单、应用十分广泛的手动操作电器。主要应用于不频繁接通和分断小容量的低压供电线路、小容量电路的电源开关。 刀开关由手柄、触刀、静插座、铰链支座和绝缘底板等组成，其结构示意图如图1-8所示。,图1-8 刀开关结构示意图 1手柄 2触刀 3静插座 4铰链支座 5绝缘底板,刀开关按极数分有单极、双极、三极和四极，其中三极刀开关使用量最大。 刀开关安装时，合闸状态时其手柄应在上方，不得倒装或平装。如果倒装，手柄有可能因自动下滑而引起误动作合闸
12、，造成人身和设备安全事故。接线时，将电源线接在刀开关上端，负载接在熔丝下端。这样，操作人员拉闸后，刀开关与电源隔离，便于更换熔丝。,常用的产品有HD11HD14和HS11HS13系列刀开关；HK1、HK2系列开启式负荷开关；HH3、HH4系列铁壳开关；HR5、HR11系列熔断式刀开关。型号含义为：,例如HD11-400/39表示单投三极刀开关，无灭弧罩，中央手柄式板后接线。刀开关的图形、文字符号如图1-9所示。,（a）单极,（b）双极,（c）三极,图1-9 刀开关的图形、文字符号,1.2.2 组合开关,组合开关又称转换开关，它也是一种刀开关，其刀片是转动式的。组合开关主要用于低压电气控制线路中
13、，作为电源引入开关，直接控制小容量笼型异步电动机非频繁正反转以及局部照明电路的控制等。 组合开关由动触点、静触点、方形转轴、手柄、定位机构和外壳等组成。它的动触点（片）套在装有手柄的绝缘方形转轴上，整个结构采用叠装式，层数由动触点数量决定。通过手柄转动方形轴时，静触点（片）将插入相应的动触片中，使电路接通。组合开关的结构示意图如图1-10所示。,（a）外形,（b）结构示意图,图1-10 组合开关的外形和结构示意图 1手柄 2转轴 3弹簧 4凸轮 5绝缘垫板 6动触片 7静触片 8绝缘杆 9接线柱,组合开关按极数分为单极、双极和多极。 组合开关种类很多，常用的有HZ5、HZ10、HZ15等系列。
14、 型号含义为：,组合开关的图形、文字符号如图1-11所示。,（a）单极,（b）三极,图1-11 组合开关的图形、文字符号,1.2.3 低压断路器,低压断路器又称自动空气开关，是低压配电系统中一种很重要的保护电器，它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠压继电器的组合。当电路发生严重过载、短路及失压（包括欠压）等故障时，能自动切断故障电路，有效地保护串接在其后面的电气设备。在正常情况下，也可用于不频繁地接通和断开电路及控制电动机。因此，低压断路器既是保护电器，也是控制电器。 低压断路器在结构上有触头系统、操作机构、保护装置（各种脱扣器）、灭弧装置等组成。其结构原理图如图1-12所示。,图1-12 低
15、压断路器工作原理图 1主触点 2自由脱扣机构 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器 6欠电压脱扣器 7起动按钮,低压断路器按结构类型分有框架式和塑料外壳式两种，它们的主要用途是作为配电系统的保护开关，其中后者在低压供电线路中也常作为控制开关。 低压断路器的工作原理如下：在图1-12中，主触点1是靠操作机构通过手动或电动来闭合的，主触点闭合后，自由脱扣机构将其锁在合闸位置上。当电路中发生故障时，脱扣机构就在相关脱扣器的作用下将锁钩脱开，主触点在释放弹簧的作用下迅速将电路分断。,当电路发生短路或严重过载时，与主电路串联的过电流脱扣器的线圈将产生较强的电磁力将其衔铁吸下，使自由脱扣机构的锁钩脱开
16、，从而分断主触点。当电路发生过载时，与主电路串联的热脱扣器的热元件将产生一定的热量，加热膨胀系数不同的双金属片，使之向上弯曲，推动自由脱扣机构，使其锁钩脱开，使主触点分断。 失压脱扣器的线圈与主电路是并联的，在电压正常情况下，失压脱扣器的线圈产生足够强的电磁力将其衔铁吸住，不影响自由脱扣机构和主触点，但在电压严重下降或失压的情况下，电磁吸力不足或消失，衔铁被释放而推动自由脱扣机构动作，解开锁钩，使主触点分开，切断主电路。,图中的起动按钮是用来使分励线圈得电，产生电磁力，实现远距离控制分断主电路。 框架式低压断路器主要有DW10和DW15两个系列。塑料外壳式低压断路器主要有DZ15和DZ20等系列。型号含义为：,低压断路器的脱扣方式和附件代号见表1-2。,表1-2 低压断路器脱扣方式和附件代号,低压断路器的图形、文字符号如图1-13所示。,图1-13 低压断路器的图形、文字符号,1.3 熔断器,熔断器是一种保护电器，其结构简单、使用方便、价格低廉，广泛应用于低压供电线路和控制电路及用电设备中作短路保护或严重过电
