电气控制基础(电气元件)课件

低压低压电器电器配电配电电器电器控制控制电器电器开关开关熔断器熔断器接触器接触器继电器继电器起动器起动器时间继电器时间继电器热继电器热继电器8.1 低压电器简介低压电器简介常用电气原理图符号 SB 按钮开关 QS 隔离开关 SQ 位置开关 SA 转换开关 QF 断路器 FU 熔断器 KM 接触器 FR 热继电器 KS 速度继电器 KA 中间继电器 KT 时间继电器常用电气原理图符号EL 照明灯 HL 信号灯 PA 电流表 PV 电压表 PW 功率表开关电器开关电器一、刀开关一、刀开关 v 作用：隔离电源，不频繁通断电路作用：隔离电源，不频繁通断电路v 分类：分类：按刀的按刀的级数级数分分:单极、双极和三极单极、双极和三极 按按灭弧灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换按刀的转换方向方向分为：单掷和双掷分为：单掷和双掷 按按接线接线方式分为：板前接线和板后接线方式分为：板前接线和板后接线 按按操作操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无按有无熔断器熔断器分：带熔断器和不带熔断器分：带熔断器和不带熔断器一、刀开关一、刀开关1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）v 作用：作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。v 结构图和符号结构图和符号 ：QS开关电器开关电器开关电器开关电器一、刀开关一、刀开关2.2.带熔断器式刀开关带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离开关用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。和应急开关，并作电路保护用。一、刀开关一、刀开关3.3.负荷开关负荷开关(1)(1)开启式负荷开关开启式负荷开关v 用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。v 结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。v 分类：单相双极和三相三极两种分类：单相双极和三相三极两种开关电器开关电器一、刀开关一、刀开关3.3.负荷开关负荷开关(2)(2)封闭式负荷开关（铁壳开关）封闭式负荷开关（铁壳开关）v 作用：手动通断电路及短路保护。作用：手动通断电路及短路保护。开关电器开关电器二、组合开关（转换开关）二、组合开关（转换开关）v 结构结构：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸 出盒外，与电源或负载相连。动触片套出盒外，与电源或负载相连。动触片套 在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作9090正正 或反方向的转动，带动静触头通。或反方向的转动，带动静触头通。v 特点特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。：结构紧凑，安装面积小，操作方便。v 用途用途：电源的引入开关；通断小电流电路；：电源的引入开关；通断小电流电路；控制控制以下电动机。以下电动机。开关电器开关电器（a）外形 （b）符号 （c)结构三、低压断路器三、低压断路器v 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失 压时自动分断电路。压时自动分断电路。v 特点：操作安全，分断能力较高。特点：操作安全，分断能力较高。v 分类：分类：框架式（万能式）框架式（万能式）和和塑壳式（装置式）塑壳式（装置式）v 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。开关电器开关电器万能式低压断路器结构图万能式低压断路器结构图塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮线路短路线路短路或严重过或严重过载保护载保护塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮远距离跳远距离跳闸，对电闸，对电路不起保路不起保护作用护作用塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮线路过载线路过载保护保护塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮电动机的电动机的失压保护失压保护v作用：短路和严重过载保护作用：短路和严重过载保护v应用：串接于被保护电路的首端应用：串接于被保护电路的首端v优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻v分类：分类：熔断器熔断器瓷插式瓷插式RCRC螺旋式螺旋式RLRL有填料式有填料式RTRT无填料密封式无填料密封式RMRM快速熔断器快速熔断器RSRS自恢复熔断器自恢复熔断器熔断器熔断器作用：用于短路保护。作用：用于短路保护。电路符号电路符号FU熔体额定电流熔体额定电流 的选择：的选择：异步电机的起动电流异步电机的起动电流 Ist=(57)额定电额定电流。流。2.空载电机空载电机（稍大）（稍大）1.无冲击电流的场合无冲击电流的场合（如电灯、电炉）（如电灯、电炉）3.频繁起动频繁起动 的电机的电机安秒特性安秒特性tIF瓷插式熔断器瓷插式熔断器熔断器熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器熔断器熔断器有填料式熔断器有填料式熔断器熔断器熔断器无填料密封式熔断器无填料密封式熔断器熔断器熔断器快速熔断器快速熔断器熔断器熔断器自恢复熔断器自恢复熔断器熔断器熔断器v作用：发送控制命令或信号的电器作用：发送控制命令或信号的电器 v分类：控制按钮分类：控制按钮 万能转换开关万能转换开关 主令控制器主令控制器 行程开关行程开关 接近开关接近开关主令电器主令电器控制按钮控制按钮主令电器主令电器万能转换开关万能转换开关主令电器主令电器主令控制器主令控制器主令电器主令电器控制按钮控制按钮常开常开(动合动合)按钮按钮电路符号电路符号SB常闭常闭(动断动断)按钮按钮电路符号电路符号SB复合按钮复合按钮电路符号电路符号SB行程开关行程开关主令电器主令电器行程开关行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。结构与按钮类似，但其动结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。作要由机械撞击。常开（动合）触头常开（动合）触头电路符号电路符号ST常闭（动断）触头常闭（动断）触头电路符号电路符号ST接近开关接近开关主令电器主令电器触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头）常闭触头（动断触头）电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧接触器接触器1 1结构结构 一、交流接触器一、交流接触器 接触器接触器交流接触器结构图交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置2 2工作原理工作原理 线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振 动，需 加 短 路环。接触器接触器接触器电气元器件接触器型号说明额定电压额定电压 交流接触器：127、220、380、500V 直流接触器：110、220、440V 交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A 额定电流额定电流 吸引线圈额定电压吸引线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、220、380V 直流接触器：24、48、220、440V 接触器接触器3 3、接触器的主要技术指标、接触器的主要技术指标 根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；电压；吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；压等级一致；额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。接触器接触器4 4、接触器的使用选择原则、接触器的使用选择原则 线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触头主触头弹簧弹簧辅助辅助触头触头M3电机电机接触器接触器动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源380M3接触器接触器动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源 220380接触器有关符号：接触器有关符号：接触器线圈接触器线圈接触器主触头用于主电路接触器主触头用于主电路 （流过的电流大，（流过的电流大，需加灭弧装置需加灭弧装置）常开常开常闭常闭接触器辅助触头用于控制电路接触器辅助触头用于控制电路 （流过的电流小，无（流过的电流小，无需加灭弧装置需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。简单的接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自保持自保持停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮特点：特点：小电流控小电流控 制大电流。制大电流。接触器控制电路接触器正反转控制电路接触器正反转控制电路8.1.6 继电器继电器 继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器 的主触头可以通过大电流，而继电器的的主触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。所以，继电器只能用于控制电路中。中间继电器中间继电器电压继电器电压继电器电流继电器电流继电器 时间继电器（具有延时功能）时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）热继电器（做过载保护）.继电器类型：继电器类型：发热元件发热元件功能功能：过载保护：过载保护热继电器热继电器结构结构：I I常闭触头常闭触头双金双金属片属片工作原理：工作原理：发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板扣板热继电器的符号热继电器的符号发热元件发热元件串联在主电路中串联在主电路中串联在控制电路中串联在控制电路中常闭触头常闭触头FRFR 电机起动、停车（点动、连续运行、多地点电机起动、停车（点动、连续运行、多地点 控制、顺序控制等）控制、顺序控制等）电机正反转控制电机正反转控制 行程控制行程控制 时间控制时间控制 速度控制速度控制 8.2 基本控制环节基本控制环节8.2.1 异步机的直接起动异步机的直接起动M3ABCKMFUQSBCKMSB一、点动控制一、点动控制动作过程动作过程触头（触头（KM）打开）打开按钮松开按钮松开线圈（线圈（KM）断电）断电 电机停转。电机停转。触头（触头（KM）闭合）闭合按下按钮按下按钮（SB）线圈（线圈（KM）通电）通电电机转动；电机转动；控控制制电电路路主主电电路路简单的接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自保持自保持停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮二、电动机连续运行二、电动机连续运行自保持自保持KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮KM注意：接触器线圈电压注意：接触器线圈电压380V时，时，采用此种接线方式。采用此种接线方式。KMSB1KMSB2FRM3ABCKMFUQSFR电流成回路，电流成回路，只要接两相就可以了。只要接两相就可以了。三、异步机的直接起动三、异步机的直接起动+过载保护过载保护发热发热元件元件热继电热继电器触头器触头例如：甲、乙两地同时控制一台电机。例如：甲、乙两地同时控制一台电机。方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。四、多地点控制四、多地点控制KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB3乙乙SB4乙乙乙地乙地甲地甲地QSFRM3AB CKMFU方法一：用复合按钮。方法一：用复合按钮。五、点动五、点动+连续运行连续运行SB3：点动：点动SB2：连续运行：连续运行控制控制关系关系该电路缺点：动作不够可靠。该电路缺点：动作不够可靠。KMSB1KMSB2FRSB3主电路主电路控制电路控制电路SBKASB1KASB2FRKMKAM3AB CKMFU方法二：加中间继电器（方法二：加中间继电器（KA）。）。控制控制关系关系SB：点动：点动SB2：连续运行：连续运行FR8.2.2 电机的正反转控制电机的正反转控制KMFKMFSB1SBFFRKMRKMRKMRSBRM3ABCKMFFUQSFR 该电路必须先停车才能由正转到反转或由该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。反转到正转。SBF和和SBR不能同时按下，不能同时按下，否则会造成短路！否则会造成短路！操作过程：操作过程：SBF正转正转SBR反转反转停车停车SB1正转正转电机的正反转控制电机的正反转控制 加互锁加互锁互锁作用互锁作用：正转时，：正转时，SBR不起作用；反转不起作用；反转 时，时，SBF不起作用。从而避免两触发器不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3A BCKMFFUQ SFRKMRSBR互锁互锁KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机的正反转控制电机的正反转控制双重互锁双重互锁KMRM3A BCKMFFUQSFR电器互锁电器互锁机械互锁机械互锁双保险双保险机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）电器互锁（互锁触头）8.2.3 行程控制行程控制 行程控制实质为电机的行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。的终端要加限位开关。正程正程逆程逆程BAKMRM3ABCKMFFUQSFR行程控制电路（行程控制电路（1 1）正程正程限位开关限位开关STASTB逆程逆程至右极端位置撞开至右极端位置撞开STA 动作过程动作过程SB2 正向运行正向运行电机停车电机停车（反向运行同样分析）（反向运行同样分析）控制回路控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关限位开关行程控制行程控制(2)-(2)-自动自动往复运动往复运动正程正程逆程逆程电电 机机工作要求：工作要求：1.能正向运行也能反向运行能正向运行也能反向运行 2.到位后能自动返回到位后能自动返回电机电机STaSTb自动往复运动控制电路自动往复运动控制电路 限位开关限位开关采用复合式采用复合式开关。正向运开关。正向运行停车的同时，自动起行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。动反向运行；反之亦然。关键措施关键措施KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb电气元器件电流互感器电流互感器安装一、用相同电压等级兆欧表测量互感器绝缘电阻，阻值不小于1M欧姆。二、一次直接串联到线路中 母线式则母线直接穿过电流互感器，P1进P2出 二次则直接接到负荷（电流表、变送器等）S1进 S2出 一般在S2侧进行接地 三、各相电流互感器的中心线一般应安装在同一平面上，并与开关出线在同一垂直线上，穿心式电流互感器母线应位于孔中心的位置，不应使互感器受到外力。