常用低电器及继电器接触器控制电路基本环节

小 结 常 用 低 压 电 器 及继 电 器 -接 触 器 控 制 电 路 基 本 环 节 通 过 本 次 学 习 ， 掌 握 低 压 电 器 及 应 用 的 基 础 知 识 1） 低 压 电 器 的 概 念 、 分 类 、 作 用 ； 2） 电 压 电 器 的 结 构 及 工 作 原 理 ； 3） 应 用 ： 常 用 低 压 电 器 在 电 路 中 的 作 用 、 图 形 符号 和 文 字 符 号 、 主 电 路 和 辅 助 电 路 中 的 连 接 ； 4) 继 电 接 触 控 制 基 本 电 路 进 行 分 析 。 低 压 电 器 ： 常 指 用 于 交 流 额 定 电 压 1200v、 直 流 额 定 电 压1500v及 以 下 的 电 路 中 的 电 器 产 品 电气控制原理图 电气控制原理图 交 流 电 机熔 丝交 流 接 触 器热 继 电 器刀 开 关 按 钮 开 关电气控制原理图 交 流 电 机熔 丝交 流 接 触 器热 继 电 器刀 开 关 12345 436 3 电气控制原理图 电气控制原理图 控 制 电 器 的 分 类 及 作 用中 间 继 电 器继 电 器热 继 电 器溶 丝交 流 接 触 器 主 令 开 关行 程 开 关压 力 继 电 器接 近 开 关空 气 开 关 123 456123465 主 控 器 件保 护 器 件控 制 器 件发 信 器 件信 号 器 件辅 助 器 件 变 压 器 指 示 灯 熔 断 器 文 字 符 号 和 图 形 符 号 FU选 择 熔 丝 的 方 法(1) 电 灯 支 线 熔 丝 熔 丝 额 定 电 流 支 线 上 所 有 电 灯 的 工 作 电 流(2) 一 台 电 动 机 的 熔 丝 熔 丝 额 定 电 流 电 动 机 的 起 动 电 流2.5熔 丝 额 定 电 流 电 动 机 的 起 动 电 流1.6 2如 果 电 动 机 起 动 频 繁 ， 则 为(3) 几 台 电 动 机 合 用 的 总 熔 丝 +其 余 电 动 机 额 定 电 流 之 和熔 丝 额 定 电 流 = (1.5 2.5) 容 量 最 大 的 电 动 机 额 定 电 流熔 丝 的 额 定 电 流 有 4 A； 6 A； 10 A； 15 A； 20 A； 25 A；35 A； 60 A； 80 A； 100 A； 125 A； 350 A； 600 A 等 多 种 。 刀 开 关 用 途 普 通 刀 开 关 是 一 种 结 构 最 简 单 且 应 用 最 广 泛 的 手 控 低 压 电 器 ， 广泛 用 在 照 明 电 路 和 小 容 量 （ 5.5kW） 、 不 频 繁 起 动 的 动 力 电 路 的 控 制电 路 中 。 结 构 符 号 注 意 事 项 刀 开 关 安 装 时 ， 瓷 底 应 与 地 面 垂 直 ， 手 柄 向 上 ， 易 于 灭 弧 ， 不 得倒 装 或 平 装 。 倒 装 时 手 柄 可 能 因 自 重 落 下 而 引 起 误 合 闸 ， 危 及 人 身 和设 备 安 全 。 胶 盖 瓷 底 刀 开 关 的 结 构1出 线 盒 2熔 丝 3动 触 头 4手 柄 5静 触 头 6电 源 进 线 座 7瓷 座 8胶 盖 9接 用电 器b） 双 极 c） 三 极QS QS a） 单 极 或 QS 主 令 电 器 按 钮 按 钮 又 称 控 制 按 钮 或 按 钮 开 关 是 一 种 接 通 或 分 断 小 电 流 电 路 的主 令 电 器 ， 其 结 构 简 单 应 用 广 泛 。 触 头 允 许 通 过 的 电 流 较小 一 般 不 超 过 5A， 主 要 用 在 低 压 控 制 电 路 中 手 动 发 出 控 制信 号 。 按 钮 由 按 钮 帽 ， 复 位 弹 簧 ， 桥 式 动 、 静 触 头 和 外 壳 等 组 成 。 一般 为 复 合 式 即 同 时 具 有 常 开 、 常 闭 触 头 。 按 下 时 常 闭 触 头 先断 开 ， 然 后 常 开 触 头 闭 合 。 去 掉 外 力 后 在 恢 复 弹 簧 的 作 用 下 ， 常 开 触 头 断 开 ， 常 闭 触 头 复 位 。2431 56 SBSB3 41 2结 构 及 符 号 主 令 开 关 按 钮 行 程 开 关 符 号 SQ 行 程 控 制 ， 行 程 开 关 又 称 限 位 开 关 或 位 置 开 关 。 是 一 种 利 用生 产 机 械 某 些 运 动 部 件 的 撞 击 来 发 出 控 制 信 号 的 小 电 流 主 令电 器 。 主 要 用 于 生 产 机 械 的 运 动 方 向 、 行 程 大 小 控 制 或 位 置保 护 等 。 行 程 的 种 类 很 多 ， 它 有 动 合 触 点 和 动 断 触 点 ， 由 装 在 运 动 部件 上 的 挡 块 来 撞 动 。 当 运 动 部 件 到 达 一 定 行 程 位 置 时 ， 其 上的 挡 块 撞 动 行 程 开 关 ， 使 动 合 触 点 闭 合 ， 动 断 触 点 断 开主 令 电 器 行 程 开 关动 断 触 点 动 合 触 点 主 令 电 器 接 近 开 关 及 微 动 开 关接 近 开 关 和 光 电 开 关 非 接 触 式 的 、 无 触 点 行 程 开 关 接 近 开 关 按 其 工 作 原 理 分 ： 有 高 频 振 荡 型 、 电 容 型 、 感 应 电 桥型 、 永 久 磁 铁 型 、 霍 尔 效 应 型 等 ， 其 中 高 频 振 荡 型 最 为 常 用 接 近 开 关 微 动 开 关 自 动 开 关 （ 低 压 断 路 器 ） 低 压 断 路 器 又 称 自 动 空 气 开 关 或 自 动 开 关 。 它相 当 于和 欠 电 压 继 电 器 的 组 合 ， 是 一 种 既 有 手 动开 关 作 用 又 能 自 动 进 行 欠 压 、 失 压 、 过 载 和 短路 保 护 的 电 器 。 它 对 线 路 、 电 器 设 备 及 电 动 机实 行 保 护 。 是 低 压 配 电 网 中 的 一 种 重 要 保 护 电器 。 自 动 开 关 （ 断 路 器 ） 主 触 点 接 线 低 压 断 路 器 结 构 示 意 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失 压 脱 扣 器 7按 钮 符 号 QF 交 流 接 触 器 电 磁 式 的 接 触 器 是 利 用 电 磁 吸 力 的 作 用 使主 触 点 闭 合 或 断 开 电 动 机 电 路 或 负 载 电 路的 控 制 电 器 。 用 它 可 以 实 现 频 繁 的 远 距 离操 作 ， 它 具 有 比 工 作 电 流 大 数 倍 的 接 通 相分 断 能 力 。 接 触 器 最 主 要 的 用 途 还 是 控 制电 动 机 的 启 动 、 正 反 转 、 制 动 和 调 速 等 。因 此 ， 它 是 电 力 拖 动 控 制 系 统 中 员 重 要 的也 是 最 常 用 的 控 制 电 器 。 接 触 器 按 其 主 触 点 控 制 的 电 路 中 的 电 流 分为 直 流 接 触 器 和 交 流 接 触 器 。 交 流 接 触 器 特 点 ： 交 流 线 圈 、 有 短 路 环 、采 用 双 断 口 触 头 直 流 接 触 器 特 点 ： 直 流 线 圈 、 滚 动 指 型触 头 主 触 点 接 线 控 制 线 圈 接 线 接 触 器 的 图 形 符 号 、 文 字 符 号线 圈K M 辅 助 触 点主触点 动 合 触 点动 断 触 点 接 触 器 结 构 和 工 作 原 理 a） 外 形 b） 结 构 示 意 图 工 作 原 理 交 流 接 触 器 有 两 种 工 作状 态 ： 得 电 状 态 （ 动 作 状 态 ）和 失 电 状 态 （ 释 放 状 态 ） 。 接触 器 主 触 头 的 动 触 头 装 在 与 衔铁 相 连 的 绝 缘 连 杆 上 ， 其 静 触头 则 固 定 在 壳 体 上 。 当 线 圈 得电 后 ， 线 圈 产 生 磁 场 ， 使 静 铁心 产 生 电 磁 吸 力 ， 将 衔 铁 吸 合 。衔 铁 带 动 动 触 头 动 作 ， 使 常 闭触 头 断 开 ， 常 开 触 头 闭 合 ， 分断 或 接 通 相 关 电 路 。 当 线 圈 失电 时 ， 电 磁 吸 力 消 失 ， 衔 铁 在反 作 用 弹 簧 的 作 用 下 释 放 ， 各触 头 随 之 复 位 。 接 触 器 铭 牌 上 的 额 定 电 压 是 指 主 触 头 的 额 定 电 压 。 交 流 接 触 器 的 额 定 电 压 一 般 为 220V、 380V、 660V及 1140V； 直 流 接 触 器 一 般 为 220V、 440V及 660V。 辅 助 触 头 的 常 用 额 定 电 压 ： 交 流 380V； 直 流 220V。接 触 器 的 主 要 技 术 参 数 -额 定 电 压 接 触 器 的 额 定 工 作 电 流 系 指 主 触 头 的 额定 电 流 。 接 触 器 电 流 等 级 为 ： 6A、 10A、 16A、 25A、 40A、60A、 100A、 160A、 250A、 400A、 600A、 1000A、1600A、 2500A及 4000A。接 触 器 的 主 要 技 术 参 数 -额 定 电 流 交 流 接 触 器 的 操 作 频 率 一 般 为 ： 300次 /h1200次 /h 直 流 接 触 器 的 额 定 操 作 频 率 比 交 流 接 触器 的 高接 触 器 的 主 要 技 术 参 数 -操 作 频 率 1.接 触 器 的 类 型 选 择 ：根 据 接 触 器 所 控 制 负 载 的 轻 重 和 负 载 电 流 的 类 型 。2.额 定 电 压 的 选 择接 触 器 的 额 定 电 压 不 小 于 负 载 回 路 的 电 压 。3.额 定 电 流 的 选 择 ：一 般 接 触 器 的 额 定 电 流 不 小 于 被 控 回 路 的 额 定 电 流 。 对 于 电动 机 负 载 可 按 经 验 公 式 计 算 ：4.吸 引 线 圈 的 额 定 电 压 ：吸 引 线 圈 的 额 定 电 压 与 所 接 控 制 电 路 的 电 压 相 一 致 。 NNC KUPI 310 接 触 器 的 主 要 技 术 参 数 -选 用 继 电 器 ： 是 一 种 根 据 电 量 （ 电 流 、 电 压 ） 或 非 电 量 （ 时 间 、 速 度 、温 度 、 压 力 等 ） 的 变 化 自 动 接 通 和 断 开 控 制 电 路 ， 以 完 成 控 制 或 保护 任 务 的 电 器 。 继 电 器 一 般 由 3个 基 本 部 分 组 成 ： 检 测 机 构 、 中 间机 构 和 执 行 机 构 。 与 接 触 器 的 区 别 继 电 器 可 以 对 各 种 电 量 或 非 电 量 的 变 化 作 出 反 应 ， 而 接 触 器 只 有在 一 定 的 电 压 信 号 下 动 作 。 继 电 器 用 于 切 换 小 电 流 的 控 制 电 路 ， 而 接 触 器 则 用 来 控 制 大 电 流电 路 ， 因 此 ， 继 电 器 触 头 容 量 较 小 （ 不 大 于 5A） ， 且 无 灭 弧 装置 。 继 电 器 种 类 很 多 ， 按 输 入 信 号 可 分 为 ： 电 压 继 电 器 、 电 流 继 电 器 、 功率 继 电 器 、 速 度 继 电 器 ， 压 力 继 电 器 、 温 度 继 电 器 等 ； 按 工 作 原 理可 分 为 ： 电 磁 式 继 电 器 、 感 应 式 继 电 器 、 电 动 式 继 电 器 、 电 子 式 继电 器 、 热 继 电 器 等 ； 按 用 途 可 分 为 控 制 与 保 护 继 电 器 ； 按 输 出 形 式可 分 为 有 触 点 和 无 触 点 继 电 器 。 继 电 器 按 动 作 原 理 ， 继 电 器 可 以 分电 磁 式 、感 应 式 、电 子 式 、热 效 应 式 、气 动 式 、电 动 式 等 ； 按 动 作 时 间 ， 继 电 器 可 以 分 瞬 时 动 作 和 延 时 动 作 （ 也 叫 时 间 继 电 器 ） 等 ；电 流 继 电 器 -分 类 按 输 入 量 的 物 理 性 质 ， 继 电 器 可 以 分 为 电 压 、 电 流 、速 度 、 时 间 、 温 度 、 压 力 、 热 继 电 器 等 。 最 常 用 的 是 电 磁 式 继 电 器 ， 它 是 根 据 吸 引 线 圈 中 的电 流 量 的 大 小 来 动 作 的 。 电 磁 式 继 电 器 分 直 流 和 交 流 两 大 类 ， 它 们 的 主 要 结构 和 工 作 原 理 与 接 触 器 基 本 相 同 ， 它 们 各 自 又 可 分为 电 流 、 电 压 、 时 间 、 中 间 继 电 器 等 。继 电 器 -分 类 1） 电 压 继 电 器 触 点 的 动 作 和 线 圈 的 动 作 电 压 大 小 有 关 的 继 电 器 叫 电 压 继 电 器 ， 它用 于 电 力 拖 动 系 统 的 电 压 保 护 和 控 制 ， 使 用 时 与并 联 。 其 线 圈 的 匝 数 多 而 线 径 细 。 分 类 ： 按 线 圈 电 流 的 种 类 可 以 分 为 交 流 和 直 流 电 压 继 电 器 ， 按 吸 合电 压 大 小 又 可 以 分 为 过 电 压 、 欠 电 压 和 零 电 压 继 电 器 。特 点继 电 器 -电 压 继 电 器 中 间 继 电 器 的 作 用 是 增 加 被 控 制 线 路 的 数 量 或 加 大 触点 允 许 的 断 开 容 量 ， 以 达 到 分 配 控 制 信 号 和 功 率 放 大的 目 的 。 中 间 继 电 器 有 交 、 直 流 两 种 。 中 间 继 电 器 的 特 点 是 触点 数 目 较 多 ， 一 般 在 34对 以 上 ， 触 点 形 式 常 采 用 桥形 触 点 （ 与 接 触 器 辅 助 触 点 相 同 ） 。 动 作 功 率 较 大 的 中 间 继 电 器 与 小 型 接 触 器 的 结 构 相 同 。继 电 器 -中 间 继 电 器 电 磁 继 电 器 主 要 包 括 电 流 继 电 器 、电 压 继 电 器 相 中 间 继 电 器 。 选 用 时主 要 依 据 继 电 器 所 保 护 或 所 控 制 对象 对 继 电 器 提 出 的 要 求 ， 如 触 头 的数 量 、 种 类 ， 返 回 系 数 ， 控 制 电 路的 电 压 、 电 流 、 负 载 性 质 等 。 出 于继 电 器 触 头 容 量 较 小 ， 所 以 经 常 将触 头 并 联 使 用 。 有 时 为 增 加 触 头 的分 断 能 力 ， 也 有 把 触 头 串 联 起 来 使用 的 。 控 制 线 圈 接 线主 触 点 接 线继 电 器 -中 间 继 电 器 适 用 于 交 流 500V以 下 的 控 制 线 路 ， 线 圈 电 压为 交 流 12V、 36V、 127V、 220V及 380V五 种 。继 电 器 有 八 对 触 点 ， 额 定 电 流 为 5A， 最 高 操作 频 率 为 1200次 /h。 适 用 于 直 流 110V以 下 的 控 制 电 路 ， 线 圈 额 定电 压 为 直 流 12V、 24V、 48V、 110V四 种 ， 线 圈消 耗 功 率 不 大 于 3W， 继 电 器 具 有 带 公 共 触 点的 三 常 开 、 三 常 闭 触 点 ， 触 点 额 定 电 流 为 3A。继 电 器 -中 间 继 电 器 2） 电 流 继 电 器 触 点 的 动 作 和 线 圈 的 动 作 电 流 大 小 有 关 的 继 电 器 叫 电流 继 电 器 ， 使 用 时 电 流 继 电 器 的 线 圈 与 负 载 串 联 。特 点其线圈的匝数少而粗。分 类 ： 按 线 圈 电 流 的 种 类 可 以 分 为 交 流 和 直 流 电 流 继 电 器 ，按 吸 合 电 流 大 小 又 可 以 分 为 过 电 流 和 低 电 流 继 电 器 。继 电 器 -电 流 继 电 器 时 间 继 电 器 的 特 点 是 当 得 到 控 制 信 号 后 （ 如 继 电 器 线 圈 接 通 或断 开 电 源 ） ， 其 触 点 状 态 并 不 立 即 改 变 ， 而 是 经 过 一 段 时 间 的延 迟 之 间 ， 触 点 才 闭 合 或 断 开 ， 因 此 这 种 继 电 器 又 称 为 延 时 继电 器 。 接 通 延时 型 断 开 延时 型闭 闭继 电 器 -时 间 继 电 器 热 继 电 器 是 利 用 电 流 流 过 热 元 件 时 产 生 的 热 量 ， 使 双 金 属 片发 生 弯 曲 而 推 动 执 行 机 构 动 作 的 一 种 保 护 电 器 。 主 要 用 于 交流 电 动 机 的 过 载 保 护 、 断 相 及 电 流 不 平 衡 运 行 的 保 护 及 其 它电 气 设 备 发 热 状 态 的 控 制 。热 继 电 器 的 选 用 ：（ 1） 过 载 能 力 较 差 的 电 动 机 ， 热 元 件 的 额 定 电 流 IRT为 电 动 机 的 额 定 电 流 IN的60 80 。（ 2） 在 不 频 繁 的 启 动 场 合 ， 若 电 动 机 启 动 电 流 为 其 额 定 电 流 6倍 以 及 启 动时 间 不 超 过 6秒 时 ， 可 按 电 动 机 的 额 定 电 流 选 取 热 继 电 器 ；（ 3） 当 电 动 机 为 重 复 且 短 时 工 作 制 时 ， 要 注 意 确 定 热 继 电 器 的 操 作 频 率 ，对 于 操 作 频 率 较 高 的 电 动 机 不 宜 使 用 热 继 电 器 作 为 过 载 保 护 。继 电 器 -热 继 电 器 1主 触 头 2主 双 金 属 片 3热 元 件 4推 动 导 板 5补 偿 双 金 属 片 6常 闭触 头 7常 开 触 头 8复 位 调 节 螺 钉 9动 触 头 10复 位 按 钮 11偏 心 轮 12支 撑 件 13弹 簧 b） 常 闭 触 点a） 热 元 件 FR 继 电 器 -热 继 电 器 基本电路 基本电路 笼型电动机直接起动的控制线路 为 了 读 图 和 设 计 线 路 的 方 便 ， 控 制 线 路 常 根 据 其 作 用 原理 画 出 ， 把 控 制 电 路 和 主 电 路 分 开 。 这 样 的 图 称 为 控 制 线 路原 理 图 。 在 控 制 线 路 原 理 图 中 ， 各 种 电 器 都 用 统 一 的 符 号 来 代 表 。同 一 电 器 的 各 部 件 是 分 散 的 。 为 了 识 别 起 见 ， 它 们 用 统 一 的符 号 表 示 。 在 原 理 图 中 ， 规 定 所 有 电 器 触 点 均 表 示 在 起 始 情 况 下 的位 置 ， 即 在 没 有 通 电 或 没 有 发 生 机 械 动 作 时 的 位 置 。 在 起 始 情 况 下 ， 如 果 触 点 是 断 开 的 ， 则 称 为 动 合 触 点 ； 如 果 触 点 是 闭 合 的 ， 则 称 为 动 断 触 点 。 笼 型 电 动 机 直 接 起 动 的 控 制 线 路 原 理 图 K M12FRFU SB1 SB2K MK M FR 控 制 电 路主电路 S M3 若 去 掉 自 锁 触 点 K M， 则 可 对 电 动 机 实 行 点 动 控 制 。 K M12FRFU SB2K M FR 控 制 电 路主电路 S M3 闭 合 开 关 S 接 通 电 源按 SB 2 K M 线 圈 得 电 K M 主 触 点 闭 合 M 运 转松 SB2 K M 线 圈 失 电 动 作 次 序 笼 型 电 动 机 点 动 控 制 线 路 K M12FRFU SB2K M FRS M3 闭 合 开 关 S 接 通 电 源按 SB2 K M 线 圈 得 电 K M 主 触 头 闭 合 M 运 转松 SB 2 K M 线 圈 失 电 K M 主 触 头 恢 复 M 停 转 笼 型 电 动 机 点 动 控 制 线 路 返 回 笼型电动机正反转的控制线路 FRFUK MFS K MR 要 使 电 动 机 给 够 实 现 反 转 ， 只 要 把 接到 电 源 的 任 意 两 根 联 线 对 调 一 头 即 可 。 为此 用 两 个 接 触 器 来 实 现 这 一 要 求 。 设 K MF 为 实 现 电 机 正 转 的 接 触 器 ， K MR 为 实 现 电 机 反 转 的 接 触 器 。A B CU V W 合 上 S 接 通 电 源 其 主 触 点 闭 合让 K MF 线 圈 通 电 三 相 电 源 ABC 分 别 通 入 电 机 三 相 绕组 UVW ， 电 动 机 正 转其 主 触 点 闭 合让 K MR 线 圈 通 电 三 相 电 源 ABC 通 入 电 机 三 相 绕 组 变为 A U 未 变 ， 但 B W ， C V。电 动 机 将 反 转K MF 线 圈M3 电 机 正 转 并 自 锁 笼 型 电 动 机 正 反 转 的 控 制 线 路K MFFRFU SB1 SBFK M FK MF FRS M3 K MR K MRSBRK MR K MFK MR 动 作 次 序按 SBF K MF通 电 动 合 触 点 闭 合 实 现 互 锁 功 能 合 上 S接 通 电 源动 断 触 点 打 开按 SB1 K MF断 电 电 机 停 转按 SBR K R 通 电 动 合 触 点 闭 合 实 现 互 锁 功 能动 断 触 点 打 开 电 机 反 转 并 自 锁 缺 点 ： 要想 改 变 电 机 转向 ， 必 须 先 按停 止 按 钮 。 基 本 电 路