《电器及plc控制技术》.ppt

1、电器及PLC控制技术（多学时）,电器及PLC控制技术,第1章常用低压电器,第5章 三菱FX2N系列PLC控制系统设计,第4章 FX系列PLC的指令系统和编程方法,第3章 可编程序控制器基础知识,第2章电气控制电路基础,第6章 三菱FX2N系列PLC的应用,第7章 其他系列,第1章常用低压电器,1.1.1常用低压电器的分类 1.按用途分类 低压电器按电气元件所在的系统可以分为低压配电电器和低压控制电器。 2.按动作方式分类 低压电器按动作方式可分为手动电器和自动电器。 3.按动作原理分类 低压电器按动作原理可分为电磁式电器和非电磁式电器。,1.1低压电器的基本知识,第1章常用低压电器,1.1.2

2、低压电器的结构 1. 电磁机构常用的电磁机构如图1-1所示。电磁机构按照衔铁运动方式可分为：衔铁绕棱角转动拍合式，如图1-1(a)所示；衔铁绕轴转动拍合式，如图1-1(b)所示；衔铁作直线运动的直动式，如图1-1(c)所示。电磁机构按照电磁铁铁心的形状可分为两种：U型，如图1-1(a)所示；E型，如图1-1(b)、图1-1(c)所示。电磁机构按照电磁铁所通电流的种类可分为直流线圈和交流线圈两种。,1.1低压电器的基本知识,第1章常用低压电器,图1-1 常见的电磁机构,1衔铁； 2铁心； 3吸引线圈,2. 触点系统 触点系统是低压电器的执行部件，用来实现电路的接通和断开。触点通常用铜制成，但铜制

3、触点表面易产生氧化膜，使触点的接触电阻增大而引起触点过热，影响电器的使用寿命。而银的氧化膜电阻率与纯银相似，因此有些小容量电器的触点采用银制材料。,1.1低压电器的基本知识,第1章常用低压电器,图1-2 触点的结构形式,1.1.3低压电器的辅助结构 1.电动力灭弧 在桥式结构双断口触点系统中，当触点打开时，在断口处产生电弧，如图1-3所示。电弧电流在两电弧之间产生相应的磁场。根据左手定则，电弧电流要受到一个指向外侧的电动力F的作用,使电弧3向外运动并拉长,使它迅速穿越冷却介质而加快冷却并熄灭。这种灭弧方法简单，无需专门的灭弧装置，但效果较差，一般多用于小功率的电器中。交流接触器常采用这种灭弧方

4、式。,1.1低压电器的基本知识,第1章常用低压电器,图1-3 电动力灭弧示意图,1静触点； 2动触点； 3电弧图,2. 金属栅片灭弧 金属栅片灭弧装置中的灭弧栅一般由多片镀铜薄钢片（称为栅片）组成，它们位于电器触点上方的灭弧栅内，彼此之间互相绝缘，其示意图如图1-4所示。当触点1分断电路时，在触点1和灭弧栅之间产生电弧3，产生的电弧3在电动力作用下被推入灭弧栅内，当电弧3进入栅片后被分割成一段段串联的短弧。这时每相邻两片灭弧栅片2可以视为一对电极，且每对电极间都有150250 V的绝缘强度，这样整个灭弧栅的绝缘强度大大加强，而每对灭弧栅片2间的电压都不足以达到电弧3的燃烧电压，灭弧栅片2同时还

5、吸收电弧3的热量，使电弧3迅速冷却而熄灭。,1.1低压电器的基本知识,第1章常用低压电器,图1-4 金属栅片灭弧示意图,1触点； 2灭弧栅片； 3电弧； 4电动力,3.磁吹灭弧 磁吹灭弧的原理是在触点电路中串入一个磁吹线圈，该线圈产生的磁通经过导磁夹板引向触点周围，如图1-5所示。当触点打开时在触点间隙中产生电弧8，电弧8自身产生一个磁场，磁场方向可参见图1-5，这样它和线圈的合成磁通在弧柱两边不相等，下侧大于上侧。因此，在下强上弱的磁场力F作用下，电弧8被拉长并吹入灭弧罩7中，同时引弧角5与静触点4相连接，从而引导电弧8向上运动，将热量传递给灭弧罩7，使电弧8冷却熄灭。这种灭弧方式利用电弧电

6、流本身灭弧，因此电弧电流越大，灭弧能力也越强，一般广泛用于直流电器中。,1.1低压电器的基本知识,第1章常用低压电器,图1-5 磁吹灭弧原理图,1磁吹线圈； 2绝缘塞； 3铁心； 4静触点； 5引弧角；6导磁夹板； 7灭弧罩； 8电弧； 9动触点,主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号，使接触器、继电器或其他电器动作，以达到接通或分断电路目的的电器。主令电器应用广泛、种类繁多。按其作用可分为按钮开关、行程开关、接近开关、万能转换开关等。 1.2.1 按钮开关 按钮开关又称为按钮，是一种结构简单、使用广泛的手动指令电器。按钮不直接控制电路的通断，而是在控制电路中发出指令去控制接触器、继电器等，

7、再由它们去控制电路。 按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触点、外壳等组成，如图1-6所示。按用途和结构的不同，分为起动按钮、停止按钮、复合按钮等。,1.2主令电器,第1章常用低压电器,图1-6 按钮开关结构图,为了标明各个按钮的作用，避免误操作，通常将按钮帽做成不同的颜色以示区别，其颜色有红、绿、黑、蓝、灰、白等。一般以红色表示“停止”和“急停”按钮，绿色表示“起动”按钮，黑色表示“点动”按钮，蓝色表示“复位”按钮，黑白、白色或灰色表示“起动”与“停止”交替动作的按钮。 常见按钮有LA18、LA19、LA20、LA25等系列，其型号含义和电气符号如图1-7所示。,1.2主令电器,第1章常用低压电器,

8、图1-7 按钮的型号含义和电气符号,1.2.2 行程开关 行程开关又称为限位开关或位置开关，是一种利用生产机械中某些运动部件的碰撞来发出主令控制触点动作的开关电器。 行程开关的结构分为操作机构、触点系统和外壳3个部分。行程开关按运动形式分为直动式、转动式(滚轮式)和微动式3种类型。 常用的行程开关有LX19、LXW5、JLXK1、LX32、LX33、3SE3等系列。其中3SE3系列行程开关是引进西门子技术生产的，额定工作电压为500 V，额定电流为10 A，其机械、电气寿命比常见的行程开关长。 行程开关的型号含义和电气符号如图1-8所示。,1.2主令电器,第1章常用低压电器,图1-8 行程开关

9、的型号含义和电气符号,1.2.3 接近开关 接近开关又称为无触点位置开关，是一种非接触型检测开关。它既有行程开关所具备的行程控制及限位保护特性，又可用于高速计数、液面控制、测速、检测零件尺寸、检测金属体的存在、无触点式按钮等方面。接近开关有工作稳定可靠，重复定位精度高，寿命长等特点。 常用的国产接近开关的型号有3SG、CJ、SJ、AB、LXJ0等系列。接近开关的电气符号及实物图如图1-9所示。,1.2主令电器,第1章常用低压电器,图1-9 接近开关的电气符号及实物图,1.2.4 万能转换开关 万能转换开关是一种多挡位、多段式、控制多回路的主令电器。它主要用作控制线路的转换及电气测量仪表的转换，

10、也可用于控制小容量异步电动机的起动、换向及变速。 万能转换开关主要由接触系统、操作手柄、转轴、凸轮机构、定位机构等部件组成，用螺栓组装成整体。当操作手柄转动时，带动开关内部的凸轮转动，从而使触点按规定顺序闭合或断开。常用的万能转换开关有LW5、LW6等系列。 万能转换开关的原理图、电气符号及实物图如图1-10所示,1.2主令电器,第1章常用低压电器,图1-10 万能转换开关的原理图、电气符号及实物图,1.3.1 继电器的结构及工作原理 继电器由感应机构、中间机构和执行机构3部分组成。感应机构反映的是继电器的输入量，并将输入量传递给中间机构，中间机构将它与预定量(即整定值)进行比较，当达到整定值

11、时(过量或欠量)，就使执行机构产生输出量，从而接通或分断电路。 继电器的工作特点是具有跳跃式的输入输出特性，其特性曲线如图1-11所示。,1.3继电器,第1章常用低压电器,图1-11 继电器特性曲线图,1.3.2电磁式继电器 1. 电磁式继电器的结构及工作原理 电磁式继电器是应用最多的一种继电器，主要由电磁机构和触点系统组成，其原理如图1-12所示。,1.3继电器,第1章常用低压电器,图1-12 电磁式继电器原理图,1线圈； 2铁心； 3磁轭； 4弹簧； 5调节螺母； 6调节螺钉；7衔铁； 8非磁性垫片； 9动断触点； 10动合触点,电磁式继电器的型号含义及电气符号如图1-13所示。,1.3继

12、电器,第1章常用低压电器,图1-13 电磁式继电器的型号含义及电气符号,2.电磁式电流继电器 电磁式电流继电器主要用于过载及短路保护，它反映的是电流信号。在使用时，电磁式电流继电器的线圈和负载串联，其线圈匝数少、导线粗、阻抗小。由于线圈上的压降很小，不会影响负载电路的电流。常用的电磁式电流继电器有欠电流继电器和过电流继电器两种。 电路正常工作时，欠电流继电器的衔铁是吸合的，其动合触点闭合，动断触点断开。当电路电流减小到某一整定值以下时，欠电流继电器衔铁释放，控制电路失电，对电路起欠电流保护作用。欠电流继电器的吸引电流为线圈额定电流的30%65%，释放电流为线圈额定电流的10%20%。 电路正常

13、工作时，过电流继电器不动作，当电路中电流超过某一整定值时，过电流继电器衔铁吸合，触点系统动作，控制电路失电，从而控制接触器及时分断电路，对电路起过流保护作用。整定范围通常为1.14.0倍额定电流。,1.3继电器,第1章常用低压电器,3.电磁式电压继电器 电磁式电压继电器的结构与电磁式电流继电器相似，不同的是电磁式电压继电器反映的是电压信号。它的线圈为并联的电压线圈，因此匝数多、导线细、阻抗大。按吸合电压的大小，电磁式电压继电器可分为过电压继电器和欠电压继电器。 过电压继电器用于电路的过电压保护，当被保护电路的电压正常工作时，衔铁释放；当被保护电路的电压达到过电压继电器的整定值（额定电压的110

14、%115%）时，衔铁吸合，触点系统动作，控制电路失电，从而保护电路。 欠电压继电器用于电路的欠电压保护，当被保护电路的电压正常工作时，衔铁吸合；当被保护电路的电压降至欠电压继电器的释放整定值时，衔铁释放，触点系统复位，控制接触器及时分断被保护电路。欠电压继电器在电路电压为额定电压的40%70%时释放。,1.3继电器,第1章常用低压电器,4.电磁式中间继电器电磁式中间继电器的主要用途是当其他继电器的触点数量或触点容量不够时，可借助电磁式中间继电器来扩大它们的触点数量或触点容量，起到信号中转的作用。目前，国内常用电磁式中间继电器有JZ7、JZ8、JZ14、JZ15、JZ17等系列。引进产品有德国西

15、门子公司的3TH系列和BBC公司的K系列等。 JZ7系列电磁式中间继电器的结构如图1-14所示。,1.3继电器,第1章常用低压电器,图1-14 JZ7系列电磁式中间继电器结构图,1静铁心； 2短路环； 3动铁心； 4动合触点；5动断触点；6复位弹簧； 7线圈； 8反作用弹簧,5.电磁式继电器常用型号及选用 常用电磁式继电器有JL18、JL14、JZ15、3TH80、3TH82及JZC2等系列。其中，JL18系列为交直流过电流继电器，JL14系列为交直流电流继电器，JZ15系列为中间继电器，3TH80、3TH82与JZC2系列类似，为接触器式继电器。 电磁式继电器是组成各种控制系统的基础元件，选

16、用时应综合考虑继电器的功能特点、额定工作电压、额定工作电流、工作制及使用环境等因素，做到合理选择。,1.3继电器,第1章常用低压电器,1.3.3时间继电器 1. 空气阻尼式继电器 空气阻尼式时间继电器也称为气囊式时间继电器，它利用空气阻尼作用来达到延时的目的，由电磁机构、延时机构和触点系统3部分组成。空气阻尼式时间继电器的电磁机构有交流和直流两种，延时方式有通电延时型和断电延时型(改变电磁机构位置，将电磁铁翻转180安装)。当动铁心(衔铁)位于静铁心和延时机构之间时为通电延时型；当静铁心位于动铁心和延时机构之间时为断电延时型。空气阻尼式时间继电器动作原理如图1-15所示。,1.3继电器,第1章

17、常用低压电器,图1-15 空气阻尼式时间继电器动作原理,1线圈； 2静铁心； 3、7、8弹簧； 4衔铁； 5推板； 6顶杆； 9橡皮膜；10调节螺钉； 11进气孔； 12活塞； 13、15微动开关； 14杠杆,2.晶体管时间继电器 晶体管时间继电器也称为半导体式时间继电器，常用的有阻容式时间继电器。晶体管时间继电器是利用RC电路电容器充电时，电容器上的电压逐渐上升的原理作为延时基础的。因此改变充电电路的时间常数(改变电阻值)，即可整定其延时时间。晶体管时间继电器工作原理如图1-16所示。,1.3继电器,第1章常用低压电器,图1-16 晶体管时间继电器工作原理图,3.时间继电器的型号选用及电气符

18、号 时间继电器形式多样，各具特点，选择时应从以下几方面考虑：根据控制电路对延时触点的要求选择延时方式，即通电延时型或断电延时型；根据延时范围和精度、使用场合、工作环境等选择时间继电器的类型。时间继电器的电气符号如图1-17所示。,1.3继电器,第1章常用低压电器,图1-17 时间继电器的电气符号,1.3.4热继电器 1.热继电器的工作原理 热继电器的测量元件通常采用双金属片，由两种具有不同膨胀系数的金属片以机械碾压方法形成一体。主动层采用膨胀系数较高的铁镍铬合金，被动层采用膨胀系数很低的铁镍合金。当双金属片受热后将向被动层方向弯曲，当弯曲到一定程度时，通过动作机构使触点动作。如图1-18所示为

19、热继电器动作原理示意图，发热元件2通电发热后，双金属片1受热向左弯曲，使推动导板3向左推动执行机构发生一定的运动。电流越大，执行机构的运动幅度也越大。当电流大到一定程度时，执行机构发生跃变，即触点发生动作从而切断主电路。,1.3继电器,第1章常用低压电器,图1-18 热继电器动作原理示意图,1双金属片 2发热元件 3推动导板,2.热继电器的常用型号及电气符号,1.3继电器,第1章常用低压电器,图1-19 热继电器实物图形、型号含义及电气符号, 3.热继电器的选择原则 热继电器主要用于电动机的过载保护，使用中应考虑电动机的特性、负载性质、起动情况、工作环境等因素，具体应按以下几个方面来选择: （

20、1）热继电器的型号及热元件的额定电流等级应根据电动机的额定电流来确定。热元件的额定电流应大于或略大于被保护电动机的额定电流。 （2）三角形联结的电动机应选用带断相保护装置的三相结构形式的热继电器；星形联结的电动机可选用两相或三相结构形式的热继电器。 （3）双金属片热继电器一般用于轻载或不频繁起动的过载保护。对于重载或频繁起动的电动机，应选用过电流继电器或能反映绕组实际温度的温度继电器来进行保护，不宜选用双金属片热继电器，因为电动机在运行过程中不断重复升温，热继电器双金属片的温升跟不上电动机绕组的温升，所以电动机将得不到可靠的过载保护。,1.3继电器,第1章常用低压电器, 1.3.5 速度继电器

21、 如图1-20所示为速度继电器的结构原理图。,1. 3继电器,第1章常用低压电器,图1-20 速度继电器的结构原理图,1绕组 2摆锤 3、6簧片 4、5静触点,图形符号和文字符号,1.3继电器,第1章常用低压电器,图1-21 速度继电器的图形符号和文字符号,1.4.1交流接触器1.交流接触器的基本结构交流接触器的结构及实物图如图1-22所示。,1.4接触器,第1章常用低压电器,图1-22 交流接触器的工作原理图,1静铁心2线圈3弹簧4动铁心5主触点6动合辅助触点 7灭弧罩8动断辅助触点, 2.交流接触器的工作原理 交流接触器线圈通以交流电，主触点接通或分断交流主电路。交流接触器根据电磁原理工作

22、：如图1-22所示，当线圈2通电后，线圈2中的电流产生磁场，静铁心1产生电磁吸力，电磁吸力大于弹簧3的反作用力而使衔铁吸合，并带动触点动作，使动断触点断开、动合触点闭合，两者是联动的；当线圈2断电时，电磁力消失，衔铁在弹簧力的作用下释放，使触点复位，即动合触点断开、动断触点闭合。,1.4接触器,第1章常用低压电器,1.4.2 直流接触器 直流接触器线圈通以直流电流，主触点起到接通或切断直流主电路的作用。 直流接触器主要用来远距离接通与分断直流电动机的起动、停止、反转及反接制动。直流接触器的结构及工作原理与交流接触器类似，在结构上也是由电磁机构、触点系统、灭弧装置等部分组成的。在直流接触器线圈内

23、通以直流电，铁心不会产生涡流和电磁滞损耗，所以不会发热。因此在铁心的结构、线圈形状、触点形状、数量等方面，直流接触器与交流接触器有所不同。,1.4接触器,第1章常用低压电器,1.4.3接触器的主要技术参数1.接触器型号含义和文字符号,1.4接触器,第1章常用低压电器,图1-23 接触器的型号含义和电气符号,1.4接触器,第1章常用低压电器,2.接触器的主要技术参数1)额定电压2)额定电流3)线圈的额定电压4)额定操作频率5)机械寿命和电气寿命6)动作值,1.4接触器,第1章常用低压电器,1.4.4接触器的选用 选择接触器时，应从其工作条件出发，主要考虑下列几个因素： (1)根据被接通或分断的电

24、流种类选择接触器的类型。一般控制交流负载应选用交流接触器；控制直流负载则选用直流接触器。 (2)根据被控电路中电流大小和使用类别选择接触器的额定电流。主触点的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流。应当注意的是，接触器主触点的额定工作电流是在规定的条件下（额定工作电压、使用类别、操作频率等）能够正常工作的电流值，当实际使用条件不同时，这个电流值也将随之改变。 (3)根据被控电路电压等级选择接触器的额定电压。主触点的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压。 (4)根据控制电路的电压等级选择接触器线圈的额定电压。吸引线圈的额定电压应与控制电路电压相一致，接触器在线圈额定电压85%及以上时应能可靠地

25、吸合。,1.5.1低压开关的结构和安装 常用的低压开关包括刀开关和组合开关。,1.5低压开关和低压断路器,第1章常用低压电器,图1-24 刀开关结构示意图,1绝缘底板； 2铰链支座； 3静插座； 4触刀； 5手柄,由于刀开关在切断电源时会产生电弧，因此在安装刀开关时必须注意以下几点： (1)手柄在合闸状态必须朝上，不得倒装或平装。倒装时手柄有可能因重力作用自动下滑而引起误合闸，造成人身安全事故。 (2)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，可防止意外发生。 (3)负荷较大时，为了防止闸刀本体相间出现短路，可与熔断器配合使用。,1.5低压开关和低压断路器,第1章常用低

26、压电器,1.5.2常用低压开关1.常用刀开关 1）HD系列及HS系列刀开关2）HK系列开启式负荷开关3）HH系列封闭式负荷开关4）刀开关的选用刀开关常用于不频繁接通或切断电源的场合，其额定电压等于或大于电路的额定电压，额定电流等于或稍大于电路的额定电流。刀开关的通断能力、动稳定电流值、热稳定电流值等均应符合电路要求。若用刀开关控制电动机时，其额定电流须为电动机额定电流的3倍。刀开关的型号含义和电气符号如图1-25所示。,1.5低压开关和低压断路器,第1章常用低压电器,图1-25 刀开关的型号含义和电气符号,2 .组合式开关 组合式开关是一种特殊的刀开关，它的刀片为转动式，操作比较灵活，它的动触

27、点(刀片)和静触点装在封闭的绝缘件内，采用叠装式结构，其层数由动触点数量决定，动触点装在操作手柄的转轴上，随转轴旋转而改变各对触点的通断状态。组合开关的结构及外形图如图1-26所示,1.5低压开关和低压断路器,第1章常用低压电器,图1-26 组合开关的结构及外形图,1接线柱2绝缘杆3手柄 4转轴5弹簧6凸轮7绝缘垫板8动触点 9静触点,1.5.3低压断路器的结构和工作原理 1.低压断路器的结构 低压断路器主要由触点系统、灭弧系统、操作机构、保护装置等组成。低压断路器的保护装置由各种脱扣器组成。 1)触点系统 触点系统由静触点和动触点组成，在低压断路器中用来实现电路接通或分断。低压断路器的主触点

28、一般都焊有银基合金镶块，主触点是由操作机构和自由脱扣器操纵其通断，可用操作手柄操作，也可用电磁机构远距离操纵。 2)灭弧系统 灭弧系统的作用是熄灭触点间在断开电路时产生的电弧。 3)操作机构 操作机构有直接手柄操作、杠杆操作、电磁铁操作和电动机驱动四种。 4)保护装置 保护装置由各种脱扣器组成，脱扣器分电磁脱扣器、热脱扣器、复式脱扣器、欠压脱扣器和分励脱扣器等。,1.5低压开关和低压断路器,第1章常用低压电器,2.低压断路器的工作原理 如图1-27所示，低压断路器中的过电流脱扣器2的线圈和热脱扣器1的热元件串联在主电路中，和欠压脱扣器6的线圈并联在电路中。电路正常工作时，各脱扣器均不动作，而当

29、电路发生短路、欠压及过载故障时，分别通过各自的脱扣器使锁扣被杠杆顶开，实现保护作用。低压断路器的主触点3依靠操作机构手动或通电开闸，当主触点3闭合后，自由脱扣机构4将主触点3锁定在合闸位置上。当电路发生短路时，过电流脱扣器2中线圈的电流急剧增加，衔铁吸合，使自由脱扣器4动作，主触点3在弹簧作用下分开，从而切断电路。当电路发生欠压故障时，欠压脱扣器6线圈中的磁通下降，使电磁吸力下降或消失，欠压脱扣器6的衔铁在弹簧作用下向上移动，推动自由脱扣器4动作，从而切断电路。当电路过载时，热脱扣器1的热元件使双金属片向上弯曲，推动自由脱扣机构4动作。低压断路器因过载断开后，应等双金属片冷却复位后再合闸。分励

30、脱扣器5用于远距离分断电路。,1.5低压开关和低压断路器,第1章常用低压电器,图1-27 低压断路器工作原理图及图形符号,1热脱扣器； 2过电流脱扣器； 3主触点； 4自由脱扣器； 5分励脱扣器6欠压脱扣器； 7按钮； 8失压保护； 9过流保护； 10过载保护,1.5.4 低压断路器的分类和技术参数1.万能式低压断路器2.塑壳式低压断路器3.漏电保护式低压断路器,1.5低压开关和低压断路器,第1章常用低压电器,1.5.5低压断路器的选择 (1)低压断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路、设备的额定电压和额定电流。 (2)低压断路器的极限通断能力大于或等于电路最大短路电流。 (3)欠电压脱扣

31、器的额定电压大于或等于线路的额定电压。 (4)过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。 低压断路器类型应根据使用场合和保护要求来选择：额定电流在600 A以下，且短路电流不大时，可选用塑壳式低压断路器；额定电流较大,短路电流亦较大时，应选用万能式低压断路器。,1.5低压开关和低压断路器,第1章常用低压电器,1.6.1熔断器的分类 1.插入式熔断器 插入式熔断器又称为瓷插式熔断器，常用的插入式熔断器有RCIA系列，如图1-28所示。,1.6 熔断器,第1章常用低压电器,图1-28 RCIA系列插入式熔断器,1瓷盖； 2熔断丝； 3动触点； 4瓷座； 5静触点,2. 螺旋式熔断器封闭管

32、式熔断器封闭管式熔断器分为有填料封闭管式和无填料封闭管式两类，如图1-29所示。,1.6 熔断器,第1章常用低压电器,图1-29 封闭管式熔断器,1底座； 2夹座； 3熔管,4. 快速式熔断器5. 自复式熔断器如图1-30所示为采用金属钠作为熔体的自复式熔断器结构图。,1.6 熔断器,第1章常用低压电器,图1-30 自复式熔断器结构图,1进线端子； 2特殊玻璃； 3磁芯； 4熔体（金属钠）； 5套管；6活塞； 7氩气； 8软铅； 9螺钉； 10出线端子,1.6.2熔断器的选择1.主要性能参数及型号 1)额定电压 额定电压是指保证熔断器能长期正常工作的电压。 2)额定电流 额定电流是指保证熔断器

33、能长期正常工作的电流，它的划分等级随熔断器的结构形式而异。熔断器的额定电流应大于所装熔体的额定电流。 3)极限分断电流极限分断电流是指熔断器在额定电压下能断开的最大短路电流。 熔断器的型号含义和电气符号如图1-31所示。,1.6熔断器,第1章常用低压电器,图1-31 熔断器的型号含义和电气符号,2.熔断器的选用 在选用熔断器时，应根据被保护电路的需要，首先确定熔断器的类型，然后选择熔体的规格，最后根据熔体确定熔断器的规格。照明电路一般选用插入式熔断器，电动机保护一般选用螺旋式熔断器，电网配电一般选用封闭管式熔断器，保护可控硅元件则选用快速式熔断器。 1)额定电压的选择 熔断器的额定电压应大于或

34、等于线路的工作电压。 2)额定电流的选择 （1）若负载为纯电阻负载时，则熔体电流大于或等于负载额定电流。 （2）当熔断器用于电动机的短路保护时，选用原则有两条。 保护单台工作的电动机时：IRe(1.52.5)IDe 保护多台电动机时：IRe(1.52.5)IDemIDe 式中，IRe为熔体额定电流；IDe为电动机额定电流；IDem为容量最大的电动机额定电流。 (3)熔断器的额定电流应大于所装熔体的额定电流。,1.6熔断器,第1章常用低压电器,第2章 电气控制电路基础,2.1.1 电气原理图 如图2-1所示为某型号车床的电路图,2.1 电气控制电路的绘制,第2章 电气控制电路基础,图2-1 某型

35、号车床的电路图,1.电路图绘制 电路图在布局上应按功能分开画出，即按主电路、控制电路和辅助电路分开绘制，一般按因果关系从左到右或从上到下布置，尽可能按工作顺序排列。主电路包括从电源到电动机的电路，是设备的驱动电路；控制电路包括接触器和继电器的线圈、接触器的辅助触点、继电器和其他控制电器的触点等；辅助电路包括照明电路、保护电路、信号电路等。主电路、控制电路和辅助电路一起构成电气控制系统。工作时，控制电路发出指令，主电路完成由电源向用电器供电，辅助电路保障设备的正常运行。 电路图中的电路在布置时应采用水平和垂直两种方式，即水平布置时垂直给出电源线，水平方向给出其他电路，电路中的耗能元件绘在电路的最

36、右端。垂直布置时水平给出电源线，垂直方向给出其他电路，电路中的耗能元件绘在电路的最下端。,2.1 电气控制电路的绘制,第2章 电气控制电路基础,2.元器件绘制、元器件状态 电路原理图中的所有元器件都不用画出实际外形图，而是采用国家标准规定的图形符号和文字符号表示。同一电器的各个部件可根据需要画在不同的地方，但必须用相同的文字符号标注，称为分散方式绘制；通过连接线段的方式，把一个电器的各个部件（如线圈、触点）图的关系表明，称为集中方式绘制。电路中所有电气元件在绘制时都应遵循以下4点原则： （1）所有元器件应是未通电时的状态。二进制逻辑元件应是置零时的状态；机械开关应是未受压合状态；各类线圈应处在

37、非激励状态；各类保护装置应处于设备正常工作时的状态，特别情况在图样上说明，图形表达不清时可用文字进一步说明。 （2）某些元器件的特性（如电阻、电容的数值等）应在电路图中标注出来。 （3）一些不常用的元器件（如位置传感器、手动触点等）尽量少用，力求不用。确需使用时，应在适当的位置标出它的操作方式和功能。 （4）一些耗能元件（如线圈、电磁铁、信号灯等）应绘制在直接接地的电源线上，控制触点应连在另一电源线上。,2.1 电气控制电路的绘制,第2章 电气控制电路基础,3.图区、触点位置索引为了方便查阅、故障检测和维修，应将电气原理图分成若干图区，这也是工程图样中常采用的坐标建立方式。电路图通常沿着水平方

38、向在图的上方进行划区，并标明该区电路的用途与作用，同时在图的下方按划区的方式用阿拉伯数字标明图区，如图2-2所示。,2.1 电气控制电路的绘制,第2章 电气控制电路基础,图2-2 区位图号含义及触点位置表示含义,4.电路图中的文字符号、接线端子标记 电路图中的图形符号是表示了一类设备或元器件的共同符号，为了更明确地区分不同设备和元器件，尤其是区分同类设备或元器件中不同功能的设备或元器件，还必须在图形符号旁标注相应的文字符号。电气控制系统图中，电气元件的图形符号和文字符号必须遵循统一的国家标准，国家标准局参照国际电工委员会（IEC）公布的有关文件，制定了我国电气设备有关国家标准。,2.1 电气控

39、制电路的绘制,第2章 电气控制电路基础,2.1.2电器元件布置图电气设备和元器件的布置应注意以下几个方面：（1)体积大和较重的电气设备、元器件应安装在电器安装板的下方，而发热元器件应安装在上方。（2）强电、弱电应分开，弱电要加以屏蔽，防止外界干扰。（3）需要经常维护、检修、调整的电气元件的安装位置不宜过高或过低。（4）电气元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器应安装在一起，以利于安装和配线。（5）布置图根据设备的复杂程度可集中绘制在一张图纸上，控制柜和操作台的电气元件布置图也可以分别绘出。如图2-3所示为某型号车床控制盘电气布置图,2.1 电气控制电路的绘制,第2章 电气控

40、制电路基础,图2-3 某型号车床控制盘电气布置图,2.1.3 电气接线图 绘制电气接线图的原则为以下几点：（1）各电气元件均按实际安装位置绘出，元件所占图面以统一比例绘制，尽可能符合电器的实际情况。（2）一个元件中所有的带电部件均画在一起，并用点划线框起来，即集中表示法。（3）各电气元件的图形符号和文字符号应与电气原理图保持一致。（4）各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出，且应与电气原理图上的导线编号相一致。（5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可绘成一股。如图2-4所示是与图2-1对应的电控箱外连部分的接线图。,第2章 电气控制电路基础,2.1 电气控制电路的绘制,图2-4 某车床电

41、控箱外连部分的电气接线图,2.2.1 三相异步电动机的连续控制与点动控制 生产设备在正常的工作过程中，电动机长时间持续工作，这种处于长期工作的状态称为“长动”（连续控制），如图2-5所示为接触器控制的电动机单向运转电路。合上电源开关QS，引入三相电源。按下起动按钮SB2，KM线圈通电，其主触点闭合，电动机M接通电源起动。同时，与起动按钮并联的KM动合辅助触点也闭合。当松开SB2时，KM线圈通过其自身辅助触点的自锁功能，继续保持通电状态，从而保证了电动机连续运转。当需要电动机停止运转时，可按下停止按钮SB1，切断KM线圈电源回路，KM动合主触点与动合辅助触点均断开，切断电动机电源和控制电路，电动

42、机停止运转。,2.2 三相异步电动机的起动控制,第2章 电气控制电路基础,图2-5 接触器控制的电动机单向运转电路,如图2-6所示为电动机点动与连续运转控制的几种典型电路。其中如图2-6（a）所示为主电路，如图2-6（b）所示为基本点动控制电路，如图2-6（c）、（d）所示分别为开关选择运行状态的电路和两个按钮控制的电路。,2.2 三相异步电动机的起动控制,第2章 电气控制电路基础,图2-6 电动机点动与连续运转控制的几种典型电路,2.2.2 三相异步电动机的全压起动 全压起动即直接起动，是一种简单、可靠且经济的起动方式，但三相笼型异步电动机的全压起动电流Ist是其额定电流IN的47倍，过大的

43、起动电流Ist会造成电网电压显著下降，直接影响在同一电网工作的其他用电器，而且电动机频繁起动会严重发热，加速线圈老化，缩短电动机的寿命。 全压起动的方式有刀开关直接起动和接触器直接起动两种。对小型冷却泵、台钻、砂轮机、风扇等，可用胶壳闸刀开关、铁壳开关、按钮、接触器等电器直接起动或停止；对中小型普通机床的主轴电动机通常采用接触器直接起动或停止。 电机全压起动的控制电路可参考图2-5和图2-6，此类控制电路的重点在于自锁控制和各种保护环节的作用。,2.2 三相异步电动机的起动控制,第2章 电气控制电路基础,2.2.3 三相异步电动机的降压起动 1.定子电路串联电阻降压起动 定子电路串联电阻降压起

44、动是指电动机起动时把电阻串接在定子绕组与电源之间，利用电阻分压原理来减小定子绕组上的起动电压，最终达到限制起动电流的目的，起动过程完成后再将电阻短接或断开，使电动机进入全压正常运行状态。 定子电路串联电阻降压起动控制电路如图2-7所示,2.2 三相异步电动机的起动控制,第2章 电气控制电路基础,图2-7 定子电路串联电阻降压起动控制电路,2.Y-降压起动 Y-降压起动是指电动机起动时定子绕组先接成星形（Y形），接入三相交流电源，待转速接近额定转速时，再将电动机定子绕组接成三角形（形），电动机进入正常运行。因此,Y-降压起动适用于在正常工作时三相定子绕组接成三角形（形）的三相笼型异步电动机。 Y

45、-降压起动控制电路如图2-8所示。,2.2 三相异步电动机的起动控制,第2章 电气控制电路基础,图2-8 Y-降压起动控制电路,3. 自耦变压器降压起动 在自耦变压器降压起动的控制电路中，电动机起动电流的限制是依靠自耦变压器的降压作用来实现的。它将自耦变压器的主线圈接在电网上，在起动时将电动机定子绕组接在自耦变压器次级线圈上。因此，在起动时电动机定子绕组得到的电压是自耦变压器的次级侧电压，待电动机转速接近额定转速时，切断自耦变压器电路，把额定电压直接加在电动机的定子绕组上，此时电动机进入全压正常运行状态。 自耦变压器降压起动控制电路如图2-9所示，其中指示灯电路略。,2.2 三相异步电动机的起动控制,第2章 电气控制电路基础,图2-9 自耦变压器降压起动控制电路,2.3.1异地控制 对于有些大型机械和生产设备，为了操作方便，常常要求在两个或两个以上的地点都能进行操作。例如，重型龙门刨床有时在固定的操作台上控制，有时需要站在机床的四周利用悬挂按钮进行控制，即异地控制。这种情况只需把起动按钮并联起来，把停止按钮串联起来，分别装在多个地方，即可实现异地操作，如图2-10所示。,2.3 三相异步电动机的运行控制,第2章 电气控制电路基础,图2-10 异地控制电路,