1、1,电气控制与识图,常用控制电器,电器的基础知识 工作原理与结构特点 触点和电弧 常用低压电器,2,一 电器的基础知识 一、电器的定义及分类 （一）电器的定义 凡是自动或手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换和调节目的的电气元件统称为电器。,3,（二）电器的分类 1、按工作电压等级分类 （1）低压电器 交流AC 1200V；直流DC 1500V。,4,2、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。 （2）主令电器用于各种控制系统中发送控制指令的电器。 （3）保护电器用于保护电路及用电设备的电器。 （4）配电电器用于电能的输送和分配的电器。 （
2、5）执行电器用于完成某种动作或传动功能的电器。,5,3、按工作原理分类（1）电磁式电器依据电磁原理来工作的电器。 （2）非电类控制电器电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器。,6,二、电磁式电器的工作原理与结构特点 组成：感测部分电磁结构；触头系统执行部分。 （一）电磁结构作用将电磁能量转换为机械能量，带动触头动作，完成接通和分断电 路。组成吸引线圈、铁心、衔铁等。,7,常用的磁路结构,线圈自然状态 没有电,8,常用的磁路结构,线圈通电,9,常用的磁路结构,机械运动,10,常用的磁路结构 通电后动作情况,机械运动,11,电磁机构的线圈,线圈分类：电流线圈电压线圈 电流线圈：串接在
3、主电路， 特点：扁铜条带或粗铜线绕制，匝数少,内阻小。 注意：a 衔铁动作与否取决于线圈中电流的大小。b 衔铁动作不改变线圈电流。,12,电压线圈：并联在电路 特点：细铜线绕制，匝数多，阻抗大，电流小，常用绝缘较好的电线绕制。 注意：衔铁动作与否取决于线圈的电压大小。,13,直流电磁机构的衔铁动作不改变线圈电流； 交流电磁机构的衔铁动作改变线圈电流。衔铁卡住不能吸合，或者频繁动作，交流电压线圈可能烧毁。 可靠性要求高，或频繁动作的控制系统采用直流电磁机构，而不采用交流电磁机构。,14,1-衔铁 2-铁心 3-线圈 4-短路环 图1-6 交流电磁铁的短路环,15,三、电器的触点系统和电弧 （一）
4、电器的触点系统作用起接通和分断电路。 触点接触形式：点接触：小电流的触点线接触：中等容量的触点面接触：大容量的触点,（a）点接触,（b）线接触,(c) 面接触,16,结构型式： 1、指形触点（图14 a） 2、桥式触点 （图14 b 、 c ）,图14 触点的结构型式,17,运动过程,用力按下,18,运动过程结束,产生摩擦动作,产生摩擦动作,19,四 常用低压电器 常 用 开关、熔断器、主令电器、接触器和各种继电器 （一）、开关电器 开关应用于配电线路作电源的隔离、保护与控制。 （1）、刀开关 应用在低压电路中，作为不频繁接通、断开电路。 原理依靠手动来实现触刀插入插座与脱离插座的控制电路的通
5、、断。 参数额定电压、额定电流、通断能力、动稳定电流、热稳定电流。 类型大电流刀开关、负荷开关、熔断器式刀开关。 选择使额定电压、额定电流 电路的额定电压、额定电流 注意安装手柄向上、电源接上端、负载接下端。 产品HD14、HD17、HS13、HK2、HH4、HR3 。,20,型号含义：,0 不带灭弧罩 带有灭弧罩 板前接线 板后接线 极数 额定电流 中央手柄 侧面正向操作 中央杠杆操作 侧面手柄 HD 单投刀开关 HS 双极刀开关,21,图形符号及文字符号,刀开关的符号 a）单极 b）双极 c）三极,QS,或,a） b） c）,QS,QS,22,23,（2）、转换开关 应用在电气设备中，作为
6、非频繁接通、断开电路、换接电源和负载，测量三相电压以及控制小容量感应电动机。 原理依靠转动手柄，使动触头与两侧静触头接通和断开电路。 参数额定电压、额定电流、通断能力、动稳定电流、热稳定电流。 类型单极、双极和多极。 选择使额定电压、额定电流 电路的额定电压、额定电流 产品HZ5、HZ10、HZ15。,24,转换开关的 结构示意图。,转换开关的结构示意图,L1 L2 L3,U V W,25,图形符号及文字符号,转换开关的符号 a）单极 b）三极,QS,a） b）,QS,26,27,（3）、断路器 （自动开关） 应用在低压电气中，作为非频繁接通、断开电路、换接电源和负载，在电路发生短路、过载或欠
7、压等故障时，能自动分断故障电路，是保护电器。 原理依靠手动或电动合闸，触头闭合后，自有脱扣机构将触头锁在合闸位置上。 保护过电流、欠压、热、分励、自由脱扣。 参数额定电压、额定电流、极数、脱扣器类型、整定电流范围、分断能力、动作时间。 类型单极、双极和多极。,28,断路器工作原理图,L1 L2 L3,主触头,自由脱扣机构,过电流脱扣器,分励脱扣器,热脱扣器,欠电压脱扣器,按钮,负 载,L1、L2、L3无电时的断开状态,29,L1 L2 L3,主触头,自由脱扣机构,过电流脱扣器,分励脱扣器,热脱扣器,欠电压脱扣器,按钮,负 载,L1、L2、L3有电的断开状态,30,L1 L2 L3,主触头,自由
8、脱扣机构,过电流脱扣器,分励脱扣器,热脱扣器,欠电压脱扣器,按钮,负 载,接 通 状 态,31,断路器过电流脱扣动作,L1 L2 L3,主触头,自由脱扣机构,过电流脱扣器,分励脱扣器,热脱扣器,欠电压脱扣器,按钮,运动,负 载,32,断路器过电流脱扣动作,L1 L2 L3,主触头,自由脱扣机构,过电流脱扣器,分励脱扣器,热脱扣器,欠电压脱扣器,按钮,脱开,负 载,33,选择使额定电压、额定电流 电路的额定 电压、通断能力电路的最大短路电流、场合和保护要求。 产品DZ10、DZ15、C45N、S060等。 调整：1、过载整定电流使用电流、注意动作时间2、过电流脱扣器整定电流正常尖峰电流3、欠电压
9、脱扣器的额定电压电路电压4、级间保护的配合满足系统要求，避免越级跳闸。,34,图形符号及文字符号,断路器的符号,QF,35,36,（4）、漏电保护断路器 应用防止触电，安装在电表和熔断器后。 原理电流互感器作用原理。 保护漏电流自动断电。 参数额定电压、额定电流、极数、额定漏电动作电流、额定频率、额定漏动作电时间。 类型单极、双极和多极。,37,原理图,DZL18-20型漏电保护断路器原理图,ab,SBR,TC,C1R1,C2 R2,R3,R4,L N,b,a,V,KA,KA,38,（二）、 熔断器 （1）熔断器的用途 应用配电线路的严重过载和短路保护。（2）熔断器的结构及工作原理 原理通过流
10、过电路的过大电流产生的热效应熔断熔丝（安秒特性曲线）而断开和保护电路。,39,（3）熔断器的类型与技术参数 1、插入式 RC1A系列，低压分支电路，I小民用 2、螺旋管式 RL6 用于机床，RLS2 用于整流、晶闸管 3、封闭管式 RT12有填料、无填料、快速，低压电网 4、新型 （1）自复式 RZ1 不能切断电源，与断路器配合使用 （2）高分断能力 NT 应用电气装置、配电设备,40,螺旋式熔断器,有填料式熔断器,无填料密封式熔断器,41,快速熔断器,自恢复熔断器,42,3、额定电流 熔体的额定电流与负载相匹配；1）阻性负载熔体额定电流略 电路的额定电流；2）电机负载单台电机 Ifu （1.
11、52.5）IN多台电机 Ifu （1.52.5）INmaxIN 式中 IN 电机额定电流；INmax 容量最大的一台电机额定电流；IN 其它电机额定电流的总和。3）电容负载设备中熔体的额定电流1.6倍电容额定电流；4）配电系统中主回路熔体的额定电流 支路熔体的额定电流,43,（4）熔断器的选择 1、类 型 线路要求、使用场合、安装条件、适用范围；2、额定电压 使额定电压 线路的额定电压；,44,4、额定分断能力额定分断能力 电路中可能最大故障电流 5、选择保护特性分支故障时故障点最近处动作熔断器的图形符号及文字符号,熔断器的符号,FU,45,总结：应用配电线路的严重过载和短路保护。 原理通过流
12、过电路的过大电流产生的热效应熔断熔丝（安秒特性曲线）而断开和保护电路。 参数额定电压、额定电流、熔体额定电流、额定分断能力。 类型插入式、螺旋管式、封闭管式、自复式、高分断能力。 产品RL1A、RLS2、RM10、RT12、RS3、RZ1等等 。,46,（三）、主令电器,47,应用在控制系统中专用于发布控制指令 电器。 （1）控制按钮 应用在低压控制电路中用于发布手动控制指令。 选择使额定电压、额定电流 电路的额定电压、额定电流。结构示意图见图 1-14,48,图1-14 按钮结构示意图,49,50,（2）位置开关 应用在低压控制电路中，用于实现顺序控制、定位控制和位置状态的检测。 1、行程开
13、关（限位开关） 工作利用运动部件碰撞来发出指令。 应用运动方向、行程大小、位置保护。 选择使额定电压、额定电流 电路的额定电压、额定电流。 注意复位方式、触点数量等。 类型直动、滚动直动、杠杆单、双轮旋转式、滚动摆杆可调式、杠杆可调式，。 产品LXW5、LX9、LXK3、LX32、LXW5等等 。,51,(b)示意图,结构与按钮类似，但其动作由机械撞击产生。,(a)外形图,行程开关的外形符号,52,53,2、接近开关（无触点行程开关） 工作是以不直接接触方式进行控制的一种位置开关。 应用高速计数、测速、检测零件尺寸等。 特点工作稳定可靠、寿命长、重复定位精度高、适应恶劣的工作环境等。 选择工作
14、电压、输出电流、动作距离、重复精度、工作响应频率。 注意电源电压 额定工作电压、负载电压开关输出电压、负载电流 输出电流、计数频率 开关的工作响应频率。,54,55,R9,R7,R11,R14,R17,R16,R18,R13,V4,R10,R12,R5,R8,R6,R4,R3,R2,R1,R15,VS,L,C1,C2,C4,C5,R7,C7,VD6,V6,VD5,VD4,V5,C3,C6,V1,V2,V3,VD1,VD2,VD3,LJ2型接近开关电路原理图,1（红）,3（黄）,虚线用户自接,56,图125 接近开关的符号,SQ,SQ,57,（3）万能转换开关 工作是一种多档位、控制多回路的组合
15、开关。 应用发布指令、远距离控制、电压、电流表的换相开关、小容量电机的启动、调速、换向控制。 特点触头点数多（60个）。 选择使额定电压、额定电流 电路的额定电压、额定电流。 产品LW5、LW6等等 。,58,图 1-26 万能转换开关结构示意图,59,万能转换开关的符号,左 0 右,SA,123,SA 开关位置（左、0、右）,第三组 引线端子 第三组 引线端子,第二组 引线端子 第二组 引线端子,60,（4）主令控制器与凸轮控制器 1、主令控制器 应用频繁地按预定顺序切换多个控制电路，对起重机、轧钢机、其它生产机械的远距离控制。 选择使额定电压、额定电流 电路的额定电压、额定电流。 产品LK
16、14、LK15、LK16等 。,61,主令控制器的结构示意图,62,2、凸轮控制器 工作是一种大型的手动控制器。 应用起重设备中直接控制中小型绕线式异步电动机的起动、停止、调速、换向、制动，也适用于有相同要求的电力拖动场合。 选择使额定电压、额定电流 电路的额定电压、额定电流。 产品KT10、KT14、KT15等 。,63,凸轮控制器的结构原理图,64,（四） 接 触 器应用频繁地接通、断开交直流电路，实现远距离控制。主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器等的交直流主电路。 类型交流接触器、直流接触器。,65,66,（1）交流接触器 结构：1、电磁机构线圈、动铁心（衔铁）、静铁心。2、触
17、头系统主触头通断主电路；辅助触头用于控制电路、起电气连锁或控制作用。3、灭弧装置纵缝灭弧罩、栅片灭弧结构。4、其它部件反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、转动机构、外壳。,67,CJ10-20型交流接触器,68,（2）直流接触器 结构 与交流接触器基本相同。 不同处铁心结构、线圈形状、触头形状和数量、灭弧方式、吸力特性、故障形式等。（3）接触器的主要技术参数和类型 产品：常用交流 CJ10、CJ10X、CJX2等常用直流 CZ0、CZ18等。,69,主要技术参数：1、额定电压主触头的额定电压。交流220V、380V、660V；直流110V、220V、440V。2、额定电流主触头的额定电流。64
18、000A。3、吸引线圈的额定电压。4、机械寿命和电气寿命。5、额定操作频率一般 300次/h、600次/h、 1200次/h。6、动作值吸合电压、释放电压。吸合电压 线圈的额定电压的 80；释放电压 线圈的额定电压的 70。,70,交流接触器的型号含义：,C J,接触器 交流设计序号,极数 额定电流B表示栅片灭弧,71,直流接触器的型号含义：,C Z,接触器 直流设计序号,常开触点数常闭触点数额定电流,72,选择：1、根据负载性质选类型；2、额定电压 主电路工作电压；3、额定电流 被控电路的额定电流；4、吸引线圈的额定电压与频率 控制电路的选用电压和频率。,73,接触器的常用故障及排除方法,7
19、4,接触器的符号a）线圈 b）常开触头 C）常闭触头,KM,a） b） c）,KM,KM,75,（五） 继 电 器与接触器的区别： 1、用途：可大、小电流、信号类； 2、工作原理、I/O接口方式：可电压、电流； 3、类型：过、欠电压、电流； 4、结构：多种形式、无触点等； 5、使用方法：主电路、辅助电路。,76,应用频繁地接通、断开小电流控制电路，实现 远距离自动控制和保护的自动控制电器。 输入量电流、电压、温度、时间、速度、压力。 输出量触头动作或电路参数变化。 种类： （1）按输入电压、电流、时间、温度、速度、压力等。 （2）按原理电磁式、感应式、电动式、热式、电子式等。 （3）按输出有触
20、点、无触点。 （4）按用途控制用、保护用。,77,78,（一）电磁式继电器 特点：结构简单、价格低廉、使用维护方便。 1、电磁式继电器类型 有交流、直流 （1）电流继电器线圈与电路“串”联；匝数少、导线粗、阻抗小。欠电流式吸引3065额定电流；释放1020额定电流。过电流式 额定电流的1.14.0倍。,79,（2）电压继电器线圈与电路“并”联；匝数多、导线细、阻抗大。欠电压式动作4070的UN。 过电压式动作105120的UN。零电压式动作525的UN。 （3）中间继电器（电压式）线圈与电路“并”联；触头对数多、容量大（IN510A）、动 作灵敏度高。,80,2、电磁式继电器的整定 （1）调整
21、弹簧的松紧程度 越紧 需吸引 V、I （2）改变非磁性垫片的厚度 越大 释放 V、I （3）改变初始气隙的大小 越大 吸引 V、I 过量保护：反作用弹簧力 max ； 欠量保护：反作用弹簧力 min ； 3、电磁式继电器常用型号JL、JT、JZ、3TH、JZC系列,81,1-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-常闭触点 10-常开触点 JT3系列直流电磁式继电器结构示意图,82,电磁式继电器的符号 a）线圈 b）电流线圈 c）电压线圈 d）触点,KA,a） b） c） d）,KA,KA,KI,I ,KI,I ,KV,U ,KV,U ,8
22、3,（二）时间继电器 分类： 原理电磁式、空气阻尼式、电动式、电子式。 延时通电、断电延时。 一、直流电磁式时间继电器 铁心上有铜套延时（断电延时 5S） 二、空气阻尼式时间继电器 利用空气阻尼通、断电延时,84,JS7-A系列时间继电器原理示意 a,85,运动方向,86,87,JS7-A系列时间继电器原理示意图 b,运动方向,88,3、电动式时间继电器 微型电动机延时（很少用）。4、电子式时间继电器 电子电路延时（应用广泛）。,89,JS11型电动式时间继电器原理示意图,90,910,JS20系列场效应晶体管时间继电器电气原理图,91,时间继电器的符号 a）线圈 b）通电延时线圈 C）断电延
23、时线圈 d）延时闭合常开触点 e）延时断开常闭触点 f）延时断开常开触点 g）延时闭合常闭触点 h） 瞬时常开触点 i ）瞬时常闭触点,a） b） c） d）,KT,KT,KT,（ （,KT,（ （,KT,）,KT,） ）,KT,e） f） g） h） i）,92,（三）热继电器 利用电流的热效应。 1、热继电器的结构和工作原理2、热继电器的主要技术参数及常用产品3、热继电器的选用 三角形连接整定电流电动机额定电流 热继电图形符号及文字符号,93,1-电流调节凸轮 2a、2b-簧片 3-手动复位机构 4-弓簧 5-主双金属片 6-外导板 7-内导板 8-常闭静触点 9-动触点 10-杠杆 11
24、-复位调节螺钉 12-补偿双金属片 13- 推杆 14-连杆 15-压簧 16-热元件热继电器的结构示意图,94,热继电器的符号a）热元件 b）常闭触点,FR,a） b）,FR,95,（四）速度继电器 作用反接制动。 动作转速 120 r/min， 复位转速 100 r/min， 可靠动作 30003600 r/min。,96,速度继电器的原理示意图 1转轴 2转子 3定子 4绕组 5摆锤 6、9簧片 7、8静触点,1234567,98,定子-由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕组。,转子-圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。,97,98,速度继电器的符号a）转子 b）常开触点
25、c）常闭触点,a） b） c）,n,KS,n,KS,KS,99,（五）固态继电器,固体继电器（亦称固态继电器）英文名称为Solid State Relay，简称SSR。它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件，单相SSR为四端有源器件，其中两个输入控制端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。,100,101,SSR优缺点,固体继电器工作可靠，寿命长，无噪声，无火花，无电磁干扰，开关速度快，抗干扰能力强，且体积小，耐冲击，耐振荡，防爆、防潮、防腐蚀、能与TTL、DTL、HTL等逻辑电路兼容，以微小的
26、控制信号达到直接驱动大电流负载。 主要不足是存在通态压降（需相应散热措施），有断态漏电流，交直流不能通用，触点组数少，另外过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。,102,SSR 种类 1）直流晶体管作开关元件输出；交流晶闸管作开关元件输出。 2）光耦合隔离；磁隔离。 3）过零触发、非过零触发；有源触发、无源触发。,103,SSR的使用场合,固体继电器目前已广泛应用于 1 计算机外围接口装置，电炉加热恒温系统，数控机械，遥控系统、工业自动化装置； 2 信号灯、闪烁器、照明舞台灯光控制系统；仪器仪表、医疗器械、复印机、自动洗衣机； 3 自动消防，保安系统，以及作为电网功率因素补偿的电力电
27、容的切换开关。另外在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中都有大量使用。,104,光电耦合式固态继电器的工作原理图,105,106,固态继电器,+5V 输入,交流、直流 输出,SSR,固态继电器的图形及文字符号,107,SSR在电风扇中的使用,108,3、固态继电器使用注意事项： 1）过载类型（阻、感）采用过压吸收保护。 2）输出采用RC浪涌吸收回路、非线性压敏电阻吸收瞬变电压。 3）散热片、接地、绝缘。 4）避免负载短路。 5）输出计算值 3倍负载额定电流值。,109,三相交流固态继电器使用注意,三相交流固态继电器的相与相间，输入输出间，以及与基板之间绝缘电压大于2000VAC，基本指标参见
28、相应的说明。 三相SSR由于集三相于一体，在使用中应特别注意散热问题，三相SSR的发热量为三相实际负载电流之和，（每安培电流发热量约为1.5W），散热器可选用E-40、F-70、F-100及G系列。,110,111,DJ型固态继电器的主要技术参数,112,其它继电器,压力继电器,光电继电器,温度继电器,113,其它控制器件 一、牵引电磁铁 （一）工作原理线圈通电产生吸力带动衔铁运动工作。 （二）产品、型号MQ3、MQZ1、MFZ1-YC、MFB1-YC、MFZ6-YC、MFJ6-YC、MZS1、MZZ2、TJ2、TZ2、GTB5、LPB等系列。,114,二、液压控制元件 液压传动系统的四种主要元件： （1）动力元件液压泵； （2）执行元件液压缸、液压马达； （3）控制元件电磁阀； （4）辅助元件油箱、油路、滤油器。 液压元件的符号 电液动换向阀的符号,115,几种常用液压元件的职能符号a）液压泵 b）溢流阀 c）节流阀 d）调速阀 e）换向阀,a） b） c） d） e）,A B,P T,A B,P T,116,电液动换向阀的符号,1YA,2YA,
