第一篇第一篇 电气控制技术电气控制技术第第1章章 常用低压电器常用低压电器第第2章章 基本电气控制线路基本电气控制线路第第3章章 电动机调速控制线路电动机调速控制线路第第4章章 典典型生产机械设备的电气控制型生产机械设备的电气控制第第1 1章章 常用低压电器常用低压电器1.1 低压电器基本知识低压电器基本知识低压电器：低压电器： 就是根据外界特定的信号和要求，能自动或手动就是根据外界特定的信号和要求，能自动或手动地接通和断开在交流地接通和断开在交流1200V或直流或直流1500V以下的电路；以下的电路；断续或连续地改变电路参数；实现对电路或非电对象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、保护、检测和调节的电工器械。的切换、控制、保护、检测和调节的电工器械。 1.1.1 低压电器的分类低压电器的分类按用途或控制对象分，低压电器有如下两类：按用途或控制对象分，低压电器有如下两类：r 低压配电电器低压配电电器 主要用于低压供电系统，实现电能的输送、分主要用于低压供电系统，实现电能的输送、分配和保护，包括刀开关、断路器、熔断器等。配和保护，包括刀开关、断路器、熔断器等。r 低压控制电器低压控制电器 主要用于电气传动控制系统主要用于电气传动控制系统，包括接触器包括接触器、继继电器、按钮、行程开关等。电器、按钮、行程开关等。第第1章章 常用低压电器常用低压电器还可按动作方式、有无触点、触发信号进行分类。还可按动作方式、有无触点、触发信号进行分类。 1.1.1 低压电器的分类低压电器的分类按按动作原理动作原理分分:手动电器手动电器需人工直接操作才能完成指令任务需人工直接操作才能完成指令任务自动电器自动电器按照电的或非电的信号自动完成指令任务按照电的或非电的信号自动完成指令任务 按按工作原理工作原理分分:电磁式电器电磁式电器依据电磁感应原理工作依据电磁感应原理工作 非电量控制电器非电量控制电器靠外力或某种非电物理量的变化而靠外力或某种非电物理量的变化而动作动作 第第1章章 常用低压电器常用低压电器1 1 1 1、1 1 1 1、1 1 1 1 常用低压电器常用低压电器常用低压电器常用低压电器123456123465主控器件主控器件保护器件保护器件控制器件控制器件发信器件发信器件信号器件信号器件辅助器件辅助器件1按钮 控制按钮是一种结构简单、使用广泛的手动主令电器，它可以与接触器或继电器配合，对电动机实现远距离的自动控制。是一种短时间接通或断开小电流电路的手动控制指令电器。 按钮的触点形式: 动合按钮(常开触点 ) 动断按钮 (常闭触点 ) 复合按钮 按钮的结构 按钮实物图按钮实物图 按钮结构图按钮结构图 1-1-按钮帽按钮帽 2-2-复位弹簧复位弹簧 3- 3-常闭触点常闭触点 4-4-常开触点常开触点 2024/9/199控制按钮y作用：在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等。 y工作原理x注意常开触点未闭合而常闭触点已分离的瞬间。常闭触点常闭触点常开触点常开触点 电磁式电器主要由电磁机构、触点和灭弧装置组成电磁式电器主要由电磁机构、触点和灭弧装置组成 1电磁机构 （1）结构与工作原理 由吸引线圈、铁芯、衔铁等几部分组成. 它的主要作用是将电磁能量转换为机械能量并带动触点动作，完成电路接通和分断。当线圈通过工作电流时，产生足够的磁动势，在磁路中形成磁通，使衔铁获得足够的电磁力，克服反作用力与铁芯吸合，由连接机构带动相应的触点动作。 1.1.21.1.2电磁式电器的工作原理与结构特点电磁式电器的工作原理与结构特点第第1章章 常用低压电器常用低压电器1.1.2 电磁系统电磁系统低压电器一般都由感受机构（电磁系统、操作手柄低压电器一般都由感受机构（电磁系统、操作手柄等）和执行机构（触点系统）组成。等）和执行机构（触点系统）组成。电磁机构由铁心、衔铁和线圈组成。电磁机构由铁心、衔铁和线圈组成。按通入电流的不同，可分为直流线圈和交流线圈；按通入电流的不同，可分为直流线圈和交流线圈；按在电路中接法的不同，可分为串联（电流）线圈按在电路中接法的不同，可分为串联（电流）线圈和并联（电压）线圈。和并联（电压）线圈。第第1章章 常用低压电器常用低压电器1.1.2 电磁系统电磁系统当线圈通入电流时，衔当线圈通入电流时，衔铁在电磁力作用下产生位移，铁在电磁力作用下产生位移，使铁心吸合。断电时，复位使铁心吸合。断电时，复位弹簧将衔铁拉回原位。弹簧将衔铁拉回原位。电磁机构由铁心、衔铁和线圈组成。电磁机构由铁心、衔铁和线圈组成。按通入电流的不同，可分为直流线圈和交流线圈；按通入电流的不同，可分为直流线圈和交流线圈；按在电路中接法的不同，可分为串联（电流）线圈按在电路中接法的不同，可分为串联（电流）线圈和并联（电压）线圈。和并联（电压）线圈。第第1章章 常用低压电器常用低压电器1.1.2 电磁系统电磁系统当线圈通入电流时，衔铁当线圈通入电流时，衔铁在电磁力作用下产生位移，使在电磁力作用下产生位移，使铁心吸合。断电时，复位弹簧铁心吸合。断电时，复位弹簧将衔铁拉回原位。将衔铁拉回原位。电磁机构由铁心、衔铁和线圈组成。电磁机构由铁心、衔铁和线圈组成。（2）吸力特性与反力特性z衔铁是否能够正常工作，是由电磁机构的吸力特性与反力特性决定的。z电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称为吸力特性。它随励磁电流种类（交流或直流）、线圈连接方式（串联或并联）的不同而有所差异。z电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙长度的关系曲线称为反力特性。反力的大小与作用弹簧、摩擦阻力以及衔铁质量有关。 1）吸力特性 , 为气隙磁通密度，为气隙磁通密度， 为吸力处的铁芯截面积。为吸力处的铁芯截面积。当当 为常数时，为常数时，F F与与 成正比，也可认为与成正比，也可认为与气隙磁通的平方成正比，即气隙磁通的平方成正比，即 直流电磁机构的吸力特性直流电磁机构的吸力特性直流电磁机构的吸力直流电磁机构的吸力与气隙的平方成反比与气隙的平方成反比 当频率f、匝数N和电压U均为常数时， 为常数，F亦为常数，说明F与大小无关。(实际上由于漏磁通的存在，F随着的减小略有增加) 交流电磁机构的吸力特性交流电磁机构的吸力特性 2）反力特性电磁机构使衔铁释放的力主要是弹簧的反力 3）反力特性与吸力特性的配合第第1章章 常用低压电器常用低压电器1.1.3 触点系统触点系统 低压电器通过触点的动作，执行接通或切断电路的低压电器通过触点的动作，执行接通或切断电路的任务。任务。 触点可分为常开（动合）触点和常闭（动断）触点。触点可分为常开（动合）触点和常闭（动断）触点。z触点是电器的执行部分，用于接通和分断电路。z触点主要由动触点和静触点组成z工作原理：当电磁机构中的衔铁与铁芯吸合时，动触点在连动机构的带动下动作，动触点和静触点闭合或断开。 触点的结构形式触点的结构形式 触点的接触形式：点接触、线接触和面接触 低压电器通过触点的动作，执行接通或切断电路的低压电器通过触点的动作，执行接通或切断电路的任务。任务。 触点可分为常开（动合）触点和常闭（动断）触点。触点可分为常开（动合）触点和常闭（动断）触点。第第1章章 常用低压电器常用低压电器1.1.4 灭弧系统灭弧系统z电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开状态的过程中产生的电弧。气体自持放电状态的过程中产生的电弧。气体自持放电形式之一，是一种带电质点的急流。形式之一，是一种带电质点的急流。z电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的温度和密度很大的电流。的温度和密度很大的电流。第第1章章 常用低压电器常用低压电器1.1.4 灭弧系统灭弧系统灭弧方法灭弧方法迅速增加电弧长度，使迅速增加电弧长度，使得单位长度内维持电弧得单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不足而燃烧的电场强度不足而使电弧熄灭。使电弧熄灭。*.*.电弧的产生和灭弧方法电弧的产生和灭弧方法 电弧是触点间气体在强电场作用下产生的放电现象。 当动静触点在通电状态下分开的瞬间，动静触点的间隙很小,于是在触点间形成很强的电场(E=U/S,其中S为间隙）。在高热和强电场作用下，金属内部的自由电子从阴极表面电离出来，向阳极加速移动，这些自由电子在运动中撞击中性气体分子，使它们产生正离子和电子。于是，在触点间隙产生大量的带电粒子，使气体导电，形成了炽热的电子流，绝缘的气体变成了导体。电路通过这个游离区时消耗的电能转换为热能和光能，发出光和热的效应，产生高温并发出强光，即电弧。 （1）电弧产生的条件 当被分断电路的电流超过0.251 A， 分断后加在触点间隙两端的电压超过1220 V（根据触点材质的不同取值）时，在触点间隙中会产生电弧。（2）电弧的危害 延长电路的分断时间；将触点烧坏；严重时,会引起电器和周围设备的损坏,甚至造成火灾（3）灭弧方法 1)机械性拉弧：分断触点时，迅速增加电弧长度，使单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不够而熄弧 2）双断口灭弧 效果较弱，一般多用于小功率的电器中效果较弱，一般多用于小功率的电器中 3）磁吹灭弧 电弧电流越大，灭弧能力越强。它广泛用于直流灭弧装置中 4）灭弧栅灭弧 这种灭弧装置常用于交流灭弧这种灭弧装置常用于交流灭弧 5）利用有机固体介质的狭缝灭弧6）利用真空灭弧 第第1章章 常用低压电器常用低压电器线圈铁心衔铁主触点释放弹簧辅助触点M3第第1章章 常用低压电器常用低压电器1.1.5 低压电器的主要技术参数低压电器的主要技术参数) 使用类别使用类别交流控制电器触点的标准使用类别交流控制电器触点的标准使用类别:触点类型触点类型使用类别使用类别典型用途典型用途主触点主触点AC-1电阻性负载AC-2绕线转子异步电动机AC-3笼型异步电动机的起、停运行AC-4笼型异步电动机的点动、可逆运行、反接制动辅助触点辅助触点AC-11控制交流电磁铁AC-14控制容量72VA的电磁铁负载AC-15控制容量 72VA的电磁铁负载第第1章章 常用低压电器常用低压电器) 额定电压和额定电流额定电压和额定电流 一般均指触点的额定值。对于电磁式低压电器，一般均指触点的额定值。对于电磁式低压电器，还规定了线圈的额定电压。还规定了线圈的额定电压。) 通断能力通断能力 在规定的非正常负载时所能接通和断开的电流值。在规定的非正常负载时所能接通和断开的电流值。主要受限于触点熔焊和灭弧能力。主要受限于触点熔焊和灭弧能力。) 工作寿命工作寿命 包括包括机械寿命机械寿命（空载情况下机械部件的操作次数）（空载情况下机械部件的操作次数）和和电气寿命电气寿命（额定负载下电气部件的操作次数）。（额定负载下电气部件的操作次数）。1.1.5 低压电器的主要技术参数低压电器的主要技术参数2024/9/19低压电器分类331.2 1.2 常用低压电器常用低压电器2024/9/19开关电器34z作用和分类y作用x开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统，用作电源的隔离、电气设备的保护和控制。y分类x手动开关和自动开关1.2.1 1.2.1 开关电器开关电器1.2 常用低压电器 1.2.1 开关电器1.刀开关与组合开关手柄操作式单级开手柄操作式单级开关示意图关示意图1-1-手柄手柄 2-2-刀夹座刀夹座（静触点）（静触点） 3-3-闸刀（动触点）闸刀（动触点） 4-4-铰链支座铰链支座 5-5-接线端子接线端子 6-6-绝缘底板绝缘底板2024/9/19361.刀开关y作用x刀开关俗称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的一种手动电器。主要用于接通和切断长期工作设备的电源及不经常起动及制动、容量小于7.5KW的异步电动机。y分类x按刀数可分为单极、双极和三极 z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。x刀开关现在已较少使用1.2.1 1.2.1 开关电器开关电器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（1）HD型单投刀开关和HS型双投刀开关 HKHK系列胶盖瓷底刀开关结构图系列胶盖瓷底刀开关结构图 胶盖瓷底刀开关实物图胶盖瓷底刀开关实物图1-1-熔丝接头熔丝接头 2-2-瓷底瓷底 3-3-静触点静触点 4-4-瓷柄瓷柄 5-5-动触点动触点 6-6-胶盖胶盖（2）HK型开启式负荷开关型开启式负荷开关HHHH系列封闭式负荷开关实物图系列封闭式负荷开关实物图 HHHH系列封闭式系列封闭式 负荷开关结构图负荷开关结构图1-1-手柄手柄2-2-速断弹簧速断弹簧3-3-熔断器熔断器4-4-灭弧罩灭弧罩5-5-闸刀闸刀（3）HH系列封闭式负荷开关系列封闭式负荷开关（4）HZ型组合开关 组合开关结构图 1-静触片 2-动触3-绝缘垫板 4-凸轮 5-弹簧 6-转轴 7-手柄 8-绝缘杆 9-接线柱（5）熔断器式刀开关zHR3熔断器式刀开关、具有刀开关和熔断器的双重功能z在正常运行时，熔断器不脱扣，当线路发生故障时，其熔断体熔断z采用这种开关电器可以简化配电装置结构，作为导线及电气设备的过载和短路保护，以及用于在电网正常馈电的情况下，不频繁地接通或分断电路。 刀开关的型号及含义刀开关的型号及含义刀开关的图形和文字符号 第第1章章 常用低压电器常用低压电器 刀开关的电气符号：刀开关的电气符号：刀开关的电气符号：刀开关的电气符号：三极刀开关三极刀开关电路符号电路符号QS刀开关刀开关用作电源开关和小容量电动机的操作开关。用作电源开关和小容量电动机的操作开关。1.2 1.2 1.2 1.2 开关电器开关电器开关电器开关电器自动开关自动开关（低压断路器低压断路器） 低压断路器俗称自动空气开关，是低压低压断路器俗称自动空气开关，是低压配电网中的主要开关电器之一，它不仅可以配电网中的主要开关电器之一，它不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机工作电流接通和分断正常负载电流、电动机工作电流和过载电流，而且可以接通和分断短路电流。和过载电流，而且可以接通和分断短路电流。它相当于它相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电刀开关、熔断器、热继电器、过电刀开关、熔断器、热继电器、过电刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器流继电器流继电器流继电器和和欠电压继电器欠电压继电器的组合，是一种既的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、欠压、失压、过载和短路保护过载和短路保护的电器。它对线路、电器设的电器。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。种重要保护电器。（1）低压断路器的结构和工作原理 主要由触点系统、灭弧系统、各种脱扣器和开关机构等组成。 脱扣器包括过电流脱扣器、失压（欠压）脱扣器、热脱扣器、分励脱扣器和自由脱扣结构。 1-1-主触点主触点 2-2-自由脱扣机构自由脱扣机构 3-3-过电流脱扣器过电流脱扣器 4-4-分励脱扣器分励脱扣器 5-5-热脱扣器热脱扣器 6-6-失压脱扣器失压脱扣器 7-7-按钮按钮 图1-4 自动开关的原理图1、9弹簧 23锁键 4搭钩 5轴 6过电流脱扣器 7杠杆 8、10衔铁 11触点欠电压脱扣器 12双金属片 13电阻丝（2）低压断路器典型产品 1）装置式断路器 2）框架式低压断路器 3）智能化断路器 4）漏电保护断路器（3）断路器的主要技术参数1）额定电压:低压断路器长时间运行所能承受的工作电压，称额定电压。2）额定电流:低压断路器长时间运行时的允许持续电流。3）分断能力:是指在规定条件下能够接通和分断的短路电流值。通常采用额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种表示法。4）限流能力: 限流式低压断路器，当电路出现故障时，动触点受短路电流产生的电动斥力的作用快速打开，动作速度快，约在810ms内全部断开，要求限流电器的固有动作时间不大于3ms。一般要求限流系数K（限流系数K指实际分断电流峰值与预期短路电流峰值之比）在0.30.6之间。5）动作时间 从网络出现短路的瞬间开始至触点分离后电弧熄灭，电路完全分断所需的时间，称全分断时间或动作时间。框架式和塑壳式低压断路器的动作时间一般为3060ms；限流式和快速低压断路器一般小于20ms。2024/9/1950y选择x主要是选择额定电流、额定电压x对单台设备： IZKIq 式中，k为安全系数，可取1.51.7；Iq 电动机的起动电流。x对多台电动机：IZK(Iqmax+ 电路中其它的工作电流) 式中，k也可取1.51.7；Iqmax 为最大一台电动机的起动电流。（5）低压断路器的型号意义 （6 6）断路器的图形及文字符号）断路器的图形及文字符号2024/9/19533. 低压断路器y产品图片常用低压电器常用低压电器常用低压电器常用低压电器熔断器熔断器z熔断器（俗称保险丝）担负的主要任熔断器（俗称保险丝）担负的主要任务是为电线电缆作务是为电线电缆作短路保护短路保护（有时也（有时也作过载保护），不论短路电流值有多作过载保护），不论短路电流值有多高，它都能切断。其次，也适宜用作高，它都能切断。其次，也适宜用作设备和电器的保护设备和电器的保护2024/9/1955z 熔断器的作用、结构和分类y产品熔断器熔断器1.2.2熔断器 低压熔断器广泛应用于低压配电系统和控制系统中，主要起严重过载和短路保护作用，同时也是单台电器设备的重要保护元件之一。 1.熔断器的结构和工作原理z熔断器结构上一般由熔断管（或座）、熔断体、填料及导电部件等部分组成。z使用时熔体与被它保护的线路及电气设备串联，当通过熔体的电流为正常工作电流时，熔体的温度低于材料的熔点，熔体不熔化；当电路中发生过载或短路故障时，通过熔体的电流增加，熔体的电阻损耗增加，使其温度上升，达到熔体金属的熔点，于是熔体自行熔断，故障电路被分断，完成保护任务。 2.熔断器分类 (1)螺旋式熔断器 常用于机床电气控制设备中 1-1-底座底座 2-2-熔体熔体 3-3-瓷帽瓷帽 (2) 有填料密封管式熔断器 常用于大容量的配电线路中 1-1-瓷底座瓷底座2-2-弹簧片弹簧片3-3-管体管体4-4-绝缘手柄绝缘手柄5-5-熔体熔体 (3)无填料管式熔断器 常用于低压电力线路或成套配电设备中的连续过载和短路保护。 1-1-铜圈铜圈 2-2-熔断管熔断管 3-3-管帽管帽 4-4-插座插座5-5-特殊垫圈特殊垫圈 6-6-熔体熔体 7-7-熔片熔片 （4）快速熔断器 主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护 （5）自复熔断器 自复式熔断器只能限制短路电流，却不能真正切断电路，故常与断路器配合使用。它的优点是不必更换熔体，可重复使用。（6）插入式熔断器一般用在380V及以下电压等级低压照明线路末端或分支电路中作短路保护及高倍过流保护之用 1-1-动触点动触点 2-2-熔体熔体 3-3-瓷插件瓷插件4-4-静触点静触点 5-5-瓷座瓷座 2024/9/19632. 熔断器的保护特性y熔断器的保护特性亦称安秒特性，是指熔体的熔化电流与熔化时间之间的关系，它和热继电器的保护特性一样，也具有反时限特性。 熔断器熔断器第第1章章 常用低压电器常用低压电器2.4 熔断器熔断器电路符号电路符号FU作用：用于过载和短路保护。作用：用于过载和短路保护。 熔断器的型号意义熔断器的型号意义2024/9/19665.熔断器的选择y类型选择y溶体额定电流的选择x对阻性负载：IreIe x对单台电动机：Ire(1.52.5)Ie x对单台频繁启动的电动机：Ire(33.5)Ie x对多台电动机：Ire(1.52.5)Iemax+Ie 熔断器熔断器1-21-21-21-2常用低压电器常用低压电器常用低压电器常用低压电器主令电器z主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号的电器，用来控制接触器、继电器或其它电器线圈，使电路接通或分断，从而达到控制生产机械的目的。z主令电器应用广泛、种类繁多。按其作用可分为：控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器及其它主令电器（如脚踏开关、钮子开关、紧急开关）等。1-11-11-11-1常用低压电器常用低压电器常用低压电器常用低压电器主令电器 按钮z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。 z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。结构及符号1按钮 控制按钮是一种结构简单、使用广泛的手动主令电器，它可以与接触器或继电器配合，对电动机实现远距离的自动控制。是一种短时间接通或断开小电流电路的手动控制指令电器。 按钮的触点形式: 动合按钮(常开触点 ) 动断按钮 (常闭触点 ) 复合按钮 按钮的结构 按钮实物图按钮实物图 按钮结构图按钮结构图 1-1-按钮帽按钮帽 2-2-复位弹簧复位弹簧 3- 3-常闭触点常闭触点 4-4-常开触点常开触点 2024/9/1971控制按钮y作用：在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等。 y工作原理x注意常开触点未闭合而常闭触点已分离的瞬间。常闭触点常闭触点常开触点常开触点第第1章章 常用低压电器常用低压电器2.3 主令电器主令电器2.3.1 2.3.1 控制按钮控制按钮控制按钮控制按钮常开常开(动合动合)触点触点常闭常闭(动断动断)触点触点SBSB（1）接下动作，放开复原；）接下动作，放开复原；（2）复合按钮：先断。后通。）复合按钮：先断。后通。 按钮的图形文字按钮的图形文字符号符号按钮的型号含义 行程开关符号行程开关符号 SQz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。z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1-11-11-11-1常用低压电器常用低压电器常用低压电器常用低压电器主令电器主令电器 2.2.行程开关行程开关动断触点动断触点动合触点动合触点z行程开关（位置开关），是一种短时接通或断开小电流电路的电器，用于控制机械设备的行程及限位保护。 z行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。z行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。 2 2行程开关行程开关直动式行程开关直动式行程开关 滚轮式行程开关滚轮式行程开关 微动式行程开关微动式行程开关1-1-推杆推杆 2-2-弹簧弹簧 1-1-推杆推杆 2-2-片状弹簧片状弹簧 3-3-常闭触点常闭触点 3-3-常开触点常开触点4-4-常开触点常开触点 4-4-常闭触点常闭触点 5-5-恢复弹簧恢复弹簧 z行程开关（位置开关），是一种短时接通或断开小电流电路的电器，用于控制机械设备的行程及限位保护。 z行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。z行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。 2 2行程开关行程开关第第1章章 常用低压电器常用低压电器2.3.2 2.3.2 行程开关行程开关行程开关行程开关用于生产机械的限位保护、行程控制、状态切换等。用于生产机械的限位保护、行程控制、状态切换等。结构与按钮类似，但其动结构与按钮类似，但其动作要由生产机械撞击。作要由生产机械撞击。常开（动合）触点常开（动合）触点SQ常闭（动断）触点常闭（动断）触点SQ行程开关图形符号及文字符号 行程开关型号的含义 自动往返控制电路自动往返控制电路1-11-11-11-1常用低压电器常用低压电器常用低压电器常用低压电器主令电器主令电器 接近开关及微动开关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 3接近开关 接近开关又称无触点行程开关，当某种物体与之感应头接近到一定距离时就发出动作信号，它不像机械行程开关那样需要施加机械力，而是通过其感应头与被测物体间介质能量的变化来获取信号。 接近开关分类（1）涡流式接近开关（2）电容式接近开关（3）霍尔接近开关（4）光电式接近开关（5）热释电式接近开关2024/9/19855.接近开关2024/9/19865.接近开关y特点非接触、无触点。y作用不仅用于行程控制和限位保护，还用于高速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、零件尺寸以及无触点按钮等。既使用于一般行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命和对恶劣环境的适应能力也优于一般机械式行程开关。y产品类型测量金属物体和非金属物体的产品。y缺点测量距离短，抗电磁干扰能力差。2024/9/19876.光电开关2024/9/19886.光电开关y特点非接触、无触点，测量距离长，能方便地检测非金属材料。它具有体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗电磁干扰能力强等优点。y作用可非接触、无损伤地检测和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。目前，光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出以及安全防护等诸多领域。y产品类型对射式、反射式等。y缺点对周围的杂散光的干扰有一定要求。y工作原理利用光源、光敏器件等发射和接收。1.2 接触器 z接触器是一种适用于频繁地接通和断开电动机主电路或其他负载电路的控制电器。z结构:由电磁线圈、铁芯、衔铁、触点和固定支架组成。z工作原理:当接触器的电磁线圈通入电流时，会产生很强的磁场使衔铁被吸附，安装在衔铁上的动触点也随之与静触点闭合，使电气线路接通。当断开电磁线圈中的电流时，磁场消失，触点在弹簧的作用下恢复到断开的状态。z电磁接触器按其主触点通过电流的种类不同可分为直流和交流接触器两种，目前在控制电路中多数采用交流接触器。 90y组成x电磁机构、主触点和灭弧系统、辅助触点、反力装置、支架和底座。y工作原理x实质：使用电磁机构1.2 1.2 接触器接触器z接触器是一种适用于频繁地接通和断开电动机主电路或其他负载电路的控制电器。z当接触器的电磁线圈通入电流时，会产生很强的磁场使衔铁被吸附，安装在衔铁上的动触点也随之与静触点闭合，使电气线路接通。当断开电磁线圈中的电流时，磁场消失，触点在弹簧的作用下恢复到断开的状态。z电磁接触器按其主触点通过电流的种类不同可分为直流和交流接触器两种，目前在控制电路中多数采用交流接触器。 第第1章章 常用低压电器常用低压电器1.2.2 1.2.2 接触器的结构和工作原理接触器的结构和工作原理接触器的结构和工作原理接触器的结构和工作原理1交流接触器（1）交流接触器的结构:电磁系统、触点系统和灭弧装置及其它部件等四部分组成 1-1-铁芯铁芯 2-2-衔铁衔铁 3-3-线圈线圈 4-4-复位弹簧复位弹簧 5-5-绝缘支架绝缘支架 6-6-动触点动触点 7-7-静触点静触点 8-8-触点弹簧触点弹簧（2）交流接触器的工作原理 （3）交流接触器的基本参数 1）额定电压 2）额定电流 3）通断能力 4）动作值 5）吸引线圈额定电压 6）操作频率 7）寿命第第1章章 常用低压电器常用低压电器线圈铁心衔铁主触点释放弹簧辅助触点M32直流接触器 直流接触器结构:由电磁机构、触点系统和灭弧装置等部分组成。 1 1铁芯铁芯 2 2线圈线圈 3 3衔铁衔铁 4 4静触点静触点 5 5动触点动触点6 6辅助触点辅助触点 7 7、8 8接线柱接线柱 9 9反作用弹簧反作用弹簧 1010底板底板 第第1章章 常用低压电器常用低压电器 接触器的技术参数接触器的技术参数接触器的技术参数接触器的技术参数额定电压：主触点的额定电压（额定电压：主触点的额定电压（220V，380V等）等）额定电流：主触点的额定电流（额定电流：主触点的额定电流（10630A）线圈的额定电压：常用线圈的额定电压：常用36VAC，220VAC等，交流接等，交流接触器也可采用直流线圈（触器也可采用直流线圈（24VDC等）等）接通和分断能力：由接触器的接通和分断能力：由接触器的“使用类别使用类别”来表示来表示机械寿命和电气寿命：可达百万次，一般电气寿命机械寿命和电气寿命：可达百万次，一般电气寿命为机械寿命的为机械寿命的10%左右左右线圈消耗功率：分为启动功率和吸持功率线圈消耗功率：分为启动功率和吸持功率额定操作频率：指每小时的操作次数，交流接触器额定操作频率：指每小时的操作次数，交流接触器最高为最高为600次次/小时小时吸合电压和释放电压：约为线圈额定电压的吸合电压和释放电压：约为线圈额定电压的80%第第1章章 常用低压电器常用低压电器3 3 电气符号电气符号电气符号电气符号KMKMKM线圈线圈辅助触点辅助触点主触点主触点4.4.接触器的型号说明接触器的型号说明继电器：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。z继电器是控制系统中一种重要的元件，它的继电器是控制系统中一种重要的元件，它的作用作用就是就是按照按照某种要求接通或断开控制系统中的电路。某种要求接通或断开控制系统中的电路。z当继电器输入电压、电流和频率等当继电器输入电压、电流和频率等电量电量或温度、压力和转或温度、压力和转速等速等非电量非电量达到规定值时，继电器的触点便接通或分断所达到规定值时，继电器的触点便接通或分断所控制或保护的电路。控制或保护的电路。z继电器一般由输入继电器一般由输入感测机构感测机构感测机构感测机构和和输出执行机构输出执行机构输出执行机构输出执行机构两部分组成，两部分组成，前者用以反映输入量的高低，后者用以接通或切断电路。前者用以反映输入量的高低，后者用以接通或切断电路。 z常用的继电器是有触点的，触点有通和断两种状态，状态常用的继电器是有触点的，触点有通和断两种状态，状态的改变由某种机构带动。的改变由某种机构带动。z按动作原理，继电器可以分按动作原理，继电器可以分电磁式、电磁式、感应式、感应式、电子式、电子式、热效应式、热效应式、气动式、气动式、电动式等；电动式等；z按动作时间，继电器可以分按动作时间，继电器可以分 瞬时动作和延时动作（也叫时间继电器）等；瞬时动作和延时动作（也叫时间继电器）等；z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。z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。z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。2024/9/19104z电磁式继电器l电压继电器：过电压和欠电压继电器l电流继电器：过电流和欠电流继电器 l中间继电器：是一种电压继电器继电器继电器 中间中间继电器继电器电磁式继电器结构 电磁式继电器典型结构 1线圈 2-铁芯 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（1）电磁式电流继电器z触点的动作与线圈电流大小有关的继电器叫做电流继电器。z电流继电器用于电力拖动系统的电流保护和控制。其线圈串联接入主电路，用来感测主电路的线路电流，线圈匝数较少，导线较粗；触点接于控制电路，为执行元件 z常用的电流继电器有欠电流继电器和过电流继电器两种。 电流继电器的图形和文字符号 （2）电磁式电压继电器z触点的动作与线圈电压大小有关的继电器叫做电压继电器 z电压继电器用于电力拖动系统的电压保护和控制。其线圈并联接入主电路，感测主电路的线路电压，线圈匝数较多，导线较细；触点接于控制电路，为执行元件。 z按吸合电压的大小，电压继电器可分为过电压继电器和欠电压继电器。电压继电器的图形和文字符号 （3）电磁式中间继电器 z在控制电路中起信号传递、放大、切换和逻辑控制等作用的继电器称做中间继电器。 z中间继电器是将一个输入信号变成一个或多个输出信号的继电器。它实质上为电压继电器，但还具有触点多（多至六对或更多）、触点能承受的电流较大（额定电流5A10A）、动作灵敏（动作时间小于0.05s）等特点。作为转换控制信号的中间元件，其输入信号为线圈的通电或断电信号，输出信号为触点的动作。中间继电器的图形和文字符号 2024/9/19112l中间继电器和接触器的区别：y相同点：输入信号都是电压，都是利用电磁机构的工作原理进行工作的。y不同点：中间继电器用于小电流的控制电路，在控制电路中起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用来扩展触点数量，实现逻辑控制。 接触器用于频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路。 它是一种执行电器。它的触点分为主触点和辅助触点，大部分情况下它还带有灭弧装置。5. 热继电器 热继电器主要用于电力拖动系统中电动机负载的过载保护。 2024/9/19114l热继电器的作用和分类l作用x当三相交流电动机出现长期带负荷欠电压运行、长期过载运行以及长期单相运行等不正常情况时，会导致电动机绕组严重过热乃至烧坏。 x用于电动机的过载保护l分类x单相、两相和三相式共三种类型，其中三相式热继电器常用于三相交流电动机做过载保护。x按功能来分，三相式热继电器又有不带断相保护和带断相保护两种类型。 热继电器热继电器在电动机出现在电动机出现长时间长时间过载的情况下，能过载的情况下，能自动切断电路。自动切断电路。 故用于电动机的过载保护；但不能用于瞬时过载故用于电动机的过载保护；但不能用于瞬时过载保护（过电流继电器）或短路保护（熔断器）。保护（过电流继电器）或短路保护（熔断器）。第第1章章 常用低压电器常用低压电器1) 1) 热继电器的工作原理热继电器的工作原理热继电器的工作原理热继电器的工作原理发热元件发热元件单相结构单相结构：I I常闭触点常闭触点双金双金属片属片 发热元件接入电动机主电路，若长时间过载，双金发热元件接入电动机主电路，若长时间过载，双金属片被发热元件烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，属片被发热元件烤热。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，常闭触点断开。使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触点断开。扣板扣板2024/9/191172.热继电器l工作原理y热继电器主要由热元件、双金属片、触头系统等组成。 （a） 感受部分结构示意 （b） 图文符号图图1.7热继电器热继电器第第1章章 常用低压电器常用低压电器4) 4) 热继电器的符号热继电器的符号热继电器的符号热继电器的符号发热元件发热元件在主电路中，与负载串联；在主电路中，与负载串联；在控制电路中，用于控制接触器线圈。在控制电路中，用于控制接触器线圈。常闭触点常闭触点FRFR2024/9/191202.热继电器l电动机的过载特性和热继电器的保护特性x反时限特性继电器继电器过载特性过载特性保护特性保护特性 （2）热继电器的技术参数 z整定电流：整定电流是指长期通过发热元件而不致使热继电器动作的最大电流。当发热元件中通过的电流超过整定电流值的20时，热继电器应在20分钟内动作。 z额定电压：热继电器能够正常工作的最高的电压值，一般为交流220V，380V，600V。 z额定频率：一般而言，其额定频率按照4562HZ设计。 2024/9/19122l产品y一般和接触器配合使用，连接方便。l选用y额定电流：比电动机的额定电流稍微大一些。y动作电流：约为电动机额定电流的80%左右。y由于热继电器的保护特性为反时限特性，所以对于可逆运行和频繁通断的电动机，不宜采用热继电器保护，必要时可以选用装入电动机内部的温度继电器。2024/9/19123熔断器和热继电器的区别y相同点：都属于电流保护电器，都具有反时限特性。y不同点：x熔断器主要用于短路保护，热继电器用于过载保护； x熔断器利用的是热熔断原理，要求溶体有较高的熔断系数；热继电器利用的是热膨胀原理，要求双金属片有较高的膨胀系数； x热继电器保护有较大的延迟性，而短路保护要求熔断器的动作必须具有瞬时性。 z时间继电器的特点是当得到控制信号后（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如继电器线圈接通或断开电源开电源），其触点状态并），其触点状态并不立即改变不立即改变，而是经过一段时间的延迟，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。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。接通延接通延时型时型断开延断开延时型时型闭闭闭闭6时间继电器z主要适用于需要按时间顺序进行控制的电气控制系统中。当得到输入信号时（线圈的通电或断电），开始计时，经过一定的延时后输出信号（触点的闭合或断开）。时间继电器是一种最常见的低压控制器件之一。 z根据延时方式的不同，可分为通电延时继电器和断电延时继电器。z电子时间继电器可分为晶体管式时间继电器和数字式时间继电器。 第第1章章 常用低压电器常用低压电器 时间继电器：时间继电器：从线圈通电或断电开始，经过一定的延从线圈通电或断电开始，经过一定的延时后，触点才闭合或断开。时后，触点才闭合或断开。时间继电器的延时方式：时间继电器的延时方式：通电延时：通电延时：线圈通电后，触点延迟闭合或断开；线圈线圈通电后，触点延迟闭合或断开；线圈断电，触点瞬时复原。断电，触点瞬时复原。断电延时：断电延时：线圈通电，触点瞬时动作；线圈断电后，线圈通电，触点瞬时动作；线圈断电后，触点延迟复原。触点延迟复原。时间继电器的种类有：时间继电器的种类有：电磁式、空气阻尼式、半导体式。电磁式、空气阻尼式、半导体式。2024/9/19127时间继电器 第第1章章 常用低压电器常用低压电器第第1章章 常用低压电器常用低压电器2 2） 空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器橡皮膜橡皮膜（空气）（空气）延时闭合延时闭合常开触点常开触点延时断开延时断开常闭触点常闭触点 线圈线圈衔铁衔铁瞬动常闭触点瞬动常闭触点瞬动常开触点瞬动常开触点KT （a） 结构示意 （b） 图文符号图图1.6空气阻尼通电延时型时间继电器空气阻尼通电延时型时间继电器1234567891011121314151617181920212223KTKTKT5678910晶体管式时间继电器晶体管式时间继电器数字式时间继电器时间继电器图形符号及文字符号 7速度继电器 速度继电器又称为反接制动继电器。它主要用于笼型异步电动机的反接制动控制。速度继电器结构原理图速度继电器结构原理图 1-1-转轴转轴 2-2-转子转子 3-3-定子定子 4-4-绕组绕组 5-5-摆锤摆锤 6 6、9-9-簧片簧片 7 7、8-8-静触点静触点第第1章章 常用低压电器常用低压电器速度继电器速度继电器动触点动触点静触点静触点外环外环工作原理工作原理 速度继电器的速度继电器的轴由电动机带动，轴由电动机带动，其外环转动到一其外环转动到一定位置时，撞击定位置时，撞击动触点，使常开动触点，使常开触点闭合，常闭触点闭合，常闭触点断开。触点断开。速度继电器的图形、文字符号2024/9/191378. 温度继电器l作用：主要应用于温度检测和保护。应用于精度要求不高的场合。 l组成和工作原理2024/9/191389. 液位继电器l作用：用于液位检测。应用于精度要求不高的场合。y 高精度的液位传感器有差压式等产品。 2024/9/1913910.压力继电器l作用： 通过检测各种气体和液体压力的变化，压力继电器可以发出信号，实现对压力的检测和控制。l分类l工作原理11.固态继电器 固态继电器(Solid State Relays,缩写SSR)是一种由固态电子组件组装而成的具有隔离功能的无触点电子开关，它利用电子元器件的电、磁和光特性来完成输入和输出的可靠隔离，利用电子组件（如开关三极管、双向可控硅等半导体组件）的开关特性，达到无触点、无火花、而能接通和断开电路的目的。固态继电器的优点: 1）高寿命，高可靠 2）灵敏度高，控制功率小， 电磁兼容性好。 3）快速转换 4）电磁干扰小 信号电器是用来对电气控制系统中某个电路或设备运行的状态进行指示，如声光报警。常见的信号电器有指示灯、灯柱、电铃、蜂鸣器等。 1.指示灯 指示灯在电气线路中通常做电源指示及指挥信号、预告信号、运行信号、故障信号等信号提示。1.2.6 1.2.6 信号电器信号电器 指示灯发光体主要有白炽灯、氖灯和半导体型。发颜色有黄绿红白蓝五种。颜色含义红色异常或报警。对可能出现危险或需要立即处理的情况进行报警黄色警告。状态改变或变量接近其极限值绿色准备、安全。安全运行指示或机械准备启动蓝色特殊指示。上述几种颜色未包括的任意一种功能白色一般信号。上述几种颜色未包括的各种功能指示灯、电铃和蜂鸣器的图形文字符号指示灯、电铃和蜂鸣器的图形文字符号 在警报发生时，不仅需要指示灯指出具体在警报发生时，不仅需要指示灯指出具体故障位置，还需要声音报警，提醒现场的所故障位置，还需要声音报警，提醒现场的所有操作人员。蜂鸣器一般用在控制设备上，有操作人员。蜂鸣器一般用在控制设备上，电铃主要用在较大场合的报警系统。电铃主要用在较大场合的报警系统。 2.2.电铃和蜂鸣器电铃和蜂鸣器 1.2.7电磁执行机构 机械设备的执行机构主要包括电磁铁、电磁阀、电磁制动器等 1.电磁铁 电磁铁由励磁线圈、铁芯、衔铁三部分组成，励磁线圈通电后产生磁场和电磁力，衔铁被吸合，带动机械装置完成相应的动作。 电磁铁优点： 电磁铁磁性的有无可以用通、断电流控制；磁性的大小可以用电流的强弱或线圈的匝数来控制；也可改变电阻控制电流大小来控制磁性大小；它的磁极可以由改变电流的方向来控制等等。即：磁性的强弱可以改变、磁性的有无可以控制、磁极的方向可以改变,磁性可因电流的消失而消失。 电磁铁的图形文字符号 2.电磁阀 电磁阀是用电磁控制的工业设备，用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其它参数，以满足执行元件所需的运动方向、力、速度的要求。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。 （1）电磁阀原理及分类 电磁阀结构示意图 1-动铁芯 2-静铁芯 3-外壳 4-压盖 5-隔磁管 6-线圈 7-管路 8-阀体 9-反力弹簧 电磁阀分类z按电源种类分有直流电磁阀、交流电磁阀、交直流电磁阀、自锁电磁阀等；z按用途分有控制一般介质（气体、流体）电磁阀、制冷装置用电磁阀、蒸汽电磁阀、脉冲电磁阀等；按工作原理分有直动式电磁阀、分布直动式电磁阀、先导式电磁阀等；z按使用环境分有一般用、户外用、防爆用电磁阀等。z各种电磁阀还可分为二通、三通、四通、五通等规格，还可分为主阀和控制阀等。 （2）电磁阀的图形符号及含义z在液压系统中电磁阀用来控制液流方向。z电磁阀的结构性能可用它的工作位置数和控制的通道数来表示，并有单电磁铁（称为单电式）和双电磁铁（称为双电式）两种。各种电磁阀的图形符号各种电磁阀的图形符号各种电磁阀的图形符号各种电磁阀的图形符号含义1）用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示几“位”。2）方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向不一定表示液流的实际方向。3）方框内符号“”或“”表示该通路不通。4）一个方框的上边和下边与外部连接的接口数表示几“通”。5）一般，阀与系统供油路连接的进油口用字母P表示；阀与系统回油路连接的回油口用字母T(或O）表示；而阀与执行元件连接的工作油口则用字母A、B等表示。6）换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为常态位，即电磁铁未得电时，阀芯未受到操纵力时所处的位置。图形符号中的中位是三位阀的常态位。利用弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。绘制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上。7）电磁阀的文字符号是“YV”。z电磁制动器是使机械中的运动件在很短时间内停止或减速的机械零件。俗称电磁刹车、电磁抱闸。z电磁制动器有盘式制动器和块式制动器,一般由制动器,电磁铁,摩擦片或闸瓦等组成,是利用电磁力把高速旋转的轴抱死,实现快速停车.z电磁制动器的特点是制动力矩大,反应速度极快,安装简单,价格低廉.一般用在扭矩不大,制动不频繁的场合3.3.电磁制动器电磁制动器