电气控制系统常用器.ppt
2023/9/13,中国矿业大学信电学院,1,第1章 电气控制系统常用器件,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,2,主要内容,电器的基本知识接触器继电器开关电器熔断器主令电器信号电器常用执行器件常用检测仪表常用安装附件,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,3,电器的定义和分类定义电器就是根据外界施加的信号和要求，能手动或自动地断开或接通电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电工器械。低压电器通常指工作在交流电压1200v、直流电压1500v以下的电器。采用电磁原理完成上述功能的低压电器称为电磁式低压电器。如接触器、各类电磁式继电器等。非电量控制电器是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如行程开关、速度继电器等。,1.1 电器的基础知识,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,4,1.1 电器的基础知识,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,5,1.1 电器的基础知识,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,6,1.1 电器的基础知识,低压电器的其它分类1、按用途和控制对象分：配电电器和控制电器。（1）用于低压电力网的配电电器。包括刀开关、空气断路器和隔离开关等。对配电电器的主要技术要求是断流能力强，限流效果好，在系统发生故障时保护动作准确，工作可靠，有足够的热稳定性和动稳定性。（2）用于电力拖动及自动控制系统的控制电器。包括：接触器、启动器和各种继电器等。对控制电器的主要技术要求是操作频率高，寿命长，有相应的转换能力。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,7,1.1 电器的基础知识,2、按操作方式分：自动电器和手动电器。（1）自动电器：通过电磁（或压缩空气）做功来完成接通、分断、启动、反向和停止等动作的电器称为自动电器。常用的自动电器有接触器、继电器等。（2）手动电器：通过人力做功来完成接通、分断、启动、反向和停止等动作的电器称为手动电器。常用的手动电器有刀开关、转换开关和主令电器（按钮、行程开关、主令开关）等。（还有低压保护电器：熔断器、热/电压/电流继电器；低压执行电器：电磁铁、电磁离合器）3、按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器。（1）电磁式电器：是依据电磁感应原理来工作的电器，如接触器、各类电磁式继电器等。（2）非电量控制电器：是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如行程开关、速度继电器等。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,8,电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁式低压电器最常用的低压电器 结构上，由三个主要部分组成：触头(执行部分)、灭弧装置和电磁机构（检测部分）。,1.1 电器的基础知识,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,9,电磁式低压电器的基本结构和工作原理触头形式,1.1 电器的基础知识,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,10,1.1 电器的基础知识,触头是电器的执行部分，起接通和分断电路的作用。触头通常用铜制成。由于铜制成的触头表面易产生氧化膜，使触头的接触电阻增大，从而使触头的损耗也增大，因此，有些采用银制材料，以减小接触电阻。触头的接触形式主要有点、线和面接触三种形式，点接触电流小、线接触次之、面接触电流最大。常用的继电器和接触器中，触头多采用单断点指形触头和双断点桥式触头（1）桥式触头：用于大容量电器中，触头开距小，结构紧凑，冲击小、通过电流大。（2）指形触头：有利于去掉氧化膜。（detail see p6）,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,11,电磁式低压电器的基本结构和工作原理触头电弧产生的危害 在大气中分断电路时，由于电场的存在，触头表面的大量电子溢出在高热和强电场作用下会产生电弧。电弧一经产生，就会产生大量热能。电弧的存在既烧蚀了触头的金属表面，降低了电器的使用寿命，又延长了电路的分断时间，所以必须迅速把电弧熄灭。灭弧：把电弧拉长，把电弧变短，冷却灭弧。为使电弧熄灭，可采用将电弧拉长、使弧柱冷却、把电弧分成若干短弧等方法。灭弧装置就是基于这些原理来设计的。电动力灭弧 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，使电弧向外运动并拉长，同时也使电弧温度降低，有助于熄灭电弧。（stop1）,1.1 电器的基础知识,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,12,图1-5 双断点触头的电动力灭弧,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,13,1.1 电器的基础知识,这种灭弧方法简单，无需专门的灭弧装置，一般用于接触器等交流小容量电器。2、磁吹灭弧磁吹灭弧的原理如图1-6所示。在触头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头周围。在弧柱下方，两个磁通是相加的，而在弧柱上方是彼此相减的，因此，在下强上弱的磁场作用下，电弧被拉长并吹入灭弧罩中。引弧角与静触头相连接，其作用是引导电弧向上运动，将热量传递给罩壁，使电弧冷却熄灭。这种灭弧装置是利用电弧电流本身灭弧的，因而电弧电流越大，吹弧能力也越强。它广泛应用于直流接触器中。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,14,图1-6磁吹灭弧示意图,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,15,1.1 电器的基础知识,3、金属栅片灭弧图1-7所示为金属栅片灭弧装置示意图。灭弧栅是由多片镀铜薄钢片（称为栅片）组成的，它们安放在电器触头上方的灭弧栅内，彼此之间绝缘。当电器的触头分离时，所产生的电弧在吹磁电动力作用下被推向灭弧栅内。当电弧进入栅片后被分割成一段段串联的短弧，而栅片就是这些短弧的电极。每两片灭弧栅片之间都有150250V的绝缘强度，使整个灭弧栅的绝缘强度大大加强，以致外加电压无法维持，电弧迅速熄灭。除此之外，栅片还能吸收电弧热量，使电弧冷却。基于上述原因，电弧进入栅片后就会很快熄灭。由于栅片灭弧装置的灭弧效果在交流时要比直流时强得多，因此在交流电器中常采用栅片灭弧。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,16,图1-7金属栅片灭弧示意图,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,17,电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁机构 作用：电磁机构是电磁式低压电器的感测部件，线圈通电后激励磁场，衔铁在磁场作用下运动，它的作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作使之闭合或断开，从而实现电路的接通或分断（常开触头：动合；常闭触头：动断）。结构：,1.1 电器的基础知识,1,1.衔铁 2.铁芯 3.线圈,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,18,电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁机构 工作原理吸力特性：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙的关系曲线称为吸力特性。反力特性：电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙的关系曲线称为反力特性，反力主要由弹簧提供，与弹性位移成正比。交流电磁机构的吸力特性：F与气隙无关直流电磁机构的吸力特性：F与的平方成反比双曲线吸力和反力的配合：吸力大于反力,1.1 电器的基础知识,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,19,电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁机构 工作原理（见p8-11,自学）吸力特性和反力特性,1.1 电器的基础知识,常用低压电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,20,1.1 电器的基础知识,说明：按吸引线圈所通电流性质的不同，电磁铁可分为直流电磁铁和交流电磁铁。直流电磁铁由于通入的是直流电，其铁心不发热，只有线圈发热，因此，线圈与铁心接触有利于散热。交流电磁铁由于通入的是交流电，铁心中存在磁滞损耗和涡流损耗，这样会使线圈和铁心都发热。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,21,电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁机构 单相交流电磁机构的特性噪声和振动的产生：对于单相交流电磁机构，电磁吸力是一个两倍于电源频率的周期变量。在交流磁通过零时电磁吸力也为零，则衔铁在反力作用下被拉开，但随后电磁力又会增大，衔铁又会被拉回，周而复始，从而在成振动，产生噪声。解决办法：加短路环,1.1 电器的基础知识,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,22,电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁机构 单相交流电磁机构的特性加短路环后的电磁吸力特性：,1.1 电器的基础知识,在铁芯端面开一小槽，在槽内嵌入铜质短路环，这样端面磁通被分为大小基本接近、相位相差90的两相磁通。因为两相磁通不会同时过零，且合成后的磁通相对比较平坦，故而产生的电磁力始终大于反力，使铁心牢牢吸合，消除了出点振动和噪声。一般短路环包围2/3的铁芯端面。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,23,电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁机构 输入/输出特性：继电器特性（回环特性）,1.1 电器的基础知识,X1释放，x2吸合,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,24,电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁机构工作原理的实质,1.1 电器的基础知识,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,25,接触器的用途和分类定义接触器是用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路的自动控制电器。用途控制电动机的起动、反转、制动和调速等。控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。分类交流接触器、直流接触器,1.2 接触器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,26,1.2 电磁式接触器,电磁式接触器是一种应用广泛的开关电器。它主要用于频繁接通或分断交、直流主电路和大容量的控制电路。它可远距离操作，配合继电器实现定时操作，联锁控制及各种定量控制和失压保护，被广泛应用于自动控制电路中。其主要控制对象是电动机，也可用于控制其他电力负载，如电热器、电焊机、电容器组等。接触器按流过接触器主触头的电流的性质分为直流接触器和交流接触器。按主触点的极数可分为单极、双极、三极、四极、五极等几种，单极、双极多为直流接触器。电磁式交流接触器的结构和工作原理 1、结构 如图1-18所示，接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧系统（图中未画出）及其他部分组成。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,27,图1-18 接触器结构示意图,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,28,接触器工作原理,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,29,1.2 电磁式接触器,电磁系统：包括电磁线圈、铁心和衔铁，是接触器的重要组成部分，依靠它带动触点的闭合与断开。触头系统：触头系统是接触器的执行部分，它包括主触点和辅助触点。灭弧系统：灭弧装置用来保证在触点断开电路时，产生的电弧能可靠地熄灭，减少电弧对触点的损伤。其他部分：包括绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。2、工作原理 交流接触器 如图1-18所示，当接触器线圈通电后，线圈电流产生磁场，使铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在自重和释放弹簧的作用下，使触点复原：常开触点断开，常闭触点闭合。接触器的触点数目应能满足控制线路的要求。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,30,1.2 电磁式接触器,直流接触器 直流接触器的结构与工作原理基本上与交流接触器相同，即由线圈、铁心、衔铁、触头、灭弧装置组成。所不同的是除触头电流和线圈电压为直流外，其触头大都采用滚动接触的指形触头。铁心由整块钢或铸铁制成，线圈则制成长而薄的圆筒形。为保证衔铁可靠地释放，常在铁心与衔铁之间垫有非磁性垫片。由于直流电弧不象交流电弧那样有自然过零点，更难熄灭，因此，直流接触器常用磁吹式灭弧装置。3 接触器的主要技术参数和选择 主要技术参数 额定电压：是指主触头的额定电压，交流有127V，220V，380V，500V，660V；直流有：110V，220V，440V，660V。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,31,1.2 电磁式接触器,额定电流：是指主触头的额定电流。有5A，10A，20A，40A，60A，100A，150A，250A，400A，600A等。吸引线圈额定电压：交流有：36V，110V，127V，220V，380V；直流有：24V，48V，220V，440V。电气寿命和机械寿命：接触器的电气寿命是在规定使用类别的正常操作条件下，不需修理或更换零件的负载操作次数，其数值应小于机械寿命的1/20。操作频率：额定操作频率（次/h）即允许的每小时接通的最多次数。交流接触器最高为600次/h，直流接触器可高达1200次/h。常见接触器有CJ10系列、CJ20系列、3TH和CJX1（3TB）系列等。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,32,1.2 电磁式接触器,4、接触器的选择 接触器类型选择：根据负载电流的类型和负载的轻重来选择，即是交流负载还是直流负载，是轻载、一般负载还是重负载。主触头额定电流的选择。接触器的额定电流应大于或等于被控回路的额定电流。对于电动机负载，可根据下列经验公式计算：,式中：INC接触器主触头电流（A）；PNM电动机的额定功率（W）；UNM电动机的额定电压（V）。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,33,1.2 电磁式接触器,若接触器控制的电动机启动、制动或正反转频繁，一般要将接触器主触头的额定电流降一级使用（如CJ20-25作为CJ20-16用）。额定电压的选择：接触器主触头的额定电压应大于或等于负载回路的电压。吸引线圈额定电压的选择：一般为380V或220V。接触器的触头数量、种类选择。其触头数量和种类应满足主电路和控制线路的要求。6、真空交流接触器 真空接触器以真空为灭弧介质，其主触头密封在特制的真空灭弧管内。当操作线圈通电时，衔铁吸合，在触点弹簧和真空管自闭力的作用下触点闭合；操作线圈断电时，反力弹簧克服真空管自闭力使衔铁释放，触点断开。接触器分断电流时，触点间隙中会形成由金属蒸汽和其他带电粒子组成的真空电弧。因真空介质具有很高的绝缘强度，且介质恢复速度很快，所以真空中的燃弧时间一般小于10ms。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,34,图1-19 接触器的型号含义及电气符号（注：早期符号）(a)型号含义；(b)电气符号,真空接触器具有以下特点：分断能力强：分断电流可达额定电流的1020倍。寿命长：电寿命达数十万次，机械寿命可达百万次。体积小，重量轻，安全可靠。维修简便，主触点无需维修，运行噪声小，运行不受恶劣环境影响。可频繁操作。接触器的型号含义及电气符号如图1-19所示。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,35,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,36,接触器的组成和工作原理图形和文字符号,1.2 接触器,常见接触器类别及其典型应用场合交流 AC1 无感或微感负载 如电阻炉 AC2 绕线电机启/停 AC3 鼠笼电机启/停 AC4 鼠笼电机启/停，带反接制动、反转或点动直流 DC1 无感或微感负载 如电阻炉 DC3 并励电动机启/停，带反接制动、反转或点动 DC5 串励电动机启/停，带反接制动、反转或点动,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,37,继电器的定义和分类定义继电器是根据某种输入信号来接通或断开小电流控制电路，实现远距离控制和保护的自动控电器。其输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量，而输出则是触头的动作或者是电路参数的变化。继电器是根据一定的信号（如电流、电压、时间和速度等物理量）的变化来接通或分断小电流电路和电器的自动控制电器。继电器实质上是一种传递信号的电器，它根据特定形式的输入信号而动作，从而达到控制的目的。继电器一般不用来直接控制主电路，而是通过接触器或其他电器来对主电路进行控制，因此同接触器相比较，继电器的触头通常接在控制电路中，触头断流容量较小，一般不需要灭弧装置，但对继电器动作的准确性则要求较高。,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,38,继电器的定义和分类分类 按输入信号的性质分为：电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等。按工作原理分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等。按输出形式分为：有触点和无触点(半导体式)两类 按用途分为：控制用和保护用继电器等。,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,39,1.3 电磁式继电器,电磁式电流、电压及中间继电器低压控制系统中的控制继电器大部分为电磁式结构。工作原理及特性图1-20为电磁式继电器的典型结构示意图。电磁式继电器的结构组成和工作原理与电磁式接触器相似，是由电磁机构和触头系统两个主要部分组成的。电磁结构由线圈1、铁心2、衔铁7组成。它的触点一般为桥式触点，有常开和常闭两种形式。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,40,图1-20 电磁式继电器结构示意图,9,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,41,电磁式继电器电压继电器：过电压和欠电压继电器电流继电器：过电流和欠电流继电器 中间继电器：是一种电压继电器表示符号,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,42,电磁式电流继电器电流继电器是因电路中电流变化而动作的继电器，主要用于电动机、发电机或其他负载的故障及短路保护，直流电动机磁场控制或失磁保护等。电流继电器的线圈串于被测量电路中，其线圈匝数少、导线粗、阻抗小。电流继电器有过电流和欠电流继电器两种。在电路正常工作时，过电流继电器的衔铁是释放的；一旦电路发生过载或短路故障时，衔铁才吸合，带动相应的触点动作，即常开触点闭合，常闭触点断开。在电路正常工作时，欠电流继电器的衔铁是吸合的，其常开触点闭合，常闭触点断开；一旦线圈中的电流降至额定电流的10%20%以下时，衔铁释放，发出信号，从而改变电路的状态。,1.3 电磁式继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,43,1.3 电磁式继电器,电磁式电压继电器 电压继电器反映的是电压信号。它的线圈并联在被测电路的两端，所以匝数多、导线细、阻抗大。电压继电器按动作电压值的不同，分为过电压和欠电压继电器两种。在电路电压正常时，过电压继电器的衔铁释放，一旦电路电压升高至额定电压的110115%以上时，衔铁吸合，带动相应的触点动作；在电路电压正常时，欠电压继电器的衔铁吸合，一旦电路电压降至 额定电压的5%25%以下时，衔铁释放，输出信号。电磁式中间继电器 中间继电器实质上也是一种电压继电器，只是它的触点对数较多，容量较大，动作灵活，主要起扩展控制范围或传递信号的中间转换作用。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,44,电磁式继电器中间继电器和接触器的区别：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。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。,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,45,热继电器热继电器的作用和分类作用 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。用于电动机的过载保护(但不能做瞬时过载，更不能用于短路保护，不能代替电流继电器和熔断器)分类 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。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。,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,46,关于电动机断相保护问题,缺相是导致电动机被烧毁的主要原因。电动机Y接法：电动机发生一相断电时，另两相电流会显著增加，但由于线电流等于相电流，所以流过电动机绕组的电流和流过热继电器的电流是一致的，因此普通两相或三相热继电器可以对此作出保护。电动机接法：电动机发生一相断电时，由于线电流不等于相电流，所以流过电动机绕组的电流和流过热继电器的电流增加是不一致的，线电流可能还没有达到额定电流，而电机内部绕组电流可能超过额定电流了，由此产生烧毁电机的危险，接法必须采用带断相保护的热继电器。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,47,热继电器电动机的过载特性和热继电器的保护特性反时限特性,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,48,热继电器工作原理热继电器主要由热元件、双金属片、触头系统等组成。,1.3 继电器,3.热元件，串于电机绕组中2.双金属片4.导板5.补偿双金属片14.推杆10.复位按钮11.调节旋钮，改变4与5的接触 距离，可以整定动作电流,2.双金属片3.热元件，串于电机绕组中4.导板5.补偿双金属片10.复位按钮11.调节旋钮，改变4与5的接触 距离，可以整定动作电流14.推杆,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,49,热继电器表示符号控制电路中最常用的是热继电器的常闭触点，热继电器是怎样保护电机的？,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,50,热继电器产品一般和接触器配合使用，连接方便。选用额定电流：比电动机的额定电流稍微大一些。动作电流：约为电动机额定电流的80%左右,当电动机起动时间较长、拖动冲击负载或不允许停车时，可将热元件整定电流调节到电动机额定电流的倍。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。,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,51,参考知识：,热继电器出线端的连接导线一般采用铜芯导线。若选用铝芯导线，则导线截面积应增大1.8 倍，并且导线端头应挂锡。连接导线截面选择参照表：,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,52,JR36,JR28,JR20,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,53,时间继电器 最为常用的一种控制电器。在自动控制系统中，有时需要继电器得到信号后不立即动作，而是要顺延一段时间后在动作，并输出控制信号，以达到按时间顺序进行控制的目的，时间继电器就可以满足这种要求。时间继电器按工作原理可分为电磁式、空气阻尼式（气囊式）、晶体管式、电动式等几种，按延时方式可分为通电延时型、断电延时型和通、断电延时型等类型。通电延时：线圈通电后延迟一定的时间，输出信号（触点）才有变化，线圈失电后，输出（触点）立即复原。断电延时：线圈通电后，触点立即动作。线圈失电后，延迟一定的时间，输出信号（触点）才复原。,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,54,时间继电器 表示符号：,1.3 继电器,a.通电延时线圈；b.断电延时线圈；c.瞬动触点；d.通电延时闭合常开触点；e.f.断电延时断开常开触点；g.,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,55,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,56,空气阻尼式时间继电器（JS7系列）,晶体管式时间继电器（JS14）,数字式时间继电器（JSS14）,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,57,速度继电器作用：主要应用于三相笼型异步电动机的反接制动中，因此又称为反接制动控制器。组成：主要由定子、转子和触点三部分组成。工作原理：感生电流产生力矩 P20图1-20表示符号,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,58,温度继电器作用：主要应用于温度检测和保护。应用于精度要求不高的场合。组成和工作原理,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,59,液位继电器作用：用于液位检测。应用于精度要求不高的场合。高精度的液位传感器有差压式等产品。,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,60,压力继电器作用：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。分类工作原理：P22图1-26,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,61,固态继电器（see p23）什么是固态继电器（SSR）？特点和使用场合表示符号,1.3 继电器,电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,62,固态继电器种类优点和缺点选用,1.3 继电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,63,作用和分类作用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。分类手动开关和自动开关,1.4 开关电器（换课件）,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,64,刀开关作用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。分类按刀数可分为单极、双极和三极 安装：刀口在上面，以防断电时由于重力而闭合。刀开关现在已较少使用,1.4 开关电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,65,低压断路器俗称空气开关，是一种自动开关。作用用于分配电能、不频繁地启动异步电动机以及对电源线路及电动机等的保护。当发生严重的过载、短路或欠电压等故障时能自动切断电路。是低压配电线路应用非常广泛的一种保护电器。结构和工作原理组成：触头、灭弧系统和各种脱扣器,1.4 开关电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,66,低压断路器结构和工作原理过电流脱扣器失压脱扣器热脱扣器远程控制脱扣器,1.4 开关电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,67,低压断路器表示符号主要参数：额定电压、额定电流、通断能力产品类型介绍从小到大、从简单的到智能化负载的产品,1.4 开关电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,68,低压断路器选择主要是选择额定电流、额定电压对单台设备：IZKIq 式中，k为安全系数，可取1.51.7；Iq 电动机的起动电流。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。,1.4 开关电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,69,熔断器的作用、结构和分类作用熔断器基于电流热效应原理和发热元件热熔断原理设计，具有一定的瞬动特性，用于电路的短路保护和严重过载保护。结构：熔断器在结构上主要由熔断管（或盖、座）、熔体及导电部件等部分组成。其中熔体是主要部分，它既是感测元件又是执行元件。工作原理熔断器串接于被保护电路，当电路发生短路或过载故障时，通过熔体的电流使其发热，当达到熔化温度时熔体自行熔断，从而分断故障电路，保护设备和人身安全。分类,1.5 熔断器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,70,熔断器的保护特性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。,1.5 熔断器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,71,表示符号 熔断器的技术参数额定电压额定电流极限分断能力,1.5 熔断器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,72,熔断器的选择类型选择溶体额定电流的选择对阻性负载：IreIe 对单台电动机：Ire(1.52.5)Ie 对单台频繁启动的电动机：Ire(33.5)Ie 对多台电动机：Ire(1.52.5)Iemax+Ie,1.5 熔断器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,73,熔断器和热继电器的区别相同点：都属于电流保护电器，都具有反时限特性。不同点：熔断器主要用于短路保护，热继电器用于过载保护；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；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。,1.5 熔断器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,74,主令电器的定义和作用定义：主令电器是自动控制系统中用于发送和转换控制命令的电器。作用：主令电器用于控制电路，不能直接分合主电路。,1.6 主令电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,75,控制按钮作用：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。工作原理,1.6 主令电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,76,控制按钮表示符号产品介绍,1.6 主令电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,77,转换开关作用转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。广泛应用于各种配电装置的电源隔离、电路转换、电动机远距离控制等，也常作为电压表、电流表的换相开关，还可用于控制小容量的电动机。结构示意图见P31图1-34表示符号转换开关在实际工作中的妙用,1.6 主令电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,78,行程开关作用用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器件。表示符号由于机械触点易磨损，反应速度慢，所以在重要场合已不再使用有触点的行程开关了。,1.6 主令电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,79,接近开关特点非接触、无触点。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。产品类型测量金属物体和非金属物体的产品。缺点测量距离短，抗电磁干扰能力差。,1.6 主令电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,80,光电开关特点非接触、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。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。产品类型对射式、反射式等。缺点对周围的杂散光的干扰有一定要求。工作原理利用光源、光敏器件等发射和接收。,1.6 主令电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,81,指示灯作用指示灯在各类电器设备及电气线路中做电源指示及指挥信号、预告信号、运行信号、事故信号及其它信号的指示。产品种类,1.7 信号电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,82,蜂鸣器和电铃作用表示符号,1.7 信号电器,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,83,什么是执行电器？作用电磁执行器件电磁铁电磁阀作用分类电磁制动器表示符号,1.8 常用执行器件,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,84,常用驱动设备伺服电动机步进电机,1.8 常用执行器件,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,85,检测仪表的作用变送器传感器的作用变送器的作用变送器的工作原理,1.9 常用检测仪表,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,86,常用检测仪表压力检测及变送器流量检测及流量计温度检测及变送器表示符号,1.9 常用检测仪表,2023/9/13,中国矿业大学信电学院,87,本章小结讲课内容回顾学习要求知道常用低压电器的作用、选用课外要求浏览专业期刊上和专业网站上的有关低压电器的广告，以了解最新的电器产品发展动态和市场情况。本章作业,本章小结,
