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1、第1章 低压电气及控制环节,1.1 低压电气及电气图的基本知识,1.1.1 低压电器的基本知识,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、变换和调节目的的元件统称为电器。,二、电器的分类（一）按电压等级分1、低压电器2、高压电器（二）按动作方式分1、手控电器2、自控电器（三）按用途分1、低压控制电器4、低压保护电器（四）按种类分刀开关、刀形转换开关、熔断器、低压断路器接触器、继电器、主令电器和自动开关等。,1.1.2 电气图形符号和文字符号,电气控制系统图：将电气控制系统中各电气元件及其联结用一定图形表达出来。分类：电气原理图（设计、分析用
2、）电器布置图电气安装图电气控制系统中的图形符号和文字符号,绘制电气原理图的基本原则,主电路与辅助电路分别绘制主电路就是从电源到电动机的大电流通过的通路辅助电路包括：控制、照明、信号、保护等电路按展开图绘制按照电路的联结关系和动作逻辑来绘制各电气环节不按照电气元件的实际位置和形状大小来绘制触头按无外力状态绘制元件排列次序，按动作次序采用标准的文字及图形符号,1.2手动启、停控制,1.2.1 刀开关,一、刀开关作用：1、电路隔离2、不频繁工作的小容量电源开关文字符号：QS图形符号：右图操作：手动推进,二、转换开关又称为组合开关,作用：1、小容量电源开关。2、非频繁操作的电动机起、停开关。文字符号：
3、QS图形符号：右图操作：手动旋转,转换开关的结构转换开关又称组合开关，它的动、静触头分别叠装于数层绝缘壳内，当转动手柄时，每层的动触头随方形转轴一起转动，使动、静触头接通。,1.2.2 熔断器,作用：是一种保护电器，主要用于短路保护文字符号：FU图形符号：右图结构：熔体、外壳组成工作原理：熔体发热熔断，I2Rt，保护特性：反时限特性，同热继电器保护范围：主要用于短路保护。原因：熔断器的制造精度有限，在小电流段，误差很大，但是在大电流段，精度较高，且速度较快。,1.2.3 空气断路器又称为自动开关,作用：1、大容量电源开关2、电路故障自动保护文字符号：QF图形符号：右图操作：自动、手动分、合闸，
4、保护自动分闸。保护功能：过载、短路、失压。注：一般断路器符号为右图,自动开关的结构和工作原理,自动开关主要由三个基本部分组成，即触头和灭弧系统；各种脱扣器，包括电流脱扣器、失压脱扣器、热脱扣器和分励脱扣器；操作机构和自由脱扣机构。右图是自动开关工作原理图。,1.2.4 手动直接启动控制线路,动作原理：闭合刀开关QS，电动机M启动旋转；断开刀开关QS，电动机M断电减速直至停转。,不足之处：1、只适用于不需要频繁启、停的小容量电动机2、只能就地操作，不便于远距离控制3、无失压保护和欠压保护的功能,一、控制按纽,作用：用于手动发出控制信号。脉冲信号。文字符号：SB 图形符号：下图,1.3 点动与长动
5、控制,控制按纽的结构：由按纽帽、复位弹簧、桥式触头和外壳组成，通常做成复合式，即具有常开触头和常闭触头。注意复位弹簧的作用：使按纽发出脉冲信号,1.3.2 接触器,接触器是一种用来频繁地接通或断开交直流主电路的自动切换电器。是一种执行元件。文字符号：KM图形符号：右图注意：线圈与触头分开画展开图。,接触器工作原理,线圈通电衔铁吸合触头动作（常开闭和、常闭断开）线圈断电衔铁释放触头复位（常开断开、常闭闭和）接触器分类：（依照通过主触头电流的种类）交流接触器、直流接触器接触器使用时注意的问题额定值与实际值相符合。触头数量与种类与实际要求相符合。,结构简介：以交流接触器为例,1、电磁机构：线圈、铁心
6、及衔铁。2、触头系统：主触头（三对常开，用于通断主电路）辅助触头（常开、常闭各两对，用于联锁、控制）3、灭弧装置：IN 10A，需要加装灭弧装置。4、其它部件：反力弹簧、缓冲弹簧等,接触器的结构示意图,1、基本点动控制线路主电路：与单向起动相同控制线路：SB自动复位，实现点动控制。特点：只能实现点动控制,1.3.3 点动与长动控制线路,2、带手动开关SA的点动控制线路,需要点动时，将SA开关打开，操作SB2即可实现点动控制。需要连续工作时，将SA开关合上，将自锁触头接入，操作SB2即可实现连续控制。特点：SA作为SB2工作方式的选择开关。,SA合上:连续工作 SA断开:点动,3、采用复合按纽S
7、B3的点动控制线路,点动，按下SB3，其常闭触头断开自锁电路，常开触头接通KM线圈，主触头闭合，电动机起动旋转。松开SB3时，KM线圈断电，主触头断开，电动机停止转动。连续运转，按起动按钮SB2。停机，按停止按钮SB1。特点：三个按纽分别控制。,点动起动时，SB3复合触点，常闭先断，常开后合（1）初始状态（2）常闭断开（3）常开闭合（自锁失效）,点动按纽复位时，SB3复合触点，常开先断，常闭后合（1）动作状态（2）常开断开（自锁触点断开）（3）常闭闭合,1.3.4 继电器,定义：继电器是一种根据某种输入信号的变化而接通或断开控制电路，实现自动控制和保护功能的自动电器。是一种测量元件分类：按输入
8、信号分电量继电器I、U非电量继电器、t、v、p,一、电磁式继电器,工作原理与结构：与接触器相同与接触器的区别：触头容量相差很大继电器用于控制及保护电路，触头容量较小。接触器用于主电路，触头容量较大。灵敏度相差较大继电器作为检测元件，要求能够准确反映输入信号的变化情况，因此，灵敏度要高，0.8。接触器作为执行元件，要求工作状态稳定，因此，灵敏度要低=0.5。,1、电流继电器,作用：检测输入电流信号的变化。接线：继电器线圈串接于被测电路中；继电器触头接于控制电路中文字符号：KI图形符号：右图分类：过电流继电器、欠电流继电器,过电流继电器的工作原理,IIop=Iat，继电器吸合，常开触头闭合，发出控
9、制指令（常闭触头断开，不用）I Ire Iop=Iat，继电器释放，常开触头断开，常闭触头闭合。I被测电流Iop 继电器动作电流取Iop=Iat为动作电流，以常开触头发出控制指令,欠电流继电器的工作原理,IIop=Ire，继电器释放，常闭触头闭合，发出控制指令（常开触头断开，不用）I Iat Iop=Ire，继电器吸合，常闭触头断开，常开触头闭合。取Iop=Ire为动作电流，用常闭触头发出控制指令,2、电压继电器,作用：检测输入电压信号的变化。接线：继电器线圈并接于被测电路中；继电器 触头接于控制电路中文字符号：KV图形符号：右图分类：过电压继电器、欠电压继电器工作原理：同电流继电器,3、中间
10、继电器,作用：用于控制电路中触头容量与数量的扩展。文字符号：KA图形符号：右图工作原理：同接触器,作用：用于电动机过 载保护结构：双重金属片工作原理：金属片受热变形，I2Rt，反时限特性。特点：测量精度高，但是热惯性大。只能用于过载保护不能用于短路保护。,4、热继电器,热继电器文字符号：FR图形符号：右上图接线：热元件串接于主电路中，触头串接与控制电路中热继电器的动作特性：右下图,1.4、电动机的正反转控制线路,工作原理，将接至电动机的三相电源进线中的任意两相对调，即可使电动机反转。主电路：KM1，KM2换相序。KM1，KM2同时动作，将引起电源相间短路，要加互锁。,1、电动机的“正停反”控制
11、线路,两个单向运行控制线路并联。KM1控制正向，KM2控制反向。KM1，KM2同时动作，电源短路，必须禁止。方法：利用两个接触器常闭触头起相互控制作用。这种利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方法叫做互锁，而两对起互锁作用的触头便叫做互锁触头。互锁的存在使得当换向时必须停车。,正向起动过程 停车过程,2、电动机的“正反停”控制线路,接触器互锁依然保留，加装按纽互锁，可以实现直接换向控制。双重联锁：既有接触器互锁又有按纽互锁。作用：接触器互锁：防止电源短路按纽互锁：提高工作效率,一、顺序控制,3。2。5,1.5 顺序和多点控制,控制规律,当要求甲接触器工作后方允许乙接触器工作，则在乙接触器线圈
12、电路中串入甲接触器的动合触点。当要求乙接触器线圈断电后方允许甲接触器线圈断电，则将乙接触器的动合触点并联在甲接触器的停止按钮两端。,两点控制三点控制如何实现？,二、多点控制,时间继电器,作用：提供控制延时，以延时接通或延时断开电路结构：机械式、电子 式等文字符号：KT图形符号：右图,1.6 时间控制,工作原理：,线圈通电后，瞬动触头立即动作（常开合、常闭断）同时开始计时，延时时间到，则延时触头动作（常开闭合，常闭断开）。线圈断电后，所有触头立即返回。即上电延时动作；断电瞬时返回。,1.7 行程控制,行程开关又称为限位开关，是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器。,用于控制
13、生产机械的运动方向、行程大小或位置保护。文字符号：SQ图形符号：右图注意：带复位弹簧，一般应视为脉冲信号。,1.7.1 行程开关,行程开关的结构 由操作机构、触头系统和外壳组成。外形图见右图,1.7.2 自动往复行程控制线路,1、主电路同电动机正反转控制线路。2、控制电路接触器互锁依然保留，加装行程开关互锁，以实现自动换向控制。,KM1：前进KM2：后退SQ1：末端行程开关SQ2：始端行程开关SB2：正向起动按纽 SB3：反向起动按纽,3、单周期控制电路,按下起动按纽SB2，运行一周后回到始端自动停止。去掉始端SQ2的自动起动环节即可。,4、末端延时单周控制电路,末端SQ1的起动控制改为经KT后起动反向接触器KM2。,自动往复行程控制线路小结,自动往复之单周期 自动往复之连续,单周期 末端延时,
