工业电气控制的基本环节

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1、第1章工业电气控制的基本环节1.1常用低压电器原理与功能低压电器通常是指交流工作电压小于1200V(或直流工作电压小于1500V)，在电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。1.1.1低压电器的功能与分类1.低压电器的功能低压电器的基本功能就是控制，即按照预期要求手动或自动地接通或断开电路。完成对电路的开、关控制。此外还有对电路和设备的保护功能、检测功能、变换功能和调节功能以及能量分配功能等。2.低压电器的分类低压电器种类繁多，分类方法很多种。1）按动作原理分类：手动电器；自动电器。2）按用途分类（1）控制电器它主要在低压配电系统及动力设备中起控制作用，如接触器、继电器、低压断路器等。（2

2、）低压保护电器它主要在低压配电系统及动力设备中起保护作用，如熔断器、热继电器等。（3）主令电器这类是依靠外力(如人工)操作来进行切换的电器，如按钮、行程开关、接近开关等。（4）执行电器该类是依靠指令或物理量(如电流、电压、时间、速度)变化而自动执行动作的电器，如电磁铁、电磁离合器等。（5）配电电器用于电能输送和分配飞电器。如闸刀开关、组合开关、1.1.2常用低压电器电气控制中常用的低压电器主要有接触器、熔断器、控制继电器、主令电器和开关电器5种。1.接触器：交流接触器、直流接触器。2.继电器：电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器等。3.开关电器：刀开关、组合开关、自动空气

3、开关。4.主令电器：按钮、行程开关、转换开关。5.熔断器1.接触器接触器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，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制及各种定量控制和失压及欠压保护。下图所示为接触器的结构，主要由电磁机构（包括电磁线圈铁心和衔铁）、触头系统（主触头和辅助触头）、灭弧装置及其他部分组成。1、工作原理：线圈加额定电压，衔铁吸合，常开触点闭合，常闭触点断开；线圈电压消失，触点回复常态，为防止铁芯振动，需加短路环。目前我国常用交流接触器主要有CJ10、CJ20、CJ12系列。2、3、接触器的符号4、接触器的性能指标5、接触器的使用选择原则2.熔断器熔断器（

4、fuse）在IEC127标准里定义为熔断体（fuse-link），是电路的一种保护元件。当电路发生故障或异常时，伴随着电流（或温度）的升高，自身的熔体自动熔断而切断电路，起到保护电路的作用。其分类与符号如图所示：(a)插入式熔断器(b)螺旋式熔断器(c)管状式熔断器(d)熔断器符号常用的几种熔断器（ａ）螺旋式熔断器　　（ｂ）圆筒形帽熔断器　　　（ｃ）螺栓连接熔断器3.控制继电器继电器是一种根据某种输入信号的变化来接通或断开控制电路实现控制目的的电器。其输入量可以是电压、电流；也可以是温度、压力、速度等。继电器的工作原理与接触器相似，它们的主要区别是：继电器可对多种输入量的变化作出反应，而接触

5、器只有在电压信号下动作；继电器用于切断小电流的控制和保护电路，而接触器用于控制大电流电路。继电器主要用于进行电路的逻辑控制。下面介绍几种常用的继电器1）热继电器热继电器主要用于过载、缺相及三相电流不平衡的保护。   热继电器的形式有多种，其中以双金属片式应用最多。双金属片式热继电器主要由发热元件1主双金属片2导板3和触点4四部分组成。主双金属片2是热继电器的感测元件，由两种膨胀系数不同的金属片辗压而成。当串联在电动机定子绕组中的热元件有电流流过时，热元件产生的热量使双金属片伸长，由于膨胀系数不同，致使双金属片发生弯曲。电动机正常运行时，双金属片的弯曲程度不足以使热继电器动作。但是当电动机过

6、载时，流过热元件的电流增大，加上时间效应，就会加大双金属片的弯曲程度，最终使双金属片推动导板3使热继电器的触点4动作，切断电动机的控制电路。热继电器的型号含义及图形符号如下图所示:(a)型号含义(b)热元件(c)动断触点注意：（1）JR0、JRl、JR2和JRl5系列的热继电器均为两相结构，是双热元件的热继电器，可以用作三相异步电动机的均衡过载保护和定子绕组为Y联结的三相异步电动机的断相保护，但不能用作定子绕组为△联结的三相异步电动机的断相保护。   （2）JRl6和JR20系列热继电器均为带断相保护的热继电器，具有差动式断相保护机构。选择时主要根据电动机定子绕组的联结方式来确定热继电器的

7、型号，在三相异步电动机电路中，对Y联结的电动机可选用两相或三相结构的热继电器，一般采用两相结构，即在两相主电路中串接热元件。但对于定子绕组为△联结的电动机必须采用带断相保护的热继电器。2）时间继电器时间继电器的种类很多，按其动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和电子（晶体管或数字电路）式。电磁式时间继电器的结构简单，价格低廉，但体积和重量大，延时短且范围小(JT3型只有0.3~5.5秒)，一般只用于直流断