电气元件作用及结构图形符号详解

第一章常用低压电器重点：接触器、继电器、按钮、开关等电器元件的结构、原理、符号和选择方法。难点：各种器件的认识和正确的选择、使用方法。低压电器定义•定义：交流1200V以下、直流1500V以下为低压，在此电压范围内使用的电器元件，统称低压电器•发展方向：小体积、高可靠性、使用方便、功能可组合性方向发展。第一章常用低压电器1.1电磁式低压电器1.2接触器（交流、直流）1.3低压断路器和低压隔离器1.4继电器1.5熔断器1.6主令电器1.1电磁式低压电器定义：利电磁式机构原理工作的低压电器。构成：电磁式电器：电磁机构+执行机构+灭弧装置1.1电磁式低压电器1.1.1电磁机构①结构：固定铁心，衔铁，电磁线圈。（吸引线圈）②分类：直动式，拍合式。外形见图1.1.1③原理：电磁线圈通电后，电磁吸力大于弹性力，使衔铁闭合。④铁心材料：直流—电工软铁；交流—硅钢片（端面嵌铜短路环克服交流颤抖声）⑤电磁吸力：F=4*105B2S（S为铁心磁极截面积）1.1电磁式低压电器1.1.2触头系统•结构：图1.1.2桥式：点接触面接触指式：线接触，滚动摩擦，适用于大电流。•材料：黄铜—指式；银铜合金—桥式1.1电磁式低压电器1.1.3灭弧系统用途：用于熄灭触头分断负载电流时产生的电弧。电弧种类：交流电弧和直流电弧交流电弧存在交流过零点，电弧易熄灭灭弧原理：①迅速拉长电弧②冷却和去游离法1.1电磁式低压电器•灭弧方法：①机械灭弧法：利用弹性力、迅速拉长电弧②缝灭弧法：分割电弧，并有冷却作用。如：纵缝陶土灭弧罩③栅片灭弧法：金属栅片分割电弧见图1.1.3④磁吹灭弧法：电磁吸力的作用下迅速拉长电弧使用于熄灭直流电弧。1.2接触器（交流、直流）•用途：自动接通和断开大电流负荷电路•构成：电磁机构+触头+灭弧罩图1.2.1•常用型举例：CJ20—40•选择的主要参数：主触点额定电流—根据负载确定吸引线圈额定电压36、127、220、380•电气符号：图形及文字图1.2.2•接触器外形结构11.3低压断路器和低压隔离器1.3.1低压隔离器（刀开关）•用途：通、断小负荷电流，电源隔离。•结构：触刀，触头插座。绝缘电板，操纵手柄。（大容量灭弧罩）•主要类型：带熔断器、带灭弧装置、铁壳负荷开关、胶盖开关等。•型号举例：HD13—400/31•符号：图1.3.2刀开关1.3低压断路器和低压隔离器•1.3.2组合开关•结构：带弹簧储能功能，旋转操作，三层结构的刀式开关图1.3.1•型号举例：HZ10条列，主要参数：IN（10A、25A、60A）；极数（1、2、3、4）；UN=380V•符号：图1.3.2组合开关外形1.3低压断路器和低压隔离器•1.3.3低压断路器又称自动空气开关•功能：不频繁接通、断开负载电路，并具有故障自动跳闸功能。•分类：框架式（万能式）—大容量；塑壳式•结构：触头+灭弧装置+脱扣机构+操作结构•脱扣：电磁脱扣—电压、电流（过流和短路时）热脱扣实验脱扣参见图1.3.3特点：脱扣，排除故障后可重合闸（不换部件）。•主要参数：DW15系列—万能式断路器（低压）DZ20系列—塑壳式断容器DE20—40额定电流负载电流•符号：图1.3.4常用低压断路器外形11.4继电器•用途：根据信号变化，接通或断开电路（信号变换）•构成：传感器+输出触点•分类：中间、电流（过、欠）、电压（过、欠）、时间、热继电器、速度、压力、温度等1.4.1中间继电器1.4.2电流继电器1.4.3时间继电器1.4.4热继电器1.4.5速度继电器1.4.6固态继电器1.4.1中间继电器•用途（功能）：增加控制点数或信号放大。•分类：交流、直流（电子电路常用）•结构：电磁结构（电压线圈）+触头系统•型号举例：JZ7-44•符号：图1.4.1主要参数：触点形式、个数及电流吸引线圈的电压等级交流：12.36.127.220.380直流：5.6.9.12.18.24.36.48.60.110常用中间继电器和小型继电器外形1、1.4.2电流、电压继电器1、结构：电磁机构+触点2、定义：依据线圈的电流或电压（输入）大小而输出触点动作的电器。3、分类：过流（压）：过流后时触点动作。欠流（压）：欠流后时触点复位。4、常用型号：电流JL14、JT3等例电压DJ—1005、符号：图1.4.2常用电压、电流继电器及互感器1.4.3时间继电器•定义：按时间原则工作的继电器。•用途：用于时间控制，又称定时器。•延时类型：通电延时型、断电延时型。•结构分类：空气式、电子式（数字式）、电动式等。–空气式时间继电器–电子式时间继电器–电动式时间继电器空气式时间继电器•构成：电磁机构+触头+汽缸（活塞）•原理：利用空气阻尼的原理工作。图1.4.3a通电延时型、b断电延时型•主要参数：延时类型及触点吸引线圈电压，延时范围0.4~60S或0.4~180S•电气符号：图1.4.4•特点：价低、可靠、定时精度差电动式时间继电器•构成：同步机+减速器+执行结构（触头）•优：延时时间长、精度高。缺：结构复杂、体积大。•型号举例：JS10系列7PR系列电子式时间继电器•分类：晶体管式（阻容式）：利用充放电原理延时工作，小型继电器触点输出。数字式：脉冲+计数+执行机构。•型号：晶：JS14、ST3P系列数：JSS14系列常用时间继电器外形1、1.4.4热继电器•用途：用于三相交流异步电动机（笼型）的过载保护。（含断相保护）•分类：双金属片式—常用电子式•结构：热元件+触头+动作机构+整定装置+复位装置参见图1.4.5•原理：由双金属片的变形，通过导板，分断触点。复位：故障排除后，手动复位整定：通常整定在电动机的额定电流上。•型号：JR16~20，JR36•参数：–①额定电流–②热元件额定电流及整定范围。•符号：图1.4.6常用的热继电器及其他控制器1.4.5速度继电器•用途：检测转速的过零点。多用于反接制动时，切除反相序电源。•结构：转子（磁极）+笼型空心绕组+触头图1.4.7•原理：电磁感应与鼠笼式异步机相似。转动时，笼型绕组感生电势，形成电流后受力而摆动，摆锤拨动触头系统工作。•停转时（N=0），摆锤垂立，触头复位。•型号：JY1（复位转速100r/min）、JFZ0•符号：图1.4.81.4.6固态继电器•构成：由电力开关器件组成，由输入信号电压，控制输出电子器件导通。•用途：为无触点继电器，无火花。广泛应用在数字电路和计控系统。•分类：交流输出和直流输出两大类。（AC—SSR、DC—SSR）分别用来通断交/直流负载。•应用举例（AC—SSR）参见图1.4.9：原理：–1.2端施加US时，3.4端接通。–1.2端无US时，3.4端开关截止。•常用型号：JGX—F系列（电流有10~80A的8种规格）。•主要参数：输入信号电压范围输出额定电压/电流耐压强度参见17页表1-6固态继电器外形结构1.5熔断器用途：用于低压电路的短路保护。1.5.1保护持性及参数1、构成：外壳+熔体（芯）。材料：低熔点、铝锡合金、铜等金属2、保护（熔断）特性：图1.5.1熔体成流超过IfN,熔断。熔断时间与熔体电流成反比。熔体电流小于等于IfN时，不会熔断、可以长期工作。3、分类：插入式、螺旋式、管式（无填料封闭管式、填料封闭管式）、导轨式、速熔式。1.5熔断器4、主要参数：–熔断器额定电流（外壳）–熔体额定电流（熔体）举例：RT18系列，主要参数见17页，表1.95、选择、确定熔体电流，选配合适外壳。–上、下级电路保护熔体的配合，电流比值不小于1.6：1–照明或阻性负载，熔体电流IfN≥I.–单台电机。IfN≥（1.5～２.５）ＩＮ–多台电机不同时起动IfN≥（1.5～２.５）ＩＮＭAＸ＋∑ＩＮ6、符号：图1.5.2熔断器外形LIFNILIFNI1.6主令电器•主令电器的用途：发布控制信号或指令•类别：按钮、执行开关、万能转换开关、主令控制器等1.6.1按钮和指示灯1.6.2位置开关1.6.3万能转换开关和主令控制器1.6.4凸轮控制器1.6.1按钮和指示灯1、按钮的构成：静触点、动触点、复位弹簧、按钮帽外壳。参见图1.6.12、分类：结构形式（组合式、指示灯式）、操作方式（带锁定按动式（无自动复位功能）、不带锁定按动式、旋转式）。3、工作原理：按下时，动静桥下移、常闭点（3、4）断开常开点（1、2）闭合按钮松开时，弹性力使触桥复位，触点状态复原。4、型号举例：ＬＡ２、ＬＡ１８、ＬＡ１９、ＬＡＹ３、ＬＡＹ８1.6.1按钮和指示灯5、选用考虑：额定电压、电流（５Ａ）、结构形式、操作方式、触点对数、按钮颜色、有无指示灯及帽形（急停式）。6、符号：图1.6.27、指示灯：氖泡、灯泡、半导体发光器件等。主要参数及选择：额定电压３８０、２２０、１２７、３６、６.３发光器件、颜色。型号举例：ND16-22按钮和指示灯外形1.6.2位置开关用途：用于运部部件的位置或行程的检测和控制。主要包括行程开关、微动开关、接近开关、光电开关等。1、行程开关构成：静触头、动静桥、压动杆。工作原理与按钮相似，但操作形式为挡铁压动式。参见图1.6.32、分类：（操作头型式）直杆式、单轮式、双轮式等（按复位方式为自动复位式和非自动复位式）。3、型号举例：ＬＸ１９行程开关外形2、接近开关•分类：电感式、电容式、霍尔式•用途：非接触式，能检测金属物体的接近状态。3、光电开关•工作原理：利用红外发射和接收的原理检测物体的到来。•主要类型：对射式—发射和接收分开设置，物体经过时，阻断光源。反射式—发射和接收装在一起，利用被捡物体的反射工作。•符号：参见图1.6.41.6.3万能转换开关和主令控制器•万能转换开关•主令控制器万能转换开关•结构特点：多挡住、多段式。可同时控制多回路，故称万能转换开关。（园盘操作）ＬW６型的一层结构原理见图1.6.5。触头座，凸轮、手柄、定位机构等组成用途：多用于仪表切换。•常用型号：ＬＷ５、ＬＷ６系列万能转换开关外形主令控制器•结构特点：凸轮非调整式主令控制器，是一种采用机械传动杠杆手动操作方式的多档位、多控制回路的控制电器。•用途：主要用于起重设备的磁力控制。•常用型号：ＬＫ４、Ｌ１８等1.6.4凸轮控制器•结构特征：大电流的多挡住、多触头手动操作的开关电器。触头的结构示意见图1.6.6，由插式触头、手柄、转轴、凸轮、灭弧罩、定位机构的组成。•用途：用于起重机绕线式异步电动机的起动、调速、制动控制。•型号：ＫＴ１４、ＫＴ１５系列•主要参数：触点的额定电流（２５Ａ、６０Ａ或３２Ａ、６３Ａ）•符号：（万能、主令ＳＡ，凸轮ＱＭ）参见图１.６.７1.6.5接线端子•接线端子型号和外形第1章小结•本章主要介绍了接触器、继电器、低压断路器、刀开关、保护及主令电器等常用低压电器。重点介绍了电气元件的基本结构、工作原理及其主要参数、型号与图形符号。•电气元件的技术参数是选用的主要依据，需要时可查阅产品样本和电工手册。图1.1.1磁路结构图1.1.2触头结构示意图图1.2.2接触器电气图形符号及文字符号图1.1.3栅片灭弧图1.2.1CJ20交流接触器图1.3.1组合开关结构示意图图1.3.2刀开关和组合开关电气图形符号及文字符号图1.3.3低压断路器工作原理图图1.3.4低压断路器符号图1.4.1中间继电器符号图1.4.2电流、电压继电器电气图形及文字符号图1.4.3时间继电器图1.4.4时间继电器的电气图形及文字符号图1.4.5热继电器结构原理图1.4.6热继电器符号图1.4.7速度继电器原理图1.4.8速度继电器的电气符号图1.4.9AC-SSR典型应用电路图图1.5.1熔断器的保护特性图1.5.2熔断器的电气符号图1.6.1按钮结构图1.6.2按钮和指示灯电气符号图1.6.3行程开关结构示意图图1.6.4行程开关及接近开关的电气符号图1.6.5万能转换开关图1.6.6凸轮控制器结构示意图1.6.7凸轮控制器图形文字符号CJ20技术规格与型号表示法DZ20系列低压断路器型号意义JR36系列热继电器型号意义LA19按钮型号及含义D16指示灯型号及含义LX19行程