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电气控制设备电气学院自动化杨静jingy11@ecjtu.jx.cn参考书目：2.电器控制李仁主编机械工业出版社1.电气控制与可编程控制器技术史国生主编化学工业出版社学习要求：熟练掌握各种低压电器（断路器、隔离开关、接触器、热继电器、熔断器、行程开关、按钮开关等）在电路中的作用、特点、绘制符号、设计选型时要注意的重要技术参数。灵活掌握电气设备典型控制电路（例如简单的起停保控制线路、异步电机正、反转电气控制线路、异步电机“Y/△”电气控制线路等），理解它们的设计思路。学会设计相应的电气控制电路（经验设计方法、处理时序电路的方法）。读懂一些较为复杂的电气设备控制电路图。一、电气控制技术的发展概况电力拖动系统的发展•成组拖动→单电机拖动→多电机拖动•交、直流拖动系统电气控制系统的发展手动控制→继电接触器控制→顺序控制器→可编程控制器数字控制→微机控制二、电力拖动自动控制的基本概念电力拖动系统：以电动机为动力源的拖动系统。电力拖动部分：电动机及与其关联的传动机构部分。电气控制部分：满足加工工艺要求，使电动机起动、制动、反向、调速等电气控制和电气操纵部分。控制装置电动机传动机构工作机构电气自动控制部分电力拖动部分第一章．常用低压电器低压电器（LowvoltageApparatus）通常指工作在交流电压1200V以下、直流电压1500V以下的电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备。本章主要介绍常见的接触器、继电器、低压断路器、万能转换开关、熔断器等设备的基本结构、功能及工作原理。1.1电器的作用与分类电器就是广义的电气设备。它可能很大、很复杂（如一台彩色电视机或者一套自动化装置）；它也可以很小、很简单（如一个钮子开关或者一个熔断器）。从工业控制的角度看“电器”电器是指能根据特定的信号和要求，自动/手动地接通/断开电路；断续/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、变换和调节的电气设备。电器的种类繁多，构造各异•通常按以下分类方法分为几类：按电压等级分：高压电器（High-voltageApparatus）低压电器（Low-voltageApparatus）按所控制的对象分：低压控制电器（ControlApparatus），用于电力拖动自动控制系统和其他用途的设备中（通断能力、操作频率高、寿命长），如接触器、继电器、启动器、各种控制器等低压保护电器：对电路和用电设备进行保护的电器（通断能力强、可靠性高、反应灵敏），如熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等低压主令电器：发出控制指令的电器。（操作频率要高、抗冲击寿命长），如按钮、主令开关、行程开关和万能转换开关等低压执行电器：完成某种动作和传动功能的电器:电磁铁、电磁离合器按电器组合分：单个电器、成套电器与自动化装置按有无触点分：有触点电器、无触点电器、混合式电器本章主要涉及低压电器、电力拖动、自动控制电器，如交直流接触器、各类继电器、自动空气断路器、行程开关、熔断器、主令电器等。工作原理分：电磁式和非电量控制特征：采用电磁现象完成信号检测及工作状态转换•刀开关•转换开关•断路器•熔断器•按钮•行程开关•接近开关•光电开关•万能转换开关•接触器•继电器低压开关（低压隔离器）作用：用于不频繁接通和分断的电路，将电路与电源隔离。刀开关、组合开关、转换开关等刀开关的图形及文字符号QSSS123456触点号ⅠⅡⅢ1×××2××3××4××5××6××转换开关多挡式、控制多回路的主令电器，有操作机构、定位装置和触点组成。主要用于低压断路操作机构的合闸与分闸、各种控制线路的转换等。通断能力不强，控制小容量电动机。组合开关作用：在机床电气设备工作电源引入开关，可直接控制小容量三相异步电动机非频繁正、反转。结构：由动触点、静触点、方形转轴、手柄、定位机构和外壳组成，当转动手柄时，每层的动触点随方形转轴一起转动，并使静触点插入相应的动触片中接通电路。HZ10－10/3型转换开关QSHZ15系列组合开关的额定电流为10A、25A、63A等，额定电压有220VAC、380VAC。1、分类（1）按极数分：单极、双极和三极。（2）按保护形式分：电磁脱扣器式、热脱扣器式、复式脱扣器式和无脱扣器式。（3）按全分断时间分：一般式和快速式（脱扣时间在0.02S以内）。（4）按结构型式分：塑壳式、框架式、限流式、直流快速式、漏电保护式。低压断路器（自动空气开关）QF作用：（1）分配电能、不频繁地启动异步电动机。（2）对线路及电动机具有过流、欠压、过载保护。热脱扣器：发热元件与主电路串联，电流过大时双金属片弯曲，将脱钩锁钩推离开脱扣连杆，动、静触点受弹簧作用而迅速分开。电磁脱扣器：有一个匝数很少的线圈与主电路串联，发生短路时，它使铁心脱扣其上部的吸力大于弹簧的反力，脱扣器脱扣。欠压脱扣器：电压正常时吸合，脱扣器不动作。当电压低到一定程度时，铁心释放，触发脱扣器动作。2、低压断路器的结构及工作原理整定：（1）改变电磁脱扣器铁心机构的气隙大小。（2）改变热脱扣器的弯曲程度。熔断器电路符号FU组成：溶体和熔断管溶体是主要部分，是敏感元件又是执行元件：由铅锡合金、锌、铜或银制成丝状、带状、片状或笼状闸刀新型熔断器：自复式熔断器熔断器（Fuse）是一种利用熔体的熔化作用而切断电路的、最初级的保护电器，适用于交流低压配电系统，作为线路的过负载及系统的短路保护用。熔断管：由硬质纤维或瓷组成。分类:1、半封闭插入式、螺旋式、无填料密封管式和有填料密封管式2、一般工业用熔断器、快速熔断器和特殊熔断器作用原理：保护特性或安秒特性（熔化电流与熔化时间的关系）（1）反时限特性（2）Ir最小熔化电流，Ire熔体额定电流熔化系数Kr：最小熔化电流Ir与熔体额定电流Ire之比，即:rerrIIK它是表征熔断器灵敏度的指标。A、Kr小对过载保护有利，但易误动作，可靠性差。B、Kr大时对过载保护不利，但不易误动作。熔化系数主要取决于熔体的材料和工作温度及其结构控制按钮（接通或断开电流较小的控制电路）常开(动合)按钮电路符号SB复合按钮复合按钮：常开按钮和常闭按钮做在一起。先断后合电路符号SB常闭(动断)按钮电路符号SB滚轮式行程开关结构示意图行程开关用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行程长短——位置开关：限位保护、行程控制、自动切换等。常开触头SQb、电路符号常闭触头SQa、结构原理图ST或SQ行程控制（之一）--自动往复运动工作要求：1.能正向运行也能反向运行2.到位后能自动返回正程逆程电机SQaSQb用于检测工作机械的位置，发出命令一控制其运行方向或行程长短的主令电器，或称为位置开关。将其安装与生产机械行程终点处，可限制其行程，也称为限位开关或终点开关行程控制电路（之二）——终端控制限位开关正程SQASQB逆程结构分：机械结构的接触式有触点行程开关和电气结构的非接触式接近开关。类型：直动式（LX1、JLXK1系列）、滚轮式（LX2、JLXK2系列）、微动式（LXW-11、JLXK1-11）三种。机械信号转换为电信号，以实现位置控制从结构上来看，行程开关可分为三部分：操作机构、触点系统、外壳。其中单轮和径向传动杆式行程开关可自动复位，而双轮行程开关不能自动复位。微动开关习惯上把尺寸甚小且极限行程甚小的行程开关称为微动开关（SensitionSwitch）由于半导体元件的出现，产生了一种非接触式的行程开关，这就是接近开关。当生产机械接近它到一定距离范围之内时，它就能发出信号，以控制生产机械的位置或进行计数。从原理上看，接近开关有高频振荡型、感应电桥型、霍尔效应型、光电型、永磁及磁敏元件型、电容型及超声波型等多种形式，其中以高额振荡型为最常用，占全部接近开关产量的80％以上。我国生产的接近开关也是高频振荡型的，它包括感应头、振荡器、开关器、输出器和稳压器等几部分。——SQ/SP光电开关主令控制器作用：用来较为频繁地转换复杂的多路控制电路。结构：由触点、凸轮、定位机构、转轴、面板及其支撑件。凸轮固定于方轴上，动触点固定于支杆上，当主令控制器手柄转动时，带动凸轮转动，当凸轮达到推压小轮的位置时，使小轮带动支杆绕轴6转动，使支杆张杆，带动触点断开。同理，凸轮块离开小轮，触点闭合。常用有LK5和LK6系列。类型：（1）凸轮调整式主令控制器；（2）凸轮非调整式主令控制器。安装一串不同形状的凸轮块就可获得按一定顺序动作的触点，若这些触点用来控制电路，便获得按一定顺序动作的电路。符号：SA