工厂电器与PLC原理第一章

CompanyLOGO工厂电器与PLC原理电信学院李应森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。第一章常用低压电器接触器1.2开关电器1.4电器的基本知识31.1继电器31.3主令电器1.6熔断器31.51.1电器的基本知识1.1.1电器的定义和分类采用电磁原理完成上述功能的电器。工作在交流1200V以下、直流1500V以下的电器。根据外界施加的信号和要求，能自动或手动地断开或接通电路，短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。电器低压电器电磁式低压电器1.1电器的基本知识1.1.2电磁式低压电器的基本结构和工作原理结构：电磁机构、触点系统作用将电能转换成机械能结构固定铁心，衔铁，电磁线圈分类直动式，拍合式。外形见图1-7铁心材料直流—电工软铁；交流—硅钢片（减少磁滞和涡流损耗）线圈形状直流：长、薄、无骨架交流：短、粗、有骨架1.1电器的基本知识⑥工作原理反力特性：F=K1X吸力特性：F=4*105B2S（B-气隙中磁感应强度T，S-磁极截面积m2）短路环：在单相交流电磁机构端面上加装非导磁性的短路环，是为了消除交流磁通过零时衔铁产生的振动和噪音1.1电器的基本知识2、触点接触形式：点接触、线接触、面接触结构：图1-3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3、灭弧装置用途：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电磁式低压电器机械灭弧法：利用弹性力、迅速拉长电弧缝灭弧法：分割电弧，并有冷却作用灭弧方法栅片灭弧法：金属栅片分割电弧见图1-6磁吹灭弧法：电磁吸力作用下迅速拉长电弧1.2接触器1.2.1接触器的用途与分类用途：控制电动机的启动、反转、制动和调速等。具有低电压释放功能。具有比工作电流大数倍乃至十几倍的接通和分断能力，但不能分段短路电流。1.2.2接触器的结构及工作原理结构：电磁机构、主触头和灭弧系统、辅助触点、反力装置、支架和底座图1-12常用的接触器结构1工作原理：接触器符号图1-131.3继电器用途：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。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1.3.1电磁继电器1.3.2热继电器1.3.3时间继电器1.3.4速度继电器1.3.5固态继电器1.3.1电磁继电器中间继电器分类用途符号图1-14常用外形1结构1.3.1电磁继电器电流、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1-14常用电压、电流继电器及互感器1.3.2热继电器用途用于三相交流异步电动机（笼型）的长期过载保护分类按相数分单、二、三按功能分有无断相保护结构热元件+触头+动作机构+整定装置+复位装置参见图1-16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。符号图-17常用的热继电器及其他控制器型号JR16~20，JR361.3.3时间继电器定义：从得到输入信号开始，经过一定延时后才输出信号的继电器。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。符号：图1-19型号举例1.3.4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1-20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1-211.3.5固态继电器Title用途构成常用型号主要参数固态继电器分类应用举例（AC—SSR）1.4开关电器1.4.1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、触点座、底板、操纵手柄。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：符号：图1-25刀开关1.4开关电器1.4.2低压断路器（又称自动空气开关）功能：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进行保护。当发生严重的过载、短路或欠压等故障时能自动切断电路。结构：触头+灭弧装置+各种脱扣机构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1-26特点：脱扣，排除故障后可重合闸（不换部件）。主要参数：额定电压、额定电流、通断能力、分断时间敞开式低压断路器（又称万能式）DW16系列装置式低压断路器（又称塑壳式断路器）DZ20系列模块化小型断路器C65智能化断路器DW17符号：图1-27常用低压断路器外形11.5熔断器用途：用于电路的短路保护和严重过载保护。1.5.1熔断器的结构和分类1、构成：熔断管+熔体（芯）。材料：低熔点、铝锡合金、铜等金属2、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。1.5.2熔断器的保护特性保护（熔断）特性：图1-291.5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）5、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1-30熔断器外形LIFNILIFNI1.6主令电器用途：自动控制系统中用于发送和转换命令。1.6.1控制按钮1.6.2转换开关1.6.3行程开关1.6.4接近开关1.6.5光电开关1.6.6指示灯1.6.1控制按钮1、作用：用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等2、按钮的构成：外壳、触点、复位弹簧、按钮帽外壳。参见图1-313、分类：单式、复式、三联式此外有按钮式、自锁式、紧急式等4、颜色：5、型号举例：6、符号：图1-321.6.2转换开关用途：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。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1-34。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1.6.3行程开关作用：控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置行程开关构成：静触头、动静桥、压动杆。图分类：直动式、滚轮式、微动式等符号：图1-36型号举例：行程开关外形1.6.4接近开关作用：除了具有行程开关的功能外，还用于高速计数、测速、液面控制等分类：高频振荡型、电容型、霍尔型等外形举例：符号：图1-371.6.5光电开关作用：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、自动门检测等。主要类型：反射式、对射式和镜面反射式。外形举例1.6.6指示灯1、作用：各种信号指示。2、组成：壳体、发光体（氖泡、灯泡、半导体发光器件）、灯罩等3、颜色：黄、绿、红、蓝、白4、符号：图1.6.2型号举例：ND16-22指示灯外形第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1-7磁路结构图1-3触头结构示意图图1-13接触器电气图形符号及文字符号图1-6栅片灭弧图1-12CJ20交流接触器图1.3.1组合开关结构示意图图1-25刀开关和组合开关电气图形符号及文字符号图1-26低压断路器工作原理图图1-27低压断路器符号图1-14C中间继电器符号图1-14AB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1-19时间继电器的电气图形及文字符号图1-16热继电器结构原理图1-17热继电器符号图1-20速度继电器原理图1-21速度继电器的电气符号图AC-SSR典型应用电路图图1-29熔断器的保护特性图1-30熔断器的电气符号图1-31按钮结构图1-32按钮电气符号1-39指示灯电气符号图行程开关结构示意图图1-36行程开关的电气符号图1-34万能转换开关图1.6.7转换开关图形文字符号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行程开关型号NA1系列智能型万能式DW16系列万能式断路器塑壳式断路器NM1LE系列漏电断路器DZ20漏电断路器NB1LE-04电子式剩余电流动作断路器C65模块化小型断路器DW17智能化断路器NCF8辅助触头组（接触器）CJTI系列交流接触器CJ12系列交流接触器CJ20系列交流接触器CJ24系列交流接触器CJ40系列交流接触器NCK2系列交流接触器CZ0直流接触器QJX2系列“星三角”减压起动器JR20系列热继电器JR36系列热继电器JZ7系列中间继电器JZC1系列接触器式继电器JZC-32F超小型中功率电磁继电器JQC-3F超小型中功率电磁继电器JQX-14FC小型大功率电磁继电器JQX-102F小型大功率电磁继电器JQX-13F小型大功率电磁继电器JTX通用型小型大功率电磁继电器JS14S系列数显时间继电器JSS20-4AMS数显时间继电器JSZ3（ST3P）系列电子式时间继电器JS14B数字式时间继电器JSS27系列数字式时间继电器JS14晶体管时间继电器BHQ-S-C系列电动机综合保护器BHQ-Y-J电动机断相保护器JD-501S数显智能型电动机保护器JD-9电动机保护器JGC-2F固态继电器JGC-5F固态继电器JGX-10F、20F、30F、40F、50F、60F、70F、80F固态继电器LMZ1、LMZJ1-0.5型电流互感器LMZ1、LMZJ1-0.66型电流互感器JDJ2-35型电压互感器JDJ-6、10型电压互感器JDZ-3、6、10，JDZJ-3、6、10型电压互感器RT28（RT18）系列熔断隔离器RT36（RT16）系列有填料管式熔断器HDLRTD（RTD）系列有填料封闭管式刀形触头熔断器RL1螺旋式熔断器HD、HS系列开启式刀开关HD17系列刀型隔离器HR3熔断器式刀开关HRW系列户外交流高压跌落式熔断器HZ10系列组合开关HY23系列组合开关LW5D-16万能转换开关LW6万能转换开关HH3系列负荷开关HK2、HK8开启式负荷开关KDH系列电焊机开关YBLX-1系列行程开关YBLX-K2系列行程开关YBLXW-N/E小型微动开关NP2系列按钮开关NP系列LA2、LA4系列按钮开关LA18系列按钮开关LA19系列按钮开关ND16系列信号灯接近开关光电开关图1-37接近开关的电气符号