第一章 电气控制基本知识

§1-2 常用低压电器
（二）继电器的种类及其特点 1、电磁式继电器 结构与接触器类似，有电流继电器、电压继电器、中间继电器三种。 1）电流继电器
特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。 分类：过电流继电器、欠电流继电器
§1-2 常用低压电器
2）电压继电器 特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细 分类：过电压继电器和欠电压继电器 结构原理：与电流继电器类似
熔断器的典型产品
主要由外壳和 熔体构成
螺旋式熔断器
瓷插式熔断器
有填料封闭管式熔断器
§1-2 常用低压电器
四、主令电器 作用：发送控制命令或信号的电器，常用于接通或断开控制电路。 再通过接触器、继电器间接控制主电路的接通或断开。

分类：控制按钮、行程开关、接近开关等。
（一）控制按钮
数控机床上的按钮站
轴 9-反作用弹簧 10-辅助触头
§1-2 常用低压电器
（1）触点形式 根据允许通过电流的大小分为：点接触、线接触、面接触。
点接触——允许通过电流小。 线接触——允许通过电流中。 面接触——允许通过电流大。 a) 点接触 b）线接触 c) 面接触
§1-2 常用低压电器
（2）触点种类 1）主触点： 容量大，用于通断高电压、大电流电路。 常开触点较多见，常闭触点较少见 2）辅助触点：容量小，用于通断低电压、小电流电路。
§1-2 常用低压电器
3、时间继电器 指继电器通电（断电）到其触点动作有一些延时，不是同步，主要 有以下四种形式 电磁式（铜套阻尼式）、空气阻尼式、电动机式、半导体式 4、舌簧继电器 触点容量小、动作快，灵敏度高、用永磁体驱动可反映非电信号。 5、热继电器 结构类似于由热原件驱动的小开关。作过载保护用，控制量为过载 电流。 6、速度继电器 结构类似于小电动机驱动的小开关，控制量为速度，动作有方向性
§1-2 常用低压电器
当电路发生短路 或严重过负荷时，大 电流产生的高温使熔 体熔断，切断故障电 流。
§1-2 常用低压电器
熔断器的分类: R型——管式（R－熔断器） RM型——密闭管式（M－密闭），无填料，无限流作用。 RT型——填料管式（T－填料），限流式，即有限流作用。 NT型——德国AEG公司技术，国内生产。有填料，密闭管式， 有限流作用。 RC型——瓷插式（C－瓷插），无填料，无限流作用。 RL型——螺塞式（L－螺塞）无填料，无限流作用。 RZ型——自复式（Z－自复），采用钠熔体，有限流作用，熔断 器的发展方向之一！
§1-2 常用低压电器
2、电磁式时间继电器（铜套阻尼式）:
结构如图所示.电磁式时间继电器靠 铜（铝）套阻延时。当线圈断电时主 磁通锐减，磁通变化率最大，铜套上 感应出涡流，涡流产生的磁通继续维 持衔铁吸合，达到延时释放的目的。
§1-2 常用低压电器
三、低压熔断器 作用：作短路和过载保护 熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生 的热量使熔体熔化而分断电路的电器.广泛应用于低压配电系统 及用电设备中。 应用：串接于被保护电路的首端 优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻 常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、无填料式熔 断器和有填料式熔断器。
U< KA
KA
KA
U> KA
KA
KA
欠电压继电器
过电压继电器
§1-2 常用低压电器
3）中间继电器 触点容量大，且数量多，起中间放大和转换小继电器触点数 量和容量的作用。中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和 工作原理与接触器相同。
2、磁电式继电器 其结构与电流表类似。灵敏度高，能反映信号的极性，触点 容量小，常用与微弱信号的检测。
§1-2 常用低压电器
光电继电器
温度继电器
压力继电器
§1-2 常用低压电器
（三）继电器触点的种类 继电器的图形、文字、符号
§1-2 常用低压电器
（四）继电器的结构及工作原理 1、电磁式: 结构同接触器类似， 靠电磁铁驱动。
1-铁心 2-旋转棱角 3-释放弹簧 4-调节螺母
5-衔铁 6-动触点7-静触点 8-非磁性垫片 9-线圈
西门子PLC应用与设计教程
-------柳春生 编著
第一章 电气控制基础知识 § 1-1 电器的作用与分类
1、电器的定义及作用 电器 定义：凡是能自动或手动接通和断开电路，以及对电路或非电对象 能进行切换、控制、保护、检测、变换和调节的电器元件系统称 为电器。 简单地说，电器就是电的一种控制工具。 作用： （1）接通和断开电路； （2）对电路或非电对象进行切换、控制、保护、检测、变换和和调 节。
弹簧
线圈
铁芯
衔铁
辅助 触头
电机
M 3~
接触器是 利用电磁 吸力使触 头闭合或 断开，从 而自动接 通或断开 电机的一 种自动电 器开关。
§1-2 常用低压电器
（二）交直流接触器比较 交直流接触器结构基本相同，其特点不同。 1、直流接触器 主触点控制直流电路，且线圈需通入直流电进行控制。衔铁 吸合前后，线圈电流不变，适合于频繁动作。但主触点断开时会 产生较高的过电压（U=Ldi/dt），故工作电压不允许过高（440V 以下）。 2、交流接触器 主触点控制交流电路，且线圈多采用交流电进行控制，衔铁吸合前 后线圈电流变化很大，可相差10-15倍，不适合频繁动作。
自动电器 2、电器的分类
电器用途广泛、功能多样、种类繁多、构造各异、分类 用于各种控制电路和控制系统的电器 控制电器 （接触器、继电器、电动机启动器等）。 方法很多。
主令电器 按用途 执行电器 用于自动控制系统中发送控制指令的电器 （按钮、主令开关、转换开关灯）。 用于某种完成动作或传输功能的电器 （电磁阀、电磁离合器等）。 用于电能的输送和分配的电器 （高压断路器、隔离开关、母、接触器 是一个能频繁通断的由电磁铁带动 的负荷开关，可以频繁通断主电路的正 常工作电流。 作用：用于电路的频繁通断，电气设备 （如电动机）的近、远距离控制，程序控 制等。 （一）接触器的结构与工作原理。 1、结构 如图1-1所示： 主要部件：线圈、铁芯、衔铁、 1-绝缘板 2-主静触头 3-主动触头 4衔铁 5-铁心 6-线圈 7-灭弧罩 8-转 主触点、辅助触点、灭弧罩等。
（a）直动式
（b）拍合式
1---衔铁、 2---铁心、 3---吸引线圈
§1-2 常用低压电器
2、接触器的工作原理
当线圈通电时： 衔铁吸合，主常开 触点闭合，辅助常 开触点闭合， 辅助常闭触点断开 。 当线圈断电时： 衔铁释放，主常开 触点打开，辅助常 开触点打开，辅助 常闭触点闭合。
~ ~
主触头
直动式
单轮旋转式
双轮旋转式
§1-2 常用低压电器
工作原理： 当运动机械的挡铁撞到行程开关 的顶杆1时，顶杆受压触动使得动 断触点3断开，动合触点4闭合， 顶杆上的挡铁移走后，顶杆在弹 簧2的作用下复位，各触点回到原 始通断状态。
直动式行程开关原理图 1-顶杆 2-弹簧 3-动断触点 4-动合触点
行程开关的电气符号
§1-2 常用低压电器
五、低压断路器 低压断路器俗称自动空气开关或自动开关。是低压配电网中 的主要开关电器之一。它不仅可以接通和分断正常负载电流、电动 机工作电流和过载电流，而且可以接通和分断短路电流。 主要在不频繁操作的低压配电线路或开关柜(箱)中作为电源开关使 用，并对线路、电气设备及电动机等起保护作用。当它们发生严重 过电流、过载、短路、断相、漏电等故障时，能自动切断线路，起 到保护作用。
§1-2 常用低压电器
（3）电磁机构的组成与形式 由吸引线圈和磁路组成，实际上就是一个电磁铁。 磁路包括铁心、衔铁、空气隙等。 常用的电磁机构有（按衔铁的运动方式分为）：
衔铁绕棱角转动： 适用于直流接触器。 衔铁绕轴转动： 多用于大功率的交流 接触器。 衔铁直线运动： 多用于中、小功率的 交流接触器
§1-2 常用低压电器
随着电子技术的不断发展，目前还广泛使用电子式接近开关作为行 程或位置控制。接近开关又称无触点行程开关，它是一种非接触型的检 测装置。
1、作用：可以代替行程开关完成传动装置的位移控制和限位保护，还广泛 用于检测零件尺寸、测速和快速自动计数以及加工程序的自动衔接等。 2、特点：工作可靠、寿命长、功耗低、重复定位精度高、灵敏度高、频率 响应快以及适应恶劣的工作环境等。
高压电器
按工作电 压等级 低压电器
交流额定电压高于1200V或者直流额定电压高于1500V电器
交流额定电压为1200V及以下或者直流额定电压1500V及以下 电器
§1-1 电气的作用与分类 需要人直接操作才能完成指令任务的电器
手动电器 按动 作原理
（按钮、转换开关、隔离开关灯）。
无需人操作，按照电信号或者非电信号自动完成指令任务的电 器（接触器、继电器、电磁阀等）。
§1-2 常用低压电器
（三）接触器的主要技术数据
§1-2 常用低压电器
二、继电器 （一）继电器的定义及与接触器的区别 1、定义 根据电气量（电压、电流等）或者非电量（温度、压力、转速、 时间等）的变化接通或断开控制电路的自动切换电器。
2、继电器与接触器的区别 继电器没有主、辅触点之分，主要用在低电压、小电流的控制电路 中，其控制量可以是电气量，也可以是非电气量。 接触器有主、辅触点之分，其中主触点用在高电压、大电流的主回 路中，辅触点用在低电压、小电流的控制回路中，其控制量仅仅 是电气量，即电压控制。
一般用： 红色表示停止和急停；绿色 表示起动； 黑色表示点动； 蓝色表示复位； 另外还有黄、白等颜色，供 不同场合使用。
§1-2 常用低压电器
（二）行程开关 又称限位开关，工作原理与按钮相类似。 行程开关触点动作不靠手工操作，而是利用机械运动部件的碰撞使 触点动作，从而将机械信号转换为电信号，再通过其他电器间接 控制现场设备运动部件的行程、运动方向和进行限位保护等。