第1章电气控制系统常用器件汇总
第1章电气控制系统
单一致。
1.2.4 按钮及开关
1．按钮 图1-3所示为按钮结构示意图及符号。
图1-3 按钮结构示意图及符号
2．刀开关
刀开关结构及图形符号如图1-4所示。
图1-4 刀开关结构及图形符号
3．组合开关
组合开关的结构及图形符号如图1-5所示。
W2U2V2
FU2
8 KM1 9
KR SB2
5
4
KM3
1.4 电动机启动控制 自耦变压器降压启动控制线路
L1L2 L3
Q
FU1 KM1 KR
PE M
FU2 KM2
T KM1
SB1
1 KM2
KT
KA KA
KA 2
FU2
KM2 SB2 KR
3
4
5
6
KT
KA 7
KM2 KM1
8
9
1.5 三相鼠笼式异步电动机制动控制电路
图1-14 速度继电器图形符号
1.3 基本控制线路
1.3.1 单向运动控制线路 自动控制系统中，电动机拖动运动部件沿着一个方向运 动，称为单向运动，这是基本控制线路中最简单的一种。根 据控制要求不同，单向运动分为点动和长动单向运动，如图 1-15所示。
图1-15 单向运动控制线路
1.3.2 多地控制线路
1.同时启动、同时停止控制线路如图1-19所示。 2.顺序启动、同时停止的控制线路如图1-20所示。 3.同时启动、顺序停止的控制线路如图1-21所示。
图1-19 同时启动、同时停止控制线路
图1-20 顺序启动、同时停止的控制线路
图1-21 同时启动、顺序停止的控制线路
第一篇 电气控制技术 第一章 常用低压电器
第一篇电气控制技术电气控制技术是由生产机械的驱动装置——电动机为控制对象、以微电子装置为核心、以电力电子装置为执行机构而组成的电气控制系统。
该系统按照一定的规律控制电动机，使之满足生产工艺的要求，同时又达到提高效率、降低能耗、提高产品质量、降低劳动强度的最终目的。
电气控制技术在工业生产、科学研究以及其他各个领域的应用十分广泛，已经成为实现生产过程自动化的重要技术手段之一。
本篇主要以电动机和其他执行电器为控制对象，介绍电气控制中常用的低压电器、基本线路以及电气控制系统的分析和设计方法。
第一章常用低压电器通常对一个或多个器件组合，能手动或自动分合，额定电压在直流1500V、交流1200V 及其以下的电路，以及能够实现电路中被控制对象的控制、调节、变换、检测、保护等作用的基本器件称为低压电器。
低压电器是组成各种电气控制成套设备的基础配套组件，它的正确使用是低压电力系统可靠运行、安全用电的基础，也是电气控制线路设计的重要保证。
本章主要介绍常用低压电器的结构、工作原理、用途及其图形符号和文字符号，为正确选择和合理使用这些电器及进行电气控制线路的设计打下基础。
第一节电器的功能、分类和工作原理一、电器的功能电器是一种能根据外界的信号(机械力、电动力和其他物理量)和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备。
电器的控制作用就是手动或自动地接通、断开电路，“通”称为“开”，“断”也称为“关”。
因此，“开”和“关”是电器最基本、最典型的功能。
二、电器的分类低压电器种类繁多，功能多样，用途广泛，结构各异。
其分类方法亦很多，常用分类方法有以下几种。
1．按工作电压等级分(1) 高压电器用于交流电压1200V、直流电压1500V及以上的电路中的电器，例如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等。
(2) 低压电器用于交流50Hz(或60Hz)额定电压为1200V以下、直流额定电压为1500V 及以下的电路中的电器，例如接触器、继电器等。
常用电气元件
压力传感器的主要类型包括应变片式、 压阻式、电容式和电感式等，根据不 同的应用场景选择合适的类型。
压力传感器的安装位置和连接方式对 测量结果也有影响，应按照产品说明 进行正确安装和连接。
温度传感器
温度传感器是一种能够感受温 度并转换成可用输出信号的传 感器，广泛应用于温度检测和
控制系统。
温度传感器的主要类型包括热 电阻、热电偶、集成温度传感 器和红外线温度传感器等，根 据不同的测量范围和精度要求
择合适的类型。
位置传感器的安装位置和连接方式对测量结果也有影 响，应按照产品说明进行正确安装和连接。
位置传感器是一种能够检测物体位置并转换成 可用输出信号的传感器，广泛应用于各种自动 化控制系统中。
位置传感器的分辨率、线性度、重复性和可靠性 等性能指标对测量结果的准确性有很大影响，选 择时应充分考虑。
热继电器
总结词
热继电器是一种利用电流热效应进行工作的保护元件，当电 路中的电流超过预定值时，热继电器会动作，切断电路。
详细描述
热继电器由双金属片和热元件组成，当电流通过热元件时， 会产生热量使双金属片弯曲，推动触点断开，从而切断电路 。热继电器具有过载保护功能，能够有效地防止电气设备过 载运行。
漏电保护器
调节阀
通过调节流体流量来控制系统 的压力、温度等参数。
安全阀
在系统压力超过预定值时自动 开启，释放压力，保护系统安
全。
方向阀
控制流体流动方向，常用于控 制气动或液压系统。
电动执行机构
电动推杆
通过电机驱动推杆伸缩，实现 远程控制和自动化操作。
电动调节阀
将电机与调节阀集成在一起， 实现快速、精确的调节。
常用电气元件
目 录
《电气控制与PLC》第一章常用低压电器
《电气控制和PLC》第一章常用低 压电器
第1章 常用低压电器
1.1 常用低压电器的分类 1.2 刀开关 1.3 熔断器 1.4 断路器 1.5 控制器 1.6 接触器 1.7 起动器 1.8 控制继电器 1.9 主令电器 1.10 电阻器 1.11 变阻器 1.12 电压调整器 1.13 电磁铁 1.14 其他 1.15 电器的文字符号和图形符号
QL FU
图1- 5负荷开关
《电气控制和PLC》第一章常用低
10
压电器
2、HH型封闭式负荷开关
• HH型封闭式负荷开关俗称铁壳开关。刀开关带有灭弧装置，能够 通断负荷电流，熔断器用于切断短路电流。一般用于小型电力排灌、 电热器、电气照明线路的配电设备中，用于不频繁地接通与分断电 路，也可以直接用于异步电动机的非频繁全压启动控制。
静触头
动触头
绝缘连杆
合 分
合
(a)内部结构示意图
(b)外形示意图
图1- 4组合开关的结构示意和图形符号
《电气控制和PLC》第一章常用低 压电器
QS (c)图形符号
9
1.2.5 开启式负荷开关和封闭式负荷开关
• 1、HK型开启式负荷开关 • HK型开启式负荷开关俗称闸刀或胶壳刀开关。由于
它结构简单，价格便宜，使用维修方便，故得到广 泛应用。主要用作电气照明电路，电热电路。小容 量电动机电路的不频繁控制开关，也可用作分支电 路的配电开关。
《电气控制和PLC》第一章常用低
4
压电器
1.2 刀开关
• 刀开关是一种手动电器，常用的刀开关有 HD型单投刀开关，
• HS型双投刀开关、 • HR型熔断器式刀开关、 • HZ型组合开关、 • HK型闸刀开关、 • HY型倒顺开关等。
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北京航空航天大学出版社，2013
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课程性质： 一门实用性非常强的专业课
课程内容
?1）常用各种低压电器元件的组成、工作原理、选择及使用方 法以及使用中的注意事项
?2）以电动机为控制对象讲解几种典型的继电接触式控制系统 的基本环节；继电接触式控制系统的设计原理及设计步骤；继 电接触式控制线路图的分析
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?
电磁机构的反力装置
?反力装置包括：复位弹簧、触点弹簧 ?复位弹簧的作用：激磁线圈断电后，利用复位弹簧
的反力将衔铁复位，从而带动触点复位。
?触点弹簧的作用：保证触点在磨损情况下，仍能良 好的接触。
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接触器的图形符号和文字符号
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?
接触器的技术参数
? 额定电压：主触点的额定电压
交流接触器的额定电压一般为220V、380V、660V及1140V 直流接触器一般为110V、220V、440V及660V 辅助触头的常用额定电压：交流 380V；直流220V
?
动或自动地断开或接通电路，断续或连续地 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。
Technology of
? 低压电器通常指工作在交流电压1200V、直 流电压1500V以下的电器。
电气控制PLC第一章 常用低压电器综述
第一节 概
述
(1)电磁式电器 依据电磁感应原理来工作的电器，例如交直流接触 器、各种电磁式继电器等。 (2)非电量控制电器 电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化 而动作的电器，例如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、压力 继电器、温度继电器等。 3.按执行机能分类 (1)有触点电器 利用触点的接触和分离来通断电路的电器，例如刀 开关、接触器、继电器等。 (2)无触点电器 利用电子电路发出检测信号，达到执行指令并控制 电路目的的电器，例如电感式开关、电子接近开关、电子式时间继 电器等。 二、 电磁机构
或分断时产生滚动摩擦，利于去掉氧化膜。
第一节 概
述
图1-4
第一节 概
述
15.tif
(3) 磁吹灭弧 在触点电路中串入一个磁吹线圈，负载电流产生的磁 场方向如图1-6所示。 (4) 窄缝灭弧 依靠磁场的作用，将电弧驱入用耐弧材料制成的窄缝 中，以加快电弧的冷却,如图1-7所示。
第一节 概
述
图1-6
第二节 手 控 电 器
二、转换开关
图1-13 HZ10—10/3型转换开关 a) 外形 b)结构 c)图形符号和文字符号 1—手柄 2—转轴 3—扭簧 4—凸轮 5—绝缘垫板 6—动触片 静触片 8—绝缘杆 9—接线柱
7—
第二节 手 控 电 器
1Z14.tif
第二节 手 控 电 器
115.tif
1. 为什么刀开关在安装时手柄方向必须向上？ 2. 刀开关使用时如何接线？
第三节 接 触
一、交流接触器-16 CJ20—63型交流接触器示意图 1—动触点 2—静触点 3—动铁心(衔铁) 4—反作用力弹簧 5—电磁线圈 6—静 铁心(铁心) 7—垫毡 8—接触弹簧 9—灭弧罩 10—触点压力簧片
机电课后习题
第一章气控制系统电常用器件1.电磁式继电器主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？电磁式低压电器是最常用的低压电器，由三部分组成，触头灭弧装置电磁机构触头的作用：触头是一切有触点电器的执行部件。
这些电器通过触头的工作来接通或断开被控制电路。
灭弧装置的作用：灭弧就是把电弧拉长，把电弧变短。
电弧的存在既妨碍了电路及时可靠的分断，又会使触头受到损伤。
必须采取适当且有效的措施，以保护触头系统，降低它的损伤，提高它的分断能力，从而保证整个电器的工作安全可靠。
电磁机构的作用：电磁式低压电气的感测部件，它的作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触点工作使之闭合或断开，从而实现电路的接通或分断。
4．常用的灭弧方法有哪些？多断点灭弧磁吹式灭弧灭弧罩灭弧柵5.接触器的作用是什么？定义：接触器是用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路的自动控制电器。
用途：1.控制电动机的起动、反转、制动和调速等。
2.控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。
8.热继电器在电路中的作用是什么？作用：当三相交流电动机出现长期带负荷欠电压运行、长期过载运行以及长期单相运行等不正常情况时，会导致电动机绕组严重过热乃至烧坏。
用于电动机的过载保护:热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计，实现三相交流电动机的过载保护。
11.中间继电器与接触器有何异同？定义：1.中间继电器是一种电压继电器在控制电路中起信号传递、放大、切换和逻辑控制等作用的继电器称作中间继电器。
主要用于扩展触点数量，实现逻辑控制。
2.接触器是用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路的自动控制电器。
中间继电器和接触器的区别：相同点：输入信号都是电压，都是利用电磁机构的工作原理进行工作的。
不同点：1.中间继电器用于小电流的控制电路，在控制电路中起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用来扩展触点数量，实现逻辑控制。
2.接触器用于频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路。
电气控制与PLC-第一章常用电器
第1章 机床常用电器
1.4.2 接触器的基本技术参数及选择
灭弧的方法：
① 机械灭弧 通过机械将电弧迅速拉长，用于开关电路。 ② 磁吹灭弧 在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁力作 用下，电弧被拉长且被吹入由固体介质构成的灭弧罩内，电 弧被冷却熄灭。 ③ 窄缝灭弧 在电弧形成的磁场、电场力的作用下，将电 弧拉长进入灭弧罩的窄缝中，使其分成数段并迅速熄灭。主 要用于交流接触器中。 ④ 栅片灭弧 电弧在电场力的作用下被推入一组金属栅片 ，从而将电弧分成数段。对交流电弧来说，在电弧过零时使 电弧无法维持而熄灭，交流电器常用栅片灭弧。
电气控制与PLC 郑香伟
第1章 机床常用电器
1.1.3 低压断路器
电气符号及型号说明
电气控制与PLC 郑香伟
第1章 机床常用电器
1.1.3 低压断路器
工作原理 1—主触点； 2—自由脱扣机构； 3—过电流脱扣器； 4—热脱扣器； 5—失压脱扣器
电气控制与PLC 郑香伟
第1章 机床常用电器
1.1.3 低压断路器 工作原理
电气控制与PLC 郑香伟
第1章 机床常用电器
基本概念：
3.低压电器：≤ 交流1000V 及≤ 直流1200V,在 电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。 (有的教材为<1200VAC及<1500VDC) 4.过载：指线路或设备的负载电流大于额定电流 。过载电流一般是指十倍额定电流以下的情况， 所以，当发生过载时，一般并不需要立即断开电 路，因为设备均有一定的过载能力，但以不超过 其极限允许温升为限度。
释放弹簧
锁钩
过流 脱扣器
欠压 脱扣器
主触点 手动闭合
连杆装置
衔铁释放
电气控制系统第01章
PLC电气控制技术 中间继电器：
第一章
常用低压电器
本质上是一种电压继电器，工作原理与接触器相同。
触点系统中没有主、辅触点之分，触点容量相同。
小容量的接触器： 电动机额定电流不超过5A的电气控制系统，可代替接触器来控制。
中间继电器的作用：
当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电器来控制，用中 间继电器作为执行元件，这时中间继电器被当作一级放大器用。 触点数量较多，能够将一个输入信号变成多个输出信号。当其他继电器 或接触器触点数量不够时，可利用中间继电器来切换多条控制电路。
PLC电气控制技术 第一节 概述
第一章
常用低压电器
电器：对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和 保护作用，在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用广泛 电器元件本身朝着新的领域扩展
电器元件性能提高 新型电器元件产生 机、电、仪一体化电器元件实现 电器元件应用范围扩展
有些电器元件有其特殊性
常用低压电器
电力拖动和自动控制系统中使用量大，涉及面广的一种低压自动控制电器， 用来频繁地接通和分断交、直流主回路和大容量控制电路。 动铁心（衔铁） 电磁机构：将电磁能转换 静铁心 成机械能，产生电磁吸力 电磁线圈 带动触点动作. 按所控制电路 ▪ 主触点 触点：接触器的执行元件， ▪ 辅助触点 用来接通或断开被控制电 按原始状态 路。 ▪ 常开触点 ▪ 常闭触点 灭弧装置：熄灭触点分断 电流瞬间触点之间气隙中 灭弧罩 产生的电弧。 灭弧栅 电磁接触器结构示意图 1-主触点 2-常闭辅助触点 其它：包括释放弹簧机构、 磁吹灭弧装置 3-常开辅助触点 4-动铁心 5-线圈 支架与底座等。
PLC电气控制技术
第一章
常用低压电器
《电气控制与PLC技术及应用》课件第1章 常用低压电器
反映继电器吸力特性与反力特性配合的紧密程度。 返回系数：继电器复归值Xr与动作值Xc的比值。 电流返回系数 电压返回系数
《电气控制与PLC技术及应用》—第1章 常用低压电器
1.3.2 电压继电器
电压继电器是反映电压变化的 控制电器。线圈与负载并联，以反 映负载电压，其线圈匝数多而导线 细。
（2）灭弧方法
磁吹式灭弧
《电气控制与PLC技术及应用》—第1章 常用低压电器
（2）灭弧方法
金属栅片式灭弧
窄缝式灭弧
《电气控制与PLC技术及应用》—第1章 常用低压电器
1.1.3 低压电器的主要技术参数
1. 使用类别
《电气控制与PLC技术及应用》—第1章 常用低压电器
1.1.3 低压电器的主要技术参数
1-衔铁 2-铁心 3-线圈
《电气控制与PLC技术及应用》—第1章 常用低压电器 2. 电磁系统的吸力特性和反力特性
（1） 吸力特性
1）交流电磁机构的吸力特性： 吸力F随气隙δ减小略有增大。 2）直流电磁机构的吸力特性： 吸力F与气隙δ的二次方成反比。 3）剩磁的吸力特性： 剩磁的吸力F随气隙δ增大而减小。
《电气控制与PLC技术及应用》—第1章 常用低压电器
1.3 继电器
继电器：利用电流、电压、时间、温度和速度等信号的变化，在控制系 统中作为控制其他电器动作，或在主电路中作为保护用电器的控制元件。
继电器分类： 按输入信号分：温度（热）继电器、电流继电器、电压继电器、时间继 电器、压力继电器、速度继电器、中间继电器等。 按动作原理分：电磁式继电器、磁电式继电器、感应式继电器、电动式 继电器、温度（热）继电器、光电式继电器、压电式继电器、时间继电器等。
《电气控制与PLC技术及应用》—第1章 常用低压电器