电气控制线路的安装调试

图3-2 触头结构形式图 a）桥形触头 b）指形触头
1.2.1 结构和工作原理
3. 灭弧装置
• 常用的灭弧方法有：拉长电弧、 冷却电弧和将电弧分段。
• 常用的灭弧装置有: 电动力灭弧、 灭弧栅和磁吹灭弧。
• 对于电弧较弱的接触器，只采用 灭弧罩即可。交流接触器常用电动 力灭弧 和灭弧栅灭弧装置。直流
3.1.5.1 低压断路器
图3-13 底压断路器工作原理图 1—主触头 2—自由脱扣机构 3—过电流脱扣器 4—分励脱扣器 5—热脱扣器 6—欠电压脱扣器 7—起动按纽
图3-14 低压断路器的图 形、文符号
3.1.5.2 漏电保护器
• 漏电保护器是最常用的 一种漏电保护电器。当低 压电网发生人身触电或设 备漏电时，漏电保护器能 迅速自动切断电源，从而 避免造成事故。
3.1.3.3 时间继电器
1－线圈
图3-9 JS7-A系列时间继电器原理图
a）通电延时型
b）断电延时形
2—铁心 3—衔铁 4—反力弹簧 5—推板 6—活塞杆 7—杠杆 8—塔形弹簧 9—弱弹簧
10—像皮膜 11—空气室壁 12—活塞 13—调节螺钉 14—进气孔 15、16—微动开关
3.1.3.3 时间继电器
➢ 断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应 的输出信号。当输入信号消失后，延迟一定的 时间，输出才复原。
3.1.3.3 时间继电器
空气阻尼式时间继电器 • 空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼作用而
达到延时的目的。它由电磁机构、延时机构和触 头组成。 • 空气阻尼式时间继电器的电磁机构有交流、直 流两种。延时方式有通电延时型和断电延时型 （改变电磁机构位置，将电磁铁翻转1800安装）。 当动铁心（衔铁）位于静铁心和延时机构之间位 置时为通电延时型；当静铁心位于动铁心和延时 机构之间位置时为断电延时型。JS7-A系列时间继 电器如图3-9所示。
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1.3.1 电磁式继电器
1. 电磁式继电器的结构与工作原理
常用的电磁式继 电器有电压继电器、 中间继电器和电流继 电器。
图3-6电磁式继电器图形、文字符号
图3-5 电磁式继电器原理图 1—铁心 2—旋转棱角 3—释放弹簧 4—调节螺母 5—衔铁
6—动触头 7—静触头 8—非磁性垫片 9—线圈
3.1.3.4 速度继电器
• 速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控 制，也称反接制动继电器。其结构原理如图3-10所 示。 。
• 速度继电器的轴与电动机的轴相连接。转子固定在 轴上，定子与轴同心。当电动机转动时，速度继电器 的转子随之转动，绕组切割磁场产生感应电动势和电 流，此电流和永久磁铁的磁场作用产生转矩，使定子 向轴的转动方向偏摆，通过定子柄拨动触头，使常闭 触头断开、常开触头闭合。当电动机转速下降到接近 零时，转矩减小，定子柄在弹簧力的作用下恢复原位， 触头也复原 。
接触器常用磁吹灭弧装置。
图3-3 电动力灭弧原理 1—静触头 2—动触头
图3-3所示的是一种桥式结构双断口触头，当触头打开时，在 断口处产生电弧，电弧电流在两电弧间产生图中以表示的磁场， 跟据左手定则，电弧电流要产生一个指向外侧的电动力作用，使 电弧向外运动并拉长，迅速穿越冷却介质而加快冷却并熄灭。
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3.1.1.1 电器的分类
• 电器是接通和断开电器或调节、控制和保护电器及 电气设备用的电工器具。
• 电器的功能多，用途广，品种规格繁多，为了系统 地掌握，必须加以分类。
➢ 1. 按工作电压等级分
（1）高压电器; （2）低压电器
➢ 2. 按动作原理分
（1）手动电器; （2）自动电器
➢ 3. 按用途分
• 当线圈断电时，衔铁释放，橡皮膜下方空气室内的空气 通过活塞肩部所形成的单向阀迅速地排出，使活塞杆、杠 杆、微动开关等迅速复位。由线圈得电到触头动作的一段 时间即为时间继电器的延时时间，其大小可以通过调节螺 钉13调节进气孔气隙大小来改变。
• 在线圈通电和断电时，微动开关16在推板5的作用下都能 瞬时动作，其触头即为时间继电器的瞬动触头。
3.1.3.2 热继电器
• 热继电器是利用电流流过热元件时产生的热量， 使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种 保护电器。主要用于交流电动机的过载保护、断 相及电流不平衡运动的保护及其他电器设备发热 状态的控制。热继电器还常和交流接触器配合组 成电磁起动器，广泛用于三相异步电动机的长期 过载保护。
• 低压断路器的主触头是靠手动操作或电动合闸的。 主触头闭合后，自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置 上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电 路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发 生短路或严重过载时，过电流脱扣器3的衔铁吸合， 使自由脱扣机构2动作，主触头断开主电路。当电路 过载时，热脱扣器5的热元件发热使双金属片向上弯 曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时，欠电 压脱扣器6的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。分 励脱扣器4则作为远距离控制用，在正常工作时，其 线圈是断电的，在需要远距离控制时，按下起动按钮， 使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构2动作，使主触 头断开。
• 接触器是利用电磁 吸力的原理工作的。 接触器主要由电磁系 统、触头系统和灭弧 装置组成，结构简图 如图3-1所示。
1. 电磁系统
• 其作用是将电磁能 转换成机械能，产生 电磁吸力带动触头动 作。
图3-1 接触器结构简图
1—主触头 2—常闭辅助触头 3—常开辅助触头 4—动铁心 5—电磁线圈 6—静铁心7—灭弧罩 8—弹簧
图3-8 热继电器图形、文字符号 a）发热元件 b）常闭触点
3.1.3.3 时间继电器
• 从得到输入信号（线圈的通电或断电） 开始，经过一定的延时后才输出信号（触 头的闭合或断开）的继电器，称为时间继 电器。
• 时间继电器的延时方式有两种：
➢ 通电延时：接受输入信号后延迟一定的时间， 输出信号才发生变化。当输入信号消失后，输 出瞬时复原。
3.1.2.1 结构和工作原理
4. 接触器的工作原理 • 当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产
生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开； 常开触头闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸 力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原： 常开触头断开，常闭触头闭合。
图3-4 接触器的图形、文字符号 a）线圈 b）主触头 c）常开辅助触头 d）常闭辅助触头
3.1.2.3 接触器的主要技术参 数与选用
1. 接触器的型号及代表意义
3.1.2.3 接触器的主要技术参 数与选用
2. 接触器选用原则
➢ 1. 额定电压 接触器的额定电压是指主触头的额定电压， 应等于负载的额定电压。 ➢ 2. 额定电流 接触器的额定电流是指主触头的额定电流， 应等于或稍大于负载的额定电流。 ➢ 3. 电磁线圈的额定电压 电磁线圈的额定电压等于控制回 路的电源电压。 ➢ 4. 触头数目 接触器的触头数目应能满足控制线路的要求。 ➢ 5. 额定操作频率 接触器额定操作频率是指每小时接通次 数。
3.1.3.4 速度继电器
图3-11 速度继电器的图形、文字符号 a）转子 b）常开触头 c）常闭触头
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图3-10 速度继电器结构原理图 1—转子 2—电动机轴 3—定子 4—绕组 5—定子柄 6—静触头 7—动触头 8—簧片
3.1.4 熔断器
• 熔断器是一种简单 而有效的保护电器。 在电路中主要起短路 保护作用。使用时， 熔体串接于被保护的 电路中，当电路发生 短路故障时，熔体被 瞬时熔断而分断电路， 起到保护作用。
（1）控制电器; （2）配电电器; （3）主令电器;
（4）保护电器; （5）执行电器
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3.1.1.2 电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器
➢ 接触器：分交流接触器与直流接触器 ➢ 继电器：有电磁式继电器（如电压继电器、电
流继电器、中间继电器）；时间继电器（分直 流电磁式、空气阻尼式、半导体式等）；热继 电器；干簧继电器；速度继电器等 ➢ 熔断器：分瓷插式、螺旋式、有填料封闭管式、 无填料密闭管式、快速熔断器、自复式等 ➢ 低压断路器：分框架式、塑料外壳式、快速直 流断路器、限流式、漏电保护器等 ➢ 位置开关：有直动式、滚动式、微动式等 ➢ 按钮、刀开关等
电工实习
三、电气控制线路的安装、调试
3.1 常用低压电器
3.1.1 概述 3.1.2 接触器 3.1.3 继电器 3.1.4 熔断器 3.1.5 低压开关与低压断路器 3.1.6 主令电器 3.1.7 低压电器的产品型号
3.1.1 概述
• 电器对电能的生产、输送、分配与应用起着控
制、调节、检测和保护的作用。在电力输配电系 统和电力拖动自动控制系统中应用极为广泛 。 • 随着电子技术、自控技术和计算机应用的迅猛 发展，一些电器元件可能被电子线路所取代，但 是由于电器元件本身也朝着新的领域扩展（表现 在提高元件的性能、生产新型的元件，实现机、 电、仪一体化，扩展元件的应用范围等），且有 些电器元件有其特殊性，故是不可能完全被取代 的。
➢保护功能齐全，具有外部故障记录显示、内部故 障自诊断、进行双向通信等。
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3.1.2 接触器
• 接触器是电力拖动和自动控制系统 中使用量大且面广的一种低压控制电 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。主要控制对 象是电动机，能实现远距离控制，并 具有欠（零）电压保护。
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3.1.2.1 结构和工作原理
• 在图3-7中发热元件1通电发热后，主双金属片 2受热向左弯曲，推动导板3向左推动执行机构发 生一定的运动。电流越大，执行机构的运动幅度 也越大。当电流大到一定程度时，执行机构发生 跃变，即触点发生动作从而切断主电路。
1.3.2 热继电器
图3-7热继电器原理图 1—热元件 2—双金属片 3—导板 4—触头
3.1.2.1 结构和工作原理
2. 触头系统
• 触头是接触器的执行 元件，用来接通或断开 被控制电路。触头按其 原始状态可分为常开触 头和常闭触头：原始状 态时（即线圈未通电） 断开，线圈通电后闭合 的触头叫常开触头；原 始状态闭合，线圈通电 后断开的触头叫常闭触 头（线圈断电后所有触 头复原）。
• 熔断器的图形、文 字符号如图3-12所示。
图3-12 熔断器的图形、文字符号
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源自文库
3.1.5 低压开关和低压断路器
3.1.5.1 低压断路器
• 低压断路器曾称自动空气开关或自动开关。它相当 于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电 压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动 进行欠电压、失电压、过载和短路保护、动作值可调、 分断能力高的电器。
• 低压断路器与接触器不同的是：接触器允许频繁地 接通和分断电路，但不能分断短路电流；而低压断路 器不仅可分断额定电流、一般故障电流，还能分断短 路电流，但单位时间内允许的操作次数较低。
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3.1.5.1 低压断路器
低压断路器由操作机构、触头、保护装置（各种脱 扣器）、灭弧系统等组成。工作原理图如图3-13所示。
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3.1.3 继电器
• 继电器主要用于控制与保护电路或作信号转换用。
当输入量变化到某一定值时，继电器动作，其触头接 通或断开交、直流小容量的控制回路。 • 继电器的种类很多，常用的分类方法有： ➢ 按用途分：有控制继电器和保护继电器。 ➢ 按动原理作分：有电磁式继电器、感应式继电器、电 动式继电器、电子式继电器和热继电器。 ➢ 按输入信号的不同来分：有电压继电器、中间继电器、 电流继电器、时间继电器、速度继电器等。
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3.1.1.3 我国低压控制电器的 发展概况
• 现场总线系统的发展与应用将从根本上 改变传统的低压配电与控制系统及其装置， 给传统低压电器带来改革性变化。发展智 能化可通信低压电器势在必行。 其产品的特征是：
➢产品中装有微处理器；
➢产品带有通信接口，能与现场总线连接；
➢采用标准化结构，具有互换性，采用模数化结构；
• 现以通电延时型为例说明其工作原理。当线圈1得电后 衔铁（动铁心）3吸合，活塞杆6在塔形弹簧8作用下带动 活塞12及橡皮膜10向上移动，橡皮膜下方空气室空气变得 稀薄形成负压，活塞杆只能缓慢移动，其移动速度由进气 孔气隙大小来决定。经一段延时后，活塞杆通过杠杆7压 动微动开关15，使其触头动作，起到通电延时作用。