继电-接触器控制

第10章 继电 接触器控制 10章 继电—接触器控制
10.1.5 按钮 按钮又称控制按钮， 也是一种简单的手动开关， 通常用于发出操作信号， 接通或断开电流较小的控制 电路， 以控制电流较大的电动机或其他电气设备的运 行。 按钮的结构和图形符号如图10-7所示， 它由按钮 帽、 动触点、 静触点和复位弹簧等构成。 将按钮帽按 下时， 下面一对原来断开的静触点被桥式动触点接通， 以接通某一控制电路； 而上面一对原来接通的静触点 则被断开， 以断开另一控制回路。
10.1.1 刀开关 刀开关又称闸刀开关， 是结构最简单的手动电器， 如图10-1（a）所示， 由静插座、 手柄、 动触刀、 铰 链支座和绝缘底板组成。 刀开关在低压电路中用于不 频繁接通和分断电路， 或用来将电路与电源隔离。 按极数不同刀开关分单极（单刀）、 双极（双刀） 和三极（三刀）三种， 单刀和三刀在电路图中的符号 如图10-1(b）所示。
塑壳式低压断路器工作原理如图10-4所示。 其中， 触头2合闸时， 与转轴相连的锁扣扣住跳扣4， 使弹簧 1受力而处于储能状态。 正常工作时， 热脱扣器的发 热元件10温升不高， 不会使双金属片弯曲到顶动6的程 度； 电磁脱扣器13的线圈磁力不大， 不能吸住12去拔 动6， 开关处于正常供电状态。 如果主电路发生过载 或短路， 电流超过热脱扣器或电磁脱扣器动作电流时， 双金属片11或衔铁12将拨动连杆6， 使跳扣4被顶离锁 扣3， 弹簧1的拉力使触头2分离切断主电路。 当电压 失压和低于动作值时， 线圈9的磁力减弱， 衔铁8受弹 簧7拉力向上移动， 顶起6使跳扣4与锁扣3分开切断回 路， 起到失压保护作用。
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手手 转轴 弹簧 凸滚 绝绝胶 绝绝绝推 可触簧 静触簧 连线接
QS
(a)
(b)
图10-2 HZ10系列组合开关结构图 (a) 外形； （b） 电气符号
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10.1.3 低压断路器 低压断路器又称自动空气开关、 自动空气断路器 或自动开关， 它是一种半自动开关电器。 当电路发生 严重过载、 短路以及失压等故障时， 低压断路器能自 动切断故障电路， 有效保护串接在它后面的电气设备。 在正常情况下， 低压断路器也可用于不频繁接通和断 开的电路及控制电动机。 低压断路器的保护参数可以人为整定， 使用安全、 可靠、 方便， 是目前使用最广泛的低压电器之一。
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10.1.4 熔断器 熔断器是一种最简单有效的保护电器。 在使用时， 熔断器串接在所保护的电路中， 作为电路及用电设备 的短路和严重过载保护， 主要用作短路保护。 熔断器 主要由熔体（俗称保险丝）和安装熔体的熔管（或熔 座）两部分组成， 如图10-5所示。 熔体由易熔金属材 10-5 料铅、 锌、 锡、 银、 铜及其合金制成， 通常制成丝 状和片状。 熔管是装熔体的外壳， 由陶瓷、 绝缘钢纸 制成， 在熔体熔断时兼有灭弧作用。
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为了减小磁滞及涡流损耗， 交流接触器的铁心由 硅钢片叠成。 此外， 由于交流电在一个周期内有两次 过零点， 当电流为零时， 电磁吸力也为零， 使动铁心 振动， 噪声大。 为了消除这一现象， 在交流接触器铁 心的端面一部分嵌有短路环。 在选用接触器时， 应注意它的额定电流、 线圈电 压及触点数量等。 接触器的额定电压是指吸引线圈的 额定电压， 额定电流是指主触点的额定电流。
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弹簧 线线
常常触连
KM
常微触连 辅辅触触 线线
(a)
主触触
(b) (c)
图10-8 交流接触器结构及图形符号 (a) 外形图； (b) 结构图； (c) 电气符号
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交流接触器的触点分为两类， 一类接在电动机的 主电路中， 通过的电流较大， 称作主触点； 另一类接 在控制电路中， 通过的电流较小， 称为辅助触点。 主触点断开瞬间， 触点间会产生电弧烧坏触点， 因此交流接触器的动触点都做成桥式， 有两个断点， 以降低当触点断开时加在断点上的电压， 使电弧容易 熄灭。 在电流较大的接触器的主触点上还专门装有灭 弧罩， 其外壳由绝缘材料制成， 里面的平行薄片使三 对主触点相互隔开， 其作用是将电弧分割成小段， 使 之容易熄灭。
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10.1 几种常用低压电器
低压电器是指工作在直流1200 V、 交流1000 V以 下的各种电器， 按动作性质可分为手动电器和自动电 器两种。 下面先介绍继电—接触器控制系统中最常用 的几种低压电器。
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通电电扣指 复复 自自电扣指 可触连 静触连 发电扣指
(a) (b) QF
连线接
(c) (d)
图10-3 常用塑壳式低压断路器外形及内部结构图
(a) 外形； (b) DZ5型内部结构； (c) DZ10型外形；(d) 图形符号
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(a)
(b) v
(e) (c) (d)
图10-6 熔断器
(a) 瓷插式熔断器； (b) 无填料封闭管式熔断器； (c) 螺旋式熔断器； (d) 有填料封闭管式熔断器； （e） 电气符号
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在照明和电热电路中选用的熔体额定电流应等于 或略大于保护设备的额定电流， 而保护电动机的熔体 为了防止在起动时被熔断， 又能在短路时尽快熔断， 一般可选用熔体的额定电流约等于电动机额定电流的 （1.5～2.5）倍。
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它由发热元件、 双金属片、 触点及一套传动和调整机 构组成。 发热元件是一段阻值不大的电阻丝， 串接在 被保护电动机的主电路中。 双金属片由两种不同热膨 胀系数的金属片辗压而成。 图中所示的双金属片， 下 层一片的热膨胀系数大， 上层的小。 当电动机过载时， 通过发热元件的电流超过整定电流， 双金属片受热向 上弯曲脱离扣板， 使常闭触点断开。 由于常闭触点是 接在电动机的控制电路中的， 它的断开会使得与其相 接的接触器线圈断电， 从而接触器主触点断开， 电动 机的主电路断电， 实现了过载保护。
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10.1 几种常用低压电器 10.2 鼠笼式异步电动机的直接起动控制 10.3 鼠笼式异步电动机的正反转控制 10.4 限位控制 10.5 时间控制 10.6 速度控制 10.7 触头的联锁 10.8 电气原理图的阅读 思考题与习题
2． 框架式低压断路器 框架式低压断路器又叫万能式低压断路器， 主要 用于40～100 kW电动机回路的不频繁全压起动， 并起 短路、 过载、 失压保护作用。 其操作方式有手动、 杠杆、 电磁铁和电动机操作四种， 额定电压一般为 380 V， 额定电流有20～4000 A若干种。 常用的框架 式低压断路器有DW系列等， 其所有零部件都安装在 框架上， 它的热脱扣器、 电磁脱扣器和失压脱扣器等 保护原理与塑壳式相同。
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1
2 3 4 13
5
6 12 11 10 7 8 9 1、7—弹簧；2—触连；3—锁扣； 4—跳扣；5—转轴；6—连胶； 8、12—衔衔；9—线线；10—发发发发； 11—双双双簧；13—通电电扣指
图10-4 DZ型塑壳式低压断路器工作原理图
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I
I
发发发发 双双双簧 常常触触 弹簧 扣推 常微触触
FR
发发发发
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10.1.7 热继电器 电动机在工作时， 当负载过大、 电压过低或发生 一相断路故障时， 电动机的电流都要增大， 其值往往 超过额定电流。 如果超过不多， 电路中熔断器的熔体 不会熔断， 但时间长了会影响电动机的寿命， 甚至烧 毁电动机， 因此需要有过载保护。 热继电器用于电动 机的过载保护， 它是利用电流热效应使双金属片受热 后弯曲， 通过联动机构使触点动作的自动电器。 图 10-9是热继电器的结构及图形符号。
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触触 指指指 端推 载载载 填填 载熔 载载
图10-5 熔断器的结构示意图
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熔断器的熔体与被保护的电路串联， 当电路正常 工作时， 熔体允许通过正常大小的电流而不熔断。 短 路或严重过载时， 熔体中流过很大的故障电流， 产生 的热量达到熔体的熔点时， 熔体熔断并切断电路， 从 而达到保护电路的目的。 熔断器的种类也很多， 图 10-6所示为几种常用的熔断器以及熔断器的图形符号。
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手指放开后， 在弹簧的作用下触点立即恢复原态。 原 来接通的触点称为常闭触点， 原来断开的触点称为常 开触点。 因此， 当按下按钮时， 常闭触点先断， 常 开触点后通； 而松开按钮时， 常开触点先断， 常闭触 点后通。 为了标明各个按钮的作用， 避免误操作， 通常将 按钮帽做成不同的颜色， 以示区别。 按钮帽的颜色有 红、 绿、 黑、 黄、 蓝等， 一般用红色表示停止按钮， 绿色表示起动按钮。
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复复按 弹簧 常微触触
SB
常常触触 桥桥可触触 静触触
(a)
(b)
图10-7 按钮结构及其电气符号 (a) 结构图； (b) 符号图