常用控制电器和电动机的继电器

(2) 连续控制系统
各种新型的放大器和无触点开关电器的使用,出 现了可编程控制器(PLC),数字控制机床,晶闸管 调速系统,交流电机矢量控制等现代化控制设备。
2.1
控制电器的定义与分类
定义:能够按照外界指定信号手动或自动地接 通和断开电路,实现对电路控制的电器 称为控制电器。
输入:外界指定信号对控制电器的作用
1 5
1-管体； 2-熔体；
2
4 3
3-熔断体；
4-瓷底座；
(a) (b)
5-弹簧夹
图2-9 有填料管式熔断器 (a) 外形； (b) 结构
2.2.5自动空气断路器
一、用途 用于对电路做不频繁的接通和分断，既能进行手动操 作又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的控制电器。 二、分类 1. 按使用类别：选择型（B型）、非选择型（A型） 2. 按极数：单极、双极、三极、四极 3. 按结构形式：万能框架式、塑料外壳式、模数化
常闭触头 瞬时动作 图2-18 断电延时的空气式时间继电器结构示意图
断电延时的空气式时间继电器动作演示
常闭触点 常闭触点 常闭触点 常闭触点 延时闭合 瞬时断开 延时闭合 常开触点 常开触点 延时断开 常开触点 常开触点 瞬时闭合 延时断开 常开触点 常开触点 瞬时断开 常开触点 常开触点 瞬时闭合 瞬时断开 常闭触点 常闭触点 瞬时闭合 常闭触点 瞬时断开 瞬时闭合
M 3~
图2-5 用组合开关起停电动机的接线图
2.2.3万能转换开关
万能转换开关（又称凸轮开关），具有更多操作位
置和触点，能够换接多个电路，满足复杂控制线 路的要求，多用于控制电动机的起动、正（反） 转调速和制动。其结构由手柄、定位机构、转轴、 凸轮、螺杆和触点座构成。
触头座最多可装20层，每层
(2) 空气式时间继电器
排气孔 橡皮膜 杠杆 活塞杆
进气孔
调节螺丝
常开触头 通电延时闭合 断电瞬时断开
微动开关2 常闭触头 通电延时断开 断电瞬时闭合
释放弹簧
挡块
托板
常闭触头 瞬时动作 微动开关1 工作原理
常开触头 恢复弹簧 瞬时动作 图2-17 通电延时的空气式时间继电器结构示意图
线圈 动铁心
线圈通电 衔铁向下吸合 连杆动作 触头动作
号
名 称 常闭按钮 (停止按钮) 常开按钮 (起动按钮)
SB
复合按钮
动作演示
按钮可以做成单个的(称单联按钮)、两个 的(称双联按钮)和多个的。按钮的型号有LA10、 LA20、 LA25等系列。
(a)
(b)
图2-3 按钮的外形 (a) 单联按钮； (b) 双联按钮
2.2.2 组合开关ຫໍສະໝຸດ Baidu
组合开关又称转换开关，由数层动、静触片组 装在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上，转轴可以 90°旋转，用手柄转动转轴使动触片与静触片接通 与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。
2 3 4 5
2-熔断管；
3-瓷套； 4-上接线盒； 5-下接线盒；
6 (a) (b)
6-瓷座
图2-8 螺旋式熔断器
3. 管式熔断器
管式熔断器分为有填料式和无填料式两类。 有填料管 式熔断器的结构如图 7 - 6 所示。有填料管式熔断器是一 种分断能力较大的熔断器，主要用于要求分断较大电流的场 合。 常用的型号有RT12、 RT14、 RT15、 RT17等系列。
1-按钮帽
2-复位弹簧
3-动触头 4-常闭触头 5-常开触头 图2-1 控制按钮结构
按钮的外形图和结构如图所示
常闭触点
(a) 外形图
常开触点
(b) 结构
图2-2 按钮开关的外形和符号
按钮帽 结 复位弹簧 支柱连杆 常闭静触头 构 1 2 3 符 SB SB 4 1 3 2 4
桥式动触头
常开静触头 外壳
1-双金属片；
2-热元件； 3-动作机构；
4-常闭触点；
5-复位按钮
图2-15 热继电器 (a) 外形； (b) 结构
五、 时间继电器
是从得到输入信号(线圈通电 或断电)起，经过一段时间延时后 才动作的继电器。 适用于定时控制
(1)直流电磁式时间继电器
+
图2-16 直流电磁式结构图
工作原理：当衔铁未吸合时， 磁路气隙大，线圈电感小， 通电后激磁电流很快建立， 将衔铁吸合，继电器触点立 即改变状态。而当线圈断电 时，铁心中的磁通将衰减， 磁通的变化将在铜套中产生 感应电动势，并产生感应电 流，阻止磁通衰减，当磁通 下降到一定程度时，衔铁才 能释放，触头改变状态。因 此继电器吸合时是瞬时动作， 而释放时是延时的，故称为 断电延时。
主触头
弹簧
动作过程 线圈通电 衔铁被吸合
线圈 铁芯 衔铁 辅助 触头
触头闭合
电机接通 电源
线圈符号：
KM
电机
M 3~
接触器动作演示
~ ~380
开始
M 3~
接触器有关符号：
接触器线圈 KM
左开 右闭
上开 下闭
接触器主触头－－用于主电路 （流过的电流大，需加灭弧装置） 接触器辅助触头－－用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置）
KM
常闭 KM
常开 属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示
接触器控制对象：电动机及其它电气设备
接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。
五、 继电器
继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。 主要区别在于： 接触器的主触点可以通过大电流； 继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电 流。所以，继电器一般用于控制电路中。 时间继电器（具有延时功能） 中间继电器 电压继电器（欠压、失压保护） 电流继电器（过载保护） 热继电器（做过载保护） 速度继电器 „...
输出:对电路的通断功能(继电器、接触器控 制系统，仅 通,断两种状态)
分类:
按工作电压高低:高压控制电器和低压控制电器
按输出形式:有触点控制电器和无触点控制电器
按控制对象:用于电器控制系统和用于电力系统的控 制电器。
按在电器控制系统中的作用:
配电元件：用来使电器控制线路接通和断开电源的控 制电器,如闸刀,熔断器等。 信号元件：用以把非电量(如位移,压力等)的变化转 换为电信号的控制电路,如按钮,行程开 关等。 控制元件：一种电器逻辑门,以信号元件和其他控制 元件的输出经逻辑运算后的结果作为输 入,输出可同时分别控制自身和其他元件, 如接触器,中间继电器等。
均可安装3对触点。
图2-6 万能转换开关的结构示意图
2.2.4 熔断器（保险丝）
用于低压线路中的短路保护。应与电路串联。常用的熔 断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器和管式熔断器。
符号
FU
熔断器额定电流IF的选择 (1) 电灯、电炉等电阻性负载 IF > IL (2) 单台电机
熔丝额定电流

电动机的起动电流
图2-4 组合开关
用途：常用于机床控制电路的电源开
关，也用于小容量电动机的起 / 停控制或照 明线路的开关控制。
结构：对常用的三极开关来说，每
一极有一对静触片与盒外接线柱相接， 动触片受手柄控制可以转动，以达到线 路的通 / 断控制。
种类：有单极、双极、三极和四极
等，额定电流有10、25、60 和 100A等 多种。
2.2 常用控制电器及图形符号 主令电器 电气自动控制系统中用于发送或转换控制 指令的电器。是一种用于辅助电路控制的 电器。 作用：主要用来切换控制电路。
2.2.1 按钮
一、组成、种类 由按钮、恢复弹簧、动、静触点和外壳等组成。 揿钮式 蘑菇式 种类 自锁式 自复位式
带指示灯式
钥匙式
旋柄式
二、结构
工作原理：
起动 按下SB2 KM线圈通电 电路接通 停止 断开SB2 KM线圈断电 电路断开 图2-20 点动电路原理图
转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开， 利于熄灭电弧。但转换开关的触片通电流能力有限， 一般用于交流380V、直流220V，电流100A以下的电 路中做电源开关。它的型号有HZ5、 HZ10、 HZ15 等系列。
1 2 3 4 8 5 6 7 9
1-手柄； 2-转轴； 3-弹簧； 4-凸轮； 5-绝缘垫板； 6-动触点； 7-静触点； 8-绝缘方轴； 9-接线柱
用途：交流接触器用来接通或断开电动机
或其它电气设备的主电路。
结构：主要由电磁铁和触点两部分组成。
靠电磁铁吸引动铁心带动触点完成对电 路的接通与关断。 交流接触器的触点有三个常开主触点， 四个辅助触点(两个常开，两个常闭)。 主触点控制开关电流较大，必须采取灭 弧措施，一般都为桥梁形结构。
~ ~380
2.2.6、 接触器
用于频繁地接通和断开大电流电路的自动切换电器。 同时具有欠电压、失电压保护的功能。
图2-12交流接触器的外形与结构
1-动触桥； 2-静触点； 3-衔铁； 4-复位弹簧；
5-电磁线圈；
6-铁心； 7-缓冲垫毡； 图 2-13 交流接触器 （a） 外形； （b） 结构示意图 8-触头弹簧； 9灭弧罩； 10-触点压力弹簧片
(b) 结构
图2-14 热继电器外形与结构
FR
I 双金属片 I 符号 常闭触头
FR
符号 串联在控制电路中
串联在主 电路中 发热元件
杠杆 工作原理
发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被 加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆 被弹簧拉回，常闭触点断开。
5
32 31 33 4 1 (a) 2 (b) 3
× × × ×
2.3电器控制线路的基本环节
⑴自保持电路（自锁电路） 工作原理：
起动 按下按钮SB2
KM线圈通电
图2-19自锁电路原理图
KM辅助触点闭合 （自锁） KM主触头闭合 电路接通
停止 按下按钮（SB1） 图2-19自锁电路原理图
KM线圈断电
KM辅助触点断 开 KM主触头断开
电路断开
⑵点动电路
第二章 常用控制电器和电动机的继电器 接触器控制系统

电动机控制系统的分类:
优点: 结构简单、价格低廉、维护方便、抗干 扰性强、既可集中控制又可远距离控制；
缺点: 固定接线,不容易改变控制程序,灵活性 差;大部分采用有触点开关电器,工作频率低,触 点容易损坏,可靠性差；
(1)断续控制系统(继电器接触器控制系统)
3、中间继电器 实际上是一个电压线圈继电器。 特点：具有触点对数多、触点电流大、动作灵敏等 特点。
用途：能起到中间放大作用，通常用来传递信号， 能同时控制多个支路，也可用来控制小容量电 动机或其他电气执行元件。结构基本与接触器 相同。
选用：主要考虑线圈电压等级和触点数量。
4、热继电器
(a) 外形
4. 按用途：配电用断路器、电动机保护用断路器
三、使用方法：串在电路中 四、图形符号及代号
锁钩 释放弹簧
过流 脱扣器
欠压 脱扣器
主触点
连杆装置
衔铁释放
图2-10 自动空气断路器原理图
锁钩 主触点 F
锁钩连杆
释放拉簧 过 流 脱 扣 器
欠 压 脱 扣 器
图2-11 自动开关的结构
1-弹簧; 2-三相触点; 3-锁键; 4-搭钩; 5-转轴; 6-过电流脱扣器; 7-杠杆; 8-衔铁; 9-弹簧; 10-衔铁; 11-欠电压脱扣器; 12-双金属片; 13-电阻丝
通电延时的空气式时间继电器动作演示
常开触点 瞬时断开
常闭触点 瞬时闭合 常闭触点 瞬时闭合
常开触点 瞬时断开
常开触点 通电瞬时闭合 断电延时断开
常闭触点 通电瞬时断开 断电延时闭合
常开触头 瞬时动作 空气式时间继电 器的延时范围大 (有 0.4 ~ 60 s 和0.4 ~180s两种)。 结构简单，但准 确度较低。
继电器类型：
1、电流继电器 线圈与负载串联并和电源串联在电 路中的继电器。反应电流变化。 过电流继电器、欠电流继电器 2、电压继电器 线圈与负载并联并和电源并联在电 路中的继电器。反应电压变化。 过电压继电器、欠电压继电器、零电压继电器
说明：电流继电器反映的是电流信号，匝数少、导线粗；
电压继电器反映的是电压信号，匝数多、导线细。
2 .5
电动机的起动电流
(3) 频繁起动的电机
熔丝额定电流

1.6 ~ 2
1. 瓷插式熔断器
瓷插式熔断器结构如图 2-6 所示。 因为瓷插式熔断 器具有结构简单、 价廉、外形小、更换熔丝方便等优点， 所以它被广泛地用于中、小容量的控制系统中。瓷插式熔 断器的型号为RC1A系列。
2 1
1-熔丝；
2-动触点；
4
3-瓷盖；
5
4-静触点； 5-瓷体
3
图2-7 瓷插式熔断器结构
2. 螺旋式熔断器
螺旋式熔断器在熔断管内装有熔丝，并填充石英砂， 作熄灭电弧之用。熔断管口有色标，以显示熔断信号。当 熔断器熔断的时候，色标被反作用弹簧弹出后自动脱落， 通过瓷帽上的玻璃窗口可看见。 螺旋式熔断器的型号有 RL1、 RL7等系列。 1 1-瓷帽；