常用电气元件知识

自耦变压器原理
A
+ i1
u1 N1
P
i2
N2 u+2 RL
–
B
–
使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。实验室中 用的调压器就是根据此原理制作的。
电磁阀
电磁阀是一种用来控制流体的基础元件。它可以配合不同的电路来实现预 期的控制，且控制的精度和灵活性都能够保证。 用于管路的控制，只能用作DN50及以下液体和气体小管道开关控制。
常用电气元件知识
设备保全
2018年03月31日
目录
31 常用控制元件 2 常用执行元件
常用控制元件
低压断路器、 熔断器 按钮、指示灯、行程开关、传感器 接触器 继电器 低压单相变压器 三相自耦变压器 电磁阀 牵引电磁铁 交流电动机
低压断路器、熔断器
功能及用途：
低压断路器（空气开关）：在电路中接通、分断电路。可承载额定工作 电流，能在线路和电动机发生过载、短路、欠压的情况下进行可靠的保 护。 熔断器（保险）：是一种短路保护器。可对电路进行短路保护或严重 过载保护。
1、一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。
2、初级接交流电源，通过电磁感应原理在次级感应出同频的交流电，连接 负载。
符号及图示：
T
U0
U1
T
U0
U1
U2
单相变压器
次级带抽头的单相变压器
低压单相变压器的选择更换：初，次级电压必须符合，容量必须满足 次级取用的功率。
三相自耦变压器
U2 U1 V2 V1 W2 W1
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鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：
鼠笼式： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。 绕线式： 结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动 机的机械特性。
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笼型电机的电气联结
W2 U2 V2 U1 V1 W1
定子三相绕组的联接方通常有Y联结和△联结 两种方法。
热继电器
功能及用途： 热继电器在电路中主要用于过载保护。
原理：
双金属片
~
常闭触头
发热元件
杠杆
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。
热继电器符号及图示：
热继电器的选择和更换：按照负载电流的匹配来选用，0.95—1.05倍额 定电流。
属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示
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。
电流及电压继电器
电流继电器：可用于过流或过载保护。 电压继电器：主要作为欠压、失压保护。
行程开关原理及符号，图示：
原理
常开触点
SQ
常闭触点
SQ
符号及图示
常用接近开关符号及图示：
SQ
常开触点
ຫໍສະໝຸດ Baidu
SQ
常闭触点
接触器
• 功能及用途 • 用于通过低电压，小电流来控制频繁地接通和断开大电流电路的电器。 • 当其线圈得电，衔铁吸合；其常闭触点断开，常开触点闭合（常闭触
点先断开，随后常开触点闭合）。
牵引电磁铁线圈符号及图示：
牵引电磁铁选用及更换（电气）：根据被控对象及控制电路要求来选用 电磁力、控制距离匹配和电压符合的元件。
交流电动机
1. 交流电动机的分类 2. 三相异步电动机的构造 3. 鼠笼式三相异步电机与绕线式三相异步电机的比较 4. 三相异步笼型电机的电气联结 5. 三相异步电动机转动方向的改变 6. 三相异步电动机的铭牌 7. 三相异步电动机的保护
过载保护是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保 护。常采用热继电器FR保护。
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三相异步电动机的保护 欠压是指电动机工作时压降过大，引起电流增加甚至使电动机停。 失压(零压)是指电源电压消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，
电动机可能自动重新起动，易造成人身或设备伤害。常用的失压和欠压 保护有：用接触器实行自锁；用欠电压继电器组成失压、欠压保护。
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交流电动机分类
电动机
交流电动机 直流电动机
同步电动机 异步电动机
三相电动机 单相电动机
他励、并励电动机
串励、复励电动机
50
交流电动机构造
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1.定子
作用：产生旋转磁场，定子槽孔中放置三相彼 此独立的绕组。
定子铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。
三相绕组
A ----X B ----Y C---- Z
低压断路器
低压断路器原理 释放弹簧
锁钩
过流
欠压脱扣器
脱扣器 衔铁释放
主触点 手动闭合
连杆装置
下端接负载
可实现短路、过载、失（欠）压保护。
低压断路器符号及图示
选型：根据线路中的负载形式及其电流大小（1.5—-2.5倍） 来选择。
熔断器
常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料 式熔断器。 • 插入式熔断器
断相保护 电动机运行时，如果电源任一相断开，电动机将在缺相 情况下低速运转或堵转，定子电流很大，这时造成电动机绝缘及绕组烧 毁。断相保护的方法有：用带断相保护的热继电器、电压继电器、电流 继电器与固态断相保护器。
60
三相异步电动机的保护 61
• 行程开关：利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或 分断控制电路，达到一定的控制目的。作用是实现顺序控制、定位控 制和位置状态的检测。
• 传感器：感受规定的被测量（声音、光线、温度、金属位移等等）， 并按照一定的规律转换成可用信号（模拟量或数字量）的器件或装置。
行程开关
光电传感器
接近开关（磁感应）
2
3
4
SB
复合触头
按钮帽 复位弹簧 支柱连杆 常闭静触头
桥式动触头 常开静触头 外壳
急停按钮及旋钮开关符号及图示：
SJ
SA
SA
急停按钮
旋钮开关(常闭 触点)
旋钮开关(常开 触点)
指示灯
• 指示灯符号及图示：
HL/（H)
指示灯选用或更换时，应注意其额定电压（交流或直流，电压的大 小）的匹配。
行程开关、传感器
接触器外形：
接触器原理：
线圈
~ 弹簧
电源 常开 常闭
铁心
衔铁
电机
M 3~
主触点 辅助触点
接触器符号及图示：
线圈
动合(常开)主触点 动合(常开)辅助触点 动断(常闭)辅助触点
KM
KM KM
KM
用于主电路流过的大电 流(需加灭弧装置)
用于控制电路流过的小 电流(无需加灭弧装置)
接触器选用或更换需注意：额定工作电压（线圈）、主触点的额定电 流、触点（主触点，辅助触点）数目等。
按钮开关、指示灯、行程开关、传感器
按钮开关：对电路启动和停止，转换等功能进行控制。 指示灯：状态指示，警示功能作用。 行程开关、传感器：位置或模拟量（如温度，光线等）检测装置，用于电 器的各种状态检测和控制。
按钮开关
急停按钮
按钮开关符号及图示：
结
构1
2
符
SB 号
名 常闭触头
称
3
4
SB
常开触头
1
电磁阀按控制单元数量分类： 1.单控电磁阀:通过控制电磁线圈的电流通断以及弹簧作用，来控制阀芯的运
动，以控制阀的开闭。 2.双控电磁阀：通过两侧电磁线圈的得电、失电来控制开闭，当一个线圈失
电后另一 个未得电时可以保持阀芯不动。
牵引电磁铁
是一种通过电流产生磁力的器件，属非永久磁铁。 主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务。
机座：铸钢或铸铁
硅钢片
端子 52
2.转子 在旋转磁场作用下，产生电磁转矩。
鼠笼式
绕线式 转子铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。
a) 鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。
硅钢片
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b) 绕线式转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。可以在绕组中串入附加电 阻，改善电动机的启动性能或调速用。 接法：绕组的三个接线端子引出接到滑环，再通过定子端盖上的电刷与外 电路相连。
变压器
功能及用途： 变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置。
变压器的分类:
电力变压器 (输配电用) 按用途 仪用变压器
整流变压器
按相数分
三相变压器 单相变压器
壳式 按制造方式
心式
常用低压单相变压器
工作原理：
+u1 一–次
绕组
i1
Φ
N1 单相变压器
铁心
i2
u+2 Z L –
N2 二次
绕组
熔断器
• 螺旋式熔断器
熔断时此处脱落
熔断器
• 管式熔断器
熔断器
• 有填料熔断器
带熔断器的动力柜闸刀开关
熔断器额定电流的选择
符号 FU
➢用于照明电路和电热设备等电阻性负载，熔体额定电流等于或略大于负载 额定电流。 ➢用于电动机启动保护时： （1）单台直接起动电动机 熔体额定电流=(1.5～2.5)x电动机额定电流 （2）多台直接起动电动机 总熔体额定电流=(1.5～2.5)x功率最大的电动机 额定电流十其余电动机额定电流之和。
中间继电器
符号及图示： 中间继电器触头容量小，触点数目多，常用于控制线路。
时间继电器
时间继电器功能和用途： 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。
时间继电器
时间继电器符号及图示：
时间继电器的更换及选用：应注意线圈电压的匹配，延时时间的 匹配，触点的形式要求及数目。
接线盒
U1
W2 U2 V2
W1
W2 U2 V2
V1
Y 联结 U1 V1 W1
W2 U1
W2 U2 V2
W1 V2
V1 U2
U1 V1 W1
联结
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三相异步电动机的正、反转 方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。
电源 ~
U VW
电源 ~
U VW
电动机
M
正转
3~
M
电动机
3~
反转
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三相异步电动机的铭牌 58
三相异步电动机的保护
短路保护是为防止短路产生的瞬时大电流造成设备损坏，要求迅速、 可靠切断电源，要求短路保护装置具有瞬时动作的特性。保护采用熔断 器FU和低压断路器QF。
过电流保护是区别于短路保护的一种电流型保护。所谓过电流是指 电动机或电器元件在超过其额定电流的状态下运行，一般比短路电流小， 不超过6倍的额定电流。对于频繁起动和正反转、重复短时工作的电动机 容易出现。保护采用过电流继电器。