《电气控制与PLC》第一章常用低压电器
电气控制PLC第一章 常用低压电器
第一节 概
1. 常用的磁路结构
述
图1-1 常用的磁路结构 1—衔铁 2—铁心 3—吸引线圈
1)
衔铁沿棱角转动的拍合式铁心，如图1-1a所示。
2) 衔铁沿轴转动的拍合式铁心，如图1-1b所示。
3) 衔铁直线运动的双Ｅ形直动式铁心，如图1-1c所示。 2.吸引线圈 3.交流电磁铁的短路环
第一节 概
述
第三节 接
触
器
2.根据电动机(或其他负载)的功率和操作情况确定接触器的容量等级 3.根据控制电路电压决定接触器线圈电压 4.根据使用地点的周围环境选择有关系列或特殊规格的接触器 1.从结构特征上如何区分直流接触器与交流接触器？
2.线圈电压为220V的交流接触器，误接入380V交流电源上会发生什么
问题？为什么？ 3.两只线圈电压为220V的交流接触器能否串联后接入440V交流电源上？ 为什么？若将损坏的接触器灭弧罩取下，接触器是否还可继续使用， 为什么？ 4.交流接触器线圈断电后，衔铁不能立即释放，从而使电动机不能及 时停止。
第四节 继
3.电子式时间继电器
电
器
图1-21 JSJ型晶体管时间继电器电气原理图
第四节 继
电
器
图1-22 时间继电器图形符号及文字符号 a) 线圈一般符号 b)通电延时线圈 c)断电延时线圈 d)延时闭合的动合触点 e)延时断开的动断触点 f)延时断开的动合触点 g)延时闭合的动断触点 h)瞬时动合触点 i)瞬时动断触点
5.用来控制某一电动机的接触器经常因触点烧蚀而更换，其寿命特短。
第四节 继
一、电磁式继电器 1.电流继电器 2.电压继电器 3.中间继电器
电
器
图1-18 电磁式继电器的图形符号和文字符号 a) 线圈一般符号 b)过电流、欠电流继电器线圈 c)过电压、欠电压继电器线圈 d)动合、动断触点
电气控制与PLC教程-1常用低压电器
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第1章
1.1.3 电器的触头系统与电弧 电器的触头系统 （1）触头接触电阻 （2）触头接触形式
2020/10/22
图1-6 触头的接触形式
a) 点接触 b) 线接触 c) 面接触
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第1章
（3）触头结构形式 触头的材料 银铜
2020/10/22
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第1章
✓反力装置：由反力弹簧、缓冲弹簧和触点弹簧组成。反力 弹簧的作用是当吸引线圈断电时，迅速使主触点和辅助触点 断开。缓冲弹簧的作用是缓冲衔铁在吸合时对铁心和外壳的 冲击力。触点弹簧的作用是增大动、静触点之间的压力，使 之良好接触以降低接触电阻，避免因触点接触不良而产生的 故障现象。 ✓支架与底座：用于接触器的固定和安装。
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第1章
（2）按动作方式分类 ➢ 自动电器。依靠外来信号或物理量（如电流、电压等）的变 化而自动动作的电器，如接触器、继电器等。 ➢ 非自动电器。无动力机构，通过人工或外力直接操作而动作 的电器，如按钮、行程开关等。
（3）按工作原理分类 ➢ 电磁式电器。依据电磁感应原理工作的电器，如接触器、各 类电磁式继电器等。 ➢ 非电量控制电器。依靠外力或某种非电物理量的变化而动作 的电器，如行程开关、速度继电器等。
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2. 电弧的产生和灭弧方法
第1章
（1）电弧的产生及危害
➢在自然环境中断开电路时，如果被断开的电路的电流（电 压）超过某一个数值时，触头间隙中就会产生电弧，电弧实 际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象。在动静 触头脱离接触时，强电场使触头间隙中气体游离，产生大量 的电子和离子，并作定向运动，使绝缘的气体变成导体。 ➢电流通过这个游离区时所消耗的电能转换成热能和光能， 产生高温并发出强光，烧损触头金属表面，降低电器寿命， 延长电路分断时间，甚至不能断开，造成严重事故。
第一章常用低压电器介绍
实现延时。
● 延时范围较宽、结构简单、工作可靠、价格低廉、寿命长。
● 延时时间有0.4～180s和0.4～60s两种规格。
➢电动式：
● 包括同步电动机、减速齿轮机构、电磁离合系统及执行机
构。
● 延时时间长，可达数十小时，延时精度高。
● 结构复杂，体积较大。
➢电子式：
● 数字计数式，包括脉冲发生器、计数器、显示器、放大器
李自成
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第一章 常用低压电器
➢直流接触器：远距离通断直流电路或控制直流 电动机的频繁起停。 ➢工作原理：与交流接触器基本相同。
武汉工程大学电气信息学院
李自成
电气控制与PLC
第一章 常用低压电器
接触器主要技术参数：
➢线圈电压 ➢主触点额定电流、额定电压 ➢辅助触点额定电流、对数 ➢接触器极数 ➢接触器机械寿命、电寿命
继电特性曲线： x2：继电器吸合值 x1：继电器释放值
继电器的重要参数：
➢返回系数：k＝x1/ x2
● 释放弹簧的松紧 程度
● 铁心与衔铁间非 磁性垫片的厚薄 ➢吸合时间：
线圈接受电信号到衔 铁完全吸合所需的时间 ➢释放时间：
线电气信息学院
李自成
电气控制与PLC
直流为(70％～300％)IN
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第一章 常用低压电器
过流电流继电器 欠流电流继电器
武汉工程大学电气信息学院
李自成
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第一章 常用低压电器
➢欠电流继电器：当电路电流过低时立即将电路切断
● 线圈电流大于或等于吸合整定电流时，继电器吸合 ● 线圈电流低于释放整定电流时，继电器释放 ● 动作电流整定范围：
电气控制与PLC---第一章 常用电磁式低压电器
b.低（欠）电压继电器：正常吸合，欠电压释放，起欠压保护.
分：直流欠电压继电器:动作电压Ux=(0.3～0.5)Un；
释放电压Uf=(0.07～0.2)Un
交流欠电压继电器:动作电压Ux=(0.6～0.85)Un;
释放电压Uf=(0.1～0.35)Un
参数调节，可调弹簧，改变动作或释放电压
电压继电器的选用：电压、电流、另外选型、触点数量.
§1-5 电磁式继电器
1、继电器的结构、作用、分类和特性 结构：电磁结构和触点系统 作用：通、断控制电路 分类：按输入信号分：按使用范围分；按动作原理分（P15） 特性：
7
当X≥X2 ：继电器吸合输出量y2 当X≤X1： 继电器释放输出量y0 返回系数： Kf=X1/X2 返回系数的调节：
3）接触器的图形符号和文字符号(KM)
线圈
常开
常闭
6
4）接触器的选用 a.交流接触器的选用： AC1—无感、微感、电阻炉 AC2—绕线式电动机起动、中断 AC3、AC4—笼型电动机起动、反接、制动、反向点动 b.直流接触器的选用： DC1同AC1 DC2——并励直流电动机 DC3——串励直流电动机
4
2）常用的灭弧装置：a.电动力吹弧 b.磁吹灭弧 c.栅片灭弧
§1-4电磁式接触器
1、 作用与分类：交流、直流 作用：用来频繁通、断交直流主电路和大容量控制电路. 2、 接触器的结构和工作原理 交流接触器五部分组成：
a.电磁机构：线圈、铁心、衔铁（直动式合拍合式） b.主触点和灭弧系统 c.辅助触点 d.反力装置、释放弹簧、触点弹簧 e.支架和底座 工作原理：线圈通电→产生磁通→在衔铁气隙处产生吸力
断电时作用大，产生延时，JT型最长不超过 5S。
电气控制与PLC应用技术第一章 常用低压电器(201709)
2，所以，直流电磁机构的电磁吸力
F 2 1 1
F, I
R2m 4 2
I f
F f
结论：直流电磁机构的电磁吸力，在衔铁闭合前后变化 很大。线圈中的电流在衔铁闭合前后不变，为一常数。
交流电磁机构的吸力特性（恒磁通）
因为，U E 4.44所f以N，
U
直流电磁机构的吸力特 性
F 107 B2S 8
交流电磁机构 的吸力特性
当截面积S一定时，电磁吸力F与磁感应强
度的平方成正比。 又因为磁感应强度
B 所以，
S
F ∝2
∝1
2
直流电磁机构的吸力特性（恒磁势）
因为 I，N 式中IN为常数，所以
Rm
F
2
1 R2m
Rm
L
，S 因L=
吸力特性与反力特性的配合
反力特性：是指反作用力Fr与气隙δ的关系曲线(由释放弹簧
和触点弹簧构成）。 在衔铁吸合过程中，其吸力特性
必须始终处于反力特性上方，即
吸力要大于反力；
反之衔铁释放时，吸力特性必须
位于反力特性下方，即反力要大
于吸力（此时的吸力是由剩磁产
生的）。
1—直流电磁铁吸力特性 2—交流电磁铁吸力特性 3—反力 特性
5.单相交流电磁机构短路环的作用
B Bm sin t
F
107
8
SBm 2
sin 2 t
107
8
SBm 2
1 cos 2t
2
短路环的作用：消除振动和噪音， 保证电磁机构可靠的工作。
2
1 2
1
2023年大学_电气控制与PLC应用技术(黄永红著)课后答案
2023年电气控制与PLC应用技术(黄永红著)课后答案电气控制与PLC应用技术(黄永红著)内容简介前言第1章常用低压电器1.1低压电器的定义、分类1.2电磁式电器的组成与工作原理1.2.1电磁机构1.2.2触点系统1.2.3灭弧系统1.3接触器1.3.1接触器的组成及工作原理1.3.2接触器的分类1.3.3接触器的主要技术参数1.3.4接触器的选择与使用1.3.5接触器的图形符号与文字符号1.4继电器1.4.1继电器的分类和特性1.4.3时间继电器1.4.4热继电器1.4.5速度继电器1.4.6固态继电器1.5主令电器1.5.1控制按钮1.5.2行程开关1.5.3接近开关1.5.4万能转换开关1.6信号电器1.7开关电器1.7.1刀开关1.7.2低压断路器1.8熔断器1.8.1熔断器的结构和工作原理 1.8.2熔断器的类型1.8.3熔断器的主要技术参数 1.8.4熔断器的选择与使用1.9.1电磁铁1.9.2电磁阀1.9.3电磁制动器习题与思考题第2章基本电气控制电路2.1电气控制电路的绘制原则及标准2.1.1电气图中的图形符号及文字符号2.1.2电气原理图的绘制原则2.1.3电气安装接线图2.1.4电气元件布置图2.2交流电动机的基本控制电路2.2.1三相笼型异步电动机直接起动控制电路 2.2.2三相笼型异步电动机减压起动控制电路 2.2.3三相绕线转子异步电动机起动控制电路 2.2.4三相笼型异步电动机制动控制电路2.2.5三相笼型异步电动机调速控制电路2.2.6组成电气控制电路的基本规律2.2.7电气控制电路中的保护环节2.3典型生产机械电气控制电路的分析2.3.1电气控制电路分析的基础2.3.2电气原理图阅读分析的方法与步骤 2.3.3c650型卧式车床电气控制电路的分析 2.4电气控制电路的一般设计法2.4.1一般设计法的主要原则2.4.2一般设计法中应注意的问题2.4.3一般设计法控制电路举例习题与思考题第3章可编程序控制器概述3.1plc的产生及定义3.1.1plc的产生3.1.2plc的定义3.2plc的发展与应用3.2.1plc的发展历程3.2.2plc的发展趋势3.2.3plc的应用领域3.3plc的特点3.4plc的分类3.4.1按结构形式分类3.4.2按功能分类3.4.3按i/o点数分类3.5plc的硬件结构和各部分的作用3.6plc的工作原理3.6.1plc控制系统的组成3.6.2plc循环扫描的工作过程3.6.3plc用户程序的工作过程3.6.4plc工作过程举例说明3.6.5输入、输出延迟响应3.6.6plc对输入、输出的处理规则习题与思考题第4章 s7-200 plc的系统配置与接口模块 4.1s7-200 plc控制系统的基本构成4.2s7-200 plc的输入/输出接口模块4.2.1数字量模块4.2.2模拟量模块4.2.3s7-200 plc的智能模块4.3s7-200 plc的系统配置4.3.1主机加扩展模块的最大i/o配置4.3.2i/o点数的扩展与编址4.3.3内部电源的负载能力4.3.4plc外部接线与电源要求习题与思考题第5章 s7-200 plc的基本指令及程序设计 5.1s7-200 plc的编程语言5.2s7-200 plc的数据类型与存储区域5.2.1位、字节、字、双字和常数5.2.2数据类型及范围5.2.3数据的存储区5.3s7-200 plc的编程元件5.3.1编程元件5.3.2编程元件及操作数的寻址范围5.4寻址方式5.5程序结构和编程规约5.5.1程序结构5.5.2编程的一般规约5.6s7-200 plc的基本指令5.6.1位逻辑指令5.6.2立即i/o指令5.6.3逻辑堆栈指令5.6.4取反指令和空操作指令5.6.5正/负跳变触点指令5.6.6定时器指令5.6.7计数器指令5.6.8比较指令5.6.9移位寄存器指令5.6.10顺序控制继电器指令5.7典型控制环节的plc程序设计5.7.1单向运转电动机起动、停止控制程序5.7.2单按钮起动、停止控制程序5.7.3具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序 5.7.4电动机的正、反转控制程序5.7.5大功率电动机的星-三角减压起动控制程序5.7.6闪烁控制程序5.7.7瞬时接通/延时断开程序5.7.8定时器、计数器的扩展5.7.9高精度时钟程序5.7.10多台电动机顺序起动、停止控制程序 5.7.11故障报警程序5.8梯形图编写规则习题与思考题第6章 s7-200 plc的功能指令及使用6.1s7-200 plc的基本功能指令6.1.1数据传送指令6.1.2数学运算指令6.1.3数据处理指令6.2程序控制指令6.2.1有条件结束指令6.2.2暂停指令6.2.3监视定时器复位指令6.2.4跳转与标号指令6.2.5循环指令6.2.6诊断led指令6.3局部变量表与子程序6.3.1局部变量表6.3.2子程序6.4中断程序与中断指令6.4.1中断程序6.4.2中断指令6.5pid算法与pid回路指令6.5.1pid算法6.5.2pid回路指令6.6高速处理类指令6.6.1高速计数器指令6.6.2高速脉冲输出指令习题与思考题第7章 plc控制系统设计与应用实例 7.1plc控制系统设计的内容和步骤 7.1.1plc控制系统设计的内容7.1.2plc控制系统设计的步骤7.2plc控制系统的硬件配置7.2.1plc机型的选择7.2.2开关量i/o模块的'选择7.2.3模拟量i/o模块的选择7.2.4智能模块的选择7.3plc控制系统梯形图程序的设计7.3.1经验设计法7.3.2顺序控制设计法与顺序功能图7.4顺序控制梯形图的设计方法7.4.1置位、复位指令编程7.4.2顺序控制继电器指令编程7.4.3具有多种工作方式的顺序控制梯形图设计方法7.5plc在工业控制系统中的典型应用实例7.5.1节日彩灯的plc控制7.5.2恒温控制7.5.3基于增量式旋转编码器和plc高速计数器的转速测量习题与思考题第8章 plc的通信及网络8.1siemens工业自动化控制网络8.1.1siemens plc网络的层次结构8.1.2网络通信设备8.1.3通信协议8.2s7-200串行通信网络及应用8.2.1s7系列plc产品组建的几种典型网络8.2.2在编程软件中设置通信参数8.3通信指令及应用8.3.1网络读、写指令及应用8.3.2自由口通信指令及应用习题与思考题第9章 step7-micro/win编程软件功能与使用 9.1软件安装及硬件连接9.1.1软件安装9.1.2硬件连接9.1.3通信参数的设置和修改9.2编程软件的主要功能9.2.1基本功能9.2.2主界面各部分功能9.2.3系统组态9.3编程软件的使用9.3.1项目生成9.3.2程序的编辑和传送9.3.3程序的预览与打印输出9.4程序的监控和调试9.4.1用状态表监控程序9.4.2在run方式下编辑程序9.4.3梯形图程序的状态监视9.4.4选择扫描次数9.4.5s7-200的出错处理附录附录a常用电器的图形符号及文字符号附录b特殊继电器(sm)含义附录c错误代码附录ds7-200可编程序控制器指令集附录e实验指导书附录f课程设计指导书附录g课程设计任务书附录h台达pws1711触摸屏画面编辑简介参考文献电气控制与PLC应用技术(黄永红著)目录《电气控制与plc应用技术》从实际工程应用和教学需要出发，介绍了常用低压电器和电气控制电路的基本知识;介绍了plc的基本组成和工作原理;以西门子s7-200 plc为教学机型，详细介绍了plc的系统配置、指令系统、程序设计方法与编程软件应用等内容;书中安排了大量工程应用实例，包括开关量控制、模拟量信号检测与控制、网络与通信等具体应用程序。
《电气控制与PLC应用技术》习题解答田效伍
第1章常用低压电器1-1 什么是低压电器? 常用的低压电器有哪些？答：低压电器是指使用在交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的的电路中，根据外界施加的信号和要求，通过手动或自动方式，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电器。
常用的低压电器有刀开关、低压断路器、转换开关、熔断器、接触器、继电器、按钮、行程开关等。
1-2 电磁式低压电器有哪几部分组成?说明各部分的作用。
答：电磁式低压电器一般由电磁机构和触头系统组成。
电磁机构是电磁式低压电器的检测部分，接受外界输入的信号，通过转换、放大与判断做出一定的反应；触头系统是执行机构，受电磁机构控制，用于输出相应的指令，实现控制的目的。
1-3 灭弧的基本原理是什么？低压电器常用的灭弧方法有哪几种？答：灭弧时可通过增大电弧长度、冷却弧柱、把电弧分成若干短弧等使电弧熄灭，灭弧装置就是根据这些原理设计的。
常用的灭弧方法有电动力吹弧、磁吹灭弧、栅片灭弧等。
1-4 熔断器有哪些用途？一般应如何选用？在电路中应如何连接？答：熔断器是一种广泛应用的简单有效的保护电器，在电路中主要用于短路保护，特殊情况下用于过载保护。
熔断器的主体是低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体，串联在被保护的电路中。
熔断器的类型很多，按结构形式可分为瓷插式熔断器、螺旋式熔断器、封闭管式熔断器、快速熔断器和自复式熔断器等。
在选用熔断器时，应根据被保护电路的需要，首先确定熔断器的型式，然后选择熔体的规格，再根据熔体确定熔断器的规格。
1-5 交流接触器主要由哪些部分组成？在运行中有时产生很大的噪音，试分析产生该故障的原因。
答：交流接触器主要由电磁机构、主触点和熄弧系统、辅助触点、反力装置、支架和底座等部分组成。
交流接触器在运行中噪音突然急剧增大时，往往是由于交流电磁机构中铁芯端面镶嵌的短路环断路或脱落所致。
交流电磁铁由于通入的是交流电，其电磁吸力在0（最小值）～F m（最大值）之间变化。
《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
电气控制与PLC教材课件全书电子教案完整版课件 (2)全文编辑修改
2 1
3
5
4 电动机的 失压保护
6 7
1．1主-主触触头2头．自由脱2-扣自器由3脱．扣过器电流脱3扣-器过电4．流分脱励扣脱器扣器 4-分励脱5扣．器热脱扣5-器热6．脱失扣压器脱6扣-失器压7．脱按扣钮器 7-按钮
塑壳式低压断路器原理图
低压断路器的图形和文字符号
低压断路器的主要参数
塑壳式低压断路器原理图
2 1
3
5
线路短路 或严重过 载保护
4
6 7
1．1主-主触触头头2．自由脱2-扣自器由3脱．扣过器电流脱3扣-器过4电．流分脱励扣脱器扣器 4-分励脱5扣．器热脱扣5-器热6．脱失扣压器脱6扣-失器压7．脱按扣钮器 7-按钮
塑壳式低压断路器原理图
2 1
3
5
远距离跳 闸，对电 路不起保 护作用
空气阻尼时间继电器
时间继电器的图形和文字符号
(a)通电延时线圈；(b)断电延时线圈；(c)瞬动触点；(d)通电延时闭合常开触点； (e)通电延时断开常闭触点；(f)断电延时断开常开触点；(g)断电延时闭合常闭触点
1.3.5 热继电器
用于：电动机或其他设备的过载保护和断相保护 热继电器的结构和工作原理
自恢复熔断器
瓷插式熔断器 有填料式熔断器
有填料封闭管式熔断器
螺旋式熔断器 无填料密封式熔断器
熔断器的选择
型号
选 熔断器的额定电压 择 熔断器额定电流
熔体的额定电流
1）熔断器额定电压大于等于线路的工作电压 2）熔断器额定电流必须大于等于所装熔体的额定电流 ➢ 用于保护照明或电热设备的熔断器，因负载电流比 较稳定，熔体的额定电流一般应等于或稍大于负载的 额定电流。即 Ire ≥ Ie ➢用于保护单台长期工作的电动机的熔断器，考虑电 动机启动时不应熔断，即
第一章常用低压电器元件1
电气控制与 PLC
第一章 常用低压电器
2） 接触器的工作原理
● 线圈通电 产生电磁吸力 衔铁吸合 带动动触 点动作：常闭触头断开，常开触头闭合。
21
电气控制与 PLC
第一章 常用低压电器
● 线圈失电 电磁吸力消失 衔铁在反作用弹簧的 作用下释放，带动触点复位，常开触头断开，常闭 触头闭合 。
22
线圈通电瞬间，气隙长度δ最大，冲击电流达正
常工作电流的十几倍。故交流接触器不能频繁动作，
交流电磁机构可靠性较差。
25
电气控制与 PLC
第一章 常用低压电器
4. 直流接触器
直流接触器的结构和工作原理与 交流接触器相似，区别在于:
1) 电磁机构不同
直流接触器的电磁吸力与气
隙长度平方呈反比
1
Fat 2
● 按用途分
控制电器——用于各种控制电路和控制系统 主令电器——用于控制系统中发送控制指令 保护电器——用于保护电路及用电设备 配电电器——用于电能的输送和分配 执行电器——用于完成某种动作或传动功能
● 按工作原理分
电磁式电器——依据电磁感应原理工作 还有感应式、电动式、电子式等。
4
电气控制与 PLC
F0F0co2 st
平均吸力 F01 2Fmat 218 07Bm 2S
23
电气控制与 PLC
第一章 常用低压电器
反力
无短路 环吸力
加短路环
24
电气控制与 PLC
短路环的作用：消除 交流衔铁的振动和噪 声。
第一章 常用低压电器
5) 交流接触器的线圈电流
交流接触器的线圈电流
I U 108
39N02S
1. 电磁式低压电器的结构及工作原理
电气控制与PLC应用技术 第1章 常用低压电器
必须始终处于反力特性上方，即
吸力要大于反力；
反之衔铁释放时，吸力特性必须
位于反力特性下方，即反力要大
于吸力（此时的吸力是由剩磁产
生的）。
1—直流电磁铁吸力特性 2—交流电磁铁吸力特性 3—反力 特性
在吸合过程中还须注意吸力特性 位于反力特性上方不能太高，否 则会影响到电磁机构寿命。
思考题
1.为什么在可靠性要求高或操作频繁的场合，一 般不采用交流电磁机构？
，所以
I
Rm
N
，
将
Rm
2 S
代入上式得， I
2 交流电磁机构的电磁吸力在衔铁闭合 前后几乎不变。交流线圈中的电流在衔铁 闭合前后变化很大。
I f
吸力特性与反力特性的配合
反力特性：是指反作用力Fr与气隙δ的关系曲线(由释放弹簧
和触点弹簧构成）。 在衔铁吸合过程中，其吸力特性
思考题解答
2.解：要使电磁铁机构工作正常，就要使在220V电源下所 产生的磁通与磁铁在380V电压下所产生的磁通值相等，从 而保证它们吸力相同。即
4. 电磁机构吸力特性与反力特性的配合
(1)电磁机构的吸力特性 电磁机构的吸力特性的定义：电磁机 构的电磁吸力与工作气隙之间的关系 曲线称为电磁机构的吸力特性。 电磁吸力： F 10 7 B 2 S
8
式中 B: 气隙中的磁感应强度T（特斯拉） S：磁极截面积m2（米2） F：电磁吸力N（牛顿）
直流电磁机构的吸力特 性
3. 电磁线圈和电磁机构
1）直流电磁机构和交流电磁机构的结构特点 直流电磁机构：铁心和衔铁用整块钢或铁做成， 线圈直接绕在铁心上，绕成高而瘦的形状。 交流电磁机构：铁心和衔铁用硅钢片叠成，线圈绕 在骨架上，绕成短而厚的矮胖型。
电气控制与PLC应用第1章常用低压电器
－分闸弹簧 8－拉力弹簧 9－ 欠压、失压脱扣器 10－过载脱扣器 11 －短路电流脱扣器
1.3 接触器
交流接触器主要由电磁机构、触点系统、灭弧装置及 辅助部件构成。图1-13所示为CJ20型交流接触器的外形 与结构示意图。
2．触头系统 触头系统结构形式
a)点触式桥式触头 b)面触式桥式触头 c)指形触头
图1-2 触头的结构形式
3．灭弧系统
触头在分断电流的瞬间，在触头间的气隙中就会产生电 弧，电弧的高温能将触头烧坏，并可能造成其他事故.
熄灭电弧的主要措施有：
①迅速增加电弧长度（拉长 电弧）使得单位长度内维持 电弧燃烧的电场强度不够而 使电弧熄灭。
空气阻尼时间继电器
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，可以做成通电延时和断电延时两种。它结构简 单，价格低廉，延时范围较大（0.4~180s），在控制 电路中广泛应用。
时间继电器的图形符号
时间继电器的符号分通电延时型和断电延时型两种， 其文字符号为KT，图形符号如图所示。
第1章 常用低压电器
1.1 低压电器的基本知识 1.2 低压开关电器 1.3 接触器 1.4 继电器 1.5 熔断器 1.6主令电器 1.7实训 常用低压电器的识别
1.1 低压电器的基本知识
1.1 低压电器的基本知识
3．按工作原理分类 （1）电磁式电器
依据电磁感应原理来工作，如接触器、电磁式继电器 等。
1.6主令电器
主令电器是一种用于发布命令，直接或通过电磁式电器 间接作用于控制电路的电器。它通过机械操作控制，对 各种电气线路发出控制指令，使继电器或接触器动作， 从而改变拖动装置的工作状态（如电动机的启动、停车、 变速等），以获得远距离控制。常用的主令电器有控制 按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关等。
电气控制与PLC-常用低压电器
图1-8 接触器实物图
1.3.1 结构
接触器由电磁系统、触头系统、灭弧 系统、释放弹簧及基座等几部分构成，如 图1-9所示。
图1-9 CJ10-20型交流接触器的结构示意图及图形符号
电磁系统包括线圈、静铁芯和动铁芯 （衔铁）；触头系统包括用于接通、切断 主电路的主触头和用于控制电路的辅助触 头；灭弧装置用于迅速切断主触头断开时 产生的电弧（一个很大的电流），以免使 主触头烧毛、熔焊，对于容量较大的交流 接触器，常采用灭弧栅灭弧。
设计代号：用数字表示，代表同类低 压电器元件的不同设计序列。
基本规格代号：用数字表示，代表同 一系列产品中不同的规格品种。
辅助规格代号：用数字表示，代表同 一系列、同一规格产品中的有某种区别的 不同产品。
低压电器类组代号及派生代号的含义见表1 -1和表1-2。
1.1.3 低压电器的主要技术数 据
4．短路环的作用
交流电磁机构一般都有短路环，如图1 -4所示，其作用是将磁通分相，使合成后 的吸力在任一时刻都大于反力，消除振动 和噪声。
图1-4 接触器短路环示意图 1—铁芯； 2—短路环
1.2.2 触头系统
触头是用来接通或断开电路的，其结 构形式有很多种。下面介绍常见的几种分 类方式。
1．按其接触形式分
它由电磁机构控制电器动作，即由感 受部分接受外界输入信号，使执行部分动 作，实现控制目的；非电量控制电器由非 电磁力控制电器触点的动作。
1.1.2 低压电器的型号表示法
国产常用低压电器的型号组成形式如 下：
低压电器型号各部分必须使用规定的 符号或数字表示，其含义如下。
类组代号：包括类别代号和组别代号， 用汉语拼音字母表示，代表低压电器元件 所属的类别以及在同一类电器中所属的组别。
电气控制与PLC全套教学课件第一章常用低压电器
断路器主要由三个基本部分组成：即触头、灭弧系统和各种脱扣器，包括过电流脱扣器、失压 (欠电压)脱扣器、热脱扣器、分励脱扣器和自由脱扣器。
L L L 1
2
3
过电流脱扣器 热脱扣器
远控按钮
QF
分励脱扣器
失电压脱扣器
QF
断路 器图形符 号
断路器工作原理示意图及图形文字符号
失压保护 过流保护 过载保护
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。
QL FU
负荷开关 26
静触头
动触头
操作杆
传动杆
(a)
(b)
接线端 静触头
A2 线圈
反力弹簧
铁心
A1
1 3 5 13 21 31 43
线圈
KM
KM
KM
A1
A2
(a)接触器示意图
A2
2 4 6 14 22 32 44
线圈
主触点
辅助触点
(b)接触器图形符号
交流接触器的结构示意图及图形符号 21
7
8
6 5 4 3 2
1
1、静铁心 2、线圈 3、弹簧4、动铁心 5、主触点 6、常开辅助触点 7 、灭弧罩 8、常闭辅助触点
KT KT
瞬动接点
(d)断电延时继电器图形符号
空气阻尼式时间继电器示意图及图形符号（图中标号同上图） 15
1.2.4 热继电器
主要是用于电气设备（主要是电动机）的过负荷保护，热继电器是一种利用电流热效应原 理工作的电器，它具有与电动机容许过载特性相近的反时限动作特性，主要与接触器配合使用， 用于对三相异步电动机的过负荷和断相保护。
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《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。
《电气控制和PLC》第一章常用低
5
压电器
1.2.1 HD型单投刀开关
每个大类用一位汉语拼音字母作为该产品型号的首字母。型号第二位汉语拼音字母表
示该类电器的各种形式。 《电气控制和PLC》第一章常用低
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压电器
按低压电器型号分类
• 1. 刀开关H， 例HS为双投式刀开关，HZ为组合开关。 • 2. 熔断器R， 例RC为瓷插式熔断器，RM为密封式熔断器。 • 3. 断路器D ，例 DW为万能式断路器，DZ为塑壳式断路器。 • 4. 控制器K，例 KT为凸轮控制器，KG为鼓型控制器。 • 5. 接触器C ，例 CJ为交流接触器，CZ为直流接触器。 • 6. 起动器Q ，例 QJ为自耦变压器降压起动器QX为星三角起动器。 • 7. 控制继电器J， 例 JR为热继电器， JS为时间继电器。 • 8. 主令电器L， 例 LA为按钮， LX为行程开关。 • 9. 电阻器Z， 例 ZG为管型电阻器，ZT为铸铁电阻器。 • 10. 变阻器B， 例 BP为频敏变阻器，BT为起动调速变阻器。 • 11. 调整器T， 例 TD为单相调压器，TS为三相调压器。 • 12. 电磁铁M， 例 MY为液压电磁铁，MZ为制动电磁铁。 • 13. 其它A， 例 AD为信号灯，AL为电铃。
• 3.按触点类型分类
• 1、有触点电器：并利用触点的接通和分断来切换电路。
• 2、无触点电器：无可分离的触点。主要利用电子元件的开关效应，即导通和截止来实 现电路的通、断控制。如接近开关、霍尔开关、电子式时间继电器、固态继电器等。
• 4.按工作原理分类
• 1、电磁式电器：根据电磁感应原理动作的电器。如接触器、继电器、电磁铁等。
1.2.3 HR型熔断器式刀开关
HR型熔断器式刀开关也称刀熔开关，它实际上是将刀开关和熔断器组合 成一体的电器，刀熔开关操作方便，并简化了供电线路，在供配电线路上应用 很广泛。刀熔开关可以切断故障电流，但不能切断正常的工作电流，所以一般 应在无正常工作电流的情况下进行操作。
操作杆
传动杆
接线端
静触头
熔断器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
QS
静触头
接线端
图1- 3 HR型熔断器式刀开关示意图及图形符号
《电气控制和PLC》第一章常用低
8
压电器
1.2.4 组合开关
• 组合开关又称转换开关，控制 容量比较小，结构紧凑，常用 于空间比较狭小的场所，如机 床和配电箱等。
• 组合开关一般用于电气设备的 非频繁操作、切换电源和负载 以及控制小容量感应电动机和 小型电器。
《电气控制和PLC》第一章常用低
2
压电器
1.1 常用低压电器的分类
• 1.按用途或控制对象分类
• 1、配电电器： 主要用于低压配电系统中。
• 2、控制电器： 主要用于电气传动系统中。
• 2.按动作方式分类
• 1、自动电器：依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作。 2、手动电器：用手动操作来进行切换的电器，
操作杆
静触头 动触头
传动杆
接线端 静触头
动触头
QS QS QS
(c) (d) (e)
接线端
QS QS QS
(a )
(b )
(f) (g) (h)
图1- 1 HD型单投刀开关示意图及图形符号
(a)为直接手动操作, (b)为手柄操作, (c)～ (h)为刀开关的图形符 号和文字符号。其中 (c)为一般图形符号， (d)为手动符号 (e)为 三极单投刀开关符号、 当刀开关用作隔离开 关时，其图形符号上 加有一横杠，如图 (f)、 (g)、(h) 所示。
• 2、非电量控制电器：依靠外力或非电量信号(如速度、压力、温度等)的变化而动作的 电器。如转换开关、行程开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。
• 5.按低压电器型号分类：
• 为了便于了解和文字符号和各种低压电器的特点，采用我国《国产低压电器产品型号
编制办法》（JB2930-81.10）的分类方法(参见附录一)，将低压电器分为13个大类，
《电气控制和PLC》第一章常用低
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压电器
1.2.2 HS型双投刀开关
• HS型双投刀开关也称转换开关，其作用和单投刀开关 类似，常用于双电源的切换或双供电线路的切换等，
操作杆
传动杆 接线端
接线端 静触头
动触头
QS
接线端
图1- 2 HS型双投刀开关示意图及图形符号
《电气控制和PLC》第一章常用低
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压电器
HH3系列负荷开关
《电气控制和PLC》第一图章1常- 用5负低荷开关
11
压电器
1.3 熔断器
•熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护线路。 •1.3.1 熔断器的结构原理及分类