電氣控制與PLC應(yīng)用

陳政石教授內(nèi)容提要1.本教材匯聚了“工廠電氣控制”與“可編程序控制器”兩門課程的重要內(nèi)容2.全書共分兩篇(七章)第一篇共三章,第二篇共四章第一篇電氣控制第一章介紹常用低壓電器;第二章介紹電器控制線路的基本規(guī)律;第三章介紹電器控制線路的一般設(shè)計方法.第二篇可編程序控制器第四章介紹可編程序控制器的基本知識;第五章介紹了FX系列可編程控制器編程元件及指令系統(tǒng);第六章介紹了FX系列可編程控制器的程序設(shè)計方法;第七章介紹PLC控制變頻器的方法及編程器和編程軟件的使用;教學(xué)重點：以PLC內(nèi)容為主內(nèi)容簡講講課自學(xué)兼顧電氣控制技術(shù)發(fā)展概述

電氣控制涉及的范圍極其廣闊，幾乎是無所不包。

從深度來看，以工業(yè)生產(chǎn)為例，從一個普通的設(shè)備如電機，大到企業(yè)的整個加工、制造系統(tǒng)乃至企業(yè)的整個生產(chǎn)過程，都需要電氣控制，以及有電氣控制技術(shù)組成自動化系統(tǒng)和自動化過程;從廣度來看，涉及第二產(chǎn)業(yè)工業(yè)自動化、第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)自動化、第三產(chǎn)業(yè)（服務(wù)、商務(wù)、交通等等）。繼電接觸器控制柜：接觸器控制站：繼電接觸器控制原理圖接觸器控制電路存在問題、不足隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷改進，特別是計算機技術(shù)的應(yīng)用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌。在控制方法上，從手動控制發(fā)展到自動控制；在控制功能上，從簡單控制發(fā)展到智能化控制；在操作上，從笨重發(fā)展到信息化處理；在控制原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微計算機為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)?，F(xiàn)代電氣控制技術(shù)綜合應(yīng)用了計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)、智能技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進的科學(xué)技術(shù)成果。現(xiàn)代電氣控制：以軟件手段實現(xiàn)各種控制功能、以微處理器為核心的可編程控制器（ProgrammableLogicController，PLC），是20世紀(jì)60年代誕生并開始發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有通用性強、可靠性高、能適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，指令系統(tǒng)簡單、編程簡便易學(xué)、易于掌握，體積小、維修工作少、現(xiàn)場連接安裝方便等一系列優(yōu)點，正逐步取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于冶金、采礦、建材、機械制造、石油、化工、汽車、電力、造紙、紡織、裝卸、環(huán)保等各個行業(yè)的控制中。在自動化領(lǐng)域，可編程控制器與CAD/CAM、工業(yè)機器人并稱為加工業(yè)自動化的三大支柱，其應(yīng)用日益廣泛。整體式PLC疊裝式PLC可編程控制器（PLC）模塊式PLC大型PLC結(jié)構(gòu)外部設(shè)備現(xiàn)場用戶輸出設(shè)備微處理器（CPU）運算器控制器輸出部件輸入部件系統(tǒng)存儲器用戶存儲器I/O擴展接口通訊及編程接口編程設(shè)備計算機打印機等傳感器按鈕、開關(guān)現(xiàn)場信號電磁閥中間繼電器執(zhí)行器現(xiàn)場用戶輸入設(shè)備擴展設(shè)備擴展單元通訊模塊功能模塊電源變換器～110V/220V市電PLC基本單元PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖PLC已經(jīng)是電氣控制在各領(lǐng)域普及應(yīng)用的設(shè)備第一章常用低壓電器

第一節(jié)低壓電器的基本知識第二節(jié)接觸器第三節(jié)繼電器第四節(jié)主令電器第五節(jié)開關(guān)電器第六節(jié)熔斷器本章小結(jié)第七節(jié)低壓斷器第一節(jié)低壓電器的基本知識一、低壓電器的分類按用途和控制對象分：配電電器：用于低壓電力網(wǎng)的配電電器?？刂齐娖鳎河糜陔娏ν蟿蛹白詣涌刂葡到y(tǒng)的電器。按操作方式分：自動電器：產(chǎn)生電磁吸力而自動完成動作指令的電器，如接觸器、繼電器等。手動電器：通過人的操作發(fā)出動作指令的電器，如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)和主令電器等。按工作原理分：

電磁式電器：根據(jù)電磁感應(yīng)原理進行工作，如交直流接觸器、電磁式繼電器等。非電量控制電器：以非電物理量作為控制量進行工作，如按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、刀開關(guān)、熱繼電器、速度繼電器等。低壓電器:工作電壓交流1200V、直流1500V以下的電氣線路中起通斷、保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電器.常用的電磁機構(gòu)型式：銜鐵沿棱角轉(zhuǎn)動的拍合式鐵心，如圖（a）所示，其銜鐵繞鐵扼的棱角轉(zhuǎn)動，磨損較小，鐵心一般用電工軟鐵制成，適用于直流繼電器和接觸器。銜鐵沿軸轉(zhuǎn)動的拍合式鐵心，如圖（b）所示，其銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動，鐵心一般用硅鋼片疊成，常用于較大容量交流接觸器。銜鐵作直線運動的雙E型直動式鐵心，如圖（c）所示，銜鐵在線圈內(nèi)成直線運動，較多用于中小容量交流接觸器和繼電器中。

（a）（b）（c）電磁吸力和反力：電磁鐵工作時，線圈產(chǎn)生的磁通作用于銜鐵，產(chǎn)生電磁吸力，并使銜鐵產(chǎn)生機械位移，銜鐵在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位。作用在銜鐵上有兩個力：電磁吸力由電磁機構(gòu)產(chǎn)生，反力由復(fù)位彈簧和觸頭彈簧產(chǎn)生。鐵心吸合時要求電磁吸力大于反力，即銜鐵位移方向與電磁吸力方向相同；銜鐵復(fù)位時要求反力大于電磁吸力。直流電磁鐵的電磁吸力公式為：

式中B——氣隙間磁通密度(T)；S——吸力處氣隙端面積()；F——電磁吸力(N)。當(dāng)端面積S為常數(shù)時，吸力F與磁通密度成正比，即F與磁通成正比，反比于端面積S，即2.觸頭系統(tǒng)——通過觸頭的開合控制電路通、斷。

類型

材料：一般采用銅、銀、鎳材料制成；對于小容量電器常用銀質(zhì)材料制成。橋式觸頭指形觸頭

點接觸

面接觸

3.滅弧系統(tǒng)

電?。洪_關(guān)電器切斷電流電路時，觸頭間電壓大于10V，電流超過80mA時，觸頭間會產(chǎn)生藍(lán)色的光柱，即電弧。

電弧的危害：

延長了切斷故障的時間；

高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞；

形成飛弧造成電源短路事故。

滅弧措施：吹弧、拉弧、長弧割短弧、多斷口滅弧、利用介質(zhì)滅弧、改善觸頭表面材料。常用的滅弧方法和裝置1.電動力滅弧下圖是一種橋式結(jié)構(gòu)雙斷口觸頭系統(tǒng)。當(dāng)觸頭打開時，在斷口中產(chǎn)生電弧。電弧電流在兩電弧之間產(chǎn)生如圖所示的磁場。根據(jù)左手定則，電弧電流要受到一個指向外側(cè)的電動力F的作用，使電孤向外運動并拉長，使其迅速穿越冷卻介質(zhì)，從而加快電弧冷卻并熄滅。交流接觸器通常采用這種滅弧方法。

1

2橋式觸頭滅弧原理1一動觸頭；2一靜觸頭第二節(jié)接觸器電力拖動和自動控制系統(tǒng)中使用量大，涉及面廣的一種低壓自動控制電器，用來頻繁地接通和分?jǐn)嘟?、直流主回路和大容量控制電路。主要控制對象是電動機，能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，并具有欠壓保護。

1-主觸點2-常閉輔助觸點3-常開輔助觸點4-動鐵心5-線圈6-靜鐵心7-滅弧罩8-彈簧

電磁接觸器結(jié)構(gòu)示意圖

電磁機構(gòu)：將電磁能轉(zhuǎn)換成機械能，產(chǎn)生電磁吸力帶動觸點動作.觸點：接觸器的執(zhí)行元件，用來接通或斷開被控制電路。滅弧裝置：熄滅觸點分?jǐn)嚯娏魉查g觸點之間氣隙中產(chǎn)生的電弧。其它：包括釋放彈簧機構(gòu)、支架與底座等。動鐵心（銜鐵）靜鐵心電磁線圈按所控制電路?主觸點

?輔助觸點按原始狀態(tài)?常開觸點

?常閉觸點滅弧罩滅弧柵磁吹滅弧裝置1．結(jié)構(gòu)

2.工作原理：

當(dāng)電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸點動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合，兩者是聯(lián)動的。當(dāng)線圈斷電時，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點復(fù)原，即常開觸點斷開，常閉觸點閉合。

電磁接觸器工作原理3.接觸器分類及特點：交流接觸器：線圈通以交流電，主觸點接通、切斷交流主電路。

●交變磁通穿過鐵心，產(chǎn)全渦流和磁滯損耗，使鐵心發(fā)熱。

●鐵心用硅鋼片沖壓而成以減少鐵損?！窬€圈做成短而粗的圓筒狀繞在骨架上以便于散熱?！耔F心端面上安裝銅制的短路環(huán)，以防止交變磁通使銜鐵產(chǎn)生強烈振動和噪聲?！駵缁⊙b置通常采用滅弧罩和滅弧柵。

直流接觸器：線圈通以直流電，主觸點接通、切斷直流主電路。

●不產(chǎn)全渦流和磁滯損耗，鐵心不發(fā)熱。

●鐵心用整塊鋼制成?！窬€圈制成長而薄的圓筒狀?！?50A以上的直流接觸器采用串聯(lián)雙繞組線圈?！駵缁⊙b置通常采用滅弧能力較強的磁吹滅弧裝置。

4.接觸器主要技術(shù)參數(shù)：接觸器極數(shù)：2P3P4P額定電壓：指主觸點的額定工作電壓交流有：127V、220V、380V、500V、660V直流有：24V、110V、220V、440V、660V額定電流：指主觸點的額定電流交流接觸器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A直流接觸器：40、80、100、150、250、400、600A線圈的額定電壓：吸引線圈正常工作的電壓值交流接觸器：36、110（127）、220、380V直流接觸器：24、48、220、440V額定通斷能力：主觸頭在規(guī)定條件下可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦?。額定操作頻率：每小時的最高操作次數(shù)。交流接觸器為600次/h，直流接觸器為1200次/h。

機械壽命（1000萬次以上）與電氣壽命（100萬次以上）線圈的起動功率和吸持功率：直流接觸器起動和吸持功率相等，交流接觸器起動功率為吸持功率的5-8倍.接觸器的使用類別使用類別：AC-AC4、DC1-DC3AC1和DC1：允許接通和分?jǐn)囝~定電流AC2和DC3：允許接通和分?jǐn)?倍額定電流AC3：允許接通6倍額定電流和分?jǐn)囝~定電流AC4：允許接通和分?jǐn)?倍額定電流見表1-9接觸器的使用類別及典型用途電流種類使用類別典型用途AC交流AC1無感或微感負(fù)載、電阻爐AC2繞線式電動機的啟動和中斷AC3籠型電動機的啟動和中斷AC4籠型電動機的啟動、反接制動、反向和點動DC直流DC1無感或微感負(fù)載、電阻爐DC3并勵電動機的啟動、反接制動、反向和點動DC5串勵電動機的啟動、反接制動、反向和點動表1-9部分CJ20系列交流接觸器主要技術(shù)數(shù)據(jù)表1-25.常用典型接觸器空氣電磁式交流接觸器：CJ20、CJ21、CJ26、CJ29、CJ35、CJ40、LC1-D、3TB、3TF等切換電容器接觸器：CJ16、CJ19、CJ41、CJX4、LC1-D等直流接觸器：CZ18、CZ21、CZ22、CZ0等CJ

20－〇

〇/〇

〇

交流設(shè)計額定電流用K表示礦用額定工作電壓(03－380V)TH(濕熱帶產(chǎn)品)接觸器序號(AC3，380V)啟動器的接觸器(06－660V；11－1140V)CZ

16－

〇

/〇

〇

直流設(shè)計額定電流常開主觸點數(shù)常閉主觸點數(shù)接觸器序號交流接觸器型號意義說明舉例：

直流接觸器型號意義說明舉例：

接觸器的圖形符號線圈KM主觸點KMKM常閉輔助觸點常開輔助觸點KM接觸器的選用原則:接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)相一致●控制交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器

●控制直流負(fù)載則選用直流接觸器主觸點的額定工作電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電壓主觸點的額定工作電流應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電流接觸器主觸點的額定工作電流是在規(guī)定條件下（額定工作電壓、使用類別、操作頻率等）能夠正常工作的電流值，當(dāng)實際使用條件不同時，這個電流值也將隨之改變

吸引線圈的額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致

●接觸器在線圈額定電壓85％及以上時應(yīng)能可靠地吸合主觸點和輔助觸點的數(shù)量應(yīng)能滿足控制系統(tǒng)的需要幾款常用接觸器第三節(jié)

繼電器繼電器是一種利用各種物理量的變化，將電量或非電量的變化轉(zhuǎn)化為電磁力或使輸出狀態(tài)發(fā)生階躍變化，從而通過其觸頭或突變量促使在同一電路或另一電路中的其他器件或裝置動作的一種控制元件。繼電器用于控制電路，流過觸點的電流小，一般不需要滅弧裝置。常用繼電器：電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時間繼電器、熱繼電器以及溫度、壓力、固態(tài)繼電器等。

一、電磁式電流、電壓及中間繼電器電磁式繼電器在結(jié)構(gòu)和工作原理上與電磁式接觸器相似，主要由電磁機構(gòu)（包括動靜鐵心、銜鐵、線圈)和觸頭系統(tǒng)組成。其結(jié)構(gòu)見右圖

123456789

10電磁式繼電器結(jié)構(gòu)圖1-靜觸點；2-動觸點；3-簧片；4-銜鐵；5-極靴；6-工作氣隙；7-反力彈簧；8-鐵軛；9-線圈；10-鐵心1.結(jié)構(gòu)、工作原理及特性

繼電特性曲線：

繼電器的重要參數(shù)：返回系數(shù)：k＝x1/

x2

●釋放彈簧的松緊程度

●鐵心與銜鐵間非磁性墊片的厚薄

吸合時間：線圈接受電信號到銜鐵完全吸合所需的時間

釋放時間：

線圈失電到銜鐵完全釋放所需的時間

x2：繼電器吸合值

x1：繼電器釋放值當(dāng)線圈通電后，線圈的激磁電流就產(chǎn)生磁場，從而產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵。一旦電磁力大于反力，銜鐵就開始運動，并帶動與之相連接的動觸點向下移動，使動觸點與其上面的動斷靜觸點分開，而與其下面的動合靜觸點吸合。若在銜鐵處于最終位置時切斷線圈的電源，磁場便逐漸消失，銜鐵會在反力的作用下，脫離極靴，并再次帶動動觸點脫離動合觸點，返回到初始位置處。接觸器與繼電器的區(qū)別繼電器：用于控制電路、電流小，沒有滅弧裝置，可在電量或非電量的作用下動作，有調(diào)節(jié)裝置。接觸器：用于主電路、電流大，有滅弧裝置，一般只能在電壓作用下動作。2.電壓繼電器

電壓繼電器：

根據(jù)輸入（線圈）電壓大小而動作的繼電器

特點：線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)、阻抗大。作用:過、欠電壓保護分類：過電壓繼電器和欠電壓繼電器過電壓繼電器：電路電壓正常時，銜鐵不吸合電路電壓高于額定電壓時，銜鐵吸合動作電壓整定范圍為(105％～115％)UN

欠電壓繼電器：電路電壓正常時，銜鐵吸合電路電壓低于額定電壓時，銜鐵釋放動作電壓整定范圍為：吸合電壓調(diào)整范圍為(30％～50％)UN

釋放電壓調(diào)整范圍為(10％～35％)UN

3.電流繼電器

電流繼電器：

根據(jù)輸入（線圈）電流大小而動作的繼電器

特點：線圈串接于電路中，導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。作用:過、欠電流保護分類：過電流繼電器、欠電流繼電器過電流繼電器：當(dāng)電路發(fā)生短路及過流時立即將電路切斷

●線圈電流小于整定電流時，繼電器不動作

●線圈電流超過整定電流時，繼電器才動作●動作電流整定范圍：交流為(110％～350％)IN，直流為(70％～300％)IN

欠電流繼電器：當(dāng)電路電流過低時立即將電路切斷

●線圈電流大于或等于整定電流時，繼電器吸合

●線圈電流低于整定電流時，繼電器釋放

●動作電流整定范圍：吸合電流為(30％～65％)IN

釋放電流為(10％～20％)IN

●一般自動復(fù)位4.中間繼電器實質(zhì)：是一種電磁式電壓繼電器，結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相同。特點：觸點數(shù)量較多。作用：在電路中起增加觸點數(shù)量和起中間放大作用。分類：直流中間繼電器、交流中間繼電器。電磁式繼電器的圖形符號欠電流線圈I<KA過電流線圈>IKA欠電壓線圈U<KA過電壓線圈>UKA

KA中間繼電器線圈動合觸點動斷觸點過流電流繼電器欠流電流繼電器電壓繼電器中間繼電器小型繼電器HH系列-2二、時間繼電器時間繼電器:從得到輸入信號開始,經(jīng)過一定的延遲后才輸出信號的繼電器.分類：按構(gòu)成原理分：電磁式電動式空氣阻尼式晶體管式數(shù)字式按延時方式分：通電延時型斷電延時型

1.直流電磁式時間繼電器１２３４帶有阻尼銅套的鐵心結(jié)構(gòu)1一鐵心2-阻尼銅套3一線圈4一絕緣層直流電磁式繼電器的鐵心上加有一個阻尼銅套，其結(jié)構(gòu)示意圖如右圖所示。它是利用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生延時的。當(dāng)繼電器線圈斷電時，磁通變化量大，銅套阻尼作用也大，使銜鐵釋放有明顯的延時作用。這種繼電器僅用作斷電延時，其延時時間較短，而且準(zhǔn)確度較低，一般只用于要求不高的場合，如電動機的延時啟動等。2.空氣阻尼式時間繼電器包括電磁機構(gòu)、工作觸點及氣室三部分，靠空氣阻尼作用實現(xiàn)延時。延時范圍較寬、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格低廉、壽命長。延時時間有0.4～180s和0.4～60s兩種規(guī)格。常用型號:JS7—A,JS23等.a)Js7一A系列時間繼電器b)a)通電延時型b)斷電延時型l一線圈2一鐵心3一銜鐵4一反作用力彈簧5一推板6一活塞桿7一杠桿8一塔形彈簧9一弱彈簧lO一橡皮膜11一空氣室壁12一活塞13一調(diào)節(jié)螺釘14—進氣孔15、16一微動開關(guān)3.電子式時間繼電器●數(shù)字計數(shù)式，包括脈沖發(fā)生器、計數(shù)器、顯示器、放大器及執(zhí)行機構(gòu)。●延時時間長、調(diào)節(jié)方便、體積小,精度高、壽命長、應(yīng)用廣。●可取代阻容式、空氣阻尼式、電動式等時間繼電器。MT5CR數(shù)字式時間繼電器ST3P系列超級時間繼電器JSZ9系列電子式式時間繼電器JSZ8系列電子式時間繼電器

電子式時間繼電器常用的有阻容式時間繼電器，利用RC電路中電容電壓不能躍變，只能按指數(shù)規(guī)律逐漸變化的原理獲得延時。只要改變充電回路的時間常數(shù)即可改變延時時間。因為調(diào)節(jié)電容比調(diào)節(jié)電阻困難，所以多用調(diào)節(jié)電阻的方式來改變延時時間。時間繼電器的圖形符號(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)線圈一般符號(b)通電延時線圈(c)斷電延時線圈(d)通電延時閉合動合（常開）觸點(e)通電延時斷開動斷（常閉）觸點（f）斷電延時斷開動合（常開）觸點（g）斷電延時閉合動斷（常閉）觸點（h）瞬動觸點KT幾款常用時間繼電器主要技術(shù)參數(shù)

1.額定工作電壓380V，額定發(fā)熱電流3A，額定控制容量100VA。

2.繼電器按其所具有延時的與不延時的觸頭組成可分為如表1所列4種型。

3.每種型號的繼電器還可分為：

按延時范圍可分0.4s～60s和0.4s～180s兩種。

按線圈的額定電壓分為：(50Hz)24、36、110、127、220、380(V)六種。4.繼電器使用的環(huán)境溫度為-25℃～+40℃。

5.當(dāng)線圈電壓為額定值85%～100%的時，繼電器能可靠工作。

6.繼電器延時時間的連續(xù)動作重復(fù)誤差≤15%。

7.允許操作頻率不大于600次/h和通電持續(xù)率為40%

8.可調(diào)節(jié)進氣孔通道的大小來得到不同的延時時間。即用螺絲刀旋轉(zhuǎn)銘牌中心之螺帽，往右旋得到的延時時間較短，反之則延時時間就長。時間繼電器DH48S系列-1一、適用范圍

引進國外技術(shù)及工藝；出口產(chǎn)品，替代進口；DIN（84*84mm）面板尺寸；延時范圍從0.01秒～99小時99分，任意預(yù)置；精度高、體積小、功耗小、性能可靠。二、主要技術(shù)參數(shù)

1.動作形式：通電延時

2.延時范圍：0.01～99.99s1s～99min99s1min～99h99min

3.設(shè)定方式：4位按鍵開關(guān)

4.重復(fù)誤差：≤1%

5.觸點數(shù)量：延時2轉(zhuǎn)換，延時1轉(zhuǎn)換（可暫停，復(fù)零控制）

6.觸點容量：AC250V3ACOSφ=1DC28V5A

9.額定電壓：AC380、220、127、110、36V50HzDC24V

10.安裝方式：面板式時間繼電器DH48S系列-2時間繼電器ST3A系列-1ST3PA型超級時間繼電器具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、延時范圍闊、延時精度高、可靠性好、壽命長等特點。適用于機床自動控制成套設(shè)備自動控制等要求高精度、高可靠性自動控制的場合作延時控制。時間繼電器ST3A系列-2三、熱繼電器熱繼電器：專門用來對連續(xù)運行的電動機進行過載及斷相保護，防止電動機過熱而燒毀的保護電器。結(jié)構(gòu)：由雙金屬片、加熱元件、動作機構(gòu)、觸點系統(tǒng)、整定調(diào)整裝置及手動復(fù)位裝置等組成。工作原理：由雙金屬片、加熱元件、動作機構(gòu)、觸點系統(tǒng)、整定調(diào)整裝置及手動復(fù)位裝置等組成。雙金屬片為溫度檢測元件，由兩種膨脹系數(shù)不同的金屬片壓焊而成，它被加熱元件加熱后，因兩層金屬片伸長率不同而彎曲。加熱元件串接在電動機定子繞組中，電動機正常運行時，熱元件產(chǎn)生的熱量不會使觸點系統(tǒng)動作；當(dāng)電動機過載，流過熱元件的電流加大，經(jīng)過一定的時間，熱元件產(chǎn)生的熱量使雙金屬片的彎曲程度超過一定值，通過導(dǎo)板推動熱繼電器的觸點動作（常開觸點閉合，常閉觸點斷開）。通常用其常閉觸點與接觸器線圈電路串聯(lián)，切斷接觸器線圈電流，使電動機主電路失電。故障排除后，手動復(fù)位熱繼電器觸點可以重新接通控制電路。雙金屬片式熱繼電器a）

外形

b）結(jié)構(gòu)圖

1-電流整定裝置2-主電路接線柱3-復(fù)位按鈕

4-常閉觸頭5-動作機構(gòu)6-熱元件31-常閉觸頭接線柱32-公共動觸頭接線柱33-常開觸頭接線柱

熱繼電器主要參數(shù)：熱繼電器額定電流：熱繼電器中可以安裝的熱元件的最大整定電流值。熱元件額定電流：熱元件的最大整定電流值。熱繼電器整定電流：熱元件能夠長期通過而不致引起熱繼電器動作的最大電流值。通常熱繼電器的整定電流是按電動機的額定電流整定的。熱繼電器整定電流調(diào)節(jié)范圍：手動調(diào)節(jié)整定電流旋鈕，通過偏心輪機構(gòu)，調(diào)整雙金屬片與導(dǎo)板的距離，能夠調(diào)節(jié)的電流整定值的范圍。相數(shù)熱繼電器圖形符號熱元件常閉觸點FRFRFRFR幾款常用熱繼電器速度繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1--轉(zhuǎn)子2—轉(zhuǎn)軸3--定子4--繞組5—擺錘6—動斷靜觸點7--動觸點8一簧片1234578四、速度繼電器轉(zhuǎn)子---圓柱形永久磁鐵，與電動機同軸連接。定子---由硅鋼片迭成籠型空心圓環(huán)套在轉(zhuǎn)子上，裝有鼠籠型短路繞組。結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子和觸頭原理：與異步電動機類似，轉(zhuǎn)子的軸與電動機同軸相連，當(dāng)電動機旋轉(zhuǎn)時，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動。在空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，切割定子繞組，在定子繞組中感應(yīng)出電流。此電流又在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使得定子隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向旋轉(zhuǎn)，和定子裝在一起的擺錘推動簧片（動觸點）動作，使常閉觸點分開，常開觸點閉合。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速低于某一值時，轉(zhuǎn)矩減小，動觸頭在簧片作用下復(fù)位。用途:主要用于鼠籠式異步電動機的反接制動控制。參數(shù)：動作轉(zhuǎn)速：>120rpm；復(fù)位轉(zhuǎn)速：<100rpm型號:JY1型和JFZ0型速度繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1--轉(zhuǎn)子2—轉(zhuǎn)軸3--定子4--繞組5—擺錘6—動斷靜觸點7--動觸點8一簧片1234578KSKS速度繼電器的圖形符號及文字符號五、固態(tài)繼電器

固態(tài)繼電器(SolidStateRelays)，簡稱“SSR”，是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點開關(guān)器件，它利用電子元器件的電、磁和光電特性完成輸入和輸出的可靠隔離，利用電子元件(如大功率三極管、功率場效應(yīng)管、單向可控硅和雙向可控硅等半導(dǎo)體器件)的開關(guān)特性，可達(dá)到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的，因此又被稱為“無觸點開關(guān)”。優(yōu)點：工作可靠、壽命長、對外界干擾小、能與邏輯電路兼容、抗干擾能力強、開關(guān)速度快、無火花、無動作噪音和使用方便等。應(yīng)用：有逐步取代傳統(tǒng)電磁繼電器的趨勢，還可應(yīng)用于計算機的輸入輸出接口、外圍和終端設(shè)備等傳統(tǒng)電磁繼電器無法應(yīng)用的領(lǐng)域。四端有源器件：兩個輸入控制端，兩個輸出受控端。施加輸入信號后，其輸出呈導(dǎo)通狀態(tài)，無信號時輸出呈阻斷狀態(tài)。組成：輸入電路、隔離（耦合）電路、輸出電路。

耐高壓的光電耦合：實現(xiàn)輸入和輸出之間的電氣隔離。直流固態(tài)繼電器：輸出采用晶體管或場效應(yīng)管。交流固態(tài)繼電器：輸出采用晶閘管（兩個可控硅或一個雙向可控硅）。主要參數(shù)：輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流、輸出漏電流等。

AC輸入輸出B

D

過零控制電路耦合電路開關(guān)電路觸發(fā)電路吸收電路

AC輸入B輸出

D

耦合電路開關(guān)電路放大單元（a）交流固體繼電器（b）直流固體繼電器

固體繼電器原理框圖常用的SSR外形示意圖

第四節(jié)主令電器用來發(fā)布命令、改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的控制電器。用于閉合或斷開控制電路，從而控制電動機的啟動、停車、制動以及調(diào)速等。可以直接作用于控制電路，也可以通過電磁式電器的轉(zhuǎn)換對電路實現(xiàn)控制。常用主令電器：控制按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器等1.控制按鈕控制按鈕結(jié)構(gòu)示意圖1—按鈕帽；2—復(fù)位彈簧；3—動觸頭；4—常閉觸頭；5—常開觸頭控制按鈕：1.結(jié)構(gòu):由按鈕帽,復(fù)位彈簧,橋式觸點和外殼組成.常態(tài)：常閉（動斷）觸點閉合，常開（動合）觸點斷開。按下：常閉（動斷）觸點斷開，常開（動合）觸點閉合。2.作用：用于遠(yuǎn)距離操作具有電磁線圈的電器，如接觸器、繼電器等3.顏色:紅色—停止;綠色—啟動4.型號:LA2、LA10、LA20等5.圖形符號常開觸頭常閉觸頭復(fù)式觸頭SB控制按鈕幾款常用按鈕2.行程開關(guān)定義：用于檢測工作機械的位置，發(fā)出命令以控制其運動方向或行程長短的控制電器。結(jié)構(gòu)：擺桿(操作機構(gòu))、觸頭系統(tǒng)和外殼。用途：控制生產(chǎn)機械的運動方向、速度、行程遠(yuǎn)近或定，可實現(xiàn)行程控制以及限位保護的控制。分類：接觸式、非接觸式，直動式、滾動式、微動式。行程開關(guān)圖形符號常閉觸點SQ復(fù)合觸點3.接近開關(guān)接近開關(guān)：(也叫無觸點行程開關(guān))電氣結(jié)構(gòu)的非接觸式行程開關(guān)：運動著的物體接近它到一定距離時，發(fā)出動作信號，從而進行相應(yīng)的操作。特點:工作可靠,壽命長,功耗低,復(fù)位定位精度高等用途：行程控制,限位保護,尺寸檢測,測速,液位控制等類型：高頻振蕩型、霍爾效應(yīng)型、電容型、光電型、電磁感應(yīng)型、超聲波型等。參數(shù)：動作距離、輸出狀態(tài)

、檢測方式、響應(yīng)頻率及輸出形式等。型號:LJ2、

LJ6、

LXJ18等符號與行程開關(guān)相同，也用SQ表示。接近開關(guān)4.萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)定義：由多組相同結(jié)構(gòu)的觸點組件疊裝而成的多回路控制電器，借助于不同形狀的凸輪使其觸點按一定的次序接通和分?jǐn)啵苻D(zhuǎn)換多種和多數(shù)量的電氣控制線路。結(jié)構(gòu)：操作機構(gòu)、定位裝置、觸頭系統(tǒng)用途：用于低壓控制電路的轉(zhuǎn)換、電測儀表的轉(zhuǎn)換、配電設(shè)備的遙控和轉(zhuǎn)換、不頻繁起停的小容量電動機控制。型號:LW5、

LW6等系列。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)幾款常用萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)5.主令控制器：用來頻繁順序切換復(fù)雜的多回路控制電路的主令電器，主要用作起重機、扎鋼機的主令控制結(jié)構(gòu)：見右圖主令控制器LK16系列主令控制器LK17系列第五節(jié)開關(guān)電器一、刀開關(guān)

作用：隔離電源，不頻繁通斷電路

分類：

按刀的級數(shù)分:單極、雙極和三極

按滅弧裝置分：帶滅弧裝置和不帶滅弧裝置

按刀的轉(zhuǎn)換方向分為：單擲和雙擲

按接線方式分為：板前接線和板后接線

按操作方式分為：手柄操作和遠(yuǎn)距離聯(lián)桿操作

按有無熔斷器分：帶熔斷器和不帶熔斷器1.開關(guān)板用刀開關(guān)（不帶熔斷器式刀開關(guān)）作用：不頻繁地手動接通、斷開電路和隔離電源用。結(jié)構(gòu)圖和符號：

QS2.帶熔斷器式刀開關(guān)——用作電源開關(guān)、隔離開關(guān)和應(yīng)急開關(guān)，并作電路保護用。3.負(fù)荷開關(guān)(1)開啟式負(fù)荷開關(guān)（膠蓋瓷底刀開關(guān)）

用途：作不頻繁帶負(fù)荷操作和短路保護用。

結(jié)構(gòu)：由刀開關(guān)和熔斷器組合成。瓷底板上裝有進線座、靜觸頭、熔絲、出線座及刀片式動觸頭，工作部分用膠木蓋罩住，以防電弧灼傷人手。

分類：單相雙極和三相三極兩種(2)封閉式負(fù)荷開關(guān)（鐵殼開關(guān)）結(jié)構(gòu):刀開關(guān),熔斷器,滅弧裝置操作機構(gòu),金屬外殼構(gòu)成。

作用：手動通斷電路及短路保護。注意事項:外殼要可靠接地,防止漏電.幾款刀開關(guān)二、組合開關(guān)組合開關(guān)HZ5系列-1HZ5系列組合開關(guān)HZ5系列開關(guān)主要用于交流50Hz，電壓380V及以下的電氣線路中作電源開關(guān)和籠型感應(yīng)電動機的起動、換向、變速開關(guān)。也可作控制線路的換接之用。組合開關(guān)HZ5系列-2組合開關(guān)HZ5B系列-1

HZ5B系列組合開關(guān)一、適用范圍

HZ5B型組合開關(guān)適用于交流50赫茲，電壓至380伏的電路中作電動機、停止、換向、變速之用。

1.海拔高度不超過2000米；

2.周圍空氣溫度不高于+40℃，不低于-25℃，24小時內(nèi)的平均溫度不超過+35℃;

3.安裝地點空氣清潔，大氣相對濕度在周圍最高溫度為40℃時不超過50%，最濕月的平均溫度25℃時月平均最大濕度為90%，并考慮到由于溫度變化發(fā)生在產(chǎn)品表面上的凝露。

組合開關(guān)HZ5B系列-2三、結(jié)構(gòu)特征1、開關(guān)按接觸系統(tǒng)節(jié)數(shù)分為1－8節(jié)、10節(jié)、共9種；2、開關(guān)按用途分為轉(zhuǎn)換電路用和直接開閉電動用兩種；3、開關(guān)按操作方式與操動器位置的組合分有9種，見表

組合開關(guān)HZ5B系列-3組合開關(guān)HZ10系列-1

HZ10系列組合開關(guān)HZ10系列組合開關(guān)(以下稱開關(guān))適用于交流50赫茲380及以下，直流220伏及以下的電氣線路中，供手動作不頻繁地接通或分?jǐn)嚯娐罚粨Q接電源或負(fù)載；測量電路之用，也可控制小容量電動機。組合開關(guān)HZ10系列-2組合開關(guān)HZ10系列-3第六節(jié)熔斷器定義：當(dāng)流過其電流值超過規(guī)定值一定時間后，以它本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化而分?jǐn)嚯娐返碾娖?。結(jié)構(gòu)：緣底座、熔體、熔斷管、填料及導(dǎo)電部件。工作原理：熔體串接在電路中，負(fù)載電流流經(jīng)熔體，當(dāng)電路發(fā)生短路或過電流時，通過熔體的電流使其發(fā)熱，從而自行熔斷而切斷電路。作用：短路和過電流保護應(yīng)用：串接于被保護電路的首端優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價格便宜，體小量輕熔斷器的保護特性（安－秒）曲線

流過熔體的電流越大，熔斷所需的時間越短。熔體的額定電流IfN是熔體長期工作而不致熔斷的電流。瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT無填料密封式RM快速熔斷器RS自恢復(fù)熔斷器分類：熔斷器圖形和文字符號瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器有填料式熔斷器無填料密封式熔斷器快速熔斷器自恢復(fù)熔斷器熔斷器的選擇：種類選擇：由負(fù)載的保護特性和短路電流的大小確定。額定電壓：大于或等于實際電路的工作電壓。額定電流：大于或等于實際電路的工作電流。熔體電流：

●對于變壓器、照明線路或電阻爐等沒有沖擊性電流的負(fù)載，熔體的額定電流應(yīng)大于或等于電路的工作電流，即IfN≥I1，式中IfN為熔體的額定電流，I1為電路的工作電流。

●保護一臺異步電動機時，考慮電動機沖擊電流的影響，熔體的額定電流IfN≥(1.5~2.5)IN，式中，IN為電動機額定電流。

●保護多臺異步電動機時，若各臺電動機不同時啟動，則

IfN≥(1.5~2.5)INmax+ΣIN，式中：INmax為容量最大的一臺電動機的額定電流，

ΣIN為其余電動機額定電流的總和。

第七節(jié)低壓斷路器定義：又稱自動空氣開關(guān)，是一種不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)載電流、電動機工作電流和過載電流，而且可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_關(guān)電器。發(fā)生嚴(yán)重的過載或短路及欠電壓等故障時能自動切斷電路，具有過電流、過載、短路、斷相、欠電壓和漏電保護功能。按用途分類：保護電動機用、保護配電線路用、保護照明線路用按結(jié)構(gòu)分類：框架式（萬能式）、塑殼式（裝置式）按極數(shù)分類：單極、雙極、三極、四極低壓斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)：觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機構(gòu)、傳動機構(gòu)。低壓斷路器機構(gòu)原理圖1．主觸頭2．自由脫扣機構(gòu)3．過電流脫扣器4．分勵脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器7．按鈕工作原理：

手動合閘后，主觸頭閉合，自由脫扣機構(gòu)