建筑电气控制技术 第2版 教学课件 ppt 作者 马小军 建筑电气控制技术（第二版）_第1章

1、第一章 常用控制电器,第一节 概述,一、电器的定义,电器是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数以实现电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备。,简而言之：,电器就是一种能控制电的工具,二、控制电器,控制电器能对电能进行分配、控制和调节。 由控制电器组成的自动控制系统，称为继电接触控制系统。 我们通常把工作电压在1200V以下的电器称为低压电器。 控制电器主要是低压电器。,三、电器分类,控制电器的用途广泛，职能多样，因而品种规格繁多，工作原理各异，常用分类方法有：,操作方式,使用场合,原理结构,四、电器的作用,控制 保护 测量 调节 指示 转换,常用低压电器的主要种类和用途如 表1-1所示,五、电器触点,有触点电器 电器通断的执行功能由触点来实现。 无触点电器 电器通断的执行功能不是由触点结构来实现，而是根据开关元件输出信号的高低电平来实现。 混合式电器 有触点和无触点结合的电器。,在执行通断任务的转换过程中，引入转换深度的概念,式中： R DK - 断开或截止时，执行电路的电阻值 R JT - 接通或导通时，执行电路的电

2、阻值,对于有触点电器,混合电器 h 介于二者之间,对于无触点电器,感测部分,电磁机构,执行部分,触点系统,第二节 电磁式控制电器的工作原理,一、电磁机构,主要作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触点动作，接通或分断电路。 1常用的磁路结构 常用的磁路结构如图 1-1所示。 2吸引线圈 吸引线圈的作用是将电能转换成磁场能量。,衔铁沿棱角转动的拍合式铁心,衔铁沿轴转动的拍合式铁心,双E型直动式铁心,1一衔铁 2一铁心 3一吸引线圈,二、电磁吸力与吸力特性,电磁式电器是根据电磁铁的基本原理而设计，电磁吸力是影响其可靠工作的一个重要参数。,1直流电磁机构的电磁吸力特性 （二次曲线 ） 2交流电磁机构的电磁吸力特性 3反力特性,单相交流电磁机构要防止抖动,1 - 衔铁 2 - 铁芯 3 - 线圈绕组 4 - 短路环,三、电器的触点系统,触点是电器的执行部分，起接通和分断电路的作用。触点也叫触头。触点的结构形式很多，按其所控制的电路可分为主触点和辅助触点。主触点用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流；辅助触点用于接通或断开控制电路或信号电路，只能通过较小的电流。,触点按其原始状态可分为 常开触点

3、：原始状态时断开，线圈通电后闭合的触点叫常开触点； 常闭触点：原始状态时闭合，线圈通电后断开的触点叫常闭触点。 常开触点又叫动合触点； 常闭触点又叫动断触点。,主触点通常用常开触点(点); 辅助触点既可用常开触点也可用常闭触点。,动触点：随衔铁运动而运动的触点; 静触点：不作相对运动的触点。,触点按其结构形式,a. b-桥式触点 c.-指形触点,四、电弧的产生及灭弧方法,在大气中开断电路时，如果被开断电路的电流超过某一数值，开断后加在触点间隙(或称弧隙)两端电压超过某一数值时，触点间隙中就会产生电弧。 电弧实际上是触点间气体在强电场作用下产生的放电现象，产生高温并发出强光，将触点烧损，并使电路的切断时间延长，严重时会引起火灾或其他事故，因此，在电器中应采取适当措施熄灭电弧。,常用的灭弧方法,1电动力灭弧,2磁吹灭弧,1-磁吹线圈 2-绝缘套 3-铁心 4-引弧角 5-导磁夹板 6-灭弧罩 7-动触点 8-静触点,3灭弧栅,4.窄缝灭弧,第三节 接触器,接触器，是一种用来自动接通或断开大电流电路的电器。它可以频繁地接通或分断交直流电路，并可实现远距离控制。其主要控制对象是电动机，也可用于

4、电热设备、电焊机、电容器组等其它负载。它还具有低电压释放保护功能，接触器具有控制容量大、过载能力强、寿命长、设备简单经济等特点，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。,触点系统：主触点、辅助触点 常开触点（动合触点） 常闭触点（动断触点） 电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧,1结构,交流接触器,1一灭弧罩 2一触点压力弹簧片 3一主触点 4一反作用弹簧 5一线圈 6一短路环 7一静铁心 8一弹簧 9一动铁心 10一辅助常开触点 11一辅助常闭触点,交流接触器结构图,灭弧装置,2工作原理,线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触点断开，常开触点闭合；线圈电压消失，触点恢复常态。为防止铁心振动，需加短路 环。,3、接触器的符号,额定电压,127、220、380、500V,5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A,额定电流,吸引线圈额定电压,36、110（127）、220、380V,四、交流接触器的主要技术指标,根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压； 吸引线圈的额定电压应

5、与所接控制电路的额定电压等级一致； 额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。,五、接触器的使用选择原则,第四节 电磁式继电器,继电器是根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的自动电器。,继电器的种类很多，按输入信号的性质分为：电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等； 按工作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等； 按输出形式可分为：有触点和无触点两类； 按用途可分为：控制用与保护用继电器等。,继电器分类,一、电磁式继电器的结构与工作原理,继电器是一种根据特定形式的输入信号而动作的自动控制电器。 继电器的结构与接触器类似。 与接触器不同的是，继电器用于通断控制电路，因此触点容量小，无灭弧系统；其动作参数可改变（调节），全部触点接于控制电路。 工作原理也与接触器类似。,1-铁心 2-旋转棱角 3-释放弹簧 4-调节螺母 5-衔铁 6-动触点 7-静触点 8-非磁性垫片 9-线圈,二、特性及主要参数,1.特性 输入-输出特性（继电器特性曲线）,X输入量 Y输出量,X2 - 继电器吸

6、合值，欲使继电器动作，输入量需大于此值。 X1 - 继电器释放值，欲使继电器释放，输入量需小于此值。,继电器符号,2. 技术参数,返回系数-继电器释放值与吸合值的比值，即：,可调整,一般继电器是低 ，主要是避免误动作。,欠电压继电器,继电器的另一个重要参数是： 动作时间（吸合时间及释放时间），一般继电器的吸合时间与释放时间为0.050.15s，快速继电器为0.0050.05s，它的大小影响继电器的操作频率。,三、几种常用继电器,1.电压继电器 过电压继电器-吸合整定值为保护线路额定电压的1.051.2倍，利用其常闭触点切断控制电路。 欠电压继电器-释放整定值为线路额定电压的0.10.6倍，利用其常开触点切断控制电路。,线圈并联接入主电路 线圈匝数多，线径细，阻抗大,电压继电器符号,2.电流继电器 过电流继电器-吸合整定值：直流（1.14）Ie，交流（1.13.5）Ie，利用其常闭触点切断控制电路。 欠电流继电器-释放整定值：（0.10.2）Ie，利用其常开触点切断控制电路。欠电流继电器只有直流产品。,线圈串联接入主电路 线圈匝数少，线径粗，阻抗小,电流继电器符号,电流与电压继电器的区别

7、： 主要是线圈N。 电压继电器 (KA) 多 导线细 检测负载电压 并联接入电路。 电流继电器 (KI) 少 导线粗 检测负载电流 串联接入电路。,3.中间继电器 中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触点的额定电流较大。,继电器的触点最多有四对。,4.时间继电器 凡是感测元件通电或断电后，其触点要延迟一段时间才动作的电器叫做时间继电器。时间继电器在电路中起着控制时间的作用，用于继电接触控制系统中按时间参量变化规律进行控制。,常用的时间继电器的种类有： 电磁式、空气阻力式、电动机式、半导体式以及最新的数字式。,(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h),(a) 线圈一般符号 (b) 通电延时线圈 (c) 断电延时线圈 (d) 通电延时闭合动合（常开）触点 (e) 通电延时断开动断（常闭）触点 （f）断电延时断开动合（常开）触点 （g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点,延时继电器符号,图示是通电延时继电器； 线圈位置调换180度，就是断电延时继电器。,半导体时间继电器,数字式（单

8、片机控制的时间继电器）,第五节 常用非电磁类继电器,非电磁类继电器的感测元件接受非电量信号(如：温度、转速、位移及机械力等)。常用的非电磁类继电器有：热继电器、速度继电器、干簧继电器、永磁感应继电器等。,一、热继电器 (FR),热继电器主要用于电力拖动系统中电动机负载的过载保护。 继电器结构与工作原理,作用：电动机的过载保护,利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触点动作,利用电阻值随温度变化而变化的特性制成,利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作,型式：双金属片式,热敏电阻式,易熔合金式,结构：由发热元件、双金属 片和触点及动作机构 等部分组成 。,热继电器,1-热元件 2-双金属片 3-导板 4-常闭触点,双金属片式,1电流调节凸轮 2a、2b 簧片. 3 手动复位按钮 4 弓簧 5 主双金属片 6 下导板 7 上导板 8 常闭静触点 9 动触点 10 杠杆 11 复位调节螺钉 12 补偿双金属片 13 推杆 14 连杆 15 压簧,热继电器的连接,热元件串接于电动机的主电路中， 常闭触点串接于电动机的控制电路中。,热继电器动作后，必须手动复位。 热继电器的选择主要根据电动机的额定

9、电流来确定热继电器的型号。 在三相异步电动机电路中，对Y联结的电动机可选两相或三相结构的热继电器，一般采用两相结构的热继电器，即在两相主电路中串接热元件。对于三相感应电动机，定子绕组为联结的电动机必须采用带断相保护的热继电器。,使用热继电器注意事项：,二、速度继电器,速度继电器又称为反接制动继电器。它的主要用于笼型异步电动机的反接制动控制。它是靠电磁感应原理实现触点动作的。,1.电动机轴 2.转子 3.定子 4.绕组 5.定子柄 6.常开触点 7.常闭触点 8.动触点 9.簧片,干簧继电器是一种具有密封触点的非电磁式继电器。干簧继电器可以反映电压、电流、功率以及电流极性等信号，在检测、自动控制、计算机控制技术等领域中应用广泛。 干簧继电器还可以用永磁体来驱动，反映非电信号，用作限位及行程控制以及非电量检测等。主要部件为干簧继电器的干簧水位信号器，适用于工业与民用建筑中的水箱、水塔及水池等开口容器的水位控制和水位报警。,三、干簧继电器,1.舌簧片 2.线圈 3.玻璃管 4.骨架,第六节 刀开关与低压断路器,开关是最普通、使用最早的电器。其作用是分合电路、开断电流。常用的有刀开关、隔离开关、负荷开关、转换开关(组合开关)、自动空气开关(空气断路器)等。,开关有有载运行操作、无载运行操作、选择性运行操作之分；又有正面操作、侧面操作、背面操作几种；还有不带灭弧装置和带灭弧装置之分。刀口接触有面接触和线接触两种，线接触形式，刀片容易插入，接触电阻小，制造方便。开关常采用弹簧片以保证接触良好。,一、低压刀开关,刀开关是手动电器中结构最简单的一种，主要用作电源隔离开关，也可用来非频繁地接通和分断容量较小的低压配电线路。,1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）,2. 带熔断器式刀开关,3. 负荷开关 (1)开启式负荷开关,(2)封闭式负荷开关（铁壳开关）,接线时应将电源线接在上端，负载接在下端，这样拉闸后刀片与电

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