烟机设备操作工基础知识-第四章电器基础知识完整版.docx

第四章电器基础知识第一节常用低压电器第二节变压器第三节电动机第四节电气控制基础知识第五节自动控制基础知识行程开关所控制的工作机械，通常会在运动部件上的固定位置配有特殊的 触块，它的作用是更清晰的将机械信号传递给行程开关行程开关的控制钮通常 可以直接接触到触块，局部情况下也有行程开关是由传动杆接触触块，再将机械 信号传递给控制钮的行程开关主要可以分为两个种类，直动式行程开关和旋转式行程开关行 程开关的这两个种类的基本结构相似，部件都包括操作机构、传动系统、触头系 统和外壳，其中区别是在于两种行程开关的传动系统不同直动式行程开关也叫按钮式行程开关，顾名思义它的动作原理与按钮有很 多相似之处旋转式行程开关的结构是由挡铁压动滚轮，滚轮传动杆带动转轴转 动，再以凸轮撞击撞块令触头断开和闭合，当挡铁移开后，触头在复位弹簧作用 下复位旋转式行程开关中的双滚轮式设计，是不具有自动复位功能的双滚轮 式行程开关在与触块脱离之后，不会自动复位，而是等待触块做往返运动直至再 次与滚轮接触，借助触块的外力完成复位过程常用行程开关有直动式、单轮旋转式和双轮旋转式等其图形与文字符号如 图4_1~15所不a）直动式（b）单轮旋转式（c）双轮旋转式（a）常开式（b）常闭式图4-1-15行程开关的图形与文字符号-11 、直动式行程开关结构如图4-1 -16所示，当运动机械的挡铁撞到行 程开关的顶杆1时，顶杆受压触动 使常闭触头3断开，常开触头5闭 合；顶杆上的挡铁移走后，顶杆在弹 簧2作用下复位，各触头回至原始 通断状态。

1.顶杆2.弹簧3.常闭触头4.触头弹簧5.常开触头图4-1-16直动式行程开关结构1.滚轮2.杠杆3.转轴4.凸轮5.撞块6.调节螺钉7.微动开关8.复位弹簧图4-1-17旋转式行程开关结构旋转式行程开关结构如图4-1-17所示，当 运动机械的挡铁撞到行程开关的滚轮1时，行程 开关的杠杆2连同转轴3、凸轮4 一起转动， 凸轮将撞块5压下，当撞块被压至一定位置时便 推动微动开关7动作，使常闭触头断开，常开触 头闭合；当滚轮上的挡铁移走后，复位弹簧8就 使行程开关各部件恢复到原始位置行程开关触 头图形与文字符号如图4T-18所示a )行程开关常闭触头(b )行程开关常开触头图4-1-18行程开关触头困形与文字符号行程开关选用时根据使用场合和控制对象确定行程开关种类例如当机械运 动速度不太快时通常选用一般用途的行程开关，在机床行程通过路径上不宜装直 动式行程开关而应选用凸轮轴转动式行程开关行程开关额定电压与额定电流那么 根据控制电路的电压与电流选用为克服直动式结构的缺点，常采用具有弯片状弹簧的瞬动机构的微动开关，其图形及原理如图4-1/9所示L操作钮2.弹赞3.弹簧片4.常闭触头5.常开触头6.拉钩图4-1-19微动开关的图形及原理当推杆被压下时，弹簧片发生变形，储存能量并产生位移，当到达预定的临 界点时，弹簧片连同动触点产生瞬时跳跃，从而导致电路的接通、分断或转换。

同样，减小操作力时，弹簧片释放能量并产生反向位移，当通过另一临界点时， 弹簧片向相反方向跳跃采用瞬动机构可以使开关触点的接触速度不受推杆压下 速度的影响，这样不仅可以减轻电弧对触点的烧蚀，而且也能提高触点动作的准 确性微动开关的体积小、动作灵敏，适合在小型机构中使用，但由于推杆所允 许的极限行程很小，以及开关的结构强度不高，因此在使用时必须对推杆的最大 行程在机构上加以限制，以免压坏开关七）非接触式行程开关前述行程开关和微动开关均属接触式行程开关，工作时均有挡块与推杆的机 械碰撞和触点的机械分合，在动作频繁时，容易发生故障，工作可靠性较低近 年来，随着电子器件的开展和控制装置的需要，一•些非接触式行程开关应运而生, 这类产品的特点是，当挡块运动时.，无须与开关的部件接触即可发出电信号，故 以其使用寿命长、操作频率高、动作迅速可靠而得到了广泛的应用这类开关有 接近开关、光电开关等1 .接近开关为了克服有触点行程开关可靠性较差，使用寿命短和操作频率低的缺点，采 用了无触点式行程开关，也叫电子接近开关目前晶体管无触点电子开关正获得 越来越多的应用接近开关大多由一个高频振荡器和一个整形放大器组成，接近 开关工作原理如图4-1-20所示。

振荡器振荡后，在开关的感应面上产生交变磁 场，当金属物体接近感应面时，金属体产生涡流，吸收了振荡器的能量，使振荡 器减弱以致停振振荡与停振是两种不同的状态，由整形放大器转换成二进制的 开关信号，从而到达检测位置的目的图4-1-20接近开关工作原理接近开关外形结构多种多样，电子电路装调后用环氧树脂密封，具有良好的防潮、防腐 性能它既能无接触又无压力地发出检测信号，又具有灵敏度高、频率响应快、重复定位精 度高、工作稳定可靠、使用寿命长等优点在自动控制系统中已获得广泛应用其图形与文 字符号如图4-1-21所示SQ O-/图4-1-21接近开关图形与文字符号2 .光电开关开关内部有发光及受光器件，半导体光源经脉冲调制发射出一定周期的脉冲 光，经检测物的反射或遮光后被光敏元件接收，把经过光电变换的信号进行放大、选通、检波、整形后再放大输出光电开关具有体积小、可靠性高、检测精度高、响应速度快、易与TTL及CMOS 电路兼容的优点光电开关的光源可采用红外线、可见光、光纤等，其按工作原 理分为透光型和反射型两种八）接触器接触器是一种根据外来输入信号利用电磁铁操作，频繁地接通或断开交、直 流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。

主要用于控制电动机、电焊机、电 热设备、电容器组等其工作原理为：当电磁铁线圈得电，电磁铁吸合时，带动 接触器触头闭合，使电路接通线圈失电时，电磁铁在弹簧力作用下释放，接触 器触头断开，使电路切断接触器不仅能实现远距离集中控制，而且操作频率高、控制容量大，具有低 压释放保护、工作可靠、使用寿命长和体积小等优点，是继电器一接触器控制系 统中最重要和最常用的元件之一接触器的基本参数包括：主触头的额定电压、主触头允许切断电流、触头数、 线圈电压、操作频率、机械寿命和电寿命等现代生产的接触器，其额定电流最 大可达2500A ,允许接通次数为150 ― 1500次/ h ,总寿命可到达1500万 —2000万次接触器的外形如图4-1-23所示，图形和文字符号如图4-1-24所 z5o图4-1-23接触器图4-1-23接触器主触与辅助常王口区开触点辅助常 闭触点1 .触动桥2.静触头3.衔铁4.缓冲弹簧5.电磁线圈6.铁芯7.垫苞8.触头弹簧9.灭弧罩10.触头压力簧片图4-1-25接触器结构示意图BB4-1-24接触器的图形和文字符号1 .交流接触器交流接触器常用于远距离接通或 断开电压至1140V、电流至63OA的 交流电路，以及频繁控制交流电动机。

接触器可分为两种状态，即常开状态 和常闭状态接触器一般由电磁系统、 触头系统、火弧装置、弹簧和支架底 座等局部组成（见图4-1-25）1)电磁系统交流接触器的电磁系统采用交流电磁机构，当线圈通电后，衔铁在电磁吸力的作用下，克服复位弹簧的反力与铁 芯吸合，带动触头动作，从而接通或断开相应电路线圈断电后，衔铁及触头恢 复常态2)触头系统根据用途的不同，接触器的触头可分为主触头和辅助触头主触头用来通断 电流较大的主电路，一般由3对动合触头组成；辅助触头用来通断小电流的控 制电路，由成对的动合、动断触头组成3)灭弧装置接触器通常用于通断大电流，因此，有效地灭弧是十分重要的交流接触器 通常采用电动力灭弧和灭弧栅灭弧4)其他局部包括复位弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构、接线柱和外壳等常 用的交流接触器产品：国内有N才3 (CJ46 )、CJ12、CJ10X. CJ20、CJX1、 CJX2等系列;引进国外技术生产的有B系列、3TB、3TD、LC-D等系列2 .直流接触器直流接触器主要用来远距离接通或断开电压至440V、电流至630A的直流电 路，其组成局部和工作原理与交流接触器基本相同，只是采用了直流电磁机构(为 了保证铁芯的可靠释放，常在磁路中夹有非磁性垫片以减小剩磁的影响)。

由于 直流接触器的线圈通以直流电，所以没有冲击的启动电流，也不会产生铁芯猛烈 撞击现象，因而它的寿命长，更适用于频繁启动、制动的场合目前常用的直流 接触器型号有CZO、CZ18等系列直流接触器常用纵缝和磁吹装置灭弧(图47-26 ) o隔板散热片隔板散热片(a)纵缝灭弧X X线圈的磁场 匕触动点移动速度(b)磁吹灭弧图4-1-26 直流接触器的灭通奘・（1 ）纵缝灭弧纵缝灭弧装置如图4 -1-26 （ a ）所示其原理为依靠磁场 产生的电动力将电弧拉人用耐弧材料制成的夹缝中，加快散热冷却，从而到达灭 弧目的2 ）磁吹灭弧磁吹灭弧装置如图4-1-26 （h ）所示）触头回路（主 回路）中串接有吹弧线圈（较粗的几匝导线，其间穿以铁芯增加导磁性），通电 后会产生较大的磁通触头分断的瞬间产生的电弧就是载流体，它在磁通的作用 下产生电磁力州寄电弧拉长并冷却从而灭弧由于电磁电流越大，吹弧的能力越 大，且磁吹力的方向与电流方向无关，故一般应用于直流接触器中九）继电器继电器是一种利用输人信号（电流、电压、时间、温度等）的变化来接通或 断开所控制的电路，以实现自动控制或完成保护任务的自动电器与接触器不同， 继电器主要用于反映控制信号，其触点数目多、容量小（只能通过小电流），触 点通常接在控制电路中。

继电器的种类很多，分类方法也很多，常用的分类力法有：按输人量的物理性质分为：电压继电器、电流继电器、时间继电器和温度继 电器等；按动作原理分为：电磁式继电器、干簧继电器、电动式继电器、热继电器和 电子式继电器等按动作时间分为：快速继电器、延时继电器和一般继电器按执行环节的作用原理分为：有触点继电器和无触点继电器电磁式继电器具有工作可靠、结构简单、制造方便、寿命长等一系列优点， 故在机床电气控制中应用很广，但随着科技的进步，固态继电器有逐步取代传统 电磁式继电器之势电磁式继电器有交流和直流之分，两者的主要结构和工作原理与接触器基本 相同1中间继电器中间继电器又称为辅助继电溶，它本质上是电压继电器，但它的触头较多（触 头多达6对甚至更多，触头没有主、辅之分），触头能承受的电流也较大（额 定电流5 — 10A ）,动作灵敏（动作时间小于0 . 055 ）中间继电器的主要用途是当其他继电器的触头数或触头容量不够时，可借助 中间继电器来扩大触头数或触头容量，起到中间转换的作用中间继电器的常用型号有Jzls、JZ14、Jzl7 （交流和直流）及JZ7、JZS （交流）中间继电器的图形与文字符号如图4 — 1 一 27所示2 .时间继电器图4-1-27中间继电器图形与文字符号图4-1-27中间继电器图形与文字符号时间继电器是种接收信号(线圈通电或断电)，经过一定的延时才'能输出 信〃号，实现触头延时动作的控制电器，适用于定时控制。

时间继电器的图形与 文字符号如图4-卜28所示瞬时动作的触点延时闭合的常闭触点延时闭合的常开触点延时断开的常开触点图4-1-28时间继电题图形与文字符号按延时方式分，时间继电器可分为通电延时型和断电延时型；按动作原理与 构造的不同分，时间继电器可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式等类型 (1 )空气阻尼式时间继电器空气阻尼式通电延时型时。