工業(yè)控制系統(tǒng)與PLC第一章常用低壓電器1.1概述1.2配電電器1.3保護(hù)電器 1.4主令電器 1.5控制電器學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握常用低壓電器的概念、用途、結(jié)構(gòu)、原理與圖形文字符號(hào)。2.了解常用低壓電器的選用方法。技能目標(biāo)：1.能識(shí)別常用的低壓電器實(shí)物與圖形文字。2.能明白常用低壓電器的結(jié)構(gòu)和原理。3.會(huì)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的低壓電器。§1.1概述低壓電器是電氣控制中的基本組成元件，隨著電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的迅猛發(fā)展，一些電器元件可能被電子線路所取代，但是由于電器元件本身也朝著新的領(lǐng)域發(fā)展(表現(xiàn)在提高元件的性能、生產(chǎn)新型的元件，實(shí)現(xiàn)機(jī)、電、儀一體化，擴(kuò)展元件的應(yīng)用范圍等)，且有些電器元件有其特殊性，故不可能完全被取代。以繼電器、接觸器為基礎(chǔ)的電氣控制技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、價(jià)格便宜的特點(diǎn)，能滿足一般生產(chǎn)工藝要求，仍廣泛運(yùn)行在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中，具有相當(dāng)重要的地位。可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController，PLC)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器、接觸器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其輸入輸出與低壓電器密切相關(guān)。凡是根據(jù)外界信號(hào)，自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)用的電氣元件或設(shè)備叫電器。§1.1.1常見的分類方式1．按工作電壓等級(jí)分2．按動(dòng)作方式分3．按執(zhí)行功能分4．按工作原理分5.按用途分1．按工作電壓等級(jí)分(1)高壓電器：用于AC1200V、DC1500V及以上電路中的電器，例如高壓隔離開關(guān)(圖a)、高壓熔斷器(圖b)等。(2)低壓電器：用于AC1200V、DC1500V及以下的電路內(nèi)起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器(簡稱電器)，例如熱繼電器(圖c)、速度繼電器(圖d)等。a.高壓隔離開關(guān)b.高壓熔斷器c.熱繼電器d.速度繼電器2．按動(dòng)作方式分(1)手動(dòng)電器：通過人的操作發(fā)出動(dòng)作指令的電器，例如刀開關(guān)(圖a)、按鈕(圖b)等。(2)自動(dòng)電器：產(chǎn)生電磁吸力而自動(dòng)完成動(dòng)作指令的電器，例如接觸器(圖c)、繼電器(圖d)、電磁閥(圖e)等。a.刀開關(guān)b.按鈕c.接觸器d.繼電器e.電磁閥3．按執(zhí)行功能分(1)有觸點(diǎn)電器。有可分?jǐn)嗟膭?dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)，并利用觸點(diǎn)的導(dǎo)通和分?jǐn)鄟砬袚Q電路。接觸器、刀開關(guān)、按鈕等。(2)無觸點(diǎn)電器。無可分?jǐn)嗟挠|點(diǎn)。僅僅利用電子元器件的開關(guān)效應(yīng)，即導(dǎo)通和截止來實(shí)現(xiàn)電路的通、斷控制。如接近開關(guān)、霍爾開關(guān)等。4．按工作原理分(1)電磁式電器。根據(jù)電磁感應(yīng)原理來動(dòng)作的電器。如交流、直流接觸器，電磁鐵等。(2)非電量控制電器。依靠外力或非電量信號(hào)(如速度、壓力等)的變化而動(dòng)作的電器。如轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)等。5.按用途分類別電器名稱用途配電電器刀開關(guān)要求：分?jǐn)嗄芰?qiáng)、限流效果好、動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好用途：主要用于低電壓供電系統(tǒng)熔斷器斷路器保護(hù)電器熱繼電器要求：具有一定的通斷能力、反應(yīng)靈敏度高、可靠性高用途：主要用于對(duì)線路和設(shè)備進(jìn)行保護(hù)電流繼電器電壓繼電器漏電保護(hù)斷路器主令電器按鈕要求：操作頻率高、抗沖擊能力強(qiáng)、電氣和機(jī)械壽命長用途：主要用于發(fā)送控制指令行程開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)主令控制器接近開關(guān)控制電器接觸器要求：一定的通斷能力、操作頻率高、電氣和機(jī)械壽命長用途：主要用于拖動(dòng)系統(tǒng)的控制時(shí)間繼電器速度繼電器壓力繼電器中間繼電器執(zhí)行電器電磁鐵主要用于執(zhí)行某種動(dòng)作和實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)功能電磁閥電磁離合器低壓配電電器是指正常或事故狀態(tài)下接通和斷開用電設(shè)備和供電電網(wǎng)所用的電器，廣泛用于電力配電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電能的輸送和分配以及系統(tǒng)的保護(hù)。這類電器一般不經(jīng)常操作，機(jī)械壽命的要求比較低，但要求動(dòng)作準(zhǔn)確迅速、工作可靠、分?jǐn)嗄芰?qiáng)，操作過電壓低、保護(hù)性能完善，動(dòng)作穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性高。常用的低壓配電電器包括開關(guān)電器和保護(hù)電器等。1.2配電電器刀開關(guān)又稱為閘刀開關(guān)，是低壓配電電器中結(jié)構(gòu)最簡單、應(yīng)用最廣泛的電器。刀開關(guān)主要用在低壓成套裝置中，作為不頻繁手動(dòng)接通和分?jǐn)嘟弧⒅绷麟娐坊蚋綦x開關(guān)用，有時(shí)也用來控制小容量電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)與停機(jī)。根據(jù)不同的工作原理、使用條件和結(jié)構(gòu)形式，刀開關(guān)及其與熔斷器組合的產(chǎn)品有刀開關(guān)和刀形轉(zhuǎn)換開關(guān)、開啟式負(fù)荷開關(guān)、封閉式負(fù)荷開關(guān)、組合開關(guān)等幾種。1.2.1刀開關(guān)1.結(jié)構(gòu)、符號(hào)和型號(hào)刀開關(guān)的典型結(jié)構(gòu)如圖所示，它由靜觸座、手柄、動(dòng)觸刀、鉸鏈支座和絕緣底板組成。刀開關(guān)按極數(shù)，分為單極、雙極和三極三種；按操作方式，分為直接手柄操作式、杠桿操作式和電動(dòng)操作式三種；按刀開關(guān)轉(zhuǎn)換方向，分為單投和雙投兩種。1.2.1刀開關(guān)1－靜插座2－手柄3－觸刀4－鉸鏈支座5－絕緣底板(a)單極

(b)雙極

(c)三極應(yīng)用范圍：HD系列刀開關(guān)主要用于交流380V、50Hz電力網(wǎng)絡(luò)中作電源隔離或電路轉(zhuǎn)換，是電力網(wǎng)絡(luò)中必不可少的電器元件，常用于低壓配電柜、配電箱、照明箱中，首先連接的是刀開關(guān)，之后再接熔斷器、斷路器、接觸器等其他電器元件，以滿足各種配電柜、配電箱的功能要求。當(dāng)?shù)堕_關(guān)后面的電器元件或電路出現(xiàn)故障時(shí)，切斷電源就靠它來實(shí)現(xiàn)，以便對(duì)設(shè)備、電器元件進(jìn)行修理更換。HS系列刀開關(guān)主要用于轉(zhuǎn)換電源，即當(dāng)一路電源不能供電，需要另一路電源供電時(shí)，它便用來進(jìn)行電路轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換開關(guān)處于中間位置，就可以起隔離作用。1.2.1刀開關(guān)3.刀開關(guān)的選擇1)應(yīng)使其額定電壓大于或等于電路的額定電壓，其額定電流大于或等于所分?jǐn)嚯娐分懈鱾€(gè)負(fù)載電流的總和。2)根據(jù)刀開關(guān)的用途和安裝位置選擇合適的型號(hào)和操作方式。3)根據(jù)刀開關(guān)的作用和裝置的安裝形式來選擇是否帶滅弧裝置，以及選擇是正面、背面，還是側(cè)面操作形式。4.注意事項(xiàng)：1)當(dāng)?shù)堕_關(guān)當(dāng)作隔離開關(guān)使用時(shí)，合閘順序是：先合上刀開關(guān)，再合上其他用于控制負(fù)載的開關(guān)電器。分閘順序則相反，控制負(fù)載的開關(guān)電器要先分閘。2)嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書規(guī)定的分?jǐn)嗄芰矸謹(jǐn)嘭?fù)載。3)若是多極開關(guān)，則應(yīng)保證各極動(dòng)作的同步，并且接觸良好。4)刀開關(guān)未安裝在封閉的箱內(nèi)，則應(yīng)經(jīng)常檢查。1.2.1刀開關(guān)

組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，是刀開關(guān)的另一種形式，不同之處在于它的操作手柄不是上下操作，而是左右旋轉(zhuǎn)的。在設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)中，一般用做電源引入開關(guān)或電路功能切換開關(guān)，也可直接用于控制小容量交流電動(dòng)機(jī)的不頻繁操作。1.2.2組合開關(guān)組合開關(guān)有單極、雙極和三極之分，由若干個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)及靜觸點(diǎn)分別裝在數(shù)層絕緣層內(nèi)組成。動(dòng)觸點(diǎn)隨手柄旋轉(zhuǎn)而改變其通斷位置，頂蓋部分由凸輪、扭簧及手柄等零件構(gòu)成操作機(jī)構(gòu)，由于該機(jī)構(gòu)采用了扭簧儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)，從而能快速閉合及分?jǐn)嚅_關(guān)，使開關(guān)閉合和分?jǐn)嗟乃俣扰c手動(dòng)操作無關(guān)，提高了產(chǎn)品的通斷能力。1.2.2組合開關(guān)組合開關(guān)的選擇

選用組合開關(guān)主要考慮電源的種類、電壓等級(jí)、所需觸點(diǎn)數(shù)及電動(dòng)機(jī)的功率等因素。1)當(dāng)用于照明或電熱電路時(shí)，組合開關(guān)的額定電流應(yīng)等于或大于被控制電路中各負(fù)載電流的總和。2)當(dāng)用于電動(dòng)機(jī)電路時(shí)，組合開關(guān)的額定電流應(yīng)取電動(dòng)機(jī)額定電流1.5倍，組合開關(guān)的通斷能力較低，不能用來分?jǐn)喙收想娏鳌?)當(dāng)用于控制異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)時(shí)，必須在電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)后才能反向啟動(dòng)，且每小時(shí)的接通次數(shù)最多不能超過20次。

低壓斷路器又稱為自動(dòng)空氣開關(guān)，它集控制與保護(hù)功能于一體，相當(dāng)于刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合。用于不頻繁地接通和斷開電路，以及控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。當(dāng)電路中發(fā)生嚴(yán)重過載、短路及失電壓等故障時(shí)，能自動(dòng)切斷故障電路，有效地保護(hù)電氣設(shè)備。其符號(hào)見下圖a，實(shí)物照片見下圖b。1.2.3低壓斷路器a.電器符號(hào)b.實(shí)物照片1.2.3低壓斷路器低壓斷路器的結(jié)構(gòu)：低壓斷路器主要由觸頭、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、滅弧裝置等組成。操作機(jī)構(gòu)有直接手柄操作、杠桿操作、電磁鐵操作和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)4種。脫扣器又分電磁脫扣器、熱脫扣器、復(fù)式脫扣器、欠電壓脫扣器、分勵(lì)脫扣器等5種。1-主觸頭2-自由脫扣機(jī)構(gòu)3-過電流脫扣器4-分勵(lì)脫扣器5-熱脫扣器6-失壓脫扣器7-按鈕1.2.3低壓斷路器1-主觸頭

2-自由脫扣機(jī)構(gòu)

3-過電流脫扣器4-分勵(lì)脫扣器5-熱脫扣器

6-失壓脫扣器

7-按鈕1.2.3低壓斷路器低壓斷路器的選擇：低壓斷路器的選用時(shí)主要考慮額定電壓、額定電流、脫扣器整定電流和分勵(lì)、欠壓脫扣器的電壓電流等參數(shù)，具體原則如下：(1)額定工作電壓和額定電流應(yīng)分別不低于線路設(shè)備的正常額定工作電壓和工作電流或計(jì)算電流。斷路器的額定工作電壓與通斷能力及使用類別有關(guān)，同一臺(tái)斷路器產(chǎn)品可以有幾個(gè)額定工作電壓和相對(duì)應(yīng)的通斷能力使用類別。(2)低壓斷路器的熱脫扣器的整定電流應(yīng)等于所控制負(fù)載的額定電流。(3)低壓斷路器的過載脫扣整定電流與所控制的電動(dòng)機(jī)的額定電流或負(fù)載額定電流一致。(4)低壓斷路器的額定短路通斷能力大于或等于電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。(5)低壓斷路器的欠電壓脫扣器額定電壓等于電路額定電壓。(6)低壓斷路器類型應(yīng)根據(jù)電路的額定電流及保護(hù)的要求進(jìn)行選擇。1.2.4智能斷路器智能斷路器則是采用了以微處理器或單片機(jī)為核心的智能控制器（智能脫扣器）。它不僅具備普通斷路器的各種保護(hù)功能，同時(shí)還具備定時(shí)顯示電路中的各種電器參數(shù)（電流、電壓、功率、功率因數(shù)等），對(duì)電路進(jìn)行在線監(jiān)視、自行調(diào)節(jié)、測(cè)量、試驗(yàn)、自診斷、可通信等功能，還能夠?qū)Ω鞣N保護(hù)功能的動(dòng)作參數(shù)進(jìn)行顯示、設(shè)定和修改，保護(hù)電路動(dòng)作時(shí)的故障參數(shù)能夠存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器中以便查詢。1.2.4智能斷路器智能斷路器的特點(diǎn)：(1)以塑料絕緣體作殼體，將導(dǎo)體之間以及接地部分有效隔離。確保智能斷路器的安全性。

(2)擁有多種保護(hù)功能，在電源電路或者電氣設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重過載、短路、缺相、過/欠電壓等故障情況，智能斷路器可以對(duì)電源電路、電氣設(shè)備提供保護(hù)的功能。

(3)具有智能操作的功能，能根據(jù)電網(wǎng)信息和操作信號(hào)，自動(dòng)識(shí)別操作時(shí)智能斷路器所處的電網(wǎng)工作狀態(tài)，從而對(duì)內(nèi)部的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)發(fā)出不同的控制信號(hào)來調(diào)整操動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù)，來獲得與當(dāng)前系統(tǒng)工作狀態(tài)相適應(yīng)的特性，然后使智能斷路器能夠發(fā)揮其作用，進(jìn)行相關(guān)的保護(hù)動(dòng)作。(4)操作簡單，安裝方便，具有自動(dòng)操作和人工操作兩個(gè)操作裝置，在故障發(fā)生時(shí)，自動(dòng)跳閘，起到保護(hù)的作用。1.2.5熔斷器

熔斷器是一種在電流超過額定值一定時(shí)間后，以它本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化而分?jǐn)嚯娐返碾娖鳌Ｈ蹟嗥鲝V泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)及用電設(shè)備中作短路和過電流保護(hù)。常用的熔斷器有瓷插式熔斷器、螺旋式熔斷器、無填料封閉管式熔斷器和有填料封閉管式熔斷器。（a）-瓷插式熔斷器；（b）-螺旋式熔斷器；（c）-無填料封閉管式熔斷器；（d）-有填料封閉管式熔斷器；（e）-熔斷器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)1.2.5熔斷器熔斷器的工作原理：熔斷時(shí)間與通過低壓熔斷器使之熔斷的電流之間的關(guān)系曲線，稱為低壓熔斷器的保護(hù)特性曲線，也稱為安秒特性曲線。低壓熔斷器的熔斷時(shí)間隨著電流的增大而減小，即低壓熔斷器通過的電流越大，熔斷時(shí)間越短、熔化越快。同一電流通過不同額定電流的熔體時(shí)，額定電流小的熔體先熔斷。為了保證幾級(jí)低壓熔斷器的選擇性熔斷，應(yīng)根據(jù)它們的保護(hù)特性曲線檢查熔斷時(shí)間，并注意上下級(jí)低壓熔斷器之間的配合。圖1安秒特性曲線1.2.5熔斷器熔斷器的選用：熔斷器用于不同性質(zhì)的負(fù)載,其熔體額定電流的選用方法也不同。1.熔斷器類型應(yīng)根據(jù)電路的要求、使用場(chǎng)合和安裝條件選擇；額定電壓應(yīng)大于或等于電路的工作電壓；額定電流必須大于或等于所裝熔體的額定電流。2.對(duì)于電爐、照明等電阻性負(fù)載的短路保護(hù),熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流。3.在配電系統(tǒng)中，通常有多級(jí)熔斷器保護(hù)，發(fā)生短路故障時(shí)，遠(yuǎn)離電源端（靠近負(fù)載端)的前級(jí)熔斷器應(yīng)先熔斷。所以一般后一級(jí)熔體的額定電流比前一級(jí)熔體的額定電流至少大一個(gè)等級(jí),以防止熔斷器越級(jí)熔斷而擴(kuò)大停電范圍。1.2.5熔斷器熔斷器的選擇：保護(hù)單臺(tái)籠型交流異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，考慮到電動(dòng)機(jī)受起動(dòng)電流的沖擊，可按下式選擇:IRN=(1.5~2.5)IN(1-1)式中,IRN為熔體的額定電流（A);IN為電動(dòng)機(jī)的額定電流（A)。保護(hù)多臺(tái)籠型交流異步電動(dòng)機(jī),可按下式選擇:IRN=(1.5~2.5)INmax+∑IN(1-2)式中，INmax為容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流（A);∑IN為其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和（A)。1.3保護(hù)電器繼電器是一種根據(jù)電量（電壓，電流）或非電量（熱量、時(shí)間、轉(zhuǎn)速、壓力等）的變化使觸點(diǎn)動(dòng)作，接通或斷開控制電路，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)電氣設(shè)備的電器。其種類很多，有電磁式繼電器、熱繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器等類型。1.3.1電壓、電流繼電器1.3.1電壓、電流繼電器電磁式繼電器是以電磁力為驅(qū)動(dòng)力的繼電器，是控制電路中用得最多的繼電器。電磁式繼電器具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、使用維護(hù)方便、觸點(diǎn)容量小（一般在2A以下），觸點(diǎn)數(shù)量多且無主輔之分，無滅弧裝置、體積小、動(dòng)作迅速準(zhǔn)確、控制靈敏可靠等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于低壓控制系統(tǒng)中。常用的電磁式繼電器有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器以及各種小型通用繼電器等。1—底座；2—反力彈簧；3、4—調(diào)節(jié)螺釘；5—非磁性墊片；6—銜鐵；7—鐵芯；8—電磁線圈；9—觸點(diǎn)；電磁式繼電器結(jié)構(gòu)1.3.1電壓、電流繼電器中間繼電器

中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器，通常用來傳遞信號(hào)和同時(shí)控制多個(gè)電路，也可用來直接控制小容量電動(dòng)機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。電壓繼電器

電壓繼電器的動(dòng)作與線圈所加電壓大小有關(guān)，使用時(shí)與負(fù)載并聯(lián)。電壓繼電器的線圈匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)、阻抗大。電壓繼電器又分為過電壓繼電器、欠電壓繼電器和零電壓繼電器。電流繼電器

電流繼電器的動(dòng)作與線圈通過電流的大小有關(guān)，使用時(shí)與負(fù)載串聯(lián)。電流繼電器的線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗、阻抗小。電流繼電器又分為過電流繼電器和欠電流繼電器。電壓繼電器符號(hào)電流繼電器符號(hào)中間繼電器符號(hào)1.3.1電壓、電流繼電器過電流繼電器：正常時(shí)，釋放。過電流時(shí)，吸合。欠電流繼電器：正常時(shí)，吸合。欠電流時(shí)，釋放。。過電壓繼電器：正常時(shí)，釋放。過電壓時(shí)，吸合。欠電壓繼電器：正常時(shí)，吸合。欠電壓時(shí)，釋放。零電壓繼電器：實(shí)質(zhì)就是欠電壓繼電器，不同的是釋放電壓值更低。1.3.2熱繼電器

熱繼電器是利用感溫元件受熱而動(dòng)作的一種繼電器，它主要用來保護(hù)電動(dòng)機(jī)或其他負(fù)載免于過載。熱繼電器符號(hào)熱繼電器結(jié)構(gòu)熱繼電器外觀1.3.2熱繼電器帶斷相保護(hù)的熱繼電器是三相熱繼電器，即有三個(gè)熱元件，分別接于三相電路中，導(dǎo)板采用差動(dòng)式斷相保護(hù)機(jī)構(gòu)，如圖1所示。a）通電前b）兩相正常通電c）三相均過載d）C相斷線1—上導(dǎo)板2—下導(dǎo)板3—雙金屬片4—?jiǎng)訑嘤|點(diǎn)5—杠桿圖1差動(dòng)式斷相保護(hù)機(jī)構(gòu)的工作原理1.3.2熱繼電器熱繼電器需要注意以下幾個(gè)問題：(1)為了正確地反映電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱，在選擇熱繼電器時(shí)應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臒嵩魺嵩念~定電流與電動(dòng)機(jī)的額定電流值相等，則繼電器便能準(zhǔn)確地反映電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱，同一種熱繼電器有許多種規(guī)模的熱元件。(2)注意熱繼電器所處的周圍環(huán)境溫度，應(yīng)保證它與電動(dòng)機(jī)有相同的散熱條件，特別是有溫度補(bǔ)償裝置的熱繼電器。(3)由于熱繼電器有熱慣性，大電流出現(xiàn)時(shí)它不能立即動(dòng)作，故熱繼電器不能用于短路保護(hù)。(4)用熱繼電器保護(hù)三相異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，至少需要采用有兩個(gè)熱元件的熱繼電器，以便在不正常的工作狀態(tài)下，也可對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)。例如，電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行時(shí)，至少有一個(gè)熱元件能起作用。當(dāng)然，最好采用有三個(gè)熱元件帶缺相保護(hù)的熱繼電器。1.3.3漏電保護(hù)器漏電保護(hù)器是最常用的一種漏電保護(hù)電器。當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)發(fā)生人身觸電或設(shè)備漏電時(shí)，漏電保護(hù)器能迅速自動(dòng)切斷電源，從而避免造成事故。漏電保護(hù)器按其檢測(cè)故障信號(hào)的不同可分為電壓型和電流型。

漏電保護(hù)器一般由3個(gè)主要部件組成。一是檢測(cè)漏電流大小的零序電流互感器；二是能將檢測(cè)到的漏電流與一個(gè)預(yù)定基準(zhǔn)值相比較，從而判斷是否動(dòng)作的漏電脫扣器；三是受漏電脫扣器控制的能接通、分?jǐn)啾槐Ｗo(hù)電路的開關(guān)裝置。1.3.3漏電保護(hù)器1-電源變壓器；2-主開關(guān)；3-試驗(yàn)回路；4-零序電流互感器；5-電磁式漏電脫扣器電磁式漏電保護(hù)器的保護(hù)原理：

當(dāng)電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，不論三相負(fù)載是否平衡，通過零序電流互感器主電路的三相電流的相量和等于零，因此，其二次繞組中無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，漏電保護(hù)器也工作于閉合狀態(tài)。一旦電網(wǎng)中發(fā)生漏電或觸電事故，上述三相電流的相量和不再等于零，因?yàn)橛新╇娀蛴|電電流通過人體和大地而返回變壓器中性點(diǎn)。于是，互感器二次繞組中便產(chǎn)生感應(yīng)電壓加到漏電脫扣器上。當(dāng)達(dá)到額定漏電動(dòng)作電流時(shí)，漏電脫扣器就動(dòng)作，推動(dòng)開關(guān)裝置的鎖扣，使開關(guān)打開，分?jǐn)嘀麟娐贰ｋ姶攀诫娏餍吐╇姳Ｗo(hù)器工作原理1.3.3漏電保護(hù)器電子式漏電保護(hù)器的保護(hù)原理：通過電路中的電感線圈檢測(cè)電流和電壓的差異，一旦檢測(cè)到電路中的漏電流超過設(shè)定值，保護(hù)器就會(huì)迅速切斷電路，起到保護(hù)人身安全和電氣設(shè)備的作用。1-電源變壓器；2-主開關(guān)；3試驗(yàn)回路；4-零序電流互感器；5-壓敏電阻；6-電子放大器；7-晶閘管；8-脫扣器電子式電流型漏電保護(hù)器工作原理1.4主令電器電氣控制系統(tǒng)中用于發(fā)送控制指令的電器稱為主令電器。常用的主令電器有控制按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、凸輪控制器、主令控制器等。1.4.1控制按鈕控制按鈕是發(fā)出控制指令和信號(hào)的電器開關(guān)，是一種手動(dòng)且一般能自動(dòng)復(fù)位的主令電器。控制按鈕主要用于遠(yuǎn)距離操作繼電器、接觸器接通或斷開，從而控制電動(dòng)機(jī)或其他電氣設(shè)備的運(yùn)行。控制按鈕的觸點(diǎn)分常閉（動(dòng)斷）觸點(diǎn)和常開（動(dòng)合）觸點(diǎn)兩種。復(fù)合觸點(diǎn)按鈕按下，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合。按鈕結(jié)構(gòu)按鈕外形文字和符號(hào)1.4.1控制按鈕顏色含義典型應(yīng)用紅色危險(xiǎn)情況下的操作緊急停止停止或者分?jǐn)嗤Ｖ挂慌_(tái)成多臺(tái)電機(jī),停止一臺(tái)機(jī)器的一部分,使電器元件失電黃色應(yīng)急或者干預(yù)抑制不正常情況成中斷不理想的工作周期綠色啟動(dòng)或接通啟動(dòng)一臺(tái)或多臺(tái)電動(dòng)機(jī),啟動(dòng)一臺(tái)機(jī)器的一部分,使電器元件得電藍(lán)色上述顏色中未包括的任一種功能

黑色灰色白色無專門指定功能可用于停止和分?jǐn)嗌鲜鲆酝獾娜魏吻闆r1.4.2行程開關(guān)行程開關(guān)用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝在生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的撞塊撞擊行程開關(guān)時(shí)，行程開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械中，用于控制其行程、進(jìn)行終端的限位保護(hù)等。行程開關(guān)的符號(hào)1.4.2行程開關(guān)

直動(dòng)式行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)和外觀圖滾輪式行程開關(guān)當(dāng)被控機(jī)械上的撞塊從右撞擊帶有滾輪的撞桿時(shí)，上轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)向左邊，橫板右邊被壓下，觸點(diǎn)迅速動(dòng)作。當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)械返回時(shí)，在彈簧的作用下，各部分復(fù)位。直動(dòng)式行程開關(guān)動(dòng)作原理與按鈕相同，但其觸點(diǎn)的分合速度取決于生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)行速度，因此不宜用于速度低于0.4m/min的場(chǎng)合。微動(dòng)式行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)和外觀圖微動(dòng)式行程開關(guān)微動(dòng)開關(guān)是具有微小接點(diǎn)間隔和快動(dòng)機(jī)構(gòu)，用規(guī)定的行程和規(guī)定的力進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作的接點(diǎn)機(jī)構(gòu)，用外殼覆蓋，其外部有驅(qū)動(dòng)桿的一種開關(guān)，因?yàn)槠溟_關(guān)的觸點(diǎn)間距比較小，故名微動(dòng)開關(guān)，又叫靈敏開關(guān)。滾輪式行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)和外觀圖1.4.3接近開關(guān)接近開關(guān)是一種無接觸式物體檢測(cè)裝置，也就是某一物體接近某一信號(hào)機(jī)構(gòu)時(shí)，信號(hào)機(jī)構(gòu)發(fā)出動(dòng)作指令的開關(guān)。它可以代替有觸頭行程開關(guān)來完成行程控制和限位保護(hù)。另外，接近開關(guān)還可用做高頻計(jì)數(shù)、測(cè)速、液位控制、零件尺寸檢測(cè)、加工程序的自動(dòng)銜接等的非接觸式開關(guān)。接近開關(guān)結(jié)構(gòu)圖接近開關(guān)符號(hào)接近開關(guān)外觀1.4.3接近開關(guān)接近開關(guān)的選擇：（1）接近開關(guān)類型的選擇，檢測(cè)金屬的首先選用電感式，檢測(cè)非金屬時(shí)優(yōu)先選用電容式，檢測(cè)磁信號(hào)的選用磁感式。（2）接近開關(guān)外觀的選擇，一般常選用圓柱螺紋形狀，可根據(jù)實(shí)際需要來選擇。（3）檢測(cè)距離的選擇，根據(jù)需要選用，一般廠家說明書上都會(huì)注明檢測(cè)距離。（4）信號(hào)的輸出選擇，交流接近開關(guān)輸出交流信號(hào)，而直流接近開關(guān)輸出直流信號(hào)。特別注意：負(fù)載的電流一定要小于接近開關(guān)的輸出電流，否則應(yīng)添加轉(zhuǎn)換電路。（5）開關(guān)頻率的選擇，開關(guān)頻率指接近開關(guān)每秒從“開”到“關(guān)”轉(zhuǎn)換的次數(shù)。直流接近開關(guān)可達(dá)到200Hz，交流接近開關(guān)只能達(dá)到25Hz。（6）額定電壓的選擇，交流接近開關(guān)優(yōu)選AC220V和AC36V；直流接近開關(guān)優(yōu)選DC12V和DC24V。一般情況下，接近開關(guān)的電壓選擇范圍很廣。1.4.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多操作位置，可以控制多個(gè)回路的主令電器，常用于控制電路發(fā)布控制指令或用于遠(yuǎn)距離控制，也可作為電壓表、電流表的換相開關(guān)，或作為小容量電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和換向控制。專門用于小容量電動(dòng)機(jī)正反向控制的轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱為倒順開關(guān)。由于轉(zhuǎn)換開關(guān)換接電路多，用途廣泛，故又稱為萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)外觀圖和結(jié)構(gòu)圖1.4.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)各擋位電路通斷狀況表示有兩種方法：一種是圖形表示法，另一種是表格表示法。圖形符號(hào)中每一橫線代表一路觸點(diǎn),而用豎的虛線代表手柄的位置。哪一路接通就在代表該位置的虛線下面用黑點(diǎn)表示。觸點(diǎn)通斷也可用通斷表來表示，如圖表所示。觸頭號(hào)1231-2

+3-4++

5-6+

+7-8

+

1.4.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能開關(guān)的選擇：萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要根據(jù)用途、接線方式、所需觸頭擋數(shù)和額定電流來選擇。(1)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的安裝位置應(yīng)與其他電器元件或機(jī)床的金屬部件有一定的間隙，以免在通斷過程中因電弧噴出而發(fā)生對(duì)地短路故障。(2)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)一般應(yīng)水平安裝在屏板上，但也可以傾斜或垂直安裝。(3)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的通斷能力不高，當(dāng)用來控制電動(dòng)機(jī)時(shí)，LW5系列只能控制5.5kW以下的小容量電動(dòng)機(jī)。若用以控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，則只有在電動(dòng)機(jī)停止后才能反向起動(dòng)(4)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)本身不帶保護(hù)，使用時(shí)必須與其他電器配合。(5)當(dāng)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)有故障時(shí)，必須立即切斷電路，檢查有無妨礙可動(dòng)部分正常轉(zhuǎn)動(dòng)的故障，檢查彈簧有無變形或失效，觸頭工作狀態(tài)和觸頭狀況是否正常等。1.4.5主令控制器和凸輪控制器主令控制器可用來頻繁地按預(yù)定順序切換多個(gè)控制電路。主令控制器是按照預(yù)定程序控制電路的主令電器，主要用于按照預(yù)定程序分合觸頭，向控制系統(tǒng)發(fā)出指令，通過接觸器控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，調(diào)速、制動(dòng)及反接制動(dòng)等，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)控制電路的連鎖。它通過觸頭接通或斷開接觸器線圈電源，并不直接控制電動(dòng)機(jī)。主令控制器外觀圖和結(jié)構(gòu)圖1.4.5主令控制器和凸輪控制器主令控制器的工作原理：當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方軸時(shí)，凸輪塊隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)凸輪塊的凸起部分轉(zhuǎn)到與小輪接觸時(shí)，推動(dòng)支架向外張開，使動(dòng)觸點(diǎn)離開靜觸點(diǎn)，將被控回路斷開。當(dāng)凸輪塊的凹陷部分與小輪接觸時(shí)，支架在復(fù)位彈簧作用下復(fù)位，使動(dòng)觸點(diǎn)閉合，從而接通被控回路。安裝一串不同形狀的凸輪塊，可使觸頭按一定順序閉合與斷開,以獲得按一定順序進(jìn)行控制的電路。

凸輪控制器是一種大型的手動(dòng)控制器，主要用于起重設(shè)備中來直接控制中小型繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)，也適用于有相同要求的其他電力拖動(dòng)