《电气控制及PLC技术》学习笔记
本节简略介绍了常用低压电器的作用及其电气符号画法。
常用低压电器
低压电器的概念与分类
电器是指对电路进行接通、分断，对电路参数进行变换，以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装置。
低压电器通常指交流1200V以下，直流1000V以下的电器。
电器按照功能可进行如下分类：
①控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器（接触器、继电器、电动机起动器等）。
②主令电器：用于控制系统中发送动作指令的电器（按钮、行程开关、万能转换开关等）。
③保护电器：用于保护电路及用电设备的电器（熔断器、热继电器、各种保护继电器、避雷器等）。
④执行电器：用于完成某种动作或传动功能的电器（电磁铁、电磁离合器等）。
⑤配电电器：用于电能的输送和分配的电器（低压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等）。
电磁式电器
电磁式电器是依据电磁感应原理来工作的电器（接触器、电磁继电器等）。
电磁式电器由电磁机构、执行机构、灭弧装置组成。
电磁机构由固定铁心，衔铁，电磁线圈组成。执行机构就是触点，用于接通或断开被控制的电路。
工作原理为电磁线圈通电后，衔铁受到的电磁吸力大于弹力，使其发生移动，进而使触点闭合或断开。
根据原始状态（线圈未通电时的触头状态）可以将触头分为常开触头与常闭触头。
常开触头是线圈未通电时触头断开，线圈通电后触头闭合的触头，又称为动合触头。
常闭触头是线圈未通电时触头闭合，线圈通电后触头断开的触头，又称为动断触头。
接触器
接触器（KM）的作用是自动接通或断开大电流电路，它可以频繁地接通或分断直流与交流电路，实现远距离控制。
图1
接触器接线图(图片来源网络)
NO表示常开触点，NC表示常闭触点。
图2
接触器符号
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的自动电器。具有自动控制、信号传递、信号转换、信号放大、联锁、保护电力装置等作用。继电器和接触器的工作原理一样。主要区别体现在接触器的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。因此，继电器只能用于控制电路中。
①电流继电器（KA）：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。分为过电流继电器与欠电流继电器。
②电压继电器（KU）：线圈并联在电路中，匝数多，导线细。分为过电压继电器与欠电压继电器。
③中间继电器（K）：属于电压继电器，但触头数量较多，额定电流较大，可用于同时控制多条线路。
④热继电器（FR）：利用电流通过发热元件产生热量，使感测元件受热弯曲而推动执行机构动作的一种保护电器。起到过载保护作用。
热继电器有热惯性，大电流出现时它不能立即动作，不能用作短路保护。（短路保护采用熔断器）
图3
继电器符号
时间继电器主要分为通电延时与断电延时两种类型。
通电延时：线圈通电后，延时一个预定的时间段后常开触点闭合，当线圈断电时常开触点立即恢复为断开状态；
断电延时：线圈通电后常开触点立即闭合，当线圈断电时常开触点保持闭合，延时一个预定的时间段后恢复为断开状态。
图4
时间继电器符号
速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制。在电机开始制动时，形成一个电动机相序反接（俗称倒相）电路，使电动机在反接制动下停车。
图5
速度继电器
⑦除上述继电器外，还有温度继电器、压力继电器、液位继电器、光电继电器、干簧继电器、可编程通用逻辑控制继电器等。
主令电器
①控制按钮（SB）：可以实现远距离自动控制，以及控制线路的电气联锁。控制按钮一般由按钮帽、复位弹簧、触点和外壳等部分组成。②行程开关（SQ）：又称作限位开关。将机械位移转变为电信号，以控制机械运动。应用于限位保护、行程控制、自动切换等。
行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。
③万能转换开关（SA）：具有更多操作位置和触点、能够换接多个电路的一种手动控制电器。主要用于各种控制线路的转换，电压表、电流表的换相测量控制，配电装置线路的转换和遥控等。
图6
主令器件符号
万能转换开关的手柄操作位置以角度表示，触点下方的实心黑色圆圈表示对应触点闭合。
图中万能转换开关向左打45°时，触点1-2、3-4、5-6闭合，触点7-8断开；0°位置时只有触点5-6闭合，其余触点皆断开；向右打45°时，触点7-8闭合，其余断开。
刀开关
刀开关（QS）主要应用于不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源的情况。
刀开关一般与熔断器（FU）串联使用，以便在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切断电路。
低压断路器
低压断路器（QF），又称作自动空气开关，用于接通和分断负载电路，以及控制不频繁起动的电动机。低压断路器具有过载、短路、欠电压保护等多种保护功能，可以完全或部分替代闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器，是低压配电网中一种重要的保护电器。
图7
刀开关与低压断路器(a)带熔断器的刀开关 (b)低压断路器
执行电器
①电磁铁：将电流信号转换成机械位移的执行电器。
②电磁离合器：将执行机构的力矩（或功率）从主动轴一侧传到从动轴一侧。广泛用于各种机构（如机床中的传动机构和各种电动机构等），以实现快速启动、制动、正反转或调速等功能。
③电磁夹具：利用电磁原理产生磁力来夹持工件。