电气控制技术的发展方向：集成化（模块化）： 智能化： 信息化：网络化
电器对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用。
1. 电器就是广义的电气设备。
2. 在工业意义上，电器是指能根据特定的信号和要求，自动或手动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对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。
1. 按工作电压等级分(1) 高压电器 (2) 低压电器
2. 按动作原理分 (1) 手动电器 (2) 自动电器
3. 按用途分 (1) 控制电器 用于各种控制电路和控制系统的电器。 (2) 配电电器 用于电能输送和分配的电器。 (3) 主令电器 用于自动控制系统中发出动作指令的电器。 (4) 保护电器 用于保护电路及用电设备的电器。 (5) 执行电器 用于完成某种动作或传送功能的电器。
第1节 接 触 器(一) 结构 ：1. 电磁系统 2. 触点系统 3. 灭弧装置
接触器：用来频繁接通和分断交直流主回路和大容量控制回路。
具有欠(零)电压保护，能实现远距离控制。
主要控制对象－电动机。
(一) 结构 1. 电磁系统－电能转换为机械能2. 触点(触头)系统－接触器的执行元件
膜电阻： 是触头接触表面在大气中自然氧化而产生的氧化膜造成的。比触头本身的电阻大几十到几千倍。 收缩电阻：触头接触面不光滑，实际接触面积小于原有的可接触面积，当电流经过时，产生电流收缩现象，导致电阻增加、接触区导电性能降低。
(1) 电弧的产生： 当断路器或接触器触点切断电路时，若电路中电压超过10～20V和电流超过80~100mA，在拉开的两个触点之间将出现强烈火花，这实际上是一种气体放电的现象，通常称为“电弧”。 触点之间 撞击电离、热电子发射和热游离的结果，在两触点间呈现大量向阳极飞驰的电子流，这就是所谓的电弧。
(2) 灭弧装置：灭弧罩、灭弧栅和磁吹灭弧装置。
(一) 交流接触器 1. 电源。线圈－交流电；交变磁通穿过铁芯时，会产生涡流和磁滞损耗，导致铁芯发热。主触点－通断交流主电路 2. 灭弧装置：灭弧罩和灭弧栅
(二) 直流接触器 1. 电源。线圈－直流电；铁芯中不产生涡流和磁滞损耗，铁芯不发热。
主触点－通断直流主电路 2. 灭弧装置 灭弧较难，一般采用磁吹灭弧装置
(一) 主要技术参数 1. 额定电压 2. 额定电流 3. 线圈电压 4. 额定操作频率 5. 电寿命和机械寿命
电寿命：指接触器的主触点在额定负载条件下，所允许的极限操作次数。
机械寿命：指接触器在不需修理的条件下，所能承受的无负载操作次数。
五、接触器的选择
选型依据 主触点：额定电压、额定电流。 辅助触点：种类、数量及其额定电流。
控制线圈：电源种类、频率与额定电压。 其它：操作频繁程度、负载类型等。 具体选用方法
1. 主触点额定电流IN的选择： 额定电流应大于、等于负载电流。对于电动机负载可按下面的经验公式计算主触点电流： 2. 主触点额定电压UN的选择：应大于控制线圈的电压 3. 触点数量、种类：应满足控制要求。4. 控制线圈电压种类与电压等级：根据控制线路要求选用。
浪涌电流：是指电网中出现的短时间象“浪”一样的高电压引起的大电流。
当某些大容量的电气设备接通或断开时间，由于电网中存在电感，将在电网产生“浪涌电压”，从而引发浪涌电流。
继 电 器(Relay)1. 功能：是一种根据特定形式的输入信号而动作的自动控制电器。
2. 组成： 由承受机构、中间机构和执行机构三部分组成。
承受机构——反映继电器的输入量，并传递给中间机构，将它与预定的量(即整定值)进行比较； 中间机构——使执行机构产生输出量; 执行机构——用于控制电路的通、断。
3. 用途： 主要用于控制与保护电路中，作信号转换用。
5. 电磁式继电器主要技术参数：
(1) 跳跃性输入－输出特性(又称继电特性) x1－继电器释放值 x2－继电器吸合值
k＝x1/x2－继电器返回系数
a. 返回系数是继电器的重要系数；
b. k值可以调节，不同场合要求不同的k值。
1. 电流继电器：定义：根据输入(线圈)电流大小而动作的继电器。 特点： 线圈与负载串联－反映负载电流；线圈匝数少，导线粗；线圈通过电流时压降很小，不影响负载电流
(3) 分类：过流继电器、欠流继电器
过流继电器 a. 正常工作时电磁吸力不足以克服反力弹簧的反力，衔铁处于释放状态; b. 当电流超过某一整定值(设定值)时，衔铁动作，于是常开触点闭合，常闭触点断开。
2. 电压继电器：定义：根据输入(线圈)电压大小而动作的继电器。特点： 线圈与负载并联－反映负载电压；线圈匝数多，导线细
(3) 分类：过压继电器 欠压继电器
中间继电器 结构 是一个电压继电器，是一个转换控制信号的中间元件 特点：(1) 输入－线圈的通电信号；输出－触点的动作 (2) 触点数量较多，各触点额定电流相同
3. 功能：(1) 放大信号，增加控制电路中的控制信号； (2) 用于信号传递、联锁、转换及隔离作用。
1. 空气式时间继电器 是一种按照时间原则进行控制的继电器。有空气式、电动式、电子式等多种。(1) 组成 电磁机构、工作触点、气室(2) 工作原理 靠空气阻尼作用实现延时。(3) 分类 ：通电延时/ 断电延时
2. 电动式时间继电器(1) 组成 电动机、减速齿轮机构、电磁离合系统、执行机构。(2) 特点 延时时间长(可达数十小时)、延时精度高、结构复杂、体积大
3. 电子式时间继电器(1) 组成 脉冲发生器、计数器、数字显示器、放大器、执行机构。(2) 特点 延时时间长、调节方便、精度高
热继电器1. 用途 专门用来对连续运行的电动机进行过载保护，以防止电动机过热而烧毁。2. 结构及工作原理 有些热继电器带有断相保护装置。
3. 主要参数 热继电器额定电流、相数、热元件额定电流、整定电流、调节范围
熔 断 器
工作原理1. 功能：是一种利用熔体的熔化作用而切断电路的、最初级的保护电器; 广泛用于供电线路和电气设备的短路保护。2. 结构外壳＋熔体（芯）3. 材料 低熔点材料－铅锡合金、锌、银、铜等丝状或片状材料。4. 保护特性（安-秒特性）是指熔断体熔断电流和熔断时间的关系。熔体的额定电流：熔体长期工作而不致熔断的电流
分类及技术数据(1)额定电压 (2)熔断器额定电流 (3)熔体额定电流
熔断器的选择 种类、额定电压、熔断器额定电流、熔体额定电流
1. 选择内容(1) 种类：主要要电控系统整体设计确定。 (2) 额定电压： 熔断器的额定电压应≥实际电路的工作电压。 (3) 熔断器额定电流：所能允许的熔体最大额定电流。
(4) 熔体电流： ① 电路上、下两级都装设熔断器时：上级熔体额定电流/下级熔体额定电流≥ 1.6。 ②对于照明线路或电阻炉等没有冲击性电流的负载时: IfN≥I1，IfN熔体的额定电流，I1为电路的工作电流。 ③ 保护一台异步电动机时，考虑电动机冲击电流的影响： IfN≥（1.5～2.5）IN， IN为电动机的额定电流。 ④ 保护多台异步电动机时，若各台电动机不同时启动时：IfN≥（1.5～2.5）INmax＋∑IN 式中， INmax为容量最大的一台电动机的额定电流，∑IN为其余电动机额定电流的总和。
第4节 低压隔离器
1. 功能 也称刀开关； 在电源切除后，将线路与电源明显地隔开，以保障检修人员的安全。
2. 特点是低压电器中结构比较简单、应用十分广泛的一类手动操作电器。
3. 分类 低压刀开关、熔断器式刀开关、组合开关
熔断器式刀开关由刀开关和熔断器组成而成，兼有两者的功能－电源隔离和电路保护；可分断一定的负载电流。
组成操作手柄、触刀、触刀插座、绝缘底板等
主要技术参数 额定电压 额定电流
4. 选型依据 (1) 极数：与电源进线相数相等； (2) 额定电压：应大于所控制的线路额定电压 (2) 额定电流：应大于负载的额定电流。
二、组合开关 用途 ：可用作不频繁地接通、分断及转换交、直流电阻性负载电路；
降低容量使用时可直接启动和分断运转中的小型异步电动机。
3. 主要技术参数 额定电压、额定电流、极数等；
第6节 主令电器
1. 定义 是用来发布控制指令和改变控制系统工作状态的电器。
2. 功能 (1) 控制电力拖动系统的启动和停止； (2) 改变系统的工作状态－正、反转等。
3. 使用方式 (1) 直接作用于控制线路； (2) 通过电磁式电器的转换对电路实现间接控制。
4. 主要类型按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器、脚踏开关等
一、按 钮2. 颜色规定
⑴ “停止”和“急停”按钮－红色；
⑵ “启动”按钮－绿色；
⑶ “启动”与“停止”交替动作按钮－黑白、白色、灰色；
⑷ “点动”按钮－黑色；
⑸ “复位”按钮（如保护继电器复位按钮）－蓝色，当该按钮同时具有停止按钮时，则必须是红色。
二、行程开关(Travel Switch)
1. 功能用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行程长短。 也称位置开关。
2. 分类 ⑴ 机械结构－接触式有触点行程开关 ⑵ 电气结构－非接触式接近开关
6. 技术参数
触点的额定电压、额定电流、触点数量、机械寿命、电气寿命等。
三、凸轮控制器1. 功能 用于起重设备和其他电力拖动装置；控制电动机启动、正反转、调速和制动。2. 工作原理 在转轴上叠装不同形状的凸轮，可以使若干个触点组按规定的顺序接通或分断。
主令控制器 1. 功能 主令控制器是按照预定程序转换控制电路的主令电器。当电动机容量较大，工作繁重，操作频繁，调速性能要求较高时，往往采用主令控制器操作。
2. 结构 与凸轮控制器相似，只是触点的额定电流较小。
3. 工作原理 由主令控制器的触点控制接触器，再由接触器来控制电动机。低压电器涉及的技术领域比较广，对新技术发展较为敏感。许多新技术的发展与应用都带动了低压电器的发展。
低压电器发展的趋势： 高性能、小型化、电子化、智能化、模块化、组合化、多功能化以及可通信功能。 接近开关1. 功能
是一种无触点行程开关，可非接触检测物体的位置。
2. 特点定位精度高、操作频率快、使用寿命长、环境适应能力强
3. 分类光电开关、电感式接近开关、电容式接近开关、超声波接近开关、磁性开关、红外测距开关、激光测距开关
光电开关选型依据
(1)电源电压：通常选择传感器的电源电压和控制器一致（常用DC24V） (2)方便和控制器直接接口 (3)检测距离 (4)检测方式 (5)安装容易 (6)调整方便
电感式接近开关、1. 工作原理 (1)由LC振荡电路、信号触发器和开关放大器组成。 (2)广泛应用于对金属物体进行非接触高精度的位置检测。3. 技术参数 (1) 电源电压 (2) 消耗电流 (3) 检测距离 (4) 输出形式及状态 (5) 输出容量(带负载能力)
接近开关
电容式接近开关1. 工作原理 (1)由RC振荡电路、信号触发器和开关放大器组成。 (2)用来检测包括金属和非金属在内所有物体，其中包含有液位和流体控制。
2. 应用可以检测固体、粉末或液体状态的导电或不导电材料。可以用于塑料或玻璃等非金属材料的灌装液位监控以及计数物件的各种材料监控。
3. 技术参数(1) 电源电压 (2) 消耗电流 (3) 检测距离 (4) 输出形式及状态 (5) 输出容量(带负载能力) 超声波接近开关1. 工作原理 超声波探测原理比较简单，一般采用时间渡越法（TOF）。
3. 特点与应用(1) 可用于检测不同材料、外形、颜色或浓度的物体，具有极佳的精确性、灵活性和可靠性。
(2) 应用范围非常广泛。不管是液位测量还是高度测量，各种不同特性的物体都可检测。 (3) 可以是固体、液体、粉末，甚至上透明物体。 (4) 检测与表面的性质无关 (5) 接近开关传感器结构非常坚固，对脏物、环境光线或噪声不敏感。
固态继电器：
一概述：固体继电器简称SSR，是一种采用固体半导体元件组装而成的新颖的无触点开关。 ●可以对应高速、高频率开关 ●没有接触不良现象 ●抗干扰能力强 ●无噪音，适用于广泛的领域。
二、结构 主要由输入(控制)电路，驱动电路和输出(负载)电路三部分组成。
五、特点1. 控制功率小 2. 可靠性高3. 抗干扰能力强4. 动作快5. 寿命长6. 能承受的浪涌电流大 7. 对电源电压的适应范围广 8. 耐压水平高
电子式软启动器1. 工作原理电子式软起动器是利用电力电子技术、自动控制技术和计算机技术，将强电和弱电结合起来的控制技术。
现场总线1. 定义 现场总线是用于现场仪表与控制室之间的一种“全数字化，双向、多变量，多点多站的通信系统”。其本质含义表现在以下六个方面： 现场通信网络、现场设备互连、互操作性、分散功能模块和开放式互连网络。
2. 优点(1) 实现了全数字化通信，不同厂家产品互操作； (2) 实现了真正的分布式控制(分散式控制)： (3) 可以传送多个过程变量的同时可将仪表标识符和简单诊断信息一并传送，可以产生最先进的现场仪表，多变量变送器； (4) 提高了测试精度； (5) 增强了系统的自治性。
电气图功能 是电工领域最主要的提供信息方式。提供的信息：功能、位置、设备制造及接线等。种类：系统图与框图、电路图、接线图与接线表、功能表图、逻辑图、位置图等。
电气控制系统图 (1) 电气控制系统－ 是由电气设备及电气元件按照一定的控制要求连接而成的。 (2)电气控制系统图定义－是为表达设备电气控制系统的组成结构、工作原理及安装、调试、维修等技术要求的一种电气图。 (3) 类型：电路图(电气原理图)、电气接线图、电器元件布置图。
三种方法：查线读图法、逻辑代数分析法和过程图法。
继电接触控制线路的组成：信号(检测)元件、控制元件(逻辑运算元件)和执行元件。
信号(检测)元件－用于把控制线路以外的其他物理量(如机械位移、压力等)的变化转换为电信号用于控制。
控制元件－对信号(检测)元件的信号以及自身的触点信号进行逻辑运算，以控制执行元件按要求进行工作。控制元件包括：接触器、继电器等。
执行元件－用来操作机器的执行机构。包括：电动机、电磁离合器、电磁阀、电磁铁等。
PLC的定义：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其相关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则设计。2. 发展方向1) 方便灵活和小型化(2) 大容量和高功能化（3）机电一体化（4）通讯和网络标准化