《电气控制与PLC》第1章

Date:2019/8/4Page:1常用低压电器第1章Date:2019/8/4Page:2常用低压电器第1章•学习情景引入：1、什么是低压电器？2、低压电器的主要部件？3、低压配电电器的主要作用是什么？4、低压控制电器的主要作用是什么？5、继电器的主要作用是什么？6、常用的无触点电器有哪些？7、控制对象电动机的工作原理Date:2019/8/4Page:3常用低压电器第1章第1章常用低压电器1.1低压电器基础1.2电磁机构及执行机构1.3低压配电电器1.4低压控制电器1.5继电器1.6无触点电器1.7电动机Date:2019/8/4Page:4常用低压电器第1章1.1低压电器基础1.1.1分类•按电器的用途分：控制电器和保护电器•按电器的动作方式分：手动电器和自动电器•按有无触点分：有触点电器和无触点电器•按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器。Date:2019/8/4Page:5常用低压电器第1章（1）额定工作电流（2）额定发热电流（3）额定封闭发热电流（4）额定持续发热电流1.1.2主要技术参数1．额定电流2．额定电压（1）额定工作电压（2）额定绝缘电压（3）额定脉冲耐受电压3．操作频率及通电持续率4．机械寿命和电气寿命Date:2019/8/4Page:6常用低压电器第1章1.1.3使用注意事项在选择时首先考虑安全原则，其次是经济性，另外，在选择低压电器时还应注意以下几点。（1）了解电器的正常工作条件（2）了解电器的主要技术性能（3）明确控制对象及使用环境（4）明确相关的技术数据Date:2019/8/4Page:7常用低压电器第1章1.1.4型号表示法特殊环境条件派生代号，用字母表示辅助规格代号，用字母表示派生代号，用一个字母表示基本规格代号，用字母表示特殊派生代号，用一个字母表示设计代号，用数字表示类组代号，最多三个字母Date:2019/8/4Page:8常用低压电器第1章1.2.1电磁机构电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。组成：电磁机构一般由铁芯、衔铁及线圈等几部分组成。原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。铁芯衔铁线圈1.2电磁机构及执行机构交流：硅钢片叠加直流：整块铸铁或铸钢直动式转动式电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈：短而粗，有骨架。直流线圈：细而长，无骨架。Date:2019/8/4Page:9常用低压电器第1章短路环——减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。衔铁铁芯线圈短路环1.2电磁机构及执行机构Date:2019/8/4Page:10常用低压电器第1章1.2.2触点系统触点系统——通过触点的开合控制电路通、断。类型材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银质材料制成桥式触点指形触点1.2电磁机构及执行机构点接触面接触Date:2019/8/4Page:11常用低压电器第1章1.2.3灭弧系统电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，即电弧。电弧的危害：延长了切断故障的时间；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；形成飞弧造成电源短路事故。灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料。1.2电磁机构及执行机构灭弧栅片触头电弧Date:2019/8/4Page:12常用低压电器第1章深圳职业学院Date:2019/8/4Page:13常用低压电器第1章1.3低压配电电器1.3.1刀开关作用：隔离电源，不频繁通断电路分类：按刀的级数分:单极、双极和三极按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置按刀的转换方向分为：单掷和双掷按接线方式分为：板前接线和板后接线按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器Date:2019/8/4Page:14常用低压电器第1章1.3.1刀开关1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。结构图和符号：1.3低压配电电器Date:2019/8/4Page:15常用低压电器第1章1.3低压配电电器1.3.1刀开关2.带熔断器式刀开关——用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。Date:2019/8/4Page:16常用低压电器第1章1.3.1刀开关3.负荷开关(1)用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。分类：单相双极和三相三极两种1.3低压配电电器Date:2019/8/4Page:17常用低压电器第1章Date:2019/8/4Page:18常用低压电器第1章1.3.1刀开关3.负荷开关(2)作用：手动通断电路及短路保护。1.3低压配电电器Date:2019/8/4Page:19常用低压电器第1章作用：短路和严重过载保护应用：串接于被保护电路的首端图形符号：分类：1.3低压配电电器1.3.2低压熔断器瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT无填料密封式RM快速熔断器RS自恢复熔断器(d)图形符号FUDate:2019/8/4Page:20常用低压电器第1章瓷插式熔断器1.3低压配电电器1.3.2低压熔断器Date:2019/8/4Page:21常用低压电器第1章1.3.2低压熔断器Date:2019/8/4Page:22常用低压电器第1章1.3.2低压熔断器Date:2019/8/4Page:23常用低压电器第1章1.3.2低压熔断器Date:2019/8/4Page:24常用低压电器第1章1.3.2低压熔断器Date:2019/8/4Page:25常用低压电器第1章1.3.2低压熔断器Date:2019/8/4Page:26常用低压电器第1章1.3.2低压熔断器1．特点及用途常用熔断器的特点及用途如表1-1所示。2．主要参数低压熔断器的主要参数如下：（1）熔断器的额定电流Ige；（2）熔体的额定电流ITe（3）熔体的熔断电流Ib（4）熔断器的断流能力IdDate:2019/8/4Page:27常用低压电器第1章1.3.2低压熔断器3．选型•熔断器的选型主要是选择熔断器的形式、额定电流、额定电压以及熔体额定电流。熔体额定电流的选择是熔断器选择的核心，其选择方法如表1-2所示。负载性质熔体额定电流（ITe）电炉和照明等电阻性负载ITe≥IN（电动机额定流）单台电动机线绕式电动机ITe≥(1～1.25)IN笼型电动机ITe≥(1.5～2.5)IN起动时间较长的某些笼型电动机ITe≥3IN连续工作制直流电动机ITe=IN反复短时工作制直流电动机ITe=1.25IN多台电动机ITe≥(1.5～2.5)INmax+IdeINmax最大一台电动机额定电流Ide其他电动机额定电流之和Date:2019/8/4Page:28常用低压电器第1章1.3.2低压熔断器4．注意事项在安装、更换熔体时，一定要切断电源，将刀开关拉开，不要带电作业，以免触电。熔体烧坏后，应换上和原来同材料、同规格的熔体，千万不要随便加粗熔体，或用不易熔断的其他金属丝去替换。Date:2019/8/4Page:29常用低压电器第1章1.3.3低压断路器功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。特点：操作安全，分断能力较高。分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）结构：触点系统、灭弧装置、保护装置、操作机构。1.3低压配电电器Date:2019/8/4Page:30常用低压电器第1章1.3.3低压断路器•2．工作原理低压断路器的工作原理如图1-8所示。图中低压断路器的3对主触点串联在被保护的三相主电路中，由于搭钩钩住弹簧，使主触点保持闭合状态。当线路正常工作时，电磁脱扣器中线圈所产生的吸力不能将它的衔铁吸合。当线路发生短路时，电磁脱扣器的吸力增加，将衔铁吸合，并撞击杠杆，把搭钩顶上去，在弹簧的作用下切断主触点，实现了短路保护。当线路上电压下降或失去电压时，欠电压脱扣器的吸力减小或失去吸力，衔铁被弹簧拉开，撞击杠杆，把搭钩顶开，切断主触点，实现了失压保护。当线路过载时，热脱扣器的双金属片受热弯曲，也把搭钩顶开，切断主触点，实现了过载保护。Date:2019/8/4Page:31常用低压电器第1章1.3.3低压断路器Date:2019/8/4Page:32常用低压电器第1章万能式低压断路器结构图1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮5.分闸按钮6.智能脱扣器7.摇匀柄插入位置8.连接/试验/分离指示1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮5.分闸按钮6.智能脱扣器7.摇匀柄插入位置8.连接/试验/分离指示Date:2019/8/4Page:33常用低压电器第1章12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器6-失压脱扣器7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器6-失压脱扣器7-按钮塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮Date:2019/8/4Page:34常用低压电器第1章12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器6-失压脱扣器7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器6-失压脱扣器7-按钮塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮线路短路或严重过载保护Date:2019/8/4Page:35常用低压电器第1章12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器6-失压脱扣器7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器6-失压脱扣器7-按钮塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮远距离跳闸，对电路不起保护作用Date:2019/8/4Page:36常用低压电器第1章12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器6-失压脱扣器7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器6-失压脱扣器7-按钮塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮线路过载保护Date:2019/8/4Page:37常用低压电器第1章12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器6-失压脱扣器7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器6-失压脱扣器7-按钮塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮电动机的失压保护Date:2019/8/4Page:38常用低压电器第1章Date:2019/8/4Page:39常用低压电器第1章1.3.4漏电保护开关漏电保护开关是一种最常用的漏电保护电器，如图1-10所示。它既能控制电路的通与断，又能保证其控制的线路或设备发生漏电或人身触电时迅速自动跳闸，切断电源，从而保证线路或设备的正常运行及人身安全。1．结构漏电保护开关由零序电流互感器、漏电脱扣器、开关装置3部分组成。零序电流互感器用于检测漏电流；漏电脱扣器将检测到的漏电流与一个预定基准值比较，从而判断漏电保护开关是否动作；开关装置通过漏电脱扣器的动作来控制被保护电路的闭合或分断。Date:2019/8/4Page:40常用低压电器第1章1.3.4漏电保护开关2．保护原理漏电保护开关的原理图如图1-11所示。正常情况下，漏电保护开关所控制的