电气控制技术与PLC应用-1.常用低压电器

电气控制技术与PLC应用1第一篇电气控制技术①熟悉各种电器的工作原理、作用、特点、应用场所和表示符号；②掌握继电器-接触器控制电路中的基本控制环节和常用的几种自动控制方法；③学会分析较复杂的继电器-接触器控制电路；④学会设计较简单的继电器-接触器控制电路。基本要求第一章常用低压电器第二章电气控制线路的基本控制规律第三章电气控制系统分析第四章电气控制系统的设计电气控制技术与PLC应用2第一篇电气控制技术①掌握电磁式继电器与接触器的区别；②掌握三相异步电动机启动的控制电路及保护装置。③掌握互锁与连锁的控制方法；④掌握按行程和时间控制的控制方法。①时间继电器的图形符号；②连锁控制的方法与技巧；③控制电路的设计。重点难点电气控制技术与PLC应用3第一篇电气控制技术①电磁继电器接触器区别②三相异步电机启动控制③互锁与连锁的控制方法④行程和时间的控制方法熟悉原理特点和表示符号掌握基本环节和控制方法学会分析较复杂的电路学会设计较简单的电路第一章常用低压电器第二章电气控制线路的基本控制规律第三章电气控制系统分析第四章电气控制系统的设计时间继电器图形符号连锁控制方法与技巧控制电路设计按行程原则按时间原则按电流原则按速度原则控制方法应用基本要求重点难点内容电气控制技术与PLC应用4第一章常用低压电器1.1电器的功能、分类和工作原理1.2开关电器1.3熔断器1.4主令电器1.5接触器1.6继电器1.7其它控制器件主要内容：常用低压电器的结构原理、图形符号、型号规格、用途电气控制技术与PLC应用51.1电器的功能、分类和工作原理电器就是广义的电气设备在工业意义上，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、调节的电气设备。电器：一种能控制电路的设备最基本的功能——“通”“断”→“开”“关”。一、电器的功能电气控制技术与PLC应用61.1电器的功能、分类和工作原理①按电压等级分高压电器、低压(交流1200V直流1500V及其以下)电器②按控制对象分低压配电电器、低压控制电器。③按使用系统分电力系统用电器、自动化通信系统用电器、电力拖动及自动控制系统用电器；④按工作职能分手动操作电器、自动控制电器(切换、控制、保护)、其他电器(稳压与调压、起动与调速、检测与变换等)⑤按电器组合分单个电器、成套电器与自动化装置；⑥按有无触点分有触点电器、无触点电器、混合式电器；⑦按使用场合分一般工业用电器、特殊工矿用电器、农用电器、家用电器、其他场合(如航空、船舶、热带)用电器。二、电器的分类电气控制技术与PLC应用71.1电器的功能、分类和工作原理在常用低压控制电器中大部分为电磁式电器一般由两个基本部分组成：感受部分－电磁机构执行部分－触头系统三、电磁式电器的工作原理电磁式电器结构示意图4—静铁心3—动铁心5—线圈2—动合(常开)触点1—动断(常闭)触点电磁机构触头系统1、电磁式电器的基本组成电气控制技术与PLC应用81.1电器的功能、分类和工作原理电磁机构通常采用电磁铁的形式，由吸引线圈、铁心和衔铁三部分组成，其结构形式按衔铁的运动方式,一般可分为直动式和转动式(拍合式)两种。三、电磁式电器的工作原理2、电磁机构(1)电磁机构的组成电气控制技术与PLC应用91.1电器的功能、分类和工作原理直动式电磁机构示意图转动式(拍合式)电磁机构示意图三、电磁式电器的工作原理2、电磁机构1—衔铁2—铁心3—吸引线圈(1)电磁机构的组成电气控制技术与PLC应用101.1电器的功能、分类和工作原理当吸引线圈通入电流后，产生磁场；磁通经铁心、衔铁和工作气隙形成闭合回路，产生电磁吸力；衔铁在电磁吸力的作用下产生机械位移，被铁心吸合；与此同时，衔铁还要受到弹簧的拉力等与电磁吸力方向相反的反力的作用；只有当电磁吸力大于反力时，衔铁才能可靠地被铁心吸住。电磁机构的特性通常是指吸力特性和反力特性。三、电磁式电器的工作原理2、电磁机构(2)电磁机构的工作原理电气控制技术与PLC应用111.1电器的功能、分类和工作原理交流电磁机构的吸力特性①吸力特性三、电磁式电器的工作原理2、电磁机构(2)电磁机构的工作原理吸力特性是指电磁吸力与工作气隙δ之间的关系。直流电磁机构的吸力特性电气控制技术与PLC应用121.1电器的功能、分类和工作原理2—拧紧释放弹簧时的反力特性1—释放弹簧不变时的反力特性3—放松释放弹簧时的反力特性三、电磁式电器的工作原理2、电磁机构(2)电磁机构的工作原理反力特性是指电磁系统的反作用力与工作气隙δ之间的关系。②反力特性电磁机构的反力特性电气控制技术与PLC应用131.1电器的功能、分类和工作原理吸力特性和反力特性三、电磁式电器的工作原理2、电磁机构(2)电磁机构的工作原理③吸力特性和反力特性的配合1—吸合时最小吸力特性2—释放时允许最大吸力特性特性的配合电气控制技术与PLC应用141.1电器的功能、分类和工作原理1－衔铁2－铁心3－线圈4－短路环三、电磁式电器的工作原理2、电磁机构(2)电磁机构的工作原理④交流电磁机构短路环的作用交流电磁铁的短路环电气控制技术与PLC应用151.1电器的功能、分类和工作原理加短路环后的磁通和电磁吸力图三、电磁式电器的工作原理2、电磁机构(2)电磁机构的工作原理④交流电磁机构短路环的作用电气控制技术与PLC应用161.1电器的功能、分类和工作原理三、电磁式电器的工作原理3、触头系统(1)触头的结构形式和接触方式触头的结构形式桥式触头(a)(b)指形触头(c)触头的接触方式点接触(a)线接触(b)面接触(c)电气控制技术与PLC应用171.1电器的功能、分类和工作原理三、电磁式电器的工作原理3、触头系统(2)电弧的产生与灭弧装置触头分断时，在刚出现断口之际，由于两触头间距离极小，其间将形成很强的电场，使阴极中的自由电子溢出到气隙中并向阳极加速运动，这称为场致发射。在电场作用下，大量带电粒子作定向运动形成电流，于是绝缘的气体就变成了导体，致使两个触头间出现强烈的火花，这就是所谓“电弧”。是一种气体放电现象。常用的灭弧方法有:①双断口灭弧；②磁吹灭弧；③金属栅片灭弧。电气控制技术与PLC应用181.1电器的功能、分类和工作原理1—动触点2—静触点3—电弧三、电磁式电器的工作原理3、触头系统(2)电弧的产生与灭弧装置①双断口灭弧(电动力吹弧)双断口灭弧示意图电气控制技术与PLC应用191.1电器的功能、分类和工作原理磁吹灭弧示意图1－磁吹线圈2－绝缘套3－铁心4－引弧角5－导磁夹板6－灭弧罩7－动触头8－静触头三、电磁式电器的工作原理3、触头系统②磁吹灭弧(2)电弧的产生与灭弧装置电气控制技术与PLC应用201.1电器的功能、分类和工作原理金属栅片灭弧示意图1－金属栅片2－触头3－电弧三、电磁式电器的工作原理③金属栅片灭弧(2)电弧的产生与灭弧装置3、触头系统电气控制技术与PLC应用211.2开关电器刀开关又叫闸刀开关一般用于不频繁操作的低压电路中，用作接通和切断电源。有时也用来控制小容量电动机的直接起动与停机。一般与熔断器串联使用，以便在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切断电路。选用时主要考虑：①回路额定电压、②长期工作电流、③短路电流等因素。刀开关的额定电流应大于其所控制的最大负荷电流。用于直接起停3kW及以下的三相异步电动机时，刀开关的额定电流必须大于电动机额定电流的3倍。一、刀开关电气控制技术与PLC应用221、刀开关1—上胶盖2—下胶盖3—触刀座4—触刀5—瓷柄6—胶盖紧固螺帽7—出线端子8—熔丝9—触刀铰链10—瓷底座11—进线端子1－静插座2－手柄3－触刀4－铰链支座5－绝缘底板2、开起式负荷开关（胶壳开关）一、刀开关开起式负荷开关示意图刀开关结构示意图1.2开关电器电气控制技术与PLC应用233、封闭式负荷开关（铁壳开关）负荷开关外形图熔断器式刀开关结构示意图4、熔断器式刀开关一、刀开关1.2开关电器电气控制技术与PLC应用24一、刀开关1.2开关电器电气控制技术与PLC应用25二、组合开关组合开关又叫转换开关，是一种转动式的闸刀开关。主要用于：接通或切断电路、换接电源；控制小型鼠笼式三相异步电动机的起动、停止、正反转；控制局部照明；有若干个分别装于数层绝缘件内的动触片和静触片：静触片固定在绝缘垫板上；动触片装在转轴上，随转轴旋转而变更通、断位置。1.2开关电器电气控制技术与PLC应用261－触头座2－隔弧板3－静触头4－动触头5－方轴组合开关示意图二、组合开关组合开关的触头系统1.2开关电器电气控制技术与PLC应用27二、组合开关1.2开关电器电气控制技术与PLC应用28低压断路器又叫自动空气开关或自动开关。特点当电路发生短路、过载、欠电压等故障时，能够自动切断电路，起到保护作用。结构主要由触点系统、操作机构和保护元件三部分组成。原理主触点靠操作机构（手动或电动）来闭合。电磁脱扣器起短路保护和过流保护的作用。欠压脱扣器起欠压保护作用。热脱扣器起过载保护的作用。三、低压断路器1.2开关电器电气控制技术与PLC应用291—弹簧9—弹簧2—主触点3—传动杆4—锁扣5—轴7—杠杆6—电磁脱扣器8—衔铁10—衔铁11—欠压脱扣器12—双金属片13—发热元件三、低压断路器欠压脱扣器正常时，衔铁是吸住的；欠压时，衔铁释放往上而顶开锁扣。低压断路器结构示意图电磁脱扣器正常时，衔铁是释放的；短路时，衔铁往上吸而顶开锁扣。热脱扣器正常时，双金属片不弯曲；过载时，双金属片往上而顶开锁扣。1.2开关电器电气控制技术与PLC应用30三、低压断路器1.2开关电器电气控制技术与PLC应用31刀开关的图形符号低压断路器的图形符号组合开关的图形符号四、开关的图形符号1.2开关电器电气控制技术与PLC应用321.3熔断器熔断器是一种利用物质过热熔化的性质制作的保护电器。熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管或熔座两部分组成。当电路正常即电流为熔体的额定电流时，熔体长期不熔断；当电路发生短路时，熔体能在瞬间熔断。当电路发生严重过载时，熔体在较短时间内熔断；一、熔断器的结构及工作原理熔断器的安秒特性电流与熔断时间的关系曲线称为安秒特性。流过熔体的电流越大，熔断所需的时间越短。Ir为熔体的额定电流即熔体长期不熔断电流。电气控制技术与PLC应用331.3熔断器1－熔丝2－动触头3－瓷盖4－石棉带5－静触头6－瓷座瓷插式熔断器1－瓷帽2－金属管3－指示器4－熔管5－瓷套6－下接线端7－上接线端8－瓷座螺旋式熔断器①RC1A系列瓷插式熔断器②RL6系列螺旋式熔断器③RM10系列无填料封闭管式熔断器④RT12系列有填料封闭管式熔断器⑤RLS2系列螺旋式快速熔断器二、常用的熔断器电气控制技术与PLC应用341.3熔断器二、常用的熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器有填料式熔断器无填料密封式熔断器电气控制技术与PLC应用351.3熔断器二、常用的熔断器快速熔断器自恢复熔断器电气控制技术与PLC应用361.3熔断器照明等线路：一台电动机：多台电动机：4.熔断器额定电流的选择熔断器额定电流≤熔体额定电流1.类型选择2.额定电压的选择3.熔体额定电流的选择三、熔断器的选择四、熔断器的符号电气控制技术与PLC应用371.4主令电器按钮是发出控制指令和信号的电器开关，是一种手动且一般自动复位的主令电器。按钮结构示意图1－按钮帽2－复位弹簧3－动触头4－常闭触头5－常开触头一、按钮按钮的图形符号及文字符号复式触头常开触头常闭触头电气控制技术与PLC应用381.4主令电器一、按钮LA2、LA4系列按钮开关LA19系列按钮开关LA18系列按钮开关电气控制技术与PLC应用391—顶杆2—弹簧3—常闭触点4—触点弹簧5—常开触点位置开关主要用于将机械位移变为电信号，以实现对机械运动的电气控制。二、位置开关直动式行程开关示意图行程开关的符号复式触头常开触头常闭触头结构原理图外形图1、行程开关1.4主令电器电气控制技术与PLC应用40二、位置开关1、行程开关1.4主令电器电气控制技术与PL