低压电气基础

低压元器件及低压电气基础知识培训培训重点：•1．熟悉常用低压电器的种类、结构特点及应用场合；•2．熟悉常用低压电器的选用及电气符号；•3.了解常用传感器的种类及应用场合；目录电气常识传感器介绍低压元件介绍典型电气元件故障电气常用工具教学过程•低压电的定义：•交流电压工作于50Hz或者60Hz、额定电压1200V及以下、或者直流电压15O0V及以下。•安全电压的定义：•指不致使人直接致死或致残的电压。一般环境条件下允许持续接触的“安全特低电压”是不高于36V。•低压电器定义：•一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对额定电压1200V及以下、或者直流电压15O0V及以下电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备。电气元件本节我们主要讲解电气控制回路中常用的一些电气元件，通过了解它们在回路中的作用，元件结构，工作原理来掌握它们平时运行的情况。低压元件课程大纲中间继电器热继电器指示灯行程开关低压元件•常用电气元件低压元件—断路器1、断路器1.1断路器图片：低压元件—断路器1.2断路器的作用：低压断路器又叫自动空气开关，既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载和短路保护的电器。可用来分配电能，不频繁地启动异步电机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或短路及欠电压等故障时能自动切断电路。过载短路剩余电流动作隔离低压元件—断路器1.3断路器的原理:1-弹簧2-主触头3-锁链4-自由脱扣器5-过电流脱扣器6-过载脱扣器7-欠电压脱扣器8-分励脱扣器1.当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器5的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。2.当电路过载时，过载脱扣器6的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。3.当电路欠电压时，欠电压脱扣器7的衔铁释放。也使自由脱扣机构动作。4.分励脱扣器8则作为远距离控制用，在正常工作时，其线圈是断电的，在需要距离控制时，按下起动按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构动作，使主触点断开。低压元件—断路器1.4断路器符号和型号：1)文字符号：QF2)图形符号：QFQF单极三极低压元件—断路器3）型号分类按电流分类：6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、63A按极数分类：1P、2P、1P+N、3P、4P、3P+N按剩余电流动作分类：0.03A、0.05A、0.075A、0.1A、0.3A•2.熔断器•2.1熔断器的图片低压元件—熔断器•2.2熔断器的工作原理低压元件—熔断器1）原理：利用金属导体作为熔体串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，因其自身发热而熔断，从而分断电路的一种电器。用于过载或短路保护。2）文字符号：FU3）图形符号：•2.3熔断器的选用原则低压元件—熔断器1)熔断器类型的选择主要依据负载的保护特性和预期短路电流的大小2)熔断器额定电压的选择所选熔断器的额定电压应不低于线路的额定工作电压3)熔体额定电流的选择①用于保护照明或电热设备及一般控制电路的熔断器，所选熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。②用于保护电动机的熔断器，应按电动机的起动电流倍数考虑，避开电动机起动电流的影响，一般选熔体额定电流为电动机额定电流的(1.5—3.5)倍。4)快速熔断器的选择要求短路保护具有快速熔断的能力低压元件—交流接触器3、交流接触器3.1交流接触器的图片：低压元件—交流接触器3.2交流接触器的结构和工作原理:1）基本结构：电磁机构：由线圈、动铁心（衔铁）和静铁心组成。触头系统：由主触头和辅助触头组成。主触头用于通断主电路，辅助触头用于控制电路中。低压元件—交流接触器2）文字符号：KM3）图形符号：线圈辅助常闭触头辅助常开触头主触头低压元件—交流接触器4）型号定义例如：CJX1-922BZ9A2常开+2常闭24V直流低压元件—热继电器4、热继电器4.1热继电器图片：功能：过载保护工作原理：发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。1）原理发热元件FR（串联在主电路中）常闭触头FR（串联在控制电路中）4.2热继电器的工作原理低压元件—热继电器低压元件—热继电器2）文字符号：FR3）图形符号：热元件常闭触头常开触头低压元件—热继电器4）主要型号及技术参数常用的热继电器有：JR0、JR2、JR9、JR10、JR15、JR16、JR20、JR36等几个系列。型号额定电流热元件规格额定电流电流调节范围JR36-20/3200.350.25~0.350.50.32~0.51.61.0~1.65.03.2~5.011.06.8~112214~22低压元件—中间继电器5、中间继电器5.1中间继电器图片低压元件—中间继电器5.2中间继电器的结构和工作原理中间继电器的原理是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大（即增大触头容量）的继电器。其实质是电压继电器，但它的触头数量较多（可达8对），触头容量较大（5～10A），动作灵敏。含有线圈、常开触点、常闭触点1）文字符号：KA2）图形符号：吸引线圈常闭触头常开触头低压元件—中间继电器3）用途当其它电器的触头对数不够用时，可借助中间电器来扩展它们的触头数量。也可以实现触点通电容量的扩展。AC220VAC220VAC220VDC24VAC220VDC24VDC24V小型中间继电器低压元件—按钮6、按钮6.1按钮的图片低压元件—按钮按钮的图片低压元件—按钮按钮的图片按钮产品外形图作用：按钮是一种简单的手动电器，用来接通和断开控制电路。低压元件—按钮按钮主要用作急停按钮，启动按钮，停止按钮，组合按钮，点动按钮，复位按钮常开按钮电路符号SB常闭按钮电路符号SB复合按钮电路符号SB低压元件—按钮低压元件—按钮6.2按钮的结构及工作原理：1）基本结构及工作原理：2）文字符号：SB3）图形符号：常开按钮常闭按钮复合按钮SBSBSB对于常开触头，在按钮未被按下前，触头是断开的；按下按钮后，常开触头被连通，电路也被接通；对于常闭触头，在按钮未被按下前，触头是闭合的，按下按钮后，触头被断开，电路也就被断开。常闭触头常开触头低压元件—按钮4）按钮的使用：（1）选择时应根据所需的触头数、使用的场所及颜色来确定。（2）按钮颜色要求：①“停止”和“急停”按钮必须是红色。当按下红色按钮时，必须使设备停止工作或断电。②“起动”按钮的颜色是绿色。（3）按控制回路的需要，确定不同的按钮数：如单钮、双钮、三钮、多钮等低压元件—指示灯7、指示灯7.1指示灯的图片：低压元件—指示灯7.2指示灯的作用：红绿指示灯的作用有三：一是指示电气设备的运行与停止状态；二是监视控制电路的电源是否正常；三是利用红灯监视跳闸回路是否正常，用绿灯监视合闸回路是否正常。低压元件—转换开关8、转换开关8.1转换开关图片低压元件—转换开关转换开关图片低压元件—转换开关8.2转换开关的结构和工作原理1）基本结构及工作原理万能转换开关由操作机构、面板、手柄及数个触头座等主要部件组成。低压元件—转换开关2）文字符号：SA3）图形符号：各触头在手柄转到不同档位时的通断状态用黑点“·”表示，有黑点者表示触头闭合，无黑点者表示触头断开。低压元件—行程开关9、行程开关9.1行程开关图片低压元件—行程开关2）文字符号：SQ3）图形符号：常开触头常闭触头低压元件—行程开关4）基本结构及工作原理利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。传感器课程大纲压力传感器位移传感器传感器—磁性开关1.磁性开关1）磁性开关图片传感器—磁性开关2）磁性开关的工作原理一种利用磁场信号来控制的线路开关器件，也叫磁控开关磁性开关中的干簧管又叫磁控管是利用磁场信号来控制的一种开关元件，当无磁时电路断开，能够用来检测机械运动或电路的状态。磁性开关不处在工作状态时，玻璃管中的两个簧片是不接触的。如果有磁性物质接近玻璃管时，在磁场的作用下，两个簧片会被磁化而相互吸合在一起，从而使电路接通。当磁性物质消失后，没有外磁力的影响，两个簧片又会因为自身所具有的弹性而分开，断开电路。主要用于检测带磁环的气缸的位置状态传感器—磁性开关•3）磁性开关的分类•按结构形式分电子式无接点型（CS1）和磁簧管有接点型（DS1）•按配线的形式分二线式、三线式NPN、三线式PNP•按气缸类型分A型、M型、E型、F型、G型等，不同类型的气缸使用的磁开是有差异传感器—磁性开关2）磁性开关的接线和注意事项一、在使用二线式的磁性开关时，一定要串接负载后才能够使用，否则会因电流过大导致磁性开关烧毁。通常情况下是使用二线的磁性开关。二、磁性开关必须使用直流电源，电压在10-24VDC。二线磁性开关不能直接接电源，必须串接负载。棕色要接在高电位（+），蓝色线接在低电位（-），否则指示灯不会亮。若是接线非上述的情形，并不会损坏磁性开关，只要将两条接线对调，指示灯即可正常指示三、在使用三线式的电子无接点型式磁性开关时，一定要使用（DC）直流电源，并请注意NPN或PNP接线方式。·棕色线要接在高电位（+），蓝色线接在低电位（-），黑色线串接至负载。·棕色、蓝色、黑色等三条线若有接错时，则可能会导致磁性开关损坏。四、使用磁性开关时，应尽量远离强磁场或周边有导磁金属的环境，以避免干扰。传感器—接近开关2.接近开关1）接近开关图片传感器—接近开关2）接近开关的工作原理电感式接近开关主要由传感器（感应头）、振荡器、开关电路、输出电路以及稳压电源等组成振荡器振荡后，在开关的感应面上产生交变磁场，当金属物体接近感应面时，金属体产生涡流，吸收了振荡器的能量，使振荡减弱以致停振。振荡与停振两种不同的状态，由整形放大器转换成二进制的开关信号，从而达到检测位置的目的。传感器—接近开关3）接近开关的分类电感式接近开关电容式接近开关霍尔式接近开关检测的物体必须是导电体检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等检测对象必须是磁性物体。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断利用导电物体在接近接近产生电磁场，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。传感器—接近开关4）接近开关的接线接近开关有两线制和三线制之区别，常用的是以三线制为主。三线制接近开关又分为NPN型和PNP型，它们的接线是不同的。一、两线制接近开关的接线比较简单，接近开关与负载串联后接到电源即可。二、三线制接近开关的接线：棕色线接电源正端；蓝色线接电源0V端；黄（黑）色线为信号，应接负载。而负载的另一端是这样接的：对于NPN型接近开关，应接到电源正端；对于PNP型接近开关，则应接到电源0V端。三、接近开关的负载可以是信号灯、继电器线圈或可编程控制器PLC的数字量输入端。传感器—接近开关5）接近开关的选用对于不同的材质的检测体和不同的检测距离，应选用不同类型的接近开关，以使其在系统中具有高的性能价格比根据传感器的安装要求，一是选择圆形或方形的接近开关，二是选择埋入型还是露出型根据供电电压选择，供电常用的有12VDC、24VDC、220VAC④根据输出状态选择，可选用NPN常开型、PNP常开型、NPN常闭型、PNP常闭型检测物体和环境条件输出状态使用电压外径和大小检测距离安装要求接近开关技术参数传感器—光电开关3、光电开关1）光电开关的图片传感器—光电开关2）光电开关的工作原理光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器（光源）