电气控制与PLC工程应用电子课件-第1章

第1章常用低压电器1.1低压电器概述1.2刀开关与低压断路器1.3熔断器与接触器1.4继电器与行程开关1.5其他常用电器1.1低压电器概述1.1.1低压电器的分类1.1.2低压电器的发展1.1.3低压电器的基本结构1.1常用低压电器的分类•1.按用途或控制对象分类•1、配电电器：主要用于低压配电系统中。•2、控制电器：主要用于电气传动系统中。•2.按动作方式分类•1、自动电器：依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作。2、手动电器：用手动操作来进行切换的电器，•3.按触点类型分类•1、有触点电器：并利用触点的接通和分断来切换电路。•2、无触点电器：无可分离的触点。主要利用电子元件的开关效应，即导通和截止来实现电路的通、断控制。如接近开关、霍尔开关、电子式时间继电器、固态继电器等。•4.按工作原理分类•1、电磁式电器：根据电磁感应原理动作的电器。如接触器、继电器、电磁铁等。•2、非电量控制电器：依靠外力或非电量信号(如速度、压力、温度等)的变化而动作的电器。如转换开关、行程开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。•5.按低压电器型号分类：•为了便于了解和文字符号和各种低压电器的特点，采用我国《国产低压电器产品型号编制办法》（JB2930-81.10）的分类方法(参见附录一)，将低压电器分为13个大类，每个大类用一位汉语拼音字母作为该产品型号的首字母。型号第二位汉语拼音字母表示该类电器的各种形式。交流接触器低压断路器2.按动作特点分类1)手动操作电器：由操作人员手动发出控制指令或设备在生产过程中经外力触发的电器，如按钮、行程开关等。2)自动电器：利用电磁吸力自动完成动作的电器，如接触器、继电器、电磁阀等。3.按工作原理分类1)电磁式：利用电磁感应原理工作，如接触器、电磁式继电器等。2)非电量控制：利用外力或某种非电物理量的变化而动作，如刀开关、行程开关、按钮等。1.1.2低压电器的发展1.小型化2.智能化3.网络化4.微电子化5.模块化和组合化1.2刀开关与低压断路器刀开关HD/HS系列1.2.1HD型单投刀开关静触头动触头QSQSQS操作杆传动杆接线端接线端静触头动触头QSQSQS(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)为直接手动操作,(b)为手柄操作,(c)～(h)为刀开关的图形符号和文字符号。其中(c)为一般图形符号，(d)为手动符号(e)为三极单投刀开关符号、当刀开关用作隔离开关时，其图形符号上加有一横杠，如图(f)、(g)、(h)所示。图1-1HD型单投刀开关示意图及图形符号1.2.2HS型双投刀开关•HS型双投刀开关也称转换开关，其作用和单投刀开关类似，常用于双电源的切换或双供电线路的切换等，操作杆传动杆接线端接线端接线端静触头动触头QS图1-2HS型双投刀开关示意图及图形符号1.2.1刀开关与组合开关组合开关HZ10系列-3图1-5刀开关结构1—静插座2—手柄3—触刀4—交链支座5—绝缘底板图1-􀰊6刀开关的表示符号a)单极b)双极c)三极图1-7组合开关示意图组合开关的表示符号图1-9万能转换开关结构示意图图1-11ABG12-2.8N/3电动机可逆转开关触点通断图表1-1ABG12-2.8N/3电动机可逆转开关触点通断表工作状态手柄位置触点号1⁃23⁃􀰊45⁃􀰊67⁃􀰊89⁃1011⁃12正转+++--+停止------反转++-++-1.2.2低压断路器1.低压断路器的主要技术参数2.低压断路器的保护特性DZ20系列塑壳式断路器额定绝缘电压为660V,交流50Hz或60Hz，额定工作电压380V及以下，额定电流至1250A，一般作为配电用，额定电流225A及以下和400Y型的断路器亦可作为保护电动机用。在正常情况下，断路器可分别作为线路不频繁转换及电动机的不频繁起动之用。图1-12断路器工作原理1—主触点2—锁键3—搭钩4—转轴5—杠杆6—弹簧7—衔铁8—欠电压脱扣器9—加热电阻丝10—热脱扣器双金属片11—衔铁12—过电流脱扣器13—分断弹簧1.低压断路器的主要技术参数(1)额定电压(2)额定电流(3)通断能力(4)分断时间断路器DZ20系列-32.低压断路器的保护特性图1-13低压断路器的保护特性1—保护对象的发热特性2—低压断路器的保护特性图1-14断路器的表示符号1.3熔断器与接触器1.3.1熔断器1.3.2接触器1.3.1熔断器1.熔断器的结构及保护特性2.熔断器的类型3.熔断器所装熔体额定电流的选择熔断器的主要技术参数•熔断器主要技术参数包括额定电压、熔体额定电流、熔断器额定电流、极限分断能力等。•(1)额定电压：指保证熔断器能长期正常工作的电压。•(2)熔体额定电流：指熔体长期通过而不会熔断的电流。•(3)熔断器额定电流：指保证熔断器能长期正常工作的电流。•(4)极限分断能力：指熔断器在额定电压下所能开断的最大短路电流。在电路中出现最大电流一般是指短路电流值。所以，极限分断能力也反映了熔断器分断短路电流的能力。表1-2熔断器的安—秒特性熔体通过电流/A1．251．61．82．5348熔断时间/s∞360012004084．52．51图1-15熔断器的保护特性2.熔断器的类型(1)瓷插式熔断器(2)有填料封闭管式熔断器(3)螺旋式熔断器(1)瓷插式熔断器图1-16瓷插式熔断器1—瓷底座2—动触点3—熔体4—瓷插件5—静触点(2)有填料封闭管式熔断器图1-17有填料封闭管式熔断器a)RT14系列b)RT15系列(3)螺旋式熔断器图1-18螺旋式熔断器1—瓷帽2—熔心3—底座3.熔断器所装熔体额定电流的选择1)对于照明电路等没有冲击电流的负载，应使熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流，即2)对于电动机类负载，要考虑起动时的冲击电流，按下式计算：3)对于多台电动机由一个熔断器保护时，熔体额定电流应按下式计算：4)减压起动的电动机选用熔体的额定电流等于或略大于电动机的额定电流。1.3.2接触器1.交流接触器2.直流接触器3.接触器主触点额定电流的选择4.接触器吸引线圈电压的选择123456主触点辅助触点铁心线圈反力弹簧绝缘连杆(a)接触器示意图KMKMKM主触点辅助触点线圈A1A231324344123456131421223132434413142122A1A2KM主触点辅助触点线圈1234561314212231324344A1A2(b)接触器图形符号交流接触器的结构示意图及图形符号接触器•接触器主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等。能频繁地接通或断开交直流主电路，实现远距离自动控制。CZ18系列直流接触器1.交流接触器1)触点系统。2)电磁机构。3)灭弧装置。4)其他部分。图1-20交流接触器的工作原理~~~线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机11.1.3交流接触器动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源图1-21直流接触器的结构1—铁心2—线圈3—衔铁4—静触点5—动触点6—辅助触点7、8—接线柱9—反作用弹簧10—底板图1-22接触器的表示符号a)线圈b)主触点c)动合辅助触点d)动断辅助触点控制继电器•控制继电器用于电路的逻辑控制，继电器具有逻辑记忆功能，能组成复杂的逻辑控制电路，继电器用于将某种电量(如电压、电流)或非电量(如温度压力转速时间等)的变化量转换为开关量以实现对电路的自动控制功能。•继电器的种类：•按输入量分可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器、压力继电器等。•按工作原理可分为电磁式、感应式、电动式、电子式等。•按用途分可为控制继电器、保护继电器等。•按输入量变化形式可分为有无继电器和量度继电器。•有无继电器是根据输入量的有或无来动作的，无输入量时继电器不动作，有输入量时继电器动作。如中间继电器、通用继电器、时间继电器等。•量度继电器是根据输入量的变化来动作的，工作时其输入量是一直存在的，只有当输入量达到一定值时继电器才动作。如电流继电器、电压继电器、热继电器、速度继电器、压力继电器、液位继电器等。电磁式继电器•电磁式继电器广泛地应用于低压控制系统中，常用的电磁式继电器有电流继电器、电压继电器、中间继电器以及各种小型通用继电器等。常开接点常闭接点反力弹簧调节螺母调节螺丝线圈衔铁铁轭非磁性垫片X1X2XY输入量输出量10(a)直流电磁式继电器结构示意图(b)继电器输入–输出持性图1-11直流电磁式继电器结构示意图小型通用继电器1.4继电器与行程开关1.4.1继电器1.4.2行程开关1.4.1继电器1.电流继电器2.电压继电器3.中间继电器4.时间继电器5.热继电器6.速度继电器1电流继电器和电压继电器•1、电流继电器•电流继电器的输入量是电流，它是根据输入电流大小而动作的继电器。电流继电器的线圈串入电路中，以反映电路电流的变化，其线圈匝数少、导线粗、阻抗小。电流继电器可分为：欠电流继电器、过电流继电器。Ｉ＜Ｉ＞(a)欠电流继电器(b)过电流继电器ＦＡＦＡ图1-13电流继电器的图形符号和文字符号JL12系列电流继电器DL-20C电流继电器图1-23电流继电器的表示符号a)欠电流继电器b)过电流继电器2、电压继电器电压继电器的输入量是电路的电压大小，电压继电器根据输入电压大小而动作。与电流继电器类似．电压继电器也分为欠电压继电器和过电压继电器两种。•电压继电器工作时并联在电路中，因此线圈匝数多，导线细，阻抗大，反映电路中电压的变化，用于电路的电压保护。(b)过电压继电器ＦＶＵ＜Ｕ＞(a)欠电压继电器ＦＶ图1-14电压继电器的图形符号和文字符号DY-20CE系列电压继电器DY-3电压继电器图1-24电压继电器的表示符号a)欠电压继电器b)过电压继电器中间继电器•中间继电器在控制电路中的起逻辑变换和状态记忆的功能，以及用于扩展接点的容量和数量，另外在控制电路中还可以调节各继电器、开关之间的动作时，防止电路误动作的作用。触点铁心线圈反力弹簧绝缘连杆(a)中间继电器示意图触点线圈KAKAA1A2(b)中间继电器图形符号图1-12中间继电器的结构示意图及图形文字符号JZ7系列中间继电器JZY1系列中间继电器图1-25中间继电器的表示符号时间继电器•时间继电器在控制电路中用于时间的控制。其种类很多，按其动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式等。按延时方式可分为通电延时型和断电延时型。JS14P系列数字式时间继电器JS11系列数字式时间继电器JS20系列时间继电器JS7-A系列时间继电器JS7型空气阻尼式时间继电器铁心动铁心动铁心铁心进气孔进气孔(a)通电延时继电器示意图(c)断电延时继电器示意图通电延时接点断电延时接点瞬动接点瞬动接点橡皮膜线圈弹簧延时调节螺丝延时调节螺丝传动杆橡皮膜气室气室或或或或KTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKT弱弹簧弱弹簧活塞杆杠杆传动杆通电延时接点瞬动接点线圈(b)通电延时继电器图形符号(d)断电延时继电器图形符号断电延时接点瞬动接点线圈图1-15空气阻尼式时间继电器示意图及图形符号•通电延时型JS7型空气阻尼式时间继电器图1-28时间继电器的表示符号a)通电延时时间继电器的符号b)断电延时时间继电器的符号JS7型空气阻尼式时间继电器•断电延时型铁心动铁心动铁心铁心进气孔进气孔(a)通电延时继电器示意图(c)断电延时继电器示意图通电延时接点断电延时接点瞬动接点瞬动接点橡皮膜线圈弹簧延时调节螺丝延时调节螺丝传动杆橡皮膜气室气室或或或或KTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKT弱弹簧弱弹簧活塞杆杠杆传动杆通电延时接点瞬动接点线圈(b)通电延时继电器图形符号(d)断电延时继电器图形符号断电延时接点瞬动接点线圈空气阻尼式时间继电器示意图及图形符号热继电器•热继电器主要是用于电气设备（主要是电动机）的过负荷保护，热继电器是一种利用电流热效应原理工作的电器，它具有与电动机容许过载特性相近的反时限动作特性，主要与接触器配合使用，用于对三相异步电动机的过负荷和断相保护。FRFRFRFRFR双金属片热元件传动杆触点复位按钮复位螺