第一部-分常用低压控制电器

电气设备控制和PLC技术，整体日程分为电气设备控制部： 20学时：上课18学时，实验2学时PLC和应用部： 28学时：上课22学时，实验6学时，电气设备控制和PLC技术课程内容： 6个部分：常用低压电气设备和选项(教材第1章) 第2部分：电气设备控制基本电路和原理(教材第1章)第3部分： PLC基础知识(教材第2章)第4部分：小型PLC及其指令系统(FX系列)(教材第3章、第4章(自学) )第5部分： PLC程序设计(教材第5章)第6部分： PLC应用系统设计(教材第6章、教材第6章福建工程学院，第一，电器的概念第二，电器的分类第三，电器的作用第四，常用的低压控制电器第五，我国的低压控制电器的发展状况第六，低压电器基本构成，第一节的概要，第一，电器的概念，电器电路的开关和调节，控制和保护，电器用的电器完成控制电气设备的自动控制系统，称为继电器接触器控制系统，简称电气设备控制系统。 1 .按工作电压电平分类2 .按工作原理分类3 .按用途分类4 .按工作原理分类2 .按电气设备分类1 .按工作电压电平分类(1)高压电气设备用于交流电压1200V、直流电压1500V及以上电路中的电气设备。 例如高压断路器、高压隔离开关、高压保险丝等。 (2)低压电器用于交流50Hz (或60Hz )，额定电压在1200V以下，直流额定电压在1500V以下的电路的电器。 例如接触器、继电器等。 2 .按工作原理分类，1 )手动电气设备用手或机械力操作的电气设备，例如手动开关、控制按钮、行程开关等主指令电气设备。 2 )电气机械是根据电磁力或某物理量的变化自动操作的电气机械，例如接触器、各种继电器、电磁阀等。 3 .按用途分类，(1)控制电气设备被用于各种控制电路和控制系统的电气设备，例如接触器、继电器、电动机起动装置等。 (2)主令电器用于在自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、行程开关、万能切换开关等。 (3)保护电气设备的电路和保护电气设备的电气设备，如保险丝、热继电器、各种保护继电器、避雷器等。 (4)所谓执行电气设备，是指电磁铁、电磁离合器等完成某一动作和传递功能的电气设备。 (5)配电电气设备是用于电能输送和分配的电气设备，如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。 3 .按用途分类，4 .按工作原理分类，1 )电磁式电气设备根据电磁感应原理工作，如接触器、各种类型的电磁式继电器等。 2 )非电力控制电子设备是根据外力或某些非电力物理量的变化而操作的电子设备，例如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。三、电气设备的作用，低压电气设备可以根据操作信号或外部现场信号的要求，自动或手动改变电路的状态、参数，实现电路或被控制对象的控制、保护、测量、指示、调节。 低压电器的作用有： (1)控制作用(4)调节作用(2)保护作用(5)指示作用(3)测定作用(6)转换作用，四，常用的低压控制电器和用途， 五、我国低压控制电器的发展状况、解放后(1953-1957 ) :试制成功低压断路器、接触器等十二种改革开放以来：低压电器制造工业迅速发展，大量引进国外先进技术，基本实现国产化，部分产品向国外销售的目前发展方向：小体积、高可靠性、易用性敏感部分执行部分示例：斩波开关-最简单的电气设备手柄：敏感触点(触头):执行，六，低压控制电气设备的基本构成，第二节低压电气设备的电磁机构和致动器，1电磁机构-将电能转换为机械能结构：固定铁心、电枢、电磁芯(吸引线圈)分类：直动式、拍合式。 外形见图原理：电磁线圈通电后，电磁吸引力大于弹力，关闭电枢。 芯材料：直流-电软铁； 根据交流硅钢板(端面铜短路环战胜交流的震动音)、磁路结构、电磁铁的特征、吸引线圈的通电电流的性质，电磁铁分为直流磁铁和交流磁铁。 通常，为了解决交流磁铁的振动问题而使用短路环。 短路环路的示意图如图1.3所示，其中1是短路环路，2是核心。 短路环发挥磁通相的作用，将极面的交变磁通分为两个交变磁通，当在这两个磁通之间产生相位差时，在两个吸引力之间产生相位差，两个吸引力不会同时为零，当然合成后的吸引力不会为零，合成后的吸引力在任何时刻都是巴短路环，图1.3短路环，2接触器系统(致动器)，构造：图桥：点接触式：适用于线接触、滚动摩擦、大电流。 材料：真？ -指式银铜合金-桥，3消弧系统，电弧产生：接点从闭合状态转移到开状态过程中产生的电弧。 带气体脱落防止机构的放电形式之一是带电质量点的急流。 电弧的特征：外部有白炽度电弧，内部有高温度和密度的电流。 3消弧系统、电弧的种类：交流电弧和直流电弧交流电弧存在交流零交叉点，电弧容易消弧的原理：快速延长电弧冷却和游离去除法的用途：消除触头切断负载电流时产生的电弧。 消弧方法：机械消弧法：利用弹性力，使电弧迅速伸长纵缝消弧法：分割电弧，具有冷却作用。 例如，纵缝粘土消弧罩栅格消弧法：金属栅格分割电弧图电弧吹消弧法：用电磁吸引力使电弧迅速延伸，消除直流电弧。 图、电网消弧、电弧消弧、第三节接触器，用途：大电流负载电路的自动接通和断开根据控制电路的种类，接触器分为交流接触器和直流接触器两种。交流接触器、1、交流接触器的结构和工作原理构成：电磁机构接触器的灭弧盖图工作原理：线圈通电后，铁心产生磁通和电磁吸引力。 该电磁吸引力抵抗弹簧的反作用力，使衔铁吸附，使触点机构工作，常闭触点打开，常开触点闭合，接通联锁或线路。 在线圈停电、线圈的两端电压显着下降的情况下，电磁吸引力比弹簧反作用力小，电枢被释放，接点机构复位，线路被断开，联锁被解除。 CJ20交流接触器，2 .交流接触器的分类，根据主接点极数，分为单极、双极、三极、四极和五极接触器。 按消弧介质分类：空气式接触器、真空式接触器等有触点分类：有触点接触器和无触点接触器。 3 .交流接触器的基本参数、额定电压：主接点的额定工作电压。 直流： 24V、48V、110V、220V、440V交流： 36V、127V、220V、380V额定电流：主接点的额定电流。 机械寿命(1000万次以上)和电气寿命(100万次以上)的工作频率：每小时的工作次数一般： 300次/h、600次/h、1200次/h，开和关能力：确实是开和关的电流值。 接通时：请勿焊接主接点。 断开时：主接点不能产生长时间的电弧。 2、直流接触器、直流接触器的结构和工作原理与交流接触器基本相同。 结构上也由电磁机构、接点系统、消弧装置等部分构成。 由于直流电弧比交流电弧不易消失，直流接触器多使用电弧吹弧式消弧装置进行消弧。 3、接触器的符号和形式说明、模式符号：图1-2接触器的模式符号a )线圈b )主接点c )辅助接点文字符号： KM、接触器的形式说明、4、接触器的选定、交流接触器的选定，请根据负载的类型和动作参数进行合理的选择。具体分为以下步骤：1) .选择接触器的类型2 ) .选择接触器的额定参数，第4节继电器，用途：根据信号的变化，接通或断开电路结构：传感器输出接点继电器分类：用途分类：控制继电器、保护继电器、中间继电器。 原理分：电磁式、感应式、热继电器等输入信号的性质分：电压、电流、时间、温度、速度、压力等动作时间分：瞬时继电器、延迟继电器的输出形式分：有触点、无触点继电器、继电器与接触器的异同、继电器与接触器的结构与动作原理几乎相同。 主要区别在于，继电器：用于控制电路，体积和接点容量小，接点数量多，只能通过小电流，没有消弧装置，可以用电量和非电量工作。 接触器：用于主电路，电流大，有消弧装置，一般只能在电压下工作。 常见继电器，1电压，电流继电器2中间继电器3小时继电器4热继电器5速度继电器6固态继电器，1，电流，电压继电器，1，定义：根据线圈的电流和电压的变化输出接点动作的控制电器。 2、分类：过流(压):过流(压)时接点动作。 不足流(压力):不足流(压力)下触点复位。 3、符号：图、电流、电压继电器的电气图形和文字符号、2、中间继电器、用途(功能):增加控制点数和信号放大。 分类：交流、直流结构：电磁机构接触子系统符号，常用中间继电器和小型继电器，JZ7系列中间继电器，3，时间继电器，定义：按时间原则工作的继电器。 用途：用于时间控制，也称为计时器。 延迟型：通电延迟型、断开延迟型。 结构分类：空气式、电子式、电动式等。 气动式时间继电器电子式时间继电器电动式时间继电器、气动式时间继电器、构成：电磁机构触头气缸(活塞)原理：根据气动阻尼的原理动作。 图a通电延迟型、b通电延迟型的主要参数：延迟型及接点吸引线圈电压延迟范围0.460S或0.4180S电气符号：图的特征：价格低，延迟范围大，结构简单，但精度低。 气动式时间继电器，通电延迟的气动式时间继电器的构成示意图是：、延迟接点、顺动接点、时间继电器的电气图形和文字符号、电动式时间继电器，同步机减速机的执行结构(接点)优异：延迟时间长、精度高。 不足：结构复杂，体积大。 电子式时间继电器、分类：晶体管式(切断式):根据充放电原理延迟动作，小型继电器接点输出。 数字：脉冲计数致动器。 4、热继电器，具有过载保护特性的过电流继电器。 (长期过载、频繁启动、欠电压、缺相运行会引起过电流)用于电机和其他设备的过载保护和缺相保护。 分类：双金属式-常用、电子式结构：热元件接触件动作机构调整装置复位装置图原理：根据双金属的变形，通过导向板切断接点。 复位：故障诊断后手动复位整定：通常调整为电机的额定电流。 符号：图，热继电器结构原理图，断相保护，型号，模式符号，热继电器连接到电机定子电路的方式，5，速度继电器，用途：检测转速的过零。 多用于逆接制动时，切除逆相顺电源。 结构：转子(磁极)笼型中空线圈接触件图原理：电磁感应与笼型异步机相似。 旋转后，笼型绕组感应出电位，形成电流后受到力摆动，钟摆推动接触系统。 停止时(N=0)，钟摆变为垂直，触头复位。 符号：图，速度继电器结构，速度继电器结构原理图1-电动机旋转轴2-永久磁铁转子3-定子4-绕组5-杆6，7 -静接点8，9 -动接点8-引线，速度继电器文字：6，固体继电器，构成：由电力开关元件构成，通过输入信号电压控制输出电子部件的导通用途：无触点继电器不产生火花。 广泛应用于数字电路和仪表系统。 分类：交流输出和直流输出两种。 (ACSSR、DCSSR )分别用于切断/直流负载。 主要参数：输入信号电压范围输出额定电压/电流耐压强度、第五节保险丝、保险丝是最简便有效的短路保护电器。 其中保险丝和保险丝通称保险丝，多是由电阻率高的易熔合金和截面积小的良导体制作的。 线路正常工作时，请不要熔断保险丝，另一方面，线路短路或过载时，保险丝必须立即熔断。 保险丝，1，构成：外壳熔液(芯)。 材料：低熔点、铝锡合金、铜等金属2，保护(熔断)特性：熔化电流超过IfN，熔断。 熔断时间与熔液电流成反比。 熔液电流在IfN以下时，不熔断，可以长期工作。 3、分类：插入式、螺旋式、管式(无填充剂封闭管式、填充剂封闭管式)、轨道式、速溶融式。 保险丝额定电流IF的选择，(1)电灯、电炉等的电阻性负载，(3)频繁启动的电机，(2)电机单体，保险丝，第六节开关和断路器，开关是最常见、最早的电气设备。 其作用是分离电路，切断电流。 常用的有刀开关、隔离开关、负载开关、切换开关(组合开关)、自动空气开关(空气断路器)等。 1刀开关、刀开关是手动电气设备中最简单的结构之一，主要用作电源切断开关，也可以频繁地接通和断开电容小的低压配电线。 接线时，请将电源线连接到上端，负载连接到下端。 这样可以将刀片式服务器与电源隔离，防止事故发生。 常用刀开关的外形，a)HD系列刀开关b)HS系列的刀开关，单极，q，双极，q，三极，q，刀开关符号，文字符号，2低压断路器也称为自动空气开关，可以用于负载电路的接通和断开，频繁其功能相当于斩波开关、过电流继电器、无电压继电器、热继电器以及漏电保护器等电气设备的一部分或全部功能的总和，是低压配电网的重要保护电气设备。 低压断路器具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)，工作值可以调整，断路能力高，操作方便，安全等优点，目前被广泛应用。 可以实现、短路、过载、失压保护。、，2 )断路器的额定电压UN在被保护线路的额定电压以上。 3 )断路器的欠电压脱扣器的额定电压必须等于受保护线路的额定电压。 4 )断路器的额定电流和过电流脱扣器的额定电流必须在受保护线路的计算电流以上。 5 )断路器的极限断路能力必须大于线路的最大短路电流的有效值。 6 )配电线路上、下断路器的保护特性应协调合作，下保护特性应位于上保护特性下，不相交。 7 )断路器的长延迟跳闸电流应小于导线允许的持续电流。 在第七节主令电器、控制系统中，主令电器是特别发出指令，经由直接或电磁式电器间接地作用于控制电路的电器。 常用于控制电力拖动系统中电机的起动、停止、调速、制动等。 常用主令电器有控制按钮、行程开关、接近开关、万能切换开关、主令控制器和其他主令电器，如脚踏开关、逆序开关、紧急开关、按钮开关等。 本节介绍一些常用的主令电器。1控制按钮、控制按钮是结构简单、广泛使用的手动主令电器，可以与接触器、继电器协