《电气与PLC控制技术》第一章

第一章电磁式低压电器,低压电器的界别及作用：电压在AC1200V、DC1500V以下的电器；作用：实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节。,电机控制方式,第一章电磁式低压电器,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,电压在AC1200V、DC1500V以下的电器；作用：实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节。,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,一、低压电器的分类1、低压配电电器作用：供电系统中进行电能的输送和分配。要求：分断能力强，限流效果好，动稳定及热稳定性能好。如：低压断路器隔离开关刀开关自动开关等,低压断路器,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,隔离开关,带熔断器的隔离开关,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,刀开关,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,自动开关,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,一、低压电器的分类2、低压控制电器作用：用于各种电路和控制系统。要求：有一定的通断能力，操作频率要高，电气和机械寿命要长。如：继电器、接触器、启动器等,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,继电器,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,接触器,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,一、低压电器的分类3、低压主令电器作用：用于发送控制指令。要求：操作频率要高，抗冲击，电器的机械寿命要长。如：按钮、主令开关、行程开关等,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,按钮,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,主令开关,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,行程开关,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,一、低压电器的分类4、低压保护电器作用：用于对电路和用电设备进行保护。要求：有一定的通断能力，可靠性要高，反应要灵敏。如：熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,熔断器,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,热继电器,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,一、低压电器的分类5、低压执行电器作用：用于完成某种动作和传动功能的电器。要求：有一定的使用寿命，可靠性要高。如：电磁铁、电磁离合器等,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,二、电磁机构原理主要由电磁机构和触头系统组成1、电磁机构组成1衔铁；2铁心；3吸引线圈,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,二、电磁机构原理2、电磁特性（吸力与反力特性）对交流电磁机构：U=4.44fN或=U/4.44fNIN/Rm，Rm对直流电磁机构：I=U/R，IN/Rm，F21/Rm21/2,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,（1）吸力与反力特性,（2）交流接触器短路环的作用,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,作用：消除振动与噪声,三、电接触及灭弧工作原理（一）电接触触头电器的执行部分；触头闭合并有工作电流通过的状态叫电接触。要求：接触电阻要小（影响因素有：触头形状、压力、材料等）1、触头的接触形式,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,三、电接触及灭弧工作原理2、触头的结构形式分为：桥式、指形（二）灭弧的工作原理电弧产生的机理：触点在通电状态下动、静触头脱离接触时，由于电场的存在，使触头表面的自由电子大量溢出，在强电场的作用下，电子运动撞击空气分子，使之电离，阴阳离子的加速运动使触头温度升高而产生热游离，进而产生电弧。电弧的危害：延长电路分断时间、烧蚀触头、降低寿命灭弧的原理：拉长灭弧、冷却,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,三、电接触及灭弧工作原理常用的灭弧装置：,第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理,电动力吹弧,磁吹灭弧,栅片灭弧,窄缝灭弧,第二节电磁式接触器,接触器是一种用来频繁地接通和分断（交、直流）负荷电流的电磁式自动切换电器，主要用于控制电动机、电焊机、电容器组等设备，具有低压释放的保护功能，适用于频繁操作和远距离控制，是电力拖动自动控制系统中使用最广泛的电器元件之一。,接触器的分类,接触器按其分断电流的种类可分为直流接触器和交流接触器；按其主触点的极数可分为单极、双极、三极、四极、五极几种，单极、双极多为直流接触器。接触器按流过主触点电流性质的不同，可分为交流接触器和直流接触器；而按电磁结构的操作电源不同，可分为交流励磁操作和直流励磁操作的接触器两种。通常所说的交流直流接触器是指前一种分类方法，两者不能混淆。,第二节电磁式接触器,第二节电磁式接触器,1、交流接触器的结构交流接触器主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置和其他辅助部件四大部分组成。,一、接触器的结构及工作原理,2、交流接触器的工作原理当吸引线圈通电后，线圈电流在铁心中产生磁通，该磁通对衔铁产生克服复位弹簧反力的电磁吸力，使衔铁带动触头动作。触头动作时，常闭触点先断开，常开触点后闭合。当线圈中的电压值降低到某一数值时（无论是正常控制还是欠电压、失电压故障，一般降至线圈额定电压的85），铁心中的磁通下降，电磁吸力减小，当减小到不足以克服复位弹簧的反力时，衔铁在复位弹簧的反力作用下复位，使主、辅触点的常开触点断开常闭触点恢复闭合。这也是接触器的失压保护功能。直流接触器的结构和工作原理与交流接触器基本相同。,第二节电磁式接触器,接触器的型号含义,二、接触器的型号及主要技术数据,第二节电磁式接触器,第二节电磁式接触器,接触器的主要技术数据,（1）额定电压接触器铭牌上标注的额定电压是指主触点的额定电压。（2）额定电流接触器铭牌上标注的额定电流是指主触点的额定电流，即允许长期通过的最大电流。（3）线圈的额定电压（4）额定操作频率指每小时的操作次数（次/h）。（5）接通和分断能力指主触点在规定条件下能可靠地接通和分断的电流值。,接触器的图形符号和文字符号,第二节电磁式接触器,特别提示：在绘制电路图时同一电器必须使用同一文字符号。接触器的选择与使用（包括类型、额定电压、额定电流、吸引线圈的额定电压、触点数量、种类等）,继电器是一种根据某种输入信号的变化来接通或断开控制电路，实现自动控制和保护的电器。一、继电器的结构、作用、分类和特性1.继电器的结构,第三节电磁式继电器,电磁机构,触点系统,2.继电器的作用继电器是一种根据某种输入信号的变化来接通或断开控制电路，实现自动控制和保护的电器。3.继电器的分类按输入信号可分为：电压继电器、电流继电器、功率继电器、时间继电器、速度继电器、温度继电器等。按使用范围可分为：控制继电器、保护继电器、通讯继电器和安全继电器。按动作原理可分为：电磁式、感应式、电动式、电子式和热继电器。,第三节电磁式继电器,第三节电磁式继电器,4.继电器的输入输出特性又称继电特性X1-释放值X2-吸和值Kf=X1/X2返回系数一般继电器要求Kf（0.10.4）欠电压继电器Kf在0.6以上动作时间为0.050.15s,二、电磁式电压继电器及电流继电器,1.电磁式电压继电器触点的动作与线圈的电压大小有关的继电器称为电压继电器。主要用于电力拖动系统的电压保护和控制，使用时电压继电器的线圈与负载并联，其线圈的匝数多，线径细，阻抗大。按线圈电流的种类可分为交流型和直流型；按吸合电压相对额定电压的大小又分为过电压继电器和欠电压继电器。过电压继电器在电路中用于过电压保护。欠电压继电器在电路中用作欠电压保护。,第三节电磁式继电器,2.电磁式电流继电器触点的动作与线圈的电流大小有关的继电器称为电流继电器。常用于按电流原则控制的场合。如电动机的过载及短路保护、直流电动机的磁场控制及失磁保护。使用时电流继电器的线圈工作时与被测电路串联，以反应电路中电流的变化而动作。为降低负载效应和对被测量电路参数的影响，其线圈匝数少，导线粗，阻抗小。电流继电器又分为过电流继电器和欠电流继电器。过电流继电器用作电路的过电流保护。欠电流继电器用作电路的欠电流保护。,第三节电磁式继电器,三、中间继电器,中间继电器的吸引线圈属于电压线圈，但它的触点数量较多（一般有副常开、副常闭），触点容量较大（额定电流为10），且动作灵敏。其主要用途是当其他继电器的触点数量或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大触点容量（触点并联）或触点数目，起到中间转换的作用。,第三节电磁式继电器,符号,四、时间继电器,在敏感元件获得信号后，执行元件要延迟一段时间才动作的继电器叫做时间继电器。这里指的延时区别于一般电磁式继电器从线圈得电到触点闭合的固有动作时间。时间继电器常用于按时间原则进行控制的场合。时间继电器可分为通电延时型和断电延时型。按工作原理划分，时间继电器可分为电磁式、空气阻尼式、晶体管式和数字式等。,第三节电磁式继电器,1、直流电磁式时间继电器由电磁感应定律可知，在继电器线圈通断电过程中铜套内将产生感应电动势，同时有感应电流存在，此感应电流产生的磁通阻碍穿过铜套内的磁通变化，因而对原磁通起了阻尼作用。,第三节电磁式继电器,铁心,阻尼铜套,线圈,绝缘层,2、空气阻尼式时间继电