电气控制与PLC课件 第一章

1、v1-1低压电器的基本知识 v1-2接触器 v1-3继电器（器件） v1-4熔断器 v1-5低压开关和低压断路器 v1-6主令电器 1、什么是低压电器： 在交流电压小于1200V、直流电压小于 1500V（也有说交流1000V，直流1200V） 的电路中起通断、保护、控制或调节 等作用的电气设备。 2、低压电器的常见分类 l（1）按用途或控制对象： (a)低压配电电器：开关、熔断器、断路器等。 (b)低压控制电器：接触器、继电器等。 l（2）按照动作方式： (a)自动切换电器：接触器、继电器。 (b)非自动切换电器：刀开关、转换开关、按钮。 l（3）按执行机能： (a)有触头电器：接触器、按钮

2、。 (b)无触头电器：接近开关、电子式时间继电器。 l（4）按工作原理： (a)电磁式电器：交直流接触器、各种继电器。 (b)非电量控制电器：压力、速度、温度继电器。 1、低压电器的基本组成： l感受机构：以外部信号变化作出反应。 电磁系统 l执行机构：执行电路的通断控制。触头 系统和灭弧系统。 2、电磁系统的组成： l 铁心、线圈、衔铁 如图1-1 1、触头的材料 l 银 铜 2、触头系统的结构形式 l（1）桥式触头 l（2）指式触头 1、接触器： 频繁 l 是一种可以远距离控制的电器。用来接通或 分断正常工作状态下的主电路和控制电路。它 具有低电压释放保护性能、控制容量大、能远 距离控制等

3、优点，在自控系统中应用非常广泛。 2、接触器的型号： CJ10、CJ12、 CJ10X、CJ20、3TB、3TD等 CJ20系列为全国统一新产品。 3、接触器的组成： l（1）电磁系统（图1-3） l（2）动作机构 l（3）灭弧装置。 a）产生原因：触头接通电路 时存在接触电阻，引起触头温 升；触头分断时，由于热电子 发射和强电场作用，使气体游 离，从而在分断瞬间产生电弧。 b）产生后果：使电路延时断 开/产生高温烧毁触头。 c）灭弧措施：灭弧罩等。 交流接触器结构图交流接触器结构图 主触头 常闭辅助触头 常开辅助触头 静铁心 动铁心 吸引线圈 灭弧装置 4、接触器按其触头通过电流的种类不 同

4、，可分为交流接触器和直流接触 器。 5、接触器的结构原理（图1-3a）（实 物展示） 6、接触器的符号：KM KM 常闭辅助触点线圈 KM 主触点 KM 常开辅助触点 KM 7、接触器的应用举例与参数选择 l（1）一般要求选择类型（交流，直流） l（2）触头额定电压（大于或等于负载回路电压） l（3）主触头的额定电流（大于或等于负载额定电流) l（4）线圈额定电压（必须与控制电路电压一致） 应用实例分析：应用实例分析： 一台380V,7.8KW电动机 l380V的三相异步电动机通常2A/KW左右， 所以电动机的额定电流约为16A。KM额定 电流大于16A即可（选CJ20）。 课内实训项目：课内

5、实训项目： 接触器触头与线圈的测量与判别。 1、观察接触器的主触头、辅助触头（常开、 常闭）与线圈； 2、用万用表的电阻档R100判断主触头、 常开、常闭触头的通断，注意一定要按 下与放开接触器，观察表的电阻是否有 变化。 l作业：自习低压电器的符号 l预习：查阅工程实例项目相关知识 继电器是根据某种输入信号的变化而接通或断开所控制的电路，继电器是根据某种输入信号的变化而接通或断开所控制的电路， 实现自动控制或保护电动机的自动电器。实现自动控制或保护电动机的自动电器。 作用：控制、联锁、保护和调节作用：控制、联锁、保护和调节 分类：分类： 按用途分按用途分 ：控制和保护继电器：控制和保护继电器

6、 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、 机械式机械式 按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力 按动作时间分：瞬时、延时继电器按动作时间分：瞬时、延时继电器 特点：额定电流不大于特点：额定电流不大于5A5A 特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。 分类：过电流继电器、欠电流继电器 过流电流继电器欠流电流继电器 1-3 继电器 一、电磁式继电器一、电磁式继电器 （一）电流继电器（一）电流继电器 主要技术指标：主要技术指标： 动作电流动作电流q q ：使电流继电器开始动作所需的电流值； ：使电

7、流继电器开始动作所需的电流值； 返回电流返回电流f f ：电流继电器动作后返回原状态时的电流值 ：电流继电器动作后返回原状态时的电流值 返回系数返回系数f f ：返回值与动作值之比， ：返回值与动作值之比，f ff f / /q q 。 。 特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细 分类：过电压继电器和欠电压继电器分类：过电压继电器和欠电压继电器 结构原理：与电流继电器类似结构原理：与电流继电器类似 中间继电器中间继电器 结构和工作原理结构和工作原理 与接触器相同。但它的触点数量较与接触器相同。但它的触点数量较 多，在电路中主要是扩展触点的数多，在电路中主要

8、是扩展触点的数 量。另外其触头的额定电流较大。量。另外其触头的额定电流较大。 空气阻尼时间继电器空气阻尼时间继电器 作用：按整定时间长短通断电路作用：按整定时间长短通断电路( (产生延时产生延时) ) 分类：分类： 按构成原理分：电磁式按构成原理分：电磁式 电动式电动式 空气阻尼式空气阻尼式 晶体管式晶体管式 数字式数字式 按延时方式分：通电延时型按延时方式分：通电延时型 断电延时型断电延时型 二、时间继电器二、时间继电器 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (a) (a) 线圈一般符号线圈一般符号 (b) (b) 通电延时线圈通电延时线圈 (c) (c) 断电延时

9、线圈断电延时线圈 (d) (d) 通电延时闭通电延时闭 合动合（常开）触点合动合（常开）触点 (e) (e) 通电延时断开动断（常闭）触点通电延时断开动断（常闭）触点 （f f）断电延时断）断电延时断 开动合（常开）触点开动合（常开）触点 （g g）断电延时闭合动断（常闭）触点（）断电延时闭合动断（常闭）触点（h h）瞬动触点）瞬动触点 二、时间继电器二、时间继电器 符号符号KT 三、热继电器 作用：电动机的过载保护 利用双金属片受热弯曲 去推动杠杆使触头动作 利用电阻值随温度变 化而变化的特性制成 利用过载电流发热使 易熔合金熔化而使继 电器动作 型式：双金属片式 热敏电阻式 易熔合金式 结

10、构：由发热元件、双金属 片和触头及动作机构 等部分组成 。 三、热继电器三、热继电器 1-3 继电器继电器 a） 外形 b ） 结构图 1- 电流整定装置 2 - 主电路接线柱 3 - 复位按钮 4- 常闭触头 5 - 动作机构 6 - 热元件 31 -常闭触头接线柱 32-公共动触头接线柱 33 -常开触头接线柱 双金属片式热继电器 1-1.接线端子 2 - 主双金属片 3 - 热元件 4 - 推动导板 5 - 补偿双金属片 6 - 常闭触头 7 - 常开触头 8 - 复位调节螺钉 9 - 动触头 110 - 复位按钮 11 - 偏心轮 12 - 支撑件 13 - 弹簧 三、热继电器三、热继

11、电器 1-3 继电器 双金属片式热继电器原理示意图 使用与选择 使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。 选择：选择：N N= (0.95-1.05)= (0.95-1.05)MN MN N N：热继电器热元件的额定电流；：热继电器热元件的额定电流； MN MN：电动机的额定电流。 ：电动机的额定电流。 三、热继电器三、热继电器 1-3 继电器 作用：根据速度的大小通断电路作用：根据速度的大小通断电路 结构：定子、转子和触头结构：定子、转子和触头 原理：与异步电动机类似原理：与异步电动机类似 参数：动作转速：参数：动作转速：120rpm1

12、20rpm 复位转速：复位转速：100rpm100rpm 四、速度继电器四、速度继电器 定子定子-由硅钢片由硅钢片 迭成笼型空心圆迭成笼型空心圆 环套在转子上，环套在转子上， 装有鼠笼型短路装有鼠笼型短路 绕组。绕组。 四、速度继电器四、速度继电器 转子转子-圆柱形永久磁铁，圆柱形永久磁铁， 与电动机同轴连接与电动机同轴连接。 五、固态继电器 l是一种新型无触头继电器。（图1-10） l光电耦合式继电器 l工作原理（图1-10） l常用的产品有DJ型 光电继电器光电继电器 六、其他继电器 l干簧式 l相序继电器 l温度继电器 l压力继电器 温度继电器温度继电器 压力继电器压力继电器 一、熔断器

13、的结构原理及分类 l熔断器是低压电路及电动机控制电路中用作短 路保护的电器，它串联在线路中，当线路或电 气设备发生短路（或严重过流）时，熔断器中 的熔体首先因电路电流增大而过热熔断，自动 切断电路，以保护电气设备。 二、熔断器的主要参数 l额定电压 l熔体额定电压 l熔断器额定电流 三、常用的熔断器 l1、插入式熔断器 l2、螺旋式熔断器 l3、封闭管式熔断器 l4、自复式熔断器 l5、高分断能力熔断器 四、熔断器的应用举例与参数选择 l对于单台运行的电动机，FU的额定电流选电动机额定电流的1.5- 2.5倍左右； l对于多台运行的电动机，FU的额定电流考虑其他电动机运行时 （IN和），最大容

14、量的电动机起动（1.5-2.5倍IN）； l对于电热设备等FU的选择只要大于负载电流，考虑线路的承受能 力即可。 l上下级配合电流比不小于1.6：1 插入式熔断器插入式熔断器 螺旋式熔断器螺旋式熔断器 无填料密封式式熔断器无填料密封式式熔断器 有填料式密封式熔断器有填料式密封式熔断器 自恢复熔断器自恢复熔断器 一、低压开关 l主要包括刀开关、隔离开关、组合开关、 倒顺开关等。 l主要作用是配电（提供电源）。 一：低压开关 （一）刀开关: l刀开关是一种手动电器，广泛用于配电设备作隔离电 源用，有时也用于直接起动小容量的笼型异步电动机。 主要包括：开启式负荷开关、封闭式负荷开关 。 l作用：通常

15、在电路中起通断、隔离作用。 l不能倒装或平装。不能频繁操作，只能通断小负载。 l刀开关的选择原则： （1）类型、极数、操作方式 （2）额定电压大于线路电压 （3）额定电流大于线路额定电流。 二、组合开关（转换开关） l特点：刀片式转动，操作灵活、，组合方 便。与普通刀开关相比，抗振性能好，机 床常选用。 l符号：QS l选择 （1）适合于小容量电动机起停控制，额定电 流为电动机额定电流的3倍。 （2）作电源开关，额定电流稍大于电动机额 定电流。 （a）外形 （b） 符号 （c) 结构 三、低压断路器： l低压断路器又称自动开关，是低压配电系统和电力拖动系统中 非常重要的电器，具有操作安全、使用

16、方便、工作可靠、安装 简单、分断能力高等优点。 l低压断路器结构：主要由触头、操作机构、脱扣器、灭弧装置 等。 l低压断路器的主要技术参数和类型： 主要技术参数：额定电压、额定电流、极数、脱扣器类型、整定电 流范围、分断能力、动作时间等。 类型：框架式断路器、塑料外壳式断路器、直流快速断路器和限流 式断路器等。 l低压断路器的选择 万能式低压断路器结构图万能式低压断路器结构图 1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮 5.分闸按钮6.智能脱扣器7.摇匀柄插入位置 8. 连接/试验/分离指示 1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮 5.分闸按钮6.智能脱扣器7.摇匀柄插入位置 8. 连

17、接/试验/分离指示 1 2 34 5 6 7 1-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器 4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮 1 2 34 5 6 7 1-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器 4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮 塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图 1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮 线路短线路短 路或严路或严 重过载重过载 保护保护 远距离跳闸，远距离跳闸， 对电路不起对电路不起 保护作用保护作用 线路过载保护线路过载保护 电动机的失电动机的失 压保护压保护 l主令电器是用来接通和分断

18、控制电路以 发号施令的电器。常见的有，按钮、行 程开关、万能转换开关、主令控制器等。 一、按钮 l按钮是一种手动且可以自动复位的主令电器。 l结构示意图、图形与文字符号见P.20 图1-19 l按钮的选择原则 （1）根据使用场合，选择控制按钮的种类，如开启式， 防水式，防腐式。 （2）根据用途，选用合适的形式，如钥匙式，紧急式， 带灯式。 （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。 （4）按工作状态指示和工作情况的要求，选择按钮及指 示灯的颜色。 控制按钮控制按钮 二、位置开关 l位置开关:又称行程开关或限位开关，种类很多，按运动 形式分为直动式，旋转式，微动式；按触头的性质分为有 触头式和无触头式。 l行程开关:主要用于检测工作机械的位置，发出命令以控 制其运动方向或行程。 l接近开关:又称无触头行程开关，是当运动的金属片与开 关接近到一定距离发出接近信