“电气控制与PLC”第1课(11)

1、第第1 1章章 低压电器及控制环节低压电器及控制环节北京联合大学自动化学院北京联合大学自动化学院 低压电器与电气图的基本知识低压电器与电气图的基本知识 手动启、停控制手动启、停控制 点动与长动控制点动与长动控制 正、反转控制正、反转控制 顺序和多点控制顺序和多点控制 6 6 时间控制时间控制 7 7行程控制行程控制凡是自动或手动，在电路中起通断、保护、控制或凡是自动或手动，在电路中起通断、保护、控制或调节作用的电气元件统称为电器。调节作用的电气元件统称为电器。工作在交流工作在交流1200V1200V或或直流直流1500V1500V以下的电器称为低压电器以下的电器称为低压电器。问题问题1：什么是

2、低压电器？：什么是低压电器？问题问题2：基本控制环节由什么构成？：基本控制环节由什么构成？基本控制环节是由控制电器组成的简单控制线路。基本控制环节是由控制电器组成的简单控制线路。 北京联合大学自动化学院北京联合大学自动化学院分类按动作方式按用途分手控自控控制电器保护电器问题问题1：低压电器是如何分类的？：低压电器是如何分类的？主令电器配电电器执行电器电磁式电器按工作原理分非电量控制电器按断续控制系统组成分检测电器控制电器执行电器北京联合大学自动化学院北京联合大学自动化学院低压电器与电气图的基本知识低压电器与电气图的基本知识一、电器的分类一、电器的分类 （一）按工作电压等级分（一）按工作电压等级

3、分 1 1低压电器：低压电器： 工作电压在交流工作电压在交流12001200V V或直流或直流15001500V V以下以下的各种电器。的各种电器。 2 2高压电器：工作电压高于交流高压电器：工作电压高于交流12001200V V或直流或直流15001500V V以上以上的各种电器。的各种电器。 （二）按动作原理分（二）按动作原理分 1 1手控电器：指需要人工直接操作才能完成指令任务手控电器：指需要人工直接操作才能完成指令任务的电器。的电器。 2 2自控电器：指不需人工操作，而是按照电的或非电自控电器：指不需人工操作，而是按照电的或非电的信号自动完成指令任务的电器。的信号自动完成指令任务的电器

4、。 低压电器与电气图的基本知识低压电器与电气图的基本知识一、一、电器的分类电器的分类（三）按用途分（三）按用途分 1 1控制电器控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。：用于各种控制电路和控制系统的电器。 2 2主令电器主令电器：用于自动控制系统中发送控制指令的电器。：用于自动控制系统中发送控制指令的电器。 3 3保护电器保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。：用于保护电路及用电设备的电器。4 4配电电器配电电器：用于电能的输送和分配的电器。：用于电能的输送和分配的电器。 5 5执行电器执行电器：用于完成某种动作或传动功能的电器。：用于完成某种动作或传动功能的电器。 低压电器与电气图的基

5、本知识低压电器与电气图的基本知识一、一、电器的分类电器的分类 （四）按断续控制系统组成分类（四）按断续控制系统组成分类 1 1、检测电器检测电器：将电的或非电的模拟量转换为开关量的电器，可：将电的或非电的模拟量转换为开关量的电器，可 看作是模拟量至开关量的变送器。看作是模拟量至开关量的变送器。 2 2、控制电器控制电器：实现开关量逻辑运算及延时、计数的电器。：实现开关量逻辑运算及延时、计数的电器。 3 3、执行电器执行电器：接受控制器发出的开关信号而动作（改变状态），：接受控制器发出的开关信号而动作（改变状态），并驱动受控元件的电器。并驱动受控元件的电器。 （五）按工作原理分（五）按工作原理分

6、 1 1电磁式电器电磁式电器：依据电磁感应原理来工作的电器。：依据电磁感应原理来工作的电器。 2 2非电量控制电器非电量控制电器：电器的工作是靠外力或某种非电物理量的：电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器。变化而动作的电器。 低压电器与电气图的基本知识低压电器与电气图的基本知识北京联合大学自动化学院北京联合大学自动化学院问题问题2：低压电器的基本结构是什么：低压电器的基本结构是什么?组成组成: :一般有两个基本部分一般有两个基本部分: :一是感测部分一是感测部分-由电磁机构组成由电磁机构组成; ;二是执行部分二是执行部分-由由触点系统触点系统组成组成. .执行部分执行部分触头系

7、统，是触头系统，是电器的执行部分，起着接通电器的执行部分，起着接通及分断电路的作用。及分断电路的作用。 二、电磁式电器二、电磁式电器-直流电磁式电器结构直流电磁式电器结构 感测部分一电磁机构，主要感测部分一电磁机构，主要作用是将电磁能量转换成机作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作，从械能量，带动触头动作，从而完成接通或分断电路。而完成接通或分断电路。二、电磁式电器二、电磁式电器-交流电磁式电器结构交流电磁式电器结构 感测部分一电磁机构，主要感测部分一电磁机构，主要作用是将电磁能量转换成机作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作，从械能量，带动触头动作，从而完成接通或分断电路。而完成

8、接通或分断电路。执行部分执行部分触头系统，是触头系统，是电器的执行部分，起着接通电器的执行部分，起着接通及分断电路的作用。及分断电路的作用。 二、电磁式电器二、电磁式电器-(-(一一) )电磁机构电磁机构 常用的磁路结构常用的磁路结构 衔铁沿棱角转动的拍合式铁心，这种型式广泛应用于直流电器中。衔铁沿棱角转动的拍合式铁心，这种型式广泛应用于直流电器中。衔铁沿轴转动的拍合式铁心，其铁心形状有衔铁沿轴转动的拍合式铁心，其铁心形状有E E形和形和U U形两种。此种形两种。此种构多用于触点容量较大的交流电器中。构多用于触点容量较大的交流电器中。衔铁直线运动的双衔铁直线运动的双E E型直动式铁心，多用于交

9、流接触器、继电器中。型直动式铁心，多用于交流接触器、继电器中。 1-1-衔铁衔铁 2 - 2 -铁心铁心 3 - 3 -吸引线圈吸引线圈二、电磁式电器二、电磁式电器-(-(一一) )电磁机构电磁机构吸引线圈吸引线圈 吸引线圈的作用是将电能转换成磁场能量。吸引线圈的作用是将电能转换成磁场能量。按通入吸引线圈的电流种类可分为直流线圈和交流线圈。按通入吸引线圈的电流种类可分为直流线圈和交流线圈。对于对于直流电磁铁直流电磁铁，因其铁心不发热，只有线圈发热，所以，因其铁心不发热，只有线圈发热，所以直流电磁铁的吸引线圈做成高而薄的瘦高型，且不设线圈直流电磁铁的吸引线圈做成高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使

10、线圈与铁心直接接触，易于散热。骨架，使线圈与铁心直接接触，易于散热。对于对于交流电磁铁交流电磁铁，由于其铁心存在磁滞和涡流损耗，这样，由于其铁心存在磁滞和涡流损耗，这样线圈和铁心都发热，所以交流电磁铁的吸引线圈设有骨架线圈和铁心都发热，所以交流电磁铁的吸引线圈设有骨架，使铁心与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样，使铁心与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样做有于铁心和线圈的散热。做有于铁心和线圈的散热。平均电平均电磁吸力磁吸力二、电磁式电器二、电磁式电器-(-(一一) )电磁机构电磁机构 交流电磁机构中短路环的作用交流电磁机构中短路环的作用反力反力交变交变分量分量交流电交流电磁吸力磁

11、吸力铁心铁心短路环短路环二、电磁式电器二、电磁式电器-(-(二二) )触头系统触头系统1 1、 触头的结构型式触头的结构型式 点接触的点接触的桥式触头桥式触头面接触的面接触的桥式触头桥式触头指形指形触头触头二、电磁式电器二、电磁式电器-(-(二二) )触头系统触头系统1 1、 触头的结构型式触头的结构型式 触头的结构型式主要有桥式和指形两种，触头的结构型式主要有桥式和指形两种， 点接触的桥式触头点接触的桥式触头 面接触的桥式触头面接触的桥式触头 指形触头指形触头 2 2、电弧对于电器及电路的不利影响、电弧对于电器及电路的不利影响 由于电弧的存在，使应分断的电路实际未被分断；由于电弧的存在，使应

12、分断的电路实际未被分断； 电弧的温度很高，易使触头熔化；电弧的温度很高，易使触头熔化； 电弧向周围喷射，会损坏电器设备，还可能造成短路故障电弧向周围喷射，会损坏电器设备，还可能造成短路故障二、电磁式电器二、电磁式电器-(-(二二) )触头系统触头系统3 3、常用的灭弧装置、常用的灭弧装置 - - 电动力吹弧电动力吹弧 双断口电动力吹弧双断口电动力吹弧 磁场磁场方向方向电弧电弧电流电流电弧电流受到指向外电弧电流受到指向外侧的电动力作用，电侧的电动力作用，电弧向外运动并被拉长，弧向外运动并被拉长，从而穿过冷却介质被从而穿过冷却介质被冷却并熄灭。冷却并熄灭。二、电磁式电器二、电磁式电器-(-(二二)

13、 )触头系统触头系统3 3、常用的灭弧装置、常用的灭弧装置- - 磁吹灭弧磁吹灭弧 磁吹灭弧装置示意图磁吹灭弧装置示意图 磁吹磁吹线圈线圈电弧电弧电流电流磁场磁场方向方向电弧电流受到指向外电弧电流受到指向外侧的电动力作用，电侧的电动力作用，电弧向外运动并被拉长，弧向外运动并被拉长，从而进入灭弧罩中被从而进入灭弧罩中被冷却并熄灭。冷却并熄灭。二、电磁式电器二、电磁式电器-(-(二二) )触头系统触头系统3 3、常用的灭弧装置、常用的灭弧装置 - -窄缝灭弧窄缝灭弧 窄缝灭弧原理示意图窄缝灭弧原理示意图 纵缝结构纵缝结构下宽上窄下宽上窄电弧在电动力作用下电弧在电动力作用下进入纵缝，窄缝将电进入纵缝

14、，窄缝将电弧柱直径压缩，使电弧柱直径压缩，使电弧同缝壁紧密接触，弧同缝壁紧密接触，加强冷却并熄灭。加强冷却并熄灭。二、电磁式电器二、电磁式电器-(-(二二) )触头系统触头系统3 3、常用的灭弧装置、常用的灭弧装置- - 栅片灭弧栅片灭弧 栅片灭弧原理示意图栅片灭弧原理示意图 一组彼此相一组彼此相互绝缘的铁互绝缘的铁片称为栅片片称为栅片电弧在电动力作用电弧在电动力作用下进入栅片，被分下进入栅片，被分割成若干短弧，达割成若干短弧，达不到电弧燃烧电压，不到电弧燃烧电压，同时栅片吸收电弧同时栅片吸收电弧热量，加强冷却并热量，加强冷却并熄灭熄灭。北京联合大学自动化学院北京联合大学自动化学院问题问题3：

15、低压电器的型号含义是什么：低压电器的型号含义是什么?北京联合大学自动化学院北京联合大学自动化学院问题问题4：电器元件的图形符号和文字符号？：电器元件的图形符号和文字符号？1.1.图形符号用于表示元件的图形或标记，是一种具有确图形符号用于表示元件的图形或标记，是一种具有确定意义的简单图形。均应按无电压定意义的简单图形。均应按无电压, ,无外力作用的正常无外力作用的正常状态绘制状态绘制. .2.2.电气图中的文字符号标明元件的名称、功能等。电气图中的文字符号标明元件的名称、功能等。国际电工委员会统一标准（熟练掌握！）国际电工委员会统一标准（熟练掌握！）电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知

16、识电气控制系统图包括：电气控制系统图包括： 电气原理图：电气原理图：重点重点 电气安装图电气安装图 电气互连图电气互连图电气原理图：电气原理图：电气原理图是说明电气设备工作原理电气原理图是说明电气设备工作原理的线路图。在电气原理图中并不考虑电气的线路图。在电气原理图中并不考虑电气元件的实际安装位置和实际连线情况，只元件的实际安装位置和实际连线情况，只是把各元件按接线顺序用符号展开在平面是把各元件按接线顺序用符号展开在平面图上，用直线将各元件连接起来。图上，用直线将各元件连接起来。电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识在阅读和绘制电气原理图时应注意以下几点：在阅读和绘制电气原理图时应注

17、意以下几点： 电气原理图中各元器件的文字符号和图形符号必须按标准绘制和电气原理图中各元器件的文字符号和图形符号必须按标准绘制和标注。同一电器的所有元件必须用同一文字符号标注。标注。同一电器的所有元件必须用同一文字符号标注。电气原理图应按功能来组合，同一功能的电气相关元件应画在一电气原理图应按功能来组合，同一功能的电气相关元件应画在一起，但同一电器的各部件不一定画在一起。电路应按动作顺序和起，但同一电器的各部件不一定画在一起。电路应按动作顺序和信号流程自上而下或自左向右排列。信号流程自上而下或自左向右排列。电气原理图分主电路和控制电路，一般主电路在左侧，控制电路电气原理图分主电路和控制电路，一般

18、主电路在左侧，控制电路在右侧。在右侧。电气原理图中各电器应该是未通电或未动作的状态，二进制逻辑电气原理图中各电器应该是未通电或未动作的状态，二进制逻辑元件应是置零的状态，机械开关应是循环开始的状态，即按电路元件应是置零的状态，机械开关应是循环开始的状态，即按电路“常态常态”画出。画出。电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识主电路主电路三相笼型异步电动机控制电气原理图三相笼型异步电动机控制电气原理图 ： 控制回路控制回路电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识电气安装图：电气安装图：电气安装图表示各种电气设备在机械电气安装图表示各种电气设备在机械设备和电气控制柜中的实际安装位置

19、。它设备和电气控制柜中的实际安装位置。它将提供电气设备各个单元的布局和安装工将提供电气设备各个单元的布局和安装工作所需数据的图样。作所需数据的图样。 电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识在阅读和绘制电气安装图时应注意以下几点：在阅读和绘制电气安装图时应注意以下几点： 按电气原理图要求，应将动力、控制和信号电路分开按电气原理图要求，应将动力、控制和信号电路分开布置，并各自安装在相应的位置，以便于操作和维护。布置，并各自安装在相应的位置，以便于操作和维护。 电气控制柜中各元件之间，上、下、左、右之间的连电气控制柜中各元件之间，上、下、左、右之间的连线应保持一定间距，并且应考虑器件的发热

20、和散热因线应保持一定间距，并且应考虑器件的发热和散热因素，应便于布线、接线和检修。素，应便于布线、接线和检修。 给出部分元器件型号和参数。给出部分元器件型号和参数。 图中的文字代号应与电气原理图和电气设备清单一致。图中的文字代号应与电气原理图和电气设备清单一致。 电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机控制线路安装控制线路安装图图 ： 电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识电气互连图：电气互连图：电气互连图是用来表明电气设备各单电气互连图是用来表明电气设备各单元之间的接线关系，一般不包括单元内部元之间的接线关系，一般不包括单元内部的连接，着

21、重表明电气设备外部元件的相的连接，着重表明电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接。对位置及它们之间的电气连接。 四、四、电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识在阅读和绘制电气互连图时应注意以下几点：在阅读和绘制电气互连图时应注意以下几点： 外部单元同一电器的各部件画在一起，其布置应该尽量外部单元同一电器的各部件画在一起，其布置应该尽量符合电器的实际情况。符合电器的实际情况。 不在同一控制柜或同一配电屏上的各电气元件的连接，不在同一控制柜或同一配电屏上的各电气元件的连接，必须经过接线端子板进行。图中文字符号、图形符号及必须经过接线端子板进行。图中文字符号、图形符号及接线端子板编号，应与电气原理图相一致。接线端子板编号，应与电气原理图相一致。电气设备的外部连接应标明电源的引入点。电气设备的外部连接应标明电源的引入点。 电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机控制线路电气互连控制线路电气互连图图 ： 电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识北京联合大学自动化学院北京联合大学自动化学院