第1章电气控制系统常用器件

1、PLCPLC编程技术编程技术多媒体教学课件多媒体教学课件王王 巍巍 - -机电教研室机电教研室第第1 1章章 电气控制系统常用器件电气控制系统常用器件 电器的基本知识电器的基本知识 接触器接触器 继电器继电器 低压断路器器低压断路器器 熔断器熔断器 主令电器主令电器本章重点：本章重点：1.1.电弧的产生及灭弧方式；电弧的产生及灭弧方式；2.2.接触器、继电器的工作原理及应用。接触器、继电器的工作原理及应用。本章难点：本章难点：1.1.接触器、继电器、熔断器的工作原理；接触器、继电器、熔断器的工作原理；2.2.各类低压电器在控制电路中的使用。各类低压电器在控制电路中的使用。教学目的：教学目的：1

2、.1.理解并掌握电磁机构的工作原理；理解并掌握电磁机构的工作原理；2.2.了解各种低压电器并掌握各种低压电器的使用场了解各种低压电器并掌握各种低压电器的使用场合及注意事项；合及注意事项；3.3.理解各种低压电气的工作原理。理解各种低压电气的工作原理。 电器的定义和分类电器的定义和分类定义定义l电器电器根据外界施加的信号和要求，能手动或自动地断开或接通电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电工器械。l低压电器低压电器通常指工作在交流电压1200v、直流电压1500v以下的电器。1.1 电器的基础知识1.1 电器的基础知识1.1 电器的基础知识电

3、磁式电器电磁式电器1.1.电磁机构电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触将电磁能转换为机械能并带动触头动作头动作v组成组成 v原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁和气隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。铁芯。铁芯铁芯衔铁衔铁线圈线圈交流交流：硅钢片叠加：硅钢片叠加直流直流：整块铸铁或铸钢：整块铸铁或铸钢直动式直动式转动式转动式电压线圈电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈交流线圈：短而粗

4、，有骨架。：短而粗，有骨架。直流线圈直流线圈：细而长，无骨架。：细而长，无骨架。1.1 电器的基础知识2.2.短路环短路环减小衔铁吸合时产生的减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。振动和噪音。 衔铁 铁芯 线圈 短路环 1.1 电器的基础知识3.3.触头系统触头系统通过触头的开合控制通过触头的开合控制电路通、断。电路通、断。（1 1）类型）类型（2 2）材料：一般采用铜材料制成；对材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银质材料制成于小容量电器常用银质材料制成 桥式触头桥式触头指形触头指形触头 点接触 面接触 1.1 电器的基础知识4.4.灭弧系统灭弧系统 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电

5、压大于电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于 10V10V，电流超过，电流超过80mA80mA时，触头间会产生蓝色时，触头间会产生蓝色 的光柱，的光柱， 即电弧。即电弧。电弧的危害电弧的危害 ： 延长了切断故障的时间；延长了切断故障的时间； 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； 形成飞弧造成电源短路事故。形成飞弧造成电源短路事故。 v 灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、 利用介质灭弧、改善触头表面材料利用介质灭弧、改善触头表面材料 。 灭弧栅片 触头 电弧 1.1 电器的基础知识1.1 电器的基础知

6、识1.1 电器的基础知识1.1 电器的基础知识1.1 电器的基础知识讨论：讨论：低压电器工作电压一般在380V，日常生活中我们应该如何预防电器火灾，如何安全用电？1.1 电器的基础知识课下活动：课下活动：1.阅读参考资料，电力工程电气设计手册（低压电气部分）2.熟悉常用低压电器安装及使用规范3.思考题（1）电气设备中不带电的金属部分接地的目的是什么？（2）交流电磁式电器的铁芯为什么要带有短路环？1 1、定义、定义 接触器是用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路的自动控制电器。2 2、用途用途 控制电动机的起动、反转、制动和调速等。 控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器

7、。3 3、分类分类 交流接触器、直流接触器。1.2 接触器触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头）电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧1 1结构结构 一、交流接触器一、交流接触器 1.2 接触器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1.2 接触器2 2工作原理工作原理 1.2 接触器用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。工作原理：与交流接触器基本相同。二、直流接触器二、直流接触器 1.2 接触器CJ20系列型号含义：系列型号含

8、义：B系列型号含义：系列型号含义：交交流流接接触触器器型型号号的的含含义义三、三、接触器接触器的符号的符号 直直流流接接触触器器型型号号含含义义接接触触器器的的符符号号接触器的符号接触器的符号 （a）线圈 （b）主触头 （c）常开辅助触头 （d）常闭辅助触头额定电压额定电压 交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V 交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A 额定电流额定电流 吸引线圈额定电压吸引线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、2

9、20、380V 直流接触器：24、48、220、440V 四、接触器的主要技术指标四、接触器的主要技术指标 1.2 接触器 根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；电压； 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；压等级一致； 额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。五、五、接触器的使用选择原则接触器的使用选择原则 1.2 接触器有的接触器触头嵌有银片，银氧化后不

10、影响导电能力，这类触头表面发黑一般不需清理。带灭弧罩的接触器不允许不带灭弧罩使用，以防短路事故。陶土灭弧罩质脆易碎，应避免碰撞，若有碎裂，应及时更换。接触器一般应安装在垂直面上，倾斜度不得超过5，若有散热孔，则应将有孔的一面放在垂直方向上，以利散热。安装和接线时，注意不要将零件失落或掉入接触器内部，安装孔的螺钉应装有弹簧垫圈和平垫圈，并拧紧螺钉以防振动松脱。接触器还可作为失压保护用，它的吸引线圈在电压为额定电压的85%105%范围内保证电磁铁的吸合，但当电压降到额定电压的50%以下时，衔铁吸力不足，自动释放而断开电源，以防止电动机过载。1.3 继电器1 1、定义、定义2 2、分类：、分类：按用

11、途分 ：控制和保护继电器 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式 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 3 3、特点：特点：额定电流不大于5A 4 4、作用、作用: : 控制、放大、联锁、保护和调节1.3 继电器一、电流继电器一、电流继电器特点：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1.底座 2.反力弹簧 3、4.调节螺钉 5.非磁性垫片6.衔铁 7.铁芯 8.极靴 9.电磁线圈 10.触点系统电电磁磁式式继继电电器器结结构构图图1.底座 2.反力弹簧 3、4.调节螺钉 5.非

12、磁性垫片6.衔铁 7.铁芯 8.极靴 9.电磁线圈 10.触点系统电电磁磁式式继继电电器器结结构构图图欠电流继电器KAI I KAKAKA一、电流继电器一、电流继电器1.3 继电器动作电流动作电流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 。主要技术指标：主要技术指标：一、电流继电器一、电流继电器1.3 继电器特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细特点：线圈并

13、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：与电流继电器类似欠电压继电器KAU U KAKAKA二、电压继电器二、电压继电器1.3 继电器 中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。 三、中间继电器三、中间继电器1.3 继电器 热继电器热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护。 四、热继电器四、热继电器作用：电动机的过载保护利

14、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构：由发热元件、双金属 片和触头及动作机构 等部分组成 。1.3 继电器四、热继电器四、热继电器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1.3 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

15、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 四、热继电器四、热继电器双金属片式热继电器原理示意图1.3 继电器四、热继电器四、热继电器1.3 继电器使用与选择使用：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：eReReded eReR：热继电器热元件的额定电流；：热继电器热元件的额定电流； eded：电动机的额定电流。：电动机的额定电流。四、热继电器四、热继电器1.3 继电器（1）热继电器有三种安装方式，应按实际安装情况选择其安装型式。（2）原则

16、上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。（3）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。（4）对于三角形接法电动机，应选用带断相保护装置的热继电器。（5）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。空气阻尼时间继电器空气阻尼时间继电器作用：作用：按整定时间长短通断电路按整定时间长短通断电路分类：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 五、时间继电器五、时间继电器1.3 继电器(a) (b) (c)

17、(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) 断电延时线断电延时线圈圈 (d) (d) 通电延时闭合动合（常开）触点通电延时闭合动合（常开）触点 (e) (e) 通电延时通电延时断开动断（常闭）触点断开动断（常闭）触点 （f f）断电延时断开动合（常开）断电延时断开动合（常开）触点触点 （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 1、符号、符号1.3 继电器五、时间继电器五、时间继电器1.3 继电器五、时间继电器五、时间继电器1.3 继电器时间继

18、电器JS7系列-4-4时间继电器JS11系列-1-1JS11系列数字式时间继电器系列数字式时间继电器 JS11系列数字式时间继电器是JS11系列电动式时间继更新换代产品。它采用先进的数控技术，用集成电路和LED显示器件取供电动机和机械传动系统。JS11系列时间继电器相比。除兼有电动式长延时的优点外，交具有无机械磨损、工作稳定、可靠、精度高；计数清晰悦目、准确直观和结构新颖等优点，广泛用于自动程序控制系统，及各种生产工艺过程的自动控制系统，作为时间控制器件使用。时间继电器JS11系列-2-2 三、主要技术参数三、主要技术参数 1.电源电压：电源电压：允许在允许在80%110%额定值内可靠工作。交

19、流额定值内可靠工作。交流50Hz36、48、110、127、220、380V，通常不加注明者为，通常不加注明者为220V，如需其他电压级需特殊电压级，可定制如需其他电压级需特殊电压级，可定制2 4V； 2.功耗：功耗：小于小于3W； 3.装置方式：装置方式：面板式；面板式； 4.延时控制：延时控制：与交流电源频率同步；直流误差小于与交流电源频率同步；直流误差小于0.3%； 5.接点返回时间：小于接点返回时间：小于0.2S； 6.继电器允许操作频率：继电器允许操作频率：1200次次/h。 7.继电器寿命：继电器寿命：10万次以上。万次以上。 8.输出接点数：输出接点数：不延时接点一对常开常闭转换

20、接点不延时接点一对常开常闭转换接点；延时点二对常开常闭延时点二对常开常闭转换接点。转换接点。 9.输出接点容量：交流输出接点容量：交流220V，1A(阻性阻性)，可用于，可用于380V，直流直流28V、2A。时间继电器JSB-10系列-1-1JSB-10晶体管时间继电器晶体管时间继电器 主要技术参数主要技术参数1.动作形式：动作形式：通电延时通电延时2.延时范围：延时范围：1、5、10、30、60、120、180、300、600、900、1800、3600s3.重复误差：重复误差：3%4.触点数量：触点数量：1组延时转换组延时转换5.触点容量：触点容量：AC220V3ACOS=16.机械寿命：

21、机械寿命：3*10的六次方的六次方7.电寿命：电寿命：1*10的五次方的五次方8.额定电压：额定电压：AC380、220、127、110、36V50HzDC24V9.外形尺寸：外形尺寸：90*36*12210.安装尺寸：安装尺寸：33*311.安装方式：安装方式：面板式面板式作用：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：120rpm120rpm 复位转速：复位转速：100rpm100rpm六、速度继电器六、速度继电器1.3 继电器定子定子-由硅钢片迭成由硅钢片迭成笼

22、型空心圆环套在转子笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕上，装有鼠笼型短路绕组。组。符号符号六、速度继电器六、速度继电器转子转子-圆柱形永久磁圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连铁，与电动机同轴连接。接。1.3 继电器六、速度继电器六、速度继电器1.3 继电器压力继电器压力继电器光电继电器光电继电器温度继电器温度继电器七、其它继电器七、其它继电器1.3 继电器 低压断路器低压断路器又称自动开关或空气开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。1.4 低压断路器1 1、功能：、功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短

23、路不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。及失压时自动分断电路。2 2、特点、特点：操作安全，分断能力较高。：操作安全，分断能力较高。3 3、分类：、分类：框架式（万能式）框架式（万能式）和和塑壳式（装置式）塑壳式（装置式）4 4、结构：、结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。构。1.4 低压断路器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

24、插入位置8. 连接/试验/分离指示1.4 低压断路器12345671-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12345671-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1.4 低压断路器12345671-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12345671-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

25、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按钮线路短路线路短路或严重过或严重过载保护载保护1.4 低压断路器12345671-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12345671-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按钮远距离跳远距离跳闸，对电闸，对电路不起保路不起保护作用护作用1.4

26、低压断路器12345671-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12345671-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按钮线路过载线路过载保护保护1.4 低压断路器12345671-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12345671-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