常用电器1的教案

常用电器1的教案第1页/共75页课程的组成：

电气控制、PLC

课程的延伸：组态软件、现场总线、过程控制、DCS、FCS等第2页/共75页本课程涉及的相关知识电路原理、模电、数电半导体变流技术电机与拖动自动控制原理微机原理及应用液压、气动系统控制电机第3页/共75页课堂要求

按时上课，认真听讲积极参与课堂讨论，认真完成作业上课手机打到静音状态，不准用手机，如发现，按缺勤处理第4页/共75页参考书目：1、可编程控制器原理及应用作者：王卫星等主编2、可编程序控制器及常用控制电器作者：何友华3、电气控制与PLC作者：胡学林宋宏1997年11月第1版

4、大型可编程序控制器系统设计周少武等5、可编程序控制器的系统设计与应用实例答疑时间、地点：待定

成绩计算：考试占60%，平时占30%，试验占10%第5页/共75页（1）熟悉常用控制电器的工作原理和用途，达到正确使用和选用的目的。（2）熟练掌握电气控制线路的基本环节，并具备阅读和分析电气控制线路的能力，能设计简单的电气控制线路。（3）熟悉可编程序控制器的基本概况，深刻领会可编程序控制器的工作原理。（4）熟练掌握可编程序控制器的基本指令系统和典型电路的编程，掌握可编程序控制器的程序设计方法。（5）了解可编程序控制器的网络和通信原理。（6）了解可编程序控制器的实际应用程序的设计步骤和方法。课程要求第6页/共75页第一章常用低压电器一、电器的定义和分类第一节电器的基本知识电器：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。采用电磁原理完成上述功能的低压电器称为电磁式低压电器。控制电器：能够按照外界指定讯号手动或自动地接通和断开电路，实现对电路控制的电器。第7页/共75页第8页/共75页第9页/共75页电器的分类农用有无触点是否组合使用系统电压等级工作职能常用的低压电器信号电器执行电器熔断器主令电器开关电器继电器接触器第10页/共75页二、电磁式低压电器的基本结构和工作原理组成：触头、灭弧装置和电磁机构。1、触头触头是一切有触点电器的执行部件，这些电器通过触头的动作来接通或断开被控制电路的。触头的好坏直接影响电器的工作性能。

触点的接触形式：点接触、线接触、面接触三种触头的结构形式：单断点指形触头和双断点桥式触头第11页/共75页按状态：触头有常开和常闭两种状态常开：当没有手工动作时或者电磁铁线圈未通电，即衔铁未被吸合时，触头处于断开状态常闭：当没有手工动作时或者电磁铁线圈未通电，即衔铁未被吸合时，触头处于闭合状态按是否固定：有静触头和动触头第12页/共75页2、电弧的产生和灭弧方法电弧实际上是一种气体放电现象。

多断点灭弧磁吹式灭弧灭弧栅灭弧罩常用的灭弧方法第13页/共75页3、电磁机构电磁机构是电磁式低压电器的感测部件，它的作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作使之闭合或断开，从而实现电路的接通或分断。

电磁机构由磁路和激磁线圈两部分组成磁路主要包括铁心、衔铁和空气隙。激磁线圈通以电流后激励磁场，通过气隙把电能转换为机械能，带动衔铁运动以完成触点的闭合或断开。第14页/共75页4、电磁机构的工作原理第15页/共75页4、电磁机构的工作原理需要注意的几个问题反力特性吸力特性短路环的作用电磁机构的输入/输出特性第16页/共75页第二节接触器1、接触器的用途及分类

接触器的作用：接触器最主要的用途是控制电动机的启动、反转、制动和调速等或者其他负载电路，用接触器来实现频繁的远距离自动控制。按电流种类分为交流接触器和直流接触器两种按其主触点的极数(即主触点的对数)来分，有单极、双极、三极、四极和五极等多种。第17页/共75页2、接触器的结构及工作原理五个部分组成电磁机构主触点和灭弧系统辅助触点反力装置支架和底座第18页/共75页接触器的工作原理

当接触器线圈通电后，在铁心中产生磁通。由此在衔铁气隙处产生吸力，使衔铁产生闭合动作。主触点在衔铁的带动下吸合。于是接通了电路。同时衔铁还带动辅助触点动作，使原来断开的辅助触点闭合，而原来闭合的辅助触点断开。当线圈断电或电压显著降低时，吸力消失或减弱，衔铁在释放弹簧作用打开，主、辅触点又恢复到原来状态。接触器第19页/共75页直流接触器直流接触器交流接触器交流接触器第20页/共75页第21页/共75页第22页/共75页第23页/共75页第24页/共75页3、接触器的主要技术数据1、额定电压：指主触点的额定工作电压交流接触器：220V、380V、500V等直流接触器：220V、440V、600V等2、额定电流：指主触点的额定工作电流。3、激磁线圈额定电压：指保证接触器正常工作时激磁线圈的额定工作电压。4、动作值：指接触器的吸合电压和释放电压吸合电压：线圈额定电压85%以上时，接触器应可靠吸合释放电压：线圈电压低于额定电压70%，且高于0%额定电压（交流接触器）或5%额定电压（直流接触器）第25页/共75页5、接通与分断能力指接触器主触头在规定条件下能可靠地接通和分断的电流值。在此电流值下，接通或分断时，不应发生熔焊、飞弧和过分磨损等。一般接通电流大于分断电流。6、操作频率第26页/共75页4、接触器的选择1、选择原则（1）接触器的额定电压主电路额定电压。（2）接触器线圈的额定电压必须与接入此线圈的控制电路的额定电压相等。（3）接触器的额定电流等级应按下列方法选择．（a）按接触器设计时规定的使用类别使用时按触器的额定电流应等于或稍大于负载额定电流。（b）按轻任务使用类别设计的接触器，用于重任务使用类别时，应降低容量使用。（c）用于反复短时工作制的接触器，其额定电流应大于负载的等效发热电流2、日常维护（a）机械故障部件是否卡死、松脱、弹簧弹力（b）电气故障激励线圈、触头第27页/共75页第三节继电器

继电器:根据某种输入信号来接通或断开小电流控制电路，实现远距离控制和保护的自动控制电器。其输入可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量，而输出则是触头的动作或者是电路参数的变化。分类：按输入信号性质压力、温度、时间、电流、电压等按工作原理电磁式、感应式、电动式、热继电器按输出形式有无触点按用途控制与保护等第28页/共75页一、电磁式继电器电磁式继电器的结构和工作原理与电磁式接触器相似，也是由电磁机构和触点系统组成。主要区别在于：继电器可对多种输入信号的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压信号作用下动作;继电器用于切换小电流的控制电路和保护电路，而接触器用来控制大电流电路;继电器没有灭弧装置；无主辅触点之分。第29页/共75页第30页/共75页1、电压继电器定义：触点的动作与线圈的电压大小有关的继电器。使用时电压继电器的线圈与负载并联。特点：线圈的匝数多而线径细。按线圈电流的种类可分为交流和直流电压继电器;按吸合电压大小又可分为过电压和欠电压继电器。第31页/共75页2、电流继电器定义：触点的动作与线圈电流大小有关的继电器。使用时电流继电器的线圈与负载串联。特点：线圈的匝数少而线径粗。按线圈的电流种类分为交流和直流电流继电器;按吸合电流大小可分为过电流继电器和低(欠)电流继电器。第32页/共75页3、中间继电器定义：在控制电路中起信号传递、放大、翻转和分路等中继作用的继电器。功能：将多个中间继电器组合起来，还能构成具有各种逻辑运算和计数功能的线路。第33页/共75页第34页/共75页二、热继电器热继电器是一种能间接反映被控用电设备发热状况的继电器。它主要用来保护电动机或其它负载免于过载和三相电动机断相保护。第35页/共75页第36页/共75页JR36JR28JR20第37页/共75页三、时间继电器

定义：从得到输入信号(线圈的通电或断电)开始，经过一定的延时后才输出信号(触点的闭合或断开)的继电器，称为时间继电器。时间继电器的延时方式有两种：通电延时和断电延时。

通电延时:接受输入信号后延迟一定的时间，输出信号才发生变化，当输入信号消失后，输出瞬时复原。

断电延时:接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号;当输入信号消失后，延迟一定的时时间，输出信号才发生变化，当输入信号消失后，输出延时复原。第38页/共75页第39页/共75页第40页/共75页第41页/共75页空气阻尼式时间继电器（JS7系列）晶体管式时间继电器（JS14）数字式时间继电器（JSS14）第42页/共75页四、其它继电器速度继电器温度继电器液位继电器压力继电器固态继电器(SSR)第43页/共75页第44页/共75页第四节开关电器用途：电源的隔离、电气设备的保护和控制。1、刀开关（闸刀开关）用途：接通和切断长期工作设备的电源及不经常启动及制动、容量小的异步电动机。刀开关主要由操作手柄、触刀、触点座和底座组成。依靠手动来实现触刀插入触点座与脱离触点座的控制。按刀数可分为单极、双极和三极。第45页/共75页第46页/共75页刀开关(隔离开关)第47页/共75页4、低压断路器

低压断路器也称为自动空气开关，用于分配电能、不频繁地启动异步电动机以及对电源线路及电动机等的保护。

自动开关简称自动空气开关或自动空气断路器。它相当于刀闸开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器等的组合，是一种具有复合保护作用的开关，主要用来对电路作不频繁的接通和分断。

自动空气开关主要由触点系统、操作机构和保护元件三部分组成。低压断路器第48页/共75页第49页/共75页第50页/共75页5、熔断器

熔断器基于电流热效应原理和发热元件热熔断原理设计，具有一定的瞬动特性，用于电路的短路保护和严重过载保护。使用时将熔体串联在被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体、分断电路，起到保护作用。熔断器第51页/共75页第52页/共75页六、主令电器主令电器是自动控制系统中用于发送和转换控制命令的电器。1、控制按钮

控制按钮简称按钮，是一种结构简单使用广泛的手动电器，在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等。第53页/共75页图文符号第54页/共75页第55页/共75页实物图第56页/共75页2、转换开关转换厅关是一种多档式、控制多回路的主令电器。它是由数层动、静触头（由铜合金片制成的）分别装于绝缘件内组装而成，动触头安装在附有操作手柄的转动轴上，改变操作手柄位置，就改变了触头的通断。在转动轴上装有弹簧和凸轮机构，可以使触头瞬时断开并定位。转换开关可以接通电源或直接控制小容量电动机正反转，也可接通控制电路或切换控制电路，以选择控制功能。第57页/共75页万能转换开关图形符号实物图第58页/共75页3、行程开关行程开关是用以反映工作机械位置。行程开关又称为限位开关，是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制命令的主令电器。第59页/共75页4、接近开关非接触式的行程开关，即接近开关接近开关按工作原理可以分为高频振荡型、电容型、霍尔型等几种类型。第60页/共75页第61页/共75页5、光电开关

光电开关是接近开关的一种，它除克服了接触式行程开关存在的诸多不足外，还克服了接近开关的作用距离短、不能直接检测非金属材料等缺点。光电开关按检测方式可分为反射式、对射式和镜面反射式三种类型。第62页/共75页七、信号电器信号电器主要用来对电气控制系统中的某些信号的状态、报警信息等进行指示。如指示灯、电铃等。第63页/共75页八、常用执行器件1、电磁执行器件电磁铁第64页/共75页2、电磁阀电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀。电磁阀由阀芯、阀体，线圈，弹簧、电磁铁等组成阀是用来控制流体的方向、压力、流量的装置。第65页/共75页1)换向阀结构及图形符号二位二通阀二位四通阀二位五通阀二位三通阀第66页/共75页图形符号含义：

用方格数表示阀的工作位置数。一个方格内，箭头或“⊥”与方格的交点数为油口通路数。箭头表示油口相通，“⊥”表示油口不通。三位四通阀三位五通