低压电器工作原理经典动画演示.ppt

1、2.1电气控制技术概述2.2常用低压电器2.3基本电气控制电路2.4典型电气控制系统操作2.1电气控制技术概述2.1.1电气自动控制及其在现代机床中的地位2.1.2机床电气自动控制发展概述2.1.1电气自动控制及其在现代机床中的地位所谓“自动控制”是指利用自动控制系统使被控对象(或生产过程)按照预定的规则自动工作而无需直接参与(或仅参与)由于现代金属切削机床都使用交流和DC电机作为动力源，电气自动控制是现代机床的主要控制手段。本章以机床为典型对象，研究电气自动控制技术的基本原理、方法和应用。这些基本控制方法自然适用于机械设备和生产过程。2 . 1 . 2 2.1.2.1机床电气自动控制的发展2

2、.1.2.2和2.1.2.1电气传动的发展和分类电气传动的发展和分类与电气控制和电气传动密切相关。20世纪初，随着电动机的出现，机床拖动发生了变化，机床的电动拖动也随着电动机的发展而发展。1.组驱动器2。单电机驱动3。多电机驱动4。交流无级调速和2.1.2.2 DC电气控制系统的发展和分类，1。逻辑控制系统(1)手动控制(2)继电器接触器的自动控制，顺序控制器数字控制2。连续控制系统3。混合控制系统，2.2常用低压电器，2.2.1常用低压电器的基本知识2.2.2主要命令电器2.2.3接触器2.2.4继电器2.2.5其他电器，2.2.1常用低压电器的基本知识，2.2.1.1低压电器分类2.2.1

3、.2低压电器的作用，2.2.1.3低压电器的基本结构，2.2.1.1低压电器广泛应用于生产机械。低压电器有很多种，根据它们的结构、用途和控制对象，可以有不同的分类。1、根据用途和控制对象的不同，低压电器可分为配电电器和控制电器。用于传输和分配电能的电器称为低压配电装置，包括刀闸、转换开关、空气开关和保险丝等。用于各种控制电路和控制系统的电器被称为控制电器，包括接触器、启动器和各种控制继电器。2.2.1.1低压电器分类2根据不同的运行方式，低压电器可分为自动电器和手动电器。自动打开、关闭、启动、反转、停止等的电器。通过自身参数变化或外部信号(如电、磁、光、热等)。)被称为自动电器。常用的自动设备

4、包括接触器和继电器。通过手动操作可以打开、关闭、启动、反转和停止的电器称为手动电器。常用的手动电器包括刀闸、转换开关和主电器。根据工作原理，它可分为电磁电器和非电控电器。电磁设备根据电磁感应原理工作，如接触器和各种电磁继电器。非电气控制设备通过外力或一些非电气变化工作，如行程开关和速度继电器。低压电器的2.2.1.2功能、控制功能、保护功能、测量功能、调节功能、指示功能和转换功能，2.2.1.3低压电器的基本结构，电磁低压电器主要有两个主要组成部分，即电磁机构的传感部分和接触系统的执行部分。电磁机构电磁机构的主要功能是将电磁能转换成机械能，2.2.1.3低压电器基本结构，2。DC电磁铁和交流电

5、磁铁根据流经吸引线圈的电流的不同性质可分为DC电磁铁和交流电磁铁。DC电磁铁的铁芯不受热，只有线圈受热，所以线圈与铁芯接触散热。线圈被制成没有骨架的高而薄的类型，以改善线圈本身的散热。铁芯和电枢由低碳钢和工程纯铁制成。由于交流电磁铁有交流供电，铁芯中存在磁滞损耗和涡流损耗，线圈和铁芯都被加热，所以交流电磁铁的吸引线圈有一个骨架，将铁芯和线圈隔开，使线圈变短变粗，以利于铁芯和线圈的散热。铁芯由硅钢片制成，以减少涡流。当向线圈施加直流电时，气隙的磁感应强度是恒定的，并且直流电磁铁的电磁吸引力是恒定的。当交流电通过线圈时，磁感应强度是一个交变变量，交流电磁铁的电磁引力F在0(最小值)F m(最大值)

6、之间变化，其引力曲线如下图所示。在一个循环中，当电磁引力的瞬时值大于反作用力时，电枢就会吸引；当电磁引力的瞬时值小于反作用力时，电枢被释放。因此，在电源电压变化的每个周期中，电磁铁被吸两次，被释放两次，这使得电磁机构产生剧烈的振动和噪音，使其不能正常工作。2.2.1.3低压电器基本结构及交流电磁铁吸力变化如下图所示：2.2.1.3低压电器基本结构2。为了消除交流电磁铁产生的振动和噪音，DC电磁铁和交流电磁铁在铁芯的端面上有一个小槽，槽中嵌有铜短路环，如下图所示。2.2.1.3低压电器基本结构3触点系统触点是电器的执行部件，起着接通和断开电路的作用。有两种主要类型的触点：桥接触点和手指触点，如下

7、图所示。2.2.1.3低压电器基本结构；4.当灭弧装置击穿大气中的电路时，电场的存在导致接触面上的大量电子溢出，产生电弧。一旦产生电弧，就会产生大量的热能。电弧的存在不仅烧蚀了触头的金属表面，而且延长了电路的分断时间，因此有必要快速灭弧。常用的灭弧方法：电力灭弧、磁吹灭弧、金属网灭弧、2.2.2主指令电器，是一种专门发出指令并通过电磁电器直接或间接作用于控制电路的电器。它通常用于控制电驱动系统中电机的启动、停止、速度调节和制动。2.2.2.1控制按钮2.2.2.2行程开关2.2.2.3接近开关2.2.2.4凸轮开关2.2.2.1控制按钮，由按钮帽1，回位弹簧2，桥触点3，4，5和外壳组成，通常

8、制成复合型，即有动触点和动触点，其结构示意图如下图所示。2.2.2.1控制按钮，有很多种控制按钮，信号灯可以安装在指示器按钮上来显示信号；紧急按钮配有蘑菇形按钮帽，用于紧急操作；旋钮按钮用于旋转旋钮进行操作。常见按钮的外观如下图所示：2.2.2.1控制按钮，控制按钮的型号含义和电气符号如下图所示。1型号含义，2电气符号，2.2.2.2行程开关，也称为位置开关或限位开关。其功能与按钮相同，只是其触点的动作不是用手操作的，而是通过用生产机械的某些运动部件上的铁塞敲击其滚轮来接通或断开电路。行程开关的结构分为三部分：操作机构、接触系统和外壳。轨道的形状和结构当运动部件接近接近开关的感应头时，它将输出

9、一个电信号。接近开关包括感应开关和电容开关。感应接近开关的感应头是一个带有铁氧体磁芯的感应线圈，只能用于检测金属物体。振荡器在感应头表面产生交变磁场。当金属块靠近感应头时，金属中产生的涡流吸收了振荡的能量，减弱了振荡，甚至停止了振荡。因此，有两种信号，即振荡和停止振荡，它们被整形放大器转换成二进制开关信号，从而起到“开”和“关”的控制作用。2.2.2.3接近开关，常用的感应接近开关是LJ1和LJ2系列，电容接近开关是LXJ15和TC系列。近接开关的外形图、近接开关的电气符号、2.2.2.4凸轮开关、凸轮开关是一种多档、多回路的主电器，一般可用作各种配电装置的遥控，也可用作电压表和电流表的换向开

10、关，还可用于小容量电机的启动、制动、调速和正反转控制。它被称为“无所不能”，因为它有许多联系，许多转换线路和广泛的应用。转换开关的物理图如下：2.2.2.4凸轮开关和凸轮开关主要由操作机构、面板、手柄和若干个触点座组成，通过螺栓组装成一个整体，如下图所示。凸轮开关的图形符号和文字符号如下图所示。在图中，水平方向的数字13表示联系号码，垂直方向的数字和字符“左”、“0”和“右”表示手柄的操作位置(档位)，虚线表示手柄操作的联动线。在不同的操作位置，每对触点的通/断状态表示如下：在触点下方的交叉点位置有一个黑点，用虚线表示触点在相应的操作位置被接通，没有黑点表示触点在操作位置被阻塞。2.2.3接触

11、器、2.2.3.1接触器的结构和工作原理2.2.3.2接触器的主要技术参数和型号，接触器主要用于频繁开关、DC主电路和大容量控制电路，可远程操作，并可实现定时操作、联锁控制、各种定量控制和带继电器的失压和欠压保护。2.2.3.1接触器的结构和工作原理如图所示，交流接触器主要由电磁机构(包括电磁线圈1、铁芯2和电枢3)、触头系统(主触头4和辅助触头5)、灭弧装置(图中未示出)等部分组成。2.2.3.2接触器主要技术参数和型号1。接触器的主要技术参数是：(1)额定电压(2)额定电流(3)吸引线圈的额定电压(4)通断能力(5)电气寿命和机械寿命(6)额定工作频率(频率/小时)，各种接触器的物理图纸，

12、2.2其中，CJ20系列是相对较新的产品，而第3、CJX1(3TB)系列是从德国西门子公司进口制造的新型接触器。各种类型接触器的使用如图所示。接触器的型号含义和电气符号如下。2.2.4继电器，是根据特定信号(如电流、电压、时间、速度和其他物理量)的变化，接通或断开小电流电路和电器的自动控制电器。电磁继电器2.2.4.1结构和工作原理2.2.4.2电流继电器2.2.4.3电压继电器2.2.4.4时间继电器2.2.4.5热继电器2.2.4.6速度继电器2.2.4.1电磁继电器1的结构和工作原理。结构与工作原理继电器一般由三个基本部分组成：检测机构、中间机构和执行机构。低压控制系统中的大多数控制继电

13、器都是电磁结构。下图是电磁继电器的典型结构图。电磁继电器由电磁机构和接触系统组成。电磁机构由线圈1、铁芯2和电枢7组成。由于触头系统的触头都连接在控制电路中，电流很小，所以没有安装灭弧装置。它的触点通常是桥接触点，有两种形式：向前移动和向后移动。此外，为了改变继电器的操作参数，继电器通常具有用于在衔铁打开后改变弹簧张力和气隙尺寸的装置，即反作用调节螺钉6。当流过电流线圈1的电流超过一定值时，电磁吸引力大于反作用弹簧力，电枢7吸引并驱动绝缘支架动作，使得动触头9断开，动触头10闭合。通过调节螺钉6调节反作用力，即调节继电器的动作参数值。电磁继电器的2.2.4.1结构和工作原理。继电器特性继电器的

14、主要特性是输入和输出特性，也称为继电器特性，继电器特性曲线如下图所示。当继电器输入x从零增加到x时，继电器输出y为零。当输入x增加到x时，继电器被拉进来，输出是y；如果x继续增加，y保持不变。当X降低到X r时，继电器被释放，输出从y变为0。如果x继续减小，y的值都为零。2.2.4.2电流继电器，主要用于过载和短路保护。电流继电器的线圈串联在主电路上，线圈匝数少，导线粗，阻抗小，用于检测主电路的电流。触点连接到控制电路，即执行器。电流继电器反映电流信号，常用的电流继电器有两种：欠电流继电器和过电流继电器。欠电流继电器用于欠电流保护。当电路正常工作时，欠电流继电器的衔铁闭合，其动触头闭合，其动触

15、头断开。只有当电流降低到某一设定值时，衔铁才被释放，控制电路断电，从而控制接触器及时断开电路。电路正常工作时，过流继电器不动作，设定范围通常为额定电流的1.1-3.5倍。当被保护线路的电流高于额定值并达到过流继电器的整定值时，衔铁吸合，接触机构动作，控制电路断电，从而控制接触器及时断开电路，对电路起到过流保护作用。2.2.4.2电流继电器、过流继电器和欠流继电器、2.2.4.3电压继电器的实物图，反映电压信号。它的线圈并联在被测电路的两端，因此它有许多匝、细导线和大阻抗。电压继电器用于电力驱动系统的电压保护和控制。其线圈与主电路并联，以感测主电路的电压；触点连接到控制电路，是一个执行器。根据引入电压，电压继电器可分为过压继电器和欠压继电器。过压继电器用于线路过压保护。当被保护电路的电压正常时，电枢不动作。当被保护电路的电压高于额定值并达到过电压继电器的整定值时，衔铁吸合，接触机构动作，控制电路断电，控制接触器及时断开被保护电路。欠压继电器用于电路的欠压保护，其释放整定值为电路额定电压的0.1-0.6倍。当被保护电路的电压正常时，电枢可靠地被拉入；当被保护电路的电压下降到欠压继电器的释放设定值时，衔铁被释放，触点机构复位，控制接触器及时断开被保护电路。2.2.4.3电压继电器，中间继电器本质上是一