電氣控制與PLC課件第一章

第一章常用低壓電器1-1低壓電器的基本知識

1-2接觸器

1-3繼電器（器件）

1-4熔斷器

1-5低壓開關(guān)和低壓斷路器1-6主令電器

一、低壓電器的基本知識1、什么是低壓電器：在交流電壓小于1200V、直流電壓小于1500V（也有說交流1000V，直流1200V）的電路中起通斷、保護、控制或調(diào)節(jié)等作用的電氣設(shè)備。

一、低壓電器的基本知識2、低壓電器的常見分類（1）按用途或控制對象：(a)低壓配電電器：開關(guān)、熔斷器、斷路器等。(b)低壓控制電器：接觸器、繼電器等。（2）按照動作方式：(a)自動切換電器：接觸器、繼電器。(b)非自動切換電器：刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕。（3）按執(zhí)行機能：(a)有觸頭電器：接觸器、按鈕。(b)無觸頭電器：接近開關(guān)、電子式時間繼電器。（4）按工作原理：(a)電磁式電器：交直流接觸器、各種繼電器。(b)非電量控制電器：壓力、速度、溫度繼電器。

二、低壓電器電磁系統(tǒng)

1、低壓電器的基本組成：感受機構(gòu)：以外部信號變化作出反應(yīng)。電磁系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行電路的通斷控制。觸頭系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)。2、電磁系統(tǒng)的組成：鐵心、線圈、銜鐵如圖1-1三、低壓電器的觸頭系統(tǒng)1、觸頭的材料銀銅2、觸頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式（1）橋式觸頭（2）指式觸頭1-2交流接觸器1、接觸器：頻繁是一種可以遠距離控制的電器。用來接通或分斷正常工作狀態(tài)下的主電路和控制電路。它具有低電壓釋放保護性能、控制容量大、能遠距離控制等優(yōu)點，在自控系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。2、接觸器的型號：CJ10、CJ12、CJ10X、CJ20、3TB、3TD等CJ20系列為全國統(tǒng)一新產(chǎn)品。

1-2交流接觸器3、接觸器的組成：（1）電磁系統(tǒng)（圖1-3）（2）動作機構(gòu)（3）滅弧裝置。a）產(chǎn)生原因：觸頭接通電路時存在接觸電阻，引起觸頭溫升；觸頭分斷時，由于熱電子發(fā)射和強電場作用，使氣體游離，從而在分斷瞬間產(chǎn)生電弧。b）產(chǎn)生后果：使電路延時斷開/產(chǎn)生高溫燒毀觸頭。c）滅弧措施：滅弧罩等。1-2交流接觸器交流接觸器結(jié)構(gòu)圖主觸頭常閉輔助觸頭常開輔助觸頭靜鐵心動鐵心吸引線圈滅弧裝置1-2交流接觸器4、接觸器按其觸頭通過電流的種類不同，可分為交流接觸器和直流接觸器。5、接觸器的結(jié)構(gòu)原理（圖1-3a）（實物展示）1-2交流接觸器6、接觸器的符號：KMKM常閉輔助觸點線圈KM主觸點KM常開輔助觸點KM1-2交流接觸器7、接觸器的應(yīng)用舉例與參數(shù)選擇（1）一般要求選擇類型（交流，直流）（2）觸頭額定電壓（大于或等于負載回路電壓）（3）主觸頭的額定電流（大于或等于負載額定電流)（4）線圈額定電壓（必須與控制電路電壓一致）1-2交流接觸器應(yīng)用實例分析：一臺380V,7.8KW電動機380V的三相異步電動機通常2A/KW左右，所以電動機的額定電流約為16A。KM額定電流大于16A即可（選CJ20）。

1-2交流接觸器課內(nèi)實訓項目：接觸器觸頭與線圈的測量與判別。1、觀察接觸器的主觸頭、輔助觸頭（常開、常閉）與線圈；2、用萬用表的電阻檔R×100判斷主觸頭、常開、常閉觸頭的通斷，注意一定要按下與放開接觸器，觀察表的電阻是否有變化。

作業(yè)作業(yè)：自習低壓電器的符號預(yù)習：查閱工程實例項目相關(guān)知識1-3繼電器（器件）繼電器是根據(jù)某種輸入信號的變化而接通或斷開所控制的電路，實現(xiàn)自動控制或保護電動機的自動電器。作用：控制、聯(lián)鎖、保護和調(diào)節(jié)分類：按用途分：控制和保護繼電器按動作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式、機械式按輸入量分：電流、電壓、時間、速度、壓力按動作時間分：瞬時、延時繼電器特點：額定電流不大于5A特點：線圈串接于電路中，導線粗、匝數(shù)少、阻抗小。分類：過電流繼電器、欠電流繼電器過流電流繼電器欠流電流繼電器1-3繼電器一、電磁式繼電器（一）電流繼電器1-3繼電器

一、電磁式繼電器

（一）電流繼電器主要技術(shù)指標：動作電流Ｉq：使電流繼電器開始動作所需的電流值；返回電流Ｉf：電流繼電器動作后返回原狀態(tài)時的電流值返回系數(shù)Ｋf：返回值與動作值之比，Ｋf＝Ｉf/Ｉq。1-3繼電器

一、電磁式繼電器

（二）電壓繼電器特點：線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導線細分類：過電壓繼電器和欠電壓繼電器結(jié)構(gòu)原理：與電流繼電器類似1-3繼電器

一、電磁式繼電器

（三）中間繼電器

中間繼電器結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相同。但它的觸點數(shù)量較多，在電路中主要是擴展觸點的數(shù)量。另外其觸頭的額定電流較大。

1-3繼電器作用：按整定時間長短通斷電路(產(chǎn)生延時)分類：按構(gòu)成原理分：電磁式電動式空氣阻尼式晶體管式數(shù)字式按延時方式分：通電延時型斷電延時型

二、時間繼電器(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)線圈一般符號(b)通電延時線圈(c)斷電延時線圈(d)通電延時閉合動合（常開）觸點(e)通電延時斷開動斷（常閉）觸點（f）斷電延時斷開動合（常開）觸點（g）斷電延時閉合動斷（常閉）觸點（h）瞬動觸點二、時間繼電器符號KT1-3繼電器1-3繼電器三、熱繼電器

作用：電動機的過載保護利用雙金屬片受熱彎曲去推動杠桿使觸頭動作利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成利用過載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動作型式：雙金屬片式熱敏電阻式易熔合金式結(jié)構(gòu)：由發(fā)熱元件、雙金屬片和觸頭及動作機構(gòu)等部分組成。三、熱繼電器1-3繼電器a）

外形

b）結(jié)構(gòu)圖

1-電流整定裝置2-主電路接線柱3-復位按鈕

4-常閉觸頭5-動作機構(gòu)6-熱元件31-常閉觸頭接線柱32-公共動觸頭接線柱33-常開觸頭接線柱

雙金屬片式熱繼電器1-1.接線端子2-主雙金屬片3-熱元件4-推動導板5-補償雙金屬片

6-常閉觸頭7-常開觸頭8-復位調(diào)節(jié)螺釘9-動觸頭

110-復位按鈕11-偏心輪12-支撐件13-彈簧

三、熱繼電器1-3繼電器雙金屬片式熱繼電器原理示意圖使用與選擇使用：作為電動機的過載保護，注意與熔斷器的配合。選擇：ＩN=(0.95-1.05)ＩMNＩN：熱繼電器熱元件的額定電流；ＩMN：電動機的額定電流。三、熱繼電器1-3繼電器1-3繼電器作用：根據(jù)速度的大小通斷電路結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子和觸頭原理：與異步電動機類似參數(shù)：動作轉(zhuǎn)速：>120rpm復位轉(zhuǎn)速：<100rpm四、速度繼電器定子---由硅鋼片迭成籠型空心圓環(huán)套在轉(zhuǎn)子上，裝有鼠籠型短路繞組。四、速度繼電器轉(zhuǎn)子---圓柱形永久磁鐵，與電動機同軸連接。1-3繼電器五、固態(tài)繼電器是一種新型無觸頭繼電器。（圖1-10）光電耦合式繼電器工作原理（圖1-10）常用的產(chǎn)品有DJ型

光電繼電器1-3繼電器六、其他繼電器干簧式相序繼電器溫度繼電器壓力繼電器

溫度繼電器壓力繼電器1-4熔斷器

一、熔斷器的結(jié)構(gòu)原理及分類熔斷器是低壓電路及電動機控制電路中用作短路保護的電器，它串聯(lián)在線路中，當線路或電氣設(shè)備發(fā)生短路（或嚴重過流）時，熔斷器中的熔體首先因電路電流增大而過熱熔斷，自動切斷電路，以保護電氣設(shè)備。二、熔斷器的主要參數(shù)額定電壓熔體額定電壓熔斷器額定電流1-4熔斷器三、常用的熔斷器1、插入式熔斷器2、螺旋式熔斷器3、封閉管式熔斷器4、自復式熔斷器5、高分斷能力熔斷器四、熔斷器的應(yīng)用舉例與參數(shù)選擇對于單臺運行的電動機，F(xiàn)U的額定電流選電動機額定電流的1.5-2.5倍左右；對于多臺運行的電動機，F(xiàn)U的額定電流考慮其他電動機運行時（IN和），最大容量的電動機起動（1.5-2.5倍IN）；對于電熱設(shè)備等FU的選擇只要大于負載電流，考慮線路的承受能力即可。上下級配合電流比不小于1.6：1

插入式熔斷器螺旋式熔斷器無填料密封式式熔斷器有填料式密封式熔斷器自恢復熔斷器1-5低壓開關(guān)和低壓斷路器一、低壓開關(guān)主要包括刀開關(guān)、隔離開關(guān)、組合開關(guān)、倒順開關(guān)等。主要作用是配電（提供電源）。

1-5低壓開關(guān)和低壓斷路器一：低壓開關(guān)（一）刀開關(guān):刀開關(guān)是一種手動電器，廣泛用于配電設(shè)備作隔離電源用，有時也用于直接起動小容量的籠型異步電動機。主要包括：開啟式負荷開關(guān)、封閉式負荷開關(guān)。作用：通常在電路中起通斷、隔離作用。不能倒裝或平裝。不能頻繁操作，只能通斷小負載。刀開關(guān)的選擇原則：（1）類型、極數(shù)、操作方式（2）額定電壓大于線路電壓（3）額定電流大于線路額定電流。

1-5低壓開關(guān)和低壓斷路器二、組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)）

特點：刀片式轉(zhuǎn)動，操作靈活、，組合方便。與普通刀開關(guān)相比，抗振性能好，機床常選用。符號：QS選擇（1）適合于小容量電動機起?？刂?，額定電流為電動機額定電流的3倍。（2）作電源開關(guān)，額定電流稍大于電動機額定電流。

（a）外形（b）符號（c)結(jié)構(gòu)1-5低壓開關(guān)和低壓斷路器三、低壓斷路器：低壓斷路器又稱自動開關(guān)，是低壓配電系統(tǒng)和電力拖動系統(tǒng)中非常重要的電器，具有操作安全、使用方便、工作可靠、安裝簡單、分斷能力高等優(yōu)點。低壓斷路器結(jié)構(gòu)：主要由觸頭、操作機構(gòu)、脫扣器、滅弧裝置等。低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)和類型：主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類型、整定電流范圍、分斷能力、動作時間等。類型：框架式斷路器、塑料外殼式斷路器、直流快速斷路器和限流式斷路器等。低壓斷路器的選擇萬能式低壓斷路器結(jié)構(gòu)圖塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器7．按鈕線路短路或嚴重過載保護遠距離跳閘，對電路不起保護作用線路過載保護電動機的失壓保護1-6主令電器

主令電器是用來接通和分斷控制電路以發(fā)號施令的電器。常見的有，按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器等。

1-6主令電器一、按鈕按鈕是一種手動且可以自動復位的主令電器。結(jié)構(gòu)示意圖、圖形與文字符號見P.20圖1-19按鈕的選擇原則（1）根據(jù)使用場合，選擇控制按鈕的種類，如開啟式，防水式，防腐式。（2）根據(jù)用途，選用合適的形式，如鑰匙式，緊急式，帶燈式。（3）按控制回路的需要，確定不同的按鈕數(shù)，如單鈕，雙鈕，三鈕，多鈕等。（4）按工作狀態(tài)指示和工作情況的要求，選擇按鈕及指示燈的顏色?？刂瓢粹o1-6主令電器二、位置開關(guān)位置開關(guān):又稱行程開關(guān)或限位開關(guān)，種類很多，按運動形式分為直動式，旋轉(zhuǎn)式，微動式；按觸頭的性質(zhì)分為有觸頭式和無觸頭式。行程開關(guān):主要用于檢測工作機械的位置，發(fā)出命令以控制其運動方向或行程。接近開關(guān):又稱無觸頭行程開關(guān)，是當運動的金屬片與開關(guān)接近到一定距離發(fā)出接近信號，以不直接接觸方式進行控