PLC在地鐵設備中的應用 課件 第1、2章 電磁式低壓電器、其他常用低壓電器

第一章電磁式低壓電器PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/

第一章電磁式低壓電器第一節(jié)低壓電器分類及電磁式電器結(jié)構(gòu)和工作原理第二節(jié)電磁式接觸器第三節(jié)電磁式繼電器

第一章電磁式低壓電器本章重點：1、了解觸點系統(tǒng)的概念和電弧的危害2、熟悉電磁式低壓電器的工作原理及其分類3、掌握電磁式繼電器和接觸器的工作原理。

第一節(jié)低壓電器分類及電磁式電器的結(jié)構(gòu)和工作原理返回電器是根據(jù)外界施加的信號和要求，手動或自動地接通和斷開電路，實現(xiàn)對電路或非電對象的檢測、變換、調(diào)節(jié)、控制、切換和保護的電氣元件或設備。根據(jù)我國對電壓等級的劃分，用于交流額定電壓為1200V以下，直流額定電壓為1500V以下的電路中的電器稱為低壓電器。高于這個電壓范圍的稱為高壓電器。低壓電器是電力拖動控制系統(tǒng)和低壓供配電系統(tǒng)的基礎組件，是電氣控制系統(tǒng)的基礎。第一節(jié)低壓電器分類及電磁式電器的結(jié)構(gòu)和工作原理⒈按動作方式分類⑴手動電器⑵自動電器返回一、分類⒉按用途分類⑴控制電器⑵主令電器⑶保護電器⑷執(zhí)行電器⑸配電電器⒊按工作原理分類⑴電磁式電器⑵電子式電器⑶非電量控制電器二、電磁式低壓電器結(jié)構(gòu)和工作原理電磁式低壓電器一般都具有兩個基本組成部分：感測元件和執(zhí)行元件。感測元件。從結(jié)構(gòu)上看，主要包括電磁機構(gòu)、觸點和滅弧裝置。（一）電磁機構(gòu)⒈結(jié)構(gòu)形式：電磁機構(gòu)由吸引線圈(勵磁線圈)和磁路兩部分組成。磁路包括鐵心、銜鐵和空氣隙。按銜鐵相對鐵心的動作方式分有直動式、拍合式；按鐵心型式分有E型、U型等，其形式如圖1-1所示。按照通入吸引線圈的電流種類不同，可分為直流線圈和交流線圈。根據(jù)吸引線圈在電路中的連接方式不同，可分為并聯(lián)線圈和串聯(lián)線圈。圖1-1電磁機構(gòu)的幾種形式(a)拍合式；（b）拍合式；（c）直動式1-鐵心；2-吸引線圈；3-銜鐵返回（二）電磁機構(gòu)的工作原理電磁機構(gòu)的工作原理常用吸力特性和反力特性來表征。（1）反力特性（1-1）（2）吸力特性

（1-2）①交流電磁機構(gòu)(1-3)

(1-4)

式中：U為線圈電壓(V)，E為線圈感應電動勢(V)，f為線圈外加電壓的頻率(Hz)，Φ為氣隙磁通(Wb)，N為線圈匝數(shù)。雖然交流電磁機構(gòu)的氣隙磁通近似不變，但氣隙磁阻Rm隨氣隙δ而變化。

氣隙磁通的公式如式（1-5）所示

（1-5）

②直流電磁機構(gòu)的吸力特性：

（1-6）即直流電磁機構(gòu)的吸力F與氣隙的平方成反比。（3）吸力特性與反力特性的配合電磁機構(gòu)欲使銜鐵吸合，在整個吸合過程中，吸力都必須大于反力。（4）短路環(huán)的作用交流電磁鐵的電磁吸力公式為：

(1-7)結(jié)論：

從上面的公式中可以看出，電磁吸力是一個兩倍于電源頻率的周期性變量，如圖1-2所示。銜鐵會產(chǎn)生振動。這種振動對電器工作十分不利，同時還會發(fā)出噪聲。為此，必須采取措施消除振動。解決這一問題的辦法就是在鐵心端面上開一個槽，槽內(nèi)嵌入一個銅質(zhì)的短路環(huán)。

如圖1-2所示，加短路環(huán)的電磁吸力如圖1-3中的F所示。圖1-3短路環(huán)1-銜鐵；2-鐵心；3-線圈；4-短路環(huán)；返回圖1-3加短路環(huán)的電磁吸力返回（三）觸點系統(tǒng)（一）接觸電阻

觸點是一切有觸點電器的執(zhí)行部件，這些電器通過觸點的動作來接通或斷開被控制電路，所以要求觸點的導電、導熱性能良好。返回

觸點在閉合狀態(tài)下，動、靜觸點完全接觸，并有工作電流通過時，稱為電接觸。影響電接觸工作情況的主要因素是觸點的接觸電阻。（三）觸點系統(tǒng)為了減小接觸電阻，要注意以下問題：①要選擇導電性好、耐磨性好的金屬材料作觸點，并使觸點本身的電阻盡量減??；②二是要使觸頭接觸得緊密一些；③在使用過程中盡量保持觸頭清潔，在有條件的情況下應定期清理觸頭表面。返回（二）觸點的接觸形式觸點的接觸形式有點接觸、線接觸和面接觸三種，如圖1-4所示。圖1-4觸點接觸形式(a)點接觸；(b)線接觸；(c)面接觸；返回（三）觸點的結(jié)構(gòu)形式觸頭的結(jié)構(gòu)形式主要有單斷點指形觸頭和雙斷點橋式觸頭兩種。圖1-7（b）所示為單斷點指形觸頭，圖1-7所示是雙斷點的橋式觸點。（三）觸點的結(jié)構(gòu)形式觸點按其原始狀態(tài)(即線圈未通電)可分為常開觸點和常閉觸點。原始狀態(tài)時斷開，線圈通電后閉合的觸點叫常開觸點。原始狀態(tài)時閉合，線圈通電后斷開的觸點叫常閉觸點。按觸點控制電路的不同可將其分為主觸點和輔助觸點。主觸點用于接通或斷開主電路，允許通過較大的電流；輔助觸點用于接通或斷開控制電路，只能通過較小的電流。

圖1-7雙斷點橋式觸點的結(jié)構(gòu)（a）打開位置；(b)初接觸位置；(c)最終閉合位置；返回四、電?。ㄒ唬╇娀〉漠a(chǎn)生（二）電弧的危害（三）電弧的消除⒉滅弧裝置及其滅弧方法1、多斷點滅弧

圖1-8中所示是橋式觸點。圖1-8多斷點滅弧原理⒉滅弧裝置及其滅弧方法1、多斷點滅弧2、滅弧柵片滅弧滅弧柵的示意圖如圖1-9所示。

3、磁吹式滅弧磁吹式滅弧的原理圖如圖1-10所示。

4、滅弧罩

圖1-9柵片滅弧原理圖1-柵片；2-觸點；3-電弧圖1-10磁吹式滅弧原理圖1-磁吹線圈；2-絕緣套；3-鐵心；4-弧;5-導磁板；6-滅弧罩；7-動觸點；8-靜觸點返回第二節(jié)電磁式接觸器接觸器由于體積小、價格低、維修方便等優(yōu)點，目前在電力拖動控制系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)中應用十分廣泛的一種低壓電器。返回它是用來頻繁地接通和分斷電動機主電路或其他負載電路的控制電器。它可以實現(xiàn)頻繁的遠距離自動控制。按接觸器主觸點控制的電路中電流種類分為交流接觸器和直流接觸器兩種。按照我國對電壓等級的劃分，直流電壓（）V和交流電壓（）V以下為低壓電器：1500V，1000V1000V，1200V1500V，1200V1000V，1000VABCD提交單選題1分低壓電器按用途分類可分為（）控制電器主令電器保護電器執(zhí)行電器ABCD提交配電電器E多選題1分電磁式低壓電器從結(jié)構(gòu)上包括（）電磁結(jié)構(gòu)觸點滅弧裝置熔斷器ABCD提交多選題1分低壓電器觸點的接觸形式包括（）點接觸線接觸面接觸圓弧接觸ABCD提交多選題1分第二節(jié)電磁式接觸器1.電磁機構(gòu)2.觸點系統(tǒng)3.滅弧裝置4.反力裝置5.基座（二）接觸器的工作原理返回一、接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理（一）接觸器的結(jié)構(gòu)接觸器是由電磁機構(gòu)、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置、反力裝置和基座等幾部分組成。交流接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-11所示，接觸器的文字和圖形符號如圖1-12所示。返回（一）接觸器的技術參數(shù)1.額定電壓2.額定電流3.接通和分斷能力4.線圈的額定電壓5.操作頻率（二）接觸器的型號接觸器的型號如下所示：二、接觸器的基本參數(shù)返回三、接觸器的選擇應根據(jù)以下原則選用接觸器：1．確定基本型式2．確定基本參數(shù)（1）額定電壓應大于或等于主電路工作電壓。（2）額定電流應大于或等于被控電路的額定電流。（3）吸引線圈的額定電壓與頻率要與所在控制電路的選用電壓和頻率相一致。返回3．確定接觸器的使用類別根據(jù)接觸器所控制負載的工作任務來選擇相應使用類別的接觸器。

常見的接觸器的使用類別及典型用途如表1-1所示：表1-1接觸器的使用類別及典型用途返回第三節(jié)電磁式繼電器返回繼電器（Relay）是一種根據(jù)特定形式的輸入信號來接通或斷開小電流控制電路的自動控制電器。繼電器根據(jù)輸入信號的性質(zhì)分為電流繼電器、電壓繼電器、溫度繼電器、時間繼電器、速度繼電器等。第三節(jié)電磁式繼電器一、繼電器的工作特性繼電器的工作特性稱為輸入－輸出特性，特性曲線為跳躍式的回環(huán)特性曲線，如圖1-13所示。另一個重要參數(shù)是吸合時間和釋放時間。

返回圖1-13繼電器特性曲線二、電磁式繼電器其結(jié)構(gòu)原理圖如圖1-14所示。（一）電磁式電壓繼電器按線圈電流種類可分為交流和直流電壓繼電器；按吸合電壓相對于額定電壓的大小又分為過電壓和欠電壓繼電器。1.過電壓繼電器在電路中用于過電壓保護。2.欠電壓繼電器在電路中用于欠電壓保護。返回二、電磁式繼電器（二）電磁式電流繼電器觸點的動作與線圈的動作電流大小有關的繼電器稱為電流繼電器，它用于電力拖控系統(tǒng)的電流保護和控制。電磁式電壓繼電器和電流繼電器的圖形符號和文字符號如圖1-15所示。返回圖1-14繼電器結(jié)構(gòu)圖1底座；2反力彈簧；3、4調(diào)節(jié)螺釘；5非磁性墊片；6銜鐵；7鐵心；8電磁線圈；9觸點；返回圖1-15電壓和電流繼電器的文字和圖形符號(a)電壓繼電器；(b)電流繼電器；返回（三）中間繼電器中間繼電器在控制電路中的作用時將一個輸入信號變成多個輸出信號或?qū)⑿盘柗糯螅ㄔ龃笥|點數(shù)量）的繼電器，在結(jié)構(gòu)上就是一個電壓繼電器。中間繼電器的文字符號和圖形符號如圖1-16所示。圖1-16中間繼電器的文字符號和圖形符號（四）時間繼電器從得到輸入信號（線圈的通電或放電）開始，經(jīng)過一定時間的延時后才輸出信號（觸點的閉合或斷開）的繼電器，稱為時間繼電器。時間繼電器的延時方式有兩種，即通電延時和斷電延時。通電延時：接受輸入信號后延遲一定的時間，輸出信號才發(fā)生變化；當輸入信號消失后，輸出瞬時復原。斷電延時：接受輸入信號時，瞬時產(chǎn)生相應的輸出信號；當輸入信號消失后，延遲一定的時間，輸出才復原。時間繼電器的文字符號和圖形符號如圖1-17所示。圖1-17時間繼電器的文字和圖形符號

(a)一般線圈符號；(b)通電延時線圈；(c)斷電延時線圈；(d)瞬動觸點；(e)通電延時閉合常開觸點；(f)通電延時斷開常閉觸點；(g)斷電延時斷開常開觸點；(h)斷電延時斷開常閉觸點；返回1.直流電磁式時間繼電器直流電磁式時間繼電器在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上增加一個阻尼銅套，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-18所示。它是利用電磁阻尼原理產(chǎn)生延時的。這種繼電器僅用作斷電延時。圖1-18直流電磁式時間繼電器結(jié)構(gòu)圖

1-鐵心；2-阻尼銅套；3-絕緣層；4-線圈圖1-19電子式時間繼電器原理圖2.電子式時間繼電器晶體管時間繼電器是利用電容對電壓變化的阻尼作用作為延時的基礎。大多數(shù)阻容式延時電路有類似圖1-19所示的結(jié)構(gòu)形式。接觸器包括以下哪些部分（）電磁機構(gòu)觸點系統(tǒng)滅弧裝置反力裝置ABCD提交基座E多選題1分繼電器按照輸入信號的性質(zhì)可分為（）電流繼電器電壓繼電器溫度繼電器時間繼電器ABCD提交速度繼電器E多選題1分確定接觸器的額定電壓參數(shù)有哪些要求？（給出三條）作答正常使用主觀題需2.0以上版本雨課堂主觀題10分簡述時間繼電器的延遲方式？作答正常使用主觀題需2.0以上版本雨課堂主觀題10分1、低壓電器的分類？結(jié)論2、電磁式接觸器的工作原理？3、電磁式時間繼電器的工作原理？第二章

其他常用低壓電器第二章

其他常用低壓電器第一節(jié)

低壓電器分類及電磁式電器結(jié)構(gòu)和工作原理第二節(jié)

電磁式接觸器第三節(jié)

電磁式繼電器第四節(jié)

信號繼電器第五節(jié)

主令電器返回第一節(jié)

低壓開關與斷路器一、低壓開關低壓開關也稱為低壓隔離器，是在斷開位置能實現(xiàn)符合規(guī)定的隔離電源功能的低壓手動開關電器。（一）膠殼刀開關膠殼刀開關由操作手柄、熔斷絲、觸刀、觸刀座和底座等組成，如圖2-1所示。刀開關的文字和圖形符號如圖2-2所示。（二）熔斷器式隔離器熔斷器式隔離器是一種新型電器，有多種結(jié)構(gòu)型式，一般多由有填料熔斷器和刀開關組合而成

。熔斷時隔離器結(jié)構(gòu)如圖

2-3所示。圖2-1膠殼刀開關的結(jié)構(gòu)圖圖2-2

刀開關的文字和圖形符號1-上膠蓋

2-下膠蓋

3-觸刀座

4-觸刀5-磁柄

6-膠蓋緊固螺帽7-出線端子8-熔絲

9-觸刀鉸鏈10-瓷底座11-進線端子返回返回二、低壓斷路器低壓斷路器也稱為自動空氣開關。它不僅能接通和分斷正常負載電流和過載電流，而且可以接通和分斷短路電流。它是低壓配電線路應用非常廣泛的一種保護電器。（一）低壓斷路器結(jié)構(gòu)低壓斷路器由操作機構(gòu)、觸點、保護裝置（各種脫扣器）、滅弧系統(tǒng)等組成。低壓斷路器的結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。圖2-4

低壓斷路器的工作原理示意圖1-主觸點

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-試驗按鈕低壓斷路器的文字和圖形符號如圖2-5所示。（二）低壓斷路器主要類型⑴萬能式低壓斷路器⑵裝置式低壓斷路器⑶模塊化小型斷路器⑷智能化斷路器Q

F圖2-5低壓斷路器的文字和圖形符號（三）低壓斷路器的選擇⑴額定電流和額定電壓應大于或等于線路、設備的正常工作電壓和工作電流。⑵熱脫扣器的整定電流應與所控制負載(比如電動機)的額定電流一致。⑶欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。⑷過電流脫扣器的額定電流大于或等于線路的最大負載電流。對于單臺電動機來說，可按下式計算：IZ=kIq （1-8）式中，k為安全系數(shù)，可取1.5～1.7；Iq電動機的啟動電流。對于多臺電動機來說，可按下式計算:IZ

=k（Iq·max+∑Ier） （1-9）式中，k也可取1.5～1.7；Iq·max為最大一臺電動機的啟動電流；Ier為其中任意一臺電動機的額定電流。第二節(jié)

熔斷器熔斷器是利用電流熱效應原理和發(fā)熱元件熱熔斷的原理而設計的，在電路中主要起短路保護作用。一、熔斷器結(jié)構(gòu)和工作特性（一）結(jié)構(gòu)熔斷器在結(jié)構(gòu)上主要由熔斷管(或蓋、座)、熔體及導電部件等部分組成。返回0（二）工作特性熔體是串接在保護電路中的，熔斷器的保護特性稱為熔斷器的安秒特性，如圖2-6所示。通常Ir與IN之比稱為熔斷器的熔化系數(shù),即 K

r

I

r/。INtII

N I

r圖2-6

熔斷器的安秒特性曲線二、熔斷器的類型（一）插入式熔斷器其結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。返回結(jié)構(gòu)圖如圖2-8所示。如圖2-9和圖2-10所示。（二）螺旋式熔斷器（三）密封管式熔斷器（四）快速熔斷器（五）自復熔斷器圖2-7

瓷插式熔斷器結(jié)構(gòu)圖1-動觸片

2-熔體

3-瓷蓋4-瓷底

5-靜觸點

6-滅弧室圖2-8

螺旋式熔斷器結(jié)構(gòu)圖1-瓷帽

2-指示器

3-熔斷管

4-瓷套5-下接線端

6-瓷底座

7-上接線端返回圖2-9

有填料密封管式熔斷器1-銅圈

2-熔斷管

3-管帽

4-插座5-特殊墊圈

6-熔體

7-熔片圖2-10無填料密封管式熔斷器1-瓷底座

2-彈簧片

3-管體4-絕緣手柄

5-熔體返回三、熔斷器的選擇原則熔斷器的選擇主要是選擇熔斷器的種類、額定電壓、額定電流和熔體的額定電流等。具體有下列幾條原則：1）電路上、下兩級都裝設熔斷器時，為使兩級保護相互配合良好，熔斷器的熔體額定電流比下一級大1～2級差。2）對于照明線路或電阻爐等沒有沖擊性電流的負載，熔體的額定）,即3）保護一臺異步電動機時，考慮電動機沖擊電流的影響，熔體的額定電流按下式計算：4）保護多臺異步電動機時，若各臺電動機不同時啟動，則應按下式計算：－容量最大的一臺電動機的額定電流；－其余電動機額定電流的總和。I

NI

rN

I

NIrN

(1.5-2.5)INI

rN

(1.5

2.5)I

N

max

I

N式中，I

N

max

I

N電流（I

rN ）應大于或等于電路的工作電流（第三節(jié)

熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應原理，為電動機提供過載保護的保護電器。熱繼電器主要用于電動機的過載保護、斷相保護、電流不平衡運行的保護及其它電氣設備發(fā)熱狀態(tài)的控制。熱繼電器的發(fā)熱元件有熱慣性，在電路中不能作瞬時過載保護，更不能作短路保護。返回一.熱繼電器的結(jié)構(gòu)與工作原理（一）熱繼電器的結(jié)構(gòu)熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片、觸點系統(tǒng)等組成。（二）熱繼電器的工作原理圖2-11是熱繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2-11

熱繼電器動作原理示意圖1—推桿

2—雙金屬片

3—發(fā)熱元件

4—導板5—補償雙金屬片6—常閉靜觸點7—常開靜觸點8—復位調(diào)節(jié)螺釘

9—動觸點

10—復位按鈕

11—調(diào)節(jié)旋鈕12—支撐件

13—彈簧二、帶斷相保護的熱繼電器如果電動機是△形接法，電動機的相電流與線電流相等。發(fā)生一相斷路時，電路中電流如圖2-12所示。那一相繞組的故障電流將超過額定相電流，便有過熱燒毀的危險。差動式斷相保護裝置結(jié)構(gòu)原理如圖2-13所示。圖2-12

△形接法C相斷路示意1

上導板2下導板3雙金屬片4常閉觸點5杠桿圖2-13

帶斷相保護的熱繼電器返回三、熱繼電器的技術參數(shù)熱繼電器的發(fā)熱元件和觸點的文字符號和圖形符號如圖2-14所示。四、熱繼電器的選用⑴原則上熱繼電器的額定電流應按電動機的額定電流選擇⑵在不頻繁啟動場合，要保證熱繼電器在電動機的啟動過程中不產(chǎn)生誤動作。⑶當電動機為重復且短時工作制時，要注意確定熱繼電器的允許操作頻率。圖2-14

熱繼電器發(fā)熱元件和觸點圖形符號（a）發(fā)熱元件 （b）輔助觸點第四節(jié)

信號繼電器一、溫度繼電器（一）雙金屬片式溫度繼電器雙金屬片式

JW2系列溫度繼電器結(jié)構(gòu)組成

如圖

2-15

所示。（二）熱敏電阻式溫度繼電器圖

2-16

為熱敏電阻式溫度繼電器電路。二、速度繼電器速度繼電器是根據(jù)電磁感應原理制成的，主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸點三部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖

2-17所示。速度繼電器的文字及圖形符號如圖2-18

所示。三、液位繼電器圖2-19為液位繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖。返回返回返回返回返回圖2-19

液位繼電器結(jié)構(gòu)示意圖返回圖2-20 壓力繼電器結(jié)構(gòu)簡圖