電器基本知識

1、可編程序控制器可編程序控制器原原 理理 及及 應應 用用第一章第一章 電氣控制基礎電氣控制基礎1.1常用低壓電器常用低壓電器電器是一種能根據(jù)外界的信號電器是一種能根據(jù)外界的信號（機械力、電動力和其它物理（機械力、電動力和其它物理量），自動或手動接通和斷開量），自動或手動接通和斷開電路，從而斷續(xù)或連續(xù)地改變電路，從而斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)或狀態(tài)，實現(xiàn)對電路電路參數(shù)或狀態(tài)，實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、?；蚍请妼ο蟮那袚Q、控制、保護、檢測和調(diào)節(jié)用的電氣元件護、檢測和調(diào)節(jié)用的電氣元件或設備?；蛟O備。什么是電器、電力拖動自動控制系統(tǒng)常用電器電磁式電器的工作原理電磁式電器的工作原理1.組成組成電磁

2、機構(gòu)電磁機構(gòu)觸點系統(tǒng)觸點系統(tǒng)滅弧裝置滅弧裝置工作原理：當吸引線圈通電后，線圈電流工作原理：當吸引線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸點動作，即使常閉引銜鐵，并帶動觸點動作，即使常閉觸點斷開，常開觸點閉合，當線圈斷觸點斷開，常開觸點閉合，當線圈斷電時，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧電時，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，觸點復位。以銜鐵為的作用下釋放，觸點復位。以銜鐵為研究對象，其受力為：電磁吸力和彈研究對象，其受力為：電磁吸力和彈簧反力簧反力電磁式電器工作原理示意圖 1靜鐵芯 2吸引線圈 3銜鐵 4靜觸點5動觸點 6觸點彈簧 7

3、釋放彈簧 電磁式電器工作原理圖電磁式電器工作原理圖SBF27810 （a）線圈通以直流電的電磁機構(gòu)I與無關 F=常數(shù)電磁吸力 交流電磁鐵的短路環(huán)1銜鐵 2鐵芯 3線圈 4短路環(huán)tBBmsin22cos1810sin81027227tSBtSBFmm27max810mSBFb）線圈通以交流電(1) 交流電磁機構(gòu)交流電磁機構(gòu)上短路環(huán)的作用上短路環(huán)的作用圖1-2 吸力特性與反力特性的配合1直流電磁鐵吸力特性 2交流電磁鐵吸力特性 3反力特性吸力特性：是指電磁吸力隨銜鐵與鐵芯間氣隙吸力特性：是指電磁吸力隨銜鐵與鐵芯間氣隙變化的關系曲線。變化的關系曲線。 反力特性：是指反作用力反力特性：是指反作用力Fr

4、Fr與氣隙與氣隙的關系曲線的關系曲線 在銜鐵吸合過程中，其吸力特性必須始終處于反力特性上方，即吸力要大于反力；反之銜鐵釋放時，吸力特性必須位于反力特性下方，即反力要大于吸力（此時的吸力是由剩磁產(chǎn)生的）。在吸合過程中還須注意吸力特性位于反力特性上方不能太高，否則會影響到電磁機構(gòu)壽命。 2）電磁機構(gòu)吸力特性與反力特性的配合）電磁機構(gòu)吸力特性與反力特性的配合吸力特性與反力特性的配合：（2）觸點系統(tǒng)）觸點系統(tǒng)觸點是電器的執(zhí)行機構(gòu)，它在銜鐵的帶動下觸點是電器的執(zhí)行機構(gòu)，它在銜鐵的帶動下起接通和分斷電路的作用。起接通和分斷電路的作用。結(jié)構(gòu)形式：橋式觸點、指形觸點結(jié)構(gòu)形式：橋式觸點、指形觸點觸點的接觸形式：

5、點接觸、線接觸、面接觸觸點的接觸形式：點接觸、線接觸、面接觸觸點的分類：觸點的分類： 按觸點的運動情況：按觸點的運動情況：動觸點和靜觸點動觸點和靜觸點 按觸點的職能分：按觸點的職能分：主觸點和輔助觸點主觸點和輔助觸點 按觸點的狀態(tài)可分為：按觸點的狀態(tài)可分為：常開觸點和常閉觸點常開觸點和常閉觸點3. 滅弧系統(tǒng)滅弧系統(tǒng)電弧的產(chǎn)生：在大氣中開斷電路時，如果被 分 段 電 路 的 電 流 超 過 某 一 數(shù) 值（0.25A1A）或分斷后夾在觸點間隙兩端電壓超過某一數(shù)值（12V 20V），則觸點間隙中就會產(chǎn)生電弧，電弧實際上是觸點之間氣體在強磁場下產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，產(chǎn)生高溫并發(fā)出強光和火花，將使觸頭燒損并

6、使電路的切斷時間延長，嚴重時會引起火災和其他事故。常用的滅弧方法有電動力滅弧、磁吹滅弧、柵片滅弧、滅弧罩幾種 二二.接觸器接觸器定義：接觸器是用于遠距離頻繁地接通和分斷主電路或大容量控制電路，主要用于控制電動機，也可用于控制其他電力負載。接觸器的種類按工作原理可以分為：電磁式、 氣動式、 液壓式電磁式接觸器分類電磁式接觸器分類按主觸頭所在動力回路的電流種類分： 交流、 直流按主觸頭對數(shù)分：單極（一對主觸頭）、多極（二至四對主觸頭）按電磁線圈回路（通常叫做控制回路）的電流種類分： 交流操作 、 直流操作按主回路電壓等級分： 低壓 、 高壓按鐵心結(jié)構(gòu)形式分：轉(zhuǎn)動式（或稱角移式）和直動式接觸器結(jié)構(gòu)簡

7、圖接觸器結(jié)構(gòu)簡圖接觸器的圖形符號、文字符號接觸器的圖形符號、文字符號見附錄見附錄A239頁頁接觸器銘牌上的額定電壓是指主觸頭的額定電壓。交流接觸器的額定電壓一般為220V、380V、660V及1140V；直流接觸器一般為220V、440V及660V。輔助觸頭的常用額定電壓：交流380V；直流220V。接觸器的主要技術參數(shù)接觸器的主要技術參數(shù)-額定電壓額定電壓接觸器的主要技術參數(shù)接觸器的主要技術參數(shù)-額定電流額定電流接觸器的額定工作電流系指主觸頭的額定電流。接觸器電流等級為：6A、10A、16A、25A、40A、60A、100A、160A、250A、400A、600A、1000A、1600A、2

8、500A及4000A。接觸器的主要技術參數(shù)接觸器的主要技術參數(shù)-操作頻率操作頻率交流接觸器的操作頻率一般為： 300次/h1200次/h 直流接觸器的額定操作頻率比交流接觸器的高接觸器的選用接觸器的選用1.接觸器的類型選擇：根據(jù)接觸器所控制負載的輕重和負載電流的類型來選擇交流還是直流接觸器。2.額定電壓的選擇接觸器的額定電壓不小于負載回路的電壓。3.額定電流的選擇：一般接觸器的額定電流不小于被控回路的額定電流。對于電動機負載可按經(jīng)驗公式計算：4.吸引線圈的額定電壓：吸引線圈的額定電壓與所接控制電路的電壓相一致。NNCKUPI3102、繼電器、繼電器 定義定義繼電器是控制系統(tǒng)中一種重要的元件，它

9、的作用就是按照某種要求接通或斷開控制系統(tǒng)中的電路。當繼電器輸入電壓、電流等電量或溫度、壓力和轉(zhuǎn)速等非電量達到規(guī)定值時，繼電器的觸點便接通或分斷所控制或保護的電路。繼電器一般由輸入和兩部分組成，前者用以反映輸入量的高低，后者用以接通或切斷電路。 常用的繼電器是有觸點的，觸點有通和斷兩種狀態(tài)，狀態(tài)的改變由某種機構(gòu)帶動。繼電器繼電器-分類分類按動作原理，繼電器可以分電磁式、感應式、電子式、熱效應式、氣動式、電動式等；按動作時間，繼電器可以分 瞬時動作和延時動作（也叫時間繼電器）等；繼電器繼電器-分類分類按輸入量的物理性質(zhì)，繼電器可以分為電壓、電流、速度、時間、溫度、壓力、熱繼電器等。最常用的是電磁式

10、繼電器，它是根據(jù)吸引線圈中的電流量的大小來動作的。電磁式繼電器分直流和交流兩大類，它們的主要結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器基本相同，它們各自又可分為電流、電壓、時間、中間繼電器等。吸引線圈采用直流控制的叫直流繼電器；吸引線圈采用交流控制的叫交流繼電器。繼電器繼電器繼電器特性曲線繼電器特性曲線 X2為繼電器的吸合值；X1為繼電器的釋放值；K=x1/x2稱為繼電器的返回系數(shù) 繼電器與接觸器的主要區(qū)別繼電器與接觸器的主要區(qū)別接觸器感應固定的電壓信號，繼電器可感接觸器感應固定的電壓信號，繼電器可感應多種輸入信號的變化，包括電壓、電流、應多種輸入信號的變化，包括電壓、電流、速度、時間、溫度、壓力等。速度、時間、

11、溫度、壓力等。接觸器主觸頭容量大，可以通過大電流，接觸器主觸頭容量大，可以通過大電流，用于控制主回路；繼電器的觸頭只能通過用于控制主回路；繼電器的觸頭只能通過小電流，主要用于實現(xiàn)各種邏輯控制。小電流，主要用于實現(xiàn)各種邏輯控制。接觸器均帶有滅弧裝置，繼電器則沒有。接觸器均帶有滅弧裝置，繼電器則沒有。繼電器繼電器-電壓繼電器電壓繼電器1）電壓繼電器觸點的動作和線圈的動作電壓大小有關的繼電器叫電壓繼電器，它用于電力拖動系統(tǒng)的電壓保護和控制，使用時與并聯(lián)。 其線圈的匝數(shù)多而線徑細。分類：按線圈電流的種類可以分為交流和直流電壓繼電器，按吸合電壓大小又可以分為過電壓、欠電壓和零電壓繼電器。特點特點繼電器繼

12、電器-中間斷電器中間斷電器中間繼電器的作用是增加被控制線路的數(shù)量或加大觸點允許的斷開容量，以達到分配控制信號和功率放大的目的。中間繼電器有交、直流兩種。中間繼電器的特點是觸點數(shù)目較多，一般在34對以上，觸點形式常采用橋形觸點（與接觸器輔助觸點相同）。動作功率較大的中間繼電器與小型接觸器的結(jié)構(gòu)相同。繼電器繼電器-中間斷電器中間斷電器適用于交流500V以下的控制線路，線圈電壓為交流12V、36V、127V、220V及380V五種。繼電器有八對觸點，額定電流為5A，最高操作頻率為1200次/h。 適用于直流110V以下的控制電路，線圈額定電壓為直流12V、24V、48V、110V四種，線圈消耗功率不

13、大于3W，繼電器具有帶公共觸點的三常開、三常閉觸點，觸點額定電流為3A。繼電器繼電器-電流繼電器電流繼電器2）電流繼電器觸點的動作和線圈的動作電流大小有關的繼電器叫電流繼電器，使用時電流繼電器的線圈與負載串聯(lián)。特點特點其線圈的匝數(shù)少而粗。其線圈的匝數(shù)少而粗。分類：分類：按線圈電流的種類可以分為交流和直流電流繼電器，按線圈電流的種類可以分為交流和直流電流繼電器，按吸合電流大小又可以分為過電流和低電流繼電器。按吸合電流大小又可以分為過電流和低電流繼電器。繼電器繼電器-時間繼電器時間繼電器時間繼電器的特點是當?shù)玫娇刂菩盘柡螅ㄈ缋^電器線圈接通或斷開電源），其觸點狀態(tài)并不立即改變，而是經(jīng)過一段時間的延遲

14、之間，觸點才閉合或斷開，因此這種繼電器又稱為延時繼電器。附錄A239頁繼電器繼電器-熱繼電器熱繼電器熱繼電器是利用電流流過熱元件時產(chǎn)生的熱量，使雙金屬片發(fā)生彎曲而推動執(zhí)行機構(gòu)動作的一種保護電器。主要用于交流電動機的過載保護、斷相及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。熱繼電器的選用 ：（1）過載能力較差的電動機，熱元件的額定電流）過載能力較差的電動機，熱元件的額定電流IRT為電動機的額定電流為電動機的額定電流 IN的的6080。（2 2）在不頻繁的啟動場合，若電動機啟動電流為其額定電流）在不頻繁的啟動場合，若電動機啟動電流為其額定電流6 6倍以及啟動倍以及啟動時間不超過時間不超過6

15、 6秒時，可按電動機的額定電流選取熱繼電器；秒時，可按電動機的額定電流選取熱繼電器；（3 3）當電動機為重復且短時工作制時，要注意確定熱繼電器的操作頻率，）當電動機為重復且短時工作制時，要注意確定熱繼電器的操作頻率，對于操作頻率較高的電動機不宜使用熱繼電器作為過載保護。（由于熱慣對于操作頻率較高的電動機不宜使用熱繼電器作為過載保護。（由于熱慣性，熱繼電器不會受電動機短時過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時動性，熱繼電器不會受電動機短時過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時動作即表現(xiàn)為繼電特性。作即表現(xiàn)為繼電特性。主令電器主令電器 主令電器是在自動控制系統(tǒng)中發(fā)出指令或信號的電器，用來控制接觸器、繼電器

16、或其它電器線圈，使電路接通或分斷，從而達到控制生產(chǎn)機械的目的。主令電器應用廣泛、種類繁多。按其作用可分為：控制按鈕、行程開關、接近開關、萬能轉(zhuǎn)換開關、主令控制器及其它主令電器（如腳踏開關、鈕子開關、緊急開關）等。按鈕按鈕1-按鈕帽按鈕帽 2-復位彈簧復位彈簧 3-動觸點動觸點4-常閉靜觸點常閉靜觸點 5-常開常開靜觸點靜觸點（二）行程開關（二）行程開關行程開關又稱限位開關或位置開關。是一種利用生產(chǎn)機械某些運動部件的撞擊來發(fā)出控制信號的小電流主令電器。主要用于生產(chǎn)機械的運動方向、行程大小控制或位置保護等。接近開關和光電開關 非接觸式的、無觸點行程開關 接近開關按其工作原理分：有高頻振蕩型、電容型

17、、感應電橋型、永久磁鐵型、霍爾效應型等，其中高頻振蕩型最為常用 五、熔斷器五、熔斷器熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉的保護電器。常作為電路或用電設備的嚴重過載和短路保護，主要用作短路保護。熔斷器的熔體串聯(lián)在被保護電路中 六、低壓斷路器六、低壓斷路器低壓斷路器又稱自動空氣開關或自動開關。它相當于和欠電壓繼電器的組合，是一種既有手動開關作用又能自動進行欠壓、失壓、過載和短路保護的電器。 1-12 低壓斷路器結(jié)構(gòu)示意圖1主觸點 2自由脫扣機構(gòu) 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1.21.2基本電氣控制電路基本電氣控制電路 重點：點動控制、自鎖控制、互鎖控制原理和幾種

18、基本控制電路的設計電氣原理圖即把低壓電器國際標準圖形符號和文字符號用導線按用戶的要求連接起來，目的是分析控制線路的工作原理，為閱讀、檢驗故障提供信息，也為編制接線圖提供依據(jù)。繼電器繼電器- -接觸器原理圖的繪制規(guī)則接觸器原理圖的繪制規(guī)則 基本原則1）同一電路中串聯(lián)的各部件都展開地畫在一條線上。全部控制線路分為主回路、控制回路和輔助回路。主回路是電氣控制線路中大電流通過的部分，包括從電源到電機之間相連的電器元件，一般由（QS,FU, FR的熱元件KM主觸點和電動機）組成。接觸器和繼電器線圈等是小電流線路屬于控制回路；其他如信號、保護、測量等也是小電流線路但屬于輔助回路。繼電器繼電器-接觸器原理圖

19、的繪制接觸器原理圖的繪制 2）所有的主回路（或稱動力回路）在圖上都用粗線畫出，并且一般都畫在圖紙的上方或左方?？刂坪洼o助回路用細線表示，畫在同一張圖紙的下方或右方。3）圖中各電器元件均應用國標規(guī)定的圖形符號和文字符號同一電器的各部件（如繼電器的線圈和觸點）可以畫在不同的位置，但必須采用相同的文字符號表示。為了區(qū)分同一電器的各觸點或同一類型的各電器，可以用輔助符號或數(shù)字序號加以區(qū)別。繼電器繼電器-接觸器原理圖的繪制接觸器原理圖的繪制4）線路圖中的所有觸點都按其“正?！蔽恢卯嫵鏊^正常位置是指各電器在沒有通電或受外力作用時的狀態(tài)。例如接觸器線圈未通電，主令控制器手柄在零位，按鈕未按下時的情況等。

20、5）盡可能減少線條和避免線條交叉 各導線之間有電的聯(lián)系時，在導線的交點處畫一個實心圓點。根據(jù)圖面布置的需要，可以將圖形符號旋轉(zhuǎn)90度，但文字符號不可倒置。三相籠型異步電動機全電壓啟動控制線路原理圖三相籠型異步電動機全電壓啟動控制線路原理圖單向點動控制單向點動控制“一按（點）就動，一松（放）就?！钡碾娐贩Q為點動控制電路。點動控制電路常用于調(diào)整機床，對刀操作等。因短時工作，電路中不設熱繼電器 單向點動控制電路 單向自鎖控制電路單向自鎖控制電路依靠接觸器自身輔助觸點而使其線圈保持通電的現(xiàn)象稱為自鎖。起自鎖作用的輔助觸點，則稱為自鎖觸點 單向自鎖控制電路 單向點動、自鎖混合電路單向點動、自鎖混合電路（

21、1）（2）2.電動機正反向運行控制電路電動機正反向運行控制電路 -互鎖互鎖接觸器接觸器KM1KM1和和KM2KM2觸點不可同時閉合，以免發(fā)生相間短路故障。觸點不可同時閉合，以免發(fā)生相間短路故障。互鎖互鎖：利用接觸器常閉輔助觸點互相制約的方法稱為互鎖。而這兩個常閉輔助：利用接觸器常閉輔助觸點互相制約的方法稱為互鎖。而這兩個常閉輔助觸點稱為互鎖觸點。觸點稱為互鎖觸點。2 2正一反一停控制電路正一反一?？刂齐娐?.正停反控制電路正停反控制電路2.電動機正反向運行控制電路電動機正反向運行控制電路 自動停止控制電路自動停止控制電路2.電動機正反向運行控制電路電動機正反向運行控制電路 自動自動往返往返控制電路控制電路三相籠型異步電動機減壓起動控制電路：容量大的籠型異步電動機的啟動電流很大，不允許直接啟動。三相籠型異步電動機減壓起動控制電路：容量大的籠型異步電動機的啟動電流很大，不允許直接啟動。典型控制電路典型控制電路（一）多地點控制（二）順序啟動步進控制電路步進控制電路組成電氣控制電路的基本規(guī)律組成電氣控制電路的基本規(guī)律 (一) 按聯(lián)鎖控制的規(guī)律聯(lián)鎖控制：電氣控制電路中，各電