工廠電器與PLC原理第一章

1、CompanyLOGO工廠電器與工廠電器與PLC原理原理 電信學(xué)院電信學(xué)院 李應(yīng)森李應(yīng)森第一章 常用低壓電器重點(diǎn)重點(diǎn)接觸器、繼電器、按鈕、開關(guān)等電器元件的結(jié)構(gòu)、原理、符號(hào)和選擇方法。難點(diǎn)難點(diǎn)各種器件的認(rèn)識(shí)和正確的選擇、使用方法。第一章 常用低壓電器接觸器1.2開關(guān)電器1.4電器的基本知識(shí)31.1繼電器31.3主令電器1.6熔斷器31.51.1 電器的基本知識(shí)1.1.1電器的定義和分類電器的定義和分類 采用采用 電磁原電磁原理理 完成上完成上述功能述功能 的電器。的電器。工作在交流工作在交流 1200V以以下、直流下、直流 1500V以以下下的電器。的電器。根據(jù)外界施加的信號(hào)和要求，能自動(dòng)或手動(dòng)

2、地?cái)嚅_或接通電路，短或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電或非電對(duì)象的切換、控制、檢測、保護(hù)、變換和調(diào)節(jié)的電工器械。電電 器器低壓電器低壓電器電磁式低壓電器電磁式低壓電器1.1電器的基本知識(shí)1.1.2電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 結(jié)構(gòu)：電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng) 作用作用將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)固定鐵心，銜鐵，電磁線圈固定鐵心，銜鐵，電磁線圈分類直動(dòng)式，拍合式。外形見圖直動(dòng)式，拍合式。外形見圖1-7鐵心材料鐵心材料直流直流電工軟鐵；電工軟鐵；交流交流硅鋼片（減少磁滯和渦流損耗）硅鋼片（減少磁滯和渦流損耗）線圈形狀線圈形狀直流：長、薄、無骨架直流：長、薄、無骨架交流：短、粗、有骨架交

3、流：短、粗、有骨架1.1電器的基本知識(shí)工作原理 反力特性：F=K1X 吸力特性：F=4*105B2S（B-氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度T，S-磁極截面積m2） 短路環(huán)：在單相交流電磁機(jī)構(gòu)端面上加裝非導(dǎo)磁性的短路環(huán)，是為了消除交流磁通過零時(shí)銜鐵產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音1.1電器的基本知識(shí)2、觸點(diǎn)v接觸形式：點(diǎn)接觸、線接觸、面接觸v結(jié)構(gòu)：圖1-3 橋式 ：點(diǎn)接觸 面接觸 指式：線接觸，滾動(dòng)摩擦，適用于大電流。v 材料：黃銅指式；銀銅合金橋式1.1 電磁式低壓電器3、滅弧裝置用途用途：用于熄滅觸頭分?jǐn)嘭?fù)載電流時(shí)產(chǎn)生的電弧。電弧種類電弧種類：交流電弧和直流電弧 交流電弧存在交流過零點(diǎn)，電弧易熄滅滅弧原理滅弧原理：迅速拉長

4、電弧冷卻和去游離法1.1 電磁式低壓電器機(jī)械滅弧法：利用彈性力、迅速拉長電弧縫滅弧法：分割電弧，并有冷卻作用滅弧方法柵片滅弧法：金屬柵片分割電弧 見圖1-6磁吹滅弧法：電磁吸力作用下迅速拉長電弧1.2 接觸器1.2.1接觸器的用途與分類接觸器的用途與分類v 用途用途：控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和調(diào)速等。具有低電壓釋放功能。具有比工作電流大數(shù)倍乃至十幾倍的接通和分?jǐn)嗄芰?，但不能分段短路電流?.2.2接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理v 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：電磁機(jī)構(gòu)、主觸頭和滅弧系統(tǒng)、輔助觸點(diǎn)、反力裝置、支架和底座圖1-12v 常用的接觸器結(jié)構(gòu)1v 工作原理工作原理：v 接觸器符號(hào)接觸器符號(hào)圖

5、1-131.3 繼電器v 用途：根據(jù)某種輸入信號(hào)來接通或斷開小電流控制電路，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和保護(hù)。v 分類：中間、電流（過、欠）、電壓（過、欠）、時(shí)間、熱繼電器、速度、壓力、溫度等 1.3.1 電磁繼電器1.3.2 熱繼電器1.3.3 時(shí)間繼電器1.3.4 速度繼電器1.3.5 固態(tài)繼電器1.3.1電磁繼電器中間繼電器分類分類用途用途符號(hào)符號(hào)圖圖1-14常用外形常用外形1結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1.3.1電磁繼電器電流、電壓繼電器1、結(jié)構(gòu)：電磁機(jī)構(gòu)+觸點(diǎn)2、定義：依據(jù)線圈的電流或電壓（輸入）大小而輸出觸點(diǎn)動(dòng)作的電器。3、分類：過流（壓）：過流后時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作。 欠流（壓）：欠流后時(shí)觸點(diǎn)復(fù)位。4、常用型號(hào)：電流JL

6、14 、JT3等例 電壓DJ1005、符號(hào)：圖1-14 常用電壓、電流繼電器及互感器1.3.2熱繼電器用途用途用于三相交流異步電動(dòng)機(jī)（籠型）的長期過載保護(hù)用于三相交流異步電動(dòng)機(jī)（籠型）的長期過載保護(hù)分類分類按相數(shù)分按相數(shù)分 單、二、三單、二、三按功能分按功能分 有無斷相保護(hù)有無斷相保護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)熱元件熱元件+觸頭觸頭+動(dòng)作機(jī)構(gòu)動(dòng)作機(jī)構(gòu)+整定裝置整定裝置+復(fù)位裝置復(fù)位裝置 參見圖參見圖1-16原理原理由雙金屬片的變形，通過導(dǎo)板，分?jǐn)嘤|點(diǎn)。由雙金屬片的變形，通過導(dǎo)板，分?jǐn)嘤|點(diǎn)。復(fù)位：故障排除后，手動(dòng)復(fù)位復(fù)位：故障排除后，手動(dòng)復(fù)位整定：通常整定在電動(dòng)機(jī)的額定電流上。整定：通常整定在電動(dòng)機(jī)的額定電流上。

7、符號(hào)符號(hào)圖圖-17常用的熱繼電器及其他控制器常用的熱繼電器及其他控制器型號(hào)JR1620，JR361.3.3 時(shí)間繼電器v 定義：從得到輸入信號(hào)開始，經(jīng)過一定延時(shí)后才輸出信號(hào)的繼電器。v 用途：用于時(shí)間控制，又稱定時(shí)器。v 延時(shí)類型：通電延時(shí)型、斷電延時(shí)型。v 結(jié)構(gòu)分類：空氣式、電子式（數(shù)字式）、電動(dòng)式等。v 符號(hào)： 圖1-19v 型號(hào)舉例1.3.4 速度繼電器v用途：檢測轉(zhuǎn)速的過零點(diǎn)。多用于反接制動(dòng)時(shí)，切除反相序電源。v結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子（磁極）+籠型空心繞組+觸頭 圖1-20v原理：電磁感應(yīng)與鼠籠式異步機(jī)相似。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，籠型繞組感生電勢，形成電流后受力而擺動(dòng)，擺錘撥動(dòng)觸頭系統(tǒng)工作。v停轉(zhuǎn)時(shí)（N=0），

8、擺錘垂立，觸頭復(fù)位。v型號(hào)：JY1（復(fù)位轉(zhuǎn)速100r/min）、JFZ0v符號(hào)：圖1-211.3.5 固態(tài)繼電器Title用途用途構(gòu)成構(gòu)成常用型號(hào)常用型號(hào)主要參數(shù)主要參數(shù)固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器分類分類應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例（ACSSR）1.4 開關(guān)電器 1.4.1低壓隔離器（刀開關(guān)）v用途：通、斷小負(fù)荷電流，電源隔離。v結(jié)構(gòu)：觸刀、觸點(diǎn)座、底板、操縱手柄。v主要類型：帶熔斷器、帶滅弧裝置、鐵殼負(fù)荷開關(guān)、膠蓋開關(guān)等。v型號(hào)舉例：v符號(hào)：圖1-25 刀開關(guān)1.4 開關(guān)電器1.4.2 低壓斷路器 （又稱自動(dòng)空氣開關(guān)）v 功能：用于分配電能、不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)以及對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重的過

9、載、短路或欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路。v 結(jié)構(gòu)：觸頭+滅弧裝置+各種脫扣機(jī)構(gòu)v 脫扣：電磁脫扣電壓、電流（過流和短路時(shí)）熱脫扣實(shí)驗(yàn)脫扣 參見圖1-26特點(diǎn)：脫扣，排除故障后可重合閘（不換部件）。v 主要參數(shù)：額定電壓、額定電流、通斷能力、分?jǐn)鄷r(shí)間v 敞開式低壓斷路器（又稱萬能式）DW16系列裝置式低壓斷路器（又稱塑殼式斷路器）DZ20系列模塊化小型斷路器C65智能化斷路器DW17v 符號(hào)：圖1-27 常用低壓斷路器外形11.5 熔斷器用途：用于電路的短路保護(hù)和嚴(yán)重過載保護(hù)。 1.5.1 熔斷器的結(jié)構(gòu)和分類1、 構(gòu)成：熔斷管+熔體（芯） 。 材料：低熔點(diǎn)、鋁錫合金、銅等金屬2、 分類：插入式、螺

10、旋式、管式（無填料封閉管式、 填料封閉管式）、導(dǎo)軌式、速熔式。1.5.2 熔斷器的保護(hù)特性保護(hù)（熔斷）特性：圖1-291.5 熔斷器4、 主要參數(shù)： 熔斷器額定電流（外殼） 熔體額定電流（熔體）5、 選擇、確定熔體電流，選配合適外殼。 上、下級(jí)電路保護(hù)熔體的配合，電流比值不小于1.6：1 照明或阻性負(fù)載，熔體電流IfNI. 單臺(tái)電機(jī)。IfN（1.5.） 多臺(tái)電機(jī)不同時(shí)起動(dòng)IfN（1.5.）A6、符號(hào)：圖1-30 熔斷器外形LIFNILIFNI1.6 主令電器用途：自動(dòng)控制系統(tǒng)中用于發(fā)送和轉(zhuǎn)換命令。1.6.1 控制按鈕1.6.2 轉(zhuǎn)換開關(guān)1.6.3 行程開關(guān)1.6.4 接近開關(guān)1.6.5 光電開

11、關(guān)1.6.6 指示燈1.6.1 控制按鈕1、作用：用于手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)以控制接觸器、繼電器等2、按鈕的構(gòu)成：外殼、觸點(diǎn)、復(fù)位彈簧、按鈕帽外殼。參見圖1-313、分類：單式、復(fù)式、三聯(lián)式 此外有按鈕式、自鎖式、緊急式等4、顏色：5、型號(hào)舉例：6、符號(hào)：圖1-321.6.2 轉(zhuǎn)換開關(guān)用途：廣泛應(yīng)用于各種配電裝置的電源隔離、電路轉(zhuǎn)換、電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)距離控制等。v 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多擋住、多段式?？赏瑫r(shí)控制多回路，故稱萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)。（園盤操作） W型的一層結(jié)構(gòu)原理見圖1-34 。 觸頭座，凸輪、手柄、定位機(jī)構(gòu)等組成用途：多用于儀表切換。v 常用型號(hào)：、系列 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)外形1.6.3 行程開關(guān)v作用：控制生產(chǎn)機(jī)械

12、的運(yùn)動(dòng)方向、速度、行程大小或位置v行程開關(guān)構(gòu)成：靜觸頭、動(dòng)靜橋、壓動(dòng)桿。圖 v 分類：直動(dòng)式、滾輪式、微動(dòng)式等v符號(hào)：圖1-36v型號(hào)舉例： 行程開關(guān)外形1.6.4 接近開關(guān)v作用：除了具有行程開關(guān)的功能外，還用于高速計(jì)數(shù)、測速、液面控制等v分類：高頻振蕩型、電容型、霍爾型等v外形舉例：v符號(hào)：圖1-371.6.5光電開關(guān)v作用：物位檢測、液位控制、產(chǎn)品計(jì)數(shù)、寬度判別、速度檢測、定長剪切、孔洞識(shí)別、信號(hào)延時(shí)、自動(dòng)門檢測等。v主要類型：反射式、對(duì)射式和鏡面反射式。外形舉例1.6.6指示燈1、作用：各種信號(hào)指示。2、組成：殼體、發(fā)光體（氖泡、燈泡、半導(dǎo)體發(fā)光器件）、燈罩等3、顏色：黃、綠、紅、藍(lán)、

13、白4、符號(hào)：圖1.6.2型號(hào)舉例：ND16-22指示燈外形第1章 小結(jié)v本章主要介紹了接觸器、繼電器、低壓斷路器、刀開關(guān)、保護(hù)及主令電器等常用低壓電器。重點(diǎn)介紹了電氣元件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及其主要參數(shù)、型號(hào)與圖形符號(hào)。v電氣元件的技術(shù)參數(shù)是選用的主要依據(jù)，需要時(shí)可查閱產(chǎn)品樣本和電工手冊(cè)。 圖1-7 磁路結(jié)構(gòu)圖1-3 觸頭結(jié)構(gòu)示意圖圖1-13 接觸器電氣圖形符號(hào)及文字符號(hào)圖1-6 柵片滅弧圖1-12 CJ20交流接觸器圖1.3.1 組合開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖圖1-25 刀開關(guān)和組合開關(guān)電氣圖形符號(hào)及文字符號(hào)圖1-26 低壓斷路器工作原理圖圖1-27 低壓斷路器符號(hào)圖1-14C 中間繼電器符號(hào)圖1-14

14、AB 電流、電壓繼電器電氣圖形及文字符號(hào)圖1.4.3 時(shí)間繼電器圖1-19 時(shí)間繼電器的電氣圖形及文字符號(hào)圖1-16 熱繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1-17 熱繼電器符號(hào)圖1-20 速度繼電器原理圖1-21 速度繼電器的電氣符號(hào)圖 AC-SSR典型應(yīng)用電路圖圖1-29熔斷器的保護(hù)特性圖1-30 熔斷器的電氣符號(hào)圖1-31 按鈕結(jié)構(gòu)圖1-32 按鈕電氣符號(hào)1-39 指示燈電氣符號(hào)圖 行程開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖圖1-36 行程開關(guān)的電氣符號(hào)圖1-34 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)圖1.6.7 轉(zhuǎn)換開關(guān)圖形文字符號(hào)CJ20 技術(shù)規(guī)格與型號(hào)表示法DZ20系列低壓斷路器型號(hào)意義JR36系列熱繼電器型號(hào)意義LA19按鈕型號(hào)及含義D16指示燈

15、型號(hào)及含義LX19行程開關(guān)型號(hào)NA1系列智能型萬能式DW16系列萬能式斷路器塑殼式斷路器NM1LE系列漏電斷路器DZ20漏電斷路器NB1LE-04電子式剩余電流動(dòng)作斷路器C65模塊化小型斷路器DW17智能化斷路器NCF8輔助觸頭組（接觸器）CJTI系列交流接觸器CJ12系列交流接觸器CJ20系列交流接觸器CJ24系列交流接觸器CJ40系列交流接觸器NCK2系列交流接觸器CZ0直流接觸器QJX2系列“星三角”減壓起動(dòng)器JR20系列熱繼電器JR36系列熱繼電器JZ7系列中間繼電器JZC1系列接觸器式繼電器JZC-32F超小型中功率電磁繼電器JQC-3F超小型中功率電磁繼電器JQX-14FC小型大功

16、率電磁繼電器JQX-102F小型大功率電磁繼電器JQX-13F小型大功率電磁繼電器JTX通用型小型大功率電磁繼電器JS14S系列數(shù)顯時(shí)間繼電器JSS20-4AMS數(shù)顯時(shí)間繼電器JSZ3（ST3P）系列電子式時(shí)間繼電器JS14B數(shù)字式時(shí)間繼電器JSS27系列數(shù)字式時(shí)間繼電器JS14晶體管時(shí)間繼電器BHQ-S-C系列電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器BHQ-Y-J電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)器JD-501S數(shù)顯智能型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器JD-9電動(dòng)機(jī)保護(hù)器JGC-2F固態(tài)繼電器JGC-5F固態(tài)繼電器JGX-10F、20F、30F、40F、50F、60F、70F、80F固態(tài)繼電器LMZ1、LMZJ1-0.5型電流互感器LMZ1、LMZJ1-0.66型電流互感器JDJ2-35型電壓互感器JDJ-6、10型電壓互感器JDZ-3、6、10，JDZJ-3、6、10型電壓互感器RT28（RT18）系列熔斷隔離器RT36（RT16）系列有填料管式熔斷器HDLRTD（RTD）系列有填料封閉管式刀