第1章電氣控制基礎

1、可編程序控制器可編程序控制器原原 理理 及及 應應 用用無線接收器無線接收器遙控器遙控器傳感器傳感器燈燈輸入輸出輸入輸出混合模塊混合模塊SmartSmart I/OI/ORnetRnet電源控制設備電源控制設備 家電產(chǎn)品家電產(chǎn)品 閥門控制器閥門控制器計算機計算機RS-485RS-485RS-232CRS-232C前臺前臺控制室控制室客房客房2020臺臺RS-485RS-4852020臺臺RS-485RS-485栽培室栽培室 #1#1以太網(wǎng)以太網(wǎng)觸摸屏觸摸屏 . . . . . . . #10 #10電機控制裝置電機控制裝置IMIMPGPG傳感器傳感器旋轉率設定旋轉率設定低壓電器：常指用于交流額

2、定電壓低壓電器：常指用于交流額定電壓1200v、直流額、直流額 定電壓定電壓1500v及以下的電路中的電器產(chǎn)品及以下的電路中的電器產(chǎn)品電器是一種能根據(jù)外界的信號（機電器是一種能根據(jù)外界的信號（機械力、電動力和其它物理量），自械力、電動力和其它物理量），自動或手動接通和斷開電路，從而斷動或手動接通和斷開電路，從而斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)或狀態(tài)，續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)或狀態(tài)，實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測和調節(jié)用的電氣元制、保護、檢測和調節(jié)用的電氣元件或設備。件或設備。什么是電器什么是電器1 1鐵芯鐵芯 2 2線圈線圈 3 3銜鐵銜鐵 4 4靜觸點靜觸點

3、5 5動觸點動觸點 6 6觸點彈簧觸點彈簧 7 7釋放彈簧釋放彈簧 SBF27810 b b）線圈通以交流電）線圈通以交流電RUI NfU44. 4fNU44. 4電磁式電器工作原理示意圖電磁式電器工作原理示意圖 （a）線圈通以直流電的電磁機構）線圈通以直流電的電磁機構I與與無關無關 直流電磁鐵由于通入的是直流電，其鐵芯不發(fā)熱，直流電磁鐵由于通入的是直流電，其鐵芯不發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，因此線圈與鐵芯接觸以利散熱，線圈只有線圈發(fā)熱，因此線圈與鐵芯接觸以利散熱，線圈做成無骨架、高而薄的瘦高型，以改善線圈自身散熱做成無骨架、高而薄的瘦高型，以改善線圈自身散熱,鐵芯和銜鐵由軟鋼和工程純鐵制成的。鐵芯和

4、銜鐵由軟鋼和工程純鐵制成的。 交流電磁鐵由于通入的是交流電，鐵芯中存在磁滯交流電磁鐵由于通入的是交流電，鐵芯中存在磁滯損耗和渦流損耗，線圈和鐵芯都發(fā)熱，所以交流電磁損耗和渦流損耗，線圈和鐵芯都發(fā)熱，所以交流電磁鐵的吸引線圈有骨架，使鐵芯和線圈隔離并將線圈制鐵的吸引線圈有骨架，使鐵芯和線圈隔離并將線圈制成短而后的矮胖形，以利于鐵芯和線圈的散熱，鐵芯成短而后的矮胖形，以利于鐵芯和線圈的散熱，鐵芯用硅鋼片疊加而成，以減小渦流。用硅鋼片疊加而成，以減小渦流。圖圖1-2 1-2 吸力特性與反力特性的配合吸力特性與反力特性的配合11直流電磁鐵吸力特性直流電磁鐵吸力特性 22交流電磁鐵吸力特性交流電磁鐵吸力

5、特性 33反力特性反力特性吸力特性：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FrFr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，即必須始終處于反力特性上方，即吸力要大于反力；吸力要大于反力；反之反之銜鐵銜鐵釋放時，吸力特性必須釋放時，吸力特性必須位于反力特性下方，即反力要大位于反力特性下方，即反力要大于吸力（此時的吸力是由剩磁產(chǎn)于吸力（此時的吸力是由剩磁產(chǎn)生的）。生的）。在吸合過程中還須注意吸力特性在吸合過程中還須注

6、意吸力特性位于反力特性上方不能太高，否位于反力特性上方不能太高，否則會影響到電磁機構壽命。則會影響到電磁機構壽命。 吸力特性與反力特性的配合：吸力特性與反力特性的配合：交流電磁鐵的短路環(huán)交流電磁鐵的短路環(huán)1 1銜鐵銜鐵 2 2鐵芯鐵芯 3 3線圈線圈 4 4短路環(huán)短路環(huán) 交流接觸器鐵心由硅鋼片疊壓而成交流接觸器鐵心由硅鋼片疊壓而成. .這樣可以減少交變磁通這樣可以減少交變磁通在鐵心中渦流和磁滯損耗在鐵心中渦流和磁滯損耗. .在有交變電流通過電磁線圈時在有交變電流通過電磁線圈時. .線圈線圈對銜鐵的吸引力也是交變的對銜鐵的吸引力也是交變的. .當交流電流通過零值時當交流電流通過零值時, ,線圈磁

7、通線圈磁通變?yōu)榱阕優(yōu)榱? .對銜鐵的吸引力也為零對銜鐵的吸引力也為零. .銜鐵在復位彈簧作用下將產(chǎn)生銜鐵在復位彈簧作用下將產(chǎn)生釋放趨勢釋放趨勢. .這使動靜鐵心之間的吸引力隨著交流電的變化而變化這使動靜鐵心之間的吸引力隨著交流電的變化而變化從而產(chǎn)生變化和噪聲從而產(chǎn)生變化和噪聲加速動靜鐵心接觸產(chǎn)生的磨損加速動靜鐵心接觸產(chǎn)生的磨損, ,引起給合引起給合不良不良. .嚴重時還會使觸點燒蝕為了消除此弊端嚴重時還會使觸點燒蝕為了消除此弊端. .在鐵心柱端面的在鐵心柱端面的一部分嵌入一只銅環(huán)一部分嵌入一只銅環(huán). .名為名為“短路環(huán)短路環(huán)” 該短路環(huán)相當于變壓器的副邊繞組該短路環(huán)相當于變壓器的副邊繞組. .

8、在線圈通入交流電時不僅線在線圈通入交流電時不僅線圈產(chǎn)生磁通圈產(chǎn)生磁通. .短路環(huán)中的感應電流也產(chǎn)生磁通短路環(huán)中的感應電流也產(chǎn)生磁通. .此時短路環(huán)相當于此時短路環(huán)相當于純電感電路純電感電路. .從純電感電路的相位可知從純電感電路的相位可知. .線圈電流磁通與短路環(huán)感線圈電流磁通與短路環(huán)感應電流磁通不同時為零應電流磁通不同時為零. .即電源輸入的交變電流通過零值時短路環(huán)即電源輸入的交變電流通過零值時短路環(huán)感應電流不為零感應電流不為零. .此時它的磁通對銜鐵將起著吸咐作用此時它的磁通對銜鐵將起著吸咐作用. .從而克服從而克服了銜鐵被釋放的趨勢了銜鐵被釋放的趨勢. .使銜鐵在通電過程總是處于吸合狀態(tài)

9、使銜鐵在通電過程總是處于吸合狀態(tài). .明顯明顯減少了振動噪聲減少了振動噪聲. .所以短路環(huán)又名消振環(huán)。所以短路環(huán)又名消振環(huán)。橋式觸點和指形觸點橋式觸點和指形觸點點接觸、線接觸和面接觸點接觸、線接觸和面接觸定義：定義：接觸器是用于遠距離頻繁地接通和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，也可用于控制要用于控制電動機，也可用于控制其他電力負載。其他電力負載。接觸器的種類按工作原理可以分為：接觸器的種類按工作原理可以分為：電磁式、電磁式、 氣動式、氣動式、 液壓式液壓式NNCKUPI310u繼電器：一般用于控制回路中，控制小電流電路

10、，觸點繼電器：一般用于控制回路中，控制小電流電路，觸點額定電流一般不大于額定電流一般不大于5A，所以不加滅弧裝置，所以不加滅弧裝置u接觸器：一般用于主回路中，控制大電流電路，主觸點接觸器：一般用于主回路中，控制大電流電路，主觸點額定電流一般不小于額定電流一般不小于5A，需加滅弧裝置。其次，接觸器一，需加滅弧裝置。其次，接觸器一般只能對電壓的變化做出反應，而各種繼電器可以在相應般只能對電壓的變化做出反應，而各種繼電器可以在相應的各種電量和非電量作用下動作。的各種電量和非電量作用下動作。 電磁式、電磁式、 感應式、感應式、 電子式、電子式、 熱效應式、熱效應式、 氣動式、氣動式、 電動式等；電動式

11、等； 瞬時動作和延時動作（也叫時間繼電器）等；瞬時動作和延時動作（也叫時間繼電器）等；nK=x1/x2稱為繼電器的返回系數(shù)稱為繼電器的返回系數(shù)yy10 x1 x2 x圖圖1-4 1-4 繼電器特性曲線繼電器特性曲線特點特點-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。-接通延時型常開觸頭接通延時型常開觸頭斷開延時型常開觸頭斷開延時型常開觸頭接通延時型常閉觸頭接通延時型常閉觸頭斷開延時型常閉觸頭斷開

12、延時型常閉觸頭-是利用電流流過熱元件時產(chǎn)生的熱量，使雙金屬片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)行機構動作的一種保護電器。主要用于交發(fā)生彎曲而推動執(zhí)行機構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。電氣設備發(fā)熱狀態(tài)的控制。熱繼電器的選用熱繼電器的選用 ：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為電動機的額定為電動機的額定電流電流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

13、繁的啟動場合，若電動機啟動電流為其額定電流6 6倍以及倍以及啟動時間不超過啟動時間不超過6 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）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。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。 速度繼電器用來反應轉速和轉向變化的繼電器，速度繼電器用來反應轉速和轉向變化的繼電器， 速度繼電器是利用轉速度繼電器是利用轉軸的轉速來切換電路的自動電器，它主要用作鼠籠式異步電動機的反接

14、軸的轉速來切換電路的自動電器，它主要用作鼠籠式異步電動機的反接制動控制中，故也稱為反接制動繼電器。速度繼電器的轉軸和電動機的制動控制中，故也稱為反接制動繼電器。速度繼電器的轉軸和電動機的轉軸相連，當電動機轉動時速度繼電器的轉子隨之轉動，定子內的繞組轉軸相連，當電動機轉動時速度繼電器的轉子隨之轉動，定子內的繞組便切割磁力線運動，產(chǎn)生感應電流，此電流與轉子磁場作用產(chǎn)生轉矩，便切割磁力線運動，產(chǎn)生感應電流，此電流與轉子磁場作用產(chǎn)生轉矩，使定子隨轉子轉動。使定子隨轉子轉動。電動機轉速達到某一值時，產(chǎn)生的轉矩能使定子轉到一定角度使擺桿推電動機轉速達到某一值時，產(chǎn)生的轉矩能使定子轉到一定角度使擺桿推動常閉

15、觸點動作；當電機轉速低于某一值或停轉時，定子產(chǎn)生的轉矩減動常閉觸點動作；當電機轉速低于某一值或停轉時，定子產(chǎn)生的轉矩減小或消失，觸點在彈簧的作用下復位。小或消失，觸點在彈簧的作用下復位。6000V DC低壓斷路器結構示意圖低壓斷路器結構示意圖 1主觸點主觸點 2自由脫扣機構自由脫扣機構 3過電流脫扣器過電流脫扣器 4分勵脫扣器分勵脫扣器 5熱脫扣器熱脫扣器 6失壓脫扣器失壓脫扣器 7按鈕按鈕123單向點動、自鎖單向點動控制電路單向點動控制電路 （1）（2）KM SB3KAKASB2 SB1KA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

16、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?？刂齐娐氛环匆煌？刂齐娐?.正停反控制電路正停反控制電路SB3KM2KM1KM1KM2SQ2KM1KM2SB2SQ1SB1 KM1 SB3KM2KM1SB1SB2SQ1SQ2SQ1SQ2KM2KM1KM2 KM1 KM1 KM2 KM2KM1SB1SB2SQ2SQ1KM2SQ2KTKTSB3KTSQ1KT（一）多地點控制（一）多地點控制（二）順序啟動（二）順序啟動 KM2VWSB2M13M2

17、3 KM2 KM1 SB4SB3KM1 SB1 KM2L3L1 FUL2KMSB3SB2SB1SB4聯(lián)鎖控制：電氣控制電路中，各電器之間的互相制約、互聯(lián)鎖控制：電氣控制電路中，各電器之間的互相制約、互相配合的控制相配合的控制如如：順序控制，電動機正，反轉控制電路，單相順序控制，電動機正，反轉控制電路，單相點動、自鎖混合控制電路點動、自鎖混合控制電路關鍵關鍵按控制過程的變化參量進行控制的關鍵是正確選擇控制參量、確定控制按控制過程的變化參量進行控制的關鍵是正確選擇控制參量、確定控制原則，并選定能反映該控制參量變化的電器元件。例如按時間原則控制原則，并選定能反映該控制參量變化的電器元件。例如按時間原則控制時應選定時間繼電器來反映時間參量的變化時應選定時間繼電器來反映時間參量的變化n：星形星形三角形降壓起動控制電路時間作為控制參量三角形降壓起