工廠電氣控制

工廠電氣控制電力工程系緒論1.本課程的性質(zhì)和義務(wù)3.本課程的主要內(nèi)容及要求2.電氣控制技術(shù)的開展概略一、課程的性質(zhì)與義務(wù)<工廠電氣控制技術(shù)>是一門專業(yè)根底課程。主要內(nèi)容是以電動(dòng)機(jī)或其他執(zhí)行電器為控制對(duì)象，引見消費(fèi)和機(jī)械制造過程中消費(fèi)機(jī)械設(shè)備的電氣控制的根本原理、線路及控制器的原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及在消費(fèi)中的運(yùn)用等有關(guān)知識(shí)。1、性質(zhì)2、內(nèi)容實(shí)際性較強(qiáng)的專業(yè)課本課程主要引見低壓電器的根本知識(shí)以及作為驅(qū)動(dòng)設(shè)備的電動(dòng)機(jī)的電氣控制原理、線路、設(shè)計(jì)的根本知識(shí)。了解常用低壓電器的構(gòu)造原理、用途、型號(hào)及選用方法熟習(xí)電氣控制的根本環(huán)節(jié)具備閱讀分析普通電氣控制線路的才干,初步具備對(duì)普通電動(dòng)機(jī)控制線路缺點(diǎn)分析才干了解電氣控制線路的普通設(shè)計(jì)原那么,初步具備對(duì)普通電動(dòng)機(jī)控制線路進(jìn)展設(shè)計(jì)3、目的二、電氣控制技術(shù)的開展在控制方法上，從手動(dòng)控制開展到自動(dòng)控制；在控制功能上，從簡(jiǎn)單控制開展到智能化控制；在操作上，從笨重開展到信息化處置；在控制原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)開展到以微處置器或微計(jì)算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制系統(tǒng)。現(xiàn)代電氣控制技術(shù)綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、智能技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成果。簡(jiǎn)史：19世紀(jì)末到20世紀(jì)初為消費(fèi)機(jī)械電力拖動(dòng)的初期；繼電器接觸器控制產(chǎn)生于20世紀(jì)20－30年代；60、70年代出現(xiàn)了順序控制器，可編程控制器〔PLC〕問世。三、本課程的主要內(nèi)容及要求主要有四部分：〔1〕常用低壓電器〔2〕根本電氣控制線路〔3〕典型消費(fèi)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)〔4〕電氣控制設(shè)計(jì)根底經(jīng)過學(xué)習(xí)，應(yīng)到達(dá)以下根本要求：〔1〕熟習(xí)常用控制電器的構(gòu)造、任務(wù)原理、用途，并能正確選用；〔2〕熟習(xí)電氣控制線路的根本環(huán)節(jié)，對(duì)普通線路具有獨(dú)立分析才干；〔3〕初步具有對(duì)不太復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)展改造和設(shè)計(jì)的才干；〔4〕初步具有對(duì)普通繼電器—接觸器控制線路的缺點(diǎn)分析與檢查才干。第一章常用低壓控制電器電力工程系學(xué)習(xí)目的：學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1、電磁構(gòu)造；2、接觸器；3、繼電器；4、主令開關(guān)；5、熔斷器學(xué)習(xí)難點(diǎn)：1、掌握常用低壓電器的選用方法；2、掌握常用低壓低壓電器的參數(shù)及任務(wù)性能。才干目的：1、掌握常用低壓電器的選用方法；2、掌握常用低壓低壓電器的參數(shù)及任務(wù)性能。我國(guó)低壓電器產(chǎn)品種類和質(zhì)量要求符合國(guó)家規(guī)范、部頒規(guī)范和到達(dá)國(guó)際電工委員會(huì)(1EC)規(guī)范。當(dāng)前，低壓電器繼續(xù)沿著體積小、分量輕、平安可靠、運(yùn)用方便的方向開展，主要途徑是利用微電子技術(shù)提高傳統(tǒng)電器的性能；在產(chǎn)品種類方面，大力開展電子化的新型控制電器，如接近開關(guān)、光電開關(guān)、電子式時(shí)間繼電器、固態(tài)繼電器與接觸器、漏電繼電器、電子式電機(jī)維護(hù)器和半導(dǎo)體起動(dòng)器等，以順應(yīng)控制系統(tǒng)迅速電子化的需求。本章主要引見在機(jī)械設(shè)備電氣控制系統(tǒng)中經(jīng)常用到的低壓電器，著重引見部分技術(shù)先進(jìn)、符合IEC規(guī)范的電器產(chǎn)品，為閱讀和了解電氣控制線路和正確運(yùn)用及選擇這些器件打好根底。是指任務(wù)于交流1000V、直流1200V及以下的電路中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的控制、檢測(cè)、維護(hù)、變換、調(diào)理等作用的根本器件。高壓電器：交流1000V以上、直流1200V以上。采用電磁原理構(gòu)成的低壓電器，稱為電磁式低壓電器；利用集成電路或電子元件構(gòu)成的低壓電器，稱為電子式低壓電器；利用現(xiàn)代控制原理構(gòu)成的低壓電器，稱為自動(dòng)化電器、智能化電器或可通訊電器等。低壓電器：電器：根據(jù)外界信號(hào)自動(dòng)或手動(dòng)接通或斷開電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、維護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)理的電氣元件或設(shè)備?！?.1概述一、常用低壓電器的分類〔一〕按用途分類1〕控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)。2〕配電電器：用于電能保送和分配。3〕執(zhí)行電器：用于完成某種動(dòng)作或傳送某種能。4〕可通訊低壓電器：用于計(jì)算機(jī)接口和通訊口。5〕終端電器：用于線路末端的小型化、模數(shù)化的組合式電器?！捕嘲催\(yùn)用場(chǎng)所分類1〕普通用途低壓電器；2〕框用低壓電器3〕化工低壓電器；4〕船用低壓電器5〕牽引低壓電器；6〕航空低壓電器〔三〕按操作方式分類：手動(dòng)和自動(dòng)電器〔四〕按運(yùn)用系統(tǒng)分類1〕自動(dòng)控制電力系統(tǒng)用電器2〕電力系統(tǒng)用電器3〕自動(dòng)化通訊系統(tǒng)用電器〔五〕按電器執(zhí)行功能分類1〕有觸頭電器2〕無(wú)觸頭電器3〕混合電器〔六〕按電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)用電器分類1〕接觸器2〕主令電器3〕繼電器4〕執(zhí)行電器5〕熔斷器6〕低壓斷路器7〕隔分開關(guān)8〕成套電器控制電器的分類及作用中間繼電器繼電器熱繼電器溶絲交流接觸器主令開關(guān)行程開關(guān)壓力繼電器接近開關(guān)空氣開關(guān)123456123465主控器件維護(hù)器件控制器件發(fā)信器件信號(hào)器件輔助器件變壓器指示燈交流電機(jī)熔絲交流接觸器熱繼電器刀開關(guān)按鈕開關(guān)二、低壓電器的運(yùn)用在電力拖電動(dòng)系統(tǒng)中，低壓電器主要用于對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)展控制、調(diào)理和維護(hù)。三、低壓電器額定任務(wù)制1〕8小時(shí)任務(wù)制：電器的任務(wù)時(shí)間不超越8小時(shí)。2〕長(zhǎng)期任務(wù)制:延續(xù)任務(wù)8小時(shí)以上。3〕短時(shí)任務(wù)制：有載時(shí)間和空載時(shí)間相互交替，且有載時(shí)間小于空載時(shí)間。4〕斷續(xù)周期任務(wù)制：有載時(shí)間和空載時(shí)間循環(huán)交替，且有一定比值。低壓電器的根本構(gòu)造電磁機(jī)構(gòu)低壓電器的根本構(gòu)造觸頭系統(tǒng)一、電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)的主要作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能量，將電磁機(jī)構(gòu)中吸引線圈的電流轉(zhuǎn)換成電磁力，帶動(dòng)觸頭動(dòng)作，完成通斷電路的控制造用。電磁機(jī)構(gòu)由鐵心、銜鐵和線圈等幾部分組成，其作用原理：當(dāng)線圈中有任務(wù)電流經(jīng)過時(shí)，電磁吸力抑制彈簧的反作用力，使得銜鐵與鐵心閉合，由銜接機(jī)構(gòu)帶動(dòng)相應(yīng)的觸頭動(dòng)作。電磁鐵任務(wù)時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁通作用于銜鐵，產(chǎn)生電磁吸力，并使銜鐵產(chǎn)活力械位移。銜鐵復(fù)位時(shí)，復(fù)位彈簧將銜鐵拉回原位。因此，作用在銜鐵上的力有兩個(gè)：電磁吸力與反力。當(dāng)線圈中通以交流電，磁感應(yīng)強(qiáng)度為交變量，電磁吸力按正弦函數(shù)平方的規(guī)律變化。當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值大于反力時(shí)，鐵心吸合；當(dāng)電磁吸力瞬時(shí)值小于反力時(shí)，鐵心釋放。所以，電源電壓變化一個(gè)周期，電磁鐵吸合兩次、釋放兩次，使電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生猛烈的振動(dòng)和噪音，因此不能正常任務(wù)。★交流電磁鐵的振動(dòng)問題通常采用短路環(huán)來處理交流電磁鐵的振動(dòng)問題。短路環(huán)的作用短路環(huán)的表示圖如圖示。短路環(huán)起到磁通分相的作用，把極面上的交變磁通分成兩個(gè)交變磁通，并且使這兩個(gè)磁通之間產(chǎn)生相位差，那么它們所產(chǎn)生的吸力間也有一個(gè)相位差，這樣，兩部分吸力就不會(huì)同時(shí)到達(dá)零值，當(dāng)然合成后的吸力就不會(huì)有零值的時(shí)辰，假設(shè)使合成后的吸力在任一時(shí)辰都大于彈簧拉力，就消除了振動(dòng)。

電壓線圈和電流線圈觸頭的作用：觸頭是電磁式電器的執(zhí)行元件，起接通和分?jǐn)嚯娐返淖饔?，因此要求觸頭要具有良好的接觸性能，電流容量較小的電器(如接觸器、繼電器等)常采用銀質(zhì)資料作觸頭，這是由于銀的氧化膜電阻率與純銀類似，可以防止觸頭外表氧化膜電阻率添加而呵斥接觸不良。二、觸頭系統(tǒng)〔一〕觸頭的接觸方式點(diǎn)接觸：用于小電流接觸器中。線接觸：用于通電次數(shù)多，電流大的場(chǎng)所。面接觸：允許經(jīng)過較大電流。圖1-5觸頭的接觸方式a-點(diǎn)接觸b-線接觸c-面接觸圖1-4觸頭的構(gòu)造方式a-點(diǎn)接觸橋式觸頭b-面接觸橋式觸頭c-線接觸指形觸頭〔二〕觸頭的種類主觸頭：用于接通和斷開主電路，允許經(jīng)過較大電流。輔助觸頭：用于接通和斷開控制電路，允許經(jīng)過較小電流。按觸頭控制的電路分：按觸頭原始形狀分：常開觸頭：電磁線圈未通電時(shí)，斷開的觸頭。常閉觸頭：電磁線圈未通電時(shí)，閉合的觸頭。三、滅弧系統(tǒng)1、電弧當(dāng)觸頭分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，假設(shè)觸頭間的電壓達(dá)12V～20V、電流達(dá)0.25～1A，觸頭間隙就會(huì)產(chǎn)生電弧。電弧會(huì)使觸頭燒蝕，并使電路切斷時(shí)間延伸，甚至不能斷開，呵斥事故，為此，必需采取滅弧措施，加速并可靠的熄滅電弧。電弧產(chǎn)生：在觸點(diǎn)由閉合形狀過渡到斷開形狀的過程中由于電場(chǎng)的存在,使觸頭外表的自在電子溢出而產(chǎn)生電弧。氣體放電方式之一，是一種帶電質(zhì)點(diǎn)的急流。電弧特點(diǎn)：外部有白熾弧光，內(nèi)部有很高的溫度和密度很大的電流。電弧的危害：觸頭燒毀；電路切斷時(shí)間延伸；弧光短路；引起火災(zāi)。滅弧的根本方法降低電弧溫度；減少電弧兩端電壓?！?〕拉長(zhǎng)電弧，從而降低電場(chǎng)強(qiáng)度；〔2〕用電磁力使電弧在冷卻介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)，降低弧柱周圍的溫度；〔3〕將電弧擠入絕緣壁組成的窄縫中以冷卻電弧；〔4〕將電弧分成許多串聯(lián)的短弧，添加維持電弧所需的臨極電壓降。2、滅弧方法圖1-6雙斷口電動(dòng)力吹弧1-靜觸頭2-動(dòng)觸頭3-電弧金屬柵片滅弧表示圖1一滅弧柵片2一觸頭3一電弧圖1-7磁吹滅弧原理1-磁吹線圈2-鐵心3-導(dǎo)磁夾板4-引弧角5-滅弧罩6-磁吹線圈磁場(chǎng)7-電弧電流磁場(chǎng)8-動(dòng)觸頭復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容：1、什么是低壓電器，常用低壓電器的分類及其構(gòu)造。低壓電器：是指任務(wù)于交流1000V、直流1200V及以下的電路中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的控制、檢測(cè)、維護(hù)、變換、調(diào)理等作用的根本器件。高壓電器：交流1000V以上、直流1200V以上。3、電弧的產(chǎn)生及滅弧方法。2、電磁機(jī)構(gòu)的任務(wù)原理、構(gòu)造。按電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)用電器分類1〕接觸器2〕主令電器3〕繼電器4〕執(zhí)行電器5〕熔斷器6〕低壓斷路器7〕隔分開關(guān)8〕成套電器電磁機(jī)構(gòu)由鐵心、銜鐵和線圈等幾部分組成，其作用原理：當(dāng)線圈中有任務(wù)電流經(jīng)過時(shí)，電磁吸力抑制彈簧的反作用力，使得銜鐵與鐵心閉合，由銜接機(jī)構(gòu)帶動(dòng)相應(yīng)的觸頭動(dòng)作。直流線圈：輸入電能不同交流線圈：鐵芯構(gòu)造、線圈外表、有振動(dòng)〔短路環(huán)〕。電弧產(chǎn)生：在觸點(diǎn)由閉合形狀過渡到斷開形狀的過程中由于電場(chǎng)的存在,使觸頭外表的自在電子溢出而產(chǎn)生電弧。滅弧方法：降低電弧溫度；減少電弧兩端電壓。學(xué)習(xí)目的：學(xué)習(xí)重點(diǎn)：常用低壓電器的構(gòu)造原理、適用范圍、圖文符號(hào)及選擇原那么。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：1、掌握常用低壓電器的選用方法；2、掌握常用低壓低壓電器的參數(shù)及任務(wù)性能。§1.2刀開關(guān)與自動(dòng)開關(guān)低壓開關(guān)又稱低壓隔離器、閘刀開關(guān)，是低壓電器中構(gòu)造比較簡(jiǎn)單、運(yùn)用廣泛的一類手動(dòng)電器。適用范圍：用于低壓電路中不頻繁的接通或斷開電路或用于隔離電路與電源。主要類型有大電流刀開關(guān)、組合開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)〔鐵殼開關(guān)和膠蓋閘刀刀開關(guān)〕、熔斷器式刀開關(guān)等。l—靜插座2—支配手柄3—觸刀4—支座5—絕緣底板符號(hào)本卷須知刀開關(guān)安裝時(shí)，瓷底應(yīng)與地面垂直，手柄向上，易于滅弧，不得倒裝或平裝。倒裝時(shí)手柄能夠因自重落下而引起誤合閘，危及人身和設(shè)備平安。選擇原那么主要根據(jù)：電源種類、電壓等級(jí)、斷流容量以及需求極數(shù)等。電動(dòng)機(jī)負(fù)載：額定電流大于電動(dòng)機(jī)額定電流的3倍b〕雙極c〕三極QSQSa〕單極QS型號(hào)HD系列〔單投刀開關(guān)〕HS系列〔雙投刀開關(guān)〕HK系列〔開啟式刀開關(guān)〕HH系列〔封鎖式刀開關(guān)〕HR系列〔熔斷器式刀開關(guān)〕

11〔中央手柄〕121314極數(shù)額定電流0〔不帶滅弧罩〕189系列符號(hào)HK系列開啟式負(fù)荷開關(guān)HH系列封鎖式負(fù)荷開關(guān)二、轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱組合開關(guān)，也是一種刀開關(guān)，不過它的刀片是轉(zhuǎn)動(dòng)式的，操作比較輕巧，它的動(dòng)觸頭(刀片)和靜觸頭裝在封鎖的絕緣件內(nèi)，采用疊裝式構(gòu)造，其層數(shù)由動(dòng)觸頭數(shù)量決議，動(dòng)觸頭裝在操作手柄的轉(zhuǎn)軸上，隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而改動(dòng)各對(duì)觸頭的通斷形狀。HZl0型組合開關(guān)構(gòu)造1—手柄2—轉(zhuǎn)軸3—彈簧4—凸輪5—絕緣底板6—?jiǎng)佑|頭7—靜觸頭8—絕緣方軸9—接線柱選擇原那么主要根據(jù)：電源種類、電壓等級(jí)、觸頭數(shù)量、斷流容量以及需求極數(shù)等。同刀開關(guān)一樣，組合開關(guān)本身不帶過載和短路維護(hù)安裝。三、自動(dòng)開關(guān)自動(dòng)開關(guān)又稱自動(dòng)空氣斷路器，是一種具有齊備維護(hù)功能的控制電器。當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重過載、短路以及失壓等缺點(diǎn)時(shí)能自動(dòng)切斷電路，有效地維護(hù)串接在其后的電氣設(shè)備，在正常條件下，也可以用于不頻繁地接通和斷開電路及控制電動(dòng)機(jī)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)〔觸頭和滅弧系統(tǒng)〕缺點(diǎn)檢測(cè)部分〔各種脫扣器〕操作機(jī)構(gòu)和自在脫扣機(jī)構(gòu)根本組成觸頭和滅弧系統(tǒng)缺點(diǎn)檢測(cè)部分〔各種脫扣器〕操作機(jī)構(gòu)和自在脫扣機(jī)構(gòu)適用范圍當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重過載、短路以及失壓等缺點(diǎn)時(shí)能自動(dòng)切斷電路，有效維護(hù)串接于其后的電氣設(shè)備，適用于不頻繁地通斷電路及控制電動(dòng)機(jī)。圖文符號(hào)

自動(dòng)開關(guān)選擇原那么自動(dòng)開關(guān)的額定電壓、電流大于電路的正常任務(wù)電壓和任務(wù)電流；熱脫扣器的整定電流應(yīng)于所控制負(fù)載的額定電流相等；電流脫扣器的脫扣整定電流應(yīng)大于負(fù)載電路正常任務(wù)的尖峰電流；控制電動(dòng)機(jī)時(shí)，整定電流為電動(dòng)