電氣控制與S7-1200 PLC應(yīng)用技術(shù)教程課件：常用低壓電器

常用低壓電器提綱電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程2兩類控制系統(tǒng)低壓電器的基本知識接觸器繼電器低壓熔斷器低壓斷路器主令電器開關(guān)電器兩類控制系統(tǒng)電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程31.模擬量控制——過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)（連續(xù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)）：可對被控變量進(jìn)行精確控制，其檢測環(huán)節(jié)一般采用變送器進(jìn)行連續(xù)測量，選擇PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)能對被控過程進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。特點(diǎn)：被控變量可穩(wěn)定在給定值上。鍋爐水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)兩類控制系統(tǒng)電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程42.開關(guān)量控制——邏輯控制系統(tǒng)邏輯控制系統(tǒng)：可對被控變量進(jìn)行通/斷控制，其檢測環(huán)節(jié)一般采用簡單的通斷式傳感器進(jìn)行到位或非到位測量，通過邏輯運(yùn)算進(jìn)行控制，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)亦對被控過程進(jìn)行通/斷控制。特點(diǎn)：被控變量可在一定范圍內(nèi)波動。水塔水位控制注：S上和S下分別為上、下水位傳感器，淹沒斷開，未淹沒閉合。低壓電器的基本知識電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程5低壓電器（Low-voltageApparatus）通常指工作在交流50Hz、額定電壓1200V以下和直流額定電壓1500V以下電路中的電器。電器是指對電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用起控制、調(diào)節(jié)、檢測、轉(zhuǎn)換及保護(hù)作用的電氣設(shè)備。低壓電器的基本知識電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程61.低壓電器的分類按用途或控制對象分類：配電電器：刀開關(guān)，熔斷器、低壓斷路器等?？刂齐娖鳎航佑|器、繼電器、主令電器等。按動作方式分類：自動電器：接觸器、繼電器等。手動電器：按鈕、刀開關(guān)等。按觸點(diǎn)類型分類：有觸點(diǎn)電器：接觸器、刀開關(guān)、按鈕等。無觸點(diǎn)電器：接近開關(guān)、霍爾開關(guān)、光電開關(guān)、固態(tài)繼電器等。低壓電器的基本知識電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程71.低壓電器的分類按工作原理分類：電磁式控制電器：接觸器、繼電器、電磁閥等。非電量控制電器：行程開關(guān)、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器、液位繼電器等。按低壓電器型號分類：刀開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)H：例如HD為單擲（單投）式刀開關(guān)，HS為雙擲（雙投）式刀開關(guān)，HH為封閉式負(fù)荷開關(guān)，HK為開啟式負(fù)荷開關(guān)，HR為熔斷器式刀開關(guān)，HZ為組合開關(guān)。熔斷器R：例如RC為瓷插式熔斷器，RL為螺旋式熔斷器，RM為密封式熔斷器，RS為快速熔斷器，RT為有填料式熔斷器。斷路器D：例如DW為萬能式斷路器，DZ為塑殼式斷路器。接觸器C：例如CJ為交流接觸器，CZ為直流接觸器。低壓電器的基本知識電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程82.電磁式電器的工作原理結(jié)構(gòu)主要由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置三部分組成1．電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)是感測部分。主要作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，并帶動觸頭動作，從而完成接通或分?jǐn)嚯娐?。?）電磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)通常采用電磁鐵的形式，由吸引線圈、鐵芯（靜鐵芯）和銜鐵（動鐵芯）三部分組成。1）按銜鐵的運(yùn)動方式分類①銜鐵繞棱角轉(zhuǎn)動②銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動③銜鐵直線運(yùn)動低壓電器的基本知識電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程92.電磁式電器的工作原理2）按磁系統(tǒng)形狀分類電磁機(jī)構(gòu)可分為U形和E形。3）按線圈的連接方式分類可分為并聯(lián)（電壓線圈，匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)）和串聯(lián)（電流線圈，匝數(shù)少、導(dǎo)線粗）。4）按線圈電流的種類分類可分為直流線圈和交流線圈兩種。對于交流電磁線圈，鐵芯和銜鐵用硅鋼片疊成。吸引線圈設(shè)有骨架，使鐵芯與線圈隔離，并將線圈制成短而粗的“矮胖”形。對于直流電磁線圈，鐵芯和銜鐵可以用整塊電工軟鐵制成。吸引線圈做成細(xì)而長的“瘦高”形，且不設(shè)線圈骨架，使線圈與鐵芯直接接觸。低壓電器的基本知識電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程102.電磁式電器的工作原理（2）吸力特性與反力特性電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵吸合的力與氣隙的關(guān)系曲線稱為吸力特性。電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵釋放的力與氣隙的關(guān)系曲線稱為反力特性。圖1-6電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性與反力特性曲線直流電磁機(jī)構(gòu)在銜鐵吸合過程中，電磁吸力是逐漸增加的。交流勵(lì)磁電流的大小隨氣隙δ的加大成正比增大低壓電器的基本知識電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程112.電磁式電器的工作原理（3）交流電磁機(jī)構(gòu)短路環(huán)圖1-7加短路環(huán)后的磁通和電磁吸力低壓電器的基本知識電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程122.電磁式電器的工作原理2．觸頭系統(tǒng)觸頭也叫觸點(diǎn)，是電器的主要執(zhí)行部分，用來接通或斷開被控制的電路。圖1-8觸頭的接觸形式圖1-9觸頭閉合過程位置示意圖低壓電器的基本知識電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程132.電磁式電器的工作原理3．滅弧裝置分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，如果被斷開電路的電壓（或電流）超過某一數(shù)值，則在拉開的兩個(gè)觸頭間空氣在強(qiáng)電場的作用下會產(chǎn)生電離放電現(xiàn)象，稱為“電弧”。電弧的危害：電路切斷時(shí)間延長、電弧附近電氣絕緣材料燒壞、飛弧造成電源短路事故引起火災(zāi)等。滅弧的原則：一個(gè)是降低電弧的溫度，另一個(gè)是降低電場的強(qiáng)度。常見的滅弧裝置有滅弧罩、滅弧柵和磁吹式滅弧。圖1-10滅弧柵滅弧原理接觸器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程14接觸器是一種用于頻繁地接通和切斷交、直流電動機(jī)或其他大容量負(fù)載主電路的一種自動切換電器。功能除自動切換外，還具有遠(yuǎn)距離控制，低電壓釋放保護(hù)（也即零壓或欠壓保護(hù)）功能。接觸器按其主觸頭通過的電流種類，分為直流接觸器和交流接觸器，目前在控制電路中多采用交流接觸器。接觸器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程151.電磁式接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理圖1-11交流接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖及電氣圖形符號和文字表示電磁式接觸器主要由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置等部分組成。接觸器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程162.接觸器的主要技術(shù)參數(shù)1．極數(shù)按接觸器主觸頭的數(shù)量不同分為兩極、三極和四極接觸器。2．額定工作電壓接觸器的額定工作電壓是指主觸頭的額定工作電壓，通常在接觸器銘牌上標(biāo)注。3．額定工作電流接觸器的額定工作電流是指主觸頭的額定工作電流，通常在接觸器銘牌上標(biāo)注。4．吸引線圈的額定電壓指接觸器正常工作時(shí)，吸引線圈所需要的電壓。5．額定操作頻率接觸器的額定操作頻率是指每小時(shí)允許的操作次數(shù)。6．動作值動作值是指接觸器的吸合電壓和釋放電壓。7．機(jī)械壽命和電氣壽命接觸器的機(jī)械壽命是指觸頭在不通電流時(shí)接觸器能正常動作的次數(shù)，電氣壽命是指觸頭在額定電流下接觸器能正常動作的次數(shù)。接觸器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程173.接觸器的常用類型圖1-12CJX2交流接觸器結(jié)構(gòu)簡介圖1-13CJX2交流接觸器基本信息交流接觸器接觸器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程183.接觸器的常用類型直流接觸器直流接觸器主要供遠(yuǎn)距離接通與斷開直流電力線路之用，并適宜于直流電動機(jī)的頻繁起動、停止、換向及反接制動。直流接觸器的電磁機(jī)構(gòu)通常使用直流線圈。直流電弧不像交流電弧那樣有自然過零點(diǎn)，更難熄滅，因此，直流接觸器常采用磁吹式滅弧裝置。接觸器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程194.接觸器的選擇原則1．接觸器類型的選擇根據(jù)負(fù)載電流的種類來選擇接觸器的類型，交流負(fù)載選擇交流接觸器，直流負(fù)載選擇直流接觸器。2．接觸器額定電壓的選擇接觸器的額定電壓（主觸頭的額定電壓）應(yīng)大于或等于負(fù)載的額定電壓。3．接觸器額定電流的選擇接觸器的額定電流（主觸頭的額定電流）應(yīng)大于或等于負(fù)載的額定電流。4．接觸器吸引線圈額定電壓的選擇交流線圈額定電壓一般直接選用交流220V、380V。直流線圈的額定電壓可選擇和直流控制回路電壓一致。5．接觸器觸頭數(shù)量的選擇接觸器主觸頭和輔助觸頭的數(shù)量、種類等應(yīng)滿足控制電路的要求。6．接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)相一致交流接觸器按負(fù)荷種類一般分為4類，分別記為AC1、AC2、AC3、AC4。直流接觸器的使用類別大致可分為3類，分別記為DC1、DC3、DC5。繼電器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程20繼電器是一類用于監(jiān)測各種電量或非電量的電器。常用的繼電器有電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器、壓力繼電器、熱繼電器與溫度繼電器等。繼電器和傳感器的區(qū)別：繼電器是由電參數(shù)或非電參數(shù)控制的機(jī)械開關(guān)，而傳感器是把非電參數(shù)轉(zhuǎn)化成電壓，電流等電參數(shù)的轉(zhuǎn)換器件。圖1-14繼電器與傳感器繼電器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程21繼電器具有跳躍式的輸入-輸出特性曲線。x2稱為繼電器的吸合值，欲使繼電器吸合，輸入量必須大于此值；x1稱為繼電器的釋放值，欲使繼電器釋放，輸入量必須小于此值。k=x1/x2稱為繼電器的返回系數(shù)，它是繼電器重要參數(shù)之一。圖1-15繼電特性曲線繼電器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程221.電磁式繼電器電磁式繼電器的與接觸器區(qū)別：一是控制的線路不同：接觸器用于控制主電路等大電流電路，接觸器具有主觸頭和滅弧裝置；繼電器主要用于控制小電流電路及控制電路，沒有滅弧裝置，觸頭數(shù)量較多，無主輔觸頭之分。二是輸入信號不同：繼電器的輸入信號可以是各種物理量，如電壓、電流、時(shí)間、壓力、速度等，而接觸器的輸入量只有電壓。繼電器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程231.電磁式繼電器中間繼電器中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器。在控制電路中起信號記憶、傳遞、聯(lián)鎖（順序控制）、轉(zhuǎn)換（電源類型）以及隔離（強(qiáng)弱電）的功能，以及用于擴(kuò)展觸點(diǎn)的容量和數(shù)量。它的觸點(diǎn)數(shù)量較多，觸點(diǎn)額定電流為5~10A左右。繼電器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程241.電磁式繼電器電壓繼電器電壓繼電器工作時(shí)線圈并聯(lián)在電路中，反映電路中電壓的變化，用于電路的電壓保護(hù)。電壓繼電器分為過電壓、欠電壓和零電壓繼電器。過電壓繼電器在額定電壓下不動作，當(dāng)線圈電壓達(dá)到額定電壓的105%~120%以上時(shí)動作；欠電壓繼電器在額定電壓下動作，當(dāng)線圈電壓降低到額定電壓的40%~70%時(shí)釋放；零電壓繼電器在額定電壓下動作，當(dāng)線圈電壓降低到額定電壓的5%~25%時(shí)釋放。繼電器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程251.電磁式繼電器電流繼電器電流繼電器的線圈是串聯(lián)在被測量的電路中的，用來反映電路電流的變化，用于電路的電流保護(hù)。電流繼電器分為過電流和欠電流繼電器。過電流繼電器在額定電流下不動作，當(dāng)線圈的電流值超過正常的負(fù)荷電流，達(dá)到某一整定值時(shí)，銜鐵吸合，同時(shí)帶動觸點(diǎn)動作。欠電流繼電器在額定電流下，銜鐵吸合，同時(shí)帶動觸點(diǎn)動作，當(dāng)電路出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象或故障現(xiàn)象導(dǎo)致電流下降或消失時(shí)，繼電器線圈中流過的電流小于釋放電流而使銜鐵釋放，觸點(diǎn)復(fù)位。繼電器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程261.時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器按延時(shí)方式可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型。通電延時(shí)型：接受輸入信號后，要延遲一段時(shí)間，輸出信號才能發(fā)生變化。當(dāng)輸入信號消失后，輸出即時(shí)復(fù)位。斷電延時(shí)型：接受輸入信號后，立即產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號，當(dāng)輸入信號消失后，繼電器需經(jīng)過一定的延時(shí)，輸出才復(fù)位。繼電器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程272.速度繼電器速度繼電器是根據(jù)轉(zhuǎn)速的大小和轉(zhuǎn)向通斷電路的電器。主要用于三相籠型異步電動機(jī)的反接制動控制，所以也稱為反接制動繼電器。速度繼電器主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸頭三部分組成。繼電器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程283.熱繼電器熱繼電器利用電流的熱效應(yīng)原理來工作的保護(hù)電器，專門用來對電動機(jī)的過載及電源斷相進(jìn)行保護(hù)，防止電動機(jī)過熱而損壞。熱繼電器有單相式、兩相式、三相式和三相帶斷電保護(hù)等形式。繼電器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程293.熱繼電器熱繼電器的工作原理熱繼電器主要由發(fā)熱元件、雙金屬片和觸頭及動作機(jī)構(gòu)等部分組成。雙金屬片是熱繼電器的感測元件，它由兩種不同膨脹系數(shù)的金屬片用機(jī)械碾壓而成。繼電器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程303.熱繼電器繼電器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程313.熱繼電器熱繼電器的選擇原則熱繼電器主要用于電動機(jī)的過載保護(hù)，使用中應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（1）一般情況可選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器；（2）三相電動機(jī)采用△型接法時(shí)，應(yīng)使用具有斷相保護(hù)的三相熱繼電器做斷相和過載保護(hù)；（3）三相電動機(jī)采用Y型接法時(shí)，普通的兩相或三相熱繼電器可以對此做出斷相和過載保護(hù)；（4）熱元件的額定電流是個(gè)范圍，一般情況下，常按電動機(jī)的額定電流選取，選定熱元件后，再依據(jù)電動機(jī)的額定電流調(diào)整熱繼電器的整定電流。（5）熱繼電器的額定電流是指可裝入的熱元件的最大額定電流值，每種額定電流的熱繼電器可裝入幾種不同規(guī)格的發(fā)熱元件，熱繼電器的額定電流應(yīng)大于電動機(jī)的額定電流。低壓熔斷器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程321.熔斷器的工作原理熔斷器是以串聯(lián)的方式接入電路的，當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重過載或短路時(shí)，熔斷器的熔體熔斷，從而切斷電路，達(dá)到保護(hù)電路的目的。熔斷器由熔體和安裝熔體的熔管（或熔座）兩部分組成。熔體既是感受元件，又是執(zhí)行元件。低壓熔斷器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程332.熔斷器的類型熔斷器有插入式RC、螺旋式RL、有填料封閉管式RT、無填料封閉管式RM、快速RS、自恢復(fù)式等。低壓熔斷器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程343.熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)熔斷器的額定電壓指熔斷器長期工作和熔斷后，能夠正常工作的電壓。熔斷器的額定電流熔斷器長期工作，各部件所能承載的電流值，習(xí)慣上，把熔斷器支持件的額定電流簡稱為熔斷器額定電流。熔體的額定電流熔體長期通過而不會熔斷的電流。熔體的額定電流必須小于等于熔斷器的額定電流。極限分?jǐn)嗄芰χ冈谝?guī)定的熔斷器額定電壓下，熔斷器能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪冯娏髦?。低壓熔斷器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程354.熔斷器的選擇原則1.熔斷器的類型的選擇主要根據(jù)使用場合來選擇。2.熔斷器的額定電壓應(yīng)大于或等于實(shí)際電路的額定電壓。3.熔體的額定電流選擇。1）對于沒有沖擊性電流的負(fù)載，Ire≥Ie2）用于保護(hù)單臺長期工作的電動機(jī)Ire≥（1.5~2.5）Ie3）用于保護(hù)頻繁啟動電動機(jī)Ire≥（3~3.5）Ie4）用于保護(hù)多臺電動機(jī)Ire≥（1.5~2.5）Ie,max+ΣIe5）為防止越級熔斷、擴(kuò)大停電事故范圍，各級熔斷器間應(yīng)良好配合。低壓斷路器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程36低壓斷路器又稱自動開關(guān)或空氣開關(guān)，用于低壓配電電路中不頻繁的接通、分?jǐn)嚯娐氛９ぷ麟娏?，也能在電路發(fā)生短路、過載或欠電壓等故障時(shí)自動分?jǐn)喙收想娐?。低壓斷路器按結(jié)構(gòu)形式分為萬能式（或框架式）和塑料外殼式兩類。低壓斷路器電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程371.低壓斷路器的結(jié)構(gòu)及工作原理低壓斷路器由觸頭、滅弧系統(tǒng)、保護(hù)裝置（各種脫扣器）、操作機(jī)構(gòu)等組成。低壓斷路器電氣控制與S7-1