電氣控制與plc應(yīng)用技術(shù)課件.ppt

1、第一章 常用低壓電器,第一節(jié) 低壓電器的基本知識(shí),第二節(jié) 開關(guān)電器,第三節(jié) 接觸器,第四節(jié) 繼電器,第五節(jié) 熔斷器,第六節(jié) 主令電器,本章小結(jié),我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)將工作電壓在交流1200V、直流1500V以下的電氣線路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器稱為低壓電器,第一節(jié) 低壓電器的基本知識(shí),一、低壓電器的分類 按電器的動(dòng)作性質(zhì)分 ：手動(dòng)電器和自動(dòng)電器 按電器的性能和用途分：控制電器和保護(hù)電器 按有無(wú)觸點(diǎn)分：有觸點(diǎn)電器和無(wú)觸點(diǎn)電器 按工作原理分：電磁式電器和非電量控制電器。,二、電磁式電器 1.電磁機(jī)構(gòu)將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作。 組成 原理：線圈通入電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)，經(jīng)鐵芯、銜鐵和氣 隙形

2、成回路，產(chǎn)生電磁力，將銜鐵吸向鐵芯。,鐵芯,銜鐵,線圈,第一節(jié) 低壓電器的基本知識(shí),交流：硅鋼片疊加 直流：整塊鑄鐵或鑄鋼,直動(dòng)式 轉(zhuǎn)動(dòng)式,電壓線圈：并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)。 電流線圈：串聯(lián)在電路中，匝數(shù)少、導(dǎo)線粗。 交流線圈：短而粗，有骨架。 直流線圈：細(xì)而長(zhǎng)，無(wú)骨架。,二、電磁式電器 2.短路環(huán)減小銜鐵吸合時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。,第一節(jié) 低壓電器的基本知識(shí),二、電磁式電器 3.觸頭系統(tǒng)通過(guò)觸頭的開合控制電路通、斷。 類型 材料：一般采用銅材料制成；對(duì)于小容量電器常用銀 質(zhì)材料制成,橋式觸頭,指形觸頭,第一節(jié) 低壓電器的基本知識(shí),二、電磁式電器 3.滅弧系統(tǒng) 電弧：開關(guān)電器切斷電流電路時(shí)

3、，觸頭間電壓大于 10V，電流超過(guò)80mA時(shí)，觸頭間會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色 的光柱， 即電弧。 電弧的危害 ： 延長(zhǎng)了切斷故障的時(shí)間； 高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞； 形成飛弧造成電源短路事故。 滅弧措施：吹弧、拉弧、長(zhǎng)弧割短弧、多斷口滅弧、 利用介質(zhì)滅弧、改善觸頭表面材料 。,第一節(jié) 低壓電器的基本知識(shí),3.1電弧的產(chǎn)生,電弧是觸點(diǎn)間氣體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的放電現(xiàn)象。 當(dāng)動(dòng)靜觸點(diǎn)在通電狀態(tài)下分開的瞬間，動(dòng)靜觸點(diǎn)的間隙很小,于是在觸點(diǎn)間形成很強(qiáng)的電場(chǎng)(E=U/S,其中S為間隙）。在高熱和強(qiáng)電場(chǎng)作用下，金屬內(nèi)部的自由電子從陰極表面電離出來(lái)，向陽(yáng)極加速移動(dòng)（強(qiáng)電場(chǎng)放電），這些自由電子在運(yùn)動(dòng)中撞擊中性氣體分

4、子，使它們產(chǎn)生正離子和電子（撞擊電離）。,于是，撞擊產(chǎn)生的正離子向陰極運(yùn)動(dòng)，撞擊在陰極上使溫度升高，陰極電子動(dòng)能增加，從陰極表面逸出，再參與撞擊電離（熱電子發(fā)射）。在觸點(diǎn)間隙產(chǎn)生大量的帶電粒子，使氣體導(dǎo)電，形成了熾熱的電子流（高溫游離），絕緣的氣體變成了導(dǎo)體。電路通過(guò)這個(gè)游離區(qū)時(shí)消耗的電能轉(zhuǎn)換為熱能和光能，發(fā)出光和熱的效應(yīng)，產(chǎn)生高溫并發(fā)出強(qiáng)光，即電弧。,3.2滅弧方法 1)機(jī)械性拉?。悍?jǐn)嘤|點(diǎn)時(shí)，迅速增加電弧長(zhǎng)度，使單位長(zhǎng)度內(nèi)維持電弧燃燒的電場(chǎng)強(qiáng)度不夠而熄弧,2）雙斷口滅弧(電動(dòng)力吹弧),效果較弱，一般多用于小功率的電器中,3）磁吹滅弧 電弧電流越大，滅弧能力越強(qiáng)。它廣泛用于直流滅弧裝置中,4

5、）滅弧柵滅弧,這種滅弧裝置常用于交流滅弧,5）利用有機(jī)固體介質(zhì)的狹縫滅弧,三、低壓電器的全型號(hào)表示法及代號(hào)含義,1.類組代號(hào) 低壓電器所屬的類別以及在同一類電器中所屬的組別,RL1-15 RL1-60 螺旋式熔斷器 RC1-10 RC1-30 插入式熔斷器 CJ10-20 CJ20-60 交流接觸器,四、低壓電器的主要技術(shù)指標(biāo),1、絕緣強(qiáng)度：分?jǐn)酄顟B(tài)時(shí)，動(dòng)觸頭之間的耐壓值。 2、耐潮濕性能 3、極限允許溫升 4、操作頻率（1小時(shí)） 5、壽命：電壽命、機(jī)械壽命,五、低壓電器的結(jié)構(gòu)要求,“三化”： 標(biāo)準(zhǔn)化 系列化 通用化 “四統(tǒng)一”： 型號(hào)規(guī)格 技術(shù)條件 外形及安裝尺寸 易損零部件,六、低壓電器知

6、名品牌,國(guó)際： ABB公司（瑞士）、 ORMNO公司（日本） 施耐德公司（法國(guó)）、 SIEMEN公司（德國(guó)） 通用GE電氣（美國(guó)） 國(guó)內(nèi)： 正泰公司、德力西公司、上海人民華通集團(tuán)、TCL工業(yè)電氣、CNC長(zhǎng)城電器,第二節(jié) 開關(guān)電器,一、刀開關(guān) 作用：隔離電源，不頻繁通斷電路 分類： 按刀的級(jí)數(shù)分:單極、雙極和三極 按滅弧裝置分：帶滅弧裝置和不帶滅弧裝置 按刀的轉(zhuǎn)換方向分為：?jiǎn)螖S和雙擲 按接線方式分為：板前接線和板后接線 按操作方式分為：手柄操作和遠(yuǎn)距離聯(lián)桿操作 按有無(wú)熔斷器分：帶熔斷器和不帶熔斷器,一、刀開關(guān) 1.開關(guān)板用刀開關(guān)（不帶熔斷器式刀開關(guān)） 作用：不頻繁地手動(dòng)接通、斷開電路和隔離電源用

7、。 結(jié)構(gòu)圖和符號(hào) ：,第二節(jié) 開關(guān)電器,第二節(jié) 開關(guān)電器,一、刀開關(guān) 2.帶熔斷器式刀開關(guān)用作電源開關(guān)、隔離開關(guān)和應(yīng)急開關(guān)，并作電路保護(hù)用。,一、刀開關(guān) 3.負(fù)荷開關(guān) (1)開啟式負(fù)荷開關(guān) 用途：作不頻繁帶負(fù)荷操作和短路保護(hù)用。 結(jié)構(gòu)：由刀開關(guān)和熔斷器組合成。瓷底板上裝有進(jìn)線 座、靜觸頭、熔絲、出線座及刀片式動(dòng)觸頭， 工作部分用膠木蓋罩住，以防電弧灼傷人手。 分類：?jiǎn)蜗嚯p極和三相三極兩種,第二節(jié) 開關(guān)電器,一、刀開關(guān) 3.負(fù)荷開關(guān) (2)封閉式負(fù)荷開關(guān)（鐵殼開關(guān)） 作用：手動(dòng)通斷電路及短路保護(hù)。,第二節(jié) 開關(guān)電器,二、組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)） 結(jié)構(gòu)：靜觸頭一端固定在膠木盒內(nèi)，另一端伸 出盒外，與電

8、源或負(fù)載相連。動(dòng)觸片套 在絕緣方桿上，絕緣方軸每次作90正 或反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)靜觸頭通。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，安裝面積小，操作方便。 用途：電源的引入開關(guān)；通斷小電流電路； 控制以下電動(dòng)機(jī)。,第二節(jié) 開關(guān)電器,（a）外形 （b） 符號(hào) （c) 結(jié)構(gòu),三、低壓斷路器 功能：不頻繁通斷電路，并能在電路過(guò)載、短路及失 壓時(shí)自動(dòng)分?jǐn)嚯娐贰?特點(diǎn)：操作安全，分?jǐn)嗄芰^高。 分類：框架式（萬(wàn)能式）和塑殼式（裝置式） 結(jié)構(gòu)：觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。,第二節(jié) 開關(guān)電器,萬(wàn)能式低壓斷路器結(jié)構(gòu)圖,塑殼式低壓斷路器原理圖,1主觸頭2自由脫扣器 3過(guò)電流脫扣器 4分勵(lì)脫扣器 5熱脫扣器6失壓脫扣器 7按

9、鈕,塑殼式低壓斷路器原理圖,1主觸頭2自由脫扣器3過(guò)電流脫扣器4分勵(lì)脫扣器 5熱脫扣器6失壓脫扣器 7按鈕,線路短路或嚴(yán)重過(guò)載保護(hù),塑殼式低壓斷路器原理圖,1主觸頭2自由脫扣器3過(guò)電流脫扣器4分勵(lì)脫扣器 5熱脫扣器6失壓脫扣器 7按鈕,遠(yuǎn)距離跳閘，對(duì)電路不起保護(hù)作用,塑殼式低壓斷路器原理圖,1主觸頭2自由脫扣器3過(guò)電流脫扣器4分勵(lì)脫扣器 5熱脫扣器6失壓脫扣器 7按鈕,線路過(guò)載保護(hù),塑殼式低壓斷路器原理圖,1主觸頭2自由脫扣器 3過(guò)電流脫扣器 4分勵(lì)脫扣器 5熱脫扣器6失壓脫扣器 7按鈕,電動(dòng)機(jī)的失壓保護(hù),觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭 常開觸頭（動(dòng)合觸頭） 常閉觸頭（動(dòng)斷觸頭） 電磁系統(tǒng)：動(dòng)、靜

10、鐵芯，吸引線圈和反作用彈簧 滅弧系統(tǒng)：滅弧罩及滅弧柵片滅弧,第三節(jié) 接觸器,1結(jié)構(gòu),一、交流接觸器,第三節(jié) 接觸器,交流接觸器結(jié)構(gòu)圖,滅弧裝置,2工作原理,線圈加額定電壓，銜鐵吸合，常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合；線圈電壓消失，觸頭恢復(fù)常態(tài)。為防止鐵心振動(dòng)，需加短路 環(huán)。,第三節(jié) 接觸器,用途：遠(yuǎn)距離通斷直流電路或控制直流電動(dòng)機(jī)的頻繁起停。 結(jié)構(gòu)：電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置。 工作原理：與交流接觸器基本相同。,第三節(jié) 接觸器,二、直流接觸器,第三節(jié) 接觸器,三、接觸器的符號(hào),第三節(jié) 接觸器,四、接觸器的主要技術(shù)指標(biāo),根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的類型； 接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路

11、的額定電壓； 吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級(jí)一致； 額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。,第三節(jié) 接觸器,四、接觸器的使用選擇原則,作用：控制、放大、聯(lián)鎖、保護(hù)和調(diào)節(jié) 分類： 按用途分 ：控制和保護(hù)繼電器 按動(dòng)作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動(dòng)式、電子式、 機(jī)械式 按輸入量分：電流、電壓、時(shí)間、速度、壓力 按動(dòng)作時(shí)間分：瞬時(shí)、延時(shí)繼電器 特點(diǎn)：額定電流不大于5A,第四節(jié) 繼電器,一、電流繼電器,特點(diǎn)：線圈串接于電路中，導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。 分類：過(guò)電流繼電器、欠電流繼電器,過(guò)流電流繼電器,欠流電流繼電器,第四節(jié) 繼電器,一、電流繼電器,第四節(jié) 繼電器,動(dòng)作電流q ：使電

12、流繼電器開始動(dòng)作所需的電流值； 返回電流f ：電流繼電器動(dòng)作后返回原狀態(tài)時(shí)的電流值； 返回系數(shù)f ：返回值與動(dòng)作值之比，ff /q 。,主要技術(shù)指標(biāo)：,一、電流繼電器,第四節(jié) 繼電器,特點(diǎn)：線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì) 分類：過(guò)電壓繼電器和欠電壓繼電器 結(jié)構(gòu)原理：與電流繼電器類似,二、電壓繼電器,第四節(jié) 繼電器,中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器，結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相同。但它的觸點(diǎn)數(shù)量較多，在電路中主要是擴(kuò)展觸點(diǎn)的數(shù)量。另外其觸頭的額定電流較大。,三、中間繼電器,第四節(jié) 繼電器,作用：電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù),利用雙金屬片受熱彎曲去推動(dòng)杠桿使觸頭動(dòng)作,利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成,利用過(guò)

13、載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動(dòng)作,四、熱繼電器,第四節(jié) 繼電器,型式：雙金屬片式,熱敏電阻式,易熔合金式,結(jié)構(gòu)：由發(fā)熱元件、雙金屬 片和觸頭及動(dòng)作機(jī)構(gòu) 等部分組成 。,四、熱繼電器,第四節(jié) 繼電器,雙金屬片式熱繼電器,四、熱繼電器,第四節(jié) 繼電器,雙金屬片式熱繼電器原理示意圖,四、熱繼電器,第四節(jié) 繼電器,使用與選擇,使用：作為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，注意與熔斷器的配合。 選擇：eRed eR：熱繼電器熱元件的額定電流； ed：電動(dòng)機(jī)的額定電流。,四、熱繼電器,第四節(jié) 繼電器,作用：按整定時(shí)間長(zhǎng)短通斷電路 分類： 按構(gòu)成原理分：電磁式 電動(dòng)式 空氣阻尼式 晶體管式 數(shù)字式 按延時(shí)方式分：通電延

14、時(shí)型 斷電延時(shí)型,四、時(shí)間繼電器,(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h),(a) 線圈一般符號(hào) (b) 通電延時(shí)線圈 (c) 斷電延時(shí)線圈 (d) 通電延時(shí)閉合動(dòng)合（常開）觸點(diǎn) (e) 通電延時(shí)斷開動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn) （f）斷電延時(shí)斷開動(dòng)合（常開）觸點(diǎn) （g）斷電延時(shí)閉合動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)（h）瞬動(dòng)觸點(diǎn),四、時(shí)間繼電器,符號(hào),四、時(shí)間繼電器,四、時(shí)間繼電器,作用：根據(jù)速度的大小通斷電路 結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子和觸頭 原理：與異步電動(dòng)機(jī)類似 參數(shù)：動(dòng)作轉(zhuǎn)速：120rpm 復(fù)位轉(zhuǎn)速：100rpm,五、速度繼電器,定子-由硅鋼片迭成籠型空心圓環(huán)套在轉(zhuǎn)子上，裝有鼠籠型短路繞組。,符號(hào),五、速度繼電器,轉(zhuǎn)子-圓柱形永久磁鐵，與電動(dòng)機(jī)同軸連接。,五、速度繼電器,壓力繼電器,光電繼電器,溫度繼電器,六、其它繼電器,作用：短路和嚴(yán)重過(guò)載保護(hù) 應(yīng)用：串接于被保護(hù)電路的首端 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，價(jià)格便宜，體小量輕 分類：,第五節(jié) 熔斷器,瓷插式熔斷器,第五節(jié) 熔斷器,螺旋式熔斷器,第五節(jié) 熔斷器,有填料式熔斷器,第五節(jié) 熔斷器,無(wú)填料密封式熔斷器,第五節(jié) 熔斷器,快速熔斷器,第五節(jié) 熔斷器,自恢復(fù)熔斷器,第五節(jié) 熔斷器,作用：發(fā)送控制命令或信號(hào)的電器 分類：控制按鈕 萬(wàn)