設(shè)備電氣控制與維修

1、 設(shè)備電氣控制與維修設(shè)備電氣控制與維修 電氣教研室電氣教研室 房金菁 設(shè)備電氣控制與維修設(shè)備電氣控制與維修1. 1. 前言前言2. 2. 低壓電器的分類與組成低壓電器的分類與組成3. 3. 低壓電器的主要參數(shù)低壓電器的主要參數(shù)4. 4. 低壓電器的電磁機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)低壓電器的電磁機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)5. 5. 低壓電器的滅弧裝置低壓電器的滅弧裝置6. 6. 熔斷器熔斷器 前前 言言 一、本課程在課程體系中的地位一、本課程在課程體系中的地位n是一門專業(yè)課程。是一門專業(yè)課程。n在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電工技術(shù)、電子技術(shù)、在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電工技術(shù)、電子技術(shù)、電機與電力拖動等課程的基礎(chǔ)上進行授課。電

2、機與電力拖動等課程的基礎(chǔ)上進行授課。n設(shè)備電氣控制包括設(shè)備電氣控制包括: 繼電器接觸器的有觸點控制繼電器接觸器的有觸點控制 可編程控制器控制可編程控制器控制(PLC) 計算機控制計算機控制 電力電子技術(shù)的應(yīng)用電力電子技術(shù)的應(yīng)用 二、二、 本課程的任務(wù)本課程的任務(wù)n熟悉常用低壓控制電器的結(jié)構(gòu)、原理、型號、規(guī)熟悉常用低壓控制電器的結(jié)構(gòu)、原理、型號、規(guī) 格和用途。格和用途。n了解目前常用低電壓電器的發(fā)展情況，能正確選了解目前常用低電壓電器的發(fā)展情況，能正確選 用各種常用低壓電器；用各種常用低壓電器；n牢固掌握繼電器、接觸器控制系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié)牢固掌握繼電器、接觸器控制系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié)n掌握一般生產(chǎn)機械電

3、力裝備的工作原理、控制特掌握一般生產(chǎn)機械電力裝備的工作原理、控制特點，具備安裝調(diào)試、運行與維修的能力；點，具備安裝調(diào)試、運行與維修的能力；n具有設(shè)計、改造、革新一般生產(chǎn)機械電氣裝備控具有設(shè)計、改造、革新一般生產(chǎn)機械電氣裝備控制線路的初步能力制線路的初步能力 三、本課程的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)三、本課程的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)n講講 課課: 課堂理論教學(xué)、現(xiàn)場理論教學(xué)課堂理論教學(xué)、現(xiàn)場理論教學(xué)n實實 驗驗: 拆裝低壓電器、按給定電路接線訓(xùn)練拆裝低壓電器、按給定電路接線訓(xùn)練n實實 訓(xùn)訓(xùn): 電氣控制線路故障排除訓(xùn)練、電氣控制線路故障排除訓(xùn)練、 自己設(shè)計簡單電路自己設(shè)計簡單電路,然后再接線然后再接線n課程設(shè)計課程設(shè)計: 實做部分

4、為復(fù)雜電路的連接實做部分為復(fù)雜電路的連接, 理論部分為實用項目的專題設(shè)計理論部分為實用項目的專題設(shè)計n現(xiàn)場參觀現(xiàn)場參觀: 現(xiàn)場觀摩實際機床的電氣控制現(xiàn)場觀摩實際機床的電氣控制四、本課程的考試方法四、本課程的考試方法 階段考試階段考試 分分3 3個階段，每個階段有理論測試和實作測試個階段，每個階段有理論測試和實作測試 實驗成績實驗成績 平時成績平時成績 出勤率、作業(yè)、課堂提問、課堂小測驗出勤率、作業(yè)、課堂提問、課堂小測驗 期末考試期末考試 理論考試?yán)碚摽荚囄?、本課程的參考書籍五、本課程的參考書籍1 1。工廠電氣控制技術(shù)工廠電氣控制技術(shù) 方承遠主編方承遠主編 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社2 2。電

5、氣控制技術(shù)電氣控制技術(shù) 周慶貴主編周慶貴主編 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社3 3。 機床電氣維修技術(shù)機床電氣維修技術(shù) 宋家成主編宋家成主編 山東科學(xué)技術(shù)出版社山東科學(xué)技術(shù)出版社4 4。 電氣控制電氣控制 李李 仁主編仁主編 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社5 5。 低壓電工實用技術(shù)問答低壓電工實用技術(shù)問答步豐盛主編步豐盛主編 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社 第一章第一章 常用低壓電器常用低壓電器 第一節(jié)第一節(jié) 低壓電器的基本知識低壓電器的基本知識n電器：電器：P.1P.1 根據(jù)外界特定的信號和要求自動或手動接通根據(jù)外界特定的信號和要求自動或手動接通或斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)改變電路參數(shù)，實現(xiàn)或斷開電路，

6、斷續(xù)或連續(xù)改變電路參數(shù)，實現(xiàn)對電路或非電對象的對電路或非電對象的接通、切斷、保護、控制、接通、切斷、保護、控制、調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)作用的設(shè)備作用的設(shè)備。低壓電器：低壓電器： 用于交流用于交流1200V1200V、直流、直流1500V1500V以下的電路中的電器。以下的電路中的電器。 一、低壓電器的分類一、低壓電器的分類 1 1。按用途分。按用途分控制電器：控制電器：在電氣控制系統(tǒng)中控制電路的接通、分?jǐn)嘣陔姎饪刂葡到y(tǒng)中控制電路的接通、分?jǐn)?以及控制電動機的各種運行狀態(tài)。以及控制電動機的各種運行狀態(tài)。 如接觸器、繼電器、按鈕等如接觸器、繼電器、按鈕等（配電電器：配電電器：用于配電系統(tǒng)中實現(xiàn)電能的輸送與保護用

7、于配電系統(tǒng)中實現(xiàn)電能的輸送與保護 如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器等如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器等）保護電器：保護電器：用來保護電源和線路或電動機，使他們不至用來保護電源和線路或電動機，使他們不至 于在短路狀態(tài)和過載狀態(tài)下運行。于在短路狀態(tài)和過載狀態(tài)下運行。 如熔斷器、熱繼電器等。如熔斷器、熱繼電器等。 2 2。按執(zhí)行機理。按執(zhí)行機理有觸點電器有觸點電器：具有動靜觸點，利用觸點的接觸和分離具有動靜觸點，利用觸點的接觸和分離 來實現(xiàn)電路的通斷。來實現(xiàn)電路的通斷。無觸點電器：無觸點電器：沒有動、靜觸點，利用元器件的導(dǎo)通和沒有動、靜觸點，利用元器件的導(dǎo)通和 截止來實現(xiàn)電路的通斷。截止來實現(xiàn)電路的通斷。 3

8、3。按動作方式。按動作方式手動電器：手動電器：依靠外力直接操縱來進行通斷電路依靠外力直接操縱來進行通斷電路 如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕等如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕等自動電器：自動電器：依靠某種信號或物理量的變化而自動通斷電路依靠某種信號或物理量的變化而自動通斷電路 如接觸器、各種繼電器等如接觸器、各種繼電器等二、低壓電器的組成二、低壓電器的組成 低壓電器的組成：低壓電器的組成：感受部分和執(zhí)行部分感受部分和執(zhí)行部分 自動空氣開關(guān)或熱繼電器之類還有中間傳遞部分，自動空氣開關(guān)或熱繼電器之類還有中間傳遞部分，將感受和執(zhí)行兩部分聯(lián)系起來，使其協(xié)同一致，按將感受和執(zhí)行兩部分聯(lián)系起來，使其協(xié)同一致，按一定規(guī)律動

9、作一定規(guī)律動作 （一）、電磁機構(gòu)一）、電磁機構(gòu) 將電磁能將電磁能機械能機械能使觸點閉合或斷開使觸點閉合或斷開機構(gòu)組成：機構(gòu)組成： 吸引線圈、鐵心（靜鐵心）、銜鐵（動鐵心吸引線圈、鐵心（靜鐵心）、銜鐵（動鐵心）1、鐵心、鐵心直流勵磁的電磁鐵直流勵磁的電磁鐵n通過恒定磁通通過恒定磁通n線圈產(chǎn)生熱量線圈產(chǎn)生熱量n鐵心不產(chǎn)生熱量鐵心不產(chǎn)生熱量 （無磁滯損耗與渦流損耗）（無磁滯損耗與渦流損耗）線圈無骨架且成細長形線圈無骨架且成細長形（增加其和鐵心接觸面積）（增加其和鐵心接觸面積） 有助于散熱有助于散熱交流勵磁的電磁鐵交流勵磁的電磁鐵n通過交變磁通通過交變磁通n線圈產(chǎn)生熱量線圈產(chǎn)生熱量n鐵心產(chǎn)生熱量鐵心產(chǎn)

10、生熱量（有磁滯損耗與渦流損耗）（有磁滯損耗與渦流損耗）線圈有骨架且粗短形線圈有骨架且粗短形（與鐵心分開）（與鐵心分開） 以免鐵心熱量傳給線圈以免鐵心熱量傳給線圈（鐵心為硅鋼片疊成）（鐵心為硅鋼片疊成） 減少鐵損耗減少鐵損耗2、線圈、線圈 電壓線圈電壓線圈n跨接在電源上跨接在電源上n電流值由電路電壓和電流值由電路電壓和線圈阻抗決定線圈阻抗決定n線圈匝數(shù)多、導(dǎo)線細線圈匝數(shù)多、導(dǎo)線細 電流小、電壓高電流小、電壓高采用絕緣性能好的漆包線采用絕緣性能好的漆包線 電流線圈電流線圈n串接在主電路中串接在主電路中n電流值由電路負(fù)載決定電流值由電路負(fù)載決定n線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗 電流大電流大 采

11、用較粗的紫銅條和銅線采用較粗的紫銅條和銅線3、電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式4、電磁吸力與吸力特性、電磁吸力與吸力特性電磁吸力電磁吸力: 電磁鐵線圈通電后，鐵心吸引銜鐵的力電磁鐵線圈通電后，鐵心吸引銜鐵的力吸力特性：吸力特性：電磁吸力與氣隙的關(guān)系電磁吸力與氣隙的關(guān)系 直流電磁鐵：直流電磁鐵：氣隙越大，吸力越??；氣隙越小，吸力越大氣隙越大，吸力越?。粴庀对叫?，吸力越大 。 電磁鐵吸合過程中吸力不斷增大，完全吸合時吸力最大電磁鐵吸合過程中吸力不斷增大，完全吸合時吸力最大 交流電磁鐵：交流電磁鐵：吸力的大小隨時間變化，磁通為零。吸力也為零吸力的大小隨時間變化，磁通為零。吸力也為零 電磁吸力的

12、脈動，使銜鐵產(chǎn)生振動；頻繁振動產(chǎn)生噪音電磁吸力的脈動，使銜鐵產(chǎn)生振動；頻繁振動產(chǎn)生噪音短路環(huán)：短路環(huán)： 在交流鐵心的某一端裝一在交流鐵心的某一端裝一短路銅環(huán)短路銅環(huán) 使磁通變?yōu)閮刹糠?，所產(chǎn)生的使磁通變?yōu)閮刹糠?，所產(chǎn)生的 合成電磁吸力就不會為零合成電磁吸力就不會為零 消除振動和噪音消除振動和噪音 （二）、執(zhí)行機構(gòu)（二）、執(zhí)行機構(gòu)-觸頭系統(tǒng)觸頭系統(tǒng)n觸頭用來接通和斷開電路觸頭用來接通和斷開電路 三種接觸形式：三種接觸形式：A點接觸、點接觸、B線接觸、線接觸、C面接觸面接觸觸頭結(jié)構(gòu)形式：觸頭結(jié)構(gòu)形式：(a)點接觸的橋式、點接觸的橋式、(b)面接觸的橋式、面接觸的橋式、(c)線接觸指形線接觸指形（三）

13、、觸頭系統(tǒng)的滅弧方法（三）、觸頭系統(tǒng)的滅弧方法1.電弧的產(chǎn)生電弧的產(chǎn)生觸點接通后存在接觸電阻，有溫升，分?jǐn)嚯娐窌r觸點接通后存在接觸電阻，有溫升，分?jǐn)嚯娐窌r熱電子發(fā)射熱電子發(fā)射 造成電路延時斷開造成電路延時斷開 氣體游離產(chǎn)生電弧氣體游離產(chǎn)生電弧 燒損觸點燒損觸點強電場作用強電場作用 縮短電器使用壽命縮短電器使用壽命2.常用滅弧方法常用滅弧方法a、電動力滅弧、電動力滅弧b、磁吹滅弧、磁吹滅弧c、窄縫滅弧、窄縫滅弧d、柵片滅弧、柵片滅弧 為加強滅弧效果往往同時采取幾種滅弧措施為加強滅弧效果往往同時采取幾種滅弧措施三、低壓電器的主要技術(shù)參數(shù)三、低壓電器的主要技術(shù)參數(shù)1。額定電壓：。額定電壓： 額定工作

14、電壓、額定絕緣電壓額定工作電壓、額定絕緣電壓2。額定電流：。額定電流： 額定工作電流、約定發(fā)熱電流額定工作電流、約定發(fā)熱電流（非封閉與封閉）（非封閉與封閉）3。操作頻率與通電持續(xù)頻率。操作頻率與通電持續(xù)頻率4。機械壽命和電壽命。機械壽命和電壽命 電壽命一般小于機械壽命電壽命一般小于機械壽命四、低壓電器的選用原則四、低壓電器的選用原則1。安全原則：。安全原則： 安全可靠是對任何電器的基本要求安全可靠是對任何電器的基本要求 保證電路和用電設(shè)備的可靠運行是正常生活與生產(chǎn)的前提保證電路和用電設(shè)備的可靠運行是正常生活與生產(chǎn)的前提2。經(jīng)濟原則：。經(jīng)濟原則： 電器本身的經(jīng)濟價值電器本身的經(jīng)濟價值 （合理適用

15、）（合理適用） 使用該產(chǎn)品而產(chǎn)生的價值使用該產(chǎn)品而產(chǎn)生的價值（保證可靠運行）（保證可靠運行）3。選用時的注意事項。選用時的注意事項 明確控制對象的分類和使用環(huán)境明確控制對象的分類和使用環(huán)境 明確有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)（額定電壓和功率、起動電流倍數(shù)等）明確有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)（額定電壓和功率、起動電流倍數(shù)等） 了解電器的正常工作條件了解電器的正常工作條件 了解電器的主要技術(shù)性能了解電器的主要技術(shù)性能 第三節(jié)第三節(jié) 熔斷器熔斷器熔斷器：熔斷器： 熔斷器是一種廣泛應(yīng)用的最簡單有效的保護電器。在強弱電系熔斷器是一種廣泛應(yīng)用的最簡單有效的保護電器。在強弱電系統(tǒng)統(tǒng)中起短路保護作用。中起短路保護作用。 熔斷器有管式、插入

16、式、螺旋式、卡式等幾種熔斷器有管式、插入式、螺旋式、卡式等幾種形式，其中部分熔斷器的外形和符號如圖所示。形式，其中部分熔斷器的外形和符號如圖所示。 卡式卡式 螺旋式螺旋式 符號符號 一、一、熔斷器組成及工作原理熔斷器組成及工作原理1 1、組成：、組成：熔體、絕緣管或絕緣底座熔體、絕緣管或絕緣底座 熔斷器的主要元件是熔體，它是熔斷器的核心部分熔斷器的主要元件是熔體，它是熔斷器的核心部分熔體形狀：熔體形狀： 絲狀：鉛錫合金、鋅等低熔點金屬絲狀：鉛錫合金、鋅等低熔點金屬圓截面熔絲（圓截面熔絲（小電流電路小電流電路） 片狀：用銀、銅等較高熔點的金屬片狀：用銀、銅等較高熔點的金屬薄片（薄片（大電流電路大

17、電流電路）2 2、工作原理：、工作原理： 熔斷器使用時應(yīng)當(dāng)串聯(lián)在所保護的電路中；熔斷器使用時應(yīng)當(dāng)串聯(lián)在所保護的電路中； 電路正常工作時，熔體允許通過一定大小的電流而不熔斷；當(dāng)電路電路正常工作時，熔體允許通過一定大小的電流而不熔斷；當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時，熔體溫度上升到熔點而熔斷，將電路斷開，發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時，熔體溫度上升到熔點而熔斷，將電路斷開，從而保護了電路和用電設(shè)備。從而保護了電路和用電設(shè)備。 熔體通過電流與時間有反時限特性熔體通過電流與時間有反時限特性 只能做短路保護只能做短路保護, ,不能做過載保護不能做過載保護3.3.新型熔斷器新型熔斷器n新型限流元件叫做新型限流元件叫做自復(fù)

18、式熔斷器自復(fù)式熔斷器可以不更換元件便能可以不更換元件便能接通電路，它是應(yīng)用非線性元件接通電路，它是應(yīng)用非線性元件-金屬鈉金屬鈉在高溫下在高溫下電阻特性突變的原理制成的。電阻特性突變的原理制成的。自復(fù)式熔斷器自復(fù)式熔斷器: : 熔絲為金屬鈉，常溫下具有高電導(dǎo)率。熔絲為金屬鈉，常溫下具有高電導(dǎo)率。 -短路電流產(chǎn)生的高溫能使鈉汽化，氣壓增高短路電流產(chǎn)生的高溫能使鈉汽化，氣壓增高 高溫高壓下汽態(tài)鈉的電阻迅速增大，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，高溫高壓下汽態(tài)鈉的電阻迅速增大，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，從而限制了短路電流。從而限制了短路電流。 當(dāng)短路電流消失后，溫度下降，汽態(tài)鈉又變?yōu)楣虘B(tài)鈉當(dāng)短路電流消失后，溫度下降，汽態(tài)鈉又變?yōu)楣虘B(tài)鈉 自復(fù)式熔斷器能多次使用，不用更換熔體自復(fù)式熔斷器能多次使用，不用更換熔體 但是自復(fù)式熔斷器只能限流，不能分?jǐn)嚯娐?，故常與但是自復(fù)式熔斷器只能限流，不能分?jǐn)嚯娐?，故常與斷路器串聯(lián)使用，以提高分?jǐn)嗄芰嗦菲鞔?lián)使用，以提高分?jǐn)嗄芰Χ?/p>