機(jī)電傳動(dòng)原理課件

1、電氣控制與PLC原理 鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院主講：牛盧璐小結(jié) 常用低壓電器及繼電器-接觸器控制電路基本環(huán)節(jié)1常用低壓電器2 電氣控制電路基本環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)目的與要求通過(guò)本次學(xué)習(xí)，掌握低壓電器及應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)1）低壓電器的概念、分類、作用；2）電壓電器的結(jié)構(gòu)及工作原理；3）應(yīng)用：常用低壓電器在電路中的作用、圖形符號(hào)和文字符號(hào)、主電路和輔助電路中的連接；4) 繼電接觸控制基本電路進(jìn)行分析。1-1常用低壓電器低壓電器：常指用于交流額定電壓1200v、直流額定電壓1500v及以下的電路中的電器產(chǎn)品1-1常用低壓電器電氣控制原理圖1-1常用低壓電器電氣控制原理圖交流電機(jī)熔絲交流接觸器熱繼電器刀開(kāi)關(guān)按鈕開(kāi)

2、關(guān)1-1常用低壓電器電氣控制原理圖交流電機(jī)熔絲交流接觸器熱繼電器刀開(kāi)關(guān)1234543631-1常用低壓電器電氣控制原理圖1-1常用低壓電器電氣控制原理圖1-1常用低壓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(kāi)關(guān)行程開(kāi)關(guān)壓力繼電器接近開(kāi)關(guān)空氣開(kāi)關(guān)123456123465主控器件保護(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1-1常用低壓電器熔斷器熔斷器（俗稱保險(xiǎn)絲）擔(dān)負(fù)的主要任務(wù)是為電線電纜作短路保護(hù)（有時(shí)也作過(guò)載保護(hù)），不論短路電流值有多高，它都能切斷。其次，也適宜用作設(shè)備和電器的保護(hù)1-1常用低壓電器熔斷器文字符號(hào)和圖形符號(hào)FU選擇熔絲的方法(1) 電燈支線熔

3、絲熔絲額定電流支線上所有電燈的工作電流(2) 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的熔絲熔絲額定電流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流2.5熔絲額定電流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流1.6 2如果電動(dòng)機(jī)起動(dòng)頻繁，則為(3) 幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)合用的總?cè)劢z+其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和熔絲額定電流 = (1.5 2.5) 容量最大的電動(dòng)機(jī)額定電流熔絲的額定電流有 4 A；6 A；10 A；15 A；20 A；25 A；35 A；60 A；80 A；100 A；125 A；350 A；600 A 等多種。1-1常用低壓電器刀開(kāi)關(guān)用途 普通刀開(kāi)關(guān)是一種結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單且應(yīng)用最廣泛的手控低壓電器，廣泛用在照明電路和小容量（5.5kW）、不頻繁起動(dòng)的動(dòng)力電路的控制電路中。 結(jié)構(gòu)符

4、號(hào)注意事項(xiàng) 刀開(kāi)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)手柄可能因自重落下而引起誤合閘，危及人身和設(shè)備安全。 膠蓋瓷底刀開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)1出線盒 2熔絲 3動(dòng)觸頭 4手柄 5靜觸頭 6電源進(jìn)線座 7瓷座 8膠蓋 9接用電器b）雙極 c）三極QS QS a）單極 或 QS 1-1常用低壓電器主令電器主令電器是在自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)出指令或信號(hào)的電器，用來(lái)控制接觸器、繼電器或其它電器線圈，使電路接通或分?jǐn)?，從而達(dá)到控制生產(chǎn)機(jī)械的目的。主令電器應(yīng)用廣泛、種類繁多。按其作用可分為：控制按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、主令控制器及其它主令電器（如腳踏開(kāi)關(guān)、鈕子開(kāi)關(guān)、緊急開(kāi)關(guān)）

5、等。1-1常用低壓電器主令電器 按鈕按鈕又稱控制按鈕或按鈕開(kāi)關(guān)是一種接通或分?jǐn)嘈‰娏麟娐返闹髁铍娖?，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單應(yīng)用廣泛。觸頭允許通過(guò)的電流較小一般不超過(guò)5A，主要用在低壓控制電路中手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)。 按鈕由按鈕帽，復(fù)位彈簧，橋式動(dòng)、靜觸頭和外殼等組成。一般為復(fù)合式即同時(shí)具有常開(kāi)、常閉觸頭。按下時(shí)常閉觸頭先斷開(kāi)，然后常開(kāi)觸頭閉合。去掉外力后在恢復(fù)彈簧的作用下，常開(kāi)觸頭斷開(kāi)，常閉觸頭復(fù)位。結(jié)構(gòu)及符號(hào)主令開(kāi)關(guān) 按鈕行程開(kāi)關(guān)符號(hào) SQ行程控制，行程開(kāi)關(guān)又稱限位開(kāi)關(guān)或位置開(kāi)關(guān)。是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的撞擊來(lái)發(fā)出控制信號(hào)的小電流主令電器。主要用于生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、行程大小控制或位置保護(hù)等。行程的

6、種類很多，它有動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)，由裝在運(yùn)動(dòng)部件上的擋塊來(lái)撞動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件到達(dá)一定行程位置時(shí)，其上的擋塊撞動(dòng)行程開(kāi)關(guān)，使動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)1-1常用低壓電器主令電器 行程開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)1-1常用低壓電器主令電器 接近開(kāi)關(guān)及微動(dòng)開(kāi)關(guān)接近開(kāi)關(guān)和光電開(kāi)關(guān) 非接觸式的、無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān) 接近開(kāi)關(guān)按其工作原理分：有高頻振蕩型、電容型、感應(yīng)電橋型、永久磁鐵型、霍爾效應(yīng)型等，其中高頻振蕩型最為常用 接近開(kāi)關(guān)微動(dòng)開(kāi)關(guān)自動(dòng)往返控制電路1-1常用低壓電器自動(dòng)開(kāi)關(guān)（低壓斷路器） 低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)或自動(dòng)開(kāi)關(guān)。它相當(dāng)于刀開(kāi)關(guān)、熔斷器、熱繼電器、過(guò)電流繼電器和欠電壓繼電器的組合，是一種既有手動(dòng)開(kāi)關(guān)作

7、用又能自動(dòng)進(jìn)行欠壓、失壓、過(guò)載和短路保護(hù)的電器。它對(duì)線路、電器設(shè)備及電動(dòng)機(jī)實(shí)行保護(hù)。是低壓配電網(wǎng)中的一種重要保護(hù)電器。1-1常用低壓電器自動(dòng)開(kāi)關(guān)（斷路器）主觸點(diǎn)接線低壓斷路器結(jié)構(gòu)示意圖1主觸點(diǎn) 2自由脫扣機(jī)構(gòu) 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按鈕符號(hào) QF 1-1常用低壓電器自動(dòng)開(kāi)關(guān)（斷路器）工作原理：脫扣器是自動(dòng)開(kāi)關(guān)的主要保護(hù)裝置，包括電磁脫扣器（作短路保護(hù)）、熱脫扣器（作過(guò)載保護(hù)）、失壓脫扣器以及由電磁和熱脫扣器組合而成的復(fù)式脫扣器等種類。電磁脫扣器的線圈串聯(lián)在主電路中，若電路或設(shè)備短路，主電路電流增大，線圈磁場(chǎng)增強(qiáng)，吸動(dòng)銜鐵，使操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，斷開(kāi)主觸點(diǎn)，分?jǐn)嘀麟娐?/p>

8、而起到短路保護(hù)作用。電磁脫扣器有調(diào)節(jié)螺釘，可以根據(jù)用電設(shè)備容量和使用條件手動(dòng)調(diào)節(jié)脫扣器動(dòng)作電流的大小。 熱脫扣器是一個(gè)雙金屬片熱繼電器。它的發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中。當(dāng)電路過(guò)載時(shí)，過(guò)載電流使發(fā)熱元件溫度升高，雙金屬片受熱彎曲，頂動(dòng)自動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，斷開(kāi)主觸點(diǎn)，切斷主電路而起過(guò)載保護(hù)作用。圖1-4 自動(dòng)開(kāi)關(guān)的原理圖1、9彈簧 2觸點(diǎn) 3鎖鍵 4搭鉤 5軸 6過(guò)電流脫扣器 7杠桿 8、10銜鐵 11欠電壓脫扣器 12雙金屬片 13電阻絲1-1常用低壓電器交流接觸器電磁式的接觸器是利用電磁吸力的作用使主觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)電路或負(fù)載電路的控制電器。用它可以實(shí)現(xiàn)頻繁的遠(yuǎn)距離操作，它具有比工作電流大數(shù)倍的

9、接通相分?jǐn)嗄芰?。接觸器最主要的用途還是控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和調(diào)速等。因此，它是電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中員重要的也是最常用的控制電器。接觸器按其主觸點(diǎn)控制的電路中的電流分為直流接觸器和交流接觸器。交流接觸器 特點(diǎn)：交流線圈、有短路環(huán)、采用雙斷口觸頭直流接觸器 特點(diǎn)：直流線圈、滾動(dòng)指型觸頭 主觸點(diǎn)接線控制線圈接線電磁式接觸器分類按主觸頭所在動(dòng)力回路的電流種類分： 交流、 直流按主觸頭對(duì)數(shù)分：?jiǎn)螛O（一對(duì)主觸頭）、多極（二至四對(duì)主觸頭）按電磁線圈回路（通常叫做控制回路）的電流種類分： 交流操作 、 直流操作按主回路電壓等級(jí)分： 低壓 、 高壓按鐵心結(jié)構(gòu)形式分：轉(zhuǎn)動(dòng)式（或稱角移式）和直動(dòng)式接觸器的圖

10、形符號(hào)、文字符號(hào)線圈KM輔助觸點(diǎn)主觸點(diǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)動(dòng)斷觸點(diǎn)接觸器結(jié)構(gòu)和工作原理a）外形 b）結(jié)構(gòu)示意圖工作原理 交流接觸器有兩種工作狀態(tài)：得電狀態(tài)（動(dòng)作狀態(tài)）和失電狀態(tài)（釋放狀態(tài)）。接觸器主觸頭的動(dòng)觸頭裝在與銜鐵相連的絕緣連桿上，其靜觸頭則固定在殼體上。當(dāng)線圈得電后，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力，將銜鐵吸合。銜鐵帶動(dòng)動(dòng)觸頭動(dòng)作，使常閉觸頭斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭閉合，分?jǐn)嗷蚪油ㄏ嚓P(guān)電路。當(dāng)線圈失電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧的作用下釋放，各觸頭隨之復(fù)位。 接觸器銘牌上的額定電壓是指主觸頭的額定電壓。交流接觸器的額定電壓一般為220V、380V、660V及1140V；直流接觸器一般為220V、44

11、0V及660V。輔助觸頭的常用額定電壓：交流380V；直流220V。接觸器的主要技術(shù)參數(shù)-額定電壓接觸器的額定工作電流系指主觸頭的額定電流。接觸器電流等級(jí)為：6A、10A、16A、25A、40A、60A、100A、160A、250A、400A、600A、1000A、1600A、2500A及4000A。接觸器的主要技術(shù)參數(shù)-額定電流交流接觸器的操作頻率一般為： 300次/h1200次/h 直流接觸器的額定操作頻率比交流接觸器的高接觸器的主要技術(shù)參數(shù)-操作頻率1.接觸器的類型選擇：根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的輕重和負(fù)載電流的類型。2.額定電壓的選擇接觸器的額定電壓不小于負(fù)載回路的電壓。3.額定電流的選擇

12、：一般接觸器的額定電流不小于被控回路的額定電流。對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：4.吸引線圈的額定電壓：吸引線圈的額定電壓與所接控制電路的電壓相一致。接觸器的主要技術(shù)參數(shù)-選用 繼電器：是一種根據(jù)電量（電流、電壓）或非電量（時(shí)間、速度、溫度、壓力等）的變化自動(dòng)接通和斷開(kāi)控制電路，以完成控制或保護(hù)任務(wù)的電器。 繼電器一般由3個(gè)基本部分組成：檢測(cè)機(jī)構(gòu)、中間機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 與接觸器的區(qū)別 繼電器可以對(duì)各種電量或非電量的變化作出反應(yīng)，而接觸器只有在一定 的電壓信號(hào)下動(dòng)作。 繼電器用于切換小電流的控制電路，而接觸器則用來(lái)控制大電流電路，因此，繼電器觸頭容量較?。ú淮笥?A），且無(wú)滅弧裝置。 繼電器種類

13、很多，按輸入信號(hào)可分為：電壓繼電器、電流繼電器、功率繼電器、速度繼電器，壓力繼電器、溫度繼電器等；按工作原理可分為：電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動(dòng)式繼電器、電子式繼電器、熱繼電器等；按用途可分為控制與保護(hù)繼電器；按輸出形式可分為有觸點(diǎn)和無(wú)觸點(diǎn)繼電器。 1-1常用低壓電器繼電器繼電器是控制系統(tǒng)中一種重要的元件，它的作用就是按照某種要求接通或斷開(kāi)控制系統(tǒng)中的電路。當(dāng)繼電器輸入電壓、電流和頻率等電量或溫度、壓力和轉(zhuǎn)速等非電量達(dá)到規(guī)定值時(shí)，繼電器的觸點(diǎn)便接通或分?jǐn)嗨刂苹虮Ｗo(hù)的電路。繼電器一般由輸入感測(cè)機(jī)構(gòu)和輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成，前者用以反映輸入量的高低，后者用以接通或切斷電路。 常用的繼電器是有

14、觸點(diǎn)的，觸點(diǎn)有通和斷兩種狀態(tài)，狀態(tài)的改變由某種機(jī)構(gòu)帶動(dòng)。繼電器 定義按動(dòng)作原理，繼電器可以分電磁式、感應(yīng)式、電子式、熱效應(yīng)式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式等；按動(dòng)作時(shí)間，繼電器可以分 瞬時(shí)動(dòng)作和延時(shí)動(dòng)作（也叫時(shí)間繼電器）等；電流繼電器-分類按輸入量的物理性質(zhì)，繼電器可以分為電壓、電流、速度、時(shí)間、溫度、壓力、熱繼電器等。最常用的是電磁式繼電器，它是根據(jù)吸引線圈中的電流量的大小來(lái)動(dòng)作的。電磁式繼電器分直流和交流兩大類，它們的主要結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器基本相同，它們各自又可分為電流、電壓、時(shí)間、中間繼電器等。繼電器-分類1）電壓繼電器觸點(diǎn)的動(dòng)作和線圈的動(dòng)作電壓大小有關(guān)的繼電器叫電壓繼電器，它用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)的電

15、壓保護(hù)和控制，使用時(shí)電壓繼電器的線圈與負(fù)載并聯(lián)。 其線圈的匝數(shù)多而線徑細(xì)。分類：按線圈電流的種類可以分為交流和直流電壓繼電器，按吸合電壓大小又可以分為過(guò)電壓、欠電壓和零電壓繼電器。特點(diǎn)繼電器-電壓繼電器中間繼電器的作用是增加被控制線路的數(shù)量或加大觸點(diǎn)允許的斷開(kāi)容量，以達(dá)到分配控制信號(hào)和功率放大的目的。中間繼電器有交、直流兩種。中間繼電器的特點(diǎn)是觸點(diǎn)數(shù)目較多，一般在34對(duì)以上，觸點(diǎn)形式常采用橋形觸點(diǎn)（與接觸器輔助觸點(diǎn)相同）。動(dòng)作功率較大的中間繼電器與小型接觸器的結(jié)構(gòu)相同。繼電器-中間繼電器 電磁繼電器主要包括電流繼電器、電壓繼電器相中間繼電器。選用時(shí)主要依據(jù)繼電器所保護(hù)或所控制對(duì)象對(duì)繼電器提出的

16、要求，如觸頭的數(shù)量、種類，返回系數(shù)，控制電路的電壓、電流、負(fù)載性質(zhì)等。出于繼電器觸頭容量較小，所以經(jīng)常將觸頭并聯(lián)使用。有時(shí)為增加觸頭的分?jǐn)嗄芰?，也有把觸頭串聯(lián)起來(lái)使用的。 控制線圈接線主觸點(diǎn)接線繼電器-中間繼電器適用于交流500V以下的控制線路，線圈電壓為交流12V、36V、127V、220V及380V五種。繼電器有八對(duì)觸點(diǎn)，額定電流為5A，最高操作頻率為1200次/h。 適用于直流110V以下的控制電路，線圈額定電壓為直流12V、24V、48V、110V四種，線圈消耗功率不大于3W，繼電器具有帶公共觸點(diǎn)的三常開(kāi)、三常閉觸點(diǎn)，觸點(diǎn)額定電流為3A。繼電器-中間繼電器2）電流繼電器觸點(diǎn)的動(dòng)作和線圈

17、的動(dòng)作電流大小有關(guān)的繼電器叫電流繼電器，使用時(shí)電流繼電器的線圈與負(fù)載串聯(lián)。特點(diǎn)其線圈的匝數(shù)少而粗。分類：按線圈電流的種類可以分為交流和直流電流繼電器，按吸合電流大小又可以分為過(guò)電流和低電流繼電器。繼電器-電流繼電器時(shí)間繼電器的特點(diǎn)是當(dāng)?shù)玫娇刂菩盘?hào)后（如繼電器線圈接通或斷開(kāi)電源），其觸點(diǎn)狀態(tài)并不立即改變，而是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延遲之間，觸點(diǎn)才閉合或斷開(kāi)，因此這種繼電器又稱為延時(shí)繼電器。接通延時(shí)型斷開(kāi)延時(shí)型閉閉繼電器-時(shí)間繼電器熱繼電器是利用電流流過(guò)熱元件時(shí)產(chǎn)生的熱量，使雙金屬片發(fā)生彎曲而推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的一種保護(hù)電器。主要用于交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)、斷相及電流不平衡運(yùn)行的保護(hù)及其它電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控

18、制。熱繼電器的選用 ：（1）過(guò)載能力較差的電動(dòng)機(jī)，熱元件的額定電流IRT為電動(dòng)機(jī)的額定電流IN的6080。（2）在不頻繁的啟動(dòng)場(chǎng)合，若電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流為其額定電流6倍以及啟動(dòng)時(shí)間不超過(guò)6秒時(shí)，可按電動(dòng)機(jī)的額定電流選取熱繼電器；（3）當(dāng)電動(dòng)機(jī)為重復(fù)且短時(shí)工作制時(shí)，要注意確定熱繼電器的操作頻率，對(duì)于操作頻率較高的電動(dòng)機(jī)不宜使用熱繼電器作為過(guò)載保護(hù)。繼電器-熱繼電器1主觸頭 2主雙金屬片 3熱元件 4推動(dòng)導(dǎo)板 5補(bǔ)償雙金屬片 6常閉觸頭 7常開(kāi)觸頭 8復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘 9動(dòng)觸頭 10復(fù)位按鈕 11偏心輪 12支撐件 13彈簧 b）常閉觸點(diǎn)a）熱元件 FR 繼電器-熱繼電器基本電路基本電路籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線路為了讀圖和設(shè)計(jì)線路的方便，控制線路常根據(jù)其作用原理畫(huà)出，把控制電路和主電路分開(kāi)。這樣的圖稱為控制線路原理圖。在控制線路原理圖中，各種電器都用統(tǒng)一的符號(hào)來(lái)代表。同一電器的各部件是分散的。為了識(shí)別起見(jiàn)，它們用統(tǒng)一的符號(hào)表示。在原理圖中，規(guī)定所有電器觸點(diǎn)均表示在起始情況下的位置，即在沒(méi)有通電或沒(méi)有發(fā)生機(jī)械動(dòng)作時(shí)的位置。在起始情況下，如果觸點(diǎn)是斷開(kāi)的，則稱為動(dòng)合觸點(diǎn)；如果觸點(diǎn)是閉合的，則稱為動(dòng)斷觸點(diǎn)?；\型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線路原理圖 KM12FRFUSB1SB2KMKMFR控制電路主電路SM3 若去掉自鎖觸點(diǎn) KM，則可對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)行點(diǎn)動(dòng)控制。 KM12FRFUSB2KMFR控制電路主