10章電氣控制技術(shù)

1、1第 10 章電氣控制技術(shù)10.1 常用低壓電器10.2 三相異步電動(dòng)機(jī)繼電接觸控制電路10.3 可編程控制器10.4 異步電動(dòng)機(jī)的電子控制10.5 安全用電主要內(nèi)容210.1 常用低壓電器主要內(nèi)容10.1.1 刀開關(guān)和熔斷器10.1.2 自動(dòng)開關(guān)10.1.3 交流接觸器10.1.4 熱繼電器幫時(shí)間繼電器10.1.5 按鈕和行程開關(guān)10.1.6 固態(tài)繼電器化3生產(chǎn)機(jī)械多數(shù)是用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的。對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制主要是起動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速等?？刂齐娐窇?yīng)具有過(guò)載、短路、斷相、欠壓等保護(hù)功能?？刂谱饔帽Ｗo(hù)作用控制電路的作用 對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制常要用到開關(guān)、繼電器及接觸器等控制電器這種控制電路稱為繼電接觸器控

2、制系統(tǒng)。概 述4低壓電器指交流1200V、直流1500V以下，用來(lái)切換、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)用電設(shè)備的電器。按用途分：控制電器和保護(hù)電器。按動(dòng)作性質(zhì)分：自動(dòng)電器和手動(dòng)電器。低壓電器的分類：概 述51. 閘刀開關(guān)手動(dòng)電器刀片(動(dòng)觸頭)刀夾(靜觸頭)操作手柄絕緣底板熔斷器(保險(xiǎn)絲)符號(hào)及主要用途起隔離開關(guān)的作用，不用于全負(fù)荷拉閘。有滅弧罩和斷弧刀片的可以帶負(fù)荷拉閘。對(duì)于小負(fù)荷負(fù)載可用于通斷。10.1.1 刀開關(guān)和熔斷器abL1L2L3UVWQSQS62 轉(zhuǎn)換開關(guān)（組合開關(guān)）主要用途同時(shí)控制多條路的通斷?？刂菩」β孰姍C(jī)的起動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)。多速電機(jī)的變極對(duì)數(shù)調(diào)速。用于自動(dòng)手動(dòng)方式切換。一只電表測(cè)量多路電

3、量的轉(zhuǎn)換。10.1.1 刀開關(guān)和熔斷器73. 熔斷器 由熔體、外殼、支座等組成；有插入式、螺旋式、管式等。是保護(hù)電器，起短路保護(hù)作用熔體額定電流IfuN的選擇(1)無(wú)沖擊電流的電路：IfuNIN(2)有沖擊電流的電路：IfuNKISIS表示負(fù)載沖擊電流值，K為計(jì)算系數(shù)。對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)時(shí)間在8s以下，K=0.30.5；若起動(dòng)頻繁，且起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，K=0.50.6。(3)對(duì)于供電干線上的熔斷器，且有多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)：符號(hào)圖FU10.1.1 刀開關(guān)和熔斷器其中：Ismax為最大電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流；第二項(xiàng)為該干線上其他負(fù)載電流的總和。8 也叫自動(dòng)空氣斷路器或空氣開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)短路、過(guò)載和失壓保護(hù)。是常用的

4、多性能低壓保護(hù)電器。下面是其一般原理圖。釋放彈簧主觸點(diǎn)連桿裝置鎖鉤過(guò)流脫扣器欠壓脫扣器電磁鐵銜鐵輔助觸點(diǎn)工作過(guò)程：過(guò)載保護(hù)、欠壓保護(hù)10.1.2 自動(dòng)開關(guān)9圖形符號(hào)彈簧動(dòng)觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)(動(dòng)斷觸點(diǎn))常開觸點(diǎn)(動(dòng)合觸點(diǎn))動(dòng)合動(dòng)斷主觸點(diǎn)KM動(dòng)鐵心靜鐵心電磁線圈輔助觸點(diǎn)電磁線圈KMKMKM觸點(diǎn)額定電流：滅弧罩線圈額定電壓：10A、20A、40A、75A、100A、150A、250A、400A、600A380V、220V、127V、110V、36V10.1.3 交流接觸器101. 熱繼電器自動(dòng)保護(hù)電器圖形符號(hào)常開觸點(diǎn)動(dòng)合動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)發(fā)熱元件FRFRFR整定電流調(diào)節(jié)范圍：常閉觸點(diǎn)雙金屬片導(dǎo)板發(fā)熱元件用

5、于過(guò)載保護(hù)FR66%100% 當(dāng)電流超過(guò)額定電流20%時(shí)，熱繼電器在20min動(dòng)作。電流整定10.1.4 熱繼電器和時(shí)間繼電器112. 時(shí)間繼電器自動(dòng)電器（1）空氣阻尼型時(shí)間繼電器（通電延時(shí)）10.1.4 熱繼電器和時(shí)間繼電器進(jìn)氣孔排氣孔適時(shí)調(diào)節(jié)螺釘上氣室下氣室橡皮膜活塞桿釋放彈簧托板杠桿恢復(fù)彈簧銜鐵線圈延時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)瞬時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)123456瞬時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)繼電器線圈KT瞬時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)延時(shí)閉合動(dòng)合觸點(diǎn)延時(shí)斷開動(dòng)斷觸點(diǎn)延時(shí)斷開動(dòng)合觸點(diǎn)延時(shí)閉合動(dòng)斷觸點(diǎn)1210.1.4 熱繼電器和時(shí)間繼電器（2）場(chǎng)效晶體管時(shí)間繼電器(電子型繼電器）SD3D1D2D4D5R1R2R3R4R5R6R7RP1RP1R8R9C1C

6、2C3HLKT3T1T2DGSKRS特點(diǎn)：延時(shí)范圍寬、精度高、體積小、耐沖擊和振動(dòng)、調(diào)節(jié)方便、壽命度。131. 按鈕手動(dòng)電器有自復(fù)位式、自鎖式；單觸點(diǎn)式、復(fù)合式等。圖形符號(hào)按帽彈簧動(dòng)觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)(動(dòng)斷觸點(diǎn))常開觸點(diǎn)(動(dòng)合觸點(diǎn))動(dòng)合按鈕動(dòng)斷按鈕復(fù)合按鈕SBSBSB10.1.5 按鈕和行程開關(guān)142. 行程開關(guān)自動(dòng)電器圖形符號(hào)動(dòng)合觸點(diǎn)動(dòng)斷觸點(diǎn)STST10.1.5 按鈕和行程開關(guān)153. 接近開關(guān)無(wú)觸點(diǎn)的行程開關(guān)K10.1.5 按鈕和行程開關(guān)信號(hào)處理振蕩器比較器驅(qū) 動(dòng)基準(zhǔn)K感應(yīng)頭檢測(cè)體金屬板停振型接近開關(guān)方框圖16固態(tài)繼電器（SSR）：無(wú)觸點(diǎn)繼電器外電源S10.1.6 固態(tài)繼電器集成觸發(fā)電路功

7、率器件R1DT1RCT2RL+-+-直流電源+-SSR輸入輸出 特點(diǎn)：沒(méi)有機(jī)械觸點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生電弧，故其工作頻率、耐沖擊能力、可靠性、使用壽命、噪聲等技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于電磁式繼電器。根據(jù)負(fù)載電源分為：交流和直流兩種。1710.2 三相異步電動(dòng)機(jī)接觸器控制電路主要內(nèi)容10.2.1 直接起動(dòng)和正、反轉(zhuǎn)控制電路10.2.2 時(shí)間控制和行程控制電路181. 直接起動(dòng)控制電路電路功能：全壓起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)、停止；具有短路保護(hù)功能；具有失壓保護(hù)功能；具有欠壓保護(hù)功能；電路分為：主回路、控制回路10.2.1 直接起動(dòng)和正反控制SBPSBTKMFRFRFUL1M3 L2L3KMKMQS具有過(guò)載保護(hù)功能；如不接自鎖觸點(diǎn)就成為點(diǎn)

8、動(dòng)控制1910.2.1 直接起動(dòng)和正反控制SBPSBTKMFRFRFUL1M3 L2L3KMKMQS兩地控制電路SBP1SBT1方法：起動(dòng)按鈕并一起動(dòng)按鈕SBT1；停止按鈕串一停止按鈕SBP1，即可202. 正反轉(zhuǎn)控制電路10.2.1 直接起動(dòng)和正反控制SBPSBFKMFFRFRFUL1M3 L2L3KMFKMFQSSBRKMRKMFKMRKMRKMRSBF為正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕；SBR為反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕。KMF為正轉(zhuǎn)控制接觸器；KMR為反轉(zhuǎn)控制接觸器。2110.2.2 時(shí)間控制和行程控制1. 時(shí)間控制電路SBPSBTKM1FRFRFUL1M3 L2L3KM1U1QSKMYKMKTKM1KTKTKMYKM

9、KMKMKMYU2V1V2W1W2三相異步電動(dòng)機(jī)Y起動(dòng)控制電路2210.2.2 時(shí)間控制和行程控制2. 行程控制電路車床工件自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制電路SBPSBFKMFFRFRFUL1M3 L2L3KMFKMFQSSBRKMRKMFKMRKMRKMRST1ST2ST3ST4ST1ST2向左向右ST1ST2ST3ST4向左向右ST3、ST4是極限位置保護(hù)行程開關(guān)。2310.5 安全用電主要內(nèi)容10.5.1 觸電方式10.5.2 保護(hù)接地和保護(hù)接零10.5.3 電氣防火和防爆10.5.4 靜電的防護(hù)24人體觸電：人體的某個(gè)部位觸及到了帶電的導(dǎo)體，稱為人體觸電。發(fā)生人體觸電的因素：人體直接接觸帶電的導(dǎo)體；

10、因電器設(shè)備絕緣老化，人體接觸到暴露出來(lái)的帶電體；人體接觸到漏電的電器設(shè)備外殼。觸電對(duì)人體的傷害：電傷，即人體表面受到的損傷，如燒傷；電擊，即電流通過(guò)人體，使人體內(nèi)臟和神經(jīng)系統(tǒng)受到損傷；引發(fā)二次事故。10.5.1 觸電方式25決定觸電對(duì)人體傷害的因素當(dāng)電流較小時(shí)，人體有麻木、疼痛的感覺(jué)；當(dāng)電流增大時(shí)，會(huì)引起顫抖、刷痛、肌肉僵化、呼吸困難、心臟停跳等癥狀，乃至失去知覺(jué)而死亡1.電流大小對(duì)傷害程度的影響通過(guò)人體的電流與觸電電壓和人體阻抗有關(guān)；人體阻抗包括體內(nèi)阻抗和皮膚阻抗兩部分；皮膚阻抗遠(yuǎn)大于體內(nèi)阻抗；人體阻抗是非線性的。一般人體對(duì)電流的反應(yīng)當(dāng)人體通達(dá)電流小于0.5mA時(shí)，人體無(wú)感覺(jué)；當(dāng)電流超過(guò)0.

11、5mA時(shí)，一般人會(huì)有感覺(jué)；當(dāng)電流超過(guò)10mA，觸電時(shí)間超過(guò)10秒，可使人體產(chǎn)生肌肉收縮、呼吸困難、心臟功能紊亂等生理反應(yīng)；人體通過(guò)100mA電流，能致人死亡。10.5.1 觸電方式26觸電時(shí)間愈長(zhǎng)，后果愈嚴(yán)重。2.觸電時(shí)間對(duì)傷害程度的影響通過(guò)人體的電流頻率為4060HZ時(shí)，最為危險(xiǎn)；在20400HZ范圍內(nèi)，危險(xiǎn)性較大；低于或高于20400HZ時(shí)，危險(xiǎn)性相對(duì)較?。恢绷鞅冉涣魑ｋU(xiǎn)性小。當(dāng)電流通過(guò)心臟會(huì)引起心室顫動(dòng)而死亡，較大電流會(huì)使心臟立即停止跳動(dòng)；當(dāng)電流通過(guò)中樞神經(jīng)系統(tǒng)時(shí)，會(huì)引起中樞神經(jīng)失調(diào)而窒息死亡；當(dāng)電流通過(guò)頭部時(shí)，將導(dǎo)致昏迷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成死亡；當(dāng)電流通過(guò)脊髓時(shí)，會(huì)造成截癱。3.電流流經(jīng)途徑

12、對(duì)傷害程度的影響4.電流類別對(duì)傷害程度的影響10.5.1 觸電方式27（1）中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的單相觸電常見(jiàn)的觸電方式有：（2）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相觸電（3）兩相觸電（4）接觸到漏電的電器設(shè)備外殼L1L2L3L1L2L3L1L2L310.5.1 觸電方式與高壓帶電體距離過(guò)近（小于安全距離）；跨步電壓對(duì)人體的傷害；大氣過(guò)電壓造成的人身觸電事故（雷電）。另外的觸電方式有：281. 保護(hù)接地安全規(guī)程規(guī)定：接地電阻不得大于4。 保護(hù)接地：將電氣設(shè)備的金屬外殼或構(gòu)架與大地可靠連接，以防止因漏電而可能發(fā)生的觸電。保護(hù)接地10.5.2 保護(hù)接地和保護(hù)接零Rd保護(hù)接地：適用于中性點(diǎn)不接地三相供電系統(tǒng)。292.

13、保護(hù)接零適用于中性點(diǎn)接地的供電系統(tǒng) 在中性點(diǎn)接地的三相四線制系統(tǒng)中，為了防止觸電事故，把電氣設(shè)備的外殼或構(gòu)架與系統(tǒng)的零線（中性線）相連，稱為保護(hù)接零。保護(hù)接零N10.5.2 保護(hù)接地和保護(hù)接零三相五線制供電系統(tǒng)NPEL1L2L3工作中性線保護(hù)中性線30電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生弧光和火花。如電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，換向器會(huì)不斷產(chǎn)生火花；電焊作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生溫度很高的弧光；拉開閘刀時(shí)，會(huì)產(chǎn)生弧光和火花；在事故情況下，如短路、熔斷器熔斷會(huì)產(chǎn)生火花。 弧光和火花遇到可燃物，就會(huì)引起著火；電氣設(shè)備因運(yùn)行會(huì)發(fā)熱，有些易燃物，被電氣設(shè)備的表面高溫烘烤，會(huì)產(chǎn)生自燃而引起火災(zāi)。電氣爆炸的原因主要有兩種：（1）周圍環(huán)境有爆

14、炸性混合物，在危險(xiǎn)溫度或電火花作用下引起爆炸。（2）充油設(shè)備（如油侵式電力變壓器）在弧光作用下會(huì)產(chǎn)生大量可燃?xì)怏w，使油箱內(nèi)壓力、溫度超過(guò)允許極限而引起爆炸。10.5.3 電氣防火和防爆引起電氣火災(zāi)的主要原因：31防火防爆措施應(yīng)綜合考慮，采取全面措施，主要措施有：合理選用電氣設(shè)備。電氣設(shè)備安裝要符合安裝要求，保持必要的防火間距，良好的通風(fēng)條件。運(yùn)行操作遵守操作規(guī)程。電氣線路及設(shè)備要有相應(yīng)的保護(hù)裝置。要定期對(duì)電氣線路及設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、檢修、檢驗(yàn)，保證其在良好狀態(tài)下運(yùn)行。要控制可燃易爆物質(zhì)，排除電氣火源，及時(shí)排除事故隱患。10.5.3 電氣防火和防爆32靜電電壓有時(shí)可達(dá)幾萬(wàn)伏，可能發(fā)生電擊現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生靜電放電形成火花時(shí)，可能引起火災(zāi)和爆炸。靜電會(huì)干擾正常生產(chǎn)、影響產(chǎn)品質(zhì)量。10.5.4 靜電的防護(hù)靜電：靜止的電荷稱為靜電。物體中積累的電荷越多電位也就越高。靜電的產(chǎn)生：固體物質(zhì)間相互摩擦?xí)a(chǎn)生靜電；物質(zhì)在受壓、撕裂、剝離、拉伸、受熱、電解會(huì)產(chǎn)生靜電；與帶電體間感應(yīng)會(huì)產(chǎn)生靜電；液體流動(dòng)、過(guò)濾、噴射、灌注、劇烈晃動(dòng)會(huì)產(chǎn)生靜電；氣體在管道中流動(dòng)、噴射會(huì)產(chǎn)生靜電。靜電的危害：