電氣控制與PLC課件第一章

第一章常用低壓電器1-1低壓電器的基本知識(shí)

1-2接觸器

1-3繼電器（器件）

1-4熔斷器

1-5低壓開(kāi)關(guān)和低壓斷路器1-6主令電器

一、低壓電器的基本知識(shí)1、什么是低壓電器：在交流電壓小于1200V、直流電壓小于1500V（也有說(shuō)交流1000V，直流1200V）的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)等作用的電氣設(shè)備。

一、低壓電器的基本知識(shí)2、低壓電器的常見(jiàn)分類（1）按用途或控制對(duì)象：(a)低壓配電電器：開(kāi)關(guān)、熔斷器、斷路器等。(b)低壓控制電器：接觸器、繼電器等。（2）按照動(dòng)作方式：(a)自動(dòng)切換電器：接觸器、繼電器。(b)非自動(dòng)切換電器：刀開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕。（3）按執(zhí)行機(jī)能：(a)有觸頭電器：接觸器、按鈕。(b)無(wú)觸頭電器：接近開(kāi)關(guān)、電子式時(shí)間繼電器。（4）按工作原理：(a)電磁式電器：交直流接觸器、各種繼電器。(b)非電量控制電器：壓力、速度、溫度繼電器。

二、低壓電器電磁系統(tǒng)

1、低壓電器的基本組成：感受機(jī)構(gòu)：以外部信號(hào)變化作出反應(yīng)。電磁系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行電路的通斷控制。觸頭系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)。2、電磁系統(tǒng)的組成：鐵心、線圈、銜鐵如圖1-1三、低壓電器的觸頭系統(tǒng)1、觸頭的材料銀銅2、觸頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式（1）橋式觸頭（2）指式觸頭1-2交流接觸器1、接觸器：頻繁是一種可以遠(yuǎn)距離控制的電器。用來(lái)接通或分?jǐn)嗾９ぷ鳡顟B(tài)下的主電路和控制電路。它具有低電壓釋放保護(hù)性能、控制容量大、能遠(yuǎn)距離控制等優(yōu)點(diǎn)，在自控系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。2、接觸器的型號(hào)：CJ10、CJ12、CJ10X、CJ20、3TB、3TD等CJ20系列為全國(guó)統(tǒng)一新產(chǎn)品。

1-2交流接觸器3、接觸器的組成：（1）電磁系統(tǒng)（圖1-3）（2）動(dòng)作機(jī)構(gòu)（3）滅弧裝置。a）產(chǎn)生原因：觸頭接通電路時(shí)存在接觸電阻，引起觸頭溫升；觸頭分?jǐn)鄷r(shí)，由于熱電子發(fā)射和強(qiáng)電場(chǎng)作用，使氣體游離，從而在分?jǐn)嗨查g產(chǎn)生電弧。b）產(chǎn)生后果：使電路延時(shí)斷開(kāi)/產(chǎn)生高溫?zé)龤в|頭。c）滅弧措施：滅弧罩等。1-2交流接觸器交流接觸器結(jié)構(gòu)圖主觸頭常閉輔助觸頭常開(kāi)輔助觸頭靜鐵心動(dòng)鐵心吸引線圈滅弧裝置1-2交流接觸器4、接觸器按其觸頭通過(guò)電流的種類不同，可分為交流接觸器和直流接觸器。5、接觸器的結(jié)構(gòu)原理（圖1-3a）（實(shí)物展示）1-2交流接觸器6、接觸器的符號(hào)：KMKM常閉輔助觸點(diǎn)線圈KM主觸點(diǎn)KM常開(kāi)輔助觸點(diǎn)KM1-2交流接觸器7、接觸器的應(yīng)用舉例與參數(shù)選擇（1）一般要求選擇類型（交流，直流）（2）觸頭額定電壓（大于或等于負(fù)載回路電壓）（3）主觸頭的額定電流（大于或等于負(fù)載額定電流)（4）線圈額定電壓（必須與控制電路電壓一致）1-2交流接觸器應(yīng)用實(shí)例分析：一臺(tái)380V,7.8KW電動(dòng)機(jī)380V的三相異步電動(dòng)機(jī)通常2A/KW左右，所以電動(dòng)機(jī)的額定電流約為16A。KM額定電流大于16A即可（選CJ20）。

1-2交流接觸器課內(nèi)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：接觸器觸頭與線圈的測(cè)量與判別。1、觀察接觸器的主觸頭、輔助觸頭（常開(kāi)、常閉）與線圈；2、用萬(wàn)用表的電阻檔R×100判斷主觸頭、常開(kāi)、常閉觸頭的通斷，注意一定要按下與放開(kāi)接觸器，觀察表的電阻是否有變化。

作業(yè)作業(yè)：自習(xí)低壓電器的符號(hào)預(yù)習(xí)：查閱工程實(shí)例項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)1-3繼電器（器件）繼電器是根據(jù)某種輸入信號(hào)的變化而接通或斷開(kāi)所控制的電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制或保護(hù)電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)電器。作用：控制、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1-3繼電器一、電磁式繼電器（一）電流繼電器1-3繼電器

一、電磁式繼電器

（一）電流繼電器主要技術(shù)指標(biāo)：動(dòng)作電流Ｉq：使電流繼電器開(kāi)始動(dòng)作所需的電流值；返回電流Ｉf：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)Ｋf：返回值與動(dòng)作值之比，Ｋf＝Ｉf/Ｉq。1-3繼電器

一、電磁式繼電器

（二）電壓繼電器特點(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1-3繼電器

一、電磁式繼電器

（三）中間繼電器

中間繼電器結(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。

1-3繼電器作用：按整定時(shí)間長(zhǎng)短通斷電路(產(chǎn)生延時(shí))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：通電延時(shí)型斷電延時(shí)型

二、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(kāi)）觸點(diǎn)(e)通電延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)（f）斷電延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合（常開(kāi)）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)二、時(shí)間繼電器符號(hào)KT1-3繼電器1-3繼電器三、熱繼電器

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)載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動(dòng)作型式：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。三、熱繼電器1-3繼電器a）

外形

b）結(jié)構(gòu)圖

1-電流整定裝置2-主電路接線柱3-復(fù)位按鈕

4-常閉觸頭5-動(dòng)作機(jī)構(gòu)6-熱元件31-常閉觸頭接線柱32-公共動(dòng)觸頭接線柱33-常開(kāi)觸頭接線柱

雙金屬片式熱繼電器1-1.接線端子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

110-復(fù)位按鈕11-偏心輪12-支撐件13-彈簧

三、熱繼電器1-3繼電器雙金屬片式熱繼電器原理示意圖使用與選擇使用：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：ＩN=(0.95-1.05)ＩMNＩN：熱繼電器熱元件的額定電流；ＩMN：電動(dòng)機(jī)的額定電流。三、熱繼電器1-3繼電器1-3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四、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。四、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。1-3繼電器五、固態(tài)繼電器是一種新型無(wú)觸頭繼電器。（圖1-10）光電耦合式繼電器工作原理（圖1-10）常用的產(chǎn)品有DJ型

光電繼電器1-3繼電器六、其他繼電器干簧式相序繼電器溫度繼電器壓力繼電器

溫度繼電器壓力繼電器1-4熔斷器

一、熔斷器的結(jié)構(gòu)原理及分類熔斷器是低壓電路及電動(dòng)機(jī)控制電路中用作短路保護(hù)的電器，它串聯(lián)在線路中，當(dāng)線路或電氣設(shè)備發(fā)生短路（或嚴(yán)重過(guò)流）時(shí)，熔斷器中的熔體首先因電路電流增大而過(guò)熱熔斷，自動(dòng)切斷電路，以保護(hù)電氣設(shè)備。二、熔斷器的主要參數(shù)額定電壓熔體額定電壓熔斷器額定電流1-4熔斷器三、常用的熔斷器1、插入式熔斷器2、螺旋式熔斷器3、封閉管式熔斷器4、自復(fù)式熔斷器5、高分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥魉摹⑷蹟嗥鞯膽?yīng)用舉例與參數(shù)選擇對(duì)于單臺(tái)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，F(xiàn)U的額定電流選電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5-2.5倍左右；對(duì)于多臺(tái)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，F(xiàn)U的額定電流考慮其他電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)（IN和），最大容量的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)（1.5-2.5倍IN）；對(duì)于電熱設(shè)備等FU的選擇只要大于負(fù)載電流，考慮線路的承受能力即可。上下級(jí)配合電流比不小于1.6：1

插入式熔斷器螺旋式熔斷器無(wú)填料密封式式熔斷器有填料式密封式熔斷器自恢復(fù)熔斷器1-5低壓開(kāi)關(guān)和低壓斷路器一、低壓開(kāi)關(guān)主要包括刀開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)、倒順開(kāi)關(guān)等。主要作用是配電（提供電源）。

1-5低壓開(kāi)關(guān)和低壓斷路器一：低壓開(kāi)關(guān)（一）刀開(kāi)關(guān):刀開(kāi)關(guān)是一種手動(dòng)電器，廣泛用于配電設(shè)備作隔離電源用，有時(shí)也用于直接起動(dòng)小容量的籠型異步電動(dòng)機(jī)。主要包括：開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)、封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)。作用：通常在電路中起通斷、隔離作用。不能倒裝或平裝。不能頻繁操作，只能通斷小負(fù)載。刀開(kāi)關(guān)的選擇原則：（1）類型、極數(shù)、操作方式（2）額定電壓大于線路電壓（3）額定電流大于線路額定電流。

1-5低壓開(kāi)關(guān)和低壓斷路器二、組合開(kāi)關(guān)（轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）

特點(diǎn)：刀片式轉(zhuǎn)動(dòng)，操作靈活、，組合方便。與普通刀開(kāi)關(guān)相比，抗振性能好，機(jī)床常選用。符號(hào)：QS選擇（1）適合于小容量電動(dòng)機(jī)起?？刂?，額定電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的3倍。（2）作電源開(kāi)關(guān)，額定電流稍大于電動(dòng)機(jī)額定電流。

（a）外形（b）符號(hào)（c)結(jié)構(gòu)1-5低壓開(kāi)關(guān)和低壓斷路器三、低壓斷路器：低壓斷路器又稱自動(dòng)開(kāi)關(guān)，是低壓配電系統(tǒng)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)中非常重要的電器，具有操作安全、使用方便、工作可靠、安裝簡(jiǎn)單、分?jǐn)嗄芰Ω叩葍?yōu)點(diǎn)。低壓斷路器結(jié)構(gòu)：主要由觸頭、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、滅弧裝置等。低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)和類型：主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類型、整定電流范圍、分?jǐn)嗄芰?、?dòng)作時(shí)間等。類型：框架式斷路器、塑料外殼式斷路器、直流快速斷路器和限流式斷路器等。低壓斷路器的選擇萬(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．按鈕線路短路或嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)遠(yuǎn)距離跳閘，對(duì)電路不起保護(hù)作用線路過(guò)載保護(hù)電動(dòng)機(jī)的失壓保護(hù)1-6主令電器

主令電器是用來(lái)接通和分?jǐn)嗫刂齐娐芬园l(fā)號(hào)施令的電器。常見(jiàn)的有，按鈕、行程開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、主令控制器等。

1-6主令電器一、按鈕按鈕是一種手動(dòng)且可以自動(dòng)復(fù)位的主令電器。結(jié)構(gòu)示意圖、圖形與文字符號(hào)見(jiàn)P.20圖1-19按鈕的選擇原則（1）根據(jù)使用場(chǎng)合，選擇控制按鈕的種類，如開(kāi)啟式，防水式，防腐式。（2）根據(jù)用途，選用合適的形式，如鑰匙式，緊急式，帶燈式。（3）按控制回路的需要，確定不同的按鈕數(shù)，如單鈕，雙鈕，三鈕，多鈕等。（4）按工作狀態(tài)指示和工作情況的要求，選擇按鈕及指示燈的顏色?？刂瓢粹o1-6主令電器二、位置開(kāi)關(guān)位置開(kāi)關(guān):又稱行程開(kāi)關(guān)或限位開(kāi)關(guān)，種類很多，按運(yùn)動(dòng)形式分為直動(dòng)式，旋轉(zhuǎn)式，微動(dòng)式；按觸頭的性質(zhì)分為有觸頭式和無(wú)觸頭式。行程開(kāi)關(guān):主要用于檢測(cè)工作機(jī)械的位置，發(fā)出命令以控制其運(yùn)動(dòng)方向或行程。接近開(kāi)關(guān):又稱無(wú)觸頭行程開(kāi)關(guān)，是當(dāng)運(yùn)動(dòng)的金屬片與開(kāi)關(guān)接近到一定距離發(fā)出接近信號(hào)，以不直接接觸方式進(jìn)行控