電器控制與可編程控制器

電器控制與可編程控制器第1頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月緒論1.本課程的主要用途2.本課程的歷史由來(lái)第2頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一個(gè)簡(jiǎn)單的供水系統(tǒng)第3頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電氣控制技術(shù)的發(fā)展1.繼電接觸式控制系統(tǒng)

由繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等組成

2.20世紀(jì)30年代對(duì)電氣控制提出新要求3.20世紀(jì)60年代提出計(jì)算機(jī)結(jié)合繼電控制系統(tǒng)的新系統(tǒng)

1969年DEC首先研制出可編程控制器4.20世紀(jì)70年代以后計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于電氣控制系統(tǒng)第4頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一章常用低壓電器元件電磁式接觸器電磁式繼電器第5頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁式接觸器由兩部分構(gòu)成1.檢測(cè)部分（電磁機(jī)構(gòu)）2.執(zhí)行部分（觸點(diǎn)）第6頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)的構(gòu)成吸引線圈鐵心銜鐵吸引線圈簡(jiǎn)單的電磁機(jī)構(gòu)銜鐵鐵心電磁機(jī)構(gòu)的工作原理

給吸引線圈通電，線圈將電能轉(zhuǎn)化為磁能，即產(chǎn)生磁通。銜鐵在電磁引力的作用下產(chǎn)生機(jī)械位移，與鐵心吸合。第7頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式串聯(lián)線圈（導(dǎo)線粗、匝數(shù)少)并聯(lián)線圈（導(dǎo)線細(xì)、匝數(shù)多)

銜鐵直線運(yùn)動(dòng)銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)拍合直流線圈（無(wú)骨架、廋高型）交流線圈（有骨架、矮胖型）吸引線圈根據(jù)通入電流分類：吸引線圈根據(jù)在電路中的聯(lián)接方式：第8頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁機(jī)構(gòu)的引力特性電磁機(jī)構(gòu)的受力分析電磁引力反力電磁引力：線圈通電產(chǎn)生磁通作用于銜鐵反力：由復(fù)位彈簧和觸頭產(chǎn)生電磁引力：B:氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度S:磁極截面積第9頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁機(jī)構(gòu)的引力特性當(dāng)線圈中通直流電F=恒值當(dāng)線圈中通交流電問題產(chǎn)生？線圈通交流電時(shí)，電源電壓變化一個(gè)周期，電磁鐵吸合釋放各兩次，電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生振蕩不能正常工作。第10頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月短路環(huán)電磁機(jī)構(gòu)交變得磁通穿過短路環(huán)所包圍的面積，在環(huán)中產(chǎn)生渦流，該渦流產(chǎn)生磁通，由此產(chǎn)生兩個(gè)磁通和。大小相等，相位約差90度。F1F2第11頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月觸點(diǎn)系統(tǒng)觸點(diǎn)：是電磁式電器的執(zhí)行部分，電器就是通過觸點(diǎn)的動(dòng)作來(lái)分合被控的電路。電接觸：觸點(diǎn)在閉合狀態(tài)下動(dòng)、靜觸點(diǎn)完全接觸，并有工作電流通過。觸點(diǎn)的接觸形式有點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸第12頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電接觸的影響因素電接觸的情況直接影響觸點(diǎn)的工作可靠性和使用壽命影響電接觸的主要因素是接觸電阻動(dòng)靜觸點(diǎn)閉合時(shí)，在過渡區(qū)域形成的電阻。接觸電阻大時(shí)易使觸點(diǎn)發(fā)熱而溫度升高，從而使觸點(diǎn)產(chǎn)生熔焊現(xiàn)象。影響接觸電阻的因素：接觸壓力觸點(diǎn)材料觸點(diǎn)表面狀況觸點(diǎn)接觸形式第13頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滅弧系統(tǒng)由于電器控制主回路電壓高電流大，在觸頭短開的瞬間，觸頭間距離極小，將產(chǎn)生極強(qiáng)的電磁場(chǎng)。在電磁場(chǎng)作用下觸頭間產(chǎn)生大量熾熱的電子流稱為電弧。電弧的出現(xiàn)既妨礙電路的正常分短又會(huì)使觸頭受到嚴(yán)重腐蝕，所以必須采取措施滅弧。交流電有過零點(diǎn)所以交流電弧較直流電弧容易熄滅。常用的滅弧方法：迅速增大電弧長(zhǎng)度冷卻第14頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滅弧裝置橋型觸頭的滅弧原理橋型觸頭的電弧由兩個(gè)電弧串聯(lián)降低了單個(gè)電弧的電場(chǎng)強(qiáng)度有利與電弧的熄滅，同時(shí)兩端的電弧將產(chǎn)生相斥的電磁力將電弧拉長(zhǎng)促使電弧冷卻熄滅。第15頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁式接觸器電磁式接觸器是利用電磁吸力的作用使主觸點(diǎn)閉合或分?jǐn)嚯妱?dòng)機(jī)電路或其他負(fù)載電路的控制電器。接觸器最主要的用途時(shí)控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，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)中最重要也是最常用的控制電器。接觸器的分類：按主觸點(diǎn)控制的電路中電流分：直流接觸器交流接觸器按主觸點(diǎn)的極數(shù)分單極雙極（直流接觸器）三級(jí)、四極、五極（交流接觸器）第16頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁式接觸器的結(jié)構(gòu)

接觸器由電磁系統(tǒng)，觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置三部分構(gòu)成，其文字符號(hào)為KM。第17頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月接觸器的主要技術(shù)參數(shù)額定電壓:主觸點(diǎn)的額定電壓。額定電流：主觸點(diǎn)的額定電流。線圈的額定電壓：電磁線圈的額定電壓。接通和分?jǐn)嗄芰Γ褐饔|點(diǎn)在規(guī)定條件下能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦?。額定操作頻率：每小時(shí)的操作次數(shù)AC最大600/hDC最大1200/h第18頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月接觸器的符號(hào)線圈常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)滅弧裝置接觸器的選用根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)輕重來(lái)選擇相應(yīng)的接觸器接觸器的文字符號(hào)為KM第19頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁式繼電器根據(jù)外來(lái)信號(hào)（電壓或電流），利用電磁原理使銜鐵產(chǎn)生閉合動(dòng)作，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使控制電路接通或斷開，實(shí)現(xiàn)控制電路的狀態(tài)改變。

在很多情況下只需完成邏輯控制功能并不需要直接控制電機(jī)或其他大容量電器，這樣就不需要主觸頭和滅弧裝置，只需要副觸頭。在這種情況下可以用電磁繼電器取代接觸器。為什么引入電磁繼電器？區(qū)別：繼電器的觸點(diǎn)不能用來(lái)接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路。第20頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月繼電器的結(jié)構(gòu)繼電器的符號(hào)線圈常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)無(wú)滅弧裝置繼電器的文字符號(hào)為KA第21頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月繼電器的特性

繼電器的主要特性是輸入—輸出特性，又稱繼電持性，繼電特性曲線如圖所示。稱為繼電器的返回系數(shù)當(dāng)時(shí)繼電器特性變?yōu)殚_關(guān)特性。繼電器特性也就是帶滯環(huán)的開關(guān)特性。第22頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常用的小型繼電器第23頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁式電壓繼電器觸點(diǎn)的動(dòng)作與線圈的動(dòng)作電壓大小有關(guān)的繼電器。包括欠壓繼電器和過壓繼電器。特點(diǎn)：電壓繼電器的線圈與負(fù)載并聯(lián)，其線圈匝數(shù)多而線徑細(xì)。過壓繼電器：電路正常工作時(shí)過電壓繼電器不動(dòng)作，當(dāng)電路電壓超過105％~120％UN（設(shè)備的額定電壓，不是線圈的額定電壓）時(shí)過電壓繼電器吸合對(duì)電路實(shí)現(xiàn)過電壓保護(hù)。過壓繼電器一般利用常閉觸點(diǎn)完成保護(hù)任務(wù)。因直流電路不會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)較大的過壓，所以沒有直流過壓繼電器。第24頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁式電壓繼電器欠電壓繼電器：電路正常工作時(shí)欠電壓繼電器吸合，當(dāng)電路電壓減小到某一電壓時(shí)欠電壓繼電器釋放對(duì)電路實(shí)現(xiàn)欠電壓保護(hù)。欠壓繼電器一般利用常開觸點(diǎn)完成保護(hù)任務(wù)。直流欠壓繼電器的吸合電壓與釋放電壓的調(diào)節(jié)范圍分別為30％~50％UN和7％~20％UN交流欠壓繼電器的吸合電壓與釋放電壓的調(diào)節(jié)范圍分別為60％~85％UN和10％~35％UN第25頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電壓繼電器的選用線圈的電流種類和電壓等級(jí)應(yīng)與控制電路一致。根據(jù)在控制電路中是起過壓保護(hù)還是欠壓保護(hù)選型。根據(jù)控制電路的要求選觸點(diǎn)的類型（常開/常閉）和數(shù)量。第26頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁式電流繼電器觸點(diǎn)的動(dòng)作與線圈的動(dòng)作電流大小有關(guān)的繼電器。包括低電流繼電器和過電流繼電器。特點(diǎn)：電流繼電器的線圈與負(fù)載串聯(lián)，其線圈匝數(shù)少而線徑粗。過電流繼電器：電路正常工作時(shí)過電流繼電器釋放，當(dāng)電流增大到某一設(shè)定值以上時(shí)過電流繼電器吸合對(duì)電路實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)。過電流繼電器利用常閉觸點(diǎn)完成保護(hù)任務(wù)。直流過電流繼電器的吸合電流為70％~350％LN交流過電流繼電器的吸合電流為110％~400％LN第27頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁式電流繼電器低電流繼電器：電路正常工作時(shí)欠電流繼電器吸合，當(dāng)電流減小到某一設(shè)定值以下時(shí)低電流繼電器釋放對(duì)電路實(shí)現(xiàn)低電流保護(hù)。低電流繼電器一般利用常開觸點(diǎn)完成保護(hù)。一般在直流電路中會(huì)引起負(fù)載電流的降低，因此有直流低電流繼電器而沒有交流低電流繼電器。直流低電流繼電器的吸合電流與釋放電流分別為30％~65％LN和10％~20％LN第28頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電流繼電器的選用線圈電流的種類和等級(jí)應(yīng)與負(fù)載電路一致根據(jù)對(duì)負(fù)載的保護(hù)作用是低電流還是過電流選用電流繼電器的類型。根據(jù)控制電路的要求選觸點(diǎn)的類型（常開/常閉）和數(shù)量。第29頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月時(shí)間繼電器從得到輸入信號(hào)（線圈通電/斷電）開始，經(jīng)過一定延時(shí)后才輸出信號(hào)的繼電器。通電延時(shí)：線圈通電后