电气控制与plc应用技术课件.ppt

第一章 常用低压电器,第一节 低压电器的基本知识,第二节 开关电器,第三节 接触器,第四节 继电器,第五节 熔断器,第六节 主令电器,本章小结,我国现行标准将工作电压在交流1200V、直流1500V以下的电气线路中起通断、保护、控制或调节作用的电器称为低压电器,第一节 低压电器的基本知识,一、低压电器的分类按电器的动作性质分：手动电器和自动电器按电器的性能和用途分：控制电器和保护电器 按有无触点分：有触点电器和无触点电器 按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器。,二、电磁式电器1.电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触头动作。组成 原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。,铁芯,衔铁,线圈,第一节 低压电器的基本知识,交流：硅钢片叠加直流：整块铸铁或铸钢,直动式转动式,电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈：短而粗，有骨架。直流线圈：细而长，无骨架。,二、电磁式电器2.短路环减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。,第一节 低压电器的基本知识,二、电磁式电器3.触头系统通过触头的开合控制电路通、断。类型 材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银 质材料制成,桥式触头,指形触头,第一节 低压电器的基本知识,二、电磁式电器3.灭弧系统 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于 10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色 的光柱，即电弧。电弧的危害：延长了切断故障的时间；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；形成飞弧造成电源短路事故。灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料。,第一节 低压电器的基本知识,3.1电弧的产生,电弧是触点间气体在强电场作用下产生的放电现象。当动静触点在通电状态下分开的瞬间，动静触点的间隙很小,于是在触点间形成很强的电场(E=U/S,其中S为间隙）。在高热和强电场作用下，金属内部的自由电子从阴极表面电离出来，向阳极加速移动（强电场放电），这些自由电子在运动中撞击中性气体分子，使它们产生正离子和电子（撞击电离）。,于是，撞击产生的正离子向阴极运动，撞击在阴极上使温度升高，阴极电子动能增加，从阴极表面逸出，再参与撞击电离（热电子发射）。在触点间隙产生大量的带电粒子，使气体导电，形成了炽热的电子流（高温游离），绝缘的气体变成了导体。电路通过这个游离区时消耗的电能转换为热能和光能，发出光和热的效应，产生高温并发出强光，即电弧。,3.2灭弧方法 1)机械性拉弧：分断触点时，迅速增加电弧长度，使单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不够而熄弧,2）双断口灭弧(电动力吹弧),效果较弱，一般多用于小功率的电器中,3）磁吹灭弧 电弧电流越大，灭弧能力越强。它广泛用于直流灭弧装置中,4）灭弧栅灭弧,这种灭弧装置常用于交流灭弧,5）利用有机固体介质的狭缝灭弧,三、低压电器的全型号表示法及代号含义,1.类组代号 低压电器所属的类别以及在同一类电器中所属的组别,RL1-15 RL1-60 螺旋式熔断器RC1-10 RC1-30 插入式熔断器CJ10-20 CJ20-60 交流接触器,四、低压电器的主要技术指标,1、绝缘强度：分断状态时，动触头之间的耐压值。2、耐潮湿性能3、极限允许温升4、操作频率（1小时）5、寿命：电寿命、机械寿命,五、低压电器的结构要求,“三化”：标准化 系列化 通用化“四统一”：型号规格 技术条件 外形及安装尺寸 易损零部件,六、低压电器知名品牌,国际：ABB公司（瑞士）、ORMNO公司（日本）施耐德公司（法国）、SIEMEN公司（德国）通用GE电气（美国）国内：正泰公司、德力西公司、上海人民华通集团、TCL工业电气、CNC长城电器,第二节 开关电器,一、刀开关 作用：隔离电源，不频繁通断电路 分类：按刀的级数分:单极、双极和三极 按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换方向分为：单掷和双掷 按接线方式分为：板前接线和板后接线 按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器,一、刀开关1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。结构图和符号：,第二节 开关电器,第二节 开关电器,一、刀开关2.带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。,一、刀开关3.负荷开关(1)开启式负荷开关 用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。分类：单相双极和三相三极两种,第二节 开关电器,一、刀开关3.负荷开关(2)封闭式负荷开关（铁壳开关）作用：手动通断电路及短路保护。,第二节 开关电器,二、组合开关（转换开关）结构：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸 出盒外，与电源或负载相连。动触片套 在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作90正 或反方向的转动，带动静触头通。特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。用途：电源的引入开关；通断小电流电路；控制以下电动机。,第二节 开关电器,（a）外形（b）符号（c)结构,三、低压断路器 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失 压时自动分断电路。特点：操作安全，分断能力较高。分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。,第二节 开关电器,万能式低压断路器结构图,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,线路短路或严重过载保护,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,远距离跳闸，对电路不起保护作用,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,线路过载保护,塑壳式低压断路器原理图,1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,电动机的失压保护,触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头）常闭触头（动断触头）电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧,第三节 接触器,1结构,一、交流接触器,第三节 接触器,交流接触器结构图,灭弧装置,2工作原理,线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振动，需加短路环。,第三节 接触器,用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。工作原理：与交流接触器基本相同。,第三节 接触器,二、直流接触器,第三节 接触器,三、接触器的符号,第三节 接触器,四、接触器的主要技术指标,根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。,第三节 接触器,四、接触器的使用选择原则,作用：控制、放大、联锁、保护和调节分类：按用途分：控制和保护继电器 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式 按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力按动作时间分：瞬时、延时继电器 特点：额定电流不大于5A,第四节 继电器,一、电流继电器,特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。分类：过电流继电器、欠电流继电器,过流电流继电器,欠流电流继电器,第四节 继电器,一、电流继电器,第四节 继电器,动作电流q：使电流继电器开始动作所需的电流值；返回电流f：电流继电器动作后返回原状态时的电流值；返回系数f：返回值与动作值之比，ff/q。,主要技术指标：,一、电流继电器,第四节 继电器,特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细分类：过电压继电器和欠电压继电器结构原理：与电流继电器类似,二、电压继电器,第四节 继电器,中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。,三、中间继电器,第四节 继电器,作用：电动机的过载保护,利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作,利用电阻值随温度变化而变化的特性制成,利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作,四、热继电器,第四节 继电器,型式：双金属片式,热敏电阻式,易熔合金式,结构：由发热元件、双金属 片和触头及动作机构 等部分组成。,四、热继电器,第四节 继电器,双金属片式热继电器,四、热继电器,第四节 继电器,双金属片式热继电器原理示意图,四、热继电器,第四节 继电器,使用与选择,使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。选择：eRed eR：热继电器热元件的额定电流；ed：电动机的额定电流。,四、热继电器,第四节 继电器,作用：按整定时间长短通断电路分类：按构成原理分：电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式按延时方式分：通电延时型 断电延时型,四、时间继电器,(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h),(a)线圈一般符号(b)通电延时线圈(c)断电延时线圈(d)通电延时闭合动合（常开）触点(e)通电延时断开动断（常闭）触点（f）断电延时断开动合（常开）触点（g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点,四、时间继电器,符号,四、时间继电器,四、时间继电器,作用：根据速度的大小通断电路结构：定子、转子和触头原理：与异步电动机类似参数：动作转速：120rpm 复位转速：100rpm,五、速度继电器,定子-由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕组。,符号,五、速度继电器,转子-圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。,五、速度继电器,压力继电器,光电继电器,温度继电器,六、其它继电器,作用：短路和严重过载保护应用：串接于被保护电路的首端优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻分类：,第五节 熔断器,瓷插式熔断器,第五节 熔断器,螺旋式熔断器,第五节 熔断器,有填料式熔断器,第五节 熔断器,无填料密封式熔断器,第五节 熔断器,快速熔断器,第五节 熔断器,自恢复熔断器,第五节 熔断器,作用：发送控制命令或信号的电器 分类：控制按钮 万能转换开关 主令控制器 行程开关 接近开关,第六节 主令电器,控制按钮,第六节 主令电器,万能转换开关,第六节 主令电器,万能转换开关的结构及图形符号,万能转换开关一层结构示意图 万能转换开关的图形符号,主令控制器,第六节 主令电器,行程开关,第六节 主令电器,接近开关,第六节 主令电器,本章小结,开关电器、主令电器、接触器、继电器、熔断器等低压电器的作用、结构、工作原理；低压电器图形和文字符号；每种低压电器的技术参数；低压电器的使用和选择方法。,谢谢!,