工厂电气教学课件第1章.ppt
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1、工厂电气控制技术,普通高等教育“十一五”国家级规划教材 21 世 纪 高 职 高 专 规 划 教 材 电气、自动化、应用电子技术系列,熊幸明 主编,总 目 录,第1篇 电气控制 第1章 常用低压控制电器 第2章 电气控制线路的基本环节第3章 生产机械电气控制线路分析第4章 电气控制线路的设计及元器件选择 第2篇 可编程控制器第5章 可编程控制器的组成及工作原理第6章 可编程控制器的指令第7章 可编程控制器的应用第8章 可编程控制器的通信及网络,第1章 常用低压控制电器,11 主令电器12 低压开关类电器13 熔断器14 接触器15 继电器,第1章 常用低压控制电器,低压电器:交流1000V、直
2、流1200V及以下的电器。用途:对供电、用电系统进行开关、控制、保护和调节。分类:根据控制对象,分为配电电器和控制电器。控制电器:主要用于电力传输系统和电气自动控制系统,常用有主令电器、接触器、继电器、起动器、控制器、电阻器、变阻器、电磁铁等。本章重点:主要介绍主令电器、低压开关类电器、熔断器、接触器、继电器等低压控制电器的结构和工作原理。11 主令电器 用于自动控制系统中发出指令的操作电器 111按钮开关 用于短时接通或分断小电流电路的手动控制电器 外形和结构见图1-1,主要由按钮帽、复位弹簧、常开触头、常闭触头、接线桩、外壳等组成。图1-1 LA19系列按钮开关结构及外形图,第1章 常用低
3、压控制电器,图形符号和文字符号如图1-2示。图1-2 按钮的图形、文字符号 生产机械常用LA2、LA10、LA18、LA19,LA20等系列。其中LA18系列按钮是积木式结构,触头数目可按需要拼装;结构形式有揿按式、紧急式、钥匙式和旋钮式。LA19系列在按钮内装有信号灯。LA系列按钮的主要技术数据见表1-1示(P4)。按钮开关的型号含义如下:,第1章 常用低压控制电器,字母含义:A按钮;K开启式;S防水式;H保护式;F防腐式;J紧急式;X旋钮式;Y钥匙式;D带指示灯式;DJ紧急式带指示灯。选用原则:根据使用场合、被控电路所需触头数目、钮帽颜色等综合考虑。112 行程开关 又称限位开关或位置开关
4、。作用:利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来接通或分断电路,从而限制机械运动的行程、位置或改变其运动状态,实现自动控制。分类:直动式(按钮式)、滚轮式(旋转式)。图1-3 直动式行程开关 图1-4 滚轮式行程开关,第1章 常用低压控制电器,图1-5 行程开关的图形、文字符号常用行程开关有LX19系列和JLXK1系列,型号含义如下:,第1章 常用低压控制电器,特点:直动式:触点分合速度取决于挡块移动速度,触点动作慢。滚轮式:有盘形弹簧机构,能瞬时动作。选用原则:主要根据被控电路特点、要求及生产现场条件和所需触头数量、种类等因素综合考虑。主要技术数据:JLXK1系列行程开关见表1-2(P7);
5、3SE3系列行程开关见表1-3(P7)。113 凸轮控制器作用:用于起重设备和其它电力拖动装置,控制电动机的起动、正反转、调速和制动。组成:主要由手柄、定位机构、转轴、凸轮和触头组成。动作原理:转动手柄时,转轴带动凸轮一起转动。转到某一位置时,凸轮顶动滚子,克服弹簧压力使动触头顺时针方向转动,脱离静触头而分断电路。在转轴上叠装不同形状的凸轮,可使若干个触头组按规定的顺序接通或分断。图形、文字符号及触头通断表:见图1-7。图中每根竖的虚线表示手柄的一个位置,虚线上的黑点“”表示手柄在该位置时,上面这一副触头接通。,第1章 常用低压控制电器,图1-6 凸轮控制器结构示意图 种类:交流凸轮控制器有K
6、T10、KT14等系列;直流凸轮控制器有KTZ2系列。主要技术数据:KT14系列见表1-4(P8)。选用原则:主要根据电动机容量、额定电压、额定电流和控制位置数目来选择。,第1章 常用低压控制电器,图1-7 凸轮控制器的图形、文字符号及触头通断表 1.1.4主令控制器 作用:按照预定程序转换控制电路,在控制系统中发布命令,通过接触器实现对电动机的起动、制动、调速和反转控制。外形及结构:见图1-8示.由铸铁底座和支架、支架上安装的动、静触头及凸轮盘所组成的接触系统等构成。,第1章 常用低压控制电器,图中1与7表示固定于方形转轴上的凸轮块;2是固定触头的接线柱,由它联接操作回路;3是固定触头,由桥
7、式动触头4来闭合与分断;动触头4固定于能绕轴6转动的支杆5上。图1-8 主令控制器外形结构图,第1章 常用低压控制电器,动作原理:当转动手柄10使凸轮块7转动时,推压小轮8,使支杆5绕轴6转动,使动触头4与静触头3分断,将被操作回路断开。相反,当转动手柄10使小轮8位于凸轮块7的凹槽处,由于弹簧9的作用,使动触头4与静触头3闭合,接通被操作回路.种类:常用LK1、LK5、LK6、LK14等系列,其型号的含义如下:选用原则:主要根据额定电流和所需控制回路数来选择。主要技术数据:LK14系列见表1-5示(P10)。12 低压开关类电器 常用刀开关、转换开关、自动开关三类.,第1章 常用低压控制电器
8、,121 刀开关1 胶盖闸刀开关用途:又称开启式负荷开关,广泛用作照明电路和小容量(55KW及以下)动力电路不频繁起动控制开关.图1-9 胶盖闸刀开关外形及结构 图1-10 刀开关的图形、文字符号 常用HK系列,其型号含义如下:,第1章 常用低压控制电器,特点:结构简单、价格低廉、安装、使用、维修方便.选用原则:主要根据电源种类、电压等级、所需极数、断流容量等进行选择。主要技术数据:HK1系列见表1-6示(P11)。2.铁壳开关 用途:又称封闭式负荷开关,可不频繁地接通和分断负荷电路,也可用作15KW以下电动机不频繁起动的控制开关.结构:见图1-11示。铸铁壳内装有由刀片和夹座组成的触头系统、
9、熔断器和速断弹簧,30A以上的还装有灭弧罩.技术数据:HH10系列见表1-7示(P12)。特点:操作方便、使用安全、通断性能好。选用原则:参照胶盖闸刀开关。图1-11 铁壳开关内部结构,第1章 常用低压控制电器,HH系列铁壳开关型号含义:1.2.2 组合开关 用途:作电源引入开关,也可用于55KW以下电动机的直接起动、停止、反转和调速控制.外形及结构:见图1-12。说明:内部有三对静触头,分别用绝缘板相隔,附有接线桩。三个动触头相互绝缘,与各自的静触头相对应,套在共同的绝缘杆上,绝缘杆装有操作手柄,转动手柄,即可完成三组触头之间的开合或切换。开关内装有速断弹簧,以提高触头的分断速度。HZ系列组
10、合开关型号含义:,第1章 常用低压控制电器,图1-12 组合开关的外形及结构 图1-13 组合开关的图形、文字符号,第1章 常用低压控制电器,特点:体积小、寿命长、结构简单、操作方便、灭弧性能较好.选用原则:应根据电源种类、电压等级、所需触头数量及电动机容量进行选择。主要技术数据:HZ10系列见表1-8示(P14)。1.2.3 自动开关用途:又称自动空气开关或自动空气断路器。用于分断和接通低压负荷电路,控制电动机的运行和停止。功能:具有过载、短路、失压保护,能自动切断故障电路,保护用电设备的安全。分类:装置式和万能式.型号含义:,第1章 常用低压控制电器,1结构和工作原理主要由触头、灭弧装置、
11、操作机构、保护装置(各种脱扣器)等组成。主触头闭合后,自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。过电流脱扣器线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联,欠电压脱扣器线圈与电源并联。电路短路或严重过载时,过电流脱扣器的衔铁吸合,使自由脱扣机构动作,主触头断开主电路;电路过载时,热脱扣器的热元件发热使双金属片弯曲变形,顶动自由脱扣机构动作;电路欠电压时,欠电压脱扣器的衔铁释放,也使自由脱扣机构动作;分励脱扣器则用作远距离分断电路。图1-14 自动开关工作原理图,第1章 常用低压控制电器,2装置式自动开关 用途:又叫塑壳式自动开关,用于电动机及照明系统的控制、供电线路的保护等。主要型号:DZ5、DZ10、DZ15
12、、DZ20等系列。3万能式自动开关 又称框架式自动开关,由具有绝缘衬垫的框架结构底座将所有构件组装在一起,用于配电网络的保护.主要型号:DW10、DW15系列。图1-15 自动开关的图形、文字符号 主要技术数据:部分国产自动开关见表1-9、1-10示(P15-P16).,第1章 常用低压控制电器,13 熔断器 用途:低压电路和电动机控制电路作短路保护.类型:插入式、螺旋式、无填料封闭管式、填料封闭管式等.型号含义:131插入式熔断器用途:主要用于380V三相电路和220V单相电路短路保护.外形及结构:见图1-16示。主要由瓷座、瓷盖、静触头、动触头、熔丝等组成,瓷座中部有一个空腔,与瓷盖的凸出
13、部分组成灭弧室。60A以上的在空腔中垫有编织石棉层,加强灭弧功能。,第1章 常用低压控制电器,132螺旋式熔断器 用途:交流380V、电流200A以内的线路和用电设备作短路保护.外形及结构:见图1-17示。主要由瓷帽、熔体(熔芯)、瓷套、上、下接线桩及底座等组成。熔芯内除装有熔丝外,还填有灭弧的石英砂,熔芯上盖中心装有标有红色的熔断指示器.图1-16 RC1插入式熔断器的结构 图1-17 螺旋式熔断器的结构,第1章 常用低压控制电器,特点:体积小、结构紧凑、熔断快、分断能力强、熔丝更换方便、使用安全可靠、熔丝熔断后能自动指示.图形、文字符号:见图1-18。图1-18 熔断器的图形、文字符号主要
14、技术数据:部分熔断器见表1-11示(P18).14 接触器 通过电磁机构动作,频繁地接通和分断主电路的远距离操纵电器。分类:按其主触头通过电流的种类,分为交流接触器和直流接触器。图1-19 接触器的图形、文字符号,第1章 常用低压控制电器,1.4.1 交流接触器 常用交流接触器有CJ0、CJ10、CJ12、CJ20等系列,型号含义:外形及结构:见图1-20示。主要由电磁系统、触头系统、灭弧装置等组成.图1-20 交流接触器的外形及结构,第1章 常用低压控制电器,(1)电磁系统组成:线圈、静铁心、动铁心(衔铁)等.作用:操纵触头的闭合与分断。短路环:又称减振环,如图1-21示。交流电在铁心中产生
15、交变磁通,它对衔铁的吸力按正弦规律变化。当磁通经过零值时,铁心对衔铁的吸力也为零,衔铁在弹簧的作用下有释放的趋势,使衔铁不能被铁心紧紧吸住,产生振动,发出噪音。图1-21 交流电磁铁的短路环消振原理:短路铜环相当变压器的一个副绕组,当电磁线圈通入交流电时,线圈电流I1产生磁通1,短路环中产生感应电流I2,形成磁通2。由于I1与I2的相位不同,故1与2的相位也不同,即1与2不同时为零。,第1章 常用低压控制电器,这样,在磁通1过零时,2不为零而产生吸力,使衔铁始终被铁心吸牢,振动和噪音显著减小。(2)触头系统分类:按功能分为主触头和辅助触头.主触头用于接通和分断电流较大的主电路,体积较大,一般由
16、三对常开触头组成;辅助触头用于接通和分断小电流控制电路,体积较小,有常开和常闭两种。按形状分为桥式触头和指形触头.桥式触头又分为点接触桥式和面接触桥式二种。点接触桥式触头:适用于电流不大且压力小的场合,如辅助触头.面接触桥式触头:适用于大电流控制,如主触头。线接触指形触头:其接触区域为一直线,触头闭合时产生滚动接触,适用于动作频繁、电流大的场合,如作主触头。图1-22 接触器的触头结构,第1章 常用低压控制电器,(3)灭弧装置 分断大电流或高电压电路时,动、静触头间气体在强电场作用下产生放电,形成电弧。电弧发光、发热,灼伤触头,并使电路切断时间延长,引发事故。常用的灭弧方法:电动力灭弧 利用触
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