《电气控制与plc工程应用》ppt

1、1,第1章 常用低压电器,1.1 常用低压电器的分类 1.2 刀开关 1.3 熔断器 1.4 断路器 1.5 控制器 1.6 接触器 1.7 起动器 1.8 控制继电器 1.9 主令电器 1.10 电阻器 1.11 变阻器 1.12 电压调整器 1.13 电磁铁 1.14 其他 1.15 电器的文字符号和图形符号,2,1.1 常用低压电器的分类,1.按用途或控制对象分类 1、配电电器： 主要用于低压配电系统中。 2、控制电器： 主要用于电气传动系统中。 2.按动作方式分类 1、自动电器：依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作。2、手动电器：用手动操作来进行切换的电器， 3.按触点类型分类 1、有触点电器：并利用触点的接通和分断来切换电路。 2、无触点电器：无可分离的触点。主要利用电子元件的开关效应，即导通和截止来实现电路的通、断控制。如接近开关、霍尔开关、电子式时间继电器、固态继电器等。 4.按工作原理分类 1、电磁式电器：根据电磁感应原理动作的电器。如接触器、继电器、电磁铁等。 2、非电量控制电器：依靠外力或非电量信号(如速度、压力、温度等)的变化而动作的电器。

2、如转换开关、行程开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。 5.按低压电器型号分类： 为了便于了解和文字符号和各种低压电器的特点，采用我国国产低压电器产品型号编制办法（JB2930-81.10）的分类方法(参见附录一)，将低压电器分为13个大类，每个大类用一位汉语拼音字母作为该产品型号的首字母。型号第二位汉语拼音字母表示该类电器的各种形式。,3,按低压电器型号分类,1. 刀开关H， 例HS为双投式刀开关，HZ为组合开关。 2. 熔断器R， 例RC为瓷插式熔断器，RM为密封式熔断器。 3. 断路器D ，例 DW为万能式断路器，DZ为塑壳式断路器。 4. 控制器K，例 KT为凸轮控制器，KG为鼓型控制器。 5. 接触器C ，例 CJ为交流接触器，CZ为直流接触器。 6. 起动器Q ，例 QJ为自耦变压器降压起动器QX为星三角起动器。 7. 控制继电器J， 例 JR为热继电器， JS为时间继电器。 8. 主令电器L， 例 LA为按钮， LX为行程开关。 9. 电阻器Z， 例 ZG为管型电阻器，ZT为铸铁电阻器。 10. 变阻器B， 例 BP为频敏变阻器，BT为起动调速变阻器。 11. 调整

3、器T， 例 TD为单相调压器，TS为三相调压器。 12. 电磁铁M， 例 MY为液压电磁铁，MZ为制动电磁铁。 13. 其它A， 例 AD为信号灯，AL为电铃。,4,1.2 刀开关,刀开关是一种手动电器，常用的刀开关有HD型单投刀开关， HS型双投刀开关、 HR型熔断器式刀开关、 HZ型组合开关、 HK型闸刀开关、 HY型倒顺开关等。,5,1.2.1 HD型单投刀开关,(a)为直接手动操作, (b)为手柄操作, (c)(h)为刀开关的图形符号和文字符号。其中(c)为一般图形符号，(d)为手动符号 (e)为三极单投刀开关符号、当刀开关用作隔离开关时，其图形符号上加有一横杠，如图 (f)、(g)、(h) 所示。,图1- 1 HD型单投刀开关示意图及图形符号,6,1.2.2 HS型双投刀开关,HS型双投刀开关也称转换开关，其作用和单投刀开关类似，常用于双电源的切换或双供电线路的切换等，,图1- 2 HS型双投刀开关示意图及图形符号,7,1.2.3 HR型熔断器式刀开关,HR型熔断器式刀开关也称刀熔开关，它实际上是将刀开关和熔断器组合成一体的电器，刀熔开关操作方便，并简化了供电线路，在供配电线

4、路上应用很广泛。刀熔开关可以切断故障电流，但不能切断正常的工作电流，所以一般应在无正常工作电流的情况下进行操作。,图1- 3 HR型熔断器式刀开关示意图及图形符号,8,1.2.4 组合开关,组合开关又称转换开关，控制容量比较小，结构紧凑，常用于空间比较狭小的场所，如机床和配电箱等。 组合开关一般用于电气设备的非频繁操作、切换电源和负载以及控制小容量感应电动机和小型电器。,图1- 4组合开关的结构示意和图形符号,9,1.2.5 开启式负荷开关和封闭式负荷开关,1、HK型开启式负荷开关 HK型开启式负荷开关俗称闸刀或胶壳刀开关。由于它结构简单，价格便宜，使用维修方便，故得到广泛应用。主要用作电气照明电路，电热电路。小容量电动机电路的不频繁控制开关，也可用作分支电路的配电开关。,图1- 5负荷开关,10,2、HH型封闭式负荷开关,HH型封闭式负荷开关俗称铁壳开关。刀开关带有灭弧装置，能够通断负荷电流，熔断器用于切断短路电流。一般用于小型电力排灌、电热器、电气照明线路的配电设备中，用于不频繁地接通与分断电路，也可以直接用于异步电动机的非频繁全压启动控制。,图1- 5负荷开关,HH3系列负荷开关

5、,11,1.3 熔断器,熔断器串接于被保护电路中，电流通过熔体时产生的热量与电流平方和电流通过的时间成正比，电流越大则熔体熔断时间越短，这种特性称为熔断器的反时限保护特性或安秒特性。如图1-6所示。 熔断器种类 按结构分为开启式、半封闭式和封闭式； 按有无填料分为有填料式、填料式； 按用途分为工业用熔断器、保护半导体器件熔断器及自复式熔断器等。,图1-6 熔断器的反时限保护特性,熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护线路。,1.3.1 熔断器的结构原理及分类,12,1.3.2 熔断器的主要技术参数,熔断器主要技术参数包括额定电压、熔体额定电流、熔断器额定电流、极限分断能力等。 (1)额定电压：指保证熔断器能长期正常工作的电压。 (2)熔体额定电流：指熔体长期通过而不会熔断的电流。 (3)熔断器额定电流：指保证熔断器能长期正常工作的电流。 (4)极限分断能力：指熔断器在额定电压下所能开断的最大短路电流。在电路中出现最大电流一般是指短路电流值。所以，极限分断能力也反映了熔断器分断短路电流的能力。,13,1.3.3 常用的熔断器,常用的熔断器 1、插入式熔断器， 2、螺旋式熔断器，3、R

6、Ml0型密封管式熔断器，4、RT型有填料密封管式熔断器,图1- 7熔断器类型及图形符号,14,3、 RMl0型密封管式熔断器， 4、 RT0型有填料密封管式熔断器,15,1.4 断路器,低压断路器俗称自动开关或空气开关，用于低压配电电路中不频繁通断控制。在电路发生短路、过载或欠电压等故障时能自动分断故障电路，是一种控制兼保护电器。 断路器的种类 按其用途和结构特点可分为DW型框架式断路器、DZ型塑料外壳式断路器、DS型直流快速断路器和DWX型、DWZ型限流式断路器等。 框架式断路器：主要用作配电线路的保护开关， 塑料外壳式断路器：可用作配电线路的保护开关，还可用作电动机、照明电路及电热电路的电源开关。,16,1.4.1 断路器的结构和工作原理,DW型框架式断路器,DZ型塑料外壳式断路器,17,1.4.1 断路器的结构和工作原理,断路器主要由三个基本部分组成：即触头、灭弧系统和各种脱扣器，包括过电流脱扣器、失压(欠电压)脱扣器、热脱扣器、分励脱扣器和自由脱扣器。,图1- 8断路器工作原理示意图及图形文字符号,18,1.4.2 低压断路器的选择原则,(1) 断路器类型的选择：应根据使用场合

7、和保护要求来选择。如一般选用塑壳式；短路电流很大选用限流型；额定电流比较大或有选择性保护要求选框架式；控制和保护含有半导体器件的直流电路应选直流快速断路器等。 (2) 断路器额定电压、额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压、工作电流。 (3) 断路器极限通断能力大于或等于电路最大短路电流。 (4) 欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。 (5) 过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。,19,1.5 控制器,控制器是一种手动操作、直接控制主电路大电流（10600）的开关电器。常用的控制器有KT型凸轮控制器、KG型鼓型控制器和KP型平面控制器。 凸轮控制器是一种大型的手动控制器。主要用于起重设备中直接控制中小型绕线式异步电动机的起动、停止、调速、换向和制动，也适用于有相同要求的其他电力拖动场合。,图1- 9凸轮控制器的结构原理图及图形符号,KT10系列交流凸轮控制器,20,1.6 接触器,接触器主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等。能频繁地接通或断开交直流主电路，实现远距离自动控制。,CZ18系列直流接触器,21,图1- 10交流接触器的结构示意图及图形符号

8、,22,1.7 起动器,起动器用于三相异步电动机的起动停止控制，它是一种成套的低压控制装置。 常用的起动器： QC型电磁起动器：用于远距离直接控制三相笼型异步电动机的起动、停止及正反转控制，主要由接触器和热继电器组成。 QJ型减压起动器：采用自耦变压器降压，用于控制三相笼型异步电动机的不频繁减压起动控制。 QX型起动器：为星三角降压起动器，各种起动器控制电路根椐型号和电动机的容量大小而不同。 其控制原理在第二章中讲解。,QC20系列磁力综合起动器,QX4系列自动星三角起动器,QJX2系列“星三角”减压起动器,23,1.8 控制继电器,控制继电器用于电路的逻辑控制，继电器具有逻辑记忆功能，能组成复杂的逻辑控制电路，继电器用于将某种电量(如电压、电流)或非电量(如温度压力转速时间等)的变化量转换为开关量 以实现对电路的自动控制功能。 继电器的种类： 按输入量分可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器、压力继电器等。 按工作原理可分为电磁式、感应式、电动式、电子式等。 按用途分可为控制继电器、保护继电器等。 按输入量变化形式可分为有无继电器和量度继电器。 有无继电器是根据输入量的

9、有或无来动作的，无输入量时继电器不动作，有输入量时继电器动作。如中间继电器、通用继电器、时间继电器等。 量度继电器是根据输入量的变化来动作的，工作时其输入量是一直存在的，只有当输入量达到一定值时继电器才动作。如电流继电器、电压继电器、热继电器、速度继电器、压力继电器、液位继电器等。,24,1.8.1 电磁式继电器,电磁式继电器广泛地应用于低压控制系统中，常用的电磁式继电器有电流继电器、电压继电器、中间继电器以及各种小型通用继电器等。,图1- 11直流电磁式继电器结构示意图,小型通用继电器,25,1、电磁式继电器的整定,继电器的吸动值和释放值可以根据保护要求在一定范围内调整，现以图1-11所示直流电磁式继电器为例予以说明。 1)转动调节螺母，调整反力弹簧的松紧程度可以调整动作电流(电压)，弹簧反力越大动作电流(电压)就越大，反之就越小。 2)改变非磁性垫片的厚度，非磁性垫片越厚衔铁吸合后磁路的气隙和磁阻就越大，释放电流(电压)也就越大，反之越小，而吸引值不变。 3)用调节螺丝改变初始气隙的大小，在反作用弹簧力和非磁性垫片厚度一定时，初始气隙越大，吸引电流(电压)就越大，反之就越小，而释放值不变。,26,2、电磁式继电器的特性,继电器的主要特性是输入输出特性，又称为继电特性，如图 1-11(b)所示。 在继电特性曲线中，X2称为继电器吸合值，X1称为继电器释放值。kX1X2称为继电器的返回系数。,27,1.8.2 中间继电器,中间继电器在控制电路中的起逻辑变换和状态记忆的功能，以及用于扩展接点的容量和数量，另外在控制电路中还可以调节各继电器、开关之间的动作时，防止电路误动作的作用。,图1- 12中间继电器的结构示意图及图形文字符号,JZ7系列中间继电器,JZY1系列中间继电器,28,1.8.3 电流继电器和电压继电器,1、电流继电器 电流继电器的输入量是电流，它是根据输入电流大小而动作的继电器。电流继电器的线圈串入电路中，以反映电路电流的变化，其线圈匝数少、导线粗、阻抗小。电流继电器可分为：欠电流继电器、过电流继电器。,图1- 13电流继电器的图形符号和文字符号,JL12系列电流继电器,DL-20C电流继电器,29,2、电压继电器,电压继电器的输入量是电路的电压大小，电压继电器根据输入电压大小而动作。与电流继电器类似电压继电器也分为欠电压继电器

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