电气控制及PLC第2版 教学课件 ppt 作者 周军 主编 PLC_PPT01

1、1,电气控制及PLC,第一章 常用低压电器,2,目的： 掌握接触器、继电器、低压断路器、刀开关、保护及主令电器等常用低压电器的基本结构、工作原理及其主要参数、型号与图形符号。 要求： 领会电气元件的技术参数及其选用的主要依据，掌握电气元件的作用和使用方法，熟记各电气元件的文字符号与图形符号。,3,目录 第一节 电器的定义和分类 第二节 常用控制类电器 第三节 常用保护类继电器,4,第一节 电器的定义和分类,定义：电器是一种能根据外界信号和要求，在电路中起接通、断开、保护、控制或调节作用的电气设备。 电器的分类： 按功能： 控制类；保护类；切换类 按电压等级：高压；低压 按触点： 有触点；无触点 按使用场合：一般工业电器；特殊工矿电器；航空电器,5,常用低压电器,重点：接触器、继电器、按钮、开关等电器元件的结构、原理、符号和选择方法。 难点：各种器件的认识和正确的选择、使用方法。 低压电器定义 定义：交流1200V以下、直流1500V以下为低压，在此电压范围内使用的电器元件，统称低压电器 发展方向：小体积、高可靠性、使用方便、功能可组合性方向发展。,6,第二节 常用控制类电器,电磁式低压

2、电器 一、低压开关电器 二、接触器（交流、直流） 三、控制继电器 四、主令电器,7,电磁式低压电器,定义：利电磁式机构原理工作的低压电器。 构成：电磁式电器：电磁机构+执行机构+灭弧装置,8,电磁式低压电器,1 电磁机构 结构：固定铁心，衔铁，电磁线圈。（吸引线圈） 分类：直动式，拍合式。 外形见图 原理：电磁线圈通电后，电磁吸力大于弹性力，使衔铁闭合。 铁心材料： 直流电工软铁，剩磁比较小； 交流硅钢片（端面嵌铜短路环克服交流颤抖声） 电磁吸力：F=4*105B2S（S为铁心磁极截面积）,9,电磁式低压电器,2 触头系统 触点的形式、触点的位置，见图 结构：见图 桥式 ：点接触 面接触 指式：线接触，滚动摩擦，适用于大电流。 材料：黄铜指式；银铜合金桥式,10,电磁式低压电器,3 电弧和电弧的产生 电弧：电路电压超过1012V，电流超过80100mA时，断开瞬时，在拉开的两个触点之间将出现强烈的电火花，称为电弧。实际上是一种气体放电现象。,11,电磁式低压电器,4 灭弧系统 用途：用于熄灭触头分断负载电流时产生的电弧。 电弧种类：交流电弧和直流电弧 交流电弧存在交流过零点，电弧易熄灭

3、 灭弧原理： 降低电弧温度 降低电场强度,12,电磁式低压电器,灭弧方法： 磁吹式灭弧（加一吹弧线圈，产生反向磁场。适于直流器件） 灭弧栅（等电位金属片吸附带电粒子，分割成短电弧，适于交流接触器）见图 灭弧罩：（陶土和石棉水泥制作，以降温和隔弧）如：纵缝陶土灭弧罩 多断点灭弧（采用桥式触点等增加串联接点，起分压作用）,13,一、低压开关电器,1 低压隔离器（刀开关） 用途：通、断小负荷电流，电源隔离。 结构：触刀，触头插座。绝缘电板，操纵手柄。（大容量灭弧罩） 主要类型：带熔断器、带灭弧装置、铁壳负荷开关、胶盖开关等。 符号：见图,14,2 组合开关 结构：带弹簧储能功能，旋转操作，三层结构的刀式开关 见图 型号举例：HZ10条列，主要参数：IN（10A、25A、60A）；极数（1、2、3、4）；UN=380V 符号：见图 组合开关外形,15,3 低压断路器 又称自动空气开关 功能：不频繁接通、断开负载电路，并具有故障自动跳闸功能。 分类：框架式（万能式）大容量；塑壳式 结构：触头+灭弧装置+脱扣机构+操作结构 脱扣： 电磁脱扣电压（欠压）、电流（过流和短路时） 热脱扣 实验脱扣 见图

4、 特点：脱扣，排除故障后可重合闸（不换部件）。 主要参数： DW15系列万能式断路器（低压） DZ20系列塑壳式断容器 符号：见图 常用低压断路器外形,16,二、接触器（交流、直流）,用途：自动接通和断开大电流负荷电路 构成：电磁机构+触头+灭弧罩 见图 选择的主要参数： 主触点额定电流：根据负载确定 吸引线圈额定电压：=36、220、380 电气符号：图形及文字 见图,17,直流电磁机构,吸合过程中电流不变 从1 2 ， F吸F反 。 气隙越小，吸力越大。 保持时，F吸-F反较大，吸合牢固，但功耗大。,18,交流电磁机构,吸合时，起动电流大，F吸大，动作快。 吸合后，保持电流小，功耗小， 但F吸-F反较小，容易受振动等影响。,19,问题,快速频繁动作的回路中应选用直流电磁机构还是交流电磁机构？,20,三、控制继电器,用途：根据特定形式的输入信号而动作的控制元件，实现信号的转换、传输、放大等功能。（压力、速度、时间、温度、电流、电压等） 分类：控制继电器主要起控制、放大作用； 保护继电器主要起保护作用 中间、电流（过、欠）、电压（过、欠）、 时间、热继电器、速度、压力、温度等 1 中间

5、继电器 2 时间继电器 3 速度继电器,21,1 中间继电器,用途（功能）：增加控制点数或信号放大。 分类：交流、直流（电子电路常用） 结构：电磁结构（电压线圈）+触头系统 型号举例：JZ7-44 符号：见图 主要参数： 触点形式、个数及电流吸引线圈的电压等级 交流：12.36.127.220.380 直流：5.6.9.12.18.24.36.48.60.110 常用中间继电器和小型继电器外形,22,2 时间继电器,定义：按时间原则工作的继电器。 用途：用于时间控制，又称定时器。 延时类型：通电延时型、断电延时型、通断电延时。 结构分类：空气式、电子式（数字式）、电动式等。 电气符号：见图 空气式时间继电器 电子式时间继电器 电动式时间继电器,23,空气式时间继电器,构成：电磁机构+触头+汽缸（活塞） 原理：利用空气阻尼的原理工作。 见图 主要参数： 延时类型及触点 吸引线圈电压， 延时范围 0.460S或0.4180S 特点：价低、可靠、定时精度差,24,电动式时间继电器,构成：同步机+减速器+执行结构（触头） 优点：延时时间长、精度高。 缺点：结构复杂、体积大。 型号举例：JS10

6、系列 7PR系列,25,电子式时间继电器,分类： 晶体管式（阻容式）：利用充放电原理延时工作，小型继电器触点输出。 数字式：脉冲+计数+执行机构。 型号： 晶体管式：JS14、ST3P系列 数字式：JSS14系列 常用时间继电器外形,26,3 速度继电器,用途：检测转速的过零点。多用于反接制动时，切除反相序电源。 结构：转子（磁极）+笼型空心绕组+触头 见图 原理：电磁感应与鼠笼式异步机相似。转动时，笼型绕组感生电势，形成电流后受力而摆动，摆锤拨动触头系统工作。 停转时（N=0），摆锤垂立，触头复位。 型号：JY1（复位转速100r/min）、JFZ0 符号：见图,27,四、主令电器,主令电器的用途：发布控制信号或指令 类别：按钮、执行开关、万能转换开关、主令控制器等 1 按钮和指示灯 2 位置开关 3 万能转换开关 4 凸轮控制器,28,1 按钮和指示灯,1、按钮的构成：静触点、动触点、复位弹簧、按钮帽外壳。见图 2、分类：结构形式（组合式、指示灯式）、 操作方式（带锁定按动式（无自动复位功能）、不带锁定按动式、旋转式 ）。 3、工作原理： 按下时，动静桥下移、常闭点（3、4）断开常

7、开点（1、2）闭合 按钮松开时，弹性力使触桥复位，触点状态复原。,29,5、选用考虑：额定电压、电流（）、结构形式、操作方式、触点对数、按钮颜色、有无指示灯及帽形（急停式）。 6、符号：见图 7、指示灯：氖泡、灯泡、半导体发光器件等。 主要参数及选择： 额定电压 、. 发光器件、颜色。 型号举例：ND16-22 按钮和指示灯外形,30,2 位置开关,用途：用于运部部件的位置或行程的检测和控制。 主要包括行程开关、微动开关、接近开关、光电开关等。 （1）行程开关 1、行程开关构成：静触头、动静桥、压动杆。 工作原理与按钮相似，但操作形式为挡铁压动式。 见图 2、分类：（操作头型式） 直杆式、单轮式、双轮式等 （按复位方式为自动复位式和非自动复位式）。 3、型号举例： 行程开关外形,31,（2）接近开关 分类：电感式、电容式、霍尔式 用途：非接触式，能检测金属物体的接近状态。,32,（3）光电开关 工作原理：利用红外发射和接收的原理检测物体的到来。 主要类型： 对射式发射和接收分开设置，物体经过时，阻断光源。 反射式发射和接收装在一起，利用被捡物体的反射工作。 符号：见图,33,3 万能转

8、换开关,结构特点：多挡住、多段式。可同时控制多回路，故称万能转换开关。（园盘操作） W型的一层结构原理见图。 触头座，凸轮、手柄、定位机构等组成用途：多用于仪表切换。 常用型号：、系列 万能转换开关外形,34,4 凸轮控制器,结构特征：大电流的多挡住、多触头手动操作的开关电器。触头的结构示意见图，由插式触头、手柄、转轴、凸轮、灭弧罩、定位机构的组成。 用途：用于起重机绕线式异步电动机的起动、调速、制动控制。 型号：、系列 主要参数：触点的额定电流（、或、） 符号：（万能、主令，凸轮）见图,35,第三节 常用保护类继电器,用途：要起保护作用 分类：熔断器、热继电器、电流（过、欠）、电压（过、欠）、压力、温度等 一、 熔断器 二、 保护继电器,36,一、熔断器,熔断器利用金属的熔化作用，切断电路的保护电器。 用途：用于低压电路的短路保护。 1.5.1 保护持性及参数 1、构成：外壳+熔体（芯） 。 材料：低熔点、铝锡合金、铜等金属 2 、保护（熔断）特性：见图 熔体电流超过IfN,熔断。 熔断时间与熔体电流成反比。 熔体电流小于等于IfN时，不会熔断、可以长期工作。 3、 分类：插入式、螺

9、旋式、管式（无填料封闭管式、填料封闭管式）、导轨式、速熔式。,37,4、 主要参数： 熔断器额定电流（外壳） 熔体额定电流（熔体） 5、符号：见图 熔断器外形,38,二、保护继电器,1 热继电器 用途：用于三相交流异步电动机（笼型）的过载保护和缺相保护。 分类：双金属片式常用 电子式 结构：热元件+触头+动作机构+整定装置+复位装置 见图 原理：由双金属片的变形，通过导板，分断触点。 复位：故障排除后，手动复位 整定：通常整定在电动机的额定电流上。 型号：JR1620，JR36 参数： 额定电流 热元件额定电流及整定范围。 符号：见图 常用的热继电器及其他控制器,39,过载保护,过载保护：当电动机长时间过载时，切断电源以保护电动机不被烧坏的措施。 热元件串接在电机定子绕组中。当电机正常工作时，产生的热量使双金属片弯曲，但不足以使触点动作，当电机过载时，热元件产生的热量增加，使双金属片弯曲位移增大，经过一定时间，引发触点动作，切断电动机电源，达到保护目的。 *热继电器能够实现电动机的过载保护，由于热惯性，在电机起动或短时过载时不动作。,40,缺相保护,缺相保护：（带缺相保护功能） 三角形接法： 假定C缺相时： 电机继续拖动负载，则 而热继电器是按Il整定的，需增加到 热继电器才能动作，容易烧坏电机。 所以三角形接法的三相交流异步机必须施加缺相保护。 带缺相保护功能的热继电器，三相上都有热元件检测，一旦某相缺相，相应两相线电流突然变小，其双金属片弯曲位移减小，形成扭矩，推动导板，引发触点动作，达到保护目的。,41,2电流、电压继电器 1) 结构：电磁机构+触点 2 ) 定义：依据线圈的电流或电压（输入）大小而输出触点动作的电器。 3 ) 分类：过流（压）：过流（压）后时触点动作。 欠流（压）：欠流（压）后时触点动作。 4 ) 常用型号：电流JL14 、JT3等例 电压DJ100 5 ) 符号：见图 常用电压、电流继电器及互感器,42,其它电器,43,接线端子,接线端子型号和外形,

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