工厂电气控制技术(PPT236页)
236页1、工厂电气控制技术 第三版 方承远 张振国 编著 机械工业出版社绪 论一、“工厂电气控制技术课程的性质和任务性 质 实践性强的专业课。内 容 电机、其他执行电器为控制对 象,介绍电气控制的根本原 理、线路、程序及控制装置的 设计方法。目 标 1、电气控制线路、程序、技术资料 的阅读分析能力。 2、电气控制线路、程序的设计能力。任 务 : 1、熟练掌握常用控制电器、电气控制线路的构 成、原理及用途,独立分析和设计能力。 2、掌握可编程序控制器PLC的根本构成、 工作原理、特点及其应用开展情况。 3、掌握小型PLC的硬件构成、工作原理、编程 语言、指令系统与编程方法。 4、掌握PLC控制系统的设计方法、设计过程、 步骤、PLC模块选择方法、应用程序设计 与调试方法等。二、电气控制技术的开展控制方法 手动 自动控制功能 简单 复杂操作方式 笨重 轻巧控制原理 有触点硬接线继电器 微处理器的软件控制方式 集中拖动 顺序控制 DCS 网络 现场总线 以太网新 技 术 综合应用电子技术、检测技术、 计算机技术、自动控制理论M23YAM33M!3反转正转停SA5FU1FU2KM3 12KM2 9KM4
2、 15RU1V1W1FR1 7KS 5.5kW1410r/min 1.5kW1410r/minU2V2W2FR2 13快速进给 0.125kW2790r/minKM6 19KM5 18KM1 7U3V3W3FR3 7 150VA380 /127V 60VA380 / 36VFUELTQSL1L2L331关SA4开32总总开关及保护护 主轴转动轴转动起动动 制动动 进给传动进给传动正转转 反转转冷确泵泵 变压变压 器及照明主电路第一章 继电接触器逻辑控制根底意 义 继电器、接触器控制技术是进 代先进电气控制根底。低压电器 电力拖动自动控制系统的根本 组成元件。介 绍 常用低压电器元件的用途、类 型、符号、选用四方面。举 例 电气线路的阅读分析方法。 第一节 电器的根本知识 一、电器的定义及分类一电器的定义 但凡自动或手动接通和 断开电路,以及能实现 对电路或非电对象切 换、控制、保护、检 测、变换和调节目的的 电气元件统称为电器。 二电器的分类1、按工作电压等级分类1低压电器 交流AC 1200V; 直流DC 1200V; 直流DC 1500V。2、按用途分类1控制电器 用于各种控制电路
3、和控制系统的电器。2主令电器 用于各种控制系统中发送控制指令的电 器。3保护电器 用于保护电路及用电设备的电器。4配电电器 用于电能的输送和分配的电器。5执行电器 用于完成某种动作或传动功能的电器。3、按工作原理分类1电磁式电器 依据电磁原理来工作的电器。2非电类控制电器 电器的工作是靠外力或某种非电物理量 的变化而动作的电器。二、电磁式电器的工作原理与结构特点组成: 感测局部电磁结构; 触头系统执行局部。一电磁结构 作用将电磁能量转换为机械能量,带 动触头动作,完成接通和分断电 路。 组成吸引线圈、铁心、衔铁等。1、常用的磁路结构图11 1衔铁沿棱角转动的拍合式铁心 广泛应用于直流电器中。 2衔铁沿轴转动的拍合式铁心 应用触点容量较大的交流电器中。 3衔铁直线运动的双E形直动式铁心 多用于交流接触器、继电器中。2、吸引线圈 作用将电能转换成磁场能量。 注意结构、交、直流、热的产生。图11 常用的磁路结构线圈自然状态 没有电图11 常用的磁路结构线圈通电图11 常用的磁路结构机械运动图11 常用的磁路结构 通电后动作情况机械运动二电磁吸力与吸力特性 电磁吸力 11式中 Ft 电磁吸力,
4、单位为N; B 气隙中磁感应强度,单位为T; S 磁极截面积,单位为m2 ; 固定铁心与衔铁之间的气隙。直流电磁铁时 B恒定值;交流电磁铁时 BBmsint。 12将式12代入式11整理得式中 电磁吸力最大值; 电磁吸力平均值。吸力特性吸力Ft与铁心间隙的特性曲 线。 图12直流电磁铁曲线 1 励磁电流 I 与气隙 无关; 动作过程为 恒磁通势; F21/Rm21/2 吸力大小 随陡峭。交流电磁铁曲线 2 设线圈电压U不变,那么UE4.44fN, U/4.44fN,由磁路定律NI/Rm 励磁电流 I 与气隙 成正比; 动作过程为 近似恒磁通; 吸力大小 随 平坦。图12 电磁铁的吸力特性1直流电磁铁吸力特性 2交流电磁铁吸力特性 3反力特性 123F0分析曲线形状为什么?三反力特性和返回系数反力特性 反作用力 Fr 与气隙 的关系曲线。图12 曲线 3 注意: 吸合 保证吸力特性位于反力特性上方; 释放 : : : 下方。返回系数-反映灵敏度的参数 释放电压 Ure 或电流 Ire 与吸合电压 Uat 或电流 Iat 。 或四交流电磁机构上短路环的作用图13 交流电磁机构实际吸力曲线t
5、FatF 交流分量FFatmF0Fr 0最大值 交流分量反力 由上述公式可知交流电磁铁的吸力是一个两倍电源频率的周期量,即 恒定分量 F0 最大吸力 Fat 的一半 ; 交变分量 F0cos2t F0 。 所以 Fat 0 Fatm Fat的结果有时 0 那么 Fat F0 F0cos2t F01-衔铁 2-铁心 3-线圈 4-短路环图1-4 交流电磁铁的短路环三、电器的触点系统和电弧一电器的触点系统 作用起接通和分断电路。结构型式:1、桥式触点 图15 a、b2、指形触点图15 c图15 触点的结构型式运动过程用力按下运动过程结束产生摩擦动作产生摩擦动作二电弧的产生及灭弧方法 I、U 大到某一数值时产生电弧。 U 1220V间; I 几百mA间。 原因 触头气体在电场作用下电离放电、 游离现象。 结果 产生高温、发出强光,触头烧毁。 常用的灭弧方法:1、电动力灭弧 图16 应用 一般交流电路中。图16 电动力灭弧示意图FF2、磁吹灭弧 图17 应用 直流电路中。图17 磁吹灭弧示意图1次吹线圈 2绝缘套 3铁心 4引弧角 5导磁夹板 6灭弧罩 7动触头 8静触头 321 4 5 67
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