1、电气控制及PLC技术,制作：电气学院 杨霞,2,电气控制及PLC技术 第1讲,讲解内容： 1 常用低压电器 电器的基本知识 常用低压电器（一） 学习说明 ： 本讲是学习电气控制的基础。重点掌握： 1.基本的起、保、停继电-接触器控制及组成该线路器件:接触器和按钮。 2.自动控制开关：行程开关、接近开关；各种继电器(热继电器、时间继电器、速度继电器等）。 3.人力操作的控制开关类电器：包括控制按钮、各类手动开关、脚踏开关、转换开关和主令控制器等。 4.执行和显示电器:电磁铁、电磁阀、电磁制动器、显示电器这里主要指指示灯。 5.开关和保护器件：刀开关、隔离器和隔离开关、熔断器、低压断路器。,3,1
2、 常用低压电器 电器的基本知识,一、低压电器的定义 定义：交流1200V以下、直流1500V以下为低压。所谓低压电器指工作在交流1200V、直流1500V额定电压以下的电路中，能根据外界信号(机械力、电动力或其他物理量)，自动或手动接通和断开电路的电器，在此电压范围内使用的电器元件，统称低压电器。 作用：是实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节。 分类：低压电器可分为手动低压电器和自动低压电器。 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。,4,二、电器的分类 电器的用途广泛，功能多样，种类繁多，结构各异。下面是几种常用的电器分类。 1按工作电压等级分类 （1）高压
3、电器 用于交流电压1200V、直流电压1500V及以上电路中的电器。例如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等。 （2）低压电器 用于交流50Hz(或60Hz)，额定电压为1200V以下；直流额定电压1500V及以下的电路中的电器。例如接触器、继电器等。,5,2按动作原理分类 （1）手动电器 用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。 （2）自动电器 借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。 3按用途分类 （1）控制电器 用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、电动机起动器等。 （2）主令电器 用于自
4、动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、行程开关、万能转换开关等。 （3）保护电器 用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器、各种保护继电器、避雷器等。,6,（4）执行电器 指用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等。 （5）配电电器 用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。 4按工作原理分类 （1）电磁式电器 依据电磁感应原理来工作，如接触器、各种类型的电磁式继电器等。 （2）非电量控制电器 依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。,7,作用：低压电器能够依据操作信号或外界
5、现场信号的要求，自动或手动改变电路的状态、参数，实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节、转换。 注意：对低压配电电器，要求是灭弧能力强、分断能力好，热稳定性能好、限流准确等。对低压控制电器，则要求其动作可靠、操作频率高、寿命长并具有一定的负载能力。,三、电器的作用,8,电磁式电器构成：电磁机构+执行机构+灭弧装置 （一）电磁机构1.结构：固定铁心，衔铁，电磁线圈 。2.原理：电磁线圈通电后，电磁吸力大于弹性力，使衔铁闭合。 （二）执行机构.组成：一般由主触点及其灭弧装置组成。 （三）电弧的产生与灭弧装置 电弧的产生：当断路器或接触器触点切断电路时，如电路中电压超过10-20V和电流
6、超过80-100mA，在拉开的两个触点之间将出现强烈火花，这实际上是一种气体放电的现象，通常称为“电弧”。 电弧种类：交流电弧（存在交流过零点，电弧易熄灭）和直流电弧。 灭弧原理：迅速拉长电弧；冷却和去游离法。根据上述灭弧原则。 灭弧装置有：1）磁吹式灭弧装置；2）灭弧栅；3）灭弧罩；4）多断点灭弧,常用低压电器,9,接触器的功能作用：1.自动接通或断开大电流电路的电器。它可以频繁地接通或分断交直流电路，并可实现远距离控制。2.具有低电压释放保护功能，接触器具有控制容量大、过载能力强、寿命长、设备简单经济等特点，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。 控制对象：其主要控制对象是电动机，
7、也可用于电热设备、电焊机、电容器组等其它负载。 接触器的分类：接触器可分为交流接触器和直流接触器两大类。,一、接触器,电磁式低压电器,10,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,1结构组成,一）交流接触器,11,12,动作过程,线圈通电,衔铁被吸合,触头闭合,电机接通 电源,接触器结构,13,简单的接触器控制,A,B,C,M 3,刀闸起隔离作用,自保持,停止 按钮,起动 按钮,特点：小电流控制大电流。,14,自保持,KM,SB2,C,A,B,C,KM,FU,QS,B,SB1,PE,注意：接
8、触器KM在控制线路中的应用（画法）！,15,2工作原理及演示,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。,16,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。,二）直流接触器,17,三）接触器的符号,接触器主触点：用于主电路流过的电流大，需加灭弧装置）,接触器辅助触点：用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）,18,额定电压,交流接触器： 127v、220v、380v、500V,直流接触器： 110v、220v、440V,交流接触器：5、10
9、、20、40、60、100、150、250、400、600A,直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A,额定电流,吸引线圈额定电压,交流接触器：36v、110（127）v、220v、380V,直流接触器：24v、48v、220v、440V,四）接触器的主要技术指标,19,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。,五）接触器的使用选择原则,20,作用：根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力装置的自动电
10、器。（主要：控制、放大、联锁、保护和调节作用） 分类： 按用途分 ：控制和保护继电器（如：热继电器） 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,二、继电器,21,继电器 接触器,继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器 的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。 所以，继电器只能用于控制电路中。,相同点：触点用来控制电路的通断 区别： 控制场合 输入信号不同 功能不同 应正确选用继电器或接触器,接触器： 用来控制大电流的电路 负载主电路 大容量控制电路,继电器：
11、 用于控制电路中 （小电流控制） 不能直接带负载 不设灭弧装置,接触器： *在一定的电压信号下动作,继电器： *对各种物理量作出反应 *作为保护电器,接触器： 大电流的开关电器,继电器： 用于反映控制信号进行信号的传递、转换、放大 控制触点数量较多,22,一）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,23,注意：KA在控制线路中的应用（画法）！,横粱自动夹紧控制线路,24,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,25,中间继电器实质
12、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,26,特点：触头多、触点承受的电流较大(额定电流 5A10A)、动作灵敏(动作时间小于0.05s)等。,第一，用作中间传递信号；,中间继电器本质上是电压继电器,用途:,第二，用作同时控制多条线路。,符号：,线圈,K,触点,K,K,27,注意：K在控制线路中的应用（画法）！,28,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,型式：双
13、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 。,29,发热元件,功能：过载保护,结构：,I,常闭触头,工作原理：,发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。,热继电器的结构原理,30,热继电器的符号,发热元件,串联在主电路中,串联在控制电路中,常闭触头,FR,注意：热继电器有热惯性，大电流出现时它不能立即动作，不能用作短路保护。,31,过载保护,电机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流小。此时熔断器起不了保护作用，应加热继电器，进行过载保护。,注意：在控制线路中的应用（画法）！,32,四）热继电器（续）,33,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：eRedeR：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（续）,34,小结：通过本讲的学习，重点掌握控制电器：接触器、按钮、行程开关、各种继电器(热继电器、时间继电器、速度继电器等）。,作业: 1.常用电器有哪些？各自如何工作？ 2.常用电器工作原理 ？,本讲学习要求,35,征求意见,对本课程的教学有何看法？有何建议？ 本课程采用多媒体教学，与传统的教学手段相比有什么优缺点？ 本多媒体课件有何优缺点？如何改进？有何建议？,
