1、,电气元件原理及应用,埃美圣龙（宁波）机械有限公司2012年2月,,变压器、开关电源,低压电器,按钮开关、指示灯,检测元件,目录,控制系统,电气元件原理及应用,控制系统,如果将我们的空调设备比作人体 的话，控制系统就是大脑。控制系统包括处理器和手操器， 常用的处理器包括单片机控制器、可 编程控制器(PLC)等，手操器包括线 控器、触摸屏等。其控制流程为：接收反馈信号 数据处理输出控制信号。反馈信号可以是通过手操器的人 机界面发送的指令，也可以是通过各 种输入采集到反馈信息。,触摸屏,PLC,线控器,控制器,,液晶显示,按钮,蜂鸣器,接控制器,单片机芯片,控制系统,线控器组成部分,,控制系统,单
2、片机控制器组成部分,继电器输出,模拟量输入,开关量输入,接线控器,通讯接口,电源输入,说明：此款控制器芯片及主控程序在线控器上,,控制系统,触摸屏人机界面,首页,运行界面,主菜单,设定界面,,控制系统,可编程控制器组成部分,电源输入,,人机界面：用户通过手操器的人机界面向机器发送指令；线控器包括液晶显示、按钮， 触摸屏可自由组态、编辑信息显示及按钮等。,控制系统,部件说明,输入量：包括模拟量输入(采集温度、电压、电流、压力等信号)和开关量输入(采集开 关信号)。,输出量：包括继电器输出、电子膨胀阀输出等多种形式。,电源输入：单片机控制器的处理器芯片工作电压为直流5V，220V交流输入须通过变压
3、器 变压成交流12V(供继电器控制)，再通过4个二极管组成的整流桥和7805稳压块输出直流 5V(供单片机芯片)；PLC、触摸屏的输入电压是直流24V， 220V交流电源经过开关电源 转换输出直流24V。,通讯接口：单片机控制器采用RS485通讯,,变压器、开关电源,开关电源,变压器,变压器可以将高电压转换成低电压，我 司一般将其用于单片机控制器的电源输入， 输入电压交流220V，输出电压交流12V。,开关电源可以将交流转换成直流，我 司一般将其用于PLC及触摸屏的电源输入， 输入电压交流220V，输出电压直流24V。,,NTC温度传感器,NTC温度传感器是一种用于温度检测的装 置，探头内部有
4、NTC热敏电阻。NTC热敏电阻的特性曲线是一条反曲线， 随着温度升高，电阻值变小，电阻与温度有 唯一的对应关系。不同规格的NTC热明电阻有不同的温度- 阻值表，控制系统通过查表(温度-阻值表)可 以实时采集探头周边的温度。,常用的规格有5K3470、10K3470等：5K指 25时热敏电阻的阻值为5K，3470是热敏 电阻在25-50区间内的变化率。由于传热介质不同，检测空气温度一般 采用水滴形的塑封探头，检测管温一般采用 金属外壳铜壳、不锈钢壳。,图1: 温度传感器(铜壳),图2: 温度传感器(塑封),压力传感器,,压力传感器是一种用于压力检测的装置，通 常使用的压力传感器主要是利用压电效应
5、制造而 成的。,工作原理：压电传感器中主要使用的压电材料为石英， 石英在受到一定方向机械力作用发生变形时，就 产生出电的效应；当机械力撤掉之后，又会重新 回到不带电的状态。根据这一原理，压力传感器可以将压力转换 成控制器可以检测的电流信号。且压力与输出电 流在量程内是线性关系。,规格： 输入24Vdc 输出4-20mA,交流电流变送器,,交流电流变送器是一种能将被测交流电流转换 成按线性比例输出直流电压或直流电流的仪器， 通常被用于交流电流的检测。我司常用的交流电流变送器输出为4-20mA，量 程为0-300A。,三相检测器,,三相检测器是一种用于三相电源检测的 装置。,功能：缺相保护、逆相保
6、护、过欠电压(15%) 保护、三相不平衡保护。,输出：当A、B、C三相电源正常时，内置继电器 线圈吸合，常开触点(11-14)闭合；当检测到上述保护后，内置继电器线圈 释放，常开触点(11-14)断开。,靶式流量开关,,靶式流量开关是机械式流量开关的一种，也被 称之为挡板式流量开关。,工作原理：靶式流量开关中内置了一个微动开关，当流体 冲向叶片时，叶片摆动，作用到动作簧片上，当动 作簧片位移到临界点时，微动开关产生瞬时动作， 动作簧片末端的动触点与定触点快速接通。当断流时，动作簧片产生反向动作力，位移到 临界点时，微动开关产生瞬时动作，动作簧片末端 的动触点与定触点快速断开。,靶式流量可通过调
7、整调节螺栓，使单刀双掷微 动开关在设定开关流量上动作，输出开关信号。,压力控制器,,压力控制器是一种监控系统压力，在其超过设 定的限值时输出开关量信号报警的装置。压力控制器分机械式、电子式两大类。,图1: 高低压压力控制器,图2:膜片式压力控制器,图3:压差控制器,,压力开关,高低压压力控制器,1波纹管 2弹簧 3杠杆 4触点,我司所用的高低压压力控制器是机械式的(左图)。,高低压压力控制器中，高压端和低压端各由一组 常开-常闭触点分别控制，并可通过各自的调节螺栓 进行保护压力的设定。当高压端压力HP超过设定值时，常闭触点断开、 常开触点闭合。当低压端压力LP超过设定值时，常闭触点断开、 常开
8、触点闭合。,需要注意的是，这里所指的常开常闭是大气压下 的状态，而在空调系统中所说的低压也是高于大气压 力的，在机组加氟后时，低压端的常开触点才会闭合。 因此，断开保护的控制系统中，高压需要接常闭触点， 低压需要接常开触点。,高低压压力控制器的高压报警后不可自动复位， 需压按一下复位按钮才可复位。,,压差控制器,压力开关,我司所用的压差控制器是机械式的。,膜片式压力控制器,1触点 2引线 3本体 4可动板 5感压板,膜片式压力控制器与高低压力控 制器不同之处在于：没有杠杆机构， 气箱接受压力信号后产生移位，直接 推动触点。,压差控制器中内置有一个微动开关，两管存在压差时，控制器内部管道中 的活
9、塞就会发生位移。当超过设定的压力值后，活塞的行程达到临界值，微动 开关动作，常闭触点断开、常开触点闭合。断开保护的控制系统中，压差控制器需要接常闭触点。,另外，膜片式压力控制器所保护 的压力值是固定不变的，并分为高压 开关、低压开关两类。,机械式温度开关,,图1:热敏磁性开关,图2:双金属片低温开关,图2:双金属片高温开关,机械式温度开关根据应用原理不同可分为热敏磁性开关、双金属片开关等。,图1热敏磁性开关我司将其用于螺杆机的出水防冻保护，低于3触点断开；,图2双金属片低温开关我司将其用于VKC的板换防冻保护，低于1触点断开；,图3双金属片高温开关我司将其用于排气超温保护，高于125触点断开。
10、,断路器,断路器的作用是断开和接通负荷电路， 并在断开电路时起到灭弧的作用。低压电路中用到的断路器一般都是空气 断路器(俗称空气开关)，断路器动作时将预 先存储的压缩空气释放进行灭弧。左图为正泰DZ20系列塑壳断路器。,断路器,右图是断路器的工作原理，具有过载、 短路、过热、欠压、失压保护的功能。,工作原理,过流吸合,过热弯曲,失压释放,手动闭合,1、低压断路器的额定电压及其欠电压脱扣器的额定电压不得低于线路额定电压；,1、竖直安装； 2、安装时不允许拆除灭弧罩。,选用原则,安装要求,3、断路器的极限通断能力不应小于线路最大短路电流。,2、断路器的额定电流及其过电流脱扣器的额定电流不应小于线路
11、计算负荷电流；,接触器,接触器是一种适用于远距离频繁接通和 分断交直流主电路和控制电路的自动控制电 器。其主要控制对象是电动机，也可用于其 他电力负载，如电热器、电焊机等。我司目前使用的接触器主要有施耐德、 LG、正泰等品牌。,图1: LG(GMC-150),图2: 施耐德(LC1-D18),图3: 正泰(NC1-1801),接触器,工作原理,动作过程,线圈通电,电路符号,接触器,线圈：根据电压不同，分为交流380V、220V、110V、 24V，直流24V等电压等级,主触点：接主回路，根据负载类型不同，主触点的载 流量不同 举例：正泰接触器NC1-18主触点参数 AC-1 40A接阻性负载(
12、电加热)时，电流限值30A AC-3 18A接感性负载(电机)时，电流限值18A 主触点触头的成份是含银85%以上的合金,辅助触点:接控制回路，根据触点类型不同，分为常 开触点、常闭触点，一般可根据实际接线需要加装 1-2个额外的辅助触点,接触器,1、接触器的额定电压不得低于线路额定电压； 2、接触器的额定电流不应小于线路计算负荷电流(应区分负载类型)。,选用原则,安装原则,1、安装在竖直平面时，电源必须上进下出； 2、安装在水平平面时，运行电流不应超过接触器额定电流的75% 。,热继电器,热继电器是一种过载保护装置，通常与 接触器搭配使用，在电机过载、缺相或严重 相间不平衡时起到切断控制回路
13、的作用。,图2: LG(GTH-220),图1: 施耐德(LRD-14C),图3: 正泰(NR2-25),热继电器,工作原理,发热元件,辅助触头,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,电路符号,主触点：接主回路，触头的成份是含银85%以上的 合金,辅助触点:接控制回路，一般有1路常开触点、1路 常闭触点,热继电器,动作特性与整定值设置,热继电器的安秒特性(电流时间特 性)具有反时限特性，即通电电流越大热继 电器的动作时间越短。,选用热继电器必须了解被保护对象的工 作环境、启动情况、负载特性、
14、工作制以及 电机的允许过载能力。针对空调来说，需要 保护的部件主要是压缩机和风机。,压缩机运行电流不应超过规格书规定的 极限电流(Imax)： 热继电器整定值=Imax/1.2风机电流长时间超过额定电流(Ie)的 1.05-1.25倍视作过载： 热继电器整定值=Ie,,热继电器案例,中间继电器,中间继电器通常用于在控制电路中传递中间信 号，并增加触点的数量及容量。,电路 原理,构成和原理与交流基础器基本相同，与接触器 的主要区别在于：接触器主触头可以通过大电流， 而中间继电器没有主触头，只有辅助触头。只能通 过小电流，所以一般用于控制电路、驱动小功率的 电动机或照明电路。,电气符号：K(老国标
15、中为KA),我司目前使用的中间继电器一般有2路常开-常 闭触点。,时间继电器,时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现 延时控制的自动开关装置。作用是当加入(或去掉)输 入的动作信号后，其输出电路需经过规定的准确时间 才产生跳跃式变化(或触头动作)的一种继电器。,它的种类很多，有空气阻尼型、电动型和电子型 等。目前常用的为电子型，内部由单片机进行时钟 控制。可以实现通电延时、断电延时、循环通断延 时等功能。,电气符号：KT,按钮开关、指示灯,按钮是一种人工控制的主令电气。主要用 来发布操作命令，接通或开断控制电路，控制 机械与电气设备的运行。,图1: 按钮开关,图2: 指示灯,指示灯通常用来指示设备运行、故障、警 告等信息。,根据用途不同规定:用于停止的按钮，必须为红色；用于启动某项设备或功能的一般用绿色；急停按钮必须是按下即刻断开并锁定、顺 时针旋转45复位释放(如图1中)。电气符号：SB,根据用途不同规定:指示运行信息的一般用绿色；指示故障信息的一般用红色；指示警告信息的一般用黄色。电气符号：LED,,Thank You !,
