工厂电气控制技术任务一.pptx

会计学1工厂电气控制技术任务一工厂电气控制技术任务一1.11.1、低压电器的基本知识低压电器的基本知识6 6、开关电器开关电器1.21.2、接触器接触器3 3、继电器继电器4 4、熔断器熔断器5 5、主令电器主令电器本章小结本章小结第一章 常用低压电器 第1页/共58页1.1 电器的作用与分类电器就是广义的电气设备。它可能很大、很复杂。例如一台电视机、变压器和一台自动化设备。它也可以很小、很简单。例如一个钮子开关或一个熔断器。1 1 1 1 低压电器的基本知识低压电器的基本知识低压电器的基本知识低压电器的基本知识 低压电器（Low voltage Apparatus）通常指工作在交、直流电压1200V以下的电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备。第2页/共58页1.1 电器的作用与分类在工业意义上，电器是指能根据特定的信号和要求，自动或手动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备。例如：开关、熔断器等。1 1 1 1 低压电器的基本知识低压电器的基本知识低压电器的基本知识低压电器的基本知识第3页/共58页电器的种类繁多，构造各异通常按以下分类方法分为几类：按电压等级分：高压电器（High-voltage Apparatus）、低压电器(Low-voltage Apparatus)；按所控制的对象分：低压配电电器(Distributing Apparatus)低压控制电器(Control Apparatus)。主要用于电力传输系统和电气自动控制系统中。主要用于电力传输系统和电气自动控制系统中。常用的有：主令电器、继电器、启动器、控制器、常用的有：主令电器、继电器、启动器、控制器、电阻器、变阻器、万能转换开关等。电阻器、变阻器、万能转换开关等。主要用于低压配电系统和动力回路。主要用于低压配电系统和动力回路。常用的有：刀开关、转换开关、熔断器、自动开关、接触器等。常用的有：刀开关、转换开关、熔断器、自动开关、接触器等。第4页/共58页按工作职能分：手动操作电器、自动控制电器按电器组合分：单个电器、成套电器与自动化装置；按有无触点分：有触点电器、无触点电器、混合式电器；按使用场合分：一般工业用电器、特殊工矿用电器、农用电器、家用电器、其他场合 （如航空、船舶、热带、高原）用电器。按使用系统分：电力系统用电器、电力拖动及自动控制系统用电器、自动化通信系统用电器；第5页/共58页 本章主要涉及低压电器、电力拖动、自动控制电器，如交直流接触器、各类继电器、自动空气断路器、行程开关、熔断器、主令电器等。低压电器的发展过程(1)早期的手动控制(2)继电接触器控制(3)顺序逻辑控制(4)计算机控制阶段第6页/共58页1.2 低压电器的电磁机构及执行机构第7页/共58页1.2.1 电磁机构(1)电磁机构的分类 电磁机构是各种自动化电磁式电器的主要组成部分之一，它将电磁能转换成机械能，带动触点使之闭合或断开。电磁机构由吸引线圈和磁路两部分组成。磁路包括铁芯(动)、衔铁(静)、铁轭和空气隙。图1.1 常用电磁机构的形式1铁心；2线圈；3衔铁第8页/共58页1 1 1 1）.电磁机构电磁机构电磁机构电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触头动作。将电磁能转换为机械能并带动触头动作。将电磁能转换为机械能并带动触头动作。将电磁能转换为机械能并带动触头动作。vv 组成组成组成组成 vv 原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。铁芯衔铁线圈交流：硅钢片叠加直流：整块铸铁或铸钢直动式转动式电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈：短而粗，有骨架。直流线圈：细而长，无骨架。第9页/共58页.短路环短路环短路环短路环减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。交流电磁机构第10页/共58页n n根据磁路定律根据磁路定律根据磁路定律根据磁路定律电磁机构的吸力F可近似地按下式求得吸力特性与反力特性第11页/共58页图1.2 直流电磁机构的吸力特性 图1.3 交流电磁机构的吸力特性结论：对于交流电磁机构 优点：有无气隙吸力基本不变。缺点：吸合瞬间电流很大。对于直流电磁机构 优点：有无气隙吸力电流不变。缺点：吸合瞬间吸力很小，要增大吸力必须增大电流。第12页/共58页图1.4 吸力特性和反力特性1直流接触器吸力特性；2交流接触器吸力特性；3反力特性吸力特性必须与反力特性配合适当。第13页/共58页2 2 2 2）.触头系统触头系统触头系统触头系统通过触头的开合控制电路通、断。通过触头的开合控制电路通、断。通过触头的开合控制电路通、断。通过触头的开合控制电路通、断。vv 类型类型类型类型vv vv材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银 质材料制成质材料制成质材料制成质材料制成 桥式触头指形触头第14页/共58页n n执行机构执行机构执行机构执行机构n n 低压电器的执行机构一般是由主触点和其灭弧装置构低压电器的执行机构一般是由主触点和其灭弧装置构低压电器的执行机构一般是由主触点和其灭弧装置构低压电器的执行机构一般是由主触点和其灭弧装置构成。成。成。成。n n(1)(1)触点触点触点触点n n触点用来接通或断开被控制的电路。触点用来接通或断开被控制的电路。触点用来接通或断开被控制的电路。触点用来接通或断开被控制的电路。图1.6 触点的3种接触形式第15页/共58页 图1.7 指形触点的接触过程图1.8 触点的位置示意图第16页/共58页3 3 3 3）.灭弧系统灭弧系统灭弧系统灭弧系统 vv 电弧：电弧：电弧：电弧：在大气中在大气中在大气中在大气中开关电器切断电流电路时，触头间开关电器切断电流电路时，触头间开关电器切断电流电路时，触头间开关电器切断电流电路时，触头间 电压大于电压大于电压大于电压大于10V10V10V10V，电流超过，电流超过，电流超过，电流超过80mA80mA80mA80mA时，时，时，时，触头间会产生蓝触头间会产生蓝触头间会产生蓝触头间会产生蓝色色色色 的光柱，的光柱，的光柱，的光柱，即电弧。即电弧。即电弧。即电弧。电弧的危害电弧的危害电弧的危害电弧的危害 ：延长了切断故障的时间；延长了切断故障的时间；延长了切断故障的时间；延长了切断故障的时间；高温引起电弧附近电气绝缘材料高温引起电弧附近电气绝缘材料高温引起电弧附近电气绝缘材料高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；烧坏；烧坏；烧坏；形成飞弧造成电源短路事故。形成飞弧造成电源短路事故。形成飞弧造成电源短路事故。形成飞弧造成电源短路事故。vv 灭弧措施：吹弧、拉弧、灭弧措施：吹弧、拉弧、灭弧措施：吹弧、拉弧、灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧长弧割短弧长弧割短弧长弧割短弧、多断口灭弧、多断口灭弧、多断口灭弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料利用介质灭弧、改善触头表面材料利用介质灭弧、改善触头表面材料利用介质灭弧、改善触头表面材料 。第17页/共58页接触器（Contactor）是用来频繁接通和切断电动机或其他负载主电路的一种自动切换电器。主要控制对象是电动机，能远距离控制。是控制大负荷用的。接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置组成。2、接触器接触器分为交流接触器和直流接触器。交流接触器线圈通以交流电，主触点接通、断开交流主电路。用于交流电路中。直流接触器线圈通以直流电，主触点接通、断开直流主电路。用于直流电路中。第18页/共58页触头系统：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2、接触器接触器1结构 一、交流接触器 第19页/共58页2、接触器接触器交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置第20页/共58页 如图所示，交流接触器主要由电磁机构（包括电磁线圈 1、铁心 2 和衔铁 3）、触头系统（主触头 4 和辅助触头 5）、灭弧装置（图中未画出）及其他部分组成。2工作原理 2、接触器第21页/共58页用途：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。2、接触器二、直流接触器 第22页/共58页额定电压 交流接触器：127、220、380、500V 直流接触器：110、220、440V 交流接触器：5、10、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：36、110（127）、220、380V 直流接触器：24、48、220、440V 2、接触器三、接触器的主要技术指标 第23页/共58页 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。2、接触器三、接触器的使用选择原则 主电路：直接给电动机绕组供电的电路。控制电路：对主电路的动作实施控制的电路。第24页/共58页线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3电机380线圈符号：KM动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源第25页/共58页KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM2、接触器四、接触器的符号 第26页/共58页v作用：控制、放大、联锁、保护和调节v分类：按用途分：控制和保护继电器 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 v 特点：额定电流不大于5A3、继电器第27页/共58页.继电特性 继电器的主要特性是输入输出特性，又称继电特性，继电特性曲线如下图所示。当继电器输入量 X 由零增至 X 以前，继电器输出量 Y 为零。当输入量 X 增加到 X 时，继电器吸合，输出量为 Y ；若 X 继续增大，Y 保持不变。当 X 减小到 X r 时，继电器释放，输出量由 Y 变为零，若 X 继续减小，Y 值均为零。继电器的特性及主要参数 继电器(Relay)是一种根据特定形式的输入信号而动作的自动控制电器。第28页/共58页一、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3、继电器 电磁式继电器常用的电磁式继电器有电流继电器、电压继电器、中间继电器和时间继电器。第29页/共58页欠电流继电器KAI I KAKAKA一、电流继电器3、继电器第30页/共58页动作电流q：使电流继电器开始动作所需的电流值；返回电流f：电流继电器动作后返回原状态时的电流值；返回系数f：返回值与动作值之比，ff/q。主要技术指标：一、电流继电器3、继电器第31页/共58页特点：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：与电流继电器类似欠电压继电器KAU U KAKAKA二、电压继电器3、继电器第32页/共58页 中间继电器实质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。三、中间继电器3、继电器第33页/共58页作用：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3、继电器型式：双金属片式 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。第34页/共58页热继电器主要用于过载、缺相及三相电流不平衡的保护。热继电器的形式有多种，其中以双金属片式应用最多。双金属片式热继电器主要由发热元件 1、主双金属片 2 和触点 4 三部分组成，如右图所示。主双金属片 2 是热继电器的感测元件，由两种膨胀系数不同的金属片辗压而成。当串联在电动机定子绕组中的热元件有电流流过时，热元件产生的热量使双金属片伸长，由于膨胀系数不同，致使双金属片发生弯曲。电动机正常运行时，双金属片的弯曲程度不足以使热继电器动作。但是当电动机过载时，流过热元件的电流增大，加上时间效应，就会加大双金属片的弯曲程度，最终使双金属片推动导板 3 使热继电器的触点 4 动作，切断电动机的控制电路。热继电器动画演示四、热继电器第35页/共58页四、热继电器3、继电器a）外形 b）结构图 1-电流整定装置 2-主电路接线柱 3-复位按钮 4-常闭触头 5-动作机构 6-热元件 31-常闭触头接线柱32-公共动触头接线柱 33-常开触头接线柱 双金属片式热继电器第36页/共58页1-1.接线端子 2-主双金属片 3-热元件 4-推动导板 5-补偿双金属片 6-常闭触头 7-常开触头 8-复位调节螺钉 9-动触头 110-复位按钮 11-偏心轮 12-支撑件 13-弹簧 四、热继电器3、继电器双金属片式热继电器原理示意图第37页/共58页作用：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3、继电器型式：双金属片式 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。第38页/共58页使用与选择使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。选择：eRed eR：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3、继电器第39页/共58页作用：按整定时间长短通断电路分类：按构成原理分：电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式按延时方式分：通电延时型 断电延时型 五、时间继电器第40页/共58页(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)线圈一般符号 (b)通电延时线圈 (c)断电延时线圈 (d)通电延时闭合动合（常开）触点 (e)通电延时断开动断（常闭）触点（f）断电延时断开动合（常开）触点（g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点 五、时间继电器符号(KT)第41页/共58页作用：根据速度的大小通断电路结构：定子、转子和触头原理：与异步电动机类似参数：动作转速：120rpm 复位转速：100rpm六、速度继电器第42页/共58页定子-由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕组。符号六、速度继电器转子-圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。第43页/共58页压力继电器光电继电器温度继电器七、其它继电器第44页/共58页vv作用：作用：作用：作用：短路短路短路短路和严重过载保护和严重过载保护和严重过载保护和严重过载保护vv应用：串接于被保护电路的首端应用：串接于被保护电路的首端应用：串接于被保护电路的首端应用：串接于被保护电路的首端vv优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻vv分类：分类：分类：分类：其它常用电器其它常用电器瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT无填料密封式RM快速熔断器RS自恢复熔断器1 1、低压熔断器、低压熔断器第45页/共58页瓷插式熔断器2、熔断器第46页/共58页螺旋式熔断器2、熔断器第47页/共58页有填料式熔断器2、熔断器第48页/共58页无填料密封式熔断器2、熔断器第49页/共58页快速熔断器2、熔断器第50页/共58页 由由由由于于于于热热热热继继继继电电电电器器器器是是是是间间间间接接接接受受受受热热热热而而而而动动动动作作作作的的的的，热热热热惯惯惯惯性性性性较较较较大大大大，因因因因而而而而即即即即使使使使通通通通过过过过发发发发热热热热元元元元件件件件的的的的电电电电流流流流短短短短时时时时间间间间内内内内超超超超过过过过整整整整定定定定电电电电流流流流几几几几倍倍倍倍，热热热热继继继继电电电电器器器器也也也也不不不不会会会会立立立立即即即即动动动动作作作作。只只只只有有有有这这这这样样样样，在在在在电电电电动动动动机机机机起起起起动动动动时时时时热热热热继继继继电电电电器器器器才才才才不不不不会会会会因因因因起起起起动动动动电电电电流流流流大大大大而而而而动动动动作作作作，否否否否则则则则电电电电动动动动机机机机将将将将无无无无法法法法起起起起动动动动。反反反反之之之之，如如如如果果果果电电电电流流流流超超超超过过过过整整整整定定定定电电电电流流流流不不不不多多多多，但但但但时时时时间间间间一一一一长长长长也也也也会会会会动动动动作作作作。由由由由此此此此可可可可见见见见，热热热热继继继继电电电电器器器器与与与与熔熔熔熔断断断断器器器器的的的的作作作作用用用用是是是是不不不不同同同同的的的的，热热热热继继继继电电电电器器器器只只只只能能能能作作作作过过过过载载载载保保保保护护护护而而而而不不不不能能能能作作作作短短短短路路路路保保保保护护护护，而而而而熔熔熔熔断断断断器器器器则则则则只只只只能能能能作作作作短短短短路路路路保保保保护护护护而而而而不不不不能能能能作作作作过过过过载载载载保保保保护护护护。在在在在一一一一个个个个较较较较完完完完善善善善的的的的控控控控制制制制电电电电路路路路中中中中，特特特特别别别别是容量较大的电动机中，是容量较大的电动机中，是容量较大的电动机中，是容量较大的电动机中，这两种保护都应具备。这两种保护都应具备。这两种保护都应具备。这两种保护都应具备。第51页/共58页自恢复熔断器2、熔断器第52页/共58页三、低压断路器三、低压断路器三、低压断路器三、低压断路器vv 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失失失失 压时自动分断电路。压时自动分断电路。压时自动分断电路。压时自动分断电路。vv 特点：操作安全，分断能力较高。特点：操作安全，分断能力较高。特点：操作安全，分断能力较高。特点：操作安全，分断能力较高。vv 分类：分类：分类：分类：框架式（万能式）框架式（万能式）框架式（万能式）框架式（万能式）和和和和塑壳式（装置式）塑壳式（装置式）塑壳式（装置式）塑壳式（装置式）vv 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。第53页/共58页万能式低压断路器结构图第54页/共58页塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮电动机的失压保护第55页/共58页第56页/共58页本章小结v开关电器、主令电器、接触器、继电器、熔断器等低压电器的作用、结构、工作原理；v低压电器图形和文字符号；v每种低压电器的技术参数；v低压电器的使用和选择方法。第57页/共58页感谢您的观看！第58页/共58页