2022年电气控制技术 .pdf
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1、工厂电气控制技术现代电气自动控制技术,黄向慧等,机械工业出版社工厂电气控制技术,方承远等,机械工业出版社电气控制技术专业课程的性质电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置或者系统为对象,以实现生产过程自动化的控制技术。在电气控制技术中,其控制系统是主要的组成部份。本门课程就是将电气控制系统作为主要的研究对象进行理论和实践这两个环节的学习和探讨。在现今社会中, 电气控制技术已在各行各业中被广泛应用,其电气控制系统已经是实现工业生产自动化的重要的技术手段。因此,电气控制技术是一门理论性和实践性极强的专业技术课。电气控制技术课程的学习内容1、电气控制系统中常用电器的基础知识;2、电气控制系统的基本
2、控制原理;3、电气控制线路的基本环节;4、典型生产机械控制电路分析;5、电气控制线路的设计、原理图的绘制及元件选用;6、电气控制系统的日常保养与检修;7、实际操作。学习电气控制技术课程的目的(基本要求)1、熟悉常用控制电器元件的结构、工作原理、用途、型号,并能够正确选用;2、熟悉电气控制线路的基本环节,对一般的电气控制线路具有独立分析能力;3、初步具有对相对比较简单的电气控制系统进行改造和设计的能力;4、初步具有对一般的继电器接触器控制线路故障的分析、检查和排除故障的能力;5、初步具有独立完成相对简单控制电路的装配和调试能力。重点掌握电气控制技术课程的内容1、常用控制电器元件的文字与图形符号(
3、GB 符号) ;2、电气控制线路原理图的绘制规则;3、电气控制系统的基本控制原理、基本环节;4、典型的控制电路分析;5、常见故障的分析与解决方法。重点掌握电气控制技术课程的内容1、常用控制电器元件的文字与图形符号(GB 符号) ;2、电气控制线路原理图的绘制规则;3、电气控制系统的基本控制原理、基本环节;4、典型的控制电路分析;5、常见故障的分析与解决方法。总目录第 1 篇电气控制第 1 章常用低压控制电器第 2 章电气控制线路的基本环节名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第
4、 1 页,共 11 页 - - - - - - - - - 第 3 章生产机械电气控制线路分析第 4 章 电气控制线路的设计及元器件选择第 2 篇可编程控制器第 5 章可编程控制器的组成及工作原理第 6 章可编程控制器的指令第 7 章可编程控制器的应用第 8 章可编程控制器的通信及网络第 1 章常用低压控制电器11 主令电器12 低压开关类电器13 熔断器14 接触器15 继电器“ 电气” 与“ 电器 ” 的区别*什么是 “ 电气” ?“ 电气” 是一个宏观的概念。其所涵盖的内容涉及电能的生产、传输、分配、使用和控制技术与设备等等相关的工程领域。其所涉及的相关学科知识主要有:外语、数学、工程数
5、学、电网络理论、电磁场理论、电力电子、电力系统可靠性分析方法、高压绝缘理论、电力系统及其自动化、电力系统安全及其监测装置、高压绝缘测试技术、电工理论研究新进展、计算机应用技术基础、现代管理学基础等。“ 电气” ,是对电气系统工程的统称。*什么是 “ 电器” ?“ 电器 ” 是相对于 “ 电气 ” 来说而相对微观的一个概念。所涵盖的内容涉及到“ 电气工程 ” 中所应用到的电力装置、设备或器件总成。*“ 电器” 根据其适用环境、应用范围等,细化分种类繁多。*电器按其工作电压等级可分为高压电器和低压电器。电气控制技术是以各类电动机作为牵引动力的传动装置和与其相对应的电气控制系统为对象,实现生产过程自
6、动化的控制技术。电气控制系统是由各种控制电器、连接导线组成,以实现对生产机械设备进行电气控制的体系;是电气控制技术具体体现的主干部分;是实现工业生产自动化的重要的技术手段。电气控制技术的发展概况在控制方法上,从手动控制发展到自动控制;在控制功能上,从简单控制发展到智能化控制;在控制操作上,从繁琐笨重发展到信息化处理;在控制原理上,从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计算机为中心的网络化自动控制系统。第 1 章常用低压控制电器低压电器:交流 1000V、直流 1200V 及以下的电器。用途:对供电、用电系统进行开关、控制、保护和调节。分类:根据控制对象,分为配电电器(刀开关
7、、转换开关、空气断路器和熔断器等 )和控制电器 (接触器、起动器和各种控制继电器等)。按操作方式不同,可将低压电器分为自动电器和手动电器。通过电器本身参数变化或外来信号(如电、磁、光、热等)自动完成接通、分断、起动、反向和名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 11 页 - - - - - - - - - 停止等动作的电器称为自动电器。常用的自动电器有接触器、继电器等。通过人力直接操作来完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为手动电器。常用的手动电器有刀开
8、关、转换开关和主令电器等本章重点:主要介绍主令电器、低压开关类电器、熔断器、接触器、继电器等低压电器的结构和工作原理。11 主令电器用于自动控制系统中发出指令的操作电器111 按钮开关用于短时接通或分断小电流电路的手动控制电器外形和结构见图1-1,主要由按钮帽、复位弹簧、常开触头、常闭触头、接线桩、外壳等组成第 1 章常用低压控制电器112 行程开关又称限位开关或位置开关。它的作用与按钮相同,只是其触点的动作不是靠手动操作,而是利用生产机械某些运动部件上的挡铁碰撞其滚轮使触头动作来实现接通或分断电路的。作用:利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来接通或分断电路,从而限制机械运动的行程、位置或
9、改变其运动状态,实现自动控制。分类:直动式(按钮式) 、滚轮式(旋转式)。第 1 章常用低压控制电器特点:直动式:触点分合速度取决于挡块移动速度,触点动作慢。滚轮式:有盘形弹簧机构,能瞬时动作。选用原则:主要根据被控电路特点、要求及生产现场条件和所需触头数量、种类等因素综合考虑。接近开关接近式位置开关是一种非接触式的位置开关,简称接近开关。它由感应头、高频振荡器、放大器和外壳组成。当运动部件与接近开关的感应头接近时,就使其输出一个电信号。接近开关包括电感式和电容式两种。电感式接近开关的感应头是一个具有铁氧体磁心的电感线圈,只能用于检测金属体。振荡器在感应头表面产生一个交变磁场,当金属块接近感应
10、头时,金属中产生的涡流吸收了振荡的能量,使振荡减弱以至停振,因而存在振荡和停振两种信号,经整形放大器转换成二进制的开关信号,从而起到 “ 开” 、“ 关” 的控制作用。电容式接近开关这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板,而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时,不论它是否为导体,由于它的接近,总要使电容的介电常数发生变化,从而使电容量发生变化,使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化,由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象,不限于导体,可以绝缘的液体或粉状物等。常用的电感式接近开关型号有LJ1、 LJ2 等系列,电容
11、式接近开关型号有LXJ15 、 TC 等系列产品。接近开关的选型名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 11 页 - - - - - - - - - 对于不同的材质的检测体和不同的检测距离,应选用不同类型的接近开关, 以使其在系统中具有高的性能价格比,为此在选型中应遵循以下原则:1.当检测体为金属材料时,应选用高频振荡型接近开关,该类型接近开关对铁镍、 A3 钢类检测体检测最灵敏。对铝、黄铜和不锈钢类检测体,其检测灵敏度就低。2.当检测体为非金属材料时,如;木材、
12、纸张、塑料、玻璃和水等,应选用电容型接近开关。接近开关技术指标检测1.动作距离测定 :当动作片由正面靠近接近开关的感应面时,使接近开关动作的距离为接近开关的最大动作距离,测得的数据应在产品的参数范围内。2.释放距离的测定 :当动作片由正面离开接近开关的感应面,开关由动作转为释放时,测定动作片离开感应面的最大距离。1.1.4主令控制器作用:按照预定程序转换控制电路,在控制系统中发布命令,通过接触器实现对电动机的起动、制动、调速和反转控制。12 低压开关类电器常用刀开关、转换开关、自动开关三类.121 刀开关刀开关(手柄闸刀式开关)是低压配电电器中结构最简单、应用最广泛的电器。广泛应用于照明电路、
13、小容量(5.5KW 及以下)的动力电路且不频繁启动的控制电路中。刀开关按极数分为单级、双极和三级;按操作方式分为直接手柄操作式、杠杆操作机构式和电动操作机构式;按刀开关可转换的方向分为单投式和双投式。刀开关是一种结构较为简单的手动电器,主要由手柄、触刀、静插座和绝缘底板等组成,如下图所示。刀开关在切断电源时会产生电弧,因此在安装刀开关时手柄必须朝上,不得倒装或平装。接线时应将电源线接在上端,负载接在下端,这样拉闸后刀片与电源隔离,可防止意外发生。常 用 的 刀 开 关 种 类:(1)胶盖闸刀开关:胶盖闸刀开关又称为开启式负荷开关。(2)铁壳开关:铁壳开关又称为封闭式负荷开关。一般应用于不频繁地
14、接通和分断负荷电路,也可以用作15KW 以下的电动机的不频繁启动的控制开关。(3)熔断器式刀开关:熔断器式刀开关即熔断器式隔离开关。是一种以熔断体或带有熔断体的载融件作为动触点的隔离开关。1胶盖闸刀开关用途:又称开启式负荷开关,广泛用作照明电路和小容量(55KW 及以下)动力电路不频繁起动控制开关2. 铁壳开关用途:又称封闭式负荷开关,可不频繁地接通和分断负荷电路,也可用作15KW以下电动机不频繁起动的控制开关. 三相交流异步电动机:功率N(kW)=根下 3电压 U(V)电流 I(A) , 所以 I=N/(根下 3U)单相交流电动机功率N(kW)=电压 U(V)电流 I(A) ,所以 I=N/
15、U 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 11 页 - - - - - - - - - 结构:见图 1-11 示。铸铁壳内装有由刀片和夹座组成的触头系统、熔断器和速断弹簧, 30A 以上的还装有灭弧罩 .1. 2. 2 组合开关组合开关又称为转换开关,是由多节触点组合而成的一种手动控制电器。万能转换开关是一种多档式,控制多回路的主令电器,一般可作为多种配电装置的远距离控制,也可作为电压表、电流表的换相开关,还可作为5.5KW 以下的电动机小容量电动机的起动、制动
16、、调速及正反向转换的控制。其触头档数多、换接线路多、用途广泛,故有“ 万能” 之称万能转换开关主要由操作机构、面板、手柄及数个触点座等部件组成,并用螺栓组装成为一个整体。万能转换开关的图形符号及文字符号如下图所示。图中水平方向的数字13 表示触点编号,垂直方向的文字“ 左” 、“ 0 ”、“ 右” 表示手柄的操作位置(档位) ,虚线表示手柄操作的联动线。在不同的操作位置,各对触点的通、断状态的表示方法为:在触点的下方与虚线相交位置有黑色圆点表示在对应操作位置时触点接通,没涂黑色圆点表示在该操作位置不通。组合开关特点:体积小、寿命长、结构简单、操作方便、灭弧性能较好. 选用原则 :应根据电源种类
17、、电压等级、所需触头数量及电动机容量进行选择。1. 2. 3 自动开关用途:又称自动空气开关或自动空气断路器。用于分断和接通低压负荷电路,控制电动机的运行和停止。是一种既可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流,又可以接通和分断短路电流的开关电器。功能:具有过载、短路、失压保护,能自动切断故障电路,保护用电设备的安全。分类:装置式和万能式 . 型号含义1结构和工作原理主要由触头、灭弧装置、操作机构、保护装置(各种脱扣器)等组成。主触头闭合后,自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。过电流脱扣器线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联,欠电压脱扣器线圈与电源并联。电路短路或严重过载时,过电流脱扣器的衔铁吸合
18、,使自由脱扣机构动作,主触头断开主电路 ;电路过载时,热脱扣器的热元件发热使双金属片弯曲变形,顶动自由脱扣机构动作;电路欠电压时,欠电压脱扣器的衔铁释放,也使自由脱扣机构动作;分励脱扣器则用作远距离分断电路2装置式自动开关用途:又叫塑壳式自动开关,用于电动机及照明系统的控制、供电线路的保护等。主要型号 :DZ5、DZ10、DZ15、DZ20 等系列。3万能式自动开关又称框架式自动开关,由具有绝缘衬垫的框架结构底座将所有构件组装在一起,用于配电网络的保护. 主要型号 :DW10、DW15 系列自动开关 装置式自动开关装置式自动开关又称为塑壳式自动开关。装置式自动开关可通过手动或者电动的方式来进行
19、分合闸的操作。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 11 页 - - - - - - - - - 装置式自动开关主要用于电动机及照明系统的控制、供电线路的保护等。自动开关 万能式自动开关万能式自动开关又称为框架式自动开关或万能式自动断路器。万能式自动开关是指以具有绝缘衬垫的框架结构,底座将所有构件组成一个整体并具有多种结构变化方式,能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流,也能在规定的非正常电路条件(如短路)下接通、承载一定时间和分断电流的开关电器自动开关的选用
20、原则(一)根据线路对保护的要求确定自动开关的类型和保护形式;自动开关的额定电压应等于或大于被保护线路的额定电压;自动开关欠压脱扣器额定电压应等于被保护线路的额定电压;自动开关的额定电流及过流脱扣器的额定电流应大于或等于被保护线路的计算电流;自动开关的极限分断能力应大于线路的最大短路电流的有效值。配电线路中的上、下级自动开关的保护特性应协调配合,下级的保护特性应位于上级保护特性的下方且不相交。自动开关的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流。13 熔断器用途:低压电路和电动机控制电路作短路保护. 类型:插入式、螺旋式、无填料封闭管式、填料封闭管式等. 型号含义 :熔断器的结构和工作原理熔断器主要
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