电气控制系统常用器件.pptx

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1、2008.1 1主要内容 电器的基本知识 接触器 继电器 开关电器 熔断器 主令电器 信号电器 常用执行器件 常用检测仪表 常用安装附件 第1页/共64页2008.1 2 电器的定义和分类 定义l电器就是根据外界施加的信号和要求，能手动或自动地断开或接通电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电工器械。l低压电器通常指工作在交流电压1200v、直流电压1500v以下的电器，采用电磁原理完成上述功能的低压电器称为电磁式低压电器。1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识第2页/共64页2008.1 31.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识

2、第3页/共64页2008.1 41.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识第4页/共64页2008.1 52.电磁式低压电器的基本结构和工作原理 电磁式低压电器 最常用的低压电器 结构上，由三个主要部分组成： 触头、灭弧装置和电磁机构。1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识第5页/共64页2008.1 62.电磁式低压电器的基本结构和工作原理 触头 是有触点电器的执行部件，通过触头的动作来接通或断开被控制电路，分为动静触头。 形式1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识用于小电流电器中，作辅助触点用于中等容量的触点用于大等容量的主触点第6页/共64页2008.1 72.电磁式低压电

3、器的基本结构和工作原理 触头 触点的初压力、终压力和超程 P6,图14 (a) 常开状态，弹簧被预压紧，初压力防止震动 (b) 闭合过程中的一个中间状态 (c) 闭合后状态，弹簧被进一步压紧，产生冲程，减小接触电阻，防止触点发热。 电弧的产生和灭弧 电弧：是一种气体放电现象，俗称打火 灭弧作用： 保护触头系统，降低电弧对触点的损伤，提高触点的分断能力。 灭弧方法：（了解） 多断点灭弧，磁吹式灭弧，窄缝灭弧，灭弧栅，灭弧罩1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识第7页/共64页2008.1 82.电磁式低压电器的基本结构和工作原理 电磁机构 作用：电磁机构是电磁式低压电器的感测部件，它的作用

4、是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作使之闭合或断开，从而实现电路的接通或分断。 结构：1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识1第8页/共64页2008.1 92.电磁式低压电器的基本结构和工作原理 电磁机构 工作原理 吸力特性：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙的关系曲线称为吸力特性 。 反力特性：电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙的关系曲线称为反力特性。 吸力和反力的配合：吸力大于反力1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识1 2 3第9页/共64页2008.1 102.电磁式低压电器的基本结构和工作原理 电磁机构 输入/输出特性：继电器特性（回环特性）1.1 1.1 电器的基础知

5、识电器的基础知识第10页/共64页2008.1 112.电磁式低压电器的基本结构和工作原理 电磁机构工作原理的实质 线圈通电，衔铁就会动作：常开触点吸合，常闭触点断开； 线圈断电，衔铁就被释放，恢复原位：常开触点断开，常闭触点吸合。1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识第11页/共64页2008.1 12接触器的用途和分类 定义 接触器是用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路的自动控制电器。 用途 控制电动机的起动、反转、制动和调速等 。 控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。 分类 交流接触器、直流接触器1.2 1.2 接触器接触器第12页/共64页2008.

6、1 132.接触器的组成和工作原理 组成 电磁机构、主触点和灭弧系统、辅助触点、反力装置、支架和底座。 工作原理 实质：使用电磁机构1.2 1.2 接触器接触器CJ20接触器第13页/共64页2008.1 142.接触器的组成和工作原理 结构及工作原理图1.2 1.2 接触器接触器常闭触点线圈电源常开触点第14页/共64页2008.1 152.接触器的组成和工作原理 图形和文字符号1.2 1.2 接触器接触器第15页/共64页2008.1 163. 接触器的技术参数 额定电压：主触点的额定电压，标注在铭牌上 额定电流：主触点的额定电流，标注在铭牌上 线圈额定电压：常用有交流220V，380V；

7、直流24V，220V 接通和分断能力：在规定条件下能可靠接通和分断的电流值1.2 1.2 接触器接触器第16页/共64页2008.1 174. 接触器的选择 根据负载类型选择接触器种类（P13,表11） 根据负载大小选额定电流 按选定的控制电路电压选择线圈额定电压 选择交流接触器的经验法 对额定电压为380 V的接触器，如果知道了电动机的额定功率，则相应的接触器的额定电流约是电机功率的2倍。1.2 1.2 接触器接触器第17页/共64页2008.1 18继电器的定义和分类 定义继电器是根据某种输入信号来接通或断开小电流控制电路，实现远距离控制和保护的自动控制电器。其输入量可以是电流、电压等电量

8、，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量，而输出则是触头的动作或者是电路参数的变化。1.3 1.3 继电器继电器第18页/共64页2008.1 19继电器的定义和分类 分类继电器的种类很多， 按输入信号的性质分为：电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等。 按工作原理分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等。 按输出形式分为：有触点和无触点两类。 按用途分为：控制用和保护用继电器等。1.3 1.3 继电器继电器第19页/共64页2008.1 20电磁式继电器l电压继电器：过电压和欠电压继电器l电流继电器：过电流和欠电流继电器 l中

9、间继电器：是一种电压继电器l表示符号1.3 1.3 继电器继电器 中间继电器第20页/共64页2008.1 211.电磁式继电器l中间继电器和接触器的区别：相同点：输入信号都是电压，都是利用电磁机构的工作原理进行工作的。不同点：中间继电器用于小电流的控制电路，在控制电路中起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用来扩展触点数量，实现逻辑控制。 接触器用于频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路。 它是一种执行电器。它的触点分为主触点和辅助触点，大部分情况下它还带有灭弧装置。1.3 1.3 继电器继电器第21页/共64页2008.1 222.热继电器l热继电器的作用和分类l作用当三相

10、交流电动机出现长期带负荷欠电压运行、长期过载运行以及长期单相运行等不正常情况时，会导致电动机绕组严重过热乃至烧坏。 用于电动机的过载保护l分类单相、两相和三相式共三种类型，其中三相式热继电器常用于三相交流电动机做过载保护。按功能来分，三相式热继电器又有不带断相保护和带断相保护两种类型。1.3 1.3 继电器继电器第22页/共64页2008.1 232.热继电器l电动机的过载特性和热继电器的保护特性反时限特性 R I2 t = 常数1.3 1.3 继电器继电器过载特性保护特性第23页/共64页2008.1 242.热继电器l工作原理热继电器主要由热元件、双金属片、触头系统等组成。 1.3 1.3

11、 继电器继电器第24页/共64页2008.1 252.热继电器l表示符号l控制电路中最常用的是热继电器的常闭触点，热继电器是怎样保护电机的？1.3 1.3 继电器继电器第25页/共64页2008.1 262.热继电器l产品一般和接触器配合使用，连接方便。l选用额定电流：约为电动机额定电流的80%左右。由于热继电器的保护特性为反时限特性，所以对于可逆运行和频繁通断的电动机，不宜采用热继电器保护，必要时可以选用装入电动机内部的温度继电器。1.3 1.3 继电器继电器第26页/共64页2008.1 273.时间继电器 最为常用的一种控制电器。l作用l分类：通电延时型、断电延时型。 通电延时：延时闭合

12、，即得电时间T闭合，失电立即断开 断电延时：延时断开，即断电时间T断开，得电立即闭合最常用的是电子式时间继电器，其他产品已基本淘汰。l表示符号：1.3 1.3 继电器继电器通电延时断电延时瞬动触点通电延时闭合常开通电延时断开常闭断电延时断开常开断电延时闭合常闭第27页/共64页2008.1 283.时间继电器 1.3 1.3 继电器继电器第28页/共64页2008.1 294.速度继电器l作用：主要应用于三相笼型异步电动机的反接制动中，因此又称为反接制动控制器。 l组成：主要由定子、转子和触点三部分组成 。l工作原理：感生电流产生力矩 P20图1-20ln120r/min，触点动作， n100

13、r/min，触点复位l表示符号1.3 1.3 继电器继电器第29页/共64页2008.1 305.温度继电器l作用：主要应用于温度检测和保护。用于对非电流原因引起的发热做保护。应用于精度要求不高的场合。 l组成和工作原理l符号 BT1.3 1.3 继电器继电器BTBT温度继电器（双金属片型）温度继电器常闭触点温度温度继电器常闭触点温度设定值动作第30页/共64页2008.1 316.液位继电器l作用：用于液位检测。应用于精度要求不高的场合。 高精度的液位传感器有差压式等产品。 1.3 1.3 继电器继电器第31页/共64页2008.1 327.压力继电器l作用： 通过检测各种气体和液体压力的变

14、化，压力继电器可以发出信号，实现对压力的检测和控制。l工作原理1.3 1.3 继电器继电器第32页/共64页2008.1 338.固态继电器定义：可控硅通过光电隔离触发，满足条件就接通。可以理解成一个光耦。特点：无触点用于触点频繁动作的场合。1.3 1.3 继电器继电器第33页/共64页2008.1 34 作用和分类 作用 开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统，用作电源的隔离、电气设备的保护和控制。 分类 手动开关和自动开关，即刀开关和低压断路器1.4 1.4 开关电器开关电器第34页/共64页2008.1 352. 刀开关 作用 刀开关俗称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的一种手

15、动电器。主要用于接通和切断长期工作设备的电源及不经常起动及制动、容量小于7.5KW的异步电动机。 分类 按刀数可分为单极、双极和三极 安装：刀口在上面，以防断电时由于重力而闭合。 刀开关现在已较少使用，被断路器取代1.4 1.4 开关电器开关电器第35页/共64页2008.1 363. 低压断路器俗称空气开关，是一种自动开关。 作用 用于分配电能、不频繁地启动异步电动机以及对电源线路及电动机等的保护。当发生严重的过载、短路或欠电压等故障时能自动切断电路。是低压配电线路应用非常广泛的一种保护电器。 它相当于闸刀开关、过流继电器、欠压继电器、热继电器和漏电保护器的组合，而且短路、过流或过载跳闸后，

16、只要排除故障，推上即可，不需要换熔断器，因而很受欢迎。 结构和工作原理 组成：触头、灭弧系统和各种脱扣器 1.4 1.4 开关电器开关电器第36页/共64页2008.1 373.低压断路器 结构和工作原理 过电流脱扣器 失压脱扣器 热脱扣器 远程控制脱扣器1.4 1.4 开关电器开关电器1 1主触头；2-2-自由脱扣器；3-3-过电流脱扣器4-4-分励脱扣器；5-5-热脱扣器；6-6-失压脱扣器；7-7-按钮第37页/共64页2008.1 383. 低压断路器 表示符号 主要参数： 额定电压：长期允许电源的额定电压 额定电流：长期允许负载的额定电压 通断能力：指极限分断短路电流值 分断时间：发

17、生故障到负载断电的时间，越快越好 产品类型介绍 从小到大、从简单的到智能化负载的产品1.4 1.4 开关电器开关电器第38页/共64页2008.1 393. 低压断路器 产品图片1.4 1.4 开关电器开关电器第39页/共64页2008.1 403. 低压断路器 选择 主要是选择额定电流、额定电压 对单台设备： IZKIq 式中，k为安全系数，可取1.51.7；Iq 电动机的起动电流。 对多台电动机：IZK(Iqmax+ 电路中其它的工作电流) 式中，k也可取1.51.7；Iqmax 为最大一台电动机的起动电流。1.4 1.4 开关电器开关电器第40页/共64页2008.1 41 熔断器的作用

18、、结构和分类 俗称保险丝、秀丝，为铅丝、锡丝、合金丝 作用：熔断器基于电流热效应原理和发热元件热熔断原理设计，具有一定的瞬动特性，用于电路的短路保护和严重过载保护。速度快于空开。 结构：熔断器在结构上主要由熔断管（或盖、座）、熔体及导电部件等部分组成。其中熔体是主要部分，它既是感测元件又是执行元件。 工作原理：熔断器串接于被保护电路，当电路发生短路或过载故障时，通过熔体的电流使其发热，当达到熔化温度时熔体自行熔断，从而分断故障电路，保护设备和人身安全。 分类1.5 1.5 熔断器熔断器第41页/共64页2008.1 42 熔断器的作用、结构和分类 产品1.5 1.5 熔断器熔断器第42页/共6

19、4页2008.1 432. 熔断器的保护特性 熔断器的保护特性亦称安秒特性，是指熔体的熔化电流与熔化时间之间的关系，它和热继电器的保护特性一样，也具有反时限特性。 1.5 1.5 熔断器熔断器Ir:最小熔化电流Ire：额定电流融化系数 Kr = Ir/Ire铅、锡、锌：Kr小，快，但电阻系数大，熔体粗，不利于灭弧。铝、铜、银： Kr大，慢，但电阻系数小，熔体细，利于灭弧。第43页/共64页2008.1 443.表示符号 4.熔断器的技术参数 额定电压：长期工作和分断后能承受的电压，电气设备额定电压 额定电流：温升不超过规定值时所能承受的电流，熔断管的种类少，熔断体的种类多 极限分断能力 ：能分

20、断的最大电流，再大了，拉弧分不断1.5 1.5 熔断器熔断器第44页/共64页2008.1 455.熔断器的选择 类型选择 依据负载的保护特性和短路电流的大小 小容量的照明、电机，短路电流不会太大，应选Kr小的 大容量的照明、电机，还要考虑分断能力，应选Kr大的 溶体额定电流的选择 对阻性负载：IreIe 对单台电动机：Ire(1.52.5)Ie 对单台频繁启动的电动机：Ire(33.5)Ie 对多台电动机：Ire(1.52.5)Iemax+Ie 1.5 1.5 熔断器熔断器第45页/共64页2008.1 466.熔断器和热继电器的区别 相同点：都属于电流保护电器，都具有反时限特性。 不同点：

21、 熔断器主要用于短路保护，热继电器用于过载保护； 熔断器利用的是热熔断原理，要求溶体有较高的熔断系数；热继电器利用的是热膨胀原理，要求双金属片有较高的膨胀系数； 热继电器保护有较大的延迟性，而短路保护要求熔断器的动作必须具有瞬时性。 1.5 1.5 熔断器熔断器第46页/共64页2008.1 47 主令电器的定义和作用 定义： 是一种发号司令的电器，在自动控制系统中用于发送和转换控制命令。 作用： 主令电器用于控制电路，不能直接分合主电路。 分类 按钮、转换开关、行程开关、接近开关、光电开关、指示灯等1.6 1.6 主令电器主令电器第47页/共64页2008.1 482.控制按钮 作用：在控制

22、电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等。 工作原理 注意常开触点未闭合而常闭触点已分离的瞬间。1.6 1.6 主令电器主令电器常闭触点常开触点第48页/共64页2008.1 492.控制按钮 表示符号 产品介绍 1.6 1.6 主令电器主令电器第49页/共64页2008.1 503.转换开关 作用转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。广泛应用于各种配电装置的电源隔离、电路转换、电动机远距离控制等，也常作为电压表、电流表的换相开关，还可用于控制小容量的电动机。 结构示意图见P31图1-34 表示符号 SF 和都表示闭合1.6 1.6 主令电器主令电器第50页/共64页2008.1

23、 514.行程开关 作用用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器件。 表示符号 由于机械触点易磨损，反应速度慢，所以在重要场合已不再使用有触点的行程开关了。1.6 1.6 主令电器主令电器第51页/共64页2008.1 525.接近开关 特点非接触、无触点。 作用不仅用于行程控制和限位保护，还用于高速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、零件尺寸以及无触点按钮等。既使用于一般行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命和对恶劣环境的适应能力也优于一般机械式行程开关。 产品类型测量金属物体和非金属物体的产品。 缺点测量距离短，抗电磁干扰能力差。1.6 1.6 主令电器主令电

24、器第52页/共64页2008.1 535.接近开关6.表示符号1.6 1.6 主令电器主令电器BGBG第53页/共64页2008.1 546.光电开关 特点非接触、无触点，测量距离长，能方便地检测非金属材料。它具有体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗电磁干扰能力强等优点。 作用可非接触、无损伤地检测和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。目前，光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出以及安全防护等诸多领域。 产品类型对射式、反射式等。 缺点对周围的杂散光的干扰有一定要

25、求。 工作原理利用光源、光敏器件等发射和接收。1.6 1.6 主令电器主令电器第54页/共64页2008.1 556.光电开关7.表示符号 KF1.6 1.6 主令电器主令电器第55页/共64页2008.1 56 指示灯 作用指示灯在各类电器设备及电气线路中做电源指示及指挥信号、预告信号、运行信号、事故信号及其它信号的指示。 产品种类1.7 1.7 信号电器信号电器第56页/共64页2008.1 572.蜂鸣器和电铃 作用3.表示符号1.7 1.7 信号电器信号电器第57页/共64页2008.1 58 什么是执行电器？ 作用：根据控制系统的输出执行动作 电磁执行器件 电磁铁：电磁机构原理，将电

26、磁能转化成机械能 电磁阀 作用： 分类 电磁制动器 表示符号1.8 1.8 常用执行器件常用执行器件第58页/共64页2008.1 593.常用驱动设备 伺服电动机 步进电机1.8 1.8 常用执行器件常用执行器件第59页/共64页2008.1 60 检测仪表的作用 变送器 传感器的作用 变送器的作用 变送器的工作原理1.9 1.9 常用检测仪表常用检测仪表第60页/共64页2008.1 613.常用检测仪表 压力检测及变送器 流量检测及流量计 温度检测及变送器4.表示符号1.9 1.9 常用检测仪表常用检测仪表第61页/共64页2008.1 62 安装附件的作用 种类1.10 1.10 常用安装附件常用安装附件第62页/共64页2008.1 63本章小结 讲课内容回顾 学习要求知道常用低压电器的作用、选用 课外要求浏览专业期刊上和专业网站上的有关低压电器的广告，以了解最新的电器产品发展动态和市场情况。本章作业本章小结本章小结第63页/共64页2008.1 64感谢您的观看！第64页/共64页