电气控制与PLC工程应用电子课件-第1章.ppt

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1、第1章常用低压电器,1.1低压电器概述1.2刀开关与低压断路器1.3熔断器与接触器1.4继电器与行程开关1.5其他常用电器,1.1低压电器概述,1.1.1低压电器的分类1.1.2低压电器的发展1.1.3低压电器的基本结构,1.1 常用低压电器的分类,1.按用途或控制对象分类1、配电电器： 主要用于低压配电系统中。2、控制电器： 主要用于电气传动系统中。2.按动作方式分类1、自动电器：依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作。2、手动电器：用手动操作来进行切换的电器，3.按触点类型分类1、有触点电器：并利用触点的接通和分断来切换电路。2、无触点电器：无可分离的触点。主要利用电

2、子元件的开关效应，即导通和截止来实现电路的通、断控制。如接近开关、霍尔开关、电子式时间继电器、固态继电器等。4.按工作原理分类1、电磁式电器：根据电磁感应原理动作的电器。如接触器、继电器、电磁铁等。2、非电量控制电器：依靠外力或非电量信号(如速度、压力、温度等)的变化而动作的电器。如转换开关、行程开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。5.按低压电器型号分类：为了便于了解和文字符号和各种低压电器的特点，采用我国国产低压电器产品型号编制办法（JB2930-81.10）的分类方法(参见附录一)，将低压电器分为13个大类，每个大类用一位汉语拼音字母作为该产品型号的首字母。型号第二位汉语拼音字母表

3、示该类电器的各种形式。,交流接触器,低压断路器,2.按动作特点分类,1)手动操作电器：由操作人员手动发出控制指令或设备在生产过程中经外力触发的电器，如按钮、行程开关等。2)自动电器：利用电磁吸力自动完成动作的电器，如接触器、继电器、电磁阀等。,3.按工作原理分类,1)电磁式：利用电磁感应原理工作，如接触器、电磁式继电器等。2)非电量控制：利用外力或某种非电物理量的变化而动作，如刀开关、行程开关、按钮等。,1.1.2低压电器的发展,1.小型化2.智能化3.网络化4.微电子化5.模块化和组合化,1.2刀开关与低压断路器,刀开关HD/HS系列,1.2.1 HD型单投刀开关,(a)为直接手动操作, (

4、b)为手柄操作, (c)(h)为刀开关的图形符号和文字符号。其中(c)为一般图形符号，(d)为手动符号 (e)为三极单投刀开关符号、当刀开关用作隔离开关时，其图形符号上加有一横杠，如图 (f)、(g)、(h) 所示。,图1- 1 HD型单投刀开关示意图及图形符号,1.2.2 HS型双投刀开关,HS型双投刀开关也称转换开关，其作用和单投刀开关类似，常用于双电源的切换或双供电线路的切换等，,图1- 2 HS型双投刀开关示意图及图形符号,1.2.1刀开关与组合开关,组合开关HZ10系列-3,图1-5刀开关结构1静插座2手柄3触刀4交链支座5绝缘底板,图1-6刀开关的表示符号a)单极b)双极c)三极,

5、图1-7组合开关示意图,组合开关的表示符号,图1-9万能转换开关结构示意图,图1-11ABG12-2.8N/3电动机可逆转开关触点通断图,表1-1ABG12-2.8N/3电动机可逆转开关触点通断表,1.2.2低压断路器,1.低压断路器的主要技术参数2.低压断路器的保护特性,DZ20系列塑壳式断路器额定绝缘电压为660V, 交流50Hz或60Hz，额定工作电压380V及以下，额定电流至1250A，一般作为配电用，额定电流225A及以下和4 00Y型的断路器亦可作为保护电动机用。在正常情况下，断路器可分别作为线路不频繁转换及电动机的不频繁起动之用。,图1-12断路器工作原理1主触点2锁键3搭钩4转

6、轴5杠杆6弹簧7衔铁8欠电压脱扣器9加热电阻丝10热脱扣器双金属片11衔铁12过电流脱扣器13分断弹簧,1.低压断路器的主要技术参数,(1)额定电压(2)额定电流(3)通断能力(4)分断时间,断路器DZ20系列-3,2.低压断路器的保护特性,图1-13低压断路器的保护特性1保护对象的发热特性2低压断路器的保护特性,图1-14断路器的表示符号,1.3熔断器与接触器,1.3.1熔断器1.3.2接触器,1.3.1熔断器,1.熔断器的结构及保护特性2.熔断器的类型3.熔断器所装熔体额定电流的选择,熔断器的主要技术参数,熔断器主要技术参数包括额定电压、熔体额定电流、熔断器额定电流、极限分断能力等。 (1

7、)额定电压：指保证熔断器能长期正常工作的电压。 (2)熔体额定电流：指熔体长期通过而不会熔断的电流。 (3)熔断器额定电流：指保证熔断器能长期正常工作的电流。(4)极限分断能力：指熔断器在额定电压下所能开断的最大短路电流。在电路中出现最大电流一般是指短路电流值。所以，极限分断能力也反映了熔断器分断短路电流的能力。,表1-2熔断器的安秒特性,图1-15熔断器的保护特性,2.熔断器的类型,(1)瓷插式熔断器(2)有填料封闭管式熔断器(3)螺旋式熔断器,(1)瓷插式熔断器,图1-16瓷插式熔断器1瓷底座2动触点3熔体4瓷插件5静触点,(2)有填料封闭管式熔断器,图1-17有填料封闭管式熔断器a)RT

8、14系列b)RT15系列,(3)螺旋式熔断器,图1-18螺旋式熔断器1瓷帽2熔心3底座,3.熔断器所装熔体额定电流的选择,1)对于照明电路等没有冲击电流的负载，应使熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流，即2)对于电动机类负载，要考虑起动时的冲击电流，按下式计算：3)对于多台电动机由一个熔断器保护时，熔体额定电流应按下式计算：4)减压起动的电动机选用熔体的额定电流等于或略大于电动机的额定电流。,1.3.2接触器,1.交流接触器2.直流接触器3.接触器主触点额定电流的选择4.接触器吸引线圈电压的选择,交流接触器的结构示意图及图形符号,接触器,接触器主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组

9、等。能频繁地接通或断开交直流主电路，实现远距离自动控制。,CZ18系列直流接触器,1.交流接触器,1)触点系统。2)电磁机构。3)灭弧装置。4)其他部分。,图1-20交流接触器的工作原理,11.1.3 交流接触器,图1-21直流接触器的结构1铁心2线圈3衔铁4静触点5动触点6辅助触点7、8接线柱9反作用弹簧10底板,图1-22接触器的表示符号a)线圈b)主触点c)动合辅助触点d)动断辅助触点,控制继电器,控制继电器用于电路的逻辑控制，继电器具有逻辑记忆功能，能组成复杂的逻辑控制电路，继电器用于将某种电量(如电压、电流)或非电量(如温度压力转速时间等)的变化量转换为开关量 以实现对电路的自动控制

10、功能。继电器的种类：按输入量分可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器、压力继电器等。按工作原理可分为电磁式、感应式、电动式、电子式等。按用途分可为控制继电器、保护继电器等。按输入量变化形式可分为有无继电器和量度继电器。有无继电器是根据输入量的有或无来动作的，无输入量时继电器不动作，有输入量时继电器动作。如中间继电器、通用继电器、时间继电器等。量度继电器是根据输入量的变化来动作的，工作时其输入量是一直存在的，只有当输入量达到一定值时继电器才动作。如电流继电器、电压继电器、热继电器、速度继电器、压力继电器、液位继电器等。,电磁式继电器,电磁式继电器广泛地应用于低压控制系统中，常用的电

11、磁式继电器有电流继电器、电压继电器、中间继电器以及各种小型通用继电器等。,图1- 11直流电磁式继电器结构示意图,小型通用继电器,1.4继电器与行程开关,1.4.1继电器1.4.2行程开关,1.4.1继电器,1.电流继电器2.电压继电器3.中间继电器4.时间继电器5.热继电器6.速度继电器,1 电流继电器和电压继电器,1、电流继电器电流继电器的输入量是电流，它是根据输入电流大小而动作的继电器。电流继电器的线圈串入电路中，以反映电路电流的变化，其线圈匝数少、导线粗、阻抗小。电流继电器可分为：欠电流继电器、过电流继电器。,图1- 13电流继电器的图形符号和文字符号,JL12系列电流继电器,DL-2

12、0C电流继电器,图1-23电流继电器的表示符号a)欠电流继电器b)过电流继电器,2、电压继电器,电压继电器的输入量是电路的电压大小，电压继电器根据输入电压大小而动作。与电流继电器类似电压继电器也分为欠电压继电器和过电压继电器两种。 电压继电器工作时并联在电路中，因此线圈匝数多，导线细，阻抗大，反映电路中电压的变化，用于电路的电压保护。,图1- 14电压继电器的图形符号和文字符号,DY-20CE系列电压继电器,DY-3 电压继电器,图1-24电压继电器的表示符号a)欠电压继电器b)过电压继电器,中间继电器,中间继电器在控制电路中的起逻辑变换和状态记忆的功能，以及用于扩展接点的容量和数量，另外在控

13、制电路中还可以调节各继电器、开关之间的动作时，防止电路误动作的作用。,图1- 12中间继电器的结构示意图及图形文字符号,JZ7系列中间继电器,JZY1系列中间继电器,图1-25中间继电器的表示符号,时间继电器,时间继电器在控制电路中用于时间的控制。其种类很多，按其动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式等。按延时方式可分为通电延时型和断电延时型。,JS14P系列数字式时间继电器,JS11系列数字式时间继电器,JS20系列时间继电器,JS7-A系列时间继电器,JS7型空气阻尼式时间继电器,图1- 15空气阻尼式时间继电器示意图及图形符号,通电延时型,JS7型空气阻尼式时间继电器,图1-2

14、8时间继电器的表示符号a)通电延时时间继电器的符号b)断电延时时间继电器的符号,JS7型空气阻尼式时间继电器,断电延时型,空气阻尼式时间继电器示意图及图形符号,热继电器,热继电器主要是用于电气设备（主要是电动机）的过负荷保护，热继电器是一种利用电流热效应原理工作的电器，它具有与电动机容许过载特性相近的反时限动作特性，主要与接触器配合使用，用于对三相异步电动机的过负荷和断相保护。,图1- 16热继电器结构示意图及图形符号,热继电器的选择原则,热继电器主要用于电动机的过载保护，使用中应考虑电动机的工作环境、起动情况、负载性质等因素，具体应按以下几个方面来选择。(1) 热继电器结构型式的选择：星形接

15、法的电动机可选用两相或三相结构热继电器，三角形接法的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器。(2) 热继电器的动作电流整定值一般为电动机额定电流的.05到.倍。(3) 对于重复短时工作的电动机(如起重机电动机)，由于电动机不断重复升温，热继电器双金属片的温升跟不上电动机绕组的温升，电动机将得不到可靠的过载保护。因此，不宜选用双金属片热继电器，而应选用过电流继电器或能反映绕组实际温度的温度继电器来进行保护。,功能：过载保护,热继电器,表1-3热继电器保护特性,图1-29热继电器的原理及表示符号1主双金属片支架2主双金属片3加热元件4导板5温度补偿片6常闭静触点7常开静触点8复位调节螺钉9动

16、触点10再扣钮11整定调节钮12支杆13压簧14推杆,速度继电器,速度继电器又称为反接制动继电器，主要用于三相鼠笼型异步电动机的反接制动控制。,图1-17 速度继电器的原理示意图及图形符号,JY-1型速度继电器,图1-30速度继电器1轴2永久磁铁3外环4笼型绕组5摆柄6静触点7簧片,行程开关,行程开关又叫限位开关，它的种类很多，按运动形式可分为直动式、微动式、转动式等；按触点的性质分为有触点式和无触点式。1、触点行程开关,图1- 22行程开关结构示意图及图形符号,图1-31行程开关结构示意图1推杆2弹簧3动触点4动断静触点5动合静触点6复位弹簧,图1-32几种行程开关外形a)按钮式b)摆动式,

17、1.5其他常用电器,1.5.1接近开关1.5.2光电开关1.5.3控制按钮,接近开关,1)高频振荡型，用于检测各种金属;2)电容型，用于检测各种导电或不导电的液体及固体；3)电磁感应型，用于检测导磁和非导磁金属；4)永久磁铁型及磁敏元件型，用于检测磁场及磁性金属；5)光电型，用于检测不透光的物质；6)超声波型，用于检测无法透过超声波的物质。,接近开关输出形式,接近开关输出形式有两线、三线和四线式几种，晶体管输出类型有NPN和PNP两种，外形有方型、圆型、槽型和分离型等多种。图124为槽型三线式NPN型光电式接近开关的工作原理图和远距分离型光电开关工作示意图。,图1- 24槽型和分离型光电开关,

18、图1-36接近开关的表示符号a)动合触点b)动断触点,控制按钮,1)“停止”、“急停”按钮必须是红色；2)“起动”按钮用绿色；3)“起动”和“停止”交替动作的按钮必须是黑、白或白、灰色，不得用红、绿色；4)“点动”按钮必须是黑色；5)“复位”按钮必须是蓝色，当复位按钮兼有停止的作用时，必须用红色。,按钮,按钮是一种最常用的的主令电器，用于在控制电路中发布控制命令,图1- 20按钮结构示意图及图形符号,图1- 21微动式按钮动作原理图,图1-38按钮的结构与表示符号1按帽2复位弹簧3动触点4动断触点5动合触点,转换开关,转换开关是一种多挡位、多触点、能够控制多回路的主令电器。各种控制设备中线路的

19、换接、遥控和电流表、电压表的换相测量等；也可用于控制小容量电动机的起动、换向、调速。,图1- 26转换开关及图形符号,1.13 电磁铁,常用的电磁铁有MQ型牵引电磁铁，MW型起重电磁铁，MZ型制动电磁铁等。电磁铁的图形符号和电磁制动器一样，文字符号为。,MQ2系列牵引电磁铁,MZD1系列交流单相制动电磁铁适用于交流50HZ，额定电压至380V的电路中，作为匹配TJ2系列或JWZ系列阀瓦制动器的操动装置,MZD1系列交流单相制动电磁铁,其它,信号灯信号灯也叫指示灯，主要用于各种电气设备及线路中作电源指示、显示设备的工作状态以及操作警示等。,图1- 29信号灯的图形符号,XD16系列信号灯,电器的

20、文字符号和图形符号,1.15.1 电器的文字符号国家标淮GB5094-85电气技术中的项目代号GB7159-87电气技术中的文字符号制定通则。在GB7159-87电气技术中的文字符号制定通则中将所有的电气设备、装置和元件分成23个大类,每个大类用一个大写字母表示。文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。基本文字符号分为单字母符号和双字母符号两种。单字母符号应优先采用，每个单字母符号表示一个电器大类，双字母符号由一个表示种类的单字母符号和另一个字母组成，第一个字母表示电器的大类，第二个字母表示对某电器大类的进一步划分。文字符号用于标明电器的名称、功能、状态和特征。同一电器如果功能不同，其文字符号也不同，例如照明灯的文字符号为EL，信号灯的文字符号为HL。辅助文字符号表示电气设备、装置和元件的功能、状态和特征。由一到三位英文名称缩写的大写字母表示。,电器的图形符号,国家标准GB4728-85电气图用图形符号。图形符号可以根据需要进行组合的，在该标准中除了提供了大量的一般符号之外还提供了大量的限定符号和符号要素，限定符号和符号要素不能单独使用，它相当于一般符号的配件，将某些限定符号或符号要素与一般符号进行组合就可组成各种电气图形符号。,图1- 32断路器图形符号的组成,