电气控制技术(1).ppt

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1、PN=45kW，UN=380V，nN=1450r/min，N=92.3%，cosN=0.88，Ist/IN=7,Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2。例例 一台三角形连接的一台三角形连接的Y225M4型三相鼠笼式异型三相鼠笼式异步电动机，已知以下数据步电动机，已知以下数据:求：求：（1）IN，SN，TN，Tst，Tmax。（2）采用）采用Y起动时的起动时的Ist与与Tst，且当负载转矩为，且当负载转矩为额定转矩的额定转矩的80%和和50%时，能否起动？时，能否起动？（3）如果负载转矩为）如果负载转矩为510.2N.m，在，在U=UN和和U=0.9UN时，时，能否起动？能否起动？2021

2、/9/1512021/9/152第七章第七章 电气控制技术电气控制技术2021/9/153n 19世纪末，电机开始产生并应用，世纪末，电机开始产生并应用，20世世纪纪20年代初逐步取代蒸汽机，成为主要动力。年代初逐步取代蒸汽机，成为主要动力。电气控制技术是针对电动机电气控制技术是针对电动机的控制技术，伴随着电机制造和的控制技术，伴随着电机制造和应用发展起来的。应用发展起来的。2021/9/154（3）掌握继电接触器控制系统的一般设计内容和）掌握继电接触器控制系统的一般设计内容和方法。方法。达到：达到：懂原理、会分析、会简单设计。懂原理、会分析、会简单设计。（1）认识电器元件的结构、原理、参数、

3、符号）认识电器元件的结构、原理、参数、符号。（2）研究典型环节控制线路的构成和原理。）研究典型环节控制线路的构成和原理。学习任务学习任务:2021/9/155第一第一 节节 常用低压电器常用低压电器电器的功能、分类电器的功能、分类 常见电器常见电器2021/9/156 接触器、继电器、按钮、开关等电器元接触器、继电器、按钮、开关等电器元件的结构、原理和符号。件的结构、原理和符号。各种器件的认识和使用方法。各种器件的认识和使用方法。难点：难点：重点重点：2021/9/157一、一、电器的功能、分类电器的功能、分类1、电器的功能：、电器的功能：定义：定义：电器是一种能根据外界的信号（机械力、电动力

4、电器是一种能根据外界的信号（机械力、电动力和其他物理量）和要求，手动或自动地接通、断开电和其他物理量）和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备。检测、变换和调节的元件或设备。功能：功能：手动或自动地接通、断开电路。手动或自动地接通、断开电路。2021/9/158b、低压电器：、低压电器：a、高压电器：、高压电器：用于交流用于交流50HZ（或（或60HZ）额定电压为）额定电压为1200V、直流、直流额定电压为额定电压为1500V及以下的在电路中起通断、保护、控及以下的在电路中起通断、保

5、护、控制或调节作用的电器产品。制或调节作用的电器产品。用于交流电压用于交流电压1200V以上、直流电压以上、直流电压1500V以上以上的电路中的电器。的电路中的电器。2、电器的分类：、电器的分类：（1）按工作电压等级分类）按工作电压等级分类2021/9/159（2）按动作原理分类）按动作原理分类a、手动电器：、手动电器：低压断路器、接触器、继电器低压断路器、接触器、继电器刀开关、按钮、转换开关刀开关、按钮、转换开关人手操作发出动作指令的电器。人手操作发出动作指令的电器。b、自动电器：、自动电器：产生电磁力而自动完成动作指令的电器。产生电磁力而自动完成动作指令的电器。2021/9/1510低压断

6、路器等低压断路器等（3）按用途分类）按用途分类a、控制电器：、控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。用于各种控制电路和控制系统的电器。接触器、继电器、电动机启动器等接触器、继电器、电动机启动器等b、配电电器：、配电电器：用于电能的输送和分配的电器。用于电能的输送和分配的电器。2021/9/1511c、主令电器：、主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器。用于自动控制系统中发送动作指令的电器。按钮、转换开关等按钮、转换开关等d、保护电器：、保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。用于保护电路及用电设备的电器。熔断器、热继电器等熔断器、热继电器等e、执行电器：、执行电器：用于完成某种动

7、作或传送功能的电器。用于完成某种动作或传送功能的电器。电磁铁、电磁离合器等电磁铁、电磁离合器等2021/9/1512二、二、常用低压电器常用低压电器1、低压隔离器（刀开关）、低压隔离器（刀开关）用途：用途：通、断小负荷电流，对电源进行隔离。通、断小负荷电流，对电源进行隔离。结构：结构：触刀，触头插座。绝缘电板，操纵手柄。触刀，触头插座。绝缘电板，操纵手柄。（大容量灭弧罩）（大容量灭弧罩）主要类型：主要类型：胶盖开关、铁壳负荷开关、组合开关等。胶盖开关、铁壳负荷开关、组合开关等。2021/9/1513 开开启启式式负负荷荷开开关关又又称称闸闸刀刀开开关关。它它没没有有灭灭弧弧装装置置，仅仅以以上

8、上、下下胶胶盖盖为为遮遮护护以以防防止止电电弧弧伤伤人人。通通常常作作为为隔隔离离开开关关，用用于于不不频频繁繁地地接接通通或或断断开开的的电电路路中中。闸闸刀刀开开关的型号有关的型号有HK1、HK2等系列。等系列。（1）开启式负荷开关开启式负荷开关2021/9/1514 与闸刀开关基本与闸刀开关基本相同，相同，但在装有速断但在装有速断弹簧，弹簧，可使闸刀快速可使闸刀快速接通和断开，以消除接通和断开，以消除电弧。另外，在铁壳电弧。另外，在铁壳开关内还设有联锁装开关内还设有联锁装置，即在闸刀闭合状置，即在闸刀闭合状态时，开关盖不能开态时，开关盖不能开启，以保证安全。启，以保证安全。（2）封闭式负

9、荷开关封闭式负荷开关(铁壳开关铁壳开关)2021/9/1515HK2、HK8开启式负荷开关开启式负荷开关HD、HS系列开启式刀开关系列开启式刀开关实实 例例2021/9/1516刀开关刀开关HD/HS系列系列2021/9/1517（3）组合开关组合开关a、结构：、结构：带弹簧储能功能，旋带弹簧储能功能，旋转操作，多层结构的刀转操作，多层结构的刀式开关。式开关。组合开关结构示意图组合开关结构示意图b、主要参数：、主要参数：380V10A、25A、60A；额定电流：额定电流：极数：极数：1、2、3、4；额定电压：额定电压：2021/9/1518HZ10系列组合开关系列组合开关实实 例例2021/9

10、/1519刀开关和组合开关电气图形符号及文字符号刀开关和组合开关电气图形符号及文字符号2021/9/1520 按钮是一种手动操作接通或断开控制电路的主按钮是一种手动操作接通或断开控制电路的主令电器。令电器。它主要控制接触器和继电器，也可作为电它主要控制接触器和继电器，也可作为电路中的电气联锁。路中的电气联锁。2、按钮、按钮2021/9/1521（1）按钮的构成：）按钮的构成：（2）分类：）分类：按结构形式分类：按结构形式分类：按操作方式分类：按操作方式分类：指示灯式。指示灯式。不带锁定按动式、不带锁定按动式、静触点、静触点、按钮帽外壳。按钮帽外壳。动触点、动触点、复位弹簧、复位弹簧、组合式、组

11、合式、带锁定按动式（无自动复位功能）、带锁定按动式（无自动复位功能）、旋转式。旋转式。2021/9/1522（3）工作原理：）工作原理：复合按钮：复合按钮：常开按钮和常开按钮和 常闭按钮做在一起常闭按钮做在一起。常开常开(动合动合)按钮按钮常闭常闭(动断动断)按钮按钮（4）电路符号）电路符号SBSBSB2021/9/1523LA18系列系列2021/9/1524LA19系列系列2021/9/1525NP2系列系列2021/9/1526用途：用途：用于运部部件的位置或行程的检测和控制。用于运部部件的位置或行程的检测和控制。行程开关（限位开关）行程开关（限位开关）3、位置开关、位置开关种类：种类：

12、行程开关、行程开关、微动开关、微动开关、接近开关、接近开关、光电开关等。光电开关等。（1）构成：）构成：静触头、静触头、动触头、动触头、压动杆。压动杆。2021/9/1527（2）工作原理：）工作原理：与按钮相似，但操作形式为挡铁压动式。与按钮相似，但操作形式为挡铁压动式。2021/9/1528（3）电气符号）电气符号SQSQ实实 例例LX1系列系列2021/9/1529LX3系列系列LX25系列系列2021/9/1530JLXK1系列系列LXK3系列系列2021/9/1531微动开关微动开关2021/9/1532自动接通和断开大电流负荷电路。自动接通和断开大电流负荷电路。（1 1）作用：）作

13、用：电磁机构电磁机构（2 2）构成：）构成：4 4、接触器、接触器触头系统触头系统2021/9/1533（3）动作过程）动作过程线圈通电衔铁被吸合触点闭合接通电源M32021/9/1534CDC10-10A/380V/220V CDC10-40A/380V/220V 实实 例例2021/9/1535CJ20系列系列2021/9/1536接触器线圈接触器线圈接触器主触点用于主电路接触器主触点用于主电路(流过的电流大，需加灭弧装置）流过的电流大，需加灭弧装置）常开触点常开触点常闭触点常闭触点接触器接触器辅助触点辅助触点用于控制电路用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）（流过的电流小，无需加灭

14、弧装置）KMKMKM（4）电气符号）电气符号：2021/9/15375 5、继电器继电器 根据信号变化，接通或断开电路（信号变换），根据信号变化，接通或断开电路（信号变换），用来传递信号或用于控制电路中。用来传递信号或用于控制电路中。传感器传感器+输出触点输出触点（2）构成：）构成：（1）作用）作用：（3）分类：）分类：根据用途分：根据用途分：控制继电器、控制继电器、保护继电器、保护继电器、中间继电器。中间继电器。2021/9/1538根据原理分：根据原理分：电磁式、感应式、热继电器等。电磁式、感应式、热继电器等。根据参数分：根据参数分：电流、电压、速度、压力继电器。电流、电压、速度、压力继电

15、器。根据动作时间分：根据动作时间分：瞬时继电器、延时继电器。瞬时继电器、延时继电器。根据输出形式分：根据输出形式分：有触点、无触点继电器。有触点、无触点继电器。2021/9/1539A、中间继电器中间继电器（1）用途（功能）：）用途（功能）：增加控制点数或信号放大。增加控制点数或信号放大。（2）分类：）分类：交流、直流（电子电路常用）。交流、直流（电子电路常用）。（3）结构及原理：）结构及原理：电磁结构（电压线圈）电磁结构（电压线圈）+触头系统触头系统2021/9/1540（4）中间继电器符号）中间继电器符号KA线线 圈圈常开触点常开触点KA常闭触点常闭触点KA2021/9/1541JZ7系列

16、系列JZC4(CA2-DN1)系列系列2021/9/1542B、热继电器、热继电器（2）结构）结构:（1）功能）功能：实现对电动机的过载保护。实现对电动机的过载保护。热元件热元件+触头触头+动作机构动作机构+整定装置整定装置+复位装置复位装置 2021/9/15432021/9/1544（3）工作原理）工作原理 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热而弯曲，导板移动使常闭触头断开。热元件额定电流及整定范围。热元件额定电流及整定范围。（4）参数：）参数：额定电流。额定电流。（5）符号：）符号：2021/9/1545发热元件发热元件（1）结构）结构：I I常闭触点常闭触点双金双金属片

17、属片（2）工作原理）工作原理：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。扣板扣板2、热继电器热继电器功能功能：过载保护过载保护2021/9/1546符号说明符号说明发热元件发热元件常闭触点常闭触点FR串联在主电路中串联在主电路中串联在控制电路中串联在控制电路中FR2021/9/1547实实 例例JRS1(LR1-D)系列系列2021/9/1548JRS8(T)系列系列2021/9/1549（1）定义：）定义：按时间原则工作的继电器。按时间原则工作的继电器。（2）用途：）用途：用于时间控制，又称定时器。用于时间控

18、制，又称定时器。（3）延时类型：）延时类型：通电延时型、通电延时型、（4）结构分类：）结构分类：电动式等。电动式等。D、时间继电器时间继电器断电延时型。断电延时型。空气式、空气式、电子式（数字式）、电子式（数字式）、2021/9/1550a、空气式时间继电器、空气式时间继电器构成：构成：电磁机构电磁机构原理：原理：利用空气阻利用空气阻尼的原理工作。尼的原理工作。汽缸汽缸触头触头2021/9/15512021/9/1552主要参数：主要参数：延时类型及触点，延时类型及触点，吸引线圈电压，吸引线圈电压，延时范围延时范围 0.460S或或0.4180S。价低、可靠、定时精度差。价低、可靠、定时精度差

19、。特点：特点：2021/9/1553时间继电器的电气图形及文字符号时间继电器的电气图形及文字符号2021/9/1554b、电子式时间继电器、电子式时间继电器分类：分类：晶体管式（阻容式）：晶体管式（阻容式）：利用充放电原理延时工作，小型继电器触点输出。利用充放电原理延时工作，小型继电器触点输出。数字式：数字式：脉冲脉冲+计数计数+执行机构。执行机构。型号：型号：晶体管式：晶体管式：JS14、ST3P系列系列数字式：数字式：JSS14系列系列2021/9/1555c、电动机式时间继电器、电动机式时间继电器 利用微型同步电动机带动减速齿轮系获得延时工利用微型同步电动机带动减速齿轮系获得延时工作，由

20、微型同步电动机、电磁离合系统、减速齿轮机作，由微型同步电动机、电磁离合系统、减速齿轮机构及执行机构组成。构及执行机构组成。特点：特点：延时范围宽（如延时范围宽（如JS11可达可达072h），延时准确度高），延时准确度高（同步电机转速恒定、减速齿轮精确度高），延时值不（同步电机转速恒定、减速齿轮精确度高），延时值不受电压波动和环境温度变化的影响。受电压波动和环境温度变化的影响。结构复杂、体积大、寿命低、价格贵、准确度受结构复杂、体积大、寿命低、价格贵、准确度受电源频率的影响。电源频率的影响。2021/9/1556实实 例例2021/9/15572021/9/1558JS14S系列系列数显时间继电

21、器数显时间继电器JS20晶体管晶体管时间继电器时间继电器JS14P数字式数字式时间继电器时间继电器2021/9/15596、熔断器熔断器作作 用用用于供电线路与电气设备的短路保护。用于供电线路与电气设备的短路保护。原原 理理 采用低熔点的铅锡合金、锌、铜、银的丝状或片采用低熔点的铅锡合金、锌、铜、银的丝状或片状材料制成熔体串联于电路中，当通过熔断器的电流状材料制成熔体串联于电路中，当通过熔断器的电流超过一定数值并经过一定的时间后，电流在熔体上产超过一定数值并经过一定的时间后，电流在熔体上产生的热量使熔体某处熔化而分断电路，从而保护了电生的热量使熔体某处熔化而分断电路，从而保护了电路和设备。路和

22、设备。2021/9/1560保护特性保护特性0It 熔断器熔体熔断熔断器熔体熔断的电流值与熔断时间的电流值与熔断时间的关系。的关系。IfN熔断电流熔断电流1.251.3IN1.6IN2IN2.5IN3IN4IN熔断时间熔断时间1h40s8s4.5s2.5s熔断电流与熔断时间的数值关系熔断电流与熔断时间的数值关系2021/9/1561(1)(1)磁插式熔断器磁插式熔断器1-熔丝熔丝2-动触点动触点3-瓷盖瓷盖 4-静触点静触点5-瓷体瓷体 磁插式熔断器具有结构简单、磁插式熔断器具有结构简单、价廉、外形小、更换熔价廉、外形小、更换熔丝方便等优点，广泛地用于中、小容量的控制系统中。丝方便等优点，广泛

23、地用于中、小容量的控制系统中。2021/9/15622021/9/1563(2)螺旋式熔断器螺旋式熔断器RL1螺旋式熔断器螺旋式熔断器2021/9/15641-瓷帽瓷帽2-熔断管熔断管 3-瓷套瓷套 4-上接线盒上接线盒 5-下接线盒下接线盒6-瓷座瓷座 在熔断管内装有熔丝，并填充石英砂，作熄灭电弧之用。熔在熔断管内装有熔丝，并填充石英砂，作熄灭电弧之用。熔断管口有色标，以显示熔断信号。当熔断器熔断的时候，色标被断管口有色标，以显示熔断信号。当熔断器熔断的时候，色标被反作用弹簧弹出后自动脱落，通过瓷帽上的玻璃窗口可看见。反作用弹簧弹出后自动脱落，通过瓷帽上的玻璃窗口可看见。结构：结构：2021

24、/9/1565电路符号电路符号FU选选 择择 熔断器的选择主要包括熔断器类熔断器的选择主要包括熔断器类型、额定电压、熔断器额定电流和熔型、额定电压、熔断器额定电流和熔体额定电流的确定。体额定电流的确定。熔断器的类型主要由电控系统整体熔断器的类型主要由电控系统整体设计确定。设计确定。熔断器的额定电压应大于或等于实熔断器的额定电压应大于或等于实际电路的工作电压。际电路的工作电压。熔断器的额定电流应大于或等于所熔断器的额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。装熔体的额定电流。2021/9/1566 熔体额定电流熔体额定电流 的确定：的确定：3.一台电动机一台电动机频繁起动。频繁起动。2.一台电动机不

25、频繁起动。一台电动机不频繁起动。1.照明、电热负载支线。照明、电热负载支线。2021/9/15675.为防止发生越级熔断，上、下级（供电干、支线）为防止发生越级熔断，上、下级（供电干、支线）熔断器间应有良好的协调配合。熔断器间应有良好的协调配合。4.多台电动机不同时起动。多台电动机不同时起动。：容量最大的一台电动机的额定电流：容量最大的一台电动机的额定电流：其余电动机额定电流的总和：其余电动机额定电流的总和 应使上一级（供电干线）熔断器的熔体额定电流应使上一级（供电干线）熔断器的熔体额定电流比下一级（供电支线）熔断器的熔体额定电流大比下一级（供电支线）熔断器的熔体额定电流大12个个级差。级差。

26、2021/9/1568(1)作用作用：可实现短路、过载、失压、欠压保护。可实现短路、过载、失压、欠压保护。(2)结构结构：7、低压断路器（、低压断路器（自动空气断路器、空气开关自动空气断路器、空气开关）过流过流脱扣器脱扣器欠压欠压脱扣器脱扣器2021/9/1569(3)工作原理工作原理：欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；过流过流脱扣器脱扣器欠压欠压脱扣器脱扣器2021/9/1570电路符号电路符号 相当于刀开关、熔断相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继器、热继电器和

27、欠电压继电器的组合，是一种既能电器的组合，是一种既能手动开关操作又能自动进手动开关操作又能自动进行保护的电器。行保护的电器。4、特点：、特点：QF2021/9/1571DZ5系列系列2021/9/1572DZ15系列系列2021/9/1573DZ47LE系列系列2021/9/1574智能电器智能电器 随着计算机技术的发展。智能技术用到了低压电器中，随着计算机技术的发展。智能技术用到了低压电器中，其核心是具有单片计算机功能的微处理器。其核心是具有单片计算机功能的微处理器。智能型低压电器的功能不但覆盖了全部相应的传统电器智能型低压电器的功能不但覆盖了全部相应的传统电器和电子电器的功能，而且还扩充了测量、显示、控制、参数和电子电器的功能，而且还扩充了测量、显示、控制、参数设定、报警、数据记忆及通信等功能。在性能上大大优越于设定、报警、数据记忆及通信等功能。在性能上大大优越于传统电器和电子电器。传统电器和电子电器。智能化电器产品的使用，适应了网络化的需要，有良好智能化电器产品的使用，适应了网络化的需要，有良好的发展前景。的发展前景。智能化接触器、智能化接触器、智能化断路器等。智能化断路器等。2021/9/1575练习练习SBSBSB2021/9/1576SQSQKMKMKMFU2021/9/15772021/9/15782021/9/1579