电气控制系统常用器.ppt
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1、第第1章章 电气控制系统常用器件电气控制系统常用器件现代电器控制及现代电器控制及PLC应用技术应用技术1主要内容主要内容1.电器的基本知识电器的基本知识2.接触器接触器3.继电器继电器4.开关电器开关电器5.熔断器熔断器6.主令电器主令电器7.信号电器信号电器8.常用执行器件常用执行器件9.常用检测仪表常用检测仪表10.常用安装附件常用安装附件 2学学时时2学学时时21.电器的定义和分类电器的定义和分类n定义定义l电器电器就是根据外界施加的信号和要求,能手动或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
2、电或非电对象的切换、控制、检参数,以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的测、保护、变换和调节的电工器械。电工器械。l低压电器低压电器通常指工作在交流电压通常指工作在交流电压1200v、直流电压、直流电压1500v以下的电器,采用电磁原理完成上述功能的以下的电器,采用电磁原理完成上述功能的低压电器称为低压电器称为电磁式低压电器。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31.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识41.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识5电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁式低压电器的基本结构和工作原理n电磁式低压电器最常用的低压电
3、器最常用的低压电器 结构上,由三个主要部分组成:结构上,由三个主要部分组成:触头、灭弧装置和电磁机构。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6电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁式低压电器的基本结构和工作原理n触头l形式1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识7电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁式低压电器的基本结构和工作原理1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识v电弧:开关电器切断电流电路时,触头间电压大于电弧:开关电器切断电流电路时,触头间电压大于10V10V,电流超过,电流超过80mA80mA时,触头间会产生蓝色时,触头间会产生蓝色的光柱,即
4、电弧。的光柱,即电弧。v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;高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏;高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏;形成飞弧造成电源短路事故。形成飞弧造成电源短路事故。v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、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。8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。v组成组成v 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
5、。隙形成回路,产生电磁力,将衔铁吸向铁芯。铁芯铁芯衔铁衔铁线圈线圈交流交流:硅钢片叠加:硅钢片叠加直流直流:整块铸铁或铸钢:整块铸铁或铸钢直动式直动式转动式转动式1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识19电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁式低压电器的基本结构和工作原理n电磁机构电磁机构 工作原理工作原理1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识电磁吸力的大小与气隙的截面积电磁吸力的大小与气隙的截面积电磁吸力的大小与气隙的截面积电磁吸力的大小与气隙的截面积S S0 0及气隙中的磁感及气隙中的磁感及气隙中的磁感及气隙中的磁感应强度应强度应强度应强度B B0 0的平方成正比。基本公式如下
6、:的平方成正比。基本公式如下:的平方成正比。基本公式如下:的平方成正比。基本公式如下:式中:式中:式中:式中:B B0 0 的单位是特的单位是特的单位是特的单位是特 斯拉斯拉斯拉斯拉;S S0 0 的单位是平方米;的单位是平方米;的单位是平方米;的单位是平方米;F F 的单位是牛的单位是牛的单位是牛的单位是牛 顿顿顿顿(N N)。)。)。)。10交流电磁铁的吸力交流电磁铁的吸力交流电磁铁的吸力交流电磁铁的吸力交流电磁场是交变的,设交流电磁场是交变的,设交流电磁场是交变的,设交流电磁场是交变的,设则则则则吸力瞬时值为吸力瞬时值为吸力瞬时值为吸力瞬时值为:式中:式中:式中:式中:为吸力的最大值。为
7、吸力的最大值。为吸力的最大值。为吸力的最大值。吸力的波形吸力的波形吸力的波形吸力的波形:吸力平均值为吸力平均值为吸力平均值为吸力平均值为:t tF Fmmf fO1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识11电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁式低压电器的基本结构和工作原理 l单相交流电磁机构的特性单相交流电磁机构的特性噪声和振动的产生噪声和振动的产生解决办法:加短路环解决办法:加短路环1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识12电磁式低压电器的基本结构和工作原理电磁式低压电器的基本结构和工作原理n电磁机构工作原理的实质 1.1 1.1 电器的基础知识电器的基础知识13接触器的用途和分
8、类接触器的用途和分类n定义定义l接触器是用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主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。电路或其他负载电路的自动控制电器。n用途用途l控制电动机的起动、反转、制动和调速等控制电动机的起动、反转、制动和调速等。l控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。n分类分类l交流接触器、直流接触器交流接触器、直流接触器1.2 1.2 接触器接触器14接触器的组成和工作原理接触器的组成和工作原理1.2 1.2 接触器接触器触头系统:主触头、辅助触头常开触头(动合触头)常闭触头(动断触头)电
9、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1 1结构结构 一、交流接触器一、交流接触器 151.2 1.2 接触器接触器外形图和动作示意外形图和动作示意16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线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触点主触点弹簧弹簧辅助辅助触点触点M3电动机电动机17接触器的组成和工作原理接触器的组成和工作原理n图形和文字符号图形和文字符号1.2 1.2 接触器接触器18接触器的技术参数接触器的技术参数n额定电压:主触点的额定电压额定电压:主触点的额定电压n额定电流额定电流:主触点的额定电流:主触点的额定电流n线圈额定电压线圈额定电压n接通和分断能
10、力:负载类型接通和分断能力:负载类型1.2 1.2 接触器接触器19接触器的选择接触器的选择n根据负载类型选接触器n根据负载大小选额定电流n选择额定电压n选择交流接触器的经验法选择交流接触器的经验法1.2 1.2 接触器接触器20继电器的定义和分类继电器的定义和分类n定义定义 继电器是根据某种继电器是根据某种输入信号输入信号来接通或断开来接通或断开小电流小电流控制电控制电路,实现远距离控制和保护的自动控电器。路,实现远距离控制和保护的自动控电器。其输入量可以是电流、电压等电量,也可以是温度、时其输入量可以是电流、电压等电量,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间
11、、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。路参数的变化。1.3 1.3 继电器继电器211.3 1.3 继电器继电器分类:分类:按用途分按用途分:控制和保护继电器:控制和保护继电器 按动作原理分:按动作原理分:电磁式、电磁式、感应式、电动式、电子式、感应式、电动式、电子式、机械式机械式按输入量分:电流、电压、时间、速度、压力按输入量分:电流、电压、时间、速度、压力按动作时间分:瞬时、延时继电器按动作时间分:瞬时、延时继电器 v 特点:额定电流不大于特点:额定电流不大于5A5A22欠电流继电器KFI I KFKFKF1.3 1.3 继电器继电器23特点:线圈并联在电路中,匝
12、数多,导线细特点: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:与电流继电器类似结构原理:与电流继电器类似欠电压继电器KFU UKFKFKF1.3 1.3 继电器继电器24 中间继电器实质上是中间继电器实质上是一种电压一种电压继电器,继电器,结构和工作原理与接触器结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多,在电相同。但它的触点数量较多,在电路中主要是路中主要是扩展触点的数量。扩展触点的数量。另外另外其触头的额定电流较大。其触头的额定电流较大。1.3 1.3 继电器继电器25相同点:相同点:输入信号都是电压,电磁机构的工作原理输入信
13、号都是电压,电磁机构的工作原理不同点:不同点:中间继电器用于小电流的控制,信号传递、中间继电器用于小电流的控制,信号传递、放大、放大、翻转和分路等作用,主要用来扩展触点数翻转和分路等作用,主要用来扩展触点数量,实现逻辑控制。量,实现逻辑控制。接触器是执行电器接触器是执行电器,它的触点分为主触点和辅助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。触点,大部分情况下它还带有灭弧装置。1.3 1.3 继电器继电器中间继电器和接触器的区别:中间继电器和接触器的区别:261.3 1.3 继电器继电器作用: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
14、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。27 热继电器工作原理热继电器工作原理1.3 1.3 继电器继电器281.3 1.3 继电器继电器发热元件发热元件常闭触点常闭触点BB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 BB291.3 1.3 继电器继电器作用:按照时间长短通断电路作用:按照时间长短通断电路分类:分类:按构成原理分:电磁式(按构成原理分:电磁式(out)电动式(电动式(out)空气阻尼式(空气阻尼式(还在用还在用)电子式(电子式(in)按延时方式分:通电延时型按延
15、时方式分:通电延时型 断电延时型断电延时型 301.3 1.3 继电器继电器311.3 1.3 继电器继电器电子式时间继电器(电子式时间继电器(半导体时间继半导体时间继电器电器)。)。适用范围广、延时精度适用范围广、延时精度高、调节方便、寿命长被广泛的应高、调节方便、寿命长被广泛的应用于自动控制系统中用于自动控制系统中。半导体延时电半导体延时电路大致可分为阻容式(电阻与电容构路大致可分为阻容式(电阻与电容构)和数字式两大类)和数字式两大类。-摘自百度百科摘自百度百科32(a)(a)通电延时线圈通电延时线圈(b)(b)断电延时线圈断电延时线圈(c)(c)瞬动触点瞬动触点(d)(d)通电延时闭合常
16、通电延时闭合常开触点开触点(e)(e)通电延时断开常闭触点通电延时断开常闭触点(f f)断电延时断开常开触点)断电延时断开常开触点(g g)断电)断电延时闭合常闭触点延时闭合常闭触点符号符号1.3 1.3 继电器继电器33作用:根据速度的大小通断电路作用:根据速度的大小通断电路结构:定子、转子和触头结构:定子、转子和触头原理:与异步电机类似原理:与异步电机类似参数:动作转速参数:动作转速复位转速复位转速1.3 1.3 继电器继电器34定子定子-由硅钢片迭成由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子笼型空心圆环套在转子上,装有鼠笼型绕组。上,装有鼠笼型绕组。符号符号转子转子-圆柱形永久磁圆柱形永久磁铁,与
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