电气控制与PLC教程-1常用低压电器.ppt
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1、 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”电气信息类规划教材电气信息类规划教材w 电气控制与电气控制与PLCPLCw w 主编主编 熊幸明熊幸明w 机械工业出版社机械工业出版社2021/9/151 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片目目 录录w绪论绪论w第第1 1章章 常用低压电器常用低压电器w第第2 2章章 电气控制系统的基本电路电气控制系统的基本电路w第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计w第第4 4章章 可编程控制器的基本原理可编程控制器的基本原
2、理w第第5 5章章 可编程控制器的基本指令可编程控制器的基本指令w第第6 6章章 可编程控制器的功能指令可编程控制器的功能指令w第第7 7章章 可编程控制器的特殊功能模块可编程控制器的特殊功能模块w第第8 8章章 可编程控制器控制系统的设计与应用可编程控制器控制系统的设计与应用w第第9 9章章 可编程控制器的联网与通信可编程控制器的联网与通信2021/9/152 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片绪绪 论论一电气控制技术的发展概况一电气控制技术的发展概况1.拖动方式:生产机械的运动需要电动机的拖动,即电拖动方式:生产机械的运动需要电动机的拖动,即
3、电动机是拖动生产机械的主体。动机是拖动生产机械的主体。成组拖动成组拖动单电机拖动单电机拖动多电机拖动多电机拖动 2.控制系统:电动机的启动、调速、正反转、制动等的控控制系统:电动机的启动、调速、正反转、制动等的控制,需要另一套装置。制,需要另一套装置。继电器继电器-接触器控制接触器控制PLC控制控制计算机网络化控制计算机网络化控制2021/9/153 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片二本课程的性质和任务二本课程的性质和任务 性质:实用性很强的专业课。性质:实用性很强的专业课。任务:任务:1.熟悉常用低压电器的结构原理、用途及型号、能正确使熟悉常
4、用低压电器的结构原理、用途及型号、能正确使用和选用;用和选用;2.熟练掌握电气控制的基本环节,具备阅读和分析电气控熟练掌握电气控制的基本环节,具备阅读和分析电气控制线路的能力;制线路的能力;3.能设计简单的电气控制线路,较好地掌握电气控制电路能设计简单的电气控制线路,较好地掌握电气控制电路的简单设计法;的简单设计法;4.了解电气控制电路分析的方法和步骤,熟悉典型生产设了解电气控制电路分析的方法和步骤,熟悉典型生产设备电气控制线路的工作原理备电气控制线路的工作原理。2021/9/154 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片第第第第1 1 1 1章章章
5、章 常用低压电器常用低压电器常用低压电器常用低压电器1.1 1.1 1.1 1.1 电器的基本知识电器的基本知识电器的基本知识电器的基本知识1.2 1.2 电磁式接触器电磁式接触器电磁式接触器电磁式接触器1.3 1.3 继电器继电器继电器继电器1.4 1.4 熔断器熔断器熔断器熔断器1.5 1.5 主令电器主令电器主令电器主令电器1.6 1.6 低压开关类电器低压开关类电器低压开关类电器低压开关类电器1.7 1.7 传感器传感器传感器传感器2021/9/155 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片 电器是所有电工器件的简称。生产机械中所用的控制电器
6、电器是所有电工器件的简称。生产机械中所用的控制电器多属多属低压电器低压电器,它是指电压在,它是指电压在1500v(DC)/1200V(AC)以)以下、用来下、用来接通或断开电路,以及用来控制、调节和保护用电接通或断开电路,以及用来控制、调节和保护用电设备的电气器件。设备的电气器件。1.1 电器的基本知识电器的基本知识 1.低压电器的定义低压电器的定义 1.1.1 1.1.1 1.1.1 1.1.1 低压电器的定义和分类低压电器的定义和分类低压电器的定义和分类低压电器的定义和分类2021/9/156 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片2.低压电器的
7、分类低压电器的分类(1)按用途和控制对象分类)按用途和控制对象分类低压配电电器。低压配电电器。用于低压供、配电系统中进行电能输送和分用于低压供、配电系统中进行电能输送和分配的电器。配的电器。要求系统发生故障时准确动作、可靠工作,如刀开要求系统发生故障时准确动作、可靠工作,如刀开关、转换开关、空气断路器、熔断器等。关、转换开关、空气断路器、熔断器等。低压控制电器低压控制电器。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。要求要求寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠,寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠,如:接触如:接触器、继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。
8、器、继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。2021/9/157 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片低压保护电器:低压保护电器:用来保护电动机,使其安全运行,以及保护生用来保护电动机,使其安全运行,以及保护生产机械使其不受损坏。如:产机械使其不受损坏。如:熔断器、热继电器、电压继电器、熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等电流继电器等。低压执行电器:低压执行电器:用来操纵带动生产机械和支撑与保持机械装置用来操纵带动生产机械和支撑与保持机械装置在固定位置上的一种执行元件。如:电磁铁、电磁离合器等。在固定位置上的一种执行元件。如:电磁铁、电磁离合器等
9、。低压主令电器:低压主令电器:用于自动控制系统中发送动作指令的电器。如:用于自动控制系统中发送动作指令的电器。如:按钮、按钮、主令开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。主令开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。可通信电器可通信电器:可与计算机网络连接的电器。如:智能化断路器、可与计算机网络连接的电器。如:智能化断路器、智能化接触器及电动机控制器等。智能化接触器及电动机控制器等。(1)按用途和控制对象分类)按用途和控制对象分类2021/9/158 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片(2)按动作方式分类)按动作方式分类自动电器自动电器。依靠外来信
10、号或物理量(如电流、电压等)的变。依靠外来信号或物理量(如电流、电压等)的变化而自动动作的电器,如接触器、继电器等。化而自动动作的电器,如接触器、继电器等。非自动电器非自动电器。无动力机构,通过人工或外力直接操作而动作。无动力机构,通过人工或外力直接操作而动作的电器,如按钮、行程开关等。的电器,如按钮、行程开关等。(3)按工作原理分类)按工作原理分类电磁式电器电磁式电器。依据电磁感应原理工作的电器,如接触器、各。依据电磁感应原理工作的电器,如接触器、各类电磁式继电器等。类电磁式继电器等。非电量控制电器非电量控制电器。依靠外力或某种非电物理量的变化而动作。依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电
11、器,如行程开关、速度继电器等。的电器,如行程开关、速度继电器等。2021/9/159 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 电磁式电器结构及工作原理电磁式电器结构及工作原理电磁式电器结构及工作原理电磁式电器结构及工作原理(1 1 1 1)电磁机构结构型式电磁机构结构型式电磁机构结构型式电磁机构结构型式组成:吸引线圈、铁心、衔铁、空气隙。组成:吸引线圈、铁心、衔铁、空气隙。图图1-1 常用电磁机构的结构形式常用电磁机构的结构形式a)、b)、c)直动式电磁机构直动式电磁机构 d)、e)拍合式电磁机构拍合式电
12、磁机构1-衔铁衔铁 2-铁心铁心 3-线圈线圈1.1.1.1.电磁机构电磁机构电磁机构电磁机构 动作:电流通入线圈产生磁场及吸力,通过气隙转动作:电流通入线圈产生磁场及吸力,通过气隙转 换成机械能,带动衔铁运动使触头动作。换成机械能,带动衔铁运动使触头动作。2021/9/1510 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片吸引线圈用以将电能转换为磁能,按通入电流种类不同分吸引线圈用以将电能转换为磁能,按通入电流种类不同分为为交流电磁线圈(矮胖型)交流电磁线圈(矮胖型)和和直流电磁线圈(瘦高型)直流电磁线圈(瘦高型)。根据线圈在电路中的连接方式,又分为根据
13、线圈在电路中的连接方式,又分为串联线圈(电流线串联线圈(电流线圈型)圈型)和和并联线圈(电压线圈)并联线圈(电压线圈)。2021/9/1511 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片(2 2 2 2)电磁机构工作原理)电磁机构工作原理)电磁机构工作原理)电磁机构工作原理1 1)反力特性反力特性反力特性反力特性图图1-2 电磁机构反力特性与吸力特性电磁机构反力特性与吸力特性a)反力特性反力特性 b)交流电磁机构吸力特性交流电磁机构吸力特性 c)直流电磁机构吸力特性直流电磁机构吸力特性2021/9/1512 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片
14、上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片 交流电磁机构的吸力特性交流电磁机构的吸力特性交流电磁机构的吸力特性交流电磁机构的吸力特性 直流电磁机构的吸力特性直流电磁机构的吸力特性直流电磁机构的吸力特性直流电磁机构的吸力特性剩磁的吸力特性剩磁的吸力特性剩磁的吸力特性剩磁的吸力特性3 3)吸力特性与反力特性的配合)吸力特性与反力特性的配合)吸力特性与反力特性的配合)吸力特性与反力特性的配合图图1-3 电磁机构吸力特性与反力特性的配合电磁机构吸力特性与反力特性的配合 1-直流吸力特性直流吸力特性 2-交流吸力特性交流吸力特性 3-反力特性反力特性 4-剩磁吸力特性剩磁吸力特性2 2)吸力特性吸力特性吸力特
15、性吸力特性2021/9/1513 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片4 4)电磁机构的输入)电磁机构的输入)电磁机构的输入)电磁机构的输入输出特性输出特性输出特性输出特性图图1-5 电磁机构的继电特性电磁机构的继电特性2021/9/1514 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片1.1.3 1.1.3 电器的触头系统与电弧电器的触头系统与电弧电器的触头系统与电弧电器的触头系统与电弧电器的触头系统电器的触头系统电器的触头系统电器的触头系统图图1-6 触头的接触形式触头的接触形式a)点接触点接触 b)线接触
16、线接触 c)面接触面接触(2 2)触头接触形式)触头接触形式)触头接触形式)触头接触形式(1 1)触头接触电阻)触头接触电阻)触头接触电阻)触头接触电阻2021/9/1515 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片(3 3)触头结构形式)触头结构形式)触头结构形式)触头结构形式 图图1-7 触头的结构形式触头的结构形式a)桥式触头桥式触头 b)指形触头指形触头 触头的材料触头的材料 银银 铜铜2021/9/1516 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片触头材料选用电阻系数小的材料,使触头本身触头材料选用电
17、阻系数小的材料,使触头本身触头材料选用电阻系数小的材料,使触头本身触头材料选用电阻系数小的材料,使触头本身的电阻尽量减小;的电阻尽量减小;的电阻尽量减小;的电阻尽量减小;增加触头的接触压力,一般在动触头上安装触增加触头的接触压力,一般在动触头上安装触增加触头的接触压力,一般在动触头上安装触增加触头的接触压力,一般在动触头上安装触头弹簧;头弹簧;头弹簧;头弹簧;改善触头表面状况,尽量避免或减小表面氧化改善触头表面状况,尽量避免或减小表面氧化改善触头表面状况,尽量避免或减小表面氧化改善触头表面状况,尽量避免或减小表面氧化膜形成,在使用过程中尽量保持触头清洁。膜形成,在使用过程中尽量保持触头清洁。膜
18、形成,在使用过程中尽量保持触头清洁。膜形成,在使用过程中尽量保持触头清洁。减小接触电阻的方法减小接触电阻的方法减小接触电阻的方法减小接触电阻的方法2021/9/1517 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片2.2.电弧的产生和灭弧方法电弧的产生和灭弧方法电弧的产生和灭弧方法电弧的产生和灭弧方法(1 1 1 1)电弧的产生及危害)电弧的产生及危害)电弧的产生及危害)电弧的产生及危害在自然环境中断开电路时,如果被断开的电路的电流(电压)在自然环境中断开电路时,如果被断开的电路的电流(电压)超过某一个数值时,触头间隙中就会产生电弧,电弧实际上超过某一个数
19、值时,触头间隙中就会产生电弧,电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象。在动静触头是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象。在动静触头脱离接触时,强电场使触头间隙中气体游离,产生大量的电脱离接触时,强电场使触头间隙中气体游离,产生大量的电子和离子,并作定向运动,使绝缘的气体变成导体。子和离子,并作定向运动,使绝缘的气体变成导体。电流通过这个游离区时所消耗的电能转换成热能和光能,产电流通过这个游离区时所消耗的电能转换成热能和光能,产生高温并发出强光,烧损触头金属表面,降低电器寿命,延生高温并发出强光,烧损触头金属表面,降低电器寿命,延长电路分断时间,甚至不能断开,造成严重事故。长电路分
20、断时间,甚至不能断开,造成严重事故。2021/9/15181 1)电动力吹弧。)电动力吹弧。)电动力吹弧。)电动力吹弧。拉长电弧,降低电场强度,电弧热量在拉长的过拉长电弧,降低电场强度,电弧热量在拉长的过拉长电弧,降低电场强度,电弧热量在拉长的过拉长电弧,降低电场强度,电弧热量在拉长的过程中散发冷却而迅速熄灭。程中散发冷却而迅速熄灭。程中散发冷却而迅速熄灭。程中散发冷却而迅速熄灭。图图1-8 双断口电动力吹弧双断口电动力吹弧1-静触头静触头 2-动触头动触头 3-电弧电弧(2 2 2 2)灭弧方法)灭弧方法)灭弧方法)灭弧方法2021/9/1519 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯
21、片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片2 2)纵缝灭弧)纵缝灭弧)纵缝灭弧)纵缝灭弧图图1-9 窄缝灭弧窄缝灭弧1-纵缝纵缝 2-介质介质 3-磁性夹板磁性夹板 4-电弧电弧将电弧挤入绝缘壁组将电弧挤入绝缘壁组将电弧挤入绝缘壁组将电弧挤入绝缘壁组成的窄缝中以冷却电成的窄缝中以冷却电成的窄缝中以冷却电成的窄缝中以冷却电弧弧弧弧2021/9/1520 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片3 3)栅片灭弧)栅片灭弧)栅片灭弧)栅片灭弧图图1-10 栅片灭弧装置栅片灭弧装置将电弧分成许多串联将电弧分成许多串联将电弧分成许多串联将电弧分成许多串联的短弧,增加
22、维持电的短弧,增加维持电的短弧,增加维持电的短弧,增加维持电弧所需的临极电压降,弧所需的临极电压降,弧所需的临极电压降,弧所需的临极电压降,同时栅片将电弧的热同时栅片将电弧的热同时栅片将电弧的热同时栅片将电弧的热量散发,使电弧迅速量散发,使电弧迅速量散发,使电弧迅速量散发,使电弧迅速熄灭。熄灭。熄灭。熄灭。2021/9/1521 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片4 4)磁吹灭弧)磁吹灭弧)磁吹灭弧)磁吹灭弧图图1-11 磁吹灭弧原理磁吹灭弧原理 用电磁力使电弧在冷却介质中运动,降低弧用电磁力使电弧在冷却介质中运动,降低弧用电磁力使电弧在冷却介质
23、中运动,降低弧用电磁力使电弧在冷却介质中运动,降低弧柱周围的温度柱周围的温度柱周围的温度柱周围的温度 2021/9/1522 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片 接触器接触器接触器接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主主主主电路及电路及电路及电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。大容量控制电路的一种自动开关电器。大容量控制电路的一种自动开关电器。大容量控制电路的一种自动开关电器。1.2 1.2 电磁式接触器电磁式接触
24、器2021/9/1523 第第1章章 返回第一张返回第一张 上一张幻灯片上一张幻灯片下一张幻灯片下一张幻灯片 接接触触器器是是继继电电器器-接接触触器器控控制制系系统统中中最最重重要要和和常常用用的的元元件件之一,它的工作原理如图所示。之一,它的工作原理如图所示。t6-6.swf 当当按按钮钮按按下下时时,线线圈圈通通电电,静静铁铁心心被被磁磁化化,并并把把动动铁铁心心(衔铁)吸上,带动转轴使触头闭合,从而接通电路。(衔铁)吸上,带动转轴使触头闭合,从而接通电路。当放开按钮时,过程与上述相反,使电路断开。当放开按钮时,过程与上述相反,使电路断开。接触器的结构和工作原理如下:接触器的结构和工作原
25、理如下:2021/9/1524电磁部分:电磁部分:线圈静铁心线圈静铁心+衔铁;衔铁;静铁心静铁心线圈线圈释放弹簧释放弹簧触头系统触头系统 接触器的结构接触器工作原理接触器的结构接触器工作原理接触器接触器.swf执行部分:执行部分:触头。触头。主、辅触点内部结构不一样,主触点(一般有主、辅触点内部结构不一样,主触点(一般有3 3个)连接到主电个)连接到主电路中,能通以大电流;辅触点(一般路中,能通以大电流;辅触点(一般4 4个,个,2 2个常开、个常开、2 2个常闭)则个常闭)则用在控制回路中。主触点设有专门的灭弧装置。用在控制回路中。主触点设有专门的灭弧装置。触头按通过的电流的大小分主触头和辅
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