第0讲-第1章-常用低压电器.pptx

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1、1考核方法及要求考核方法及要求课程性质课程性质：必修、考查课必修、考查课考核方式考核方式：总成绩=（平时考核+实验成绩）30%+闭卷考试成绩70%平时考核=出勤+作业+课堂笔记 第1页/共62页2 常用低压电器常用低压电器 本章主要通过介绍电气控制领域中常用低压电器的工作原理、用途、型号、规格及符号等知识，电器控制线路的基本环节 学会正确选择和合理使用常用电器、学会分析和设计电气控制线路的基本方法，为后继章节的学习打下基础。在PLC出现以前，控制作用由继电器和接触器组成的线路来实现，这常称为继电接触器控制系统继电接触器控制系统，下面介绍继电接触器控制系统。第2页/共62页3电磁式电器构成电磁式

2、电器构成：电磁机构电磁机构+执行机构执行机构+灭弧装灭弧装置置（一）电磁机构（一）电磁机构 1.结构：固定铁心，衔铁，电磁线圈。2.分类：直动式，拍合式。3.原理：电磁线圈通电后，电磁吸力大于弹性力，使衔铁闭合。常用低压电器常用低压电器一、电磁式低压电器第3页/共62页4（二）执行机构（二）执行机构组成：一般由主触点及其灭弧装置组成。电弧的产生与灭弧装置电弧的产生：当断路器或接触器触点切断电路时，如电路中电压超过10-20V和电流超过80-100mA，在拉开的两个触点之间将出现强烈火花，这实际上是一种气体放电的现象，通常称为“电弧”。电弧种类：交流电弧（交流电弧存在交流过零点，电弧易熄灭）和直

3、流电弧。第4页/共62页5如何熄灭电弧：根据上述电弧产生的物理过程可知，欲使电弧熄灭，应设法降低电弧温度和电场强度，以加强消电离作用。当电离速度低于消电离速度，则电弧熄灭。灭弧装置用途：用于熄灭触头分断负载电流时产生的电弧。灭弧原理：迅速拉长电弧；冷却和去游离法。根据上述灭弧原则，常用的灭弧装置有如下几种。1）磁吹式灭弧装置2）灭弧栅3）灭弧罩4）多断点灭弧第5页/共62页6n接触器的功能作用：接触器的功能作用：1.自动接通或断开大电流电路的电器自动接通或断开大电流电路的电器。它可以频繁地接通或分断交直流电路，并可实现远距离控制。2.具有低电压释放保护功能低电压释放保护功能，接触器具有控制容量

4、控制容量大大、过载能力强过载能力强、寿命长寿命长、设备简单经济设备简单经济等特点，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。n控制对象：控制对象：其主要控制对象是电动机电动机，也可用于电热设备、电电焊机焊机、电容器组电容器组等其它负载。n接触器的分类：接触器的分类：接触器可分为交流接触器交流接触器和直流接触器直流接触器两大类。二、接触器第6页/共62页7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 第7页/共62页8第8页/共62页92 2工作原理工

5、作原理 线圈加额定电压，衔线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；常开触头闭合；线圈电压消失，触头线圈电压消失，触头恢复常态。恢复常态。为防止铁心振动，需为防止铁心振动，需加短路环。加短路环。第9页/共62页10用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。工作原理：与交流接触器基本相同。二）直流接触器二）直流接触器 第10页/共62页11KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM三）接触器的符号三）接触器的符号 第11页/共62页12额定电压额定电压 交流接触器：127、220、380、500V 直流接触器

6、：110、220、440V 交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A 额定电流额定电流 吸引线圈额定电压吸引线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、220、380V 直流接触器：24、48、220、440V 四）接触器的主要技术指标四）接触器的主要技术指标 第12页/共62页13 根据电路中负载电流的种类负载电流的种类选择接触器的类型；接触器的额定电压额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；吸引线圈的额定电压额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；额定电流额定电流应大于或等于被

7、控主回路的额定电流。四）接触器的使用选择原则四）接触器的使用选择原则 第13页/共62页14vv作用：作用：根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力装置的自动电器。（控制、放大、联锁、保护和调节作用）vv分类：分类：按用途分：控制和保护继电器（热继电器热继电器）按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式 按输入量分：电流、电压、时间时间、速度速度、压力按动作时间分：瞬时、延时继电器瞬时、延时继电器 v 特点：特点：额定电流不大于5A三、继电器第14页/共62页15一）电流继电器一）电流继电器特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。分类：过电流继电器、

8、欠电流继电器过流电流继电器欠流电流继电器欠电流继电器KAI I KAKAKA第15页/共62页16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结构原理：与电流继电器类似欠电压继电器KAU U KAKAKA二）电压继电器二）电压继电器第16页/共62页17 中间继电器实质上是一种电实质上是一种电压继电器压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大触头的额定电流较大。三）中间继电器第17页/共62页18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

9、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四）热继电器型式：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。第18页/共62页191-1.接线端子 2-主双金属片 3-热元件 4-推动导板 5-补偿双金属片 6-常闭触头 7-常开触头 8-复位调节螺钉 9-动触头 10-复位按钮 11-偏心轮 12-支撑件 13-弹簧 四）热继电器（续）双金属片式热继电器原理示意图第19页/共62页20使用与选择使用与选择使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。选择：eRed eR：热继电器热元件的额定电流；ed：电动机的额定电流。四）热继电器（续）第

10、20页/共62页21作用：作用：按整定时间长短通断电路按整定时间长短通断电路分类：按构成原理分：电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式按延时方式分：按延时方式分：通电延时型通电延时型 断电延时型断电延时型 五）时间继电器五）时间继电器第21页/共62页22(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)线圈一般符号 (b)通电延时线圈 (c)断电延时线圈 (d)通电延时闭合动合（常开）触点 (e)通电延时断开动断（常闭）触点（f）断电延时断开动合（常开）触点（g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点 五）时间继电器（续）符号第22页/共62页23作用：根据速度的大小通断电路结

11、构：定子、转子和触头原理：与异步电动机类似参数：动作转速：动作转速：120rpm120rpm 复位转速：复位转速：100rpm100rpm六）速度继电器六）速度继电器第23页/共62页24定子-由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕组。符号六）速度继电器（续）转子-圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。第24页/共62页25压力继电器光电继电器温度继电器七）其它继电器第25页/共62页26四、刀开关（自己看书）作用：隔离电源，不频繁通断电路作用：隔离电源，不频繁通断电路 1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）作用：作用：不频繁地手动接通、断开电路

12、和隔离电源用。不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。结构图和符号结构图和符号 ：QS第26页/共62页272.2.带熔断器式刀开关带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。开关和应急开关，并作电路保护用。第27页/共62页283.3.负荷开关负荷开关用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。第28页/共62页29vv 功能：功能：功能：功能：低压断路器也称为自动空气开关，可用来接通和分断负载低压断路器也称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸电路，也可用来控制不频繁起

13、动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。的保护电器。低压断路器具有多种保护功能低压断路器具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护过载、短路、欠电压保护等等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。以目前被广泛应用。v 特点：特点：特点：特点：操作安全，分断能力较高。操作安全，分断能力较高。v 分类：分类：分类：分类

14、：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）框架式（万能式）和塑壳式（装置式）v 结构：结构：结构：结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。五、低压断路器第29页/共62页30第30页/共62页31塑壳式低压断路器原理图1主触头 2 2自由脱扣器自由脱扣器 3 3过电流脱扣器过电流脱扣器 4 4分励脱扣器分励脱扣器 5 5热脱扣热脱扣器器 6 6失压脱扣器失压脱扣器 7按钮线路短路或严重过载保护远距离跳闸，对电路不起保护作用线路过载保护电动机的失压保护第31页/共62页32v作用：作用：短路和严重过载保护短路和严重过载保护v应用：应用：串接于被保护电路的首

15、端串接于被保护电路的首端v优点：优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻v分类：分类：六、熔断器瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT无填料密封式RM快速熔断器RS自恢复熔断器第32页/共62页33瓷插式熔断器螺旋式熔断器第33页/共62页34有填料式熔断器无填料密封式熔断器第34页/共62页35快速熔断器自恢复熔断器第35页/共62页36v作用：发送控制命令或信号的电器作用：发送控制命令或信号的电器 v分类：控制按钮分类：控制按钮 万能转换开关万能转换开关 主令控制器主令控制器 行程开关行程开关行程开关行程开关 接近开关接近开关七、主令电器第36页/共62

16、页37控制按钮第37页/共62页38万能转换开关第38页/共62页39主令控制器第39页/共62页40行程开关第40页/共62页41电气控制的基本线路电气控制的基本线路u任何复杂的电器控制线路都是按照一定的控制原则控制原则，由基本的控制线路基本的控制线路组成的。uu基本控制线路基本控制线路是学习电器控制的基础学习电器控制的基础。电器控制线路的表示方法有电器控制线路的表示方法有：电气原理图、电气接线图、电器布置图。l l电气原理图电气原理图是根据工作原理而绘制的，具有结构简单结构简单、层层次分明次分明、便于研究便于研究和分析电路分析电路的工作原理等优点。l电器控制线路常用的图形、文字符号必须符合

17、最新的国家必须符合最新的国家标准标准。第41页/共62页42 电器控制线路：电器控制线路：根据电路通过的电流大小可分为主电主电路路和控制电路控制电路。主电路：主电路：包括从电源到电动机的电路，是强电流强电流通过的部分，用粗线条粗线条画在原理图的左边左边。控制电路：控制电路：是通过弱电流弱电流的电路，一般由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触点、继电器的触点等组成，用细线条细线条画在原理图的右边右边。采用电器元件展开图的画法：采用电器元件展开图的画法：同一电器元件的各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。若有多个同类电器，可在文字符号后加上数字序号，如KM1、KM2等。注意注意：所有按钮、

18、触点均按没有外力作用和没有通没有外力作用和没有通电时的原始状态画出电时的原始状态画出。控制电路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排列先后顺序排列，两线交叉连接时的电气连接点须用黑黑点标出点标出。第42页/共62页43基本电气控制线路基本电气控制线路一、直接起动控制线路直接起动直接起动直接起动直接起动：在电源容量足够大电源容量足够大时，小容量笼型电动机可直接起动。优点优点：是电气设备少，线路简单。缺点缺点：是起动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其它用电设备的正常工作。（一）点动控制（一）点动控制 注意：根据控制要求，分析需要的电气器件。主电路主电路：由刀开关刀开关QSQS、熔断器熔断器FUFU

19、、交流接触器的主触点交流接触器的主触点KMKM、热继电器热继电器FRFR、笼型电动机笼型电动机M M和和接地保护接地保护PEPE组成；控制电路控制电路：由起动按钮按钮SBSB和交流接触器线圈交流接触器线圈KMKM组成。第43页/共62页44图2-4 实现点动的控制线路（一）点动控制最简单的点动控制：适合小功率电动机控制最简单的点动控制：适合小功率电动机控制起动过程：起动过程：先合上刀开关先合上刀开关QSQS按下起动按钮按下起动按钮SBSB接触器线圈接触器线圈KMKM通电通电接触器主触点接触器主触点KMKM闭合闭合电动机电动机MM通电直接起动。通电直接起动。停机过程：停机过程：松开起动按钮松开起

20、动按钮SBSB接触器线圈接触器线圈KMKM断电断电接触器主触点接触器主触点KMKM断开断开电动机电动机MM停电停转。停电停转。点动控制：点动控制：按下按钮，电动机转动，松开按按下按钮，电动机转动，松开按钮，电动机停转，这种控制就叫点动控制，钮，电动机停转，这种控制就叫点动控制，它能实现电动机短时转动，常用于机床的对它能实现电动机短时转动，常用于机床的对刀调整和电动葫芦等。刀调整和电动葫芦等。保护环节：保护环节：短路保护短路保护FUFU；过载保护；过载保护FRFR；欠、；欠、失电压保护失电压保护KMKM；接地保护；接地保护PEPE。第44页/共62页45（二）长动（连续）控制（二）长动（连续）控

21、制 长动控制长动控制：在实际生产中往往要求电动机实现长时间连续转动，即所谓长动控制。根据控制要求，分析需要的电气器件。根据控制要求，分析需要的电气器件。根据控制要求，分析需要的电气器件。根据控制要求，分析需要的电气器件。主电路主电路：由刀开关QS、熔断器FU、接触器的主触点KM、热继电器发热元件FR、电动机M和和接地保护PEPE组成；控制电路控制电路：由停止按钮SB2、起动按钮SB1、接触器的常开辅助触点和线圈KM、热继电器的常闭触点FR组成。第45页/共62页46起动过程起动过程：合上刀开关QS按下起动按钮SB2接触器线圈KM通电接触器主触点KM闭合和常开辅助触点闭合电动机M接通电源运转；松

22、开起动按钮SB2，利用接通的接触器常开辅助触点KM自锁、电动机M连续运转。自锁概念自锁概念：这种依靠接触器自身辅助常开触点的闭合而使线圈保持通电的控制方式，称自锁或自保。（二）长动（连续）控制长动控制：适合长时间连续转动电动机控制长动控制：适合长时间连续转动电动机控制停机过程停机过程：按下停止按钮SB1接触器线圈KM断电接触器主触点KM和辅助常开触点KM断开电动机M断电停转。保护环节保护环节：短路保护短路保护FUFU；过载保护；过载保护FRFR；欠、；欠、失电压保护失电压保护KMKM；接地保护；接地保护PEPE。图2-5 长动控制线路第46页/共62页47工作原理（演示）本控制线路具有如下三点

23、优点：本控制线路具有如下三点优点：1 1）防止电源电压严重下降时电动机欠电压运行。）防止电源电压严重下降时电动机欠电压运行。2 2）防止电源电压恢复时，电动机自行起动而造成设备和人身事故。）防止电源电压恢复时，电动机自行起动而造成设备和人身事故。3 3）避免多台电动机同时起动造成电网电压的严重下降。）避免多台电动机同时起动造成电网电压的严重下降。第47页/共62页48（三）点动和长动混合控制（三）点动和长动混合控制 在生产实践中，机床调整完毕后，需要连续进行切削加工，则要求电动机既能实现点动又能实现长动。图2-6 点动和长动结合的控制线路第48页/共62页49开关切换点动控制：SA断开FU1K

24、MM3FRQL1L3L2主电路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制电路（三）点动和长动混合控制（三）点动和长动混合控制图2-6a的线路比较简单，采用钮子开关SA实现点动和长动控制。连续控制：SA闭合 第49页/共62页50采用钮子开关采用钮子开关SASA实现点动和长动控制实现点动和长动控制第50页/共62页51按钮切换工作原理：连续控制：按下按钮SB1 点动控制：按下按钮SB3FU1KMM3FRQL1L3L2主电路FU2SB1KMKMFRSB2SB3控制电路（三）点动和长动混合控制图2-6b的线路采用复合按钮SB3实现控制。第51页/共62页52采用复合按钮采用复合按钮采用复合按钮采用复合按

25、钮SB3SB3SB3SB3实现控制实现控制实现控制实现控制第52页/共62页53中间继电器KA控制工作原理：连续控制：按下按钮SB3 点动控制：按下按钮SB2（三）点动和长动混合控制图2-6c的线路采用中间继电器KA实现控制。第53页/共62页54以下控制电路能否实现即能点动、以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行又能连续运行思考不能点动！KMSB1KMSB2FRSB第54页/共62页55 概述：概述：在实际应用中，往往要求生产机械改变运动方在实际应用中，往往要求生产机械改变运动方向，如工作台前进、后退；电梯的上升、下降等，这向，如工作台前进、后退；电梯的上升、下降等，这就要求电动机能实现

26、正、反转。就要求电动机能实现正、反转。实现：实现：对于三相异步电动机来说，可通过两个接触器对于三相异步电动机来说，可通过两个接触器来改变电动机定子绕组的电源相序来实现。来改变电动机定子绕组的电源相序来实现。二、可逆旋转（正反转）控制线路电路形式电路形式:电动机原理：电动机原理：改变电动机三相电源的改变电动机三相电源的相序，相序，可改可改变电动机的变电动机的旋转方向旋转方向按钮、接触器控制按钮、接触器控制位置控制位置控制第55页/共62页56按钮、接触器控制正反转控制电路（续）主电路：KM2FU1KM1M3FRQL1L3L2主电路控制电路：控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2S

27、B2正转按钮反转按钮工作原理：基本控制电路缺点：第56页/共62页57控制电路：工作原理：接触器联锁控制接触器联锁控制联锁联锁接触器联锁(电气互锁)按钮联锁(机械互锁)控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接触器联锁新名词：电气互锁电气互锁按钮、接触器控制正反转控制电路（续）优点：工作安全可靠缺点：操作不便第57页/共62页58按钮、接触器控制正反转控制电路（续）控制电路：工作原理：优点：按钮联锁控制按钮联锁控制操作方便控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2缺点：易产生故障联锁联锁接触器联锁(电气互锁)按钮联锁(机械互锁)新名词：机械互锁机械互锁第58页/共62页59按钮、接触器控制正反转控制电路（续）控制电路：工作原理：优点：接触器、按钮双重联锁控制接触器、按钮双重联锁控制安全可靠，操作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2KM2KM1控制电路图第59页/共62页60正反转（电气机械互锁控制)演示第60页/共62页61 a）b）c）作业：分析下列a、b、c控制工作过程？解：图a、b、c是电动机正、反转控制线路 a)无互锁控制电路 b)具有电气互锁的控制电路 c)具有复合互锁的控制电路（完美）第61页/共62页62感谢您的观看！第62页/共62页