电气控制与PLC 第1章课件.ppt

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1、第1章常用低压控制电器电气控制与PLC1.1低压电器的基本知识1.2刀闸开关和主令电器1.3接触器1.4继电器1.5低压断路器1.6熔断器1.1低压电器的基本知识目的与任务：会编写简单的梯形图重点与难点：典型单元梯形图低压电器通常是指工作在交流电压小于1200V、直流电压小于1500V的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器设备以及利用电能来控制、保护和调节非电过程和非电装置的用电装备。我国现行标准将工作电压交流1200v、直流1500v以下的电气线路中起通断、保护、控制或调节作用的电器称为低压电

2、器。1.1.1低压电器的分类1．根据用途或所控制的对象可分为：1）低压配电电器这类电器包括刀开关、转换开关、熔断器和自动开关。主要用于低压配电系统中，要求在系统发生故障的情况下动作准确、工作可靠。2）低压控制电器这类电器包括接触器、继电器、控制器等。主要用于电气传动系统中，要求寿命长、体积小、重量轻、工作可靠。3）低压主令器这类电器有按钮、主令开关、行程开关和万能开关等。主要用于发送控制指令的电器，要求是操作频率要高、抗冲击，电器和机械寿命要长。4）低压保护电器这类电器有熔断器、热继电器、电压继电器

3、、电流继电器和避雷器等。主要用于对电路和电气设备进行安全保护的电器，要求有一定的通断能力，反应要灵敏，可靠性要高。5）低压执行电器这类电器有电磁铁、电磁离合器等。主要用于执行某种动作和传动功能的电器。2）非自动切换电器依靠外力（如人工）直接操作来进行切换等动作。如手动电器。通过人力做功来完成接通、分断、启动、反向和和停止等动作的电器。常用的手动电器有刀开关、按钮、转换开关等。2．按低压电器的动作方式可分为：1）自动切换电器依靠电器本身参数变化或外来信号（如电、磁、光、热等）而自动完成接通、分断或使电

4、机起动、反向以及停止等动作。如接触器、继电器等。3．按电器的执行机能可分为：3．按电器的执行机能可分为有触点电器和无触点电器。一般用途的低压电器（称为基本系列）的使用环境条件为：海拔高度不超过2000m；周围空气温度为-25～40℃；空气相对湿度90％下；安装倾斜度不大于5°；无爆炸危险的介质及无显著摇动和冲击振动的场合。对于在特殊环境和工作条件下使用的各类低压电器，常在基本系列产品的基础上进行派生，构成如防暴电器、船舶电器、化工电器、热带电器、高原电器以及牵引电器等。1.1.2低压电器的基本结构从

5、结构上看，电器一般都具有两个基本组成部分，即感测部分与执行部分。感测部分接受外界输入的信号，并通过转换、放大与判断做出有规律的反应，使执行部分动作，或者输出相应的指令，实现控制的目的。对于有触点的电磁式电器，感测部分大都是电磁机构，而执行部分则是触头系统。电磁机构的作用是将电磁能转换成为机械能并带动触点闭合或断开。１．电磁机构1）工作原理电磁机构通常采用电磁铁的形式，有吸引线圈、铁心（亦称静铁心）和衔铁（也称动铁心）三部分组成。当线圈通入电流后，磁通Φ通过铁心、衔铁和气隙形成闭合回路，衔铁受电磁吸力

6、的作用吸向铁心，衔铁同时又受弹簧拉力作用，只有当电磁吸力大于弹簧反力时，衔铁才能被铁心吸住。电磁吸力应大于弹簧反力，以便吸牢，但吸力又不宜过大，若过大则在吸合时衔铁与铁心将发生严重撞击。直流励磁的电磁铁和交流激磁的电磁铁在结构上也不相同。直流电磁铁在稳定状态下通过恒定磁通，铁心中没有磁滞损耗和涡流损耗，不产生热量，只有线圈是产生热量的热源，故直流电磁铁的线圈没有骨架，且成细长形，以增加它和铁心直接接触的面积， 而使线圈产生的热量通过交变磁通，铁心中有磁滞损耗和涡流损耗，产生热量，因此铁心用硅钢片叠压

7、而成，以减小铁损，并将线圈制成短粗形，由线圈骨架把它和铁心隔开，以免铁心的热量传递给线圈使其过热而烧坏。2.触头系统触头是电器的执行部件，这些电器就是通过触头的动作来接通与分断电路的。因此，触头工作的好坏直接影响整个电器的工作性能。触头的工作状态可分为闭合状态、闭合过程和分断过程。1)闭合状态触头闭合工作时，由于接触表面凹凸不平，接触电阻加大，损耗增大，温度升高，表面氧化加剧，因此对触头的容许温升有一定的要求。2)载流情况下触头的闭合3)载流情况下触头的分断电弧形成的过程是：当触头间刚出现断口时，两

8、触头间距离极小，电场强度极大，在高热和强电场作用下，金属内部的自由电子从阴极表面逸出 ，奔向阳极，这些自由电子在电场中运动时撞击其他中性气体分子。因此，在触头间隙中产生了大量的带电粒子，使气体导电形成了炽热的电子流即电弧。电弧一经产生，便在弧隙中产生大量热能，电压越高，电流越大，即电弧功率越大，弧区温度越高，电弧的游离因素就越强。与此同时，弧隙中还存在着去游离因素，因为已游离的正离子和电子在空间相遇要进行复合，重新形成中性的分子，同时高度密集的高温离子和电子，要向周围