电气控制与PLC应用 第一章 常用低压控制电器课件.ppt

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1、电气控制与PLC应用2017年9月课程简介是一门实践性很强的综合控制技术课程，PLC是现代工业控制技术的重要手段之一，随着企业自动化程度的不断提高，已经得到越来越广泛的应用。目前这门课已经成为机械电子工程、自动化等专业一门非常重要的专业课程。本门课包含低压电器和电气控制的基本知识、PLC控制系统组成结构、指令应用、程序设计和系统设计等部分组成。课程任务1、认识熟悉常用低压电器元件（结构、原理、参数、符号、选用方法）。2、针对电动机的起动、制动，研究控制线路的构成和原理（典型控制环节）。3、分析典型电气控制线路的工作原理。4、掌握继电接触器控制系统的一般设计内容和方法。5、学习掌握PLC

2、原理及应用技术。6、应用PLC进行简单的控制系统设计。达到：懂原理、会分析、能维护、能简单设计。（三字：懂、会、能）第一章常用低压电器1.1引例1.2知识点链接1.2.1低压电器概述1.2.2低压电器基础知识1.2.3常用低压电器1.3知识点扩展1.4引例解答图1-3FMS之加工站输送系统示意图1.1引例：柔性制造系统中的数控机床图1-1240型数控铣床实物图图1-2电气控制柜内部元件布置图熔断器1起短路保护作用；塑壳式漏电保护断路器2是漏电与短路保护一体化断路器，主要用于人身防触电保护和配电线路过电流及短路保护；交流接触器3和5利用主触点来开闭主电路，用辅助触点来执行控制指令;中间继

3、电器6用于增加触点的数量及容量。图1-3电气控制柜内部低压电器示意图1.2知识点链接1、电器的概念电器是指在电能的生产、输送、分配、应用中，实现对电路的切换、控制、检测及保护等作用的电气设备的总称。如开关、熔断器、变压器等都属于电器。（简称：一种能控制电路的设备）2、低压电器的概念工作在交流额定电压1200V及以下，直流额定电压1500V及以下的电气线路中，实现通断、保护、控制或调节作用的电气设备。1.2.1低压电器概述3、低压电器的分类1）按工作原理分类电磁式电器非电量控制电器2）按动作性质或操作方式分类手动电器按钮、刀开关自动电器自动开关，接触器3）按所起的作用分类（1）控制电器用

4、于各种控制电路和控制系统的电器。如接触器、继电器等。（2）主令电器用于发送控制指令以控制其它电器的动作。如按钮、主令开关等。（3）执行电器用于完成某种动作或传送功能的电器，如电磁铁，电磁离合器，等。（4）保护电器用于对电路或电气设备进行安全保护等。如熔断器、热继电器等。（5）配电电器用于电能的输送和分配。如断路器等。4)按有无触点分类有触点电器刀开关、接触器无触点电器固态继电器（可控硅、大功率三极管组成）5)按工作电压种类分类交流电器直流电器1.2.2低压电器基础知识电气控制系统中以电磁式低压电器的应用最广泛。电磁机构执行机构交流直流触头系统灭弧装置电磁式低压电器的基本结构一般是由电磁

5、机构、触头系统和灭弧装置组成。1、电磁式低压电器的组成1)电磁机构主要由吸引线圈和磁路两部分组成。线圈的作用是在电流的作用下产生磁场.使衔铁在电磁吸力的作用下向铁芯移动，从而使动触头动作，以实现触头的闭合。电磁式继电器和接触器是电磁式低压电器的主要部件之一。(1)电磁机构组成：a.吸引线圈b.铁芯（静铁芯）c.衔铁（动铁芯）d.气隙磁路（2）电磁机构的结构形式：电磁机构三种铁芯形状：U型、E型、O型。电磁机构衔铁的两种动作方式：直动式、拍合式。电磁机构的电磁线圈分两类：直流线圈、交流线圈。图1.4电磁机构a-直动式电磁机构b-拍合式电磁机构1-衔铁2-铁心3-线圈（3）电磁机构的工作原

6、理：作用在衔铁的力有两个：电磁吸力和反力。电磁吸力由电磁机构产生，反力一般则由释放弹簧和触点弹簧产生。电磁机构的工作原理常用吸力特性和反力特性来表示。电磁机构的吸力与气隙之间的关系曲线称为吸力特性。电磁吸力F：F=4×105B2SB=Φ/SF∝Φ2F为电磁吸力B为气隙间磁感应强度S为吸力处气隙截面积Φ为气隙磁通a.吸力特性a.吸力特性：励磁电流的种类对吸力特性有很大的影响：（1）直流电磁机构：因为线圈上外加电压U和线圈电阻不变，流过线圈的电流I也为常数，即不受气隙δ的影响。磁通定律Φ=IN/RmRm∝δ即Φ∝IN/δδ为气隙大小由于F∝Φ2，即F∝1/δ2结论：直流电磁线圈中的电磁吸力

7、与气隙δ平方的倒数成正比。图1.5直流电磁机构的吸力特性a.吸力特性：（2）交流电磁机构：交流电磁线圈的阻抗主要取决于电抗，电阻可忽略。U=E=4.44fΦNΦ=U/4.44fN当U、f、N为常数时，Φ为常数，F也为常数，因而F与气隙δ的大小无关。实际上，考虑漏磁通影响，F随δ的减小，略有增加。当δ变化时，吸引线圈电流I也随之变化。当δ增大时，磁阻增大，线圈感抗减小，I增大；当δ减小时，磁阻变小，线圈感抗增大，I减小（忽略线圈电阻）。结论：交流