第1章电气控制系统常用器件课件

第1章 电气控制系统常用器件PLCPLC编程控制技术编程控制技术多媒体教学课件多媒体教学课件BEA Confidential.|1主要内容（8学时）电器的基本知识接触器继电器开关电器熔断器主令电器信号电器常用执行、检测器件2本章重点：本章重点：电弧的产生及灭弧方式电弧的产生及灭弧方式低压电器的类型及作用低压电器的类型及作用各种低压电器工作原理及适用范围各种低压电器工作原理及适用范围本章难点：本章难点：各种低压电器工作原理各种低压电器工作原理低压电器在电气控制线路中的使用低压电器在电气控制线路中的使用目的要求：目的要求：l了解各种低压电器并掌握其使用场合及注意事项了解各种低压电器并掌握其使用场合及注意事项3电器的定义和分类电器的定义和分类定义l电器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、变换和调节的电工器械。l低压电器通常指工作在交流电压1200v、直流电压1500v以下的电器，采用电磁原理完成上述功能的低压电器称为电磁式低压电器。1.1 电器的基础知识41.1 电器的基础知识51.1 电器的基础知识6电磁式电器电磁式电器1.1.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。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电压线圈电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈交流线圈：短而粗，有骨架。：短而粗，有骨架。直流线圈直流线圈：细而长，无骨架。：细而长，无骨架。1.1 电器的基础知识72.2.短路环短路环减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。1.1 电器的基础知识83.3.触头系统触头系统通过触头的开合控制电路通、断。通过触头的开合控制电路通、断。v类型类型 v材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银 质材料制成质材料制成 桥式触头桥式触头指形触头指形触头1.1 电器的基础知识94.4.灭弧系统灭弧系统 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，的光柱，即电弧。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 。1.1 电器的基础知识10接触器的定义、用途和分类接触器的定义、用途和分类定义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。用途控制电动机的起动、反转、制动和调速等。控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。分类交流接触器、直流接触器1.2 接触器11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 1.2 接触器12交流接触器结构图交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置1.2 接触器132 2工作原理工作原理 线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振 动，需 加 短 路环。1.2 接触器14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 1.2 接触器15KM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 1.2 接触器16额定电压额定电压 交流接触器：127、220、380、500V 直流接触器：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 1.2 接触器17 根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；电压；吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；压等级一致；额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。额定电流应大于或等于被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 1.2 接触器18v定义定义 继电器是根据某种输入信号来接通或断开小电流控制电路，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、时间、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。v作用作用：控制、放大、联锁、保护和调节1.3 继电器19v分类：分类：按用途分：控制和保护继电器 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、速度、压力按动作时间分：瞬时、延时继电器 v特点：特点：额定电流不大于5A1.3 继电器20一、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、欠电流继电器过流电流继电器欠流电流继电器1.3 继电器21欠电流继电器KAI I KAKAKA一、电流继电器一、电流继电器1.3 继电器22动作电流动作电流q q：使电流继电器开始动作所需的电流值；使电流继电器开始动作所需的电流值；返回电流返回电流f f：电流继电器动作后返回原状态时的电流值；电流继电器动作后返回原状态时的电流值；返回系数返回系数f f：返回值与动作值之比，返回值与动作值之比，f ff f/q q。主要技术指标：主要技术指标：一、电流继电器一、电流继电器1.3 继电器23特点：线圈并联在电路中，匝数多，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KAU U KAKAKA二、电压继电器二、电压继电器1.3 继电器24 中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，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。三、中间继电器三、中间继电器1.3 继电器25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。1.3 继电器26四、热继电器四、热继电器a）外形 b）结构图 1-电流整定装置 2-主电路接线柱 3-复位按钮 4-常闭触头 5-动作机构 6-热元件 31-常闭触头接线柱32-公共动触头接线柱 33-常开触头接线柱 双金属片式热继电器1.3 继电器271-1.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 110-复位按钮 11-偏心轮 12-支撑件 13-弹簧 四、热继电器四、热继电器双金属片式热继电器原理示意图1.3 继电器28四、热继电器四、热继电器1.3 继电器29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。使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。选择：选择：eReReded eReR：热继电器热元件的额定电流；热继电器热元件的额定电流；eded：电动机的额定电流。电动机的额定电流。四、热继电器四、热继电器1.3 继电器30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：分类：按构成原理分：电磁式按构成原理分：电磁式 电动式电动式 空气阻尼式空气阻尼式 晶体管式晶体管式 数字式数字式按延时方式分：通电延时型按延时方式分：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31(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)(a)线圈一般符号线圈一般符号 (b)(b)通电延时线圈通电延时线圈 (c)(c)断电延时线圈断电延时线圈 (d)(d)通电延时闭通电延时闭合动合（常开）触点合动合（常开）触点 (e)(e)通电延时断开动断（常闭）触点通电延时断开动断（常闭）触点 （f f）断电延时断断电延时断开动合（常开）触点开动合（常开）触点 （g g）断电延时闭合动断（常闭）触点（断电延时闭合动断（常闭）触点（h h）瞬动触点瞬动触点 五、时间继电器五、时间继电器符号符号32五、时间继电器五、时间继电器33五、时间继电器五、时间继电器34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：与异步电动机类似原理：与异步电动机类似参数：动作转速：参数：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35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，装有鼠笼型短路绕上，装有鼠笼型短路绕组。组。符号符号六、速度继电器六、速度继电器转子转子-圆柱形永久磁圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连铁，与电动机同轴连接。接。36六、速度继电器六、速度继电器37压力继电器压力继电器光电继电器光电继电器温度继电器温度继电器七、其它继电器七、其它继电器38一、刀开关一、刀开关 v 作用：作用：隔离电源，不频繁通断电路v 分类分类：按刀的级数分:单极、双极和三极 按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换方向分为：单掷和双掷 按接线方式分为：板前接线和板后接线 按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器1.4 开关电器39一、刀开关一、刀开关1.1.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）v 作用：作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。v 结构图和符号结构图和符号 ：QS1.4 开关电器402.2.带熔断器式刀开关带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离开关用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。和应急开关，并作电路保护用。1.4 开关电器413.3.负荷开关负荷开关(1)(1)开启式负荷开关开启式负荷开关v 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。v 结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。v 分类：单相双极和三相三极两种分类：单相双极和三相三极两种1.4 开关电器42433.3.负荷开关负荷开关(2)(2)封闭式负荷开关（铁壳开关）封闭式负荷开关（铁壳开关）v 作用：手动通断电路及短路保护。作用：手动通断电路及短路保护。1.4 开关电器44二、组合开关（转换开关）二、组合开关（转换开关）v 结构结构：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸 出盒外，与电源或负载相连。动触片套出盒外，与电源或负载相连。动触片套 在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作9090正正 或反方向的转动，带动静触头通。或反方向的转动，带动静触头通。v 特点特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。：结构紧凑，安装面积小，操作方便。v 用途用途：电源的引入开关；通断小电流电路；：电源的引入开关；通断小电流电路；控制以下电动机。控制以下电动机。1.4 开关电器45（a）外形 （b）符号 （c)结构4647三、低压断路器三、低压断路器v 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失 压时自动分断电路。压时自动分断电路。v 特点：操作安全，分断能力较高。特点：操作安全，分断能力较高。v 分类：分类：框架式（万能式）框架式（万能式）和和塑壳式（装置式）塑壳式（装置式）v 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。1.4 开关电器48万能式低压断路器结构图万能式低压断路器结构图49塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮50塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮线路短路线路短路或严重过或严重过载保护载保护51塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮远距离跳远距离跳闸，对电闸，对电路不起保路不起保护作用护作用52塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮线路过载线路过载保护保护53塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮电动机的电动机的失压保护失压保护54v作用：短路和严重过载保护作用：短路和严重过载保护v应用：串接于被保护电路的首端应用：串接于被保护电路的首端v优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻v分类：分类：瓷插式瓷插式RCRC螺旋式螺旋式RLRL有填料式有填料式RTRT无填料密封式无填料密封式RMRM快速熔断器快速熔断器RSRS自恢复熔断器自恢复熔断器1.5 熔断器55瓷插式熔断器瓷插式熔断器56螺旋式熔断器螺旋式熔断器57有填料式熔断器有填料式熔断器58无填料密封式熔断器无填料密封式熔断器59快速熔断器快速熔断器60自恢复熔断器自恢复熔断器61v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 接近开关接近开关1.6 主令电器62控制按钮控制按钮1.6 主令电器63万能转换开关万能转换开关1.6 主令电器64主令控制器主令控制器1.6 主令电器65行程开关行程开关1.6 主令电器66接近开关接近开关1.6 主令电器67本章小结本章小结v开关电器、主令电器、接触器、继电器、熔断器等低压开关电器、主令电器、接触器、继电器、熔断器等低压电器的作用、结构、工作原理；电器的作用、结构、工作原理；v低压电器图形和文字符号；低压电器图形和文字符号；v每种低压电器的技术参数；每种低压电器的技术参数；v低压电器的使用和选择方法。低压电器的使用和选择方法。68