常用电器控制技术(含PLC)第一章第二节.ppt

常用电器控制技术（含PLC）,朱立达,先进制造与自动化技术研究所,zld1999184,机械工程与自动化学院,1,第一章常用低压电器,第一节低压电器的作用、分类及发展概况,第二节接触器,第三节继电器,第四节低压熔断器,第五节主令电器,第六节低压断路器,1,第二节接触器,接触器实际是一个能频繁通断的由电磁铁带动的负荷开关。,与其他开关相比，它可以频繁通断主电路的正常工作电流，但不能分断主电路的短路电流。,短路电流通常用断路器或熔断器来分断。,接触器常用于电路的频繁通断和电器设备（如电动机）的近、远距离的控制及程序控制等。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（一）、结构,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（一）、结构,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（一）、结构1.触点形式,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（一）、结构2.触点种类,（1）主触点：主触点容量大，用于通断高电压、大电流电路。,（2）辅助触点：辅助触点容量小，用于通断低电压、小电流电路。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（一）、结构3.接触器的动作过程,当线圈通电时,当线圈断电时,衔铁吸合,主常开触点闭合,辅助常开触点闭合,辅助常闭触点断开,衔铁释放,主常开触点打开,辅助常开触点打开,辅助常闭触点闭合,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（一）、结构3.接触器的动作过程,接触器的触点是最容易损坏的部件。其损坏的原因主要是磨损，其中电弧烧损最为严重。为了保护触点、提高触点的分断能力，就必须加灭弧装置。接触器能分断电流的大小与灭弧装置的灭弧能力的大小有直接关系。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（二）、电弧的产生与灭弧装置1.电弧的产生,当接触器触点的分断电路时，如果电路中电压超过10-12V和电流超过80-100mA，即：功率约1W，在拉开的两个触点之间将出现强烈的火花。当电流越大时，电火花越强烈。当电流大到一定强度时，电火花就会变成“电弧”，这实际上是一种气体放电现象。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（二）、电弧的产生与灭弧装置2.灭弧装置,接触器中的灭弧装置只能熄灭正常工作电流产生的电弧，不能熄灭短路电流产生的电弧，故接触器不能用来分断短路电流，其常与熔断器配合使用。接触器用来分断正常的工作电流，靠熔断器来分断短路电流。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（二）、电弧的产生与灭弧装置2.灭弧装置,接触器中常用以下3种灭弧装置：磁吹式灭弧装置（吹弧线圈+灭弧罩）-灭弧能力最强，多用于直流接触器。带灭弧栅的灭弧装置（灭弧栅+灭弧罩）-灭弧能力强，多用于交流接触器。灭弧罩（由陶土和石棉水泥制成）-灭弧能力差，用于小容量的交、直流接触器。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（二）、电弧的产生与灭弧装置2.灭弧原理,（1）灭弧罩的灭弧原理。灭弧罩是最为简单的灭弧装置，主要通过冷却降温来灭弧，同时也起隔弧的作用，防止电弧飞溅。,（2）带灭弧栅的灭弧原理。当出现电弧时，电弧周围的磁场将灭弧栅片磁化，于是灭弧栅片将电弧吸入其中，将原来的长电弧分割成短电弧。当交流电流过量时，电弧自然熄灭。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（二）、电弧的产生与灭弧装置2.灭弧原理当加在栅片间的电压达到150-250V时，电弧才可能重燃。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（二）、电弧的产生与灭弧装置2.灭弧原理（3）磁吹式灭弧装置带铁心的吹弧线圈与主电路串联，吹弧线圈里的电流就是负荷电流。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（二）、电弧的产生与灭弧装置2.灭弧原理采用多断口触点(如桥式触点)可以使电弧长度及触点分断速度成倍提高，有利于灭弧。接触器的辅助触点常采用桥式触点正是这个道理。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（三）、电磁机构1.电磁机构的组成与形成电磁机构由吸引线圈和磁路两部分组成。磁路包括铁心、衔铁、空气隙等。衔铁绕棱角转动-适用于直流接触器；衔铁绕轴转动-多用于大功率的交流接触器衔铁直线运动-多用于中、小功率的交流接触器。,1,1,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（三）、电磁机构2.电磁机构的工作特性电磁机构把电磁能转换成机械能，使衔铁运动，即衔铁吸合与释放。电磁机构的工作特性常用吸力特性与阻力特性来表征。(1)吸力特性：电磁机构的吸力F与气隙之间的关系，称为吸力特性，即F=f()。它随励磁电流种类(交流或直流)、线圈的连接方式（串联或并联）而有所差异。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（三）、电磁机构2.电磁机构的工作特性电磁机构的吸力可按下式近似计算：F=4X105B2S(1-1)式中F-吸力，N；B-磁通密度，单位为T；S-吸力处的铁心截面积，单位为m2。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（三）、电磁机构1)直流电磁机构的吸力特性：对直流电磁机构的电压线圈，当外加电压和线圈电阻不变时，流过线圈的电流为一常数，与气隙大小无关，即无电感效应。电流I=f()=C(常数)因为磁通=IN/Rm式中Rm-磁路的磁阻；IN-磁势（I为线圈的电流，N为线圈匝数）Rm与成正比；另外F与1/Rm2成正比；所以F与1/2成正比。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（三）、电磁机构具有如下特点：1）衔铁吸合前后吸力变化很大；2）线圈电流与气隙大小无关，为一常数。,1,第二节接触器,一、接触器的结构与工作原理,（三）、电磁机构1)交流电磁机构的吸力特性：对交流电磁机构的电压线圈，当外加电压不变时，交流吸引线圈的阻抗主要决定于线圈的电抗，电阻可以忽略。线圈电流与线圈电抗成反比，即有电感效应。U=E=4.44f.NF与2成正比,所以吸力F=f()=C(常数)I=f()为一直线。,1,第二节接触器,交流电磁机构具有一下特点：1）交流电磁机构的吸力与气隙大小无关;2）衔铁吸合后电流很小，即不需多大电流就能维持衔铁吸合;3）衔铁吸合前后线圈电流变化很大。,如果衔铁卡住不能吸合或频繁动作，线圈可能被烧坏，故交流接触器不宜频繁动作。,1,第二节接触器,（2）阻力特性及其与吸力特性的配合电磁机构转动部分静阻力与气隙的关系，称为阻力特性。阻力的大小与反力弹簧、摩擦阻力以及衔铁重量有关。,吸力大于阻力,1,第二节接触器,二、交、直流接触器的特点对比1.直流接触器主触点控制直流电路，且线圈也须通入直流电进行控制；主触点用磁吹灭弧；衔铁吸合前后，线圈电流不变，适合于频繁动作。但主触点断开时会产生较高的过电压，故工作电压不允许过高（440V）2.交流接触器主触点控制交流电路，且线圈也须通过交流电进行控制，也有用直流控制的，但须在线圈里串入电阻限流；主触点灭弧删灭弧；衔铁吸合前后，线圈电流变化很大，可能差10-15倍，当衔铁卡住或频繁动作时线圈易烧坏，不适合频繁动作。,1,第二节接触器,二、交、直流接触器的特点对比3.交流接触器的短路环的作用短路环的作用是防止交流单相电磁机构的衔铁抖动，以减小噪音，并防止触点抖动、电弧烧坏触点。,1,第二节接触器,三、接触器的主要技术数据（1）额定电压：指主触点的工作电压，不是指线圈的。（2）额定电流：指接触器安装在敞开式控制屏上，触点工作不超过额定温升，负荷为间断长期工作制时的电流值。（3）间断-长期工作制：接触器连续通电时间不超过8h的工作制。若超过8h，须空载开闭触点三次以上，以消除触点表面氧化膜。（4）直流接触器断开时会产生较高的过电压。过电压倍数可高达10-20倍。故不宜采用高电压等级。（5）额定操作频率：即每小时接通的次数。,1,第二节接触器,四、智能接触器（一）智能化电磁系统智能化接触器的核心是具有智能化控制的电磁系统，它对接触器的电磁系统进行动态控制。（二）双向通信与控制接口智能化接触器能够通过通信接口直接与自动控制系统的通信网络相连接，通过数据总线可输出工作状态参数、负荷数据和报警信息等。,1,第二节接触器,五、接触器的主要技术参数（1）额定电压：指接触器主触点上的额定电压。交流接触器：127V、220V、380V、500V等。直流接触器：110V、220V、440V、660V等。（2）额定电流：指接触器主触点上的额定电流。交流接触器：10A、20A、40A、60A、100A等。直流接触器：25A、40A、60A、100A、250A等。（3）线圈额定电压：接触器线圈两端所加额定电压。交流线圈：12V、24V、36V、127V、220V、380V。直流线圈：12V、24V、48V、220、440V。,1,第二节接触器,五、接触器的主要技术参数（4）接通与分断能力。指接触器的主触点在规定的条件下能可靠地接通和分断的电流值，而不应该发生熔焊、飞狐和过分磨损等。（5）额定操作频率。指每小时接通的次数。交流接触器最高为600次/h;直流接触器可高达1200次/h。（6）动作值：指接触器的吸合电压与释放电压。国家标准规定接触器在额定电压85%以上时，应可靠吸合，释放电压不高于额定电压的70%。,1,第二节接触器,六、接触器的图文符号及型号含义,1,第二节接触器,六、接触器的选用（1）根据控制对象所用电源类型选择接触器类型：一般交流负载用交流接触器，直流负载用直流接触器。（2）所选接触器主触点的额定电压应不小于被控制对象线路的额定电压。（3）应根据控制对象和使用场合，合理选择接触器主触点的额定电流。控制电阻性负载时，主触点的额定电流应等于负载额定电流。控制电动机时，主触点的额定电流应稍大于电动机额定电流。当接触器使用在频繁启动、制动时，主触点的额定电流应选用高一个等级。,1,第二节接触器,六、接触器的选用（4）接触器线圈电压的选择。当控制线路简单并且使用电器较少时，应根据电源等级选用380V或220V的电压。当线路复杂时，从人身和设备安全角度考虑，可以选择36V或110V电压的线图，控制回路要增加相应变压器予以减压隔离。(5)根据被控制对象的要求，合理选择接触器类型及触点数量。,1,习题,交、直流接触器的灭弧装置有什么不同？那一个灭弧能力强？直流接触器为什么能比交流接触器更频繁地动作？交、直流接触器的吸力特性各有什么特点？线圈电流在衔铁吸合前后有何变化？交流接触器短路环的作用及作用原理是什么？名词解释:(1)吸力特性；（2）阻力特性,