《電氣控制與PLC》PPT課件.ppt

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1、,電氣控制PLC技術(shù),主講：職 燕 Tel :5892012 E-mail: 二零壹六年二月,課程性質(zhì)和任務(wù)： 是高等工科院校自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)必修課，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解PLC的工作原理，能夠閱讀PLC的程序，分析PLC的控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要，設(shè)計(jì)相應(yīng)的PLC控制系統(tǒng)。,,,,,,,,電氣控制PLC技術(shù),學(xué)習(xí)的重要性： PLC是以微處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動(dòng)控制裝置。 工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱---PLC技術(shù)、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造。 后續(xù)學(xué)習(xí)（課程設(shè)計(jì) 畢設(shè)設(shè)計(jì)）,,,,,

2、,,,電氣控制PLC技術(shù),PLC就業(yè)前景,目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展主要特點(diǎn)： 1 、我國(guó)還是制造業(yè)大國(guó)，是世界的生產(chǎn)加工中心，有大量的制造業(yè)，就必須用各種生產(chǎn)設(shè)備，大部分生產(chǎn)設(shè)備都和 PLC 有關(guān)，需要大量的精通 PLC 控制的從業(yè)人員。 2 、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已發(fā)生調(diào)整，逐漸有勞動(dòng)力密集型轉(zhuǎn)化為技術(shù)密集型，大量的新設(shè)備被采用，這些設(shè)備很多都和 PLC 控制相關(guān)，需大量的高技術(shù)人才。,目前和 PLC 有關(guān)的從業(yè)人員主要有： 1 、企業(yè)的設(shè)備維護(hù)和維修人員 2 、從事工控設(shè)備銷售的人員 3 、從事設(shè)備開發(fā)，編程的電氣工程師,,,,,,,,電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù),課程內(nèi)容： 第1章：常用低壓電器 第

3、2章：基本的電氣控制電路 第3章：可編程控制器概述 第4章：S7-200系列PLC系統(tǒng)概述 第5章：S7-200 PLC的基本指令及程序設(shè)計(jì) 第6章：S7-200 PLC順序控制指令及應(yīng)用 第7章：S7-200 PLC的功能指令 第8章：PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),第1章 常用低壓電器,1.1 低壓電器概述 1.21.6 常用低壓電器,1.1 低壓電器的概述,“電氣”與“電器”的區(qū)別,*什么是“電氣”？ “電氣”是一個(gè)宏觀的概念。其所涵蓋的內(nèi)容涉及電能的生產(chǎn)、傳輸、分配、使用和控制技術(shù)與設(shè)備等等相關(guān)的工程領(lǐng)域。 “電氣”，是對(duì)電氣系統(tǒng)工程的統(tǒng)稱。,*什么是“電器”？ “電器”是相對(duì)于“電氣”來說而相對(duì)

4、微觀的一個(gè)概念。所涵蓋的內(nèi)容涉及到“電氣工程”中所應(yīng)用到的電力裝置、設(shè)備或器件總成。,電器的定義： 工業(yè)上所說的電器-能依據(jù)操作信號(hào)或外界現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的要求，自動(dòng)或手動(dòng)接通或斷開電路，連續(xù)或斷續(xù)地改變電路參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或用電設(shè)備的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)的元件、設(shè)備及電工裝置。,,電器是一種能控制電的工具。 按照我國(guó)電工行業(yè)的習(xí)慣，電機(jī)和變壓器屬于生產(chǎn)和變換電能的機(jī)械，不包含在電器之中。,1.1.1 電器的定義和分類,*“電器”根據(jù)其適用環(huán)境、應(yīng)用范圍等，細(xì)化分種類。,按工作電壓等級(jí)分類: 高壓電器：AC1200V、DC1500V及以上電路中的電器。 低壓電器：AC1200V、DC

5、1500V以下電路中的電器。 按動(dòng)作原理分類： 手動(dòng)電器：通過人的操作發(fā)出動(dòng)作指令的電器。 自動(dòng)電器：它依靠電器本身參數(shù)變化或外來信號(hào)（如電流、電壓、溫度、壓力、速度、熱量等）自動(dòng)完成接通、分?jǐn)嗷蚴闺姍C(jī)啟動(dòng)、反向及停止等動(dòng)作。,按用途分類： 控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。 配電電器：用于電能的輸送和分配的電器。 主令電器：用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)送動(dòng)作指令的電器。 保護(hù)電器：用于保護(hù)電路及用電設(shè)備的電器。 執(zhí)行電器：用于完成某種動(dòng)作或傳送功能的電器。,按工作原理分類: 電磁式電器： 非電量控制電器：通過外力或某種非電量的變化而動(dòng)作的電器。 按執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類: 有觸點(diǎn)電器： 無觸點(diǎn)電器：

6、,低壓電器圖片,感測(cè)部分接受外界輸入信號(hào)，通過轉(zhuǎn)換、放大再由判斷部分作出有規(guī)律的反應(yīng)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，輸出相應(yīng)的指令實(shí)現(xiàn)控制目的。,電器組成,,感測(cè)部分,執(zhí)行機(jī)構(gòu),判斷部分,1.1.2 電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu),電磁式電器的組成,電磁機(jī)構(gòu)是電磁式電器的主要組成部分，其工作原理是將電磁能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能，從而帶動(dòng)執(zhí)行部分觸頭動(dòng)作。 電磁機(jī)構(gòu)由吸引線圈(勵(lì)磁線圈)和磁路兩部分組成。磁路包括鐵心、銜鐵和空氣隙。當(dāng)吸引線圈通入電流后，產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁通經(jīng)鐵心、銜鐵和工作氣隙形成閉合回路，產(chǎn)生電磁吸力，將銜鐵吸向鐵心。與此同時(shí)，銜鐵還要受到反作用彈簧的拉力，只有當(dāng)電磁吸力大于彈簧拉力時(shí)，銜鐵才可靠地被鐵心

7、吸住。其結(jié)構(gòu)型式按鐵心型式分有單E型、螺管型等；按動(dòng)作方式分有直動(dòng)式、轉(zhuǎn)動(dòng)式等。,1、感測(cè)、判斷部分電磁機(jī)構(gòu),電磁機(jī)構(gòu)的幾種形式 (a) 單E型電磁鐵；(b) 螺管型電磁鐵；(c) 轉(zhuǎn)動(dòng)式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,電磁機(jī)構(gòu)按吸引線圈的通電種類可分為直流電磁線圈和交流電磁線圈。,電磁機(jī)構(gòu)的工作特性常用吸力特性和反力特性來表達(dá)。電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵吸合的力與氣隙的關(guān)系曲線稱為吸力特性。電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵釋放的力與氣隙的關(guān)系曲線稱為反力特性。,電磁吸力Fat大小與氣隙的截面積S及氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系為:,直流電磁鐵的電磁吸力,交流電磁鐵的電磁吸力,雖然交流電磁鐵磁感應(yīng)強(qiáng)度是正、負(fù)交變的，

8、但電磁吸力卻是脈動(dòng)的、方向不變的。電磁吸力由兩項(xiàng)組成：第一項(xiàng)為平均吸力Fav，其值為最大吸力的一半；第二項(xiàng)為以電源頻率兩倍變化的交變分量，如圖所示。,交流電磁吸力是在最大值為2Fav和最小值為0的范圍內(nèi)以兩倍于電源頻率周期地變化的，因此在每一個(gè)周期內(nèi)，必然有某一段時(shí)刻的吸力小于彈簧產(chǎn)生的反作用力。這時(shí)銜鐵在反力作用下將開始釋放，而當(dāng)吸力再次大于反力時(shí)，銜鐵又被吸合。如此周而復(fù)始，銜鐵會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。這種振動(dòng)對(duì)電器工作十分不利，同時(shí)還會(huì)發(fā)出噪聲。為此，必須采取措施消除振動(dòng)。,在單相交流電磁鐵鐵心極面上加裝短路環(huán)可消除振動(dòng)和噪聲。,將鐵心極面上的磁通分成兩部分。若使這兩部分交變磁通間有一個(gè)相位差，則兩

9、部分磁通所產(chǎn)生的吸力間也有一個(gè)相位差。這樣，雖然每部分吸力都有到達(dá)零值的時(shí)刻，但二者合成后的吸力卻無零值的時(shí)刻。如果合成吸力在任一時(shí)刻都大于反力，就可消除振動(dòng)和噪聲。,交流電磁機(jī)構(gòu)勵(lì)磁線圈的阻抗主要取決于線圈的電抗(電阻相對(duì)很小)，則,式中：U線圈電壓(V)； E線圈感應(yīng)電勢(shì)(V)； f外加電壓頻率(Hz)； 氣隙磁通(Wb)； N線圈匝數(shù)。,交流電磁鐵的吸力特性,,當(dāng)頻率、匝數(shù)和外加電壓為常數(shù)時(shí)，磁通亦為常數(shù)，因此電磁吸力的幅值也為常數(shù)。由于線圈外加電壓與磁路空氣隙的變化無關(guān)，因此電磁吸力亦與氣隙的大小無關(guān)。實(shí)際上，考慮到漏磁通的影響，吸力隨氣隙的減小會(huì)略有增加。,雖然交流電磁機(jī)構(gòu)的氣隙磁通

10、 近似不變，但氣隙磁阻隨氣隙長(zhǎng)度而變化。根據(jù)磁路定律：,交流勵(lì)磁線圈的電流與氣隙成正比。,一般當(dāng)U形交流電磁機(jī)構(gòu)的勵(lì)磁線圈通電而銜鐵尚未動(dòng)作時(shí)，其電流可達(dá)到吸合后額定電流的56倍；E形電磁機(jī)構(gòu)電流則達(dá)到額定電流的1015倍。因此，當(dāng)銜鐵卡住不能吸合或者頻繁動(dòng)作時(shí)，交流勵(lì)磁線圈很可能因過電流而燒毀。所以在可靠性要求高或操作頻繁的場(chǎng)合，一般不采用交流電磁機(jī)構(gòu)。,2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)觸點(diǎn)系統(tǒng),一般由動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)、滅弧裝置和導(dǎo)電部件組成。 觸頭（觸點(diǎn)）材料：一般由銅、銀、鎳及其合金制成。 觸頭按原始狀態(tài)可分：常開觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)；常開觸頭也稱為動(dòng)合觸頭；常閉觸點(diǎn)也稱為動(dòng)斷觸點(diǎn)； 按觸頭控制的電路分：主觸頭與

11、輔助觸頭。,觸頭的結(jié)構(gòu)形式：橋式 ：點(diǎn)接觸 .面接觸 指式：線接觸，滾動(dòng)摩擦，適用于大電流。,電弧放電的特征 ： （1）電弧由三部分組成。包括陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)。 （2）電弧溫度很高。 （3）電弧是一種自持放電現(xiàn)象。 （4）電弧是一束游離的的氣體。,3. 滅弧系統(tǒng),當(dāng)開關(guān)電器開斷電路時(shí)，電壓和電流達(dá)到一定值時(shí)，觸頭剛剛分離后，觸頭之間就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的白光（能夠?qū)щ姷慕茍A柱形的氣體），稱為電弧。實(shí)質(zhì)是一種氣體放電現(xiàn)象。,電弧的危害：開關(guān)電器在分?jǐn)嚯娐窌r(shí)產(chǎn)生的電弧，一方面使電路仍舊保持導(dǎo)通狀態(tài)，延遲了電路的開斷；另一方面會(huì)燒損觸點(diǎn)，縮短電器的使用壽命。,電離和消電離作用是同時(shí)存在的，當(dāng)電離速度

12、大于消電離速度時(shí)，電弧就增強(qiáng)；當(dāng)電離速度與消電離速度相等時(shí)，電弧就穩(wěn)定燃燒；當(dāng)消電離速度大于電離速度時(shí)，電弧就熄滅。因此，熄滅電弧一方面是減弱電離作用，另一方面是增強(qiáng)消電離作用。實(shí)際上，作為減弱電離作用的措施，同時(shí)也往往是增強(qiáng)消電離作用的途徑。,滅弧方法,常用的滅弧方法和裝置,橋式結(jié)構(gòu)雙斷口滅弧 流過觸頭兩端的電流方向相反，將產(chǎn)生互相推斥的電動(dòng)力。當(dāng)觸頭打開時(shí)，在斷口中產(chǎn)生電弧。電弧電流在兩電弧之間產(chǎn)生圖中以“”表示的磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則，電弧電流要受到一個(gè)指向外側(cè)的電動(dòng)力F的作用，使電弧向外運(yùn)動(dòng)并拉長(zhǎng)，電弧電流迅速穿越冷卻介質(zhì)而使電弧加快冷卻并熄滅。此外，還可將一個(gè)電弧分為兩個(gè)來削弱電弧的作

13、用。這種滅弧方法效果較弱，故一般多用于小功率的電器中。但是，當(dāng)其配合柵片滅弧后，也可用于大功率的電器中。交流接觸器常采用這種滅弧方法。,橋式觸頭滅弧原理,柵片滅弧 滅弧柵一般由多片鍍銅薄鋼片(稱為柵片)和石棉絕緣板組成，它們安放在電器觸頭上方的滅弧室內(nèi)，彼此之間互相絕緣，片間距離約為25 mm。當(dāng)觸頭分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，在觸頭之間產(chǎn)生電弧，電弧電流產(chǎn)生磁場(chǎng)。由于鋼片磁阻比空氣磁阻小得多，因此，電弧上方的磁通非常稀疏，而下方的磁通卻非常密集。這種上疏下密的磁場(chǎng)將電弧拉入滅弧室中。當(dāng)電弧進(jìn)入滅弧室后，被滅弧柵分割成數(shù)段串聯(lián)的短弧，這樣，每?jī)善瑴缁牌伎梢钥醋鲆粚?duì)電極。維持每對(duì)電極間的電弧都需要一定的

14、電壓，同時(shí)柵片吸收電弧熱量。當(dāng)柵片間的電壓不足以維持電弧燃燒電壓時(shí)，電弧迅速冷卻并很快熄滅。,柵片滅弧示意圖,磁吹滅弧,圖 磁吹滅弧原理 (a) 磁吹線圈對(duì)電弧產(chǎn)生推力,利用電弧電流本身滅弧，電弧電流越大，吹弧能力越強(qiáng)，且不受電路電流方向的影響，廣泛應(yīng)用于直流接觸器中。,1.2 接觸器,電力拖動(dòng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中使用量大，涉及面廣的一種低壓自動(dòng)控制電器，用來頻繁地接通和分?jǐn)嘟?、直流主回路和大容量控制電路?1-主觸點(diǎn) 2-常閉輔助觸點(diǎn) 3-常開輔助觸點(diǎn) 4-動(dòng)鐵心 5-線圈 6-靜鐵心 7-滅弧罩 8-彈簧,電磁接觸器結(jié)構(gòu)示意圖,,電磁機(jī)構(gòu)：將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，產(chǎn)生電磁吸

15、力帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作.,觸點(diǎn)：接觸器的執(zhí)行元件，用來接通或斷開被控制電路。,滅弧裝置：熄滅觸點(diǎn)分?jǐn)嚯娏魉查g觸點(diǎn)之間氣隙中產(chǎn)生的電弧。,其它：包括釋放彈簧機(jī)構(gòu)、支架與底座等。,,動(dòng)鐵心（銜鐵） 靜鐵心 電磁線圈,,按所控制電路 主觸點(diǎn) 輔助觸點(diǎn) 按原始狀態(tài) 常開觸點(diǎn) 常閉觸點(diǎn),,滅弧罩 滅弧柵 磁吹滅弧裝置,接觸器根據(jù)電磁原理工作： 當(dāng)電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點(diǎn)復(fù)原，即常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合。,電磁接觸器工作原理,電磁接觸器符號(hào),交流接

16、觸器：線圈通以交流電，主觸點(diǎn)接通、切斷交流主電路。 交變磁通穿過鐵心，產(chǎn)全渦流和磁滯損耗，使鐵心發(fā)熱。 鐵心用硅鋼片沖壓而成以減少鐵損。 線圈做成短而粗的圓筒狀繞在骨架上以便于散熱。 鐵心端面上安裝銅制的短路環(huán)，以防止交變磁通使銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)和噪聲。 滅弧裝置通常采用滅弧罩和滅弧柵。,直流接觸器：線圈通以直流電，主觸點(diǎn)接通、切斷直流主電路。 不產(chǎn)全渦流和磁滯損耗，鐵心不發(fā)熱。 鐵心用整塊鋼制成。 線圈制成長(zhǎng)而薄的圓筒狀。 250A以上的直流接觸器采用串聯(lián)雙繞組線圈。 滅弧裝置通常采用滅弧能力較強(qiáng)的磁吹滅弧裝置。,接觸器分類及特點(diǎn)：(按主觸頭控制的電流種類）,接觸器主要技術(shù)

17、參數(shù)： 線圈電壓 主觸點(diǎn)額定電流、額定電壓 輔助觸點(diǎn)額定電流、對(duì)數(shù) 接觸器機(jī)械壽命、電壽命,CJ 20 / 交流 設(shè)計(jì) 額定電流 用K表示礦用 額定工作電壓(03380V) TH(濕熱帶產(chǎn)品) 接觸器 序號(hào) 啟動(dòng)器的接觸器 (06660V；111140V),CZ 16 / 直流 設(shè)計(jì) 額定電流 常開主觸點(diǎn)數(shù) 常閉主觸點(diǎn)數(shù) 接觸器 序號(hào),交流接觸器型號(hào)意義說明舉例：,直流接觸器型號(hào)意義說明舉例：,選擇接觸器主要考慮的因素： 接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)相一致 控制交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器 控制直流負(fù)載則選用直流接觸器

18、主觸點(diǎn)的額定工作電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電壓 主觸點(diǎn)的額定工作電流應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電流 接觸器主觸點(diǎn)的額定工作電流是在規(guī)定條件下（額定工作電壓、使用類別、操作頻率等）能夠正常工作的電流值，當(dāng)實(shí)際使用條件不同時(shí)，這個(gè)電流值也將隨之改變 吸引線圈的額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致 接觸器在線圈額定電壓85及以上時(shí)應(yīng)能可靠地吸合 主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)能滿足控制系統(tǒng)的需要,用于控制與保護(hù)電路中作信號(hào)轉(zhuǎn)換用的電器。具有輸入電路（感應(yīng)元件）和輸出電路（執(zhí)行元件），當(dāng)感應(yīng)元件中的輸入量（如電流、電壓、溫度、壓力等）變化到某一定值時(shí)繼電器動(dòng)作，執(zhí)行元件便接通和斷開控制回路。繼電器用于控制電路，流過

19、觸點(diǎn)的電流小，一般不需要滅弧裝置。,常用繼電器：電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器以及溫度、壓力、計(jì)數(shù)、頻率繼電器等。,1.3 繼電器,（1）. 電磁式繼電器 電磁式繼電器是應(yīng)用的最早、最多的一種繼電器，其結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器大體相同，也由鐵心、銜鐵、線圈、彈簧和觸點(diǎn)等部分組成。 按輸入信號(hào)的性質(zhì)可分為電磁式電壓繼電器、電磁式中間繼電器、電磁式電流繼電器、,常用的幾種繼電器,,電流繼電器： 根據(jù)輸入（線圈）電流大小而動(dòng)作的繼電器 過電流繼電器：當(dāng)電路發(fā)生短路及過流時(shí)立即將電路切斷 線圈電流小于整定電流時(shí)，繼電器不動(dòng)作 線圈電流超過整定電流時(shí)，繼電器才動(dòng)作

20、動(dòng)作電流整定范圍：交流為(110350)IN，直流為(70300)IN 欠電流繼電器：當(dāng)電路電流過低時(shí)立即將電路切斷 線圈電流大于或等于整定電流時(shí)，繼電器吸合 線圈電流低于整定電流時(shí)，繼電器釋放 動(dòng)作電流整定范圍：吸合電流為(3050)IN 釋放電流為(1020)IN 一般自動(dòng)復(fù)位,電壓繼電器： 根據(jù)輸入（線圈）電壓大小而動(dòng)作的繼電器 過電壓繼電器：動(dòng)作電壓整定范圍為(105120)UN 欠電壓繼電器：吸合電壓調(diào)整范圍為(3050)UN 釋放電壓調(diào)整范圍為(720)UN,,,中間繼電器： 本質(zhì)上是一種電壓繼電器，工作原理與接觸器相同。 觸點(diǎn)系統(tǒng)中沒

21、有主、輔觸點(diǎn)之分，觸點(diǎn)容量相同。 小容量的接觸器： 電動(dòng)機(jī)額定電流不超過5A的電氣控制系統(tǒng)，可代替接觸器來控制。 中間繼電器的作用： 當(dāng)電壓或電流繼電器觸點(diǎn)容量不夠時(shí)，可借助中間繼電器來控制，用中間繼電器作為執(zhí)行元件，這時(shí)中間繼電器被當(dāng)作一級(jí)放大器用。 觸點(diǎn)數(shù)量較多，能夠?qū)⒁粋€(gè)輸入信號(hào)變成多個(gè)輸出信號(hào)。當(dāng)其他繼電器或接觸器觸點(diǎn)數(shù)量不夠時(shí)，可利用中間繼電器來切換多條控制電路。,感應(yīng)元件接受外界信號(hào)后，經(jīng)過設(shè)定的延時(shí)時(shí)間才使執(zhí)行部分動(dòng)作的繼電器。 類型：通電延時(shí)、斷電延時(shí)、帶瞬動(dòng)觸點(diǎn)通電（斷電）延時(shí) 觸點(diǎn)：常開延時(shí)閉合、常閉延時(shí)斷開、常開延時(shí)斷開、常閉延時(shí)閉合 空氣阻尼式： 包括電磁機(jī)構(gòu)、工

22、作觸點(diǎn)及氣室三部分，靠空氣阻尼作用實(shí)現(xiàn)延時(shí)。 延時(shí)范圍較寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉、壽命長(zhǎng)。 延時(shí)時(shí)間有0.4180s和0.460s兩種規(guī)格。 電動(dòng)式： 包括同步電動(dòng)機(jī)、減速齒輪機(jī)構(gòu)、電磁離合系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，可達(dá)數(shù)十小時(shí)，延時(shí)精度高。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大。 電子式： 數(shù)字計(jì)數(shù)式，包括脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、顯示器、放大器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)、調(diào)節(jié)方便、精度高、應(yīng)用廣。 可取代阻容式、空氣阻尼式、電動(dòng)式等時(shí)間繼電器。,時(shí)間繼電器,工業(yè)電氣控制技術(shù)（三）,時(shí)間繼電器的圖形符號(hào) (a) 線圈一般符號(hào)； (b) 通電延時(shí)線圈； (c) 斷電延時(shí)線圈； (d) 延時(shí)閉

23、合常開觸點(diǎn)； (e) 延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)； (f) 延時(shí)斷開常開觸點(diǎn)； (g) 延時(shí)閉合常閉觸點(diǎn)； (h) 瞬時(shí)常開觸點(diǎn)； (i) 瞬時(shí)常閉觸點(diǎn),熱繼電器是利用電流流過熱元件時(shí)產(chǎn)生的熱量，使得雙金屬片發(fā)生彎曲而推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的一種保護(hù)電器。主要用于交流電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)，斷相及電流不平衡運(yùn)行的保護(hù)及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。,熱繼電器,,,感受部分結(jié)構(gòu)示意,在圖中發(fā)熱元件2通電發(fā)熱后，主雙金屬片1受熱向左彎曲，推動(dòng)導(dǎo)板3向左推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生一定的運(yùn)動(dòng)。電流越大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)幅度也越大。當(dāng)電流大到一定程度時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生躍變，即觸點(diǎn)發(fā)生動(dòng)作從而切斷主電路。,雙金屬片是熱繼電器的測(cè)量元件，由兩種

24、具有不同線膨脹系數(shù)的金屬碾壓而成。,JR36系列熱繼電器型號(hào)意義,圖文符號(hào),星形接法的電動(dòng)機(jī)及電源對(duì)稱性較好的情況可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器;三角形接法的電動(dòng)機(jī)應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器。 原則上熱繼電器的額定電流應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電流來選擇。但對(duì)于過載能力較差的電動(dòng)機(jī)，其配用的熱繼電器(主要是發(fā)熱元件)的額定電流應(yīng)適當(dāng)小些，一般選取熱繼電器的額定電流(實(shí)際上是選取發(fā)熱元件的額定電流)為電動(dòng)機(jī)額定電流的60%-80%。,熱繼電器的選擇和維護(hù),對(duì)于工作時(shí)間較短、間歇時(shí)間較長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)，以及雖然長(zhǎng)期工作但發(fā)生過載現(xiàn)象的可能性很小的電動(dòng)機(jī)，可以不設(shè)過載保護(hù)。 雙金屬片式熱繼電器一般用于輕

25、載、不頻繁起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。對(duì)于重載、頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，則可用過電流繼電器(延時(shí)動(dòng)作型的)作它的過載保護(hù)和短路保護(hù)。因?yàn)闊嵩軣嶙冃涡枰獣r(shí)間，故熱繼電器不能作短路保護(hù)用。,在安裝和使用保護(hù)型熱繼電器的過程中，必須按照產(chǎn)品說明書規(guī)定的方式安裝。當(dāng)與其他電器安裝在一起時(shí)，應(yīng)將熱繼電器安裝在其他電器的下方，以免其動(dòng)作受其他電器發(fā)熱的影響。 使用中應(yīng)定期除去塵埃和污垢。若雙金屬片出現(xiàn)銹斑，可用棉布蘸上汽油輕輕揩拭，禁用砂紙打磨。另外，當(dāng)主電路發(fā)生短路事故后，應(yīng)檢查發(fā)熱元件和雙金屬片是否己經(jīng)發(fā)生永久性變形。在作調(diào)整時(shí)，絕不允許彎折雙金屬片。,用于轉(zhuǎn)速的檢測(cè)，常用在三相交流異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)轉(zhuǎn)

26、速接近零時(shí)，自動(dòng)切除反相序電源。 轉(zhuǎn)子：由一塊永久磁鐵制成，與電動(dòng)機(jī)同軸相聯(lián)，用以接受轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)。 定子（籠型空心繞組）：轉(zhuǎn)子（磁鐵）旋轉(zhuǎn)時(shí)，籠型繞組切割轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成環(huán)內(nèi)電流，此電流與磁鐵磁場(chǎng)相作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，圓環(huán)在此力矩的作用下帶動(dòng)擺桿，克服彈簧力而順轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向擺動(dòng)，并撥動(dòng)觸點(diǎn)改變其通斷狀態(tài)。 觸點(diǎn)：在擺桿左右各設(shè)一組切換觸點(diǎn)，分別在速度繼電器正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生作用。調(diào)節(jié)彈簧彈力時(shí)，可使速度繼電器在不同轉(zhuǎn)速時(shí)切換觸點(diǎn)改變通斷狀態(tài)。 動(dòng)作轉(zhuǎn)速一般不低于120 r/min，復(fù)位轉(zhuǎn)速約在100 r/min以下。 工作時(shí)，允許的轉(zhuǎn)速高達(dá)10003600r/min。 正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)切換

27、觸點(diǎn)的動(dòng)作，反映電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向和速度的變化。,速度繼電器,圖文符號(hào),是一種當(dāng)電流超過規(guī)定值一定時(shí)間后,以它本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化而分?jǐn)嚯娐返碾娖?廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)及用電設(shè)備中作短路和過電流保護(hù)。由熔體（俗稱保險(xiǎn)絲）和安裝熔體的絕緣底座或絕緣管等組成。,1.4 熔斷器,熔體材料通常有兩種：一種是由鉛錫合金和鋅等低熔點(diǎn)、導(dǎo)電性能較差的金屬材料制成；另一種是由銀、銅等高熔點(diǎn)、導(dǎo)電性能好的金屬制成。,常用典型熔斷器,插入式熔斷器 插入式熔斷器又稱瓷插式熔斷器，這種熔斷器一般用于民用交流50 Hz、額定電壓至380 V、額定電流200 A以下的低壓照明線路末端或分支電路中，用于短路保護(hù)及高倍過電流

28、保護(hù)。熔斷器所用熔體材料主要是軟鉛絲和銅絲，使用時(shí)應(yīng)按產(chǎn)品目錄選用合適的規(guī)格。,螺旋式熔斷器 廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)低壓配電設(shè)備、機(jī)械設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)中。螺旋式熔斷器由瓷座、熔體、瓷帽等組成。熔體是一個(gè)瓷管，內(nèi)裝有石英砂和熔絲，熔絲的兩端焊在熔體兩端的導(dǎo)電金屬端蓋上，其上端蓋中有一個(gè)染有紅漆的熔斷指示器。當(dāng)熔體熔斷時(shí)，熔斷指示器彈出、脫落，透過瓷帽上的玻璃孔可以看見。,型號(hào)及含義：,額定電壓 ：熔斷器的額定電壓是指熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)和分?jǐn)嗪笏軌虺惺艿碾妷褐怠? 額定電流：熔斷器的額定電流是指熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)，各組成部件的溫升不超過規(guī)定值時(shí)所能承受的電流強(qiáng)度。 極限分?jǐn)嗄芰?：熔斷器的極限分?jǐn)嗄?/p>

29、力是指熔斷器在規(guī)定的額定電壓和功率因數(shù)（或時(shí)間常數(shù)）的條件下，能夠分?jǐn)嗟淖畲蠖搪冯娏髦怠?熔斷器的主要技術(shù)參數(shù),1、熔斷器的類型應(yīng)根據(jù)線路的要求、使用場(chǎng)合以及安裝條件進(jìn)行選擇；,熔斷器的選用原則,2、熔斷器的額定電壓必須等于或者高于其所在工作點(diǎn)的電壓；,3、熔斷器的額定電流應(yīng)根據(jù)被保護(hù)的電路及設(shè)備的額定負(fù)載電流選擇。熔斷器的額定電流必須等于或者高于所安裝的熔體的額定電流；,4、熔斷器的額定分?jǐn)嗄芰Ρ仨毚笥陔娐分锌赡艹霈F(xiàn)的最大故障電流值；,熔斷器的選用原則,5、熔斷器的選擇需考慮在同一電路網(wǎng)絡(luò)中與其他配電電器、控制電器之間的選擇性級(jí)差配合的要求。上一級(jí)熔斷器熔體的額定電流應(yīng)比下一級(jí)熔斷器熔體的額

30、定電流大12個(gè)級(jí)差。,6、熔體額定電流的選擇： (1) 用于保護(hù)負(fù)載電流比較平穩(wěn)的照明或電熱設(shè)備，以及一般控制電路的熔斷器，其熔體額定電流IN一般按線路計(jì)算電流確定。,熔斷器的選用原則,(2) 用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)的熔斷器，應(yīng)將電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流倍數(shù)作為考慮因素，一般選熔斷體額定電流IFN為電動(dòng)機(jī)額定電流IMN的1.52.5倍。對(duì)于不經(jīng)常啟動(dòng)或啟動(dòng)時(shí)間不長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)，選較小倍數(shù)；對(duì)于頻繁啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，選較大倍數(shù)。,對(duì)于給多臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電的主干線母線處的熔斷器的熔斷體額定電流，可按下式計(jì)算：,IFN (2.02.5)IMNmax+,式中：IFN熔斷器的額定電流； IMN電動(dòng)機(jī)的額定電流； IMNmax

31、多臺(tái)電動(dòng)機(jī)中容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流； 其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和。 為防止發(fā)生越級(jí)熔斷，上、下級(jí)(即供電干、支線)熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合，宜進(jìn)行較詳細(xì)的整定計(jì)算和校驗(yàn)。,1.5 開關(guān)電器,1.5.1 刀開關(guān),刀開關(guān)（手柄閘刀式開關(guān)）是低壓配電電器中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣泛的電器。廣泛應(yīng)用于照明電路、小容量（5.5KW及以下）的動(dòng)力電路且不頻繁啟動(dòng)的控制電路中。 刀開關(guān)按極數(shù)分為單級(jí)、雙極和三級(jí)；按操作方式分為直接手柄操作式、杠桿操作機(jī)構(gòu)式和電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)式；按刀開關(guān)可轉(zhuǎn)換的方向分為單投式和雙投式。,廣泛用于配電系統(tǒng)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)，用作電源的隔離、電氣設(shè)備的保護(hù)和控制。,常

32、用 的 刀 開 關(guān) 種 類： （1）膠蓋閘刀開關(guān)：膠蓋閘刀開關(guān)又稱為開啟式負(fù)荷開關(guān)。 （2）鐵殼開關(guān)：鐵殼開關(guān)又稱為封閉式負(fù)荷開關(guān)。一般應(yīng)用于不頻繁地接通和分?jǐn)嘭?fù)荷電路，也可以用作15KW以下的電動(dòng)機(jī)的不頻繁啟動(dòng)的控制開關(guān)。 （3）熔斷器式刀開關(guān)：熔斷器式刀開關(guān)即熔斷器式隔離開關(guān)。是一種以熔斷體或帶有熔斷體的載融件作為動(dòng)觸點(diǎn)的隔離開關(guān)。,國(guó)產(chǎn)刀開關(guān)產(chǎn)品型號(hào)含義,膠蓋閘刀開關(guān)外形結(jié)構(gòu)：,圖形文字符號(hào)：,鐵殼開關(guān)外形結(jié)構(gòu),(1)電源進(jìn)線應(yīng)接在靜觸頭一邊的進(jìn)線端（進(jìn)線座應(yīng)在上方），用電設(shè)備應(yīng)接在動(dòng)觸頭一邊的出線端。這樣，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，閘刀和熔體均不帶電，以保證更換熔體時(shí)的安全。（上進(jìn)下出） (2)

33、安裝時(shí)，刀開關(guān)在合閘狀態(tài)下手柄應(yīng)該向上，不能倒裝和平裝，以防止閘刀松動(dòng)落下時(shí)誤合閘。,安裝和使用膠蓋開關(guān)時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng)：,,,低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開關(guān)或自動(dòng)開關(guān)，它是一種既有手動(dòng)開關(guān)作用又能自動(dòng)進(jìn)行欠電壓、失電壓、過載和短路保護(hù)的電器?？捎糜诓活l繁地接通或分?jǐn)嚯娐芬约安活l繁的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。,1.5.2 低壓斷路器,與接觸器的區(qū)別： 接觸器允許頻繁地接通或分?jǐn)嚯娐?，但不能分?jǐn)喽搪冯娏?；而低壓斷路器不僅可以分?jǐn)囝~定電流、一般故障電流，還能分?jǐn)喽搪冯娏?，但單位時(shí)間內(nèi)允許的操作次數(shù)較低。,低壓斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理,低壓斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖,圖形符號(hào),低壓斷路器由以下三個(gè)基本部分組成： (1) 觸

34、頭和滅弧系統(tǒng)。這一部分是執(zhí)行電路通斷的主要部件。 (2) 具有不同保護(hù)功能的脫扣器。由具有不同保護(hù)功能的各種脫扣器可以組合成不同性能的低壓斷路器。 (3) 自由脫扣器和操作機(jī)構(gòu)。這一部分是聯(lián)系以上兩部分的中間傳遞部件。,空氣斷路器的型號(hào)含義如下：,圖形、文字符號(hào),根據(jù)線路對(duì)保護(hù)的要求確定自動(dòng)開關(guān)的類型和保護(hù)形式； 自動(dòng)開關(guān)的額定電壓應(yīng)等于或大于被保護(hù)線路的額定電壓； 自動(dòng)開關(guān)欠壓脫扣器額定電壓應(yīng)等于被保護(hù)線路的額定電壓； 自動(dòng)開關(guān)的額定電流及過流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于被保護(hù)線路的計(jì)算電流；,低壓斷路器的選用原則,自動(dòng)開關(guān)的極限分?jǐn)嗄芰?yīng)大于線路的最大短路電流的有效值。 配電線路中的上

35、、下級(jí)自動(dòng)開關(guān)的保護(hù)特性應(yīng)協(xié)調(diào)配合，下級(jí)的保護(hù)特性應(yīng)位于上級(jí)保護(hù)特性的下方且不相交。 自動(dòng)開關(guān)的長(zhǎng)延時(shí)脫扣電流應(yīng)小于導(dǎo)線允許的持續(xù)電流。,低壓斷路器的選用原則,按鈕是一種短時(shí)接通或斷開小電流電路的手動(dòng)電器，常用于控制電路中發(fā)出啟動(dòng)或停止等指令，以控制接觸器、繼電器等電器的線圈電流的接通或斷開，再由它們?nèi)ソ油ɑ驍嚅_主電路。 結(jié)構(gòu)：由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式動(dòng)觸頭、靜觸頭和外殼等組成。,用來發(fā)布命令、改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的控制電器?？梢灾苯幼饔糜诳刂齐娐罚部梢酝ㄟ^電磁式電器的轉(zhuǎn)換對(duì)電路實(shí)現(xiàn)控制。,1.6 主令電器,1.6.1 按鈕,按鈕的外形和結(jié)構(gòu)原理,(a) 外形 (b)結(jié)構(gòu)原理 (

36、c)圖形符號(hào),按鈕開關(guān)顏色規(guī)定： “停止”和“急?！卑粹o必須是紅色。 “啟動(dòng)”按鈕的顏色是綠色。 “點(diǎn)動(dòng)”按鈕必須是黑色。 “啟動(dòng)”與“停止”交替動(dòng)作的按鈕必須是黑白、白色或灰色。 “復(fù)位”按鈕必須是藍(lán)色。復(fù)位按鈕兼有停止的作用時(shí)，則必須是紅色。,控制按鈕的型號(hào)意義,行程開關(guān)：用于檢測(cè)生產(chǎn)機(jī)械的位置，發(fā)出命令以控制其運(yùn)動(dòng)方向或行程長(zhǎng)短的控制電器。 能將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，以控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)。,行程開關(guān)分類： 結(jié)構(gòu)形式：直動(dòng)式、滾輪式和微動(dòng)式,1.6.2 行程開關(guān),直動(dòng)式行程開關(guān),工作原理：和按鈕相同，區(qū)別在于它不靠手的按壓，而是利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的檔鐵碰壓而使觸點(diǎn)動(dòng)作。,行程開關(guān)的符號(hào),滾輪式

37、行程開關(guān),行程開關(guān)的型號(hào)和含義,行程開關(guān)在選用時(shí)，主要根據(jù)被控電路的特點(diǎn)、要求以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件和所需要的觸點(diǎn)的數(shù)量、種類等綜合因素來考慮選用其種類；根據(jù)機(jī)械位置對(duì)開關(guān)型式的要求和控制線路對(duì)觸點(diǎn)的數(shù)量要求以及電流、電壓等級(jí)來確定其型號(hào)。 例如：直動(dòng)式行程開關(guān)的分合速度取決于擋塊的移動(dòng)速度，當(dāng)擋塊的移動(dòng)速度低于0.4m/min時(shí)，觸點(diǎn)分?jǐn)嗟乃俣葘⒑苈|點(diǎn)易受電弧燒灼。這種情況下就應(yīng)采用帶有盤型彈簧機(jī)構(gòu)能夠瞬時(shí)動(dòng)作的滾輪式行程開關(guān)。,行程開關(guān)的選擇,非接觸式、無觸點(diǎn)的行程開關(guān)：運(yùn)動(dòng)著的物體接近它到一定距離時(shí)，發(fā)出信號(hào)，從而進(jìn)行相應(yīng)的操作。,*接近開關(guān),它除可以完成行程控制和限位保護(hù)外，還是一種非

38、接觸型的檢測(cè)裝置，用作檢測(cè)零件尺寸和測(cè)速等，也可用于變頻計(jì)數(shù)器、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制和加工程序的自動(dòng)銜接等。,類型：高頻振蕩型、霍爾效應(yīng)型、渦流型、電容型、超聲波型、光電型、熱釋電型等。,又稱為轉(zhuǎn)換開關(guān)，是由多節(jié)觸點(diǎn)組合而成的一種手動(dòng)控制電器。 可用作電源引入開關(guān)、也可作5.5KW以下的電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)和調(diào)速的控制開關(guān)。,1.6.3 組合開關(guān),組合開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖,組合開關(guān)圖形文字符號(hào)（P46圖2.19),HZ系列組合開關(guān)型號(hào)的含義：,萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是具有更多操作位置和觸點(diǎn)，能換接多個(gè)電路的一種手控電器 用途：主要用于控制電路換接， 也可用于小容量電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、換向、調(diào)速和制動(dòng)控制。 ,萬能轉(zhuǎn)換開關(guān),LW5 15 / 額定電流 定位特征代號(hào) 接線圖編號(hào) 接觸系統(tǒng)檔數(shù),LW5系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的型號(hào)說明：,轉(zhuǎn)換開關(guān)接線圖示例：,轉(zhuǎn)換開關(guān)型號(hào)： LW5-15D0724/3,LW515型萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)定位特征及代號(hào),