工厂电器与PLC原理第一章模板

工厂电器与PLC原理 电信学院李应森 第一章常用低压电器 重点 接触器 继电器 按钮 开关等电器元件的结构 原理 符号和选择方法 难点 各种器件的认识和正确的选择 使用方法 第一章常用低压电器 1 1电器的基本知识 1 1 1电器的定义和分类 采用电磁原理完成上述功能的电器 工作在交流1200V以下 直流1500V以下的电器 根据外界施加的信号和要求 能自动或手动地断开或接通电路 短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 电器 低压电器 电磁式低压电器 1 1电器的基本知识 1 1 2电磁式低压电器的基本结构和工作原理结构 电磁机构 触点系统 1 1电器的基本知识 工作原理反力特性 F K1X吸力特性 F 4 105B2S B 气隙中磁感应强度T S 磁极截面积m2 短路环 在单相交流电磁机构端面上加装非导磁性的短路环 是为了消除交流磁通过零时衔铁产生的振动和噪音 1 1电器的基本知识 2 触点接触形式 点接触 线接触 面接触结构 图1 3桥式 点接触面接触指式 线接触 滚动摩擦 适用于大电流 材料 黄铜 指式 银铜合金 桥式 1 1电磁式低压电器 3 灭弧装置用途 用于熄灭触头分断负载电流时产生的电弧 电弧种类 交流电弧和直流电弧交流电弧存在交流过零点 电弧易熄灭灭弧原理 迅速拉长电弧 冷却和去游离法 1 1电磁式低压电器 机械灭弧法 利用弹性力 迅速拉长电弧 缝灭弧法 分割电弧 并有冷却作用 灭弧方法 栅片灭弧法 金属栅片分割电弧见图1 6 磁吹灭弧法 电磁吸力作用下迅速拉长电弧 1 2接触器 1 2 1接触器的用途与分类用途 控制电动机的启动 反转 制动和调速等 具有低电压释放功能 具有比工作电流大数倍乃至十几倍的接通和分断能力 但不能分段短路电流 1 2 2接触器的结构及工作原理结构 电磁机构 主触头和灭弧系统 辅助触点 反力装置 支架和底座图1 12常用的接触器结构1工作原理 接触器符号图1 13 1 3继电器 用途 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 分类 中间 电流 过 欠 电压 过 欠 时间 热继电器 速度 压力 温度等1 3 1电磁继电器1 3 2热继电器1 3 3时间继电器1 3 4速度继电器1 3 5固态继电器 1 3 1电磁继电器 中间继电器 1 3 1电磁继电器 电流 电压继电器1 结构 电磁机构 触点2 定义 依据线圈的电流或电压 输入 大小而输出触点动作的电器 3 分类 过流 压 过流后时触点动作 欠流 压 欠流后时触点复位 4 常用型号 电流JL14 JT3等例电压DJ 1005 符号 图1 14常用电压 电流继电器及互感器 1 3 2热继电器 1 3 3时间继电器 定义 从得到输入信号开始 经过一定延时后才输出信号的继电器 用途 用于时间控制 又称定时器 延时类型 通电延时型 断电延时型 结构分类 空气式 电子式 数字式 电动式等 符号 图1 19型号举例 1 3 4速度继电器 用途 检测转速的过零点 多用于反接制动时 切除反相序电源 结构 转子 磁极 笼型空心绕组 触头图1 20原理 电磁感应与鼠笼式异步机相似 转动时 笼型绕组感生电势 形成电流后受力而摆动 摆锤拨动触头系统工作 停转时 N 0 摆锤垂立 触头复位 型号 JY1 复位转速100r min JFZ0符号 图1 21 1 3 5固态继电器 Title 用途 构成 常用型号 主要参数固态继电器 分类 应用举例 AC SSR 1 4开关电器 1 4 1低压隔离器 刀开关 用途 通 断小负荷电流 电源隔离 结构 触刀 触点座 底板 操纵手柄 主要类型 带熔断器 带灭弧装置 铁壳负荷开关 胶盖开关等 型号举例 符号 图1 25刀开关 1 4开关电器 1 4 2低压断路器 又称自动空气开关 功能 用于分配电能 不频繁地启动异步电动机以及对电源线路及电动机进行保护 当发生严重的过载 短路或欠压等故障时能自动切断电路 结构 触头 灭弧装置 各种脱扣机构脱扣 电磁脱扣 电压 电流 过流和短路时 热脱扣实验脱扣参见图1 26特点 脱扣 排除故障后可重合闸 不换部件 主要参数 额定电压 额定电流 通断能力 分断时间敞开式低压断路器 又称万能式 DW16系列装置式低压断路器 又称塑壳式断路器 DZ20系列模块化小型断路器C65智能化断路器DW17符号 图1 27常用低压断路器外形1 1 5熔断器 用途 用于电路的短路保护和严重过载保护 1 5 1熔断器的结构和分类1 构成 熔断管 熔体 芯 材料 低熔点 铝锡合金 铜等金属2 分类 插入式 螺旋式 管式 无填料封闭管式 填料封闭管式 导轨式 速熔式 1 5 2熔断器的保护特性保护 熔断 特性 图1 29 1 5熔断器 4 主要参数 熔断器额定电流 外壳 熔体额定电流 熔体 5 选择 确定熔体电流 选配合适外壳 上 下级电路保护熔体的配合 电流比值不小于1 6 1照明或阻性负载 熔体电流IfN I 单台电机 IfN 1 5 多台电机不同时起动IfN 1 5 A 6 符号 图1 30熔断器外形 1 6主令电器用途 自动控制系统中用于发送和转换命令 1 6 1控制按钮1 6 2转换开关1 6 3行程开关1 6 4接近开关1 6 5光电开关1 6 6指示灯 1 6 1控制按钮 1 作用 用于手动发出控制信号以控制接触器 继电器等2 按钮的构成 外壳 触点 复位弹簧 按钮帽外壳 参见图1 313 分类 单式 复式 三联式此外有按钮式 自锁式 紧急式等4 颜色 5 型号举例 6 符号 图1 32 1 6 2转换开关 用途 广泛应用于各种配电装置的电源隔离 电路转换 电动机远距离控制等 结构特点 多挡住 多段式 可同时控制多回路 故称万能转换开关 园盘操作 W 型的一层结构原理见图1 34 触头座 凸轮 手柄 定位机构等组成用途 多用于仪表切换 常用型号 系列万能转换开关外形 1 6 3行程开关 作用 控制生产机械的运动方向 速度 行程大小或位置行程开关构成 静触头 动静桥 压动杆 图分类 直动式 滚轮式 微动式等符号 图1 36型号举例 行程开关外形 1 6 4接近开关 作用 除了具有行程开关的功能外 还用于高速计数 测速 液面控制等分类 高频振荡型 电容型 霍尔型等外形举例 符号 图1 37 1 6 5光电开关 作用 物位检测 液位控制 产品计数 宽度判别 速度检测 定长剪切 孔洞识别 信号延时 自动门检测等 主要类型 反射式 对射式和镜面反射式 外形举例 1 6 6指示灯 1 作用 各种信号指示 2 组成 壳体 发光体 氖泡 灯泡 半导体发光器件 灯罩等3 颜色 黄 绿 红 蓝 白4 符号 图1 6 2型号举例 ND16 22指示灯外形 第1章小结 本章主要介绍了接触器 继电器 低压断路器 刀开关 保护及主令电器等常用低压电器 重点介绍了电气元件的基本结构 工作原理及其主要参数 型号与图形符号 电气元件的技术参数是选用的主要依据 需要时可查阅产品样本和电工手册 图1 7磁路结构 图1 3触头结构示意图 图1 13接触器电气图形符号及文字符号 图1 6栅片灭弧 图1 12CJ20交流接触器 图1 3 1组合开关结构示意图 图1 25刀开关和组合开关电气图形符号及文字符号 图1 26低压断路器工作原理图 图1 27低压断路器符号 图1 14C中间继电器符号 图1 14AB电流 电压继电器电气图形及文字符号 图1 4 3时间继电器 图1 19时间继电器的电气图形及文字符号 图1 16热继电器结构原理 图1 17热继电器符号 图1 20速度继电器原理 图1 21速度继电器的电气符号 图AC SSR典型应用电路图 图1 29熔断器的保护特性 图1 30熔断器的电气符号 图1 31按钮结构图 1 32按钮电气符号 1 39指示灯电气符号 图行程开关结构示意图 图1 36行程开关的电气符号 图1 34万能转换开关 图1 6 7转换开关图形文字符号 CJ20技术规格与型号表示法 DZ20系列低压断路器型号意义 JR36系列热继电器型号意义 LA19按钮型号及含义 D16指示灯型号及含义 LX19行程开关型号 NA1系列智能型万能式 DW16系列万能式断路器 塑壳式断路器 NM1LE系列漏电断路器 DZ20漏电断路器 NB1LE 04电子式剩余电流动作断路器 C65模块化小型断路器 DW17智能化断路器 NCF8辅助触头组 接触器 CJTI系列交流接触器 CJ12系列交流接触器 CJ20系列交流接触器 CJ24系列交流接触器 CJ40系列交流接触器 NCK2系列交流接触器 CZ0直流接触器 QJX2系列 星三角 减压起动器 JR20系列热继电器 JR36系列热继电器 JZ7系列中间继电器 JZC1系列接触器式继电器 JZC 32F超小型中功率电磁继电器 JQC 3F超小型中功率电磁继电器 JQX 14FC小型大功率电磁继电器 JQX 102F小型大功率电磁继电器 JQX 13F小型大功率电磁继电器 JTX通用型小型大功率电磁继电器 JS14S系列数显时间继电器 JSS20 4AMS数显时间继电器 JSZ3 ST3P 系列电子式时间继电器 JS14B数字式时间继电器 JSS27系列数字式时间继电器 JS14晶体管时间继电器 BHQ S C系列电动机综合保护器 BHQ Y J电动机断相保护器 JD 501S数显智能型电动机保护器 JD 9电动机保护器 JGC 2F固态继电器 JGC 5F固态继电器 JGX 10F 20F 30F 40F 50F 60F 70F 80F固态继电器 LMZ1 LMZJ1 0 5型电流互感器LMZ1 LMZJ1 0 66型电流互感器 JDJ2 35型电压互感器 JDJ 6 10型电压互感器 JDZ 3 6 10 JDZJ 3 6 10型电压互感器 RT28 RT18 系列熔断隔离器 RT36 RT16 系列有填料管式熔断器 HDLRTD RTD 系列有填料封闭管式刀形触头熔断器 RL1螺旋式熔断器 HD HS系列开启式刀开关 HD17系列刀型隔离器 HR3熔断器式刀开关 HRW系列户