电气控制与可编程控制技术-3次课

1、2007 Spring School of Control Science and EngineeringVISUAL FOXPRO 1 All rights reserved University of Jinan电气控制与可编程控制技术电气控制与可编程控制技术School of Control Science and Engineering 2 All rights reserved 由特定形式的输入（电量或非电量）自动控制开闭的小开关。 继电器o只有辅助触点，切断小电流（控制回路）o输入（控制量）可以是电量也可以是非电量 接触器o有主、辅触点之分，主触点可用于主电路o控制量为电量Scho

2、ol of Control Science and Engineering 3 All rights reserved 电磁式继电器1-底座 2-反力弹簧 3、4-调节螺钉 5-非磁性垫片 6-衔铁 7-铁心 8-极靴 9-电磁线圈 10-触头系统 图 电磁式继电器的典型结构 School of Control Science and Engineering 4 All rights reserved School of Control Science and Engineering 5 All rights reserved 输入-输出特性：对继电器来说，是输入线圈电流与触点状态间的关系 继

3、电器特性：滞环o继电器输入量x由零增至x2以前，输出量y为零。o当输入量x增加到x2时，继电器吸合，输出量为y1 ；o若x再增大，y1值保持不变。o当x减小到小于等于x1时，继电器触点释放，输出量由y1降至零。o动作值（吸合值）- x2o返回值（释放值） - x1o返回系数：k= x1 / x2一般控制：K=0.10.4，动作可靠，但不够灵敏；保护：0.6K1，动作灵敏，但易误动作，不可靠；xxyyx121School of Control Science and Engineering 6 All rights reserved 常开触点（动合） 常闭触点（动断） 图像符号：按照电器的自然状

4、态（不受激、不工作）时绘制 延时触点触点(d)延时闭合常开触头 (e) 延时断开常闭触头 (f) 延时断开常开触头(g) 延时闭合常闭触头 (h) 瞬动常开触头 (i)瞬动常闭触头 School of Control Science and Engineering 7 All rights reserved School of Control Science and Engineering 8 All rights reserved School of Control Science and Engineering 9 All rights reserved School of Control

5、 Science and Engineering 10 All rights reserved School of Control Science and Engineering 11 All rights reserved School of Control Science and Engineering 12 All rights reserved School of Control Science and Engineering 13 All rights reserved 电动机式时间继电器是用微型同步电动机带动减速齿轮系获得延时的，分为通电延时和断电延时型两种。它由微型同步电动机、电

6、磁离合系统、减速齿轮机构及执行机构组成。 就延时范围和准确度而言，是电磁式、空气阻尼式、晶体管式时间继电器无法比拟的。电动机式的主要缺点是结构复杂、体积大、寿命低、价格贵、准确度受电源频率的影响等。所以，这种时间继电器不宜轻易选用，只有在要求延时范围较宽和精度较高的场合才选用。School of Control Science and Engineering 14 All rights reserved School of Control Science and Engineering 15 All rights reserved 速度继电器是根据电磁感应原理制成的，常用于笼型异步电动机的反接

7、制动控制线路中，也称反接制动继电器。是一种利用速度原则对电动机进行控制的自动电器。它主要由转子、定子和触头组成。转子是一个圆柱形永久磁铁，定子是一个笼型空心圆环，由硅钢片叠成，并装有笼型的绕组。其结构原理如图1-28所示。 当电动机制动转速下降到一定值时，由速度继电器切断电动机控制电路。School of Control Science and Engineering 16 All rights reserved 速度继电器的转轴应与被控电动机的轴相联接，当电动机轴旋转时，速度继电器的转子随之转动。这样定子圆环内的绕组便切割转子旋转磁场，产生使圆环偏转的转矩。偏转角度与电动机的转速成正比。当转

8、速使定子偏转到一定角度时，与定子圆环连接的摆锤推动触头，使常闭触头分断，当电动机转速进一步升高后，摆锤的继续偏转，使动触头与静触头的常开触头闭合。当电动机转速下降时，圆环偏转角度随之下降，动触头在簧片作用下复位（常开触头断开，常闭触头闭合）。1-转轴 2转子 3-定子 4-绕组 5-摆锤 6、9-簧片 7、8-静触点 图1-28 速度继电器结构原理图 School of Control Science and Engineering 17 All rights reserved School of Control Science and Engineering 18 All rights re

9、served 热继电器就是利用电流的热效应原理，在出现电动机不能承受的过载时切断电动机电路，为电动机提供过载保护的保护电器。热继电器可以根据过载电流的大小自动调整动作时间，具有反时限保护特性，当电动机的工作电流为额定电流时；热继电器应长期不动作。 1-热元件 2-双金属片3-导板 4-触头 图 热继电器工作原理示意图 School of Control Science and Engineering 19 All rights reserved (a)通电以前 (b)三相通有额定电流 (c)三相均衡过载 (d)电动机发生一相断线故障图 差动式断相保护装置动作原理图 School of Cont

10、rol Science and Engineering 20 All rights reserved School of Control Science and Engineering 21 All rights reserved 教材School of Control Science and Engineering 22 All rights reserved 熔断器是一种利用熔化作用而切断电路的保护电器。在使用时，熔断器中的熔体(也称为保险丝)串联在被保护的电路中，当该电路发生过载或短路故障时，如果通过熔体的电流达到或超过了某一值，则在熔体上产生的热量便会使其温度升高到熔体的熔点，导致熔体

11、自行熔断，达到保护的目的。熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉的保护电器，广泛用于供电线路和电气设备的短路保护。熔断器由熔体和安装熔体的熔断管（或座）等部分组成。熔体是熔断器的核心，通常用低熔点的铅锡合金、锌、铜、银的丝状或片状材料制成，新型的熔体通常设计成灭弧栅状和具有变截面片状结构。当通过熔断器的电流超过一定数值并经过一定的时间后，电流在熔体上产生的热量使熔体某处熔化而分断电路，从而保护了电路和设备。 School of Control Science and Engineering 23 All rights reserved 熔断器熔体熔断的电流值与熔断时间的关系称为熔断器的保护特

12、性曲线，也称为熔断器的安-秒特性，如图1-15所示。由特性曲线可以看出，流过熔体的电流越大，熔断所需的时间越短。熔体的额定电流If N是熔体长期工作而不致熔断的电流。IfNIt0图1-15 熔断器的安-秒特性 熔断器熔体中的电流为熔体的额定电流时，熔体长期不熔断；当电路发生严重过载时，熔体在较短时间内熔断；当电路发生短路时，熔体能在瞬间熔断。熔体的这个特性称为反时限保护特性，即电流为额定值时长期不熔断，过载电流或短路电流越大，熔断时间越短。电流与熔断时间的关系曲线称为安秒特性。因此：由于熔断器对过载反应不灵敏，不宜用于过载保护，主要用于短路保护。School of Control Scienc

13、e and Engineering 24 All rights reserved 对于照明线路或电阻炉等电阻性负载，熔体的额定电流应大于或等于电路的工作电流，即 If NI 式中If N为熔体的额定电流，I为电路的工作电流。 保护一台异步电动机时，考虑电动机冲击电流的影响，熔体的额定电流按下式计算 :IfN（1.52.5）IN 式中，IN为电动机的额定电流。 保护多台异步电动机时，若各台电动机不同时起动，则应按下式计算： IfN（1.52.5）INmax+IN 式中，INmax为容量最大的一台电动机的额定电流，IN为 其余电动机额定电流的总和。 为防止发生越级熔断，上、下级（即供电干、支线）熔

14、断器间应有良好 的协调配合，为此，应使上一级（供电干线）熔断器的熔体额定电流比下一级（供电支线）大12个级差。School of Control Science and Engineering 25 All rights reserved School of Control Science and Engineering 26 All rights reserved School of Control Science and Engineering 27 All rights reserved 主令电器是用来发布命令、改变控制系统工作状态的电器，它可以直接作用于控制电路，也可以通过电磁式电器的

15、转换对主电路实现控制，其主要类型有按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器、脚踏开关等。 School of Control Science and Engineering 28 All rights reserved SBSBSB(a)常开按钮 (b)常闭按钮 (c)复合按钮图1-31 按钮的图形、文字符号 School of Control Science and Engineering 29 All rights reserved QSQSQS(a)单极 ( b)双极 (c)三极 图1-13 刀开关的图形、文字符号 School of Control Science and Engine

16、ering 30 All rights reserved School of Control Science and Engineering 31 All rights reserved 万能转换开关是一种具有多个操作位置和触点、能进行多个电路的换接的手动控制电器。它可用于配电装置的远距离控制、电气控制线路的换接、电气测量仪表的开关转换以及小容量电动机的起动、制动、调速和换向的控制，用途广泛，故称为万能转换开关School of Control Science and Engineering 32 All rights reserved （a）画“”标记 表示 （b）接通表表示 School

17、of Control Science and Engineering 33 All rights reserved 图1-14 组合开关结构和图形、文字符号 School of Control Science and Engineering 34 All rights reserved School of Control Science and Engineering 35 All rights reserved School of Control Science and Engineering 36 All rights reserved 行程开关主要用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其

18、运动方向或行程长短。行程开关也称位置开关。 行程开关按结构分为机械结构的接触式有触点行程开关和电气结构的非接触式接近开关。 接触式行程开关靠运动物体碰撞行程开关的顶杆而使行程开关的常开触头接通和常闭触头分断，从而实现对电路的控制作用，其结构如图1-32所示。 School of Control Science and Engineering 37 All rights reserved (a)直动式 (b)滚轮式 (c)微动式 1-顶杆 2-弹簧 1-滚轮 2-上转臂 3-3,5,11-弹簧 1-推杆 2-弯形片状弹簧 3-常闭触头 6-套架 6,9-压板 7-触头 3-常开触头 4-常闭触头 4-触头弹簧 8-触头推杆 10-小滑轮 5-恢复弹