设备电气控制与维修

1、 设备电气控制与维修设备电气控制与维修 电气教研室电气教研室 房金菁 设备电气控制与维修设备电气控制与维修1. 1. 前言前言2. 2. 低压电器的分类与组成低压电器的分类与组成3. 3. 低压电器的主要参数低压电器的主要参数4. 4. 低压电器的电磁机构和执行机构低压电器的电磁机构和执行机构5. 5. 低压电器的灭弧装置低压电器的灭弧装置6. 6. 熔断器熔断器 前前 言言 一、本课程在课程体系中的地位一、本课程在课程体系中的地位n是一门专业课程。是一门专业课程。n在学习高等数学、物理学、电工技术、电子技术、在学习高等数学、物理学、电工技术、电子技术、电机与电力拖动等课程的基础上进行授课。电

2、机与电力拖动等课程的基础上进行授课。n设备电气控制包括设备电气控制包括: 继电器接触器的有触点控制继电器接触器的有触点控制 可编程控制器控制可编程控制器控制(PLC) 计算机控制计算机控制 电力电子技术的应用电力电子技术的应用 二、二、 本课程的任务本课程的任务n熟悉常用低压控制电器的结构、原理、型号、规熟悉常用低压控制电器的结构、原理、型号、规 格和用途。格和用途。n了解目前常用低电压电器的发展情况，能正确选了解目前常用低电压电器的发展情况，能正确选 用各种常用低压电器；用各种常用低压电器；n牢固掌握继电器、接触器控制系统的基本环节牢固掌握继电器、接触器控制系统的基本环节n掌握一般生产机械电

3、力装备的工作原理、控制特掌握一般生产机械电力装备的工作原理、控制特点，具备安装调试、运行与维修的能力；点，具备安装调试、运行与维修的能力；n具有设计、改造、革新一般生产机械电气装备控具有设计、改造、革新一般生产机械电气装备控制线路的初步能力制线路的初步能力 三、本课程的学习环节三、本课程的学习环节n讲讲 课课: 课堂理论教学、现场理论教学课堂理论教学、现场理论教学n实实 验验: 拆装低压电器、按给定电路接线训练拆装低压电器、按给定电路接线训练n实实 训训: 电气控制线路故障排除训练、电气控制线路故障排除训练、 自己设计简单电路自己设计简单电路,然后再接线然后再接线n课程设计课程设计: 实做部分

4、为复杂电路的连接实做部分为复杂电路的连接, 理论部分为实用项目的专题设计理论部分为实用项目的专题设计n现场参观现场参观: 现场观摩实际机床的电气控制现场观摩实际机床的电气控制四、本课程的考试方法四、本课程的考试方法 阶段考试阶段考试 分分3 3个阶段，每个阶段有理论测试和实作测试个阶段，每个阶段有理论测试和实作测试 实验成绩实验成绩 平时成绩平时成绩 出勤率、作业、课堂提问、课堂小测验出勤率、作业、课堂提问、课堂小测验 期末考试期末考试 理论考试理论考试五、本课程的参考书籍五、本课程的参考书籍1 1。工厂电气控制技术工厂电气控制技术 方承远主编方承远主编 机械工业出版社机械工业出版社2 2。电

5、气控制技术电气控制技术 周庆贵主编周庆贵主编 化学工业出版社化学工业出版社3 3。 机床电气维修技术机床电气维修技术 宋家成主编宋家成主编 山东科学技术出版社山东科学技术出版社4 4。 电气控制电气控制 李李 仁主编仁主编 机械工业出版社机械工业出版社5 5。 低压电工实用技术问答低压电工实用技术问答步丰盛主编步丰盛主编 机械工业出版社机械工业出版社 第一章第一章 常用低压电器常用低压电器 第一节第一节 低压电器的基本知识低压电器的基本知识n电器：电器：P.1P.1 根据外界特定的信号和要求自动或手动接通根据外界特定的信号和要求自动或手动接通或断开电路，断续或连续改变电路参数，实现或断开电路，

6、断续或连续改变电路参数，实现对电路或非电对象的对电路或非电对象的接通、切断、保护、控制、接通、切断、保护、控制、调节调节作用的设备作用的设备。低压电器：低压电器： 用于交流用于交流1200V1200V、直流、直流1500V1500V以下的电路中的电器。以下的电路中的电器。 一、低压电器的分类一、低压电器的分类 1 1。按用途分。按用途分控制电器：控制电器：在电气控制系统中控制电路的接通、分断在电气控制系统中控制电路的接通、分断 以及控制电动机的各种运行状态。以及控制电动机的各种运行状态。 如接触器、继电器、按钮等如接触器、继电器、按钮等（配电电器：配电电器：用于配电系统中实现电能的输送与保护用

7、于配电系统中实现电能的输送与保护 如刀开关、转换开关、熔断器等如刀开关、转换开关、熔断器等）保护电器：保护电器：用来保护电源和线路或电动机，使他们不至用来保护电源和线路或电动机，使他们不至 于在短路状态和过载状态下运行。于在短路状态和过载状态下运行。 如熔断器、热继电器等。如熔断器、热继电器等。 2 2。按执行机理。按执行机理有触点电器有触点电器：具有动静触点，利用触点的接触和分离具有动静触点，利用触点的接触和分离 来实现电路的通断。来实现电路的通断。无触点电器：无触点电器：没有动、静触点，利用元器件的导通和没有动、静触点，利用元器件的导通和 截止来实现电路的通断。截止来实现电路的通断。 3

8、3。按动作方式。按动作方式手动电器：手动电器：依靠外力直接操纵来进行通断电路依靠外力直接操纵来进行通断电路 如刀开关、转换开关、按钮等如刀开关、转换开关、按钮等自动电器：自动电器：依靠某种信号或物理量的变化而自动通断电路依靠某种信号或物理量的变化而自动通断电路 如接触器、各种继电器等如接触器、各种继电器等二、低压电器的组成二、低压电器的组成 低压电器的组成：低压电器的组成：感受部分和执行部分感受部分和执行部分 自动空气开关或热继电器之类还有中间传递部分，自动空气开关或热继电器之类还有中间传递部分，将感受和执行两部分联系起来，使其协同一致，按将感受和执行两部分联系起来，使其协同一致，按一定规律动

9、作一定规律动作 （一）、电磁机构一）、电磁机构 将电磁能将电磁能机械能机械能使触点闭合或断开使触点闭合或断开机构组成：机构组成： 吸引线圈、铁心（静铁心）、衔铁（动铁心吸引线圈、铁心（静铁心）、衔铁（动铁心）1、铁心、铁心直流励磁的电磁铁直流励磁的电磁铁n通过恒定磁通通过恒定磁通n线圈产生热量线圈产生热量n铁心不产生热量铁心不产生热量 （无磁滞损耗与涡流损耗）（无磁滞损耗与涡流损耗）线圈无骨架且成细长形线圈无骨架且成细长形（增加其和铁心接触面积）（增加其和铁心接触面积） 有助于散热有助于散热交流励磁的电磁铁交流励磁的电磁铁n通过交变磁通通过交变磁通n线圈产生热量线圈产生热量n铁心产生热量铁心产

10、生热量（有磁滞损耗与涡流损耗）（有磁滞损耗与涡流损耗）线圈有骨架且粗短形线圈有骨架且粗短形（与铁心分开）（与铁心分开） 以免铁心热量传给线圈以免铁心热量传给线圈（铁心为硅钢片叠成）（铁心为硅钢片叠成） 减少铁损耗减少铁损耗2、线圈、线圈 电压线圈电压线圈n跨接在电源上跨接在电源上n电流值由电路电压和电流值由电路电压和线圈阻抗决定线圈阻抗决定n线圈匝数多、导线细线圈匝数多、导线细 电流小、电压高电流小、电压高采用绝缘性能好的漆包线采用绝缘性能好的漆包线 电流线圈电流线圈n串接在主电路中串接在主电路中n电流值由电路负载决定电流值由电路负载决定n线圈匝数少、导线粗线圈匝数少、导线粗 电流大电流大 采

11、用较粗的紫铜条和铜线采用较粗的紫铜条和铜线3、电磁机构的结构形式、电磁机构的结构形式4、电磁吸力与吸力特性、电磁吸力与吸力特性电磁吸力电磁吸力: 电磁铁线圈通电后，铁心吸引衔铁的力电磁铁线圈通电后，铁心吸引衔铁的力吸力特性：吸力特性：电磁吸力与气隙的关系电磁吸力与气隙的关系 直流电磁铁：直流电磁铁：气隙越大，吸力越小；气隙越小，吸力越大气隙越大，吸力越小；气隙越小，吸力越大 。 电磁铁吸合过程中吸力不断增大，完全吸合时吸力最大电磁铁吸合过程中吸力不断增大，完全吸合时吸力最大 交流电磁铁：交流电磁铁：吸力的大小随时间变化，磁通为零。吸力也为零吸力的大小随时间变化，磁通为零。吸力也为零 电磁吸力的

12、脉动，使衔铁产生振动；频繁振动产生噪音电磁吸力的脉动，使衔铁产生振动；频繁振动产生噪音短路环：短路环： 在交流铁心的某一端装一在交流铁心的某一端装一短路铜环短路铜环 使磁通变为两部分，所产生的使磁通变为两部分，所产生的 合成电磁吸力就不会为零合成电磁吸力就不会为零 消除振动和噪音消除振动和噪音 （二）、执行机构（二）、执行机构-触头系统触头系统n触头用来接通和断开电路触头用来接通和断开电路 三种接触形式：三种接触形式：A点接触、点接触、B线接触、线接触、C面接触面接触触头结构形式：触头结构形式：(a)点接触的桥式、点接触的桥式、(b)面接触的桥式、面接触的桥式、(c)线接触指形线接触指形（三）

13、、触头系统的灭弧方法（三）、触头系统的灭弧方法1.电弧的产生电弧的产生触点接通后存在接触电阻，有温升，分断电路时触点接通后存在接触电阻，有温升，分断电路时热电子发射热电子发射 造成电路延时断开造成电路延时断开 气体游离产生电弧气体游离产生电弧 烧损触点烧损触点强电场作用强电场作用 缩短电器使用寿命缩短电器使用寿命2.常用灭弧方法常用灭弧方法a、电动力灭弧、电动力灭弧b、磁吹灭弧、磁吹灭弧c、窄缝灭弧、窄缝灭弧d、栅片灭弧、栅片灭弧 为加强灭弧效果往往同时采取几种灭弧措施为加强灭弧效果往往同时采取几种灭弧措施三、低压电器的主要技术参数三、低压电器的主要技术参数1。额定电压：。额定电压： 额定工作

14、电压、额定绝缘电压额定工作电压、额定绝缘电压2。额定电流：。额定电流： 额定工作电流、约定发热电流额定工作电流、约定发热电流（非封闭与封闭）（非封闭与封闭）3。操作频率与通电持续频率。操作频率与通电持续频率4。机械寿命和电寿命。机械寿命和电寿命 电寿命一般小于机械寿命电寿命一般小于机械寿命四、低压电器的选用原则四、低压电器的选用原则1。安全原则：。安全原则： 安全可靠是对任何电器的基本要求安全可靠是对任何电器的基本要求 保证电路和用电设备的可靠运行是正常生活与生产的前提保证电路和用电设备的可靠运行是正常生活与生产的前提2。经济原则：。经济原则： 电器本身的经济价值电器本身的经济价值 （合理适用

15、）（合理适用） 使用该产品而产生的价值使用该产品而产生的价值（保证可靠运行）（保证可靠运行）3。选用时的注意事项。选用时的注意事项 明确控制对象的分类和使用环境明确控制对象的分类和使用环境 明确有关的技术数据（额定电压和功率、起动电流倍数等）明确有关的技术数据（额定电压和功率、起动电流倍数等） 了解电器的正常工作条件了解电器的正常工作条件 了解电器的主要技术性能了解电器的主要技术性能 第三节第三节 熔断器熔断器熔断器：熔断器： 熔断器是一种广泛应用的最简单有效的保护电器。在强弱电系熔断器是一种广泛应用的最简单有效的保护电器。在强弱电系统统中起短路保护作用。中起短路保护作用。 熔断器有管式、插入

16、式、螺旋式、卡式等几种熔断器有管式、插入式、螺旋式、卡式等几种形式，其中部分熔断器的外形和符号如图所示。形式，其中部分熔断器的外形和符号如图所示。 卡式卡式 螺旋式螺旋式 符号符号 一、一、熔断器组成及工作原理熔断器组成及工作原理1 1、组成：、组成：熔体、绝缘管或绝缘底座熔体、绝缘管或绝缘底座 熔断器的主要元件是熔体，它是熔断器的核心部分熔断器的主要元件是熔体，它是熔断器的核心部分熔体形状：熔体形状： 丝状：铅锡合金、锌等低熔点金属丝状：铅锡合金、锌等低熔点金属圆截面熔丝（圆截面熔丝（小电流电路小电流电路） 片状：用银、铜等较高熔点的金属片状：用银、铜等较高熔点的金属薄片（薄片（大电流电路大

17、电流电路）2 2、工作原理：、工作原理： 熔断器使用时应当串联在所保护的电路中；熔断器使用时应当串联在所保护的电路中； 电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断；当电路电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断；当电路发生短路或严重过载时，熔体温度上升到熔点而熔断，将电路断开，发生短路或严重过载时，熔体温度上升到熔点而熔断，将电路断开，从而保护了电路和用电设备。从而保护了电路和用电设备。 熔体通过电流与时间有反时限特性熔体通过电流与时间有反时限特性 只能做短路保护只能做短路保护, ,不能做过载保护不能做过载保护3.3.新型熔断器新型熔断器n新型限流元件叫做新型限流元件叫做自复

18、式熔断器自复式熔断器可以不更换元件便能可以不更换元件便能接通电路，它是应用非线性元件接通电路，它是应用非线性元件-金属钠金属钠在高温下在高温下电阻特性突变的原理制成的。电阻特性突变的原理制成的。自复式熔断器自复式熔断器: : 熔丝为金属钠，常温下具有高电导率。熔丝为金属钠，常温下具有高电导率。 -短路电流产生的高温能使钠汽化，气压增高短路电流产生的高温能使钠汽化，气压增高 高温高压下汽态钠的电阻迅速增大，呈现高电阻状态，高温高压下汽态钠的电阻迅速增大，呈现高电阻状态，从而限制了短路电流。从而限制了短路电流。 当短路电流消失后，温度下降，汽态钠又变为固态钠当短路电流消失后，温度下降，汽态钠又变为固态钠 自复式熔断器能多次使用，不用更换熔体自复式熔断器能多次使用，不用更换熔体 但是自复式熔断器只能限流，不能分断电路，故常与但是自复式熔断器只能限流，不能分断电路，故常与断路器串联使用，以提高分断能力断路器串联使用，以提高分断能力二、