技术中心电气培训

电气培训讲义

第一讲电工基础知识第二讲低压电器第三讲电动机接线方法第四讲PLC、触摸屏、变频器简介第五讲常用电工仪表第一讲电工基础知识一、电的基本知识1.电流定义：电荷有规则的定向运行，称为电流。方向：正电荷运动方向大小：单位时间内通过导体截面的电荷量的多少表示方法：电流的量符号为：I单位符号为：A直流电流：电流的大小和方向都不随时间变化交变电流（交流电）：电流的大小和方向都随时间变化2.电位和电压电位定义：在静电场和电路中，单位正电荷在电场力的作用下，从无穷远（即零电位）移到每点时电场力所做的功，称为该点的电位。电压定义：如果电路两点间电位不同，这两个电位的差值叫做电路两点间的电压。表示方法：电压的量符号为：U单位符号为：V3.电动势定义：电荷在电路中运动，动力来源于电源。电源的负极是低电位，正极是高电位，电源把电荷从低电位通过电源内部搬运到高电位。反映电源搬运电荷能力的物理量，叫电源的电动势。表示方法：电动势压的量符号为：E单位符号为：V4.电阻定义：电阻是电荷在物体在运动所受的阻力，是物质本身具有的导电特性。表示方法：电阻的量符号为：R单位符号为：Ω5.电能与电功率（1）电功率：负载在电路中消耗电能，一个负载在单位时间内所消耗的电能，叫做电功率。表示方法：电功率的量符号为：P单位符号为：W。（2）电能：负载工作一段时间所消耗的电能量叫做电能。电能的单位是KWh(千瓦时)，1KWh电能就是平常所说的1度电。物理量单位符号量的符号电流AI电压VU功率KWP电动势VE电阻ΩR物理量符号表示6.电路定义：电流所经过的路径叫做电路。电路由电源、负载、导线三个基本部分成，如图所示。（1）电源：是将其他形式的能量转变为电能的装置。如发电机把机械能转变为电能，而干电池则是把化学能转变为电能。电源是提供电能的装置。（2）负载：是将电能转变为其他形式能量的装置。如电动机把电能转变为机械能，而电炉则是把电能转变为热能。负载是消耗电能的装置。（3）导线：是连接电源和负载使其成为闭合回路的装置。

另外在电路中还安装开关、熔断器等电器，这些电器所起的作用和导线是相同的，是一段可操作的导线，可以在需要的是时候方便地切断或接通电路。二、直流电路1.欧姆定律（1）部分电路欧姆定律：部分电路是指不含电源的一段电路，如图所示（2）全电路欧姆定律：全电路是指含有电源的闭合电路，如图所示式中r——电源的内阻。2.电路的联结（1）串联电路：把两个或两个以上电阻首尾相连接成一串，中间没有分支，称为电阻的串联电路，如图所示。串联电路的特点：①串联电路中通过各电阻的电流为同一电流，即I=I1=I2。②串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，即R=R1+R2。③串联电路两端的总电压等于各串联电阻上的各电压之和，即U=U1+U2。④各串联电阻上的电压的大小与各电阻值的大小成正比，大电阻上的电压高，小电阻上的电压低。（2）并联电路：把两个或两个以上电阻的首端接在一起，尾端接在一起，然后接在电路的两个端点上，称为电阻的并联电路，如图所示。并联电路的特点：①并联电路中各电阻上所加的电压相等。即U=U1=U2。②并联电路中的总电流等于各电阻上电流之和，即I=I1+I2。③并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。即1/R=(1/R1)+(1/R2)。④各并联电阻上电流的大小，与各电阻值的大小成反比。（3）混合电路：当几个电阻的联结关系既有串联又有并联时，叫做混合电路，如图所示。三、交流电路1.正弦交流电的表示（1）正弦交流电的三要素：最大值，频率，初相位。正弦交流电的大小、方向是随时间做周期性变化的。因此，要确定交流电某一时刻的瞬时值，必须通过交流电的最大值、频率及初相位三个量才确定的。（2）交流电的有效值:交流电的大小、方向时刻在变化，为了便于分析、计算和测量，常用交流电的有效值来表示它的大小。交流电的有效值与最大值的关系如下：

I=Im/sqrt2=0.707Im或Im=sqrt2*I=1.414I

我们平时所说的交流电的大小，电气仪表上显示的交流电的量值（没有说明时），均为交流电的有效值。各种交流电器铭牌上所标的额定值也均为交流电的有效值。2.三相交流电路（1）三相交流电：把三个大小相等、频率相同、初相位相差120°的单相交流电合在一起就组成一个三相交流电。（2）电源的三角形联结：发电机三相绕组分别称为U、V、W，我们把一个绕组的尾端与另一个绕组的首端接在一起，另一个绕组的尾端再与下一个绕组的首端接在一起，三个绕组接成一圈，以每个接点接出一条线称为电源的三角形联结，如图所示。（3）电源的星形联结:把三个绕组的尾端接在一起，从三个首端引出三条线，再把尾端的公共点引出一条线，这称为电源的星形联结，如图所示U(线)=sqrt3*U(相)（4）三相三线制（5）三相四线制（6）负载的三角形联结把三个负载的首尾相接，接成一圈，从三个接点引出三条线接电源的三条相线，这种接法叫负载的三角形连接，如图所示。（7）负载的星形联结把三个负载的尾端接在一起，接电源的中性线，三个首端接电源的三条相线，这种接法叫负载的星形联结，如图所示。I1=I2四、电路的工作状态1.开路（断路）

开路状态也称断路状态，这时电源和负载未构成通路，负载上电流为零，电源空载，不输出功率。如图所示。2.短路

短路状态指的是电源两端由于某种原因而短接在一起的情况。这是相当于负载电阻为零，电源的两端电压为零，不输出电功率。如图所示。3.额定工作状态电源接有一定负载时，将输出一定大小的电流和功率。通常，电路负载是并联在电源上的，如图所示。因电源输出电压基本不变，所以负载的端电压也就基本不变，那么，负载并接的越多，电源输出的电流也越大，输出功率也越大。任何电气设备都有一定的电压、电流和功率的限额。额定值就是电气设备制造厂对产品规定的使用限额，通常都标在产品的铭牌说明书上。电气设备工作在额定值的情况下就称为额定工作状态。电源设备的额定值一般包括额定电压UN，额定电流IN和额定功率PN。第二讲低压电器一、低压电器的分类及用途低压电器通常是指用于额定电压交流1200V或直流1500V及以下的供电电器，它对电能的产生、输送、分配及应用起着通断、控制、保护及调节等作用。根据低压电器在电器线路中所处的地位和作用，可以分为低压配电电器和低压控制电器两大类。具体分类如下：

电器名称主要品种用途配

电

电

器刀开关开关板用刀开关熔断器式刀开关

胶盖瓷底刀开关

主要用于电路隔离，也能

接通分断额定电流转换开关组合开关

换向开关

用于两种以上电源或负载

的转换和通断电路断路器框架式断路器

塑料外壳式断路器

限流式断路器

漏电保护断路器

用于线路过载、短路或欠

压保护，也可用作不频繁接

通和分断电路熔断器有填料熔断器

无填料熔断器

快速熔断器

自复熔断器

用于线路或电器设备的短

路和过载保护电器名称主要品种用途控

制

电

器接触器交流接触器

直流接触器

主要用于远距离频繁启动

或控制电动机，以及接通和

分断正常工作的电路控制继电器直流继电器

电压继电器

时间继电器

中间继电器

热继电器

主要用于控制系统中，控

制其他电器或作主电路的保

护启动器星三角启动器减压启动器

主要用于电动机的启动和

正反向控制控制器凸轮控制器

平面控制器

主要用于电器控制设备中

转换主回路或励磁回路的接

法，以达到电动机启动、换

向和调速的目的电器名称主要品种用途控

制

电

器主令电器按钮

限位开关

微动开关

万能转换开关

主要用于接通和分断控制

电路电阻器铁基合金电阻

用于改变电路的电压、电

流等参数或变电能为热能变阻器励磁变阻器

启动变阻器

频敏变阻器

主要用于发电动机调压以

及电动机的减压启动和调速电磁铁起重电磁铁

牵引电磁铁

制动电磁铁

用于起重、操纵或牵引机

械装置二、常用低压电器（一）低压熔断器低压熔断器是用来在低压配电系统或机械设备的供电电路中做短

路保护的，在电路中出现短路时，串接在电路中的熔断器应电流产生

的热量骤增使熔体熔化，从而自动分断电路。熔断器具有结构简单、体积小、重量轻、使用维护方便、价格低

廉、分断能力较高、限流能力良好等优点，因此在强电系统和弱电系

统中得到广泛应用。1.熔断器的主要参数熔断器主要技术参数包括额定电压、熔体额定电流、熔断器额定

电流、极限分断能力等。其值一般等于或大于电气设备的额定电压。（1）额定电压：指保证熔断器能长期正常工作的电压。（2）熔体额定电流：指熔体长期通过而不会熔断的电流。（3）熔断器额定电流：指保证熔断器（指绝缘底座）能长期正常工作的

电流。

实际应用中，厂家为了减少熔断器额定电流的规格，额定电流等级比较少，而熔体的额定电流等级比较多。应该注意的是使用过程中，熔断器的额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。（4）极限分断能力：指熔断器在额定电压下所能开断的最大短路电流。

在电路中出现的最大电流一般是指短路电流值。所以极限分断能力

也反应了熔断器分断短路的电流的能力。2.常用的熔断器（1）插入式熔断器（2）螺旋式熔断器（3）封闭管式熔断器（无填料管式、有填料管式、快速熔断器）（4）新型熔断器（自复式熔断器、高分断能力熔断器）熔断器的选择原则熔断器的选择主要是选择熔断器类型、额定电压、熔断器额定电流及熔体的额定电流等。熔断器图形符号和文字符号分别如下：（二）断路器断路器（原称自动开关），是一种可以自动切断故障线路的保护开关。当电路中发生过载、短路和失压等故障时，能自动切断电路。在正常情况下也可以用来不频繁地接通和断开电路以及控制电动机的启动和停止。如图所示。塑料外壳式断路器塑料外壳式断路器的全部零件装在一个塑料外壳内，仅操作手柄置于其外，主压用作配电网络的保护开关和电动机、照明电路的控制开关。断路器的选择（1）根据用途选择断路器的形式和极数（2）根据额定工作电压、脱扣器的类型和整定电流等选择断路器的型号。断路器的符号表示为：QF（三）接触器

接触器是用于远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动切换电器。其主要控制对象是电动机，也可以用于控制其他电力负载、电热器、电照明、电焊机、与电容器组等。接触器具有操作频繁高、使用寿命长、工作可靠、性能稳定、维护方便等优点。按控制电流性质不同，接触器分交流接触器和直流接触器。

1.交流接触器交流接触器常用于远距离、频繁地接通和分断额定电压至1140V、电流至630A的交流电路。它分别由电磁系统、触点系统、灭弧装置和其他部件等组成。如图所示。（1）电磁系统：由吸引线圈、动铁芯（衔铁）、静铁芯组成。主要完成电能向机械能转换。（2）触点系统：交流接触器触点包括主触点和辅助触点。主触点用于通断主电路，辅助触点用于控制辅助电路。主触点容量大，有3对或4对常开触点；辅助触点容量小，通常有两对常开、常闭触点，且分布在主触点两侧。（3）灭弧装置：容量在10A以上的接触器都有灭弧装置。（4）其他部件：包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及接线端子、外壳等。2.接触器的主要技术参数接触器的主要技术参数有额定电压、额定电流、寿命、

操作频率等。（1）额定电压是指接触器主触头的额定电压。一般情况下，交流有~220V、~380V、~660V，在特殊场合额定电压可高达~1140V；直流主要有—110V、—220V、—440V等。（2）额定电流是指接触器主触点的额定电流。它是在一定的条件下（额定电压、使用类别和操作频率等）下规定的，目前常用的电流等级为10~800A.（3）吸引线圈的额定电压交流有~36V、~127V、~220V、~380V，直流有24V、48V、220V、440V。（4）机械寿命和电气寿命接触器的机械寿命一般可达数百万次以及1000万次；电气寿命一般是机械寿命的5%~50%。（5）线圈消耗功率可分为启动功率和吸持功率。对于直流接触器，两者相等；对于交流接触器，一般启动功率约为吸持功率的5~8倍。（6）额定操作频率接触器的额定操作频率是每小时允许的操作次数，一般为300次/H、600次/H、1200次/H。（7）动作值是指接触器的吸合电压和释放电压。规定接触器的吸合电压大于线圈额定电压的85%时可行吸合，释放电压不高于线圈额定电压的70%交、直流接触器图形符号和文字符号分别如下：3.接触器的选择

（1）根据负载性质选择接触器类型（2）额定电压应不小于主电路工作电压（3）额定电流应不小于被控电路额定电流。对于电动机负载还应根据其运行方式适当增减（4）吸引线圈的额定电压与额定频率与所控制电路的选用电压、频率相一致。（四）继电器1.继电器的分类类型动作特点主要用途电压继电器

当与电源回路并

联的励磁线圈电压

达到规定值时动作

电动机失（欠）压保护

和制动以及反转控制等，

有时也做过压保护电流继电器

当与电源回路串

联的励磁线圈中通

过的电流达到规定

值时动作

电动机的过载及短路保

护，直流电动机磁场控制

及失磁保护中间继电器

实质上是电压继

电器，但触头数量

较多，容量较大

通过它中间转换，增加

控制回路数和放大控制信

号类型动作特点主要用途时间继电器

得到动作信号后，

其触头动作有一定

延时

用于交直流电动机以时

间原则启动或制动时的控

制及各种生产工艺程序的

控制等热继电器

由于电流通过热

元件产生热弯曲推

动机构动作

用于交直流电动机的过载、断相运转及电流不平衡的保护等温度继电器

当温度达到规定

值时动作

用于电动机的过热保护或

温度控制装置等速度继电器和制动继电器

用于感应电动机的反接

制动及能耗制动中特种继电器

2.中间继电器中间继电器用于继电保护与自动控制系统中，以增加触点数量及容量。它用于在控制电路中传递中间信号。中间继电器的结构和原理与交流接触器相同。与接触器的主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。所以它只能用于控制电路中。它一般是没有主触点的，因为过载能力小，所以它用的都是辅助触头，数量比较多。国际对中间继电器的符号定义为KA.3.热继电器热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数金属片发生变形，当变形达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。国际对热继电器的符号定义为：FR。热继电器图示与设置：（五）主令电器主令电器是用来接触和分断控制电路以发号施令的电器。主令电器应用广泛，种类繁多，常见的有按钮、位置开关、万能转换开关、主令控制器与凸轮控制器等。1.按钮按钮是一种手动且可以复位的主令电器，其机构简单，控制方便，在低压电路中得到广泛应用。如图所示。2.位置开关位置开关又名限位开关或行程开关，他的种类很多，按运动形式可分直动式、转动式、微动式；按触点的性质分为有触点式和无触点式。（1）行程开关行程开关主要用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行程。行程开关的接线：接入两根线，一根为L2+电源正线，一根为SQ信号线。（2）接近开关接近开关又称无触点行程开关，是当运动的金属片与开关接近到一定距离发出接近信号，以不直接接触方式进行控制。接近开关不仅用于行程控制、限位保护等，还可以用于高速计数、测速、检测零件尺寸、液面控制、检测金属体的存在等。接近开关的接线：接入三根线，一根为L2+电源正极线接开关的棕色线，一根为L2-电源负极线接开关的蓝色线，一根为SQ信号线接开关的黑色线。（3）光电开关光电开关是利用被检测物对光束的遮挡或反射，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。开关接线方法如下：发射型的开关为两根线,一个为棕色线接电源正极L2+,一根为蓝色线接电源负极L2-;接收型的开关为三根线,一根为棕色线接电源正极L2+,一根为蓝色线接电源负极L2-;一个为黑色线接信号线SQ。（4）接近开关与光电开关的区别比较实用的接近开关是基于磁场原理，常用于工业上的限位等方面，金属物质靠近接近开关后，依靠磁场的变化，输出一个开关信号，告诉机器的控制系统，现在机械装置所处的位置。光电开关多数是利用红外线发光和接受的组合装置，它的动作原理基于物体，也就是说只要有物体接近，它都有反应，而不是仅限于金属，也不仅限于人体。（六）变压器控制变压器是一种小型的干式变压器，可以作为安全照明，电气设备中控制电路的电源，信号灯、指示灯的电源，一般安装在机床或各种生产机械的控制电气柜内。用户可以根据需要选定额定容量后，选择输入电压和输出电压的数值，同时决定各档输出线圈的容量分配。所以控制变压器在一定的容量下有许多品种和规格。他们的区别就在于输出电压数值及容量分配的不同。废纸打包机变压器输入、输出电压分配（半自动）输入输出20-21360V30-31220V300VA20-22380V32-33220V100VA20-23399V（七）开关电源交流输入电压85~132VAC或170~264VAC可选交流输入频率47~63HZ输出稳定度0.5%典型值负载稳定值1%典型值输出电压微调范围10%至15%左右过电压保护115%-135%过载保护所有输出端在有短路、过载时均保护（八）导线颜色标识交流三相电路Ａ相：黄色Ｂ相：绿色Ｃ相：红色零线或中性线：淡蓝色安全用的接地线：黄和绿双色直流电路正极：棕色或红色负极：蓝色或黄色接地中线：淡蓝色控制信号线：黑色注：装置和设备内部布线一般用黑色（动力线除外），公用线一般用红色．三相异步电动机定子绕组的接线方法第三讲电动机接线方法降压启动电动机直接启动电流大，必须采用降压启动。由于降压启动同时也减小了电动机的启动转矩，所以这种方法只适用于对启动转矩要求不高的生产机械。一般电动机容量在

15KW以上。方法：1星—三角启动

2自耦降压元器件符号元器件符号断路器QF电流表PA交流接触器KM电源指示灯HL热继电器FR旋转警示灯HA变压器TC按钮SB微型继电器KA选择开关SA熔断器FU行程开关SQ开关电源K接近开关SQ电压表PV光电开关SQ元器件符号表示第四讲PLC简介一、废纸打包机用西门子PLC和LGPLC1、西门子PLC介绍S7-200系列小型PLC（MicroPLC）可应用于各种自动化系统紧凑的结构，低廉的成本以及功能强大的指令集使得S7-200PLC成为各种小型控制任务理想的解决方案。S7-200产品的多样化以及基于Windowers的编程工具，使你能够更加灵活地完成自动化任务。给S7-200CPU供电2、LGPLC介绍举例解读PLC程序电动机星三角编写时序图：是信号随时间变化的图形。横坐标为时间轴，纵坐标为信号值，其取值为0和1。以这种图形为基础，进行PLC程序设计、分析，称时序图。二、触摸屏触摸屏接线图DIP拨码开关DIP拨码开关SW1SW2工作方式ONON系统设置OFFON触控校正模式ONOFF固件更新与基本参数设置模式OFFOFF应用（在线工作）模式系统设置模式：在这种工作模式下，人机界面将启动到内置的系统设置界面，可以由用户进行IP地址，亮度，对比度，蜂鸣器等等设置操作。触控校正模式：设置此工作模式并重启触摸屏，屏幕上会相应显示一个“+”符号，点击屏幕显示的“+”符号可以校正触摸屏的触控精度固件更新与基本参数设置模式：用于更新固件以及系统文件等底层操作，固件以及系统文件一般不需要更新，只有特殊情况下才使用。应用（在线工作）模式：这是MT4500触摸屏人机界面产品的正常工作模式。三、LS品牌变频器32字符,背光,LCD显示。背光可以调整方式键选择:DRV,FUN1,FUN2,I/O，(EXT)通过向上和向下箭头的移动改变数据。反向运行键.当驱动减速或者加速时，反向运行LED闪烁。编程键用以进入程序方式，改变数据。确认键确认被修改的数据。[SHIFT]在程序方式中移动光标。[ESC]这个键可以把程序从任何代码处移动到DRV00。正向运行键.当驱动减速或者加速时，正向运行LED闪烁。停止键停止驱动复位键使用作复位故障。当有故障时，这个LED闪烁。设定数据的步骤(LCD键盘)按下MODE键直到想得到的参数组显示为止。按下▲

或▼键移动到想得到的参数代码。如果用户知道想得到的参数代码，用户可以在每个参数组的跳跃代码中设定，但是这个功能不适用于DRV组。按下PROG键进入编程方式，然后光标开始闪烁。按下SHIFT/ESC键移动光标到期望的位置。按下▲

或▼键去改变数据。按下ENT键确认数据。光标这时停止闪烁。注视:当以下情况时，不能改变数据：*在变频器运行期间不能调整参数。(参数第五章的功能表)*在FU2-94[参数闭锁]中启动参数闭锁功能。参数设定表1。DRV组DRV-01加速时间5秒DRV-02减速时间3秒DRV-03驱动模式FX/RX-1DRV-04频率模式V12。FU1组FU1-07停止模式自由运行FU1-20最大频率50HZFU1-21基本频率50HZFU1-22启动频率10HZFU1-23频率限定选择YESFU1-24低限频率0。5HZFU1-27正向转矩补偿3%3。FU2组FU2-30额定电机选择第五讲常用电工仪表一、电工仪表的分类电工仪表是用来测量电流、电压、电阻、电能、功率、相位角、频率等参数的仪表。分类如图所示电工仪表的分类按工作原理分磁电式，电磁式，电动式，感应式

铁磁电动式，整流式，静电式等按测量对象分电流表，电压表，电能表，功率表

欧姆表，相位表，频率表，万用表按测量电流种类分直流电表，交流电表，交直流两用表按使用方法分固定（板式）仪表，携带式仪表常用的电工仪表有电流表、电压表、电能表、功率表、钳形电表、兆欧表、万用表等。二、万用表万用表也称三用表或万能表，它集电压表、电流表和电阻表于一体，是测量、维修各种电器设备时最常用、最普通的测量工具。万用表分为指针式万用表、数字式万用表、数字/指针双显示万用表和语言/数字显示万用表。1.数字式万用表（1）结构特点及组