电气控制与PLC课件第一章

第一章常用低压电器1-1低压电器的基本知识

1-2接触器

1-3继电器（器件）

1-4熔断器

1-5低压开关和低压断路器1-6主令电器

一、低压电器的基本知识1、什么是低压电器：在交流电压小于1200V、直流电压小于1500V（也有说交流1000V，直流1200V）的电路中起通断、保护、控制或调节等作用的电气设备。

一、低压电器的基本知识2、低压电器的常见分类（1）按用途或控制对象：(a)低压配电电器：开关、熔断器、断路器等。(b)低压控制电器：接触器、继电器等。（2）按照动作方式：(a)自动切换电器：接触器、继电器。(b)非自动切换电器：刀开关、转换开关、按钮。（3）按执行机能：(a)有触头电器：接触器、按钮。(b)无触头电器：接近开关、电子式时间继电器。（4）按工作原理：(a)电磁式电器：交直流接触器、各种继电器。(b)非电量控制电器：压力、速度、温度继电器。

二、低压电器电磁系统

1、低压电器的基本组成：感受机构：以外部信号变化作出反应。电磁系统执行机构：执行电路的通断控制。触头系统和灭弧系统。2、电磁系统的组成：铁心、线圈、衔铁如图1-1三、低压电器的触头系统1、触头的材料银铜2、触头系统的结构形式（1）桥式触头（2）指式触头1-2交流接触器1、接触器：频繁是一种可以远距离控制的电器。用来接通或分断正常工作状态下的主电路和控制电路。它具有低电压释放保护性能、控制容量大、能远距离控制等优点，在自控系统中应用非常广泛。2、接触器的型号：CJ10、CJ12、CJ10X、CJ20、3TB、3TD等CJ20系列为全国统一新产品。

1-2交流接触器3、接触器的组成：（1）电磁系统（图1-3）（2）动作机构（3）灭弧装置。a）产生原因：触头接通电路时存在接触电阻，引起触头温升；触头分断时，由于热电子发射和强电场作用，使气体游离，从而在分断瞬间产生电弧。b）产生后果：使电路延时断开/产生高温烧毁触头。c）灭弧措施：灭弧罩等。1-2交流接触器交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置1-2交流接触器4、接触器按其触头通过电流的种类不同，可分为交流接触器和直流接触器。5、接触器的结构原理（图1-3a）（实物展示）1-2交流接触器6、接触器的符号：KMKM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM1-2交流接触器7、接触器的应用举例与参数选择（1）一般要求选择类型（交流，直流）（2）触头额定电压（大于或等于负载回路电压）（3）主触头的额定电流（大于或等于负载额定电流)（4）线圈额定电压（必须与控制电路电压一致）1-2交流接触器应用实例分析：一台380V,7.8KW电动机380V的三相异步电动机通常2A/KW左右，所以电动机的额定电流约为16A。KM额定电流大于16A即可（选CJ20）。

1-2交流接触器课内实训项目：接触器触头与线圈的测量与判别。1、观察接触器的主触头、辅助触头（常开、常闭）与线圈；2、用万用表的电阻档R×100判断主触头、常开、常闭触头的通断，注意一定要按下与放开接触器，观察表的电阻是否有变化。

作业作业：自习低压电器的符号预习：查阅工程实例项目相关知识1-3继电器（器件）继电器是根据某种输入信号的变化而接通或断开所控制的电路，实现自动控制或保护电动机的自动电器。作用：控制、联锁、保护和调节分类：按用途分：控制和保护继电器按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力按动作时间分：瞬时、延时继电器特点：额定电流不大于5A特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。分类：过电流继电器、欠电流继电器过流电流继电器欠流电流继电器1-3继电器一、电磁式继电器（一）电流继电器1-3继电器

一、电磁式继电器

（一）电流继电器主要技术指标：动作电流Ｉq：使电流继电器开始动作所需的电流值；返回电流Ｉf：电流继电器动作后返回原状态时的电流值返回系数Ｋf：返回值与动作值之比，Ｋf＝Ｉf/Ｉq。1-3继电器

一、电磁式继电器

（二）电压继电器特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细分类：过电压继电器和欠电压继电器结构原理：与电流继电器类似1-3继电器

一、电磁式继电器

（三）中间继电器

中间继电器结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。

1-3继电器作用：按整定时间长短通断电路(产生延时)分类：按构成原理分：电磁式电动式空气阻尼式晶体管式数字式按延时方式分：通电延时型断电延时型

二、时间继电器(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)线圈一般符号(b)通电延时线圈(c)断电延时线圈(d)通电延时闭合动合（常开）触点(e)通电延时断开动断（常闭）触点（f）断电延时断开动合（常开）触点（g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点二、时间继电器符号KT1-3继电器1-3继电器三、热继电器

作用：电动机的过载保护利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作型式：双金属片式热敏电阻式易熔合金式结构：由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成。三、热继电器1-3继电器a）

外形

b）结构图

1-电流整定装置2-主电路接线柱3-复位按钮

4-常闭触头5-动作机构6-热元件31-常闭触头接线柱32-公共动触头接线柱33-常开触头接线柱

双金属片式热继电器1-1.接线端子2-主双金属片3-热元件4-推动导板5-补偿双金属片

6-常闭触头7-常开触头8-复位调节螺钉9-动触头

110-复位按钮11-偏心轮12-支撑件13-弹簧

三、热继电器1-3继电器双金属片式热继电器原理示意图使用与选择使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。选择：ＩN=(0.95-1.05)ＩMNＩN：热继电器热元件的额定电流；ＩMN：电动机的额定电流。三、热继电器1-3继电器1-3继电器作用：根据速度的大小通断电路结构：定子、转子和触头原理：与异步电动机类似参数：动作转速：>120rpm复位转速：<100rpm四、速度继电器定子---由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕组。四、速度继电器转子---圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。1-3继电器五、固态继电器是一种新型无触头继电器。（图1-10）光电耦合式继电器工作原理（图1-10）常用的产品有DJ型

光电继电器1-3继电器六、其他继电器干簧式相序继电器温度继电器压力继电器

温度继电器压力继电器1-4熔断器

一、熔断器的结构原理及分类熔断器是低压电路及电动机控制电路中用作短路保护的电器，它串联在线路中，当线路或电气设备发生短路（或严重过流）时，熔断器中的熔体首先因电路电流增大而过热熔断，自动切断电路，以保护电气设备。二、熔断器的主要参数额定电压熔体额定电压熔断器额定电流1-4熔断器三、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4、自复式熔断器5、高分断能力熔断器四、熔断器的应用举例与参数选择对于单台运行的电动机，FU的额定电流选电动机额定电流的1.5-2.5倍左右；对于多台运行的电动机，FU的额定电流考虑其他电动机运行时（IN和），最大容量的电动机起动（1.5-2.5倍IN）；对于电热设备等FU的选择只要大于负载电流，考虑线路的承受能力即可。上下级配合电流比不小于1.6：1

插入式熔断器螺旋式熔断器无填料密封式式熔断器有填料式密封式熔断器自恢复熔断器1-5低压开关和低压断路器一、低压开关主要包括刀开关、隔离开关、组合开关、倒顺开关等。主要作用是配电（提供电源）。

1-5低压开关和低压断路器一：低压开关（一）刀开关:刀开关是一种手动电器，广泛用于配电设备作隔离电源用，有时也用于直接起动小容量的笼型异步电动机。主要包括：开启式负荷开关、封闭式负荷开关。作用：通常在电路中起通断、隔离作用。不能倒装或平装。不能频繁操作，只能通断小负载。刀开关的选择原则：（1）类型、极数、操作方式（2）额定电压大于线路电压（3）额定电流大于线路额定电流。

1-5低压开关和低压断路器二、组合开关（转换开关）

特点：刀片式转动，操作灵活、，组合方便。与普通刀开关相比，抗振性能好，机床常选用。符号：QS选择（1）适合于小容量电动机起停控制，额定电流为电动机额定电流的3倍。（2）作电源开关，额定电流稍大于电动机额定电流。

（a）外形（b）符号（c)结构1-5低压开关和低压断路器三、低压断路器：低压断路器又称自动开关，是低压配电系统和电力拖动系统中非常重要的电器，具有操作安全、使用方便、工作可靠、安装简单、分断能力高等优点。低压断路器结构：主要由触头、操作机构、脱扣器、灭弧装置等。低压断路器的主要技术参数和类型：主要技术参数：额定电压、额定电流、极数、脱扣器类型、整定电流范围、分断能力、动作时间等。类型：框架式断路器、塑料外壳式断路器、直流快速断路器和限流式断路器等。低压断路器的选择万能式低压断路器结构图塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮线路短路或严重过载保护远距离跳闸，对电路不起保护作用线路过载保护电动机的失压保护1-6主令电器

主令电器是用来接通和分断控制电路以发号施令的电器。常见的有，按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。

1-6主令电器一、按钮按钮是一种手动且可以自动复位的主令电器。结构示意图、图形与文字符号见P.20图1-19按钮的选择原则（1）根据使用场合，选择控制按钮的种类，如开启式，防水式，防腐式。（2）根据用途，选用合适的形式，如钥匙式，紧急式，带灯式。（3）按控制回路的需要，确定不同的按钮数，如单钮，双钮，三钮，多钮等。（4）按工作状态指示和工作情况的要求，选择按钮及指示灯的颜色。控制按钮1-6主令电器二、位置开关位置开关:又称行程开关或限位开关，种类很多，按运动形式分为直动式，旋转式，微动式；按触头的性质分为有触头式和无触头式。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。接近开关:又称无触头行程开关，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