电气控制与PLC原理-294486课件

电气控制与PLC原理

自动化分院第二讲主讲：第一章工厂电气控制基础1-1

常用低压电器1-2 电气控制电路基本环节学习目的与要求通过本章学习，掌握低压电器及应用的基础知识1）低压电器的概念、分类；2）低压电器的结构及工作原理；3）应用：常用低压电器在电路中的作用、图形符号和文字符号、主电路和辅助电路中的连接；4)继电接触控制基本电路进行分析和设计。1-1 常用低压电器－

电气控制原理图交机电机熔丝交流接触器热妓电器刀开关按钮开关1-1 常用低压电器－

电气控制原理图1-1 常用低压电器－电气控制原理图瓷插式熔断器螺旋式熔断器图形符号FU文字符号广泛地用于中、小容量的控制系统中。1-1常用低压电器－－熔断器（有填料）管式熔断器主要用于要求分断较大电流的场合。图形符号FU文字符号

熔断器必须与被保护对象串联，其核心部分是熔体（俗称保护丝），一般由铅锡合金制成。熔断器（俗称保险丝）担负的主要任务是为电线电缆作短路保护（有时也作严重过载保护），不论短路电流值有多高，它都能切断。其次，也适宜用作设备和电器的保护1-1常用低压电器－－熔断器QS图形符号文字符号三极闸刀开关普通刀开关是一种结构最简单且应用最广泛的手控低压电器，广泛用在照明电路和小容量（5.5kW）、不频繁起动的动力电路的控制电路中。无灭弧装置1-1常用低压电器－－刀开关

考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择：（3~5)*异步电机额定电流封闭式负荷开关（铁壳开关）QS图形符号文字符号

结构与闸刀开关基本相同，但在铁壳开关内装有速断弹簧，可使闸刀快速接通和断开，以消除电弧。组合开关（转换开关）QS图形符号文字符号M3~用组合开关起停电动机的接线图

刀片(动触片)可转动能组成各种不同的线路。1-1常用低压电器－－

主令电器按钮

SB图形符号常开常闭文字符号钮按(开关)又称控制按钮是一种接通或分断小电流电路的主令电器。触头允许通过的电流较小．一般不超过5A，主要用在低压控制电路中．手动发出控制信号。常开常闭复位弹簧1、2--常闭静触头3、4--常开静触头2413桥式动触头施加外力1、2断开；3、4闭合复位撤消外力按钮由按钮帽，复位弹簧，桥式动、静触头和外壳等组成。一般为复合式．即同时具有常开、常闭触头。按下时常闭触头先断开，然后常开触头闭合。去掉外力后在恢复弹簧的作用下，常开触头断开，常闭触头复位。1-1常用低压电器－－

主令电器行程开关动断触点动合触点行程开关符号SQ行程开关又称限位开关或位置开关。是一种利用生产机械某些运动部件的撞击来发出控制信号的小电流主令电器。主要用于:生产机械的运动方向、行程大小控制或位置保护等。行程开关的种类很多，它有动合触点和动断触点，由装在运动部件上的挡块来撞动。当运动部件到达一定行程位置时，其上的挡块撞动行程开关，使动合触点闭合，动断触点断开1-1常用低压电器－－

自动开关（低压断路器）QF图形符号文字符号三极断路器符号QF

×××低压断路器（自动空气断路器、自动开关）

低压断路器又称自动空气开关或自动开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组合，除能完成接通和分断电路外还能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。它对线路、电器设备及电动机实行保护。是低压配电网中的一种重要保护电器。1、9—弹簧2—触点3—锁键4—搭钩5—轴6—过电流脱扣器7—杠杆8、10—衔铁11—欠电压脱扣器12—双金属片13—电阻丝1-1常用低压电器－－

交流接触器电磁式的接触器是利用电磁吸力的作用使主触点闭合或断开电动机电路或负载电路的控制电器。用它可以实现频繁的远距离操作，它具有比工作电流大数倍的接通相分断能力。接触器按其主触点控制的电路中的电流分为直流接触器和交流接触器。交流接触器特点：交流线圈、有短路环、采用双断口触头直流接触器特点：直流线圈、滚动指型触头.具有手动切换电器所不能实现的遥控功能，同时还具有欠压、失压保护的功能，但却不具备短路保护和过载保护功能。

主触点接线控制线圈接线电磁式接触器分类按主触头所在动力回路的电流种类分：

交流、直流按主触头对数分：单极（一对主触头）、多极（二至四对主触头）按电磁线圈回路（通常叫做控制回路）的电流种类分：

交流操作、直流操作按主回路电压等级分：

低压、高压按铁心结构形式分：转动式（或称角移式）和直动式线圈主触点图形符号文字符号KM图形符号文字符号KM辅助常开触头图形符号文字符号KM辅助常闭触头图形符号文字符号KM线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机动作过程线圈通电衔铁吸合主触头闭合电机动作~380V~~接触器~辅助常开触头闭合辅助常闭触头断开接触器铭牌上的额定电压是指主触头的额定电压。交流接触器的额定电压一般为220V、380V、660V及1140V；直流接触器一般为220V、440V及660V。辅助触头的常用额定电压：交流380V；直流220V。接触器的主要技术参数-额定电压接触器的额定工作电流系指主触头的额定电流。接触器电流等级为：6A、10A、16A、25A、40A、60A、100A、160A、250A、400A、600A、1000A、1600A、2500A及4000A。接触器的主要技术参数-额定电流交流接触器的操作频率一般为：300次/h~1200次/h直流接触器的额定操作频率比交流接触器的高接触器的主要技术参数-操作频率1.接触器的类型选择：根据接触器所控制负载的轻重和负载电流的类型。2.额定电压的选择接触器的额定电压不小于负载回路的电压。3.额定电流的选择：一般接触器的额定电流不小于被控回路的额定电流。对于电动机负载可按经验公式计算：4.吸引线圈的额定电压：吸引线圈的额定电压与所接控制电路的电压相一致。接触器的主要技术参数-选用1-1常用低压电器－－

继电器继电器：是一种根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、温度、压力等）的变化自动接通和断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。继电器一般由3个基本部分组成：检测机构、中间机构和执行机构。与接触器的区别继电器可以对各种电量或非电量的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压信号下动作。继电器用于切换小电流的控制电路，而接触器则用来控制大电流电路，因此，继电器触头容量较小（不大于5A），且无灭弧装置。

按动作原理，继电器可以分电磁式、感应式、电子式、热效应式、气动式、电动式等；按动作时间，继电器可以分

瞬时动作和延时动作（也叫时间继电器）等；按输入量的物理性质，继电器可以分为电压、电流、速度、时间、温度、压力、热继电器等。继电器-分类控制线圈接线主触点接线继电器-电磁继电器电磁继电器主要包括电流继电器、电压继电器和中间继电器。选用时主要依据继电器所保护或所控制对象对继电器提出的要求，如触头的数量、种类，返回系数，控制电路的电压、电流、负载性质等。出于继电器触头容量较小，所以经常将触头并联使用。有时为增加触头的分断能力，也有把触头串联起来使用的。线圈图形符号文字符号KA常开触头图形符号文字符号KA常闭触头图形符号文字符号KA继电器-电磁继电器触点的动作和线圈的动作电压大小有关的继电器叫电压继电器，它用于电力拖动系统的电压保护和控制，使用时电压继电器的线圈与负载并联。特点其线圈的匝数多而线径细。分类：按线圈电流的种类可以分为交流和直流电压继电器，按吸合电压大小又可以分为过电压、欠电压和零电压继电器。电磁继电器-电压继电器有交、直流两种。作用：增加被控制线路的数量或加大触点允许的断开容量，以达到分配控制信号和功率放大的目的。特点：触点数目较多，一般在3~4对以上，触点形式常采用桥形触点（与接触器辅助触点相同）。动作功率较大的中间继电器与小型接触器的结构相同。继电器-中间断电器适用于交流500V以下的控制线路，线圈电压为交流12V、36V、127V、220V及380V五种。继电器有八对触点，额定电流为5A，最高操作频率为1200次/h。适用于直流110V以下的控制电路，线圈额定电压为直流5V、12V、24V、48V、110V四种，线圈消耗功率不大于3W，继电器具有带公共触点的三常开、三常闭触点，触点额定电流为3A。继电器-中间断电器触点的动作和线圈的动作电流大小有关的继电器，使用时电流继电器的线圈与负载串联。其线圈的匝数少而粗。分类：按线圈电流的种类可以分为交流和直流电流继电器，按吸合电流大小又可以分为过电流和低电流继电器。继电器-电流继电器特点：时间继电器的特点是当得到控制信号后（如继电器线圈接通或断开电源），其触点状态并不立即改变，而是经过一段时间的延迟之间，触点才闭合或断开，因此这种继电器又称为延时继电器。继电器-时间继电器时间继电器触头类型断电式常闭断电后延时闭合常开断电后延时断开通电式瞬时动作延时动作常闭触点常开触点常开通电后延时闭合常闭通电后延时断开热继电器是利用电流流过热元件时产生的热量，使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种保护电器。主要用于交流电动机的过载保护、断相及电流不平衡运行的保护及其它电气设备发热状态的控制。热继电器的选用：（1）过载能力较差的电动机，热元件的额定电流IRT为电动机的额定电流IN的60％～80％。（2）在不频繁的启动场合，若电动机启动电流为其额定电流6倍以及启动时间不超过6秒时，可按电动机的额定电流选取热继电器；（3）当电动机为重复且短时工作制时，要注意确定热继电器的操作频率，对于操作频率较高的电动机不宜使用热继电器作为过载保护。继电器-热继电器发热元件串联在主电路中FR图形符号文字符号常闭触头FR图形符号文字符号串联在控制电路中热(过载)继电器用于电动机的过载保护。利用发热元件感受到的热量而动作。发热元件常闭触头发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。发热元件I常闭触头双金属片扣板1—主触头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10—复位按钮11—偏心轮12—支撑件13—弹簧继电器-热继电器笼型电动机直接起动的控制线路为了读图和设计线路的方便，控制线路常根据其作用原理画出，把控制电路和主电路分开。这样的图称为控制线路原理图。在控制线路原理图中，同一电器的各部件是分散的。为了识别起见，它们用统一的符号表示。在原理图中，规定所有电器触点均表示在起始情况下的位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。在起始情况下，如果触点是断开的，则称为动合触点；如果触点是闭合的，则称为动断触点。笼型电动机直接起动的控制线路原理图KM12FRFUSB1SB2KMKMFR控制电路主电路SM3~若去掉自锁触点KM，则可对电动机实行点动控制。KM12FRFUSB2KMFR控制电路主电路SM3~闭合开关S接通电源按SB2→KM线圈得电→KM主触点闭合→M运转松SB2→KM线圈失电动作次序笼型电动机点动控制线路M3~KM12FRFUSB2KMFR控制电路主电路SM3~闭合开关S接通电源按SB2→KM线圈得电→KM主触头闭合→M运转松SB2→KM线圈失电→KM主触头恢复→M停转动作次序笼型电动机点动控制线路笼型电动机正反转的控制