电气控制技术教案

电气控制技术教案手动控制电气控制继电接触控制PLC控制等其他高级控制方式常用低压电器电气控制技术（继电接触控制）基本电气控制线路电气控制线路设计第1章常用低压电器 （区别一-下“电器,与“电气T1.1电器的作用与分类一、电器的作用1、电器是广义的电气设备，可大可小，可简单可复杂。2、工业意义上的控制电器：指能根据特定的信号和要求，自动或手动地接通或断开电路，断续或连续的改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备。（可以简单理解为能分、合电路的就是电器）二、电器的分类1、按工作电压等级按控制对象具体器件高压电器低压电器低压配电电器 低压控制电器 接触器继电器断路器行程开关熔断器主令电器2、也可按动作方式（手\自动）、使用场合等分类。1.2低压电器的电磁机构及执行机构从结构上，电器一般具有两个基本组成部分，即感测部分一般为电磁机构（各自功能说一下，以接触器为例讲执行部分触点（头）.灭弧装置解一下）1图1-12.1电磁机构一、作用将电磁能转换成机械能，带动触点动作，使之闭合或断开。（吸引）线圈铁心静铁心 二、组成 衔铁动铁心磁路 铁觇空气隙■三、分类衔铁绕棱角转动1、按衔铁的运动方式衔铁绕轴转动衔铁直线运动U型2、按磁系统（铁心）形状E型并联（电压）线圈3、按线圈连接方式 串联（电流）线圈直流线圈4、按线圈电流种类交流线圈四、工作原理（吸力与反力的配合）（-）吸力特性概述（1）吸力特性定义：电磁机构的电磁吸力F（线圈电流I）与气隙的关系曲线。（2） 电磁吸力大小近似公式为：F4105B2SB为气隙磁感应强度/磁通密度一般的有BSS为决定电磁吸力的（铁心）衔铁端面面积S一般变化不大所以有FB22（3）吸力特性随线圈励磁电流种类、线圈联结方式的不同而有所差异。直流并联线圈电磁机构的吸力特性（1）在直流电路中线圈主要呈现电阻特性，因为外加电压和线圈电阻不变,则根据欧姆定律I=U/R知流过线圈的电流大小不变为常数，与气隙大小无关。根据磁路欧姆定律INRm（IN为磁动势/安匝数，Rm为磁阻），因为I为22常数且Rm，则有FB1R2m1 2,表明电磁吸力大小与气隙的平方成反比，在衔铁闭合前后变化很大。3、交流并联线圈电磁机构的吸力特性3(1)在交流电路中线圈主要呈现电感特性，则有U(E)4.44fN(由相关电U4.44fN路知识知，实际上应为m),进而，在电源频率f、匝数N、电源电压U为常数口寸，为常数，所以F亦为常数，与气隙大小无关。实际上考虑到漏磁的作用，F随的减小略有增加，但一般可认为F大小在衔铁闭合前后变化不大。(2)根据磁路欧姆定律 INRm,在、N为常数情况下，且Rm，所以I与呈线性关系，表明线圈电流大小在衔铁闭合前后变化很大。注意：对于可靠性要求高或频繁动作的控制系统要选用哪种电磁机构？why?(对于一般U形交流电磁机构，在线圈通电而衔铁尚未吸合瞬间，电流将达到吸合后额定电流的5・6倍，E形交流电磁机构将达到10-15倍。如果衔铁卡住不能吸合或则频繁动作，就可能烧毁线圈。)(-)反力特性1、定义：电磁机构转动部分的静阻力f与气隙的关系曲线。2、阻力f大小与作用弹簧、摩擦阻力及衔铁质量有关。3、反力特性曲线(触点接触前后两种情况)4(三)吸力特性与反力特性的配合1、为使吸合过程中衔铁能正常闭合，吸力在各个位置上必须大于反力，就姜保证吸力特性高与反力特性。2、吸力不能过大，否则会影响电器的机械寿命，也不能过小，否则会影响动作时间。实际小常常通过调整反力弹簧或触点初压力以改变反力特性，使Z与吸合特性良好配合。（四）短路环（分磁环）问题1＞对于交流电磁机构，uumsint・一 msint…BBmsint・一F210BmS（lcos2t）F0（lcos2t）,如图所示，吸力一会儿大于反52力一会儿又小于反力，导致衔铁时而吸合时而打开，产牛强烈振动与噪声，甚至使铁心松散。 *反力特性就是F0…平均吸力，与气隙的关系曲线。52、在铁心端而上安装一个铜制的分磁环（或称短路环），即可解决该问题。Why?（电磁机构的交变磁通穿过短路环所包围的截面…一般为总截面的2/3,在环中产涡流，根据电磁感应定律，此涡流产牛的磁通在相位上落后于未被短路环包围的截面中的磁通，这两个有相位差的磁通分别产牛电磁吸力，其合力始终大于反力，从而使衔铁的振动现象消失。）1.2.2执行机构执行机构一般由触点和灭弧装置（在电流较大情况下需具有）组成。--、触点（一）琳用用来接通或断开被控制的电路。静触点（二）组成动触点 （一般都是铜制的）压力弹簧（三）分类主触头1、按所控制电路分为辅助触头常开（动合）触头2、按原始状态分为 常闭（动断）触头桥型触点3、按结构形式分为指型触点点接触4、按接触形式分为线接触面接触（分别适用于小、中、大容量，线接触型还有两个优点。what?触点在通断过程中是滚动接触，1、可以将触点表面的氧化膜自动清除；2、长期工作位置不被灼烧。）（四）初压力、终压力及超行程二、灭弧装置（一）电弧的产牛1、产牛条件：触点切断电路时，电路中电压超过10J2V并且电流超过80-100mA□7撞击电离2、产生机理：first强电场+second高温…热电了发射热游离 气体放电…形成电弧同时还进行消电离…电弧消灭3、电弧的危害：烧毁触头；电路切断时问延长；弧光短路；引起火灾。4、灭弧原则：降低电场强度（电弧两端电压）+降低电弧温度…使消电离加强灭弧罩交、直流灭弧均可用〜用于直流灭弧磁吹式灭弧装置（二）常用的灭弧装置灭弧栅用于交流灭弧多断点灭弧用于交流灭弧*交、直流两种电弧不一样，交流电弧有过零点，容易灭掉1.3接触器一、作用是用来频繁接通和切断电动机或其它负载主电路的一种口动切换电器。电磁机构二、组成触点系统（典型的电磁式电器）灭弧装置三、分类直流接触器1、按主触头通过电流种类分为交流接触器单极2、按主触头极数（对数）分为双极多极（讲一下二者电磁机构，的区别）直流接触器一般为单极或双极，交流接触器为三极（大多）以，。1321314314223244辅助触点13213143KM142232辅助触点44135246主触点绝缘连杆13524主触点6A1反力弹簧铁心线圈A2线圈A1A2线圈135KMKM13213143KM246主触点A1A2142232辅助触点44（a）接触器示意图（b）接触器图形符巧交流接触器的结构示意图及图形符号四、主要技术数据1、额定电压、额定电流（指主触头上，如何选择见3.8，下同。辅助触头？一般都是5A标准）2、线圈的额定电压（不是接触器的额定电压）3、额定操作频率（指每小时接通次数，一般为1501500次/h）4、电寿命和机械寿命（一般为50-100万次/500-1000万次h）五、电气符号作业1：国产低压电器产品型号辨识一附录191.4继电器4.1概述一、作用是一种根据特定形式的输入信号而动作的自动控制电器。（与接触器的区别：白领与蓝领）承受机构感测部分 二、组成中间机构执行部分三、分类电压继电器电流继电器功率继电器1、按输入量的物理性质分为口寸间继电器温度继电器速度继电器电磁式继电器感应式继电器2、按动作原理分为电动式继电器电子式继电器