电气控制技术标准基础教案(电气专业)

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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")

1．1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

低压配电电器

接触器

继电器

低压电器断路器

低压控制电器

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,以接触器为例讲解一下)

执行部分触点（头）灭弧装置

1

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图1-1

1．2．1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

铁轭

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)

（一)吸力特性

1、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：F4105B2S

2

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B为气隙磁感应强度/磁通密度一般的有B

S

S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。

2、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。

IN

(2）根据磁路欧姆定律（IN为磁动势/安匝数，R为磁阻）,因为I为常数且R，则有

Rmm

m

11

FB22，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。

R22

m

3、交流并联线圈电磁机构的吸力特性

（1）在交流电路中线圈主要呈现电感特性，则有U(E)4.44fN(由相关电路知识知,实际上应为）,

m

U

进而，在电源频率f、匝数N、电源电压U为常数时，为常数,所以F亦为常数,与气隙大小

4.44fN

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。

IN

（2)根据磁路欧姆定律，在、N为常数情况下，且R，所以I与呈线性关系，表明线圈

Rm

m

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?

3

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（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。）

(二)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）

(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，就要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。实际中常常通过调整反

力弹簧或触点初压力以改变反力特性，使之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,uusint-——sint---BBsint---

mmm

F2105B2S(1cos2t)F(1cos2t),如图所示,吸力一会儿大于反力一会儿又小于反力，导致衔铁时

m0

而吸合时而打开,产生强烈振动与噪声，甚至使铁心松散.＊反力特性就是F——-平均吸力，与

0

气隙的关系曲线。

4

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2、在铁心端面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，

此涡流产生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生电磁吸

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。

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一、触点

（一）作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