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1、电工电子技术,上篇 电工技术基础,第1章 电路分析基础 第2章 暂态电路分析 第3章 正弦交流电路 第4章 变压器和电动机 第5章 继电接触器控制系统 第6章 PLC及其应用 第7章 电工技术实验及仿真,上篇 电工技术基础,电工电子技术,5.1 工厂常用低压电器 5.2 异步电动机的直接起动单向运行控制 5.3 异步电动机的正、反转控制 5.4 多机顺序联锁控制 5.5 多处控制 5.6 行程控制电路 5.7 时间控制电路,第5章 继电接触器控制系统,电工电子技术,5.1 工厂常用低压电器,5.1.1 工厂常用低压电器的分类,1.按电器所控制的对象可分为：,2.按电器所起的作用可分为：,控制电
2、器（如按钮、刀开关、接触器）,保护电器（如熔断器、热继电器）,电工电子技术,低压配电电器（如刀开关、熔断器）,低压控制电器（如接触器、按钮）,3.按电器的动作性质可分为：,自动控制电器（如继电器、接触器）,手动控制电器（如刀开关、按钮）,5.1.2 常用低压电器,1. 刀开关（Q）,电工电子技术, 作用：隔离开关 或直接起停5.5kW 以下小电机 分为：, 符号：, 选择: 选择额定电压和额定电流分别等于或稍大 于电动机的 额定电压和额定电流。,三刀开关的 手动控制电路,电工电子技术,刀开关,电工电子技术, 作用: 用于接通或断开控制电路，靠手动操作。 结构：,2. 按钮（SB）,1 常闭触点
3、或动断触点 2 常开触点或动合触点,按钮,外形图,电工电子技术,联动(复合)按钮,紧急按钮 用指示灯表示 其工作状态, 符号:,SB,SB,停止按钮,起动按钮,电工电子技术,按 钮,电工电子技术,交流接触器的外形与结构,3. 接触器,用于频繁地接通和断开控制电路和主电路。,(a) 外形,(b) 结构,电工电子技术, 作用: 接通或断开 主电路，利用电 磁吸力的作用而 动作的。 结构:,交流接触器(KM),按状态分,按用途分,交流接触器,电工电子技术, 符号：,用于主电路 流过的大电流 (需加灭弧 装置),用于控制电路流过的小电流 (无需加灭弧装置),属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示,接
4、触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。,常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。,电工电子技术,交流接触器,电工电子技术,交流接触器,线圈,辅助触点,铁心,衔铁,电源,电机,主触点,常闭,常开,弹簧,用于频繁地接通和断开控制电路和主电路。,电工电子技术,它的主要部分就是熔体，也叫保险丝。 作用：短路保护 符号：,4. 熔断器（FU）, 选择熔体： 对于无冲击电流的电路：如照明电路， IFN I (I 为电路的最大电流) 对于有冲击电流的电路：如电动机的起动， IFN (1.53) IMN 若有几台电动机共用一熔断器， IFN (1.53) IMN +IMN,电工电
5、子技术,熔断器,电工电子技术,作用: 用于过载保护,靠电流热效应产生动作的。 结构与动作原理:,5. 热继电器（FR）,发热元件,弹簧,双金属片,常闭触头,符号:,热继电器符号,发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。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，常闭触点断开。,扣板,复位按纽,电工电子技术,热继电器,(b) 结构,(a) 外形,电工电子技术,用于自动往复控制或限位保护等。,6. 行程开关(限位开关),(b)示意图,结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。,(a)外形图,(1)接触式行程开关,电工电子技术,行程开关,电工电子技术,接近开关,当生产机械接近
6、它到一定距离范围之内时，就能发出信号，不需施加机械力。一般用来控制生产机械的位置或进行计数。,(2)非接触式行程开关,电工电子技术,光电开关,利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。,对射式光电开关：包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。,漫反射式光电开关：是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。,电工
7、电子技术,接触式行程开关存在响应速度低、精度差、接触检测容易损坏被检测物及寿命短等缺点。 晶体管接近开关的作用距离短，不能直接检测非金属材料。 新型光电开关则克服了它们的上述缺点，而且体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗光、电、磁干扰能力强。,光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出、冲床和剪切机以及安全防护等诸多领域。 此外，利用红外线的隐蔽性，还可在银行、仓库、商店、办公室以及其它需要的场合作为防盗警戒之用。,电工电子技术,7 . 时间继电器,从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间
8、延时后才动作的继电器，称为时间继电器。适用于定时控制。,通电延时：接受输人信号后延迟一定的时间，输出信号才发生变化；当输人信号消失后，输出瞬时复原。,断电延时：接受输人信号时，瞬时产生相应的输出信号；当输人信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原。,电工电子技术,时间继电器,电工电子技术,时间继电器(KT)分类：,钟表式,空气式,电子式,阻容式,数字式,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,电工电子技术,1) 通电延时继电器,2) 断电延时继电
9、器,延时继电器的外形与结构,(1) 空气阻尼式时间继电器,电工电子技术,通电延时的空气式时间继电器结构示意图,微动开关2,微动开关1,电工电子技术,断电延时的空气式时间继电器结构示意图,常闭 断电延时闭合,常开 断电延时断开,空气式时间继电 器的延时范围大 (有 0.4 60 s 和 0.4 180s两种)。 结构简单，但准 确度较低。,时间继电器的型号有JS7-A和JJSK2等多种类型。,电工电子技术,晶体管式时间继电器,晶体管式时间继电器又称半导体式时间继电器，它是利用 RC 电路的电容器充电时，电容电压不能突变的原理来获得延时的。因此，只要改变 RC 充电回路的时间常数（改变电阻值），即
10、可改变延时时间。继电器的输出形式分有触点式和无触点式，有触点式是用晶体管驱动小型电磁式继电器，而无触点式是采用晶体管或晶闸管输出。晶体管式时间继电器精度较高、体积小、耐冲击和耐振动、调节方便、寿命长，因此应用很广泛，但晶体管式时间继电器的延时易受电源电压波动的影响，抗干扰性差。,电工电子技术,熔断器FU,交流接触器KM,组合开关Q,按扭SB,3,5,热继电器FR,M,3,4,2,1,5.2 直接起动单向运行控制电路,5.2.1 结构组成,电工电子技术,在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。,电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：,（1） 按国
11、家规定的电工图形符号和文字符号画图。,（2） 控制线路由主电路(被控制负载所在电路) 和控制电路 (控制主电路状态)组成。,（3） 属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈 和 触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不 同的电路中，但必须标注相同的文字符号。,（4） 所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用 下的正常状态画出，即按通电或受力前的状态绘制。,（5） 与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等) 在 控制电路中不画出。,5.2.2 电气原理图,电工电子技术,主电路,控制电路,直接起动单向运行控制电气原理图,电工电子技术,KM,合上开关Q,起动,控制原理,KM辅助触点闭合自锁。,按下起动
12、按钮SB2 , KM线圈通电，,通电,转动,电工电子技术,合上开关Q,控制原理,松开起动按钮SB2,利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁,自锁,电工电子技术,控制原理,主电路,FR,FU,Q,Q,转动,停车,电工电子技术,控制原理,转动,停车,停转,FR,KM,控制电路,主电路,FR,FU,Q,Q,断电,KM,去掉KM辅助触点, 实现点动控制。,电工电子技术,点动控制,主电路,控制电路,电工电子技术,过载保护,短路保护,零压、欠压保护,主电路,控制电路,5.2.3 基本保护环节,电工电子技术,电动机的保护,短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘 损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产
13、 生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通 常采用熔断器 FU和过流继电器等。,欠压是指电动机工作时，引起电流增加甚至 使电动机停转，失压(零压)是指电源电压消失而 使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能 自动重新起动(亦称自起动)，易造成人身或设备 故障。常用的失压和欠压保护有：对接触器实行 自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。,过载保护是为防止三相电动机在运行中电流 超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR 保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。,电工电子技术,5.3 鼠笼式电动机正反转的控制线路,将电动机接到电源的任意两根线对调一下， 即可使电动机反转。,需要用两个接触器来
14、实现这一要求。,当正转接触器工作时，电动机正转；,当反转接触器工作时，将电动机接到电源 的任意两根联线对调一下，电动机反转。,电工电子技术,SBF和SBR决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。,正反转的控制线路,3,M,FR,FU,正转触点,KMR,KMF,KMF,.,KMR,FR,Q,KMF,正转接触器,正转按钮,正反转控制电路必须保证正 转、反转接触器不能同时动作。,反转接触器,反转按钮,反转触点,电工电子技术,按下SBF,SB,KMF,在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为“联锁”。,“联锁”触点,利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。,缺点： 改变转向时必须先按
15、停止按 钮。,解决措施：在控制电路中加入机械连锁。,KMR,SBF,KMF,KMF,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,.,通电,断开,断电,闭合,电工电子技术,利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。,鼠笼式电动机正反转的控制线路,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,电工电子技术,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,当电机正转时， 按下反转按钮SBR,先断开,断电,闭合,通电,断开,闭合,闭合,电机反转,电工电子技术,5.4 多机顺序联锁控制,起动要求: 1#电机先起动，2#电机才动。 停车要求: 2#电机先停，1#电机才停。,电工电子技术,多机顺序联锁控制电路,电工电子技术,闭合,多机顺序联锁控制电路 起动时:
