工厂电气控制设备课件_2

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1、1.电磁机构,电磁机构是将电磁能转换成机械能从而带动触头的闭合或分断。一般由线圈、铁心和衔铁三部分组成。 工作原理： 线圈通以电流后产生磁场，磁通经铁心、衔铁和工作气隙形成闭合回路，产生的电磁吸力克服复位弹簧的反作用力，将衔铁吸向铁心；线圈断电后，衔铁在复位弹簧的力作用下恢复原始状态。,1.电磁机构,电磁机构根据动作方式的不同分为直动式和转动式。 电磁铁分为直流电磁铁和交流电磁铁。,直流电磁铁的线圈通直流电，产生恒定磁通，铁心中没有磁滞损耗与涡流损耗，只有线圈本身的铜损，因此铁心用电工纯铁或铸钢制成圆环形，线圈无骨架。 交流电磁铁为减少交变磁场在铁心中产生的涡流和磁滞损耗，铁心一般采用硅钢片迭

2、压后铆成，线圈有骨架，呈短粗形以增加散热面积。 （电磁炉就是涡流的原理）,思考：如果两种线圈接错了，有什么影响？ 实际的直流电磁线圈一般还有热温度系数电阻串联。,实际使用的电磁机构,1、串联正温度系数（PTC）电阻 PTC电阻当温度低的时候组织很小，温度升高后阻值变大，限制电流大小。（冰箱启动绕组） 2、有机械装置控制接入电阻 刚开始吸合时需要较大磁力，所以电流大，维持阶段需要磁力小，电流小。 3、如果有半导体控制的一般加有阻尼电路。,1.电磁机构,单相交流电磁机构的短路环的作用：避免衔铁震动和撞击。,1、直流线圈需要短路环吗？ 2、三相交流电线圈需要短路环？,2.触头机构,触头用来接通和断开

3、电路，是一切有触头的电器的执行元件。 对触头的要求一般是：接通时导电性能好、不跳（不振）、噪声小、不过热；断开时能可靠地消除规定容量下的电弧。,2.触头机构,触头接触形式：点接触、线接触、面接触。,2.触头机构,触头结构形式：桥式触头、指形触头,3.灭弧装置,电弧产生：在自然环境下断开电路时，如果被断开电路的电流（或电压）超过某一数值时（根据触头材料的不同其值约在0.25-1A，12-20V之间），在触头间隙中就会产生电弧。 电弧的坏处：1烧蚀触点 2延长断开时间3长生瞬时大量热量，易引起火灾或导致人员电击。 灭弧的基本方法：电动力吹弧、磁吹灭弧、窄缝 灭弧、栅片灭弧。 交流接触器的灭弧装置采

4、用电动力吹弧和栅片灭弧；直流接触器则采用磁吹灭弧、窄缝灭弧。,3.灭弧装置(1),工作原理：触头断开时产生电弧的同时，会产生如图所示的磁场（右手螺旋定则），此时电弧相当于载流体，根据左手定则，磁场对电弧作用图示的电动力将电弧拉断，从而起到灭弧作用。,思考：磁场方向能不能改变？,3.灭弧装置(2),工作原理：触头回路(主回路)中串接有吹弧线圈(较粗的几匝导线，其间穿以铁心增加导磁性)，通电后会产生较大的磁通。触头分断的瞬间产生的电弧就是载流体，它在磁通的作用下产生电磁力F将电弧拉长并冷却从而灭弧。,1灭弧罩（一般是陶瓷）,灭弧罩,3.灭弧装置(3),工作原理：依靠磁场产生的电动力将电弧拉入用耐弧

5、材料制成的狭缝中，加快散热冷却，从而达到灭弧目的。,3.灭弧装置(4),工作原理：栅片由表面镀铜的薄钢板制成，嵌装在灭弧罩内，彼此绝缘。当触头分开时，所产生的电弧在电动力的作用下被拉入一组栅片中，电弧进入栅片后被分割成数段，一方面栅片间的电压不足以维持电弧或重新起弧，另一方面栅片有散热冷却作用，因此电弧会迅速熄灭。,第二节 接触器,定义：用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。 分类：交流接触器、直流接触器。 组成：电磁机构、触头系统、灭弧装置、释放弹簧、触头弹簧、触头压力弹簧、支架及底座等。,交流接触器,控制线圈接线,主触点接线,(一) 接触器的主要技术参数

6、,电流种类：交流、直流。 额定电压：指主触点的额定工作电压 直流有：24V、110V、220V、440V、660V 交流有：127V、220V、380V、500V、660V 额定电流：主触点的额定电流 额定通断能力：主触头在规定条件下可靠地接通和分断的电流值。 线圈额定工作电压：吸引线圈正常工作的电压值 交流线圈：127V、220V、380V 直流线圈：110V、220V、400V,(一)接触器的主要技术参数,允许操作频率：每小时可以实现的最高操作次数，一般为600次/时、1200次/时；机械寿命（1000万次以上）与电气寿命（100万次以上） 线圈的起动功率和吸持功率：直流接触器起动和吸持功

7、率相等，交流接触器起动功率为吸持功率的5-8倍,(二) 接触器的常用型号,空气电磁式交流接触器：CJ20、CJ21、CJ26、CJ29、CJ35、CJ40、LC1-D、3TB、3TF等。 切换电容器接触器：CJ16、CJ19、CJ41、CJX4、LC1-D等。（弥补功率因数） 直流接触器：CZ18、CZ21、CZ22、CZ0等。 （主回路电路是直流电。应用少，主要在精密机床上）,CJ20交流,CJ16电容,CZ18 直流,(二)接触器的常用型号,(二)接触器的常用型号,(二) 接触器的常用型号,CJ20系列型号含义,(二)接触器的常用型号,(二)接触器的常用型号,图形符号及文字符号,(三)几款

8、常见的接触器(1),(三) 几款常见的接触器(2),(三) 几款常见的接触器(3),第三节 控制继电器,定义：继电器是一种根据某种物理量的变化，使其自身的执行机构动作的电器。它既可以用来改变控制线路的工作状态，按照预先设计的控制程序完成预定的控制任务；也可以根据电路状态、参数的改变对电路实现某种保护。 分类：按用途可分为控制与保护继电器 按输入信号可分为：电压继电器、电流继电器、速度继电器，压力继电器、温度继电器等； 按工作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器、热继电器等；,(一) 控制继电器结构,电磁式继电器的结构组成和工作原理与电磁式的接触器相似，它也是由电磁

9、机构和触点系统两个主要部分组成。电磁机构由线圈、铁心、衔铁组成。触点系统由于其触点都接在控制电路中，且电流小，故不装设灭弧装置。它的触点一般为桥式触点，有常开和常闭两种形式。另外，为了实现继电器动作参数的改变，继电器一般还具有改变释放弹簧松紧和改变衔铁开后气隙大小的装置。,(一) 控制继电器结构,继电器与接触器的区别,继电器：用于控制电路、电流小，没有灭 弧装置，可在电量或非电量的作用下动作。 接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一 般只能在电压作用下动作。,(六)时间继电器,定义：根据电磁原理或机械原理来实现触点系统的延时接通或断开。 按动作原理分：电磁式、空气阻尼式、电动式与电子式。

10、按延时方式分：通电延时，断电延时。,1.电磁式时间继电器,2. 空气阻尼时间继电器,利用空气阻尼机构实现通电延时或断电延时,电子式时间继电器,利用晶体管 RC等电路实现, 延时时间短，精度低。,数字式时间继电器,有自己独立的时钟电路，延时长，精度高。,3. 时间继电器的图形符号,4. 常见的时间继电器,JS23系列空气式时间继电器,(七)热继电器,定义：利用测量元件被加热到一定程度而动作的一种继电器，是具有过载保护特性的过电流继电器。 长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行均会引起过电流。 作用：电动机或其他设备的长期过载保护和断相保护。,热继电器实质是一个过电流保护器，当电流超过额定电流时，发

11、热元件发热，带动双金属片，经过机械装置最终实现断开触点，使控制电机运转的接触器线圈断电，保护电机。 （热继电器可以换成过电流继电器吗？） 特点1：由于是热效应需要一个时间累积 例1：电机启动时电流很大，但时间短暂，发热元件发热有限，就不能使热继电器动作。 例2：装了热继电器的电机电路，可以不装熔断器吗？（P55 3.9 10）,电机,熔断器,热继电器,1.电气控制对热继电器性能的要求,具有合理可靠的保护特性 具有一定的温度补偿 动作电流可以方便地调节 具有自动复位和手动复位功能,2.双金属片热继电器的结构及工作原理,结构：热元件、主双金属片、触头系统、动作机构、复位按钮、电流整定装置和温补元件

12、等,铁 铜,发热电阻，绕在上面,2.双金属片热继电器的结构及工作原理,工作原理,当电动机过载时，通过发热元件1的电流使双金属片2向左膨胀，2推动3，3带动4顺时针转动，拨差5作顺时针方向转动，从而使动断触点断开以切断电路，电动机得到保护。图中，感温元件4用做温度补偿，调节旋钮9用于整定动作电流。,补充知识：相电流和线电流,断相保护的热继电器,3.热继电器的典型产品,(3)热继电器的型号含义及图形符号,4.常见的热继电器,4.常见的热继电器,(八)速度继电器,定义：速度继电器用来感受转速。它的感受部分主要包括转子和定子两大部分，执行机构是触头系统。 使用情况：速度继电器常用于电机的降压起动和反接

13、制动,(八)速度继电器,工作过程：当被控电机转动时，带动继电器转子以同样速度旋转而产生电磁转矩，使定子克服外界反作用力转动一定角度，转速越高角度越大。当转速高于设定值时，速度继电器的触点发生动作，当速度小于这一设定值时，触点又复原。,(八)速度继电器,机床上常用的速度继电器有JY1型、JFZ0型两种。 一般速度继电器的动作转速为120r/min，触头复位转速为100r/min以下。,干簧继电器,可以是线圈产生的磁场。 也可是永久磁铁产生的磁场。（笔记本的休眠开关有的就是这种）,固态继电器,无触点，隔离强点和弱电（保护电子设备和人身安全） 一般要加过压保护装置。 电子开关一般用晶闸管。,弱电,强

14、电,(八) 塑料外壳式断路器,定义：又称自动空气开关，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠电压、失电压、过载、和短路保护的开关电器 按用途分类：保护电动机用、保护配电线路用、保护照明线路用 结构：主触头、灭弧装置、各种脱扣器、自由脱扣机构、操作机构,(八) 塑料外壳式断路器,工作原理： 当电路正常运行时，电磁脱扣器的电磁线圈虽然串联在电路中，但所产生的电磁吸力不能使衔铁动作，只有当电路中的电流达到动作电流时，衔铁才被迅速吸合，同时撞击杠杆，使锁扣脱扣，主触电被弹簧迅速拉开将主电路分断。,(八) 塑料外壳式断路器,(八) 塑料外壳式断路器,(八) 常见的塑料外壳式断路器(1),(八) 常见的塑料

15、外壳式断路器(2),(八) 常见的塑料外壳式断路器(3),(八) 常见的塑料外壳式断路器(4),第四节 其它常用电器,刀开关 主令电器,(一) 刀开关,是一种手动电器，广泛应用于配电设备作隔离电源用，也用于直接起动笼型感应电动机。 刀开关安装时，手柄应该向上，不得倒装，必须将电源线接在上端，负载线接在下端，以保证安全。 刀开关按照极数可以分为单极刀开关、双极刀开关和三极刀开关；,(二) 组合开关,其操作是左右旋转的平面操作，所以又称为转换开关。 一般用于电气设备中，非频繁地接通与分断电路，换接电源和负载，测量三相电压以及控制小容量感应电动机的正反转和星-三角减压气动。,(二) 组合开关,(四)

16、 开启式负荷开关,俗称胶盖瓷底刀开关，主要用于电气照明电路，电热电路的控制开关，也可用作分支电路的配电开关。,主令电器：用来接通和断开控制电路（不是主回路），用以发布命令的电器。 常见有:控制按钮，接近开关，行程开关，万能转换开关,(五) 控制按钮,控制按钮是一种接通或分断小电流电路的主令电器，其结构简单应用广泛。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。 控制按钮由按钮帽，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,(五) 控制按钮,(五) 控制按钮,(五)控制按钮,(六) 位置开关,位置开关包括行程开关、限位开关和微动开关 行程开关用以反应工作机械的行程，发出命令以控制其运动方向或行程大小的主令电器。 限位开关为限制工作机械行程到达终点而起作用的行程开关。 微动开关具有瞬时动作和微小行程的灵敏开关。,1.行程开关,1.行程开关,1.行程开关