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1、Copyright by Wang Yonghua (),1,第1章 电气控制系统常用器件,现代电器控制及PLC应用技术,Copyright by Wang Yonghua (),2,主要内容,电器的基本知识 接触器 继电器 开关电器 熔断器 主令电器 信号电器 常用执行器件 常用检测仪表 常用安装附件,2学时,2学时,Copyright by Wang Yonghua (),3,电器的定义和分类 定义 电器就是根据外界施加的信号和要求，能手动或自动地断开或接通电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电工器械。 低压电器通常指工作在交流电压12
2、00v、直流电压1500v以下的电器，采用电磁原理完成上述功能的低压电器称为电磁式低压电器。,1.1 电器的基础知识,Copyright by Wang Yonghua (),5,1.1 电器的基础知识,Copyright by Wang Yonghua (),6,电磁式低压电器的基本结构和工作原理 电磁式低压电器 最常用的低压电器 结构上，由三个主要部分组成： 触头、灭弧装置和电磁机构。,1.1 电器的基础知识,Copyright by Wang Yonghua (),7,电磁式低压电器的基本结构和工作原理 触头 形式,1.1 电器的基础知识,Copyright by Wang Yonghu
3、a (),8,电磁式低压电器的基本结构和工作原理,1.1 电器的基础知识,电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于 10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色 的光柱，即电弧。 电弧的危害 ： 延长了切断故障的时间； 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； 形成飞弧造成电源短路事故。 灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料 。,Copyright by Wang Yonghua (),9,电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 组成 原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。,铁芯,衔铁,线圈,交流：硅
4、钢片叠加 直流：整块铸铁或铸钢,直动式 转动式,1.1 电器的基础知识,1,Copyright by Wang Yonghua (),10,电磁式低压电器的基本结构和工作原理 电磁机构 工作原理,1.1 电器的基础知识,电磁吸力的大小与气隙的截面积S0及气隙中的磁感应强度B0的平方成正比。基本公式如下：,式中： B0 的单位是特斯拉； S0 的单位是平方米； F 的单位是牛顿（N）。,Copyright by Wang Yonghua (),11,交流电磁铁的吸力,交流电磁场是交变的，设,则吸力瞬时值为:,式中：,为吸力的最大值。,吸力的波形:,吸力平均值为:,O,1.1 电器的基础知识,Co
5、pyright by Wang Yonghua (),12,电磁式低压电器的基本结构和工作原理 单相交流电磁机构的特性 噪声和振动的产生 解决办法：加短路环,1.1 电器的基础知识,Copyright by Wang Yonghua (),13,电磁式低压电器的基本结构和工作原理 电磁机构工作原理的实质,1.1 电器的基础知识,Copyright by Wang Yonghua (),14,接触器的用途和分类 定义 接触器是用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路的自动控制电器。 用途 控制电动机的起动、反转、制动和调速等 。 控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。 分
6、类 交流接触器、直流接触器,1.2 接触器,Copyright by Wang Yonghua (),15,接触器的组成和工作原理,1.2 接触器,触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头） 电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧,1结构,一、交流接触器,Copyright by Wang Yonghua (),16,1.2 接触器,外形图和动作示意,Copyright by Wang Yonghua (),17,动作过程,线圈通电,衔铁被吸合,触点闭合,接通电源,Copyright by Wang Yonghua (),18,接
7、触器的组成和工作原理 图形和文字符号,1.2 接触器,Copyright by Wang Yonghua (),19,接触器的技术参数 额定电压：主触点的额定电压 额定电流：主触点的额定电流 线圈额定电压 接通和分断能力：负载类型,1.2 接触器,Copyright by Wang Yonghua (),20,接触器的选择 根据负载类型选接触器 根据负载大小选额定电流 选择额定电压 选择交流接触器的经验法,1.2 接触器,Copyright by Wang Yonghua (),21,继电器的定义和分类 定义 继电器是根据某种输入信号来接通或断开小电流控制电路，实现远距离控制和保护的自动控电器
8、。 其输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量，而输出则是触头的动作或者是电路参数的变化。,1.3 继电器,Copyright by Wang Yonghua (),22,1.3 继电器,分类： 按用途分 ：控制和保护继电器 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式 按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力 按动作时间分：瞬时、延时继电器 特点：额定电流不大于5A,Copyright by Wang Yonghua (),23,1.电流继电器,1.3 继电器,Copyright by Wang Yonghua (),24,特点：线圈并联在电路中，匝数多，
9、导线细 分类：过电压继电器和欠电压继电器 结构原理：与电流继电器类似,2.电压继电器,1.3 继电器,Copyright by Wang Yonghua (),25,中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。,3.中间继电器,1.3 继电器,Copyright by Wang Yonghua (),26,相同点：输入信号都是电压，电磁机构的工作原理 不同点：中间继电器用于小电流的控制，信号传递、放大、 翻转和分路等作用，主要用来扩展触点数量，实现逻辑控制。 接触器是执行电器, 它的触点分为主触点和辅
10、助触点，大部分情况下它还带有灭弧装置。,1.3 继电器,中间继电器和接触器的区别：,Copyright by Wang Yonghua (),27,1.3 继电器,作用：电动机的过载保护,利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作,利用电阻值随温度变化而变化的特性制成,利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作,4.热继电器,型式：双金属片式,热敏电阻式,易熔合金式,结构：由发热元件、双金属 片和触头及动作机构 等部分组成 。,Copyright by Wang Yonghua (),28,热继电器工作原理,1.3 继电器,Copyright by Wang Yonghua (),29,1.3
11、 继电器,发热元件,常闭触点,串联在主电路中,4.热继电器,Copyright by Wang Yonghua (),30,1.3 继电器,作用：按照时间长短通断电路 分类： 按构成原理分：电磁式（out） 电动式（out） 空气阻尼式（还在用） 电子式（in） 按延时方式分：通电延时型 断电延时型,5.时间继电器,Copyright by Wang Yonghua (),31,1.3 继电器,5.时间继电器,Copyright by Wang Yonghua (),32,1.3 继电器,电子式时间继电器（半导体时间继 电器）。适用范围广、延时精度 高、调节方便、寿命长被广泛的应 用于自动控制
12、系统中。半导体延时电 路大致可分为阻容式（电阻与电容构 ）和数字式两大类。 -摘自百度百科,Copyright by Wang Yonghua (),33,(a) 通电延时线圈 (b) 断电延时线圈 (c) 瞬动触点 (d) 通电延时闭合常开触点 (e) 通电延时断开常闭触点 （f）断电延时断开常开触点 （g）断电延时闭合常闭触点,符号,1.3 继电器,Copyright by Wang Yonghua (),34,作用：根据速度的大小通断电路 结构：定子、转子和触头 原理：与异步电机类似 参数：动作转速 复位转速,6.速度继电器,1.3 继电器,Copyright by Wang Yongh
13、ua (),35,定子-由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型绕组。,符号,转子-圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。,1.3 继电器,6.速度继电器,Copyright by Wang Yonghua (),36,6.速度继电器,1.3 继电器,Copyright by Wang Yonghua (),37,1.3 继电器,压力继电器,光电继电器,温度继电器,其它继电器,Copyright by Wang Yonghua (),38,液位继电器 作用：用于液位检测。应用于精度要求不高的场合。 高精度的液位传感器有差压式等产品。,1.3 继电器,Copyright by Wang Yon
14、ghua (),39,作用和分类 作用 开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统，用作电源的隔离、电气设备的保护和控制。 分类 手动开关和自动开关,1.4 开关电器,Copyright by Wang Yonghua (),40,刀开关 作用 刀开关俗称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的一种手动电器。主要用于接通和切断长期工作设备的电源及不经常起动及制动、容量小于7.5KW的异步电动机。 分类 按刀数可分为单极、双极和三极 安装：刀口在上面，以防断电时由于重力而闭合。 刀开关现在已较少使用,1.4 开关电器,Copyright by Wang Yonghua (),41,1.4 开关电
15、器,Copyright by Wang Yonghua (),42,低压断路器 俗称空气开关，是一种自动开关。 结构和工作原理 组成：触头、灭弧系统和各种脱扣器,1.4 开关电器,作用：可实现短路、过载、失压保护。,Copyright by Wang Yonghua (),43,工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电 源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。,Copyright by Wang Yonghua (),44,低压断路器 表示符号 主要参数：额定电压、额定电流、通断能力,1.4 开关电器,Copyright by Wang Yonghua (),45,塑壳式低压断路器原
16、理图,1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器 5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮,1.4 开关电器,Copyright by Wang Yonghua (),46,1.5 熔断器,作用：短路和严重过载保护 应用：串接于被保护电路的首端 优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻 分类：,熔断器的作用、结构,Copyright by Wang Yonghua (),47,自恢复熔断器,快速熔断器,有填料式熔断器,Copyright by Wang Yonghua (),48,熔断器的保护特性 熔断器的保护特性亦称安秒特性，是指熔体的熔化电流与熔化时间之间的关系，它具有反时限特性。,1.5 熔断器,Copyright by Wang Yonghua (),49,熔断器和热继电器的区别 相同点：都属于电流保护电器，都具有反时限特性。 不同点： 熔断器：短路保护；热继电器：过载保护； 熔断器：热熔断原理；热继电器：热膨
