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1、1,第 10 章 电气控制技术,10.1 常用低压电器 10.2 三相异步电动机继电接触控制电路 10.3 可编程控制器 10.4 异步电动机的电子控制 10.5 安全用电,主要内容,2,10.1 常用低压电器,主要内容,10.1.1 刀开关和熔断器,10.1.2 低压断路器,10.1.3 剩余电流动作保护装置,10.1.4 交流接触器,10.1.5 继电器,10.1.6 按钮和行程开关,3,生产机械多数是用电动机拖动的。 对电动机的控制主要是起动、停止、正反转、调速等。 控制电路应具有过载、短路、断相、欠压等保护功能。,控制作用 保护作用,控制电路的作用,对电动机的控制常要用到开关、继电器及
2、接触器等控制电器这种控制电路称为继电接触器控制系统。,概 述,4,低压电器指交流1200V、直流1500V以下，用来切换、控制、调节和保护用电设备的电器。,按用途分：控制电器和保护电器。 按动作性质分：自动电器和手动电器。,低压电器的分类：,概 述,5,1. 闸刀开关手动电器,刀片(动触头),刀座(静触头),操作手柄,绝缘底板,熔断器(保险丝),符号及主要用途,起隔离开关的作用，不用于全负荷拉闸。 有灭弧罩和断弧刀片的可以带负荷拉闸。 对于小负荷负载可用于通断。,10.1.1 刀开关和熔断器,a,b,L1,L2,L3,U,V,W,QS,QS,胶盖,大功率隔离开关,单极,三极,6,2. 熔断器,
3、由熔体、外壳、支座等组成；有插入式、螺旋式、管式、快速熔断器等。,是保护电器，起短路保护作用,熔体额定电流IfuN的选择,(1)无冲激（起动）电流的电路：,(2)有冲激电流的电路：,(3)对于供电干线上的熔断器，且有多台电动机时：,符号图,FU,10.1.1 刀开关和熔断器,其中：Ismax为最大电动机的起动电流； 第二项为该干线上其他负载电流的总和。,IS表示负载冲击电流值，K为计算系数。对单台电动机，起动时间在8s以下，K=0.30.5；若起动频繁，且起动时间较长，K=0.50.6,7,3.转换开关（组合开关）,主要用途,同时控制多条路的通断。 控制小功率电机的起动、停止、正反转。 多速电
4、机的变极对数调速。 用于自动手动方式切换。 一只电表测量多路电量的转换。,10.1.1 刀开关和熔断器,符号,8,也叫自动空气断路器或空气开关，可实现短路、过载和失压保护。是常用的多功能低压电器。,释放弹簧,主触点,连杆装置,锁钩,过流脱扣器,欠压脱扣器,电磁铁,衔铁,辅助触点,工作过程：过载保护、欠压保护,10.1.2 低压断路器,原理图,QF,符号图,9,也称为漏电保护器当用电器漏电时会自动掉闸断电,10.1.3 剩余电流动作保护装置,按动作结构分为：直接动作式、间接动作式两种,直接动作式：漏电信号直接作用于脱扣器使其掉闸断电。,间接动作式：漏电信号经放大、蓄能等环节处理后使脱扣器动作掉闸
5、。,特点：对脱扣器的灵敏度要求较低，电磁铁结构简单、工艺要求较低。 需要工作电源，动作特性与电源电压有关，也称为电子式漏电保护装置。,特点：不需要工作电源，动作特性与电源电压无关。 但结构复杂、工艺要求高，脱扣器要有很高的动作灵敏度,根据工作原理分为：电压型、电流型、脉冲型三种,10,漏电保护电器工作原理(三相四线制),在未出现漏电时，根据KCL得,10.1.3 剩余电流动作保护装置,用电器,环形铁心,U,V,W,N,QF,TA,中间 环节,二次绕组,二次绕组感应电动势为零，即,+,-,漏电保护器正常供电。,当出现漏电或有人触电时，根据KCL得,二次绕组产生感应电动势，经中间环节处理，驱动主开
6、关QF自动跳闸，切断故障电路，从而实现保护。,IK为漏电电流,TL,11,常用漏电保护电器,二极三线,三极四线（三火一零）,三极三线（三火）,单极二线,10.1.3 剩余电流动作保护装置,内部原理图,12,图形符号,弹簧,动触点,静触点,常闭触点 (动断触点),常开触点 (动合触点),动合,动断,主触点,KM,动铁心,静铁心,电磁线圈,辅助触点,电磁线圈,KM,KM,KM,触点额定电流：,灭弧罩,线圈额定电压：,10A、20A、40A、75A、100A、150A、250A、400A、600A,380V、220V、127V、110V、36V,10.1.4 交流接触器,是利用电磁吸力动作的控制电器
7、,13,1. 中间继电器,图形符号,动合,动断,线圈,KA,KA,10.1.5 继电器,是一种自动电器。输入量可以是电压、电流、温度、时间、速度、压力等非电量，输出是触点的动作信号。,结构：结构工作原理与交流接触器相同，区别是电磁系统小，触点数量多，触点容量小。,用途：一是传递信号，同时控制多个电路；二是直接用来控制小功率电器设备的通断。,KA,14,2. 时间继电器是触点延时接通或断开的电器,（1）空气阻尼型时间继电器（通电延时）,进气孔,排气孔,适时调节螺钉,上气室,下气室,橡皮膜,活塞杆,释放弹簧,托板,杠杆,恢复弹簧,衔铁,线圈,延时动作触点,瞬时动作触点,1,2,3,4,5,6,瞬时
8、动合触点,继电器线圈,KT,瞬时动断触点,延时闭合动合触点,延时断开动断触点,延时断开动合触点,延时闭合动断触点,10.1.5 继电器,15,（2）场效晶体管时间继电器(电子型继电器）,S,D3,D1,D2,D4,D5,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,RP1,RP1,R8,R9,C1,C2,C3,HL,K,T3,T1,T2,D,G,S,K,RS,特点：延时范围宽、精度高、体积小、耐冲击和振动、调节方便、寿命长。,10.1.5 继电器,1,2,3,16,3. 热继电器和电子式电动机保护电器,图形符号,常开触点,动合,动断,辅助触点,发热元件,FR,FR,FR,整定电流调节范围：,常闭触
9、点,双金属片,导板,发热元件,（1）热继电器用于过载保护,FR,66%100%,当电流超过额定电流20%时，热继电器在20min动作。,电流整定,10.1.5 继电器,17,3. 热继电器和电子式电动机保护电器,I/U变换 信号处理,电流 互感器,（2）电子式电动机保护器,电子式电动机保护器原理框图,10.1.5 继电器,过流 设定,起动时 间设定,不平衡 度设定,比较,报警,动作,U V W,FU,KM,KM,QS,K,M 3,工作示意图,保护器,18,4.固态继电器(SSR)：无触点继电器,外电源,S,10.1.5 继电器,集成触发电路,功率器件,R1,D,T1,R,C,T2,RL,+,-
10、,+,-,直流电源,+,-,SSR,输入,输出,特点：没有机械触点，不会产生电弧，故其工作频率、耐冲击能力、可靠性、使用寿命、噪声等技术指标优于电磁式继电器。,根据负载电源分为：交流和直流两种。,19,例题10.1.1 图为交流固态继电器组成的三相异步电动机控制电路，分析功能。,A,固态继电器SSR应用,解：,+,当A1时，电动机不转。,SSR2,-,+,SSR3,-,+,SSR4,-,+,SSR5,-,+,SSR1,-,B,+UCC,R,1,1,&,&,U V W,M 3,当A0时，电动机转动。转向由B端控制。,当B1时，SSR1、SSR3、SSR5导通，电动机正转。 当B0时，SSR1、S
11、SR2、SSR4导通，电动机反转。,结论:是三相异步电动机正反转控制电路,20,1. 按钮手动电器,有自复位式、自锁式； 单触点式、复合式等。,图形符号,按帽,弹簧,动触点,静触点,常闭触点 (动断触点),常开触点 (动合触点),动合按钮,动断按钮,复合按钮,SB,SB,SB,10.1.6 按钮和行程开关,21,2. 机械式行程开关又称限位开关,图形符号,动合触点,动断触点,ST,ST,10.1.6 按钮和行程开关,22,3. 接近开关无触点的行程开关,K,10.1.6 按钮和行程开关,信号处理,振荡器,比较器,驱 动,基准,K,感应头,检测体,金属板,停振型接近开关方框图,23,4. 微动开
12、关,10.1.6 按钮和行程开关,常有：按钮短行程式、按钮大行程式、按钮特大行程式、滚轮按钮式、簧片滚轮式、杠杆滚轮式、短动臂式、长动臂式等。,是一种行程很小、瞬时动作的主令电器。 是一种施压促动的快速开关，又叫灵敏开关。,结构原理图,24,10.2 三相异步电动机 接触器控制电路,主要内容,10.2.1 直接起动和正、反转控制电路,10.2.2 时间控制和行程控制电路,25,1. 直接起动控制电路,电路功能：,全压起动运转、停止；,具有短路保护功能；,具有失压保护功能；,具有欠压保护功能；,电路分为： 主回路、控制回路,10.2.1 直接起动和正反转控制,SBP,SBT,KM,FR,FR,F
13、U,L1,M,3 ,L2,L3,KM,KM,QS,具有过载保护功能；,如不接自锁触点就成为点动控制,26,10.2.1 直接起动和正反转控制,SBP,SBT,KM,FR,FR,FU,L1,M,3 ,L2,L3,KM,KM,QS,两地控制电路,SBP1,SBT1,将两地的起动按钮并联； 将两地的停止按钮串联。,接线方法,27,2. 正反转控制电路,10.2.1 直接起动和正反转控制,SBP,SBF,KMF,FR,FR,FU,L1,M,3 ,L2,L3,KMF,KMF,QS,SBR,KMR,KMF,KMR,KMR,KMR,SBF为正转起动按钮； SBR为反转起动按钮。 KMF为正转控制接触器； KMR为反转控制接触器。,28,10.2.2 时间控制和行程控制,1. 时间控制电路,SBP,SBT,KM1,FR,FR,FU,L1,M,3 ,
