PLC电气控制技术.pptx

1第一章第一章 常用低压电器常用低压电器1-1 电器的基本知识电器的基本知识一、电器的定义一、电器的定义 凡是自动或手动接通和断开电路，以及能实凡是自动或手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换和调节目的的元件统称为电器测、变换和调节目的的元件统称为电器。2二、电器的分类二、电器的分类（一）按电压等级分（一）按电压等级分1、低压电器、低压电器2、高压电器、高压电器（二）按动作原理分（二）按动作原理分1、手动电器、手动电器2、自动电器、自动电器（三）按用途分（三）按用途分1、控制电器、控制电器2、主令电器、主令电器3、执行电器、执行电器4、保护电器、保护电器（四）按工作原理分（四）按工作原理分1、电磁式电器、电磁式电器2、非电量控制电器、非电量控制电器3三、电磁式电器三、电磁式电器 是电气控制线路中应用是电气控制线路中应用最多的电器，由电磁机最多的电器，由电磁机构和触头系统组成构和触头系统组成（一）电磁机构（一）电磁机构是电磁式电器的感测机是电磁式电器的感测机构，其作用是将电磁能构，其作用是将电磁能转转 化成机械能，带动化成机械能，带动触头动作，从而完成接触头动作，从而完成接通或分断电路。通或分断电路。电磁机构的组成：电磁机构的组成：吸引线圈，铁心，衔铁吸引线圈，铁心，衔铁4（二）电磁式电器的吸引特性与反力特性（二）电磁式电器的吸引特性与反力特性1、吸力特性、吸力特性 是指电磁吸力是指电磁吸力Fat随衔铁与铁心间气隙随衔铁与铁心间气隙变化的关系曲线。变化的关系曲线。2、反力特性、反力特性 是指反作用力是指反作用力Fr随衔铁与铁心间气隙随衔铁与铁心间气隙变化的关系曲线。变化的关系曲线。53、返回系数、返回系数是指释放电压（或电流）与是指释放电压（或电流）与吸合电压（或电流）的比值。吸合电压（或电流）的比值。V=Ure/Uat 或或 I=Ire/Iat 0 1 值反映电器的灵敏度，值反映电器的灵敏度，值越接近于值越接近于1，则电器的灵，则电器的灵敏度越高敏度越高 UUatUre6（三）电器的触头系统和电弧（三）电器的触头系统和电弧触头系统是电器的执行部分，起接通触头系统是电器的执行部分，起接通和分断电路的作用。和分断电路的作用。要求触头具有良好的导电、导热性能，要求触头具有良好的导电、导热性能，其结构还要考虑到适当的灭弧能力其结构还要考虑到适当的灭弧能力 71-2 开关电器开关电器一、刀开关一、刀开关作用作用：1、电路隔离、电路隔离2、不频繁工作的小、不频繁工作的小容量电源开关容量电源开关文字符号：文字符号：QS图形符号：右图图形符号：右图操作：手动推进操作：手动推进8二、转换开关二、转换开关又称为组合开关又称为组合开关作用：作用：1、小容量电源开关。、小容量电源开关。2、非频繁操作的电动、非频繁操作的电动机起、停开关。机起、停开关。文字符号：文字符号：QS图形符号：右图图形符号：右图操作：手动旋转操作：手动旋转9转换开关的结构转换开关的结构转换开关又称组合开关，转换开关又称组合开关，它的它的动、静触头分别叠动、静触头分别叠装于数层绝缘壳内装于数层绝缘壳内，当，当转动手柄时，每层的动转动手柄时，每层的动触头随方形转轴一起转触头随方形转轴一起转动，使动、静触头接通动，使动、静触头接通。10三、空气断路器三、空气断路器又称为自动开关又称为自动开关作用：作用：1、大容量电源开关、大容量电源开关2、电路故障自动保护、电路故障自动保护文字符号：文字符号：QF图形符号：右图图形符号：右图操作：自动、手动分、合操作：自动、手动分、合闸，保护自动分闸。闸，保护自动分闸。保护功能：过载、短路、保护功能：过载、短路、失压。失压。注：一般断路器符号为右图注：一般断路器符号为右图QF11自动开关的结构和工作原理自动开关的结构和工作原理自动开关主要由三个自动开关主要由三个基本部分组成，即触基本部分组成，即触头和灭弧系统；各种头和灭弧系统；各种脱扣器，包括电流脱脱扣器，包括电流脱扣器、失压脱扣器、扣器、失压脱扣器、热脱扣器和分励脱扣热脱扣器和分励脱扣器；操作机构和自由器；操作机构和自由脱扣机构。脱扣机构。右图是自动开关工作右图是自动开关工作原理图原理图。12四、漏电保护断路器四、漏电保护断路器是一种安全保护电器是一种安全保护电器在线路或设备出现对地漏电或人身触电时，在线路或设备出现对地漏电或人身触电时，迅速自动断开电路，能有效保护人身和线迅速自动断开电路，能有效保护人身和线路安全。路安全。工作原理工作原理检测检测“零序电流零序电流”正常运行为零，正常运行为零，IL=IN，则，则I0=0发生漏电时，发生漏电时，ILIN，所测量到的电流，所测量到的电流就是漏电电流就是漏电电流I00。当。当I0大于整定值时，大于整定值时，断路器自动分闸。断路器自动分闸。“零序电流零序电流”测量，来源于三相电测量，来源于三相电路的对称分量法路的对称分量法。I0=1/3（Ia+Ib=Ic）L NI0M131-3 主令电器主令电器主令电器是自动控制系统中用于发送控主令电器是自动控制系统中用于发送控制指令的电器。制指令的电器。主令电器应用广泛，种类繁多，按其作主令电器应用广泛，种类繁多，按其作用可分为：控制按纽、行程开关、接近用可分为：控制按纽、行程开关、接近开关、手动开关、万能转换开关、主令开关、手动开关、万能转换开关、主令控制器等。控制器等。本节仅介绍几种常用的主令电器。本节仅介绍几种常用的主令电器。14一、控制按纽一、控制按纽作用：用于手动发出控制信号。脉冲信号。作用：用于手动发出控制信号。脉冲信号。文字符号：文字符号：SB 图形符号：下图图形符号：下图15控制按纽的结构：控制按纽的结构：由按纽帽、复位弹簧、由按纽帽、复位弹簧、桥式触头和外壳组成，通桥式触头和外壳组成，通常做成复合式，即具有常常做成复合式，即具有常开触头和常闭触头开触头和常闭触头。注意复位弹簧的作用：注意复位弹簧的作用：使按纽发出脉冲信号使按纽发出脉冲信号16二、行程开关二、行程开关行程开关又称为限位开关，是一种利用生产机械某些行程开关又称为限位开关，是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器。运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器。用于控制生产机械的运用于控制生产机械的运动方向、行程大小或位动方向、行程大小或位置保护。置保护。文字符号：文字符号：SQ图形符号：右图图形符号：右图注意：带复位弹簧，注意：带复位弹簧，一般应视为脉冲信号。一般应视为脉冲信号。17行程开关的结构行程开关的结构 由操作机构、触头由操作机构、触头系统和外壳组成。系统和外壳组成。外形图见右图外形图见右图18三、手动开关三、手动开关作用：用于手动发出作用：用于手动发出控制信号。电平信号。控制信号。电平信号。文字符号：文字符号：SA 图形符号：右图图形符号：右图结构：两挡式、单回结构：两挡式、单回路结构，无复位弹簧。路结构，无复位弹簧。19四、万能转换开关四、万能转换开关作用：用于手动发出作用：用于手动发出控制信号。电平信号。控制信号。电平信号。文字符号：文字符号：SA 图形符号：右图图形符号：右图结构：多挡式、多回结构：多挡式、多回路结构，无复位弹簧。路结构，无复位弹簧。特点：用途广泛。特点：用途广泛。万能转换开关的图形符号20万万能能转转换换开开关关结结构构示示意意图图211-4 接触器接触器接触器是一种用来频接触器是一种用来频繁地接通或断开交直繁地接通或断开交直流主电路的自动切换流主电路的自动切换电器。电器。是一种执行元件。是一种执行元件。文字符号：文字符号：KM图形符号：右图图形符号：右图注意：线圈与触头分注意：线圈与触头分开画开画展开图。展开图。KM1KM1a）b）c）接触器的图形符号接触器的图形符号a）线圈）线圈 b）常开触头）常开触头c）常闭触头）常闭触头22接触器工作原理接触器工作原理 线圈通电线圈通电衔铁吸合衔铁吸合触头动作（常开闭和、常闭断开）触头动作（常开闭和、常闭断开）线圈断电线圈断电衔铁释放衔铁释放触头复位（常开断开、触头复位（常开断开、常闭闭和）常闭闭和）接触器分类：（依照通过主触头电流的种类）接触器分类：（依照通过主触头电流的种类）交流接触器、交流接触器、直流接触器直流接触器接触器使用时注意的问题接触器使用时注意的问题额定值与实际值相符合。额定值与实际值相符合。触头数量与种类与实际要求相符合。触头数量与种类与实际要求相符合。23结构简介：结构简介：以交流接触器为例以交流接触器为例1、电磁机构：线圈、铁心及衔铁。、电磁机构：线圈、铁心及衔铁。2、触头系统：、触头系统：主触头（三对常开，用于通断主电路）主触头（三对常开，用于通断主电路）辅助触头（常开、常闭各两对，用于联锁、控制）辅助触头（常开、常闭各两对，用于联锁、控制）3、灭弧装置：、灭弧装置：IN 10A，需要加装灭弧装置。，需要加装灭弧装置。4、其它部件：、其它部件：反力弹簧、缓冲弹簧等反力弹簧、缓冲弹簧等24接接触触器器的的结结构构示示意意图图251-5 继电器继电器定义：继电器是一种根据某种输入信号定义：继电器是一种根据某种输入信号的变化而接通或断开控制电路，实现自的变化而接通或断开控制电路，实现自动控制和保护功能的自动电器。动控制和保护功能的自动电器。是一种测量元件是一种测量元件分类：按输入信号分分类：按输入信号分电量继电器电量继电器I、U非电量继电器非电量继电器、t、v、p26一、电磁式继电器一、电磁式继电器工作原理与结构：与接触器相同工作原理与结构：与接触器相同与接触器的区别：与接触器的区别：触头容量相差很大触头容量相差很大继电器用于控制及保护电路，触头容量较小。继电器用于控制及保护电路，触头容量较小。接触器用于主电路，触头容量较大。接触器用于主电路，触头容量较大。灵敏度相差较大灵敏度相差较大继电器作为检测元件，要求能够准确反映输入信继电器作为检测元件，要求能够准确反映输入信号的变化情况，因此，灵敏度要高，号的变化情况，因此，灵敏度要高，0.8。接触器作为执行元件，要求工作状态稳定，因此，接触器作为执行元件，要求工作状态稳定，因此，灵敏度要低灵敏度要低=0.5。271、电流继电器、电流继电器作用：检测输入电流作用：检测输入电流信号的变化。信号的变化。接线：继电器线圈串接线：继电器线圈串接于被测电路中；继接于被测电路中；继电器触头接于控制电电器触头接于控制电路中路中文字符号：文字符号：KI图形符号：右图图形符号：右图分类：过电流继电器、分类：过电流继电器、欠电流继电器欠电流继电器KIKI28过电流继电器的工作原理过电流继电器的工作原理IIop=Iat，继电器吸合，常，继电器吸合，常开触头闭合，发出控制指令开触头闭合，发出控制指令（常闭触头断开，不用）（常闭触头断开，不用）I Ire Iop=Iat，继电器释，继电器释放，常开触头断开，常闭触放，常开触头断开，常闭触头闭合。头闭合。I被测电流被测电流Iop 继电器动作电流继电器动作电流取取Iop=Iat为动作电流，以常为动作电流，以常开触头发出控制指令开触头发出控制指令 IIatIre 1 029欠电流继电器的工作原理欠电流继电器的工作原理IIop=Ire，继电器释放，继电器释放，常闭触头闭合，发出控制常闭触头闭合，发出控制指令（常开触头断开，不指令（常开触头断开，不用）用）I Iat Iop=Ire，继电器，继电器吸合，常闭触头断开，常吸合，常闭触头断开，常开触头闭合。开触头闭合。取取Iop=Ire为动作电流，用常为动作电流，用常闭触头发出控制指令闭触头发出控制指令 IIatIre 1 0302、电压继电器、电压继电器作用：检测输入电压信号的变化。作用：检测输入电压信号的变化。接线：继电器线圈并接于被测电路中；继电器接线：继电器线圈并接于被测电路中；继电器 触头接于控制电路中触头接于控制电路中文字符号：文字符号：KV图形符号：右图图形符号：右图分类：过电压继电器、欠电压继电器分类：过电压继电器、欠电压继电器工作原理：同电流继电器工作原理：同电流继电器KVKVKV313、中间继电器、中间继电器作用：用于控制电路中触头容量与数量的扩展。作用：用于控制电路中触头容量与数量的扩展。文字符号：文字符号：KA图形符号：右图图形符号：右图工作原理：同接触器工作原理：同接触器KAKAKA32二、时间继电器二、时间继电器作用：提供控制延作用：提供控制延时，以延时接通或时，以延时接通或延时断开电路延时断开电路结构：机械式、电结构：机械式、电子子 式等式等文字符号：文字符号：KT图形符号：右图图形符号：右图通电延时通电延时线圈线圈延时闭合延时闭合常开触头常开触头延时断开延时断开常闭触头常闭触头瞬动常开、瞬动常开、常闭触头常闭触头33工作原理：工作原理：线圈通电后，线圈通电后，瞬动触头立即动作（常开合、常闭断）同时开始计瞬动触头立即动作（常开合、常闭断）同时开始计时，时，延时时间到，则延时触头动作（常开闭合，常闭断延时时间到，则延时触头动作（常开闭合，常闭断开）。开）。线圈断电后，所有触头立即返回。即上电延时线圈断电后，所有触头立即返回。即上电延时动作；断电瞬时返回。动作；断电瞬时返回。34三、热继电器三、热继电器作用：用于电动机过作用：用于电动机过 载保护载保护结构：双重金属片结构：双重金属片工作原理：金属片受工作原理：金属片受热变形，热变形，I2Rt，反时反时限特性。限特性。特点：测量精度高，特点：测量精度高，但是热惯性大。但是热惯性大。只能用于过载保护不只能用于过载保护不能用于短路保护。能用于短路保护。35热继电器文字符号：热继电器文字符号：FR图形符号：右上图图形符号：右上图接线：热元件串接于主电接线：热元件串接于主电路中，触头串接与控制路中，触头串接与控制电路中电路中热继电器的动作特性：右热继电器的动作特性：右下图下图361-6 熔断器熔断器作用：是一种保护电器，主要用于短路保护作用：是一种保护电器，主要用于短路保护文字符号：文字符号：FU图形符号：右图图形符号：右图结构：熔体、外壳组成结构：熔体、外壳组成工作原理：熔体发热熔断，工作原理：熔体发热熔断，I2Rt，保护特性：保护特性：反时限特性，同热继电器反时限特性，同热继电器保护范围：主要用于短路保护。保护范围：主要用于短路保护。原因：熔断器的制造精度有限，在小电流段，误差原因：熔断器的制造精度有限，在小电流段，误差很大，但是在大电流段，精度较高，且速度较快。很大，但是在大电流段，精度较高，且速度较快。