“電氣控制與PLC”第1課(11)

1、第第1 1章章 低壓電器及控制環(huán)節(jié)低壓電器及控制環(huán)節(jié)北京聯合大學自動化學院北京聯合大學自動化學院 低壓電器與電氣圖的基本知識低壓電器與電氣圖的基本知識 手動啟、?？刂剖謩訂?、?？刂?點動與長動控制點動與長動控制 正、反轉控制正、反轉控制 順序和多點控制順序和多點控制 6 6 時間控制時間控制 7 7行程控制行程控制凡是自動或手動，在電路中起通斷、保護、控制或凡是自動或手動，在電路中起通斷、保護、控制或調節(jié)作用的電氣元件統稱為電器。調節(jié)作用的電氣元件統稱為電器。工作在交流工作在交流1200V1200V或或直流直流1500V1500V以下的電器稱為低壓電器以下的電器稱為低壓電器。問題問題1：什么是

2、低壓電器？：什么是低壓電器？問題問題2：基本控制環(huán)節(jié)由什么構成？：基本控制環(huán)節(jié)由什么構成？基本控制環(huán)節(jié)是由控制電器組成的簡單控制線路。基本控制環(huán)節(jié)是由控制電器組成的簡單控制線路。 北京聯合大學自動化學院北京聯合大學自動化學院分類按動作方式按用途分手控自控控制電器保護電器問題問題1：低壓電器是如何分類的？：低壓電器是如何分類的？主令電器配電電器執(zhí)行電器電磁式電器按工作原理分非電量控制電器按斷續(xù)控制系統組成分檢測電器控制電器執(zhí)行電器北京聯合大學自動化學院北京聯合大學自動化學院低壓電器與電氣圖的基本知識低壓電器與電氣圖的基本知識一、電器的分類一、電器的分類 （一）按工作電壓等級分（一）按工作電壓等級

3、分 1 1低壓電器：低壓電器： 工作電壓在交流工作電壓在交流12001200V V或直流或直流15001500V V以下以下的各種電器。的各種電器。 2 2高壓電器：工作電壓高于交流高壓電器：工作電壓高于交流12001200V V或直流或直流15001500V V以上以上的各種電器。的各種電器。 （二）按動作原理分（二）按動作原理分 1 1手控電器：指需要人工直接操作才能完成指令任務手控電器：指需要人工直接操作才能完成指令任務的電器。的電器。 2 2自控電器：指不需人工操作，而是按照電的或非電自控電器：指不需人工操作，而是按照電的或非電的信號自動完成指令任務的電器。的信號自動完成指令任務的電器

4、。 低壓電器與電氣圖的基本知識低壓電器與電氣圖的基本知識一、一、電器的分類電器的分類（三）按用途分（三）按用途分 1 1控制電器控制電器：用于各種控制電路和控制系統的電器。：用于各種控制電路和控制系統的電器。 2 2主令電器主令電器：用于自動控制系統中發(fā)送控制指令的電器。：用于自動控制系統中發(fā)送控制指令的電器。 3 3保護電器保護電器：用于保護電路及用電設備的電器。：用于保護電路及用電設備的電器。4 4配電電器配電電器：用于電能的輸送和分配的電器。：用于電能的輸送和分配的電器。 5 5執(zhí)行電器執(zhí)行電器：用于完成某種動作或傳動功能的電器。：用于完成某種動作或傳動功能的電器。 低壓電器與電氣圖的基

5、本知識低壓電器與電氣圖的基本知識一、一、電器的分類電器的分類 （四）按斷續(xù)控制系統組成分類（四）按斷續(xù)控制系統組成分類 1 1、檢測電器檢測電器：將電的或非電的模擬量轉換為開關量的電器，可：將電的或非電的模擬量轉換為開關量的電器，可 看作是模擬量至開關量的變送器?？醋魇悄M量至開關量的變送器。 2 2、控制電器控制電器：實現開關量邏輯運算及延時、計數的電器。：實現開關量邏輯運算及延時、計數的電器。 3 3、執(zhí)行電器執(zhí)行電器：接受控制器發(fā)出的開關信號而動作（改變狀態(tài)），：接受控制器發(fā)出的開關信號而動作（改變狀態(tài)），并驅動受控元件的電器。并驅動受控元件的電器。 （五）按工作原理分（五）按工作原理分

6、 1 1電磁式電器電磁式電器：依據電磁感應原理來工作的電器。：依據電磁感應原理來工作的電器。 2 2非電量控制電器非電量控制電器：電器的工作是靠外力或某種非電物理量的：電器的工作是靠外力或某種非電物理量的變化而動作的電器。變化而動作的電器。 低壓電器與電氣圖的基本知識低壓電器與電氣圖的基本知識北京聯合大學自動化學院北京聯合大學自動化學院問題問題2：低壓電器的基本結構是什么：低壓電器的基本結構是什么?組成組成: :一般有兩個基本部分一般有兩個基本部分: :一是感測部分一是感測部分-由電磁機構組成由電磁機構組成; ;二是執(zhí)行部分二是執(zhí)行部分-由由觸點系統觸點系統組成組成. .執(zhí)行部分執(zhí)行部分觸頭系

7、統，是觸頭系統，是電器的執(zhí)行部分，起著接通電器的執(zhí)行部分，起著接通及分斷電路的作用。及分斷電路的作用。 二、電磁式電器二、電磁式電器-直流電磁式電器結構直流電磁式電器結構 感測部分一電磁機構，主要感測部分一電磁機構，主要作用是將電磁能量轉換成機作用是將電磁能量轉換成機械能量，帶動觸頭動作，從械能量，帶動觸頭動作，從而完成接通或分斷電路。而完成接通或分斷電路。二、電磁式電器二、電磁式電器-交流電磁式電器結構交流電磁式電器結構 感測部分一電磁機構，主要感測部分一電磁機構，主要作用是將電磁能量轉換成機作用是將電磁能量轉換成機械能量，帶動觸頭動作，從械能量，帶動觸頭動作，從而完成接通或分斷電路。而完成

8、接通或分斷電路。執(zhí)行部分執(zhí)行部分觸頭系統，是觸頭系統，是電器的執(zhí)行部分，起著接通電器的執(zhí)行部分，起著接通及分斷電路的作用。及分斷電路的作用。 二、電磁式電器二、電磁式電器-(-(一一) )電磁機構電磁機構 常用的磁路結構常用的磁路結構 銜鐵沿棱角轉動的拍合式鐵心，這種型式廣泛應用于直流電器中。銜鐵沿棱角轉動的拍合式鐵心，這種型式廣泛應用于直流電器中。銜鐵沿軸轉動的拍合式鐵心，其鐵心形狀有銜鐵沿軸轉動的拍合式鐵心，其鐵心形狀有E E形和形和U U形兩種。此種形兩種。此種構多用于觸點容量較大的交流電器中。構多用于觸點容量較大的交流電器中。銜鐵直線運動的雙銜鐵直線運動的雙E E型直動式鐵心，多用于交

9、流接觸器、繼電器中。型直動式鐵心，多用于交流接觸器、繼電器中。 1-1-銜鐵銜鐵 2 - 2 -鐵心鐵心 3 - 3 -吸引線圈吸引線圈二、電磁式電器二、電磁式電器-(-(一一) )電磁機構電磁機構吸引線圈吸引線圈 吸引線圈的作用是將電能轉換成磁場能量。吸引線圈的作用是將電能轉換成磁場能量。按通入吸引線圈的電流種類可分為直流線圈和交流線圈。按通入吸引線圈的電流種類可分為直流線圈和交流線圈。對于對于直流電磁鐵直流電磁鐵，因其鐵心不發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，所以，因其鐵心不發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，所以直流電磁鐵的吸引線圈做成高而薄的瘦高型，且不設線圈直流電磁鐵的吸引線圈做成高而薄的瘦高型，且不設線圈骨架，使

10、線圈與鐵心直接接觸，易于散熱。骨架，使線圈與鐵心直接接觸，易于散熱。對于對于交流電磁鐵交流電磁鐵，由于其鐵心存在磁滯和渦流損耗，這樣，由于其鐵心存在磁滯和渦流損耗，這樣線圈和鐵心都發(fā)熱，所以交流電磁鐵的吸引線圈設有骨架線圈和鐵心都發(fā)熱，所以交流電磁鐵的吸引線圈設有骨架，使鐵心與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖型，這樣，使鐵心與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖型，這樣做有于鐵心和線圈的散熱。做有于鐵心和線圈的散熱。平均電平均電磁吸力磁吸力二、電磁式電器二、電磁式電器-(-(一一) )電磁機構電磁機構 交流電磁機構中短路環(huán)的作用交流電磁機構中短路環(huán)的作用反力反力交變交變分量分量交流電交流電磁吸力磁

11、吸力鐵心鐵心短路環(huán)短路環(huán)二、電磁式電器二、電磁式電器-(-(二二) )觸頭系統觸頭系統1 1、 觸頭的結構型式觸頭的結構型式 點接觸的點接觸的橋式觸頭橋式觸頭面接觸的面接觸的橋式觸頭橋式觸頭指形指形觸頭觸頭二、電磁式電器二、電磁式電器-(-(二二) )觸頭系統觸頭系統1 1、 觸頭的結構型式觸頭的結構型式 觸頭的結構型式主要有橋式和指形兩種，觸頭的結構型式主要有橋式和指形兩種， 點接觸的橋式觸頭點接觸的橋式觸頭 面接觸的橋式觸頭面接觸的橋式觸頭 指形觸頭指形觸頭 2 2、電弧對于電器及電路的不利影響、電弧對于電器及電路的不利影響 由于電弧的存在，使應分斷的電路實際未被分斷；由于電弧的存在，使應

12、分斷的電路實際未被分斷； 電弧的溫度很高，易使觸頭熔化；電弧的溫度很高，易使觸頭熔化； 電弧向周圍噴射，會損壞電器設備，還可能造成短路故障電弧向周圍噴射，會損壞電器設備，還可能造成短路故障二、電磁式電器二、電磁式電器-(-(二二) )觸頭系統觸頭系統3 3、常用的滅弧裝置、常用的滅弧裝置 - - 電動力吹弧電動力吹弧 雙斷口電動力吹弧雙斷口電動力吹弧 磁場磁場方向方向電弧電弧電流電流電弧電流受到指向外電弧電流受到指向外側的電動力作用，電側的電動力作用，電弧向外運動并被拉長，弧向外運動并被拉長，從而穿過冷卻介質被從而穿過冷卻介質被冷卻并熄滅。冷卻并熄滅。二、電磁式電器二、電磁式電器-(-(二二)

13、 )觸頭系統觸頭系統3 3、常用的滅弧裝置、常用的滅弧裝置- - 磁吹滅弧磁吹滅弧 磁吹滅弧裝置示意圖磁吹滅弧裝置示意圖 磁吹磁吹線圈線圈電弧電弧電流電流磁場磁場方向方向電弧電流受到指向外電弧電流受到指向外側的電動力作用，電側的電動力作用，電弧向外運動并被拉長，弧向外運動并被拉長，從而進入滅弧罩中被從而進入滅弧罩中被冷卻并熄滅。冷卻并熄滅。二、電磁式電器二、電磁式電器-(-(二二) )觸頭系統觸頭系統3 3、常用的滅弧裝置、常用的滅弧裝置 - -窄縫滅弧窄縫滅弧 窄縫滅弧原理示意圖窄縫滅弧原理示意圖 縱縫結構縱縫結構下寬上窄下寬上窄電弧在電動力作用下電弧在電動力作用下進入縱縫，窄縫將電進入縱縫

14、，窄縫將電弧柱直徑壓縮，使電弧柱直徑壓縮，使電弧同縫壁緊密接觸，弧同縫壁緊密接觸，加強冷卻并熄滅。加強冷卻并熄滅。二、電磁式電器二、電磁式電器-(-(二二) )觸頭系統觸頭系統3 3、常用的滅弧裝置、常用的滅弧裝置- - 柵片滅弧柵片滅弧 柵片滅弧原理示意圖柵片滅弧原理示意圖 一組彼此相一組彼此相互絕緣的鐵互絕緣的鐵片稱為柵片片稱為柵片電弧在電動力作用電弧在電動力作用下進入柵片，被分下進入柵片，被分割成若干短弧，達割成若干短弧，達不到電弧燃燒電壓，不到電弧燃燒電壓，同時柵片吸收電弧同時柵片吸收電弧熱量，加強冷卻并熱量，加強冷卻并熄滅熄滅。北京聯合大學自動化學院北京聯合大學自動化學院問題問題3：

15、低壓電器的型號含義是什么：低壓電器的型號含義是什么?北京聯合大學自動化學院北京聯合大學自動化學院問題問題4：電器元件的圖形符號和文字符號？：電器元件的圖形符號和文字符號？1.1.圖形符號用于表示元件的圖形或標記，是一種具有確圖形符號用于表示元件的圖形或標記，是一種具有確定意義的簡單圖形。均應按無電壓定意義的簡單圖形。均應按無電壓, ,無外力作用的正常無外力作用的正常狀態(tài)繪制狀態(tài)繪制. .2.2.電氣圖中的文字符號標明元件的名稱、功能等。電氣圖中的文字符號標明元件的名稱、功能等。國際電工委員會統一標準（熟練掌握！）國際電工委員會統一標準（熟練掌握?。╇姎饪刂葡到y圖的基本知識電氣控制系統圖的基本知

16、識電氣控制系統圖包括：電氣控制系統圖包括： 電氣原理圖：電氣原理圖：重點重點 電氣安裝圖電氣安裝圖 電氣互連圖電氣互連圖電氣原理圖：電氣原理圖：電氣原理圖是說明電氣設備工作原理電氣原理圖是說明電氣設備工作原理的線路圖。在電氣原理圖中并不考慮電氣的線路圖。在電氣原理圖中并不考慮電氣元件的實際安裝位置和實際連線情況，只元件的實際安裝位置和實際連線情況，只是把各元件按接線順序用符號展開在平面是把各元件按接線順序用符號展開在平面圖上，用直線將各元件連接起來。圖上，用直線將各元件連接起來。電氣控制系統圖的基本知識電氣控制系統圖的基本知識在閱讀和繪制電氣原理圖時應注意以下幾點：在閱讀和繪制電氣原理圖時應注

17、意以下幾點： 電氣原理圖中各元器件的文字符號和圖形符號必須按標準繪制和電氣原理圖中各元器件的文字符號和圖形符號必須按標準繪制和標注。同一電器的所有元件必須用同一文字符號標注。標注。同一電器的所有元件必須用同一文字符號標注。電氣原理圖應按功能來組合，同一功能的電氣相關元件應畫在一電氣原理圖應按功能來組合，同一功能的電氣相關元件應畫在一起，但同一電器的各部件不一定畫在一起。電路應按動作順序和起，但同一電器的各部件不一定畫在一起。電路應按動作順序和信號流程自上而下或自左向右排列。信號流程自上而下或自左向右排列。電氣原理圖分主電路和控制電路，一般主電路在左側，控制電路電氣原理圖分主電路和控制電路，一般

18、主電路在左側，控制電路在右側。在右側。電氣原理圖中各電器應該是未通電或未動作的狀態(tài)，二進制邏輯電氣原理圖中各電器應該是未通電或未動作的狀態(tài)，二進制邏輯元件應是置零的狀態(tài)，機械開關應是循環(huán)開始的狀態(tài)，即按電路元件應是置零的狀態(tài)，機械開關應是循環(huán)開始的狀態(tài)，即按電路“常態(tài)常態(tài)”畫出。畫出。電氣控制系統圖的基本知識電氣控制系統圖的基本知識主電路主電路三相籠型異步電動機控制電氣原理圖三相籠型異步電動機控制電氣原理圖 ： 控制回路控制回路電氣控制系統圖的基本知識電氣控制系統圖的基本知識電氣安裝圖：電氣安裝圖：電氣安裝圖表示各種電氣設備在機械電氣安裝圖表示各種電氣設備在機械設備和電氣控制柜中的實際安裝位置

19、。它設備和電氣控制柜中的實際安裝位置。它將提供電氣設備各個單元的布局和安裝工將提供電氣設備各個單元的布局和安裝工作所需數據的圖樣。作所需數據的圖樣。 電氣控制系統圖的基本知識電氣控制系統圖的基本知識在閱讀和繪制電氣安裝圖時應注意以下幾點：在閱讀和繪制電氣安裝圖時應注意以下幾點： 按電氣原理圖要求，應將動力、控制和信號電路分開按電氣原理圖要求，應將動力、控制和信號電路分開布置，并各自安裝在相應的位置，以便于操作和維護。布置，并各自安裝在相應的位置，以便于操作和維護。 電氣控制柜中各元件之間，上、下、左、右之間的連電氣控制柜中各元件之間，上、下、左、右之間的連線應保持一定間距，并且應考慮器件的發(fā)熱

20、和散熱因線應保持一定間距，并且應考慮器件的發(fā)熱和散熱因素，應便于布線、接線和檢修。素，應便于布線、接線和檢修。 給出部分元器件型號和參數。給出部分元器件型號和參數。 圖中的文字代號應與電氣原理圖和電氣設備清單一致。圖中的文字代號應與電氣原理圖和電氣設備清單一致。 電氣控制系統圖的基本知識電氣控制系統圖的基本知識三相籠型異步電動機三相籠型異步電動機控制線路安裝控制線路安裝圖圖 ： 電氣控制系統圖的基本知識電氣控制系統圖的基本知識電氣互連圖：電氣互連圖：電氣互連圖是用來表明電氣設備各單電氣互連圖是用來表明電氣設備各單元之間的接線關系，一般不包括單元內部元之間的接線關系，一般不包括單元內部的連接，著

21、重表明電氣設備外部元件的相的連接，著重表明電氣設備外部元件的相對位置及它們之間的電氣連接。對位置及它們之間的電氣連接。 四、四、電氣控制系統圖的基本知識電氣控制系統圖的基本知識在閱讀和繪制電氣互連圖時應注意以下幾點：在閱讀和繪制電氣互連圖時應注意以下幾點： 外部單元同一電器的各部件畫在一起，其布置應該盡量外部單元同一電器的各部件畫在一起，其布置應該盡量符合電器的實際情況。符合電器的實際情況。 不在同一控制柜或同一配電屏上的各電氣元件的連接，不在同一控制柜或同一配電屏上的各電氣元件的連接，必須經過接線端子板進行。圖中文字符號、圖形符號及必須經過接線端子板進行。圖中文字符號、圖形符號及接線端子板編號，應與電氣原理圖相一致。接線端子板編號，應與電氣原理圖相一致。電氣設備的外部連接應標明電源的引入點。電氣設備的外部連接應標明電源的引入點。 電氣控制系統圖的基本知識電氣控制系統圖的基本知識三相籠型異步電動機三相籠型異步電動機控制線路電氣互連控制線路電氣互連圖圖 ： 電氣控制系統圖的基本知識電氣控制系統圖的基本知識北京聯合大學自動化學院北京聯合大學自動化學院