第10 章 可編程控制器=前言=低壓電器

1、機(jī)電系統(tǒng)機(jī)電系統(tǒng) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)組成電力拖動(dòng)系統(tǒng)組成 分類與作用分類與作用 接觸器接觸器 繼電器繼電器 主令電器主令電器 其它低壓電器其它低壓電器電力拖動(dòng)系統(tǒng)組成電力拖動(dòng)系統(tǒng)組成 主電路：由電動(dòng)機(jī)、（接通、斷開、控制主電路：由電動(dòng)機(jī)、（接通、斷開、控制電動(dòng)機(jī)的）接觸器主觸點(diǎn)等電器元件組成。電動(dòng)機(jī)的）接觸器主觸點(diǎn)等電器元件組成。（電流大）（電流大） 控制電路：由接觸器線圈、繼電器等電器控制電路：由接觸器線圈、繼電器等電器元件組成。（電流?。┰M成。（電流?。?任務(wù)：根據(jù)給定的指令，依照自動(dòng)控制系任務(wù)：根據(jù)給定的指令，依照自動(dòng)控制系統(tǒng)的規(guī)律和具體的工藝要求對(duì)主電路進(jìn)行統(tǒng)的規(guī)律和具體的工藝要求對(duì)主電

2、路進(jìn)行控制。控制。 第一節(jié)第一節(jié) 分類與作用分類與作用 電器定義：自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開電路，電器定義：自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開電路，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象切換、保護(hù)、檢能實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象切換、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)目的的電氣元件測(cè)、變換和調(diào)節(jié)目的的電氣元件 。 低壓電器：用于交流低壓電器：用于交流1200V、直流、直流1500V級(jí)級(jí)以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品。作用的電器產(chǎn)品。 高壓電器：交流高壓電器：交流1200V以上、直流以上、直流1500V以以上。上。分類分類按操作方式分按操作方式分 手動(dòng)電器：刀開關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)手動(dòng)電器：刀開

3、關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān) 自動(dòng)電器：低壓斷路器、接觸器、繼電器自動(dòng)電器：低壓斷路器、接觸器、繼電器按用途分按用途分 低壓配電電器：刀開關(guān)、低壓斷路器、熔低壓配電電器：刀開關(guān)、低壓斷路器、熔斷器等。斷器等。 低壓控制電路：接觸器、繼電器、控制器、低壓控制電路：接觸器、繼電器、控制器、按鈕等。按鈕等。電磁式低壓電器電磁式低壓電器 電器分感測(cè)部分（電磁機(jī)構(gòu)）和執(zhí)行部分（電觸電器分感測(cè)部分（電磁機(jī)構(gòu)）和執(zhí)行部分（電觸點(diǎn)）。點(diǎn)）。 電磁機(jī)構(gòu)組成：吸引線圈、鐵心、銜鐵。電磁機(jī)構(gòu)組成：吸引線圈、鐵心、銜鐵。 原理：吸引線圈將電能轉(zhuǎn)換為磁能，產(chǎn)生磁通，原理：吸引線圈將電能轉(zhuǎn)換為磁能，產(chǎn)生磁通，銜鐵在電磁吸力作用下產(chǎn)

4、生機(jī)械位移使鐵心吸合。銜鐵在電磁吸力作用下產(chǎn)生機(jī)械位移使鐵心吸合。電接觸電接觸 觸點(diǎn)接觸形式觸點(diǎn)接觸形式 點(diǎn)接觸點(diǎn)接觸 線接觸線接觸 面接觸面接觸接觸電阻：影響電接觸工作的主要因素接觸電阻：影響電接觸工作的主要因素 理想情況下：觸點(diǎn)閉合：接觸電阻為零。理想情況下：觸點(diǎn)閉合：接觸電阻為零。 觸點(diǎn)斷開：接觸電阻無窮大。觸點(diǎn)斷開：接觸電阻無窮大。 接觸電阻大，易使觸點(diǎn)發(fā)熱而溫度升高，從而接觸電阻大，易使觸點(diǎn)發(fā)熱而溫度升高，從而使觸點(diǎn)產(chǎn)生熔焊現(xiàn)象，影響工作可靠性且降低觸使觸點(diǎn)產(chǎn)生熔焊現(xiàn)象，影響工作可靠性且降低觸點(diǎn)壽命，因此實(shí)際中應(yīng)采取相應(yīng)的措施減少接觸點(diǎn)壽命，因此實(shí)際中應(yīng)采取相應(yīng)的措施減少接觸電阻。電

5、阻。電弧與滅弧電弧與滅弧 電弧產(chǎn)生：在觸點(diǎn)由閉合狀態(tài)過渡到斷開電弧產(chǎn)生：在觸點(diǎn)由閉合狀態(tài)過渡到斷開狀態(tài)時(shí)，由于電場(chǎng)的存在，使觸點(diǎn)表面自狀態(tài)時(shí)，由于電場(chǎng)的存在，使觸點(diǎn)表面自由電子大量溢出而產(chǎn)生電弧。由電子大量溢出而產(chǎn)生電弧。 電弧特點(diǎn)：外部有白熾弧光，內(nèi)部有很高電弧特點(diǎn)：外部有白熾弧光，內(nèi)部有很高的溫度和密度很大的電流。的溫度和密度很大的電流。 危害：電弧既燒損觸點(diǎn)金屬表面，降低電危害：電弧既燒損觸點(diǎn)金屬表面，降低電器壽命，又延長(zhǎng)了電路的分?jǐn)鄷r(shí)間器壽命，又延長(zhǎng)了電路的分?jǐn)鄷r(shí)間滅弧方法滅弧方法 電動(dòng)力滅弧電動(dòng)力滅弧滅弧原理滅弧原理：（1）迅速拉大電弧長(zhǎng)度而降低單位長(zhǎng)度電弧電壓（2）冷卻滅弧方法滅弧

6、方法 滅弧柵滅弧滅弧柵滅弧滅弧方法滅弧方法 磁吹式滅弧裝置磁吹式滅弧裝置 滅弧罩滅弧滅弧罩滅弧 串入吹弧線圈，其產(chǎn)生磁串入吹弧線圈，其產(chǎn)生磁場(chǎng)由導(dǎo)磁夾片引向觸點(diǎn)周場(chǎng)由導(dǎo)磁夾片引向觸點(diǎn)周圍，兩個(gè)磁場(chǎng)在下方疊加，圍，兩個(gè)磁場(chǎng)在下方疊加，上方相減，從而產(chǎn)生力上方相減，從而產(chǎn)生力F，使電弧吹離觸點(diǎn)，進(jìn)入滅使電弧吹離觸點(diǎn)，進(jìn)入滅弧罩弧罩第二節(jié)第二節(jié) 接觸器接觸器 定義：用來自動(dòng)地接通或斷開大電流電路的電器。定義：用來自動(dòng)地接通或斷開大電流電路的電器。 主要用途：控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和調(diào)主要用途：控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和調(diào)速等，是電力拖動(dòng)系統(tǒng)最重要也是最常見的控制速等，是電力拖動(dòng)系統(tǒng)最重要也

7、是最常見的控制電器。電器。 分：交流接觸器、直流接觸器。分：交流接觸器、直流接觸器。 組成：電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)（主觸點(diǎn)和輔助觸組成：電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)（主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)）、滅弧裝置。點(diǎn)）、滅弧裝置。 當(dāng)線圈通電后，在鐵心中產(chǎn)生磁通。由此在銜鐵氣隙處產(chǎn)生吸力，使銜鐵產(chǎn)生閉合動(dòng)作，主觸點(diǎn)在銜鐵的帶動(dòng)下也閉合，于是接通了主電路。同時(shí)銜鐵還帶動(dòng)輔助觸點(diǎn)動(dòng)作，使原來打開的輔助觸點(diǎn)閉合，而使原來閉合的輔助觸點(diǎn)打開。 當(dāng)線圈斷電或電壓顯著降低時(shí)，吸力消失或減弱，銜鐵在釋放彈簧作用下打開，主、副觸點(diǎn)又恢復(fù)到原來狀態(tài)。接觸器結(jié)構(gòu)接觸器結(jié)構(gòu)接觸器主要技術(shù)參數(shù)接觸器主要技術(shù)參數(shù) 額定電壓：指主觸點(diǎn)的額定工作電壓。額

8、定電壓：指主觸點(diǎn)的額定工作電壓。直流有：直流有：24V、48V、110V、220V、440V交流有：交流有：36V、127V、220V、380V額定電流：主觸點(diǎn)的額定電流。額定電流：主觸點(diǎn)的額定電流。機(jī)械壽命（機(jī)械壽命（1000萬次以上）與電氣壽命萬次以上）與電氣壽命（100萬次以上）萬次以上）操作頻率：每小時(shí)的操作次數(shù)操作頻率：每小時(shí)的操作次數(shù)一般：一般：300次次/h、 600次次/h、 1200次次/h接通與分?jǐn)嗄芰Γ嚎煽拷油ê头謹(jǐn)嗟碾娏髦怠＝油ㄅc分?jǐn)嗄芰Γ嚎煽拷油ê头謹(jǐn)嗟碾娏髦?。接通時(shí)：主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生熔焊。接通時(shí)：主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生熔焊。分?jǐn)鄷r(shí)：主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間燃弧。分?jǐn)鄷r(shí)：主觸點(diǎn)不應(yīng)

9、發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間燃弧。圖形符號(hào)及文字符號(hào)圖形符號(hào)及文字符號(hào)常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)第三節(jié)第三節(jié) 繼電器繼電器 作用：作用：根據(jù)外來信號(hào)（電壓或電流），利用電根據(jù)外來信號(hào)（電壓或電流），利用電磁原理使銜鐵產(chǎn)生閉合動(dòng)作，從而帶動(dòng)磁原理使銜鐵產(chǎn)生閉合動(dòng)作，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使控制電路接通或斷開，實(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作，使控制電路接通或斷開，實(shí)現(xiàn)控制電路的狀態(tài)改變現(xiàn)控制電路的狀態(tài)改變與接觸器的區(qū)別與接觸器的區(qū)別 繼電器：用于控制電路、電流小，沒繼電器：用于控制電路、電流小，沒有滅弧裝置，可在電流或非電流的作有滅弧裝置，可在電流或非電流的作用下動(dòng)作。不能接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路用下動(dòng)作。不能接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路 接觸器：用于主電路、電流

10、大，有滅接觸器：用于主電路、電流大，有滅弧裝置，一弧裝置，一 般只能在電壓作用下動(dòng)作。般只能在電壓作用下動(dòng)作。繼電器分類 電壓繼電器：電壓繼電器：觸點(diǎn)動(dòng)作與線圈電壓大小有關(guān)的繼電器，觸點(diǎn)動(dòng)作與線圈電壓大小有關(guān)的繼電器，用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)電壓保護(hù)和控制，使用時(shí)線圈與負(fù)載并聯(lián)用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)電壓保護(hù)和控制，使用時(shí)線圈與負(fù)載并聯(lián) 電流繼電器：電流繼電器：觸點(diǎn)動(dòng)作與線圈電流大小有關(guān)的繼電器，觸點(diǎn)動(dòng)作與線圈電流大小有關(guān)的繼電器，使用時(shí)線圈與負(fù)載并聯(lián)使用時(shí)線圈與負(fù)載并聯(lián) 時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器:利用電磁原理或機(jī)械動(dòng)作原理實(shí)現(xiàn)觸頭延時(shí)利用電磁原理或機(jī)械動(dòng)作原理實(shí)現(xiàn)觸頭延時(shí)接通或斷開的自動(dòng)控制電器，用于控制動(dòng)作時(shí)

11、間接通或斷開的自動(dòng)控制電器，用于控制動(dòng)作時(shí)間 速度繼電器速度繼電器:用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制（又稱用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制（又稱反接制動(dòng)繼電器）反接制動(dòng)繼電器） 中間繼電器中間繼電器:將一個(gè)輸入信號(hào)變成多個(gè)輸出信號(hào)或?qū)⑿盘?hào)將一個(gè)輸入信號(hào)變成多個(gè)輸出信號(hào)或?qū)⑿盘?hào)放大的繼電器放大的繼電器 熱繼電器等熱繼電器等:利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電器。常利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電器。常用于電動(dòng)機(jī)的（長(zhǎng)時(shí)間）過載保護(hù)用于電動(dòng)機(jī)的（長(zhǎng)時(shí)間）過載保護(hù) 電磁式繼電器 過電流繼電器過電流繼電器:用常閉觸點(diǎn)。正常工作時(shí)線圈中沒有用常閉觸點(diǎn)。正常工作時(shí)線圈中沒有額定電流，銜鐵為釋放狀態(tài)；過流后銜

12、鐵吸合，觸點(diǎn)斷開額定電流，銜鐵為釋放狀態(tài)；過流后銜鐵吸合，觸點(diǎn)斷開 欠電流繼電器欠電流繼電器:用常開觸點(diǎn)。正常工作時(shí)線圈中為負(fù)用常開觸點(diǎn)。正常工作時(shí)線圈中為負(fù)載額定電流，銜鐵為吸合狀態(tài)；欠流后銜鐵釋放，觸點(diǎn)斷開載額定電流，銜鐵為吸合狀態(tài)；欠流后銜鐵釋放，觸點(diǎn)斷開 過電壓繼電器：用常閉觸點(diǎn)過電壓繼電器：用常閉觸點(diǎn) 欠電壓繼電器：用常開觸點(diǎn)欠電壓繼電器：用常開觸點(diǎn)電磁式繼電器典型結(jié)構(gòu)電磁式繼電器典型結(jié)構(gòu) 電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理與電磁式接觸器相似，也是由電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)和釋放彈簧等部分組成。圖形、文字符號(hào)時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器 時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器定義：定義： 當(dāng)吸引線圈通電或斷電后其觸點(diǎn)經(jīng)過

13、一定延時(shí)當(dāng)吸引線圈通電或斷電后其觸點(diǎn)經(jīng)過一定延時(shí)再動(dòng)作的繼電器。符號(hào)再動(dòng)作的繼電器。符號(hào):KT 延時(shí)方式：通電延時(shí)和斷電延時(shí)延時(shí)方式：通電延時(shí)和斷電延時(shí) 通電延時(shí)：接受輸入信號(hào)后延遲一定的時(shí)間，通電延時(shí)：接受輸入信號(hào)后延遲一定的時(shí)間，輸出信號(hào)才發(fā)生變化；當(dāng)輸入信號(hào)消失后，輸輸出信號(hào)才發(fā)生變化；當(dāng)輸入信號(hào)消失后，輸出瞬時(shí)復(fù)原。出瞬時(shí)復(fù)原。 斷電延時(shí)：接受輸入信號(hào)時(shí)，輸出相應(yīng)的輸出斷電延時(shí)：接受輸入信號(hào)時(shí)，輸出相應(yīng)的輸出信號(hào)；當(dāng)輸入信號(hào)消失后，延遲一定時(shí)間，輸信號(hào)；當(dāng)輸入信號(hào)消失后，延遲一定時(shí)間，輸出才復(fù)原。出才復(fù)原。時(shí)間繼電器分類 電磁式電磁式 阻尼式阻尼式 電子式電子式(晶體管、數(shù)字式晶體管、

14、數(shù)字式)時(shí)間繼電器圖形、文字符號(hào)時(shí)間繼電器圖形、文字符號(hào)文字符號(hào)文字符號(hào)KT其它繼電器 中間繼電器中間繼電器 將一個(gè)輸入信號(hào)變成多個(gè)輸出信號(hào)或?qū)⑿盘?hào)放大的繼電器。 圖形符號(hào)和文字符號(hào)與電壓或電流繼電器的相同（圖113） 熱繼電器熱繼電器 是一種保護(hù)電器，專門用來對(duì)過載及電源斷相進(jìn)行保護(hù)，以防止電動(dòng)機(jī)因上述故障導(dǎo)致過熱而損壞。 圖形、文字符號(hào)熱繼電器熱繼電器 具有過載保護(hù)特性的過電流繼電器。具有過載保護(hù)特性的過電流繼電器。 長(zhǎng)期過載、頻繁啟動(dòng)、欠電壓、斷相運(yùn)行長(zhǎng)期過載、頻繁啟動(dòng)、欠電壓、斷相運(yùn)行均會(huì)引起過電流。均會(huì)引起過電流。 用于：電動(dòng)機(jī)或其他設(shè)備的過載保護(hù)和斷用于：電動(dòng)機(jī)或其他設(shè)備的過載保護(hù)

15、和斷相保護(hù)。相保護(hù)。圖形符號(hào)圖形符號(hào)第四節(jié) 主令電器 用途 用來閉合和斷開控制電路，用以控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停車、制動(dòng)及調(diào)速等。 可直接用于控制電路，也可通過電磁式電器間接作用于控制電路。 常用主令電器 控制按鈕 行程開關(guān) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 主令控制器控制按鈕 在控制電路中作遠(yuǎn)距離手動(dòng)控制電磁式電器用，也可以用來轉(zhuǎn)換各種信號(hào)電路和電器聯(lián)鎖電路等。 結(jié)構(gòu)：按鈕、復(fù)位彈簧、觸點(diǎn)、外殼 當(dāng)按下按鈕時(shí)，先斷開常閉觸點(diǎn)，而后接通常開觸點(diǎn)。按鈕釋放后，在復(fù)位彈簧作用下觸點(diǎn)恢復(fù) 按鈕中觸點(diǎn)的形式和數(shù)量根據(jù)需要可以裝配成1常開1常閉到6常開6常閉形式。圖形及文字符號(hào)行程開關(guān) 依照生產(chǎn)機(jī)械的行程發(fā)出命令

16、以控制其運(yùn)行方向或行程長(zhǎng)短的主令電器，稱為行程開關(guān) 若將行程開關(guān)安裝于生產(chǎn)機(jī)械行程終點(diǎn)處，以限制其行程，則稱為限位開關(guān)或終點(diǎn)開關(guān) 分為機(jī)械結(jié)構(gòu)的接觸式有觸點(diǎn)行程開關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)的接觸式有觸點(diǎn)行程開關(guān)和電氣電氣結(jié)構(gòu)的非接觸式接近開關(guān)結(jié)構(gòu)的非接觸式接近開關(guān)接近開關(guān) 當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械接近到它一定距離范圍內(nèi)時(shí)發(fā)出信號(hào)，控制機(jī)械的位置或進(jìn)行計(jì)數(shù)。 包括感應(yīng)頭、振蕩器、開關(guān)器、輸出器和穩(wěn)壓器等幾個(gè)部分。SQSQ萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 由多組相同結(jié)構(gòu)的觸點(diǎn)組件疊裝而成的多回路控制電器 由操作機(jī)構(gòu)、定位裝置、觸點(diǎn)三部分組成 主要用于低壓斷路操作機(jī)構(gòu)的合閘和分閘控制，各種控制線路的轉(zhuǎn)換，電壓電流表的換相測(cè)量控制，配電裝置線路的轉(zhuǎn)換

17、和遙控主令控制器 用來較為頻繁地轉(zhuǎn)換復(fù)雜的多路控制電路 由觸點(diǎn)、凸輪、定位機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、面板及支承件等組成1,7凸輪塊；2接線端子；3靜觸點(diǎn)；4動(dòng)觸點(diǎn)；5支桿；6轉(zhuǎn)動(dòng)軸；8小輪第五節(jié) 其它低壓電器 熔斷器 低壓開關(guān)和低壓斷路器 漏電保護(hù)開關(guān)熔斷器 當(dāng)電路發(fā)生短路或過載故障時(shí)，熔斷器通過熔體的電流使其發(fā)熱，當(dāng)達(dá)到熔化溫度時(shí)熔體自行熔斷，從而分?jǐn)喙收想娐贰?熔斷器在電路中作過載和短路保護(hù)之用。 半封閉瓷插式 螺旋式 無填料密封管式 有填料密封管式低壓開關(guān)和低壓斷路器 低壓刀開關(guān) 塑殼刀開關(guān)：結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣泛的手動(dòng)電器，用作電路的電源開關(guān)和小容量的電動(dòng)機(jī)非頻繁啟動(dòng)的操作開關(guān) 熔斷器式刀開關(guān)：用于

18、交流頻率50Hz、電壓至600V有高短路電流的配電電路和電動(dòng)機(jī)電路中，作電動(dòng)機(jī)的保護(hù)和電源開關(guān)、隔離開關(guān)及應(yīng)急開關(guān)，但一般不用于直接接通和分?jǐn)鄦闻_(tái)電動(dòng)機(jī)刀開關(guān)圖形、文字符號(hào)低壓斷路器 過去稱自動(dòng)空氣開關(guān) 可用來分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī) 對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過載或短路及欠電壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式斷流器與過流、欠壓、熱繼電器的組合 在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰鼡Q零部件組合開關(guān) 組合開關(guān)在機(jī)床電氣設(shè)備中用作電源引入開關(guān)，也可用來直接控制小容量三相異步電動(dòng)機(jī)非頻繁正、反轉(zhuǎn)。 圖形、文字符號(hào)漏電保護(hù)開關(guān) 漏電保護(hù)開關(guān)是電器保護(hù)裝置的一種，主要用于觸電保護(hù)，也兼有漏電保護(hù)的作用。電氣控制技術(shù)雖然電氣控制技術(shù)雖然PLC控控制占據(jù)越來越大的比重，但其制占據(jù)越來越大的比重，但其基基礎(chǔ)礎(chǔ)仍然是仍然是繼電器繼電器(接觸器接觸器)控制技控制技術(shù)術(shù)，改變的是，改變的是輸入到輸出之間輸入到輸出之間的的復(fù)雜邏輯傻瓜化復(fù)雜邏輯傻瓜化、復(fù)雜硬接線軟復(fù)雜硬接線軟接線化接線化