第1章电气控制系统常用器件汇总优秀PPT.ppt
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1、2022/11/51授课专业:工业工程授课专业:工业工程授课老师:孙永利授课老师:孙永利机电一体化原理2022/11/52第第1章章电气限制系统常用器件电气限制系统常用器件2022/11/53主要内容主要内容1.电器的基本学问电器的基本学问2.接触器接触器3.继电器继电器4.开关电器开关电器5.熔断器熔断器6.主令电器主令电器7.信号电器信号电器8.常用执行器件常用执行器件9.常用检测仪表常用检测仪表10.常用安装附件常用安装附件2022/11/541.电器的定义和分类电器的定义和分类2.定义定义3.电器就是依据外界施加的信号和要求,能手动或自动电器就是依据外界施加的信号和要求,能手动或自动地
2、断开或接通电路,断续或连续地变更电路参数,以地断开或接通电路,断续或连续地变更电路参数,以实现对电或非电对象的切换、限制、检测、爱护、变实现对电或非电对象的切换、限制、检测、爱护、变换和调整的电工器械。换和调整的电工器械。4.低压电器通常指工作在沟通电压低压电器通常指工作在沟通电压1200v、直流电压、直流电压1500v以下的电器,接受电磁原理完成上述功能的低以下的电器,接受电磁原理完成上述功能的低压电器称为电磁式低压电器。压电器称为电磁式低压电器。1.1 电器的基础学问电器的基础学问2022/11/551.1 电器的基础学问电器的基础学问2022/11/561.1 电器的基础学问电器的基础学
3、问2022/11/572.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n电磁式低压电器最常用的低压电器最常用的低压电器结构上,由三个主要部分组成:结构上,由三个主要部分组成:触头触头、灭弧装置灭弧装置和和电磁机构电磁机构。1.1 电器的基础学问电器的基础学问2022/11/582.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n触头p形式1.1 电器的基础学问电器的基础学问2022/11/592022/11/5102.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n灭弧装置p电弧的产生和灭弧电弧的产生和危害电弧的产生和危害灭弧:灭弧:把电弧拉长,把电弧变短。把电弧拉长,把电弧变短。1.1 电器的基础学问电器的基础学问2022/
4、11/5111.电弧的概念电弧的概念当开关电器在大气中开断电路时,若当开关电器在大气中开断电路时,若电流大于电流大于0.251A;电压大于电压大于220V,触头间隙(简称弧隙)中会产生电弧电压触头间隙(简称弧隙)中会产生电弧电压和电流达到确定值时,触头刚刚分别后,和电流达到确定值时,触头刚刚分别后,触头之间就会产生猛烈的白光,称为电弧。触头之间就会产生猛烈的白光,称为电弧。补充学问相识电弧2022/11/5122.电弧的本质电弧的本质 电弧的实质是一种气体放电现象。3.电弧放电的特征电弧放电的特征 (1)电弧由三部分组成。包括阴极区、阳极区和弧柱区。(2)电弧温度很高。(3)电弧是一种自持放电
5、现象。(4)电弧是一束游离的的气体。补充学问相识电弧2022/11/5134.电弧的危害电弧的危害(1)电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的)电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间,加重了电力系统短路故障的危害。时间,加重了电力系统短路故障的危害。(2)电弧产生的高温,将使触头表面熔化和蒸化,)电弧产生的高温,将使触头表面熔化和蒸化,烧坏绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆烧坏绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危急。炸等危急。(3)由于电弧在电动力、热力作用下能移动,很)由于电弧在电动力、热力作用下能移动,很简洁造成飞弧短路和伤人,或引起事故的扩大。简洁造成飞弧短路和伤
6、人,或引起事故的扩大。补充学问相识电弧2022/11/5142022/11/5152.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n电磁机构电磁机构p作用:电磁机构是电磁式低压电器的感测部件,它的作用:电磁机构是电磁式低压电器的感测部件,它的作用是将电磁能量转换成机械能量,带动触头动作使作用是将电磁能量转换成机械能量,带动触头动作使之闭合或断开,从而实现电路的接通或分断。之闭合或断开,从而实现电路的接通或分断。p结构:结构:11.1 电器的基础学问电器的基础学问2022/11/5162022/11/5172022/11/5182022/11/5192022/11/5202022/11/5212022/1
7、1/5222.电磁式低压电器的基本结构和工作原理3.电磁机构 工作原理4.吸力特性:电磁机构使衔铁吸合的力与气隙的关系曲线称为吸力特性。5.反力特性:电磁机构使衔铁释放(复位)的力与气隙的关系曲线称为反力特性。6.沟通电磁机构的吸力特性:F与气隙无关7.直流电磁机构的吸力特性:F与气隙的平方成反比双曲线8.吸力和反力的协作:吸力大于反力1.1 电器的基础学问电器的基础学问2022/11/523气隙型铁心气隙型铁心气隙气隙气隙-气隙是磁路与磁路之间的空气间隔。作用可以引起磁路和磁阻的变更 气隙是电机定转子之间的空隙。定子不转,转子须要转动,所以气隙是必需的,依据电机不同,气隙大小也不同。一般来讲
8、,异步电机气隙小,同步电机气隙大。2022/11/5241.1 电器的基础学问电器的基础学问2022/11/5252.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n电磁机构电磁机构 工作原理p吸力特性和反力特性吸力特性和反力特性1.1 电器的基础学问电器的基础学问2022/11/5262.电磁式低压电器的基本结构和工作原理3.电磁机构 4.单相沟通电磁机构的特性5.噪声和振动的产生6.解决方法:加短路环1.1 电器的基础学问电器的基础学问2022/11/527 线线圈圈加加额额定定电电压压,衔衔铁铁吸吸合合,常常闭闭触触头头断断开开,常常开开触触头头闭闭合合;线线圈圈电电压压消消逝逝,触触头头复复原原常
9、常态态。为为防防止止铁铁心心振振动动,需需加加短短路路环环。2022/11/5282022/11/529短路环减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。2022/11/5302.电磁式低压电器的基本结构和工作原理3.电磁机构 4.单相沟通电磁机构的特性5.加短路环后的电磁吸力特性:1.1 电器的基础学问电器的基础学问2022/11/5312022/11/5322.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n电磁机构 p输入/输出特性:继电器特性(回环特性)1.1 电器的基础学问电器的基础学问2022/11/5332.电磁式低压电器的基本结构和工作原理n电磁机构工作原理的实质 1.1 电器的基础学问电器的基础学问
10、2022/11/534接触器的用途和分类接触器的用途和分类定义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限制电器。其他负载电路的自动限制电器。用途用途限制电动机的起动、反转、制动和调速等限制电动机的起动、反转、制动和调速等。限制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。限制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。分类分类沟通接触器、直流接触器沟通接触器、直流接触器1.2 接触器接触器2022/11/5352022/11/5362022/11/5372022/11/5382022/11/5392022/11/5
11、402.接触器的组成和工作原理接触器的组成和工作原理3.组成组成4.电磁机构、主触点和灭弧系统、协助触点、反力装置、支架电磁机构、主触点和灭弧系统、协助触点、反力装置、支架和底座。和底座。5.工作原理工作原理6.实质:运用电磁机构实质:运用电磁机构1.2 接触器接触器2022/11/5412.接触器的组成和工作原理接触器的组成和工作原理3.组成组成4.电磁机构、主触点和灭弧系统、协助触点、反力装置、支架电磁机构、主触点和灭弧系统、协助触点、反力装置、支架和底座。和底座。5.工作原理工作原理6.实质:运用电磁机构实质:运用电磁机构1.2 接触器接触器2022/11/5421.沟通接触器主触点一般
12、就三对,全是常开的。一般标有L1,L2,L3,那三个是接电源的。还有T1,T2,T3,这三个是接受电设备的,A1,A2是接线圈的。协助触点有常开的,有常闭的。标有NO的是常开的,标有NC的是常闭的。常开触点标有13-14是一组,23-24是另一组,同时还标有NO字样;常闭触点标有11-12是一组,21-22是另一组,同时还标有NC字样2.接线:三对主触点分别与电源和电机串联。协助触点的常开用于自锁,常闭用于互锁 2022/11/5432022/11/5442022/11/5452.接触器的组成和工作原理接触器的组成和工作原理1.2 接触器接触器2022/11/546三相异步电动机基本限制电路三
13、相异步电动机基本限制电路熔断器熔断器FU:短路爱护:短路爱护开关开关Q:分断电源(同上)。:分断电源(同上)。热继电器热继电器FR:过载爱护:过载爱护合合Q,按下,按下SB2,KM线圈得电,主触点闭合,电动机通电起动;自锁触点线圈得电,主触点闭合,电动机通电起动;自锁触点KM闭合,松闭合,松开开SB2,KM线圈接着得电,保证电动机工作。线圈接着得电,保证电动机工作。按按SB1,KM线圈断电,主触点断开,电动机停止,协助触点断开解除自锁。线圈断电,主触点断开,电动机停止,协助触点断开解除自锁。失压、欠压爱护:意外断电或电源电压跌落太大时,接触器释放,自锁解除。失压、欠压爱护:意外断电或电源电压跌
14、落太大时,接触器释放,自锁解除。电源电压复原正常后,电动机不会自动投入工作。电源电压复原正常后,电动机不会自动投入工作。接触器限制接触器限制2022/11/5472.接触器的组成和工作原理接触器的组成和工作原理n图形和文字符号图形和文字符号1.2 接触器接触器2022/11/5483.接触器的技术参数接触器的技术参数4.额定电压:主触点的额定电压额定电压:主触点的额定电压(主触点主触点)5.额定电流:主触点的额定电流额定电流:主触点的额定电流(主触点主触点)6.线圈额定电压线圈额定电压7.接通和分断实力:接通和分断实力:(主触点主触点)8.额定操作频率额定操作频率9.接触器的运用类别代号通常标
15、注在产品的铭牌上。接触器的运用类别代号通常标注在产品的铭牌上。1.2 接触器接触器2022/11/5494.接触器的选择接触器的选择5.依据负载类型选接触器依据负载类型选接触器6.依据负载大小选额定电流依据负载大小选额定电流7.选择额定电压选择额定电压8.选择沟通接触器的阅历法选择沟通接触器的阅历法1.2 接触器接触器2022/11/550额定功率是额定功率是30KW电压电压380V的电动机如何选择电流的电动机如何选择电流表表;电流互感器电流互感器;限制用的断路器限制用的断路器,沟通接触器的型号沟通接触器的型号?30kW,额定电流约额定电流约60A(或许是或许是2Pe=2*30),),那么电流
16、互感器选那么电流互感器选150/5(LMZ1-0.5150/5)电电流表量程为流表量程为150的即可的即可(42L1150/5),(电动机电动机的启动电流很大互感器和电流表不宜选太小的)的启动电流很大互感器和电流表不宜选太小的)断路器选断路器选100A的(的(DZ20-100/3300),沟通接,沟通接触器选触器选100A的的(CJ20-100)。热继电器选。热继电器选JR20-100的。的。2022/11/551继电器的定义和分类继电器的定义和分类定义定义继电器是依据某种输入信号来接通或断开小电流限继电器是依据某种输入信号来接通或断开小电流限制电路,实现远距离限制和爱护的自动控电器。制电路,
17、实现远距离限制和爱护的自动控电器。其输入量可以是电流、电压等电量,也可以是温度、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更。作或者是电路参数的变更。1.3 继电器继电器2022/11/552继电器的定义和分类继电器的定义和分类分类分类按输入信号的性质分为:电压继电器、电流继电按输入信号的性质分为:电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等。继电器等。按工作原理分为:电磁式继电器、感应式继电器、按工作原理分为:
18、电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等。电动式继电器、热继电器和电子式继电器等。按输出形式分为:有触点和无触点两类。按输出形式分为:有触点和无触点两类。按用途分为:限制用和爱护用继电器等。按用途分为:限制用和爱护用继电器等。2022/11/553电磁式继电器与接触器有何异同点?电磁式继电器与接触器有何异同点?1.相同点:相同点:电磁式继电器的结构和工作原理与电磁式接触电磁式继电器的结构和工作原理与电磁式接触器相像,也是有电磁机构和触点系统组成。器相像,也是有电磁机构和触点系统组成。2.区分:区分:(1)继电器对多种输入量的变更做出反应,而接)继电器对多种输入量的变更
19、做出反应,而接触器只有在确定的电压信号下动作;触器只有在确定的电压信号下动作;(2)继电器用于切换小电流的限制电路和爱护电)继电器用于切换小电流的限制电路和爱护电路,而接触器用来限制大电流电路;路,而接触器用来限制大电流电路;(3)继电器没有灭弧装置,无主、辅触点之分。)继电器没有灭弧装置,无主、辅触点之分。2022/11/554电磁式继电器p电压继电器电压继电器:触点的动作与线圈的电压大小有关的继电器:触点的动作与线圈的电压大小有关的继电器称作电压继电器称作电压继电器p过电压继电器过电压继电器p欠电压继电器欠电压继电器p表示符号表示符号1.3 1.3 继电器继电器2022/11/555电磁式
20、继电器p电流继电器电流继电器:触点的动作与线圈的电流大小有关的继电器触点的动作与线圈的电流大小有关的继电器称作电压继电器称作电压继电器p过电流继电器过电流继电器p欠电流继电器欠电流继电器p表示符号表示符号1.3 1.3 继电器继电器2022/11/556电磁式继电器中间继电器:是一种电压继电器在限制电路中起信号传递、放大、切换和逻辑限制等作用的继电器称作中间继电器。主要用于扩展触点数量,实现逻辑限制。表示符号1.3 1.3 继电器继电器2022/11/557中间继电器中间继电器2022/11/558电磁式继电器中间继电器和接触器的区分:相同点:输入信号都是电压,都是利用电磁机构的工作原理进行工
21、作的。不同点:中间继电器用于小电流的限制电路,在限制电路中起信号传递、放大、翻转和分路等作用,主要用来扩展触点数量,实现逻辑限制。接触器用于频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路。它是一种执行电器。它的触点分为主触点和协助触点,大部分状况下它还带有灭弧装置。1.3 1.3 继电器继电器2022/11/5592.热继电器3.热继电器的作用和分类4.作用5.当三相沟通电动机出现长期带负荷欠电压运行、长期过载运行以及长期单相运行等不正常状况时,会导致电动机绕组严峻过热乃至烧坏。6.用于电动机的过载爱护:热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计,实现三相沟通电动机的过载爱护
22、7.分类8.单相、两相和三相式共三种类型,其中三相式热继电器常用于三相沟通电动机做过载爱护。9.按功能来分,三相式热继电器又有不带断相爱护和带断相爱护两种类型。1.3 1.3 继电器继电器2022/11/5602.热继电器3.电动机的过载特性和热继电器的爱护特性4.反时限特性1.3 1.3 继电器继电器过载特性保护特性因为热继电器的触点动作时间与被爱护的电动机过载程度有关,所以在分析热继电器工作原理之前,首先要明确电动机在不超过允许温升的条件下,电动机的过载电流与电动机通电时间的关系。这种关系称为电动机的过载特性。2022/11/561为了适应电动机的过载特性而又起到过载爱护作用,要求热继电器
23、也应具有犹如电动机过载特性那样的反时限特性。为此,在热继电器中必需具有电阻发热元件,利用过载电流通过电阻发热元件产生的热效应使感测元件动作,从而带动触点动作来完成爱护作用。热继电器中通过的过载电流与热继电器触点的动作时间关系,称为热继电器的爱护特性。2022/11/5622.热继电器l工作原理工作原理热继电器主要由热元件、双金属片、触头系统等组成。热继电器主要由热元件、双金属片、触头系统等组成。1.3 1.3 继电器继电器热元件3串接在电动机定子绕组中,电动机绕组电流即为流过热元件的电流。当电动机正常运行时,热元件产生的热量虽能使双金属片2弯曲,但还不足以使继电器动作;当电动机过载时,热元件产
24、生的热量增大,使双金属片弯曲位移增大,经过确定时间后,双金属片弯曲到推动导板4,并通过补偿双金属片5与推杆14将触点9和6分开,触点9和6为热继电器串于接触器线圈回路的常闭触点,断开后使接触器失电,接触器的常开触点断开电动机的电源以爱护电动机。2022/11/5632.热继电器3.表示符号4.限制电路中最常用的是热继电器的常闭触点,热继电器是怎样爱护电机的?1.3 1.3 继电器继电器2022/11/5642.热继电器3.产品4.一般和接触器协作运用,连接便利。5.选用6.额定电流:比电动机的额定电流略微大一些。7.动作电流:约为电动机额定电流的80%左右。8.由于热继电器的爱护特性为反时限特
25、性,所以对于可逆运行和频繁通断的电动机,不宜接受热继电器爱护,必要时可以选用装入电动机内部的温度继电器。1.3 1.3 继电器继电器2022/11/5653.时间继电器4.最为常用的一种限制电器。从得到输入信号(线圈得电或断电)起先,经过确定的延时后才输出信号(触点的闭合或断开)的继电器,称做时间继电器。5.作用6.分类:通电延时型、断电延时型。7.按工作原理分类,有电磁式、电动机式、空气阻尼式、电子式等。最常用的是电子式时间继电器,其他产品已基本淘汰。8.表示符号:1.3 1.3 继电器继电器2022/11/5664.速度继电器5.按速度原则动作的继电器,称为速度继电器。6.作用:主要应用于
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