常用低压电器._ppt
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常用低压电器简介 ppt课件
2020/10/28
5
一、低压开关
低压开关主要用作隔离，转换以及接通和分断电路用。 主要有刀开关、拨盘开关和自动空气开关等。
QS
电路符号
2020/10/28
6
1、万能式空气断路器
也叫自动空气开关。作为接通和断开主电路的开关电器； 在不正常运行时，可用来对主电路进行过载、短路和欠压 保护，自动断开电路。所以，万能式自动空气断路器既是 一种开关电器，又是一种保护电器。 。
29
热继电器结构及工作原理
结构：
发热元件 I
双金 属片
扣板
常闭触头
工作原理：
发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤
热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被
20弹20/1簧0/2拉8 回，常闭触头断开。
30
热继电器的符号
发热元件
KH
串联在主电路中
常闭触头
KH
串联在控制电路中
中间继电器
电压继电器
继电器类型：
电流继电器 时间继电器（具有延时功能）
热继电器（做过载保护）
…...
2020/10/28
27
2020/10/28
28
1、热继电器
热继电器是利用电流的热效应来推动动作机构使触点系 统闭合和分断的保护电器。主要用于电动机的过载保护、 断相保护及电流不平衡运行保护。
2020/10/28
14
熔断器的选择
❖ 熔断器的选择
（1）熔断器根据使用环境和负载性质选择适当类型的熔断器。
（2）熔断器额定电压须大于或等于电路的额定电压。
（3）熔断器的额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。
（4）熔断器的分断能力应大于或等于电路可能出现的最大短路 电流。
《常用低压电器介绍》PPT课件
图 4-6 HK (a) 内部结构； (b) 图形符号
对于照明和电热负载，可选用额定电压220 V或250 V， 额定电流大 于所有负载额定电流的开关。对于电动机的控制， 可选用额定电流大于 电动机额定电流３倍的开关。
胶盖刀开关的型号(HK 2—□/□)
安装和使用胶盖开关时应注意下列事项：
(1)电源进线应接在静触头一边的进线端（进线座应在上方），用 电设备应接在动触头一边的出线端。这样，当开关断开时，闸刀和熔体 均不带电，以保证更换熔体时的安全。（上进下出）
第1章 常用低压电器
4.1 低压电器的基础知识 4.2 低压开关 4.3 熔断器 4.4 接触器 4.5 继电器 4.6 主令电器 4.7 常用其它低压电器
低压电器图片
HK系列刀开关 带熔断器刀开关
带熔断器刀开关
三相刀开关
三相刀开关
防爆刀开关
自动电源转换开关 万能转换开关
可逆转换开关
各种类型按钮 按钮
（2） 有填料螺旋式熔断器：它由瓷帽、熔管、瓷套及瓷座等组成。 熔管是一个瓷管，内装熔体和灭弧介质石英砂， 熔体的两端焊在熔管 两端的金属盖上，其一端标有不同颜色的熔断指示器，当熔体熔断时指 示器弹出，便于发现并更换同型号的熔管。有填料螺旋式熔断器外形结 构如图4-12所示。
图4-12 有填料螺旋式熔断器 (a) 外型； (b) 结构
交流接触器线圈在其额定电压的85%～105%时，能可靠地工作。电压 过高，则磁路趋于饱和，线圈电流将显著增大， 线圈有被烧坏的危险； 电压过低，则吸不牢衔铁，触头跳动， 不但影响电路正常工作，而且线 圈电流会达到额定电流的十几倍，使线圈过热而烧坏。因此，电压过高或 过低都会造成线圈发热而烧毁。
灭弧措施主要有以下几种： (1)拉长电弧：依靠触点的分开， 机械地拉长
常用低压电器简介ppt课件
KM2
控制电路
;. Page: 40
40
KM1
这样实现顺序 控制可不可以?
不可以 ! 两电机各自要有独立 的电源；这样接，主触头 （KM1）的负荷过重。
KM2
KH
KH
M
M
3~ 主电路
Date: 2021/4/10
3~
;. Page: 41
SB1 SB2
KM1
KM1 SB3
KM2 控制电路
KM2
41
＃2 电机
M2
＃1 电机
M1
Date: 2021/4/10
;. Page: 39
39
顺序控制电路（1）：两电机只保证起动的先后顺序， 没有延时要求。
A BC
A BC
SB1 SB2
FU
FU
KH1 KM1
KM1 KH1
KM2
KM1
KH2
SB3
KM2
KM1
SB4
KH2
M
M
3~
3~
主电路
Date: 2021/4/10
M 3~
;. Page: 13
自保持
13
1.1.6 继电器
继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器 的主触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。 所以，继电器只能用于控制电路中。
继电器类型：
中间继电器 电压继电器 电流继电器 时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护） …...
A BC
控制 关系
SB3：点动 SB2：连续运行
QS
SB1
KM
FU
SB2
KH
KM KM
SB3
常用低压电器 PPT课件
第1章 常用低压电器
学习目标
【知识目标】
1．了解各类常用低压电器的结构和工作原理； 2．掌握常用低压电器的用途、外形、选用与安装方法。
【技能目标】
1．会正确选用低压电器； 2．会常用低压电器的拆装及调整。
主要内容
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
低压开关 熔断器 主令电器 交流接触器 继电器
3.安装与使用
1.1 低压开关
二、组合开关
1.外形、结构和符号
组合开关又称转换开关，它具有体积小、触点对数多、接线方式灵 活、操作方便等特点。常用的HZ10系列组合开关的外形、结构和符号 如图所示。
（a）外形
（b）结构
（c）符号
1.1 低压开关
组合开关多用作机床电气控制电路中的电源引入开关，也可以用于 5kW以下小容量电动机不经常起、停和正反转的控制。组合开关应根据 电源种类、电压等级、所需触点数、接线方式和负载容量进行选用。 （1）HZ10系列组合开关应安装在控制箱内，其操作手柄最好在控制 箱的前面或侧面，开关为断开状态时应使手柄在水平位置。 （2）若需在箱内操作，开关最好安装在箱内右上方，并且在它的上 方不安装其他电器，否则应采取隔离或绝缘措施。 （3）组合开关通断能力较低，不能用来分断故障电流。用于控制电 动机正反转时，必须在电动机完全停止转动后才能反向起动，且每小时 的接通次数不能超过15～20次。
1.1 低压开关
一、闸刀开关
1.外形、结构和符号
常用的HK系列瓷底胶盖闸刀开关的外形、结构和符号如图所示。
（a）闸刀开关结构
（b）符号
HK系列瓷底胶盖闸刀开关由刀开关和熔断器组合而成，开关的瓷 底座上装有进线座、静触点、熔丝、出线座和带瓷质手柄的刀式动触 点，上面盖有胶盖以防止操作时触及带电体或分断时产生的电弧灼伤 人手。
学习目标
【知识目标】
1．了解各类常用低压电器的结构和工作原理； 2．掌握常用低压电器的用途、外形、选用与安装方法。
【技能目标】
1．会正确选用低压电器； 2．会常用低压电器的拆装及调整。
主要内容
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
低压开关 熔断器 主令电器 交流接触器 继电器
3.安装与使用
1.1 低压开关
二、组合开关
1.外形、结构和符号
组合开关又称转换开关，它具有体积小、触点对数多、接线方式灵 活、操作方便等特点。常用的HZ10系列组合开关的外形、结构和符号 如图所示。
（a）外形
（b）结构
（c）符号
1.1 低压开关
组合开关多用作机床电气控制电路中的电源引入开关，也可以用于 5kW以下小容量电动机不经常起、停和正反转的控制。组合开关应根据 电源种类、电压等级、所需触点数、接线方式和负载容量进行选用。 （1）HZ10系列组合开关应安装在控制箱内，其操作手柄最好在控制 箱的前面或侧面，开关为断开状态时应使手柄在水平位置。 （2）若需在箱内操作，开关最好安装在箱内右上方，并且在它的上 方不安装其他电器，否则应采取隔离或绝缘措施。 （3）组合开关通断能力较低，不能用来分断故障电流。用于控制电 动机正反转时，必须在电动机完全停止转动后才能反向起动，且每小时 的接通次数不能超过15～20次。
1.1 低压开关
一、闸刀开关
1.外形、结构和符号
常用的HK系列瓷底胶盖闸刀开关的外形、结构和符号如图所示。
（a）闸刀开关结构
（b）符号
HK系列瓷底胶盖闸刀开关由刀开关和熔断器组合而成，开关的瓷 底座上装有进线座、静触点、熔丝、出线座和带瓷质手柄的刀式动触 点，上面盖有胶盖以防止操作时触及带电体或分断时产生的电弧灼伤 人手。
常用低压电气(上课)(学习课件)
图形符号、文字符号、
KM
KM
KM
KM
线圈
主触点 常开触点 常闭触点 辅 助触头
➢接触器主触头－用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）
➢接触器辅助触头－用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置）
➢接触器线圈－连接于控制电路研究学习
18
3.接触器有关符号
产品型号
CJ20系列交流接触器：用于交流50Hz，额定电压至660V(个别等
常用银质材料制成
点接触
面接触
研究学习
10
3.灭弧系统 ❖ 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电
压大于10V电， 即电弧。
❖ 电弧的危害 流超过80mA时，触头间会产生 蓝色的光切断故障的时间； ✓ 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； ✓ 形成飞弧造成电源短路事故。
❖ 灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断 口灭弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料 。
研究学习
2
低压电器的分类
2.按工作原理分类：
（1）电磁式电器：依据电磁感应原理来工作的 电器，如交直流接触器、各种电磁式继电器等。
（2）非电量控制器：电器的工作是靠外力或某
种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、
行程开关、按钮、速度继电器压力继电器、温
度继电器等。
研究学习
3
低压电器的分类
3.按操作方式分类：
3、辅助触头额定电流
4、主触点和辅助触点数目
5、吸引线圈额定电压
6、接通和分断能力
7、机械寿命、电气寿命
研究学习
21
5、交、直流接触器区别
• 交流接触器用于远距离控制电压至380V，电流 至600A的交流电路，以及频繁起动和控制交流 电动机的控制电器。
KM
KM
KM
KM
线圈
主触点 常开触点 常闭触点 辅 助触头
➢接触器主触头－用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）
➢接触器辅助触头－用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置）
➢接触器线圈－连接于控制电路研究学习
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3.接触器有关符号
产品型号
CJ20系列交流接触器：用于交流50Hz，额定电压至660V(个别等
常用银质材料制成
点接触
面接触
研究学习
10
3.灭弧系统 ❖ 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电
压大于10V电， 即电弧。
❖ 电弧的危害 流超过80mA时，触头间会产生 蓝色的光切断故障的时间； ✓ 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； ✓ 形成飞弧造成电源短路事故。
❖ 灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断 口灭弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料 。
研究学习
2
低压电器的分类
2.按工作原理分类：
（1）电磁式电器：依据电磁感应原理来工作的 电器，如交直流接触器、各种电磁式继电器等。
（2）非电量控制器：电器的工作是靠外力或某
种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、
行程开关、按钮、速度继电器压力继电器、温
度继电器等。
研究学习
3
低压电器的分类
3.按操作方式分类：
3、辅助触头额定电流
4、主触点和辅助触点数目
5、吸引线圈额定电压
6、接通和分断能力
7、机械寿命、电气寿命
研究学习
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5、交、直流接触器区别
• 交流接触器用于远距离控制电压至380V，电流 至600A的交流电路，以及频繁起动和控制交流 电动机的控制电器。
常用低压电器PPT课件
触点接触形式：点接触、线接触、面接触
理想情况下：触点闭合: 接触电阻为零 触点断开：接触电阻无穷大
影响接触电阻的因素及其减小方法
❖ 电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开状
❖
态的过程中产生的电弧。气体自
❖
持放电形式之一，是一种带电质
❖
点的急流。
❖ 电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的
❖
温度和密度很大的电流。
1.3 常用控制类电器
1.3.2 接触器
交流接触器
电磁系统 触头系统
灭弧系统 其他部分
1.3 常用控制类电器
1.3.2 接触器
1—主触头； 2—动铁芯； 3—电磁线圈； 4—静铁芯
图1-10 交流接触器动作原理示意图
1.3 常用控制类电器
1.3.2 接触器
图1-11 接触器的型号含义
1.3 常用控制类电器
5—静触头；6—接线柱；7—热脱扣器
1.3 常用控制类电器
1.3.1 低压开关电器
低
1—主触头；
压
2—自由脱扣器；
断
3—过流脱扣器；
路
4—分励脱扣器；
器
5—热脱扣器；
6—失压脱扣器；
7—按钮
图1-7 低压断路器的动作原理示意图
1.3 常用控制类电器
1.3.1 低压开关电器
低 压 断 路 器
DZ 20 □ - □ □/□ □ □
时 间 继 电 器
图1-15 时间继电器的图形符号
1.3 常用控制类电器
1.3.3 控制继电器
空气阻尼式时间继电器
时 间 继 电 器
图1-16 JST-A系列时间继电器的动作原理示意图
1.3 常用控制类电器
常用低压电器元件详解ppt课件
Page 26
整理版课件
1．低压断路器的功能
低压断路器是将控制电器和保护电器 的功能合为一体的电器，其图形及文字符 号如图2-6所示。在正常条件下，它常作为 不频繁接通和断开的电路以及控制电动机 的启动和停止。它常用做总电源开关或部 分电路的电源开关。
Page 27
整理版课件
Page 28
图2-5 低压断路器
Page 11
整理版课件
③ 分断负载时，要尽快拉闸，以减小 电弧的影响。
Page 12
整理版课件
④ 使用三相刀开关时，应保证合闸时 三相触头同时合闸，若有一相没有合闸或 接触不良，会造成电动机因缺相而烧毁。
⑤ 更换保险丝，应该在开关断电的情 况下进行，不能用铁丝或者铜丝代替保险 丝。
Page 13
Page 42
整理版课件
（1）装置式断路器。 （2）万能式断路器。 （3）智能化断路器
Page 43
整理版课件
4．断路器的技术参数
（1）额定工作电压。 （2）额定工作电流。 （3）短路通断能力。 （4）电气寿命和机械寿命。
Page 44
整理版课件
5．低压断路器的选用原则
（1）应根据线路对保护的要求确定 断路器的类型和保护形式，如万能式 或塑壳式断路器，通常电流在600A 以下时多选用塑壳式断路器，当然， 现在也有塑壳式断路器的额定电流大 于600A。
图2-3 组合开关
整理版课件
1．组合开关的功能
组合开关一般在交流50Hz、380V以 下或直流220V以下的电气线路中，用于手 动不频繁地接通和分断电路、接通电源和 负载、测量三相电压、改变负载的连接方 式，控制小容量电动机正反转、星形—三 角形启动、变速换向等场合。
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1
2 桥式触头灭弧原理 1一动触头；2一静触头
Date: 2014-8-4 Page: 26
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器 2.磁吹灭弧
在触头电路中串入吹弧线圈，该线圈产生的磁通经过导磁夹板引 向触头周围，在弧柱下方，两个磁通是相加的，而在弧柱上方是 彼此相减的，在下强上弱的磁场作用下电弧被拉长并吹入灭弧罩 中，电弧被拉长并受到冷却而很快被熄灭。它广泛应用于直流灭 弧装臵中（如直流接触器中）。
Date: 2014-8-4 Page: 12
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器 可编程控制器（PLC）整体式PLC
叠装式PLC
Date: 2014-8-4
Page: 13
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
大型PLC结构
模块式PLC
Date: 2014-8-4
Page: 14
电气控制与终闭合位置
触点按其原始状态可分为常开触点和常闭触点。原始 状态时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭合的触 点叫常开触点。原始状态闭合，线圈通电后断开的触 点叫常闭触点。线圈断电后所有触点复原。按触点控 制的电路可分为主触点和辅助触点。主触点用于接通 或断开主电路，允许通过较大的电流，辅助触点用于 接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。
Date: 2014-8-4
Page: 21
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
电磁吸力和反力：
• 电磁铁工作时，线圈产生的磁通作用于衔铁，产生电磁吸力，并 使衔铁产生机械位移，衔铁在复位弹簧的作用下复位。作用在衔 铁上有两个力：电磁吸力由电磁机构产生，反力由复位弹簧和触 头弹簧产生。铁心吸合时要求电磁吸力大于反力，即衔铁位移方 向与电磁吸力方向相同；衔铁复位时要求反力大于电磁吸力。直 流电磁铁的电磁吸力公式为：
Date: 2014-8-4
Page: 10
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
• 现代电气控制：
• 以软件手段实现各种控制功能、以微处理器为核心 的可编程控制器（Programmable Logic
Controller，PLC），是20世纪60年代诞生并 开始发展起来的一种新型工业控制装置。它 具有通用性强、可靠性高、能适应恶劣的工 业环境，指令系统简单、编程简便易学、易 于掌握，体积小、维修工作少、现场连接安 装方便等一系列优点，正逐步取代传统的继 电器控制系统，广泛应用于冶金、采矿、建 材、机械制造、石油、化工、汽车、电力、 造纸、纺织、装卸、环保等各个行业的控制 中。 在自动化领域，可编程控制器与 CAD/CAM、工业机器人并称为加工业自动化 的三大支柱，其应用日益广泛。 电气控制与PLC应用 Date: 2014-8-4 Page: 11
Date: 2014-8-4
Page: 8
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
接触器控制电路存在问题、不足
Date: 2014-8-4
Page: 9
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
• 随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进， 特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现， 不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上， 从手动控制发展到自动控制；在控制功能上，从简 单控制发展到智能化控制；在操作上，从笨重发展 到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬 接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计 算机为中心的网络化自动控制系统。现代电气控制 技术综合应用了计算机技术、微电子技术、检测技 术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技 术等先进的科学技术成果。
CH1 常用低压电器
PLC内部结构图
PLC基本单元
～110V/220V市电 现场用户输入设备 现场信号 按钮、开关 传感器 外部设备 编程设备 计算机 打印机等 通 讯 及 编 程 接 口 系 统 存 储 器 用 户 存 储 器 I/O 扩 展 接 口 输 入 部 件 微处理器（CPU） 运算器 控制器 输 出 部 件 电源变换器 现场用户输出设备 执行器 中间继电器 电磁阀 扩展设备 扩展单元 通讯模块 功能模块
CH1 常用低压电器
电气控制与PLC应用
主讲老师： 计算机与信息学院自动化系 陈政石教授
Date: 2014-8-4
Page: 1
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
内容提要
1. 本教材汇聚了“工厂电气控制”与“可编程序控制器” 两门课程的重要内容 2. 全书共分两篇(七章)第一篇 共三章,第二篇共四章 第一篇 电气控制 第一章 介绍常用低压电器; 内容简讲 第二章 介绍电器控制线路的基本规律 ; 讲课自学兼顾 第三章 介绍电器控制线路的一般设计方法. 第二篇 可编程序控制器 第四章 介绍可编程序控制器的基本知识; 第五章 介绍了FX系列可编程控制器编程元件及指令系统 ; 第六章 介绍了FX系列可编程控制器的程序设计方法 ; 第七章 介绍PLC控制变频器的方法及编程器和编程软件的使用 ; 教学重点： 以PLC 内容为主
2 F 4 10 B S 4 10 S
5 2 5
B——气隙间磁通密度(T)； S——吸力处气隙端面积( m 2 )； F——电磁吸力(N)。 当端面积S为常数时，吸力F与磁通密度 B 2 成正比，即F与磁通 2 成正比，反比于端面积S，即 式中
F 2 S
Date: 2014-8-4 Page: 22
Date: 2014-8-4
Page: 25
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
常用的灭弧方法和装置
1.电动力灭弧
下图是一种桥式结构双断口触头系统。当触头打开时，在断 口中产生电弧。电弧电流在两电弧之间产生如图所示的磁场。根 据左手定则，电弧电流要受到一个指向外侧的电动力F的作用， 使电孤向外运动并拉长，使其迅速穿越冷却介质，从而加快电弧 冷却并熄灭。交流接触器通常采用这种灭弧方法。
CH1 常用低压电器
• 可编程控制器技术是以硬接线的继电器—接 触器控制为基础，逐步发展为既有逻辑控制、 计时、计数，又有运算、数据处理、模拟量 调节、联网通信等功能的控制装置。它可通 过数字量或者模拟量的输入、输出满足各种 类型机械控制的需要。可编程控制器及有关 外部设备，均按既易于与工业控制系统联成 一个整体，又易于扩充其功能的原则设计。 可编程控制器已成为生产机械设备中开关量 控制的主要电气控制装置。
Page: 20
CH1 常用低压电器
常用的电磁机构型式：
（a）
（b）
（c）
• 衔铁沿棱角转动的拍合式铁心，如图（a）所示，其衔铁绕铁扼 的棱角转动，磨损较小，铁心一般用电工软铁制成，适用于直流 继电器和接触器。 • 衔铁沿轴转动的拍合式铁心，如图（b）所示，其衔铁绕轴转动， 铁心一般用硅钢片叠成，常用于较大容量交流接触器。 • 衔铁作直线运动的双E型直动式铁心，如图（c）所示，衔铁在线 圈内成直线运动，较多用于中小容量交流接触器和继电器中。
Date: 2014-8-4
Page: 24
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器 3.灭弧系统 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于 10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色 的光柱，即电弧。
电弧的危害 ： 延长了切断故障的时间； 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； 形成飞弧造成电源短路事故。 灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、 利用介质灭弧、改善触头表面材料 。
Date: 2014-8-4
PLC系统结构示意图 Page: 15
电气控制与PLC应用
PLC在现代化工厂应用 CH1 常用低压电器
Date: 2014-8-4
Page: 16
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
PLC已经是电气控制在各领域普及应用的设备
Date: 2014-8-4
Page: 17
按工作原理分：
电磁式电器：根据电磁感应原理进行工作，如交直流接触器、电磁式继电器等。
非电量控制电器：以非电物理量作为控制量进行工作，如按钮开关、行程开关、 刀开关、热继电器、速度继电器等。
Date: 2014-8-4 Page: 19
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
二、电磁式低压电器的基本结构 交流：硅钢片叠加 1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 直流：整块铸铁或铸钢 铁芯
Page: 7
电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
• 传统电气控制： • 继电器—接触器控制系统至今仍是许多生产机械 设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习更 先进电气控制系统的基础。它主要由继电器、接 触器、按钮、行程开关等组成，由于其控制方式 是断续的，故称为断续控制系统。它具有控制简 单、方便实用、价格低廉、易于维护、抗干扰能 力强等优点。但由于其接线方式固定，灵活性差， 难以适应复杂和程序可变的控制对象的需要，且 工作频率低，触点易损坏，可靠性差。
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电气控制与PLC应用
CH1 常用低压电器
继电接触器控制柜：
Date: 2014-8-4
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CH1 常用低压电器
接触器控制站：
Date: 2014-8-4
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继电接触器控制原理图 CH1 常用低压电器
Date: 2014-8-4
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第一章 常用低压电器
第一节低压电器的基本知识 第二节接触器 第三节继电器 第四节主令电器 第五节开关电器
第六节熔断器
第七节低压断器 本章小结
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2 桥式触头灭弧原理 1一动触头；2一静触头
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CH1 常用低压电器 2.磁吹灭弧
在触头电路中串入吹弧线圈，该线圈产生的磁通经过导磁夹板引 向触头周围，在弧柱下方，两个磁通是相加的，而在弧柱上方是 彼此相减的，在下强上弱的磁场作用下电弧被拉长并吹入灭弧罩 中，电弧被拉长并受到冷却而很快被熄灭。它广泛应用于直流灭 弧装臵中（如直流接触器中）。
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CH1 常用低压电器 可编程控制器（PLC）整体式PLC
叠装式PLC
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大型PLC结构
模块式PLC
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电气控制与终闭合位置
触点按其原始状态可分为常开触点和常闭触点。原始 状态时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭合的触 点叫常开触点。原始状态闭合，线圈通电后断开的触 点叫常闭触点。线圈断电后所有触点复原。按触点控 制的电路可分为主触点和辅助触点。主触点用于接通 或断开主电路，允许通过较大的电流，辅助触点用于 接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。
Date: 2014-8-4
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电磁吸力和反力：
• 电磁铁工作时，线圈产生的磁通作用于衔铁，产生电磁吸力，并 使衔铁产生机械位移，衔铁在复位弹簧的作用下复位。作用在衔 铁上有两个力：电磁吸力由电磁机构产生，反力由复位弹簧和触 头弹簧产生。铁心吸合时要求电磁吸力大于反力，即衔铁位移方 向与电磁吸力方向相同；衔铁复位时要求反力大于电磁吸力。直 流电磁铁的电磁吸力公式为：
Date: 2014-8-4
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• 现代电气控制：
• 以软件手段实现各种控制功能、以微处理器为核心 的可编程控制器（Programmable Logic
Controller，PLC），是20世纪60年代诞生并 开始发展起来的一种新型工业控制装置。它 具有通用性强、可靠性高、能适应恶劣的工 业环境，指令系统简单、编程简便易学、易 于掌握，体积小、维修工作少、现场连接安 装方便等一系列优点，正逐步取代传统的继 电器控制系统，广泛应用于冶金、采矿、建 材、机械制造、石油、化工、汽车、电力、 造纸、纺织、装卸、环保等各个行业的控制 中。 在自动化领域，可编程控制器与 CAD/CAM、工业机器人并称为加工业自动化 的三大支柱，其应用日益广泛。 电气控制与PLC应用 Date: 2014-8-4 Page: 11
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接触器控制电路存在问题、不足
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• 随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进， 特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现， 不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上， 从手动控制发展到自动控制；在控制功能上，从简 单控制发展到智能化控制；在操作上，从笨重发展 到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬 接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计 算机为中心的网络化自动控制系统。现代电气控制 技术综合应用了计算机技术、微电子技术、检测技 术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技 术等先进的科学技术成果。
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PLC内部结构图
PLC基本单元
～110V/220V市电 现场用户输入设备 现场信号 按钮、开关 传感器 外部设备 编程设备 计算机 打印机等 通 讯 及 编 程 接 口 系 统 存 储 器 用 户 存 储 器 I/O 扩 展 接 口 输 入 部 件 微处理器（CPU） 运算器 控制器 输 出 部 件 电源变换器 现场用户输出设备 执行器 中间继电器 电磁阀 扩展设备 扩展单元 通讯模块 功能模块
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主讲老师： 计算机与信息学院自动化系 陈政石教授
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内容提要
1. 本教材汇聚了“工厂电气控制”与“可编程序控制器” 两门课程的重要内容 2. 全书共分两篇(七章)第一篇 共三章,第二篇共四章 第一篇 电气控制 第一章 介绍常用低压电器; 内容简讲 第二章 介绍电器控制线路的基本规律 ; 讲课自学兼顾 第三章 介绍电器控制线路的一般设计方法. 第二篇 可编程序控制器 第四章 介绍可编程序控制器的基本知识; 第五章 介绍了FX系列可编程控制器编程元件及指令系统 ; 第六章 介绍了FX系列可编程控制器的程序设计方法 ; 第七章 介绍PLC控制变频器的方法及编程器和编程软件的使用 ; 教学重点： 以PLC 内容为主
2 F 4 10 B S 4 10 S
5 2 5
B——气隙间磁通密度(T)； S——吸力处气隙端面积( m 2 )； F——电磁吸力(N)。 当端面积S为常数时，吸力F与磁通密度 B 2 成正比，即F与磁通 2 成正比，反比于端面积S，即 式中
F 2 S
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常用的灭弧方法和装置
1.电动力灭弧
下图是一种桥式结构双断口触头系统。当触头打开时，在断 口中产生电弧。电弧电流在两电弧之间产生如图所示的磁场。根 据左手定则，电弧电流要受到一个指向外侧的电动力F的作用， 使电孤向外运动并拉长，使其迅速穿越冷却介质，从而加快电弧 冷却并熄灭。交流接触器通常采用这种灭弧方法。
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• 可编程控制器技术是以硬接线的继电器—接 触器控制为基础，逐步发展为既有逻辑控制、 计时、计数，又有运算、数据处理、模拟量 调节、联网通信等功能的控制装置。它可通 过数字量或者模拟量的输入、输出满足各种 类型机械控制的需要。可编程控制器及有关 外部设备，均按既易于与工业控制系统联成 一个整体，又易于扩充其功能的原则设计。 可编程控制器已成为生产机械设备中开关量 控制的主要电气控制装置。
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常用的电磁机构型式：
（a）
（b）
（c）
• 衔铁沿棱角转动的拍合式铁心，如图（a）所示，其衔铁绕铁扼 的棱角转动，磨损较小，铁心一般用电工软铁制成，适用于直流 继电器和接触器。 • 衔铁沿轴转动的拍合式铁心，如图（b）所示，其衔铁绕轴转动， 铁心一般用硅钢片叠成，常用于较大容量交流接触器。 • 衔铁作直线运动的双E型直动式铁心，如图（c）所示，衔铁在线 圈内成直线运动，较多用于中小容量交流接触器和继电器中。
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CH1 常用低压电器 3.灭弧系统 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于 10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色 的光柱，即电弧。
电弧的危害 ： 延长了切断故障的时间； 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； 形成飞弧造成电源短路事故。 灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、 利用介质灭弧、改善触头表面材料 。
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PLC系统结构示意图 Page: 15
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PLC在现代化工厂应用 CH1 常用低压电器
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PLC已经是电气控制在各领域普及应用的设备
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按工作原理分：
电磁式电器：根据电磁感应原理进行工作，如交直流接触器、电磁式继电器等。
非电量控制电器：以非电物理量作为控制量进行工作，如按钮开关、行程开关、 刀开关、热继电器、速度继电器等。
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二、电磁式低压电器的基本结构 交流：硅钢片叠加 1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 直流：整块铸铁或铸钢 铁芯
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• 传统电气控制： • 继电器—接触器控制系统至今仍是许多生产机械 设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习更 先进电气控制系统的基础。它主要由继电器、接 触器、按钮、行程开关等组成，由于其控制方式 是断续的，故称为断续控制系统。它具有控制简 单、方便实用、价格低廉、易于维护、抗干扰能 力强等优点。但由于其接线方式固定，灵活性差， 难以适应复杂和程序可变的控制对象的需要，且 工作频率低，触点易损坏，可靠性差。
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第一节低压电器的基本知识 第二节接触器 第三节继电器 第四节主令电器 第五节开关电器
第六节熔断器
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