第一章 控制电器
PLC教程1-电气控制基础
PNP型接近开关接线图
内部 电路
棕
负载
蓝
两线制接近开关接线图
+ DC+10-24V -
+ DC -
棕 接 蓝正 接 黑负 接 信 号 线
23
1.10 温度传感器
温度传感器
温度传感器
Pt
热电阻
Cu
热电偶
半导体
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第二节 电机 电机
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2.1 电机分类
电动机也称电机（俗称马达），在电路中用字 母“M”表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为 用电器或各种机械的动力源。
12
1.5 接触器
13
1.6 继电器
继电器
继电器是一种根据特定形式的 输入信号而动作的自动控制电器。 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作 或者是电路参数的变化。
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1.6 继电器
电磁式继电器的结构及工作原理与接触器类似，也是由电磁机 构和触头系统构成。
步进电机常用于低转速，精度要求不高的场 合。
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2.4 伺服电机
伺服电机
伺服电动机又分为直流和交流伺服电动机两 大类。
伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程 的闭环反馈控制系统。
我公司的伺服电机实际上是一个永磁同步电 机，通过编码器构成伺服电机，编码器的精度 决定了伺服电机的精度。一个伺服系统关键在 于伺服驱动器，伺服驱动器的性能决定了伺服 系统的性能。
19
1.8 开关电源
开关电源
开关电源是维持稳定输出电压 的一种电源。
我们常用的直流开关电源其功 能就是将电能质量较差的原生态电 源（粗电），如市电电源，转换成 满足设备要求的质量较高的直流电 压（精电）。
电气控制与PLC应用-电气控制实训教案
电气控制与PLC应用-电气控制实训教案第一章：电气控制基础1.1 电气控制概述了解电气控制的基本概念、分类和应用领域。
掌握电气控制系统的组成和功能。
1.2 常用低压电器熟悉常用的开关、接触器、继电器、保护器等低压电器的结构和原理。
学习电器符号和功能，并能够识别和应用。
第二章：电气控制线路设计2.1 控制电路的基本设计原则掌握控制电路设计的基本原则和方法。
学习如何选择合适的控制电器和保护元件。
2.2 常用控制电路学习常用的控制电路图和原理，如启动、停止、正反转、调速等。
分析实际电路图，并进行解读和应用。
第三章：PLC基础3.1 PLC概述了解PLC的定义、功能和工作原理。
掌握PLC的组成部分和各部分的作用。
3.2 PLC编程软件的使用学习PLC编程软件的安装和界面操作。
熟悉编程软件的功能和编程的基本操作。
第四章：PLC编程技术4.1 PLC编程语言学习PLC编程的基本语言，如指令表、逻辑功能图、功能块图等。
掌握不同编程语言的特点和应用场景。
4.2 常用PLC指令学习常用的PLC指令及其功能和使用方法。
掌握指令的编程和应用技巧。
第五章：电气控制与PLC应用实例5.1 电动机控制实例分析电动机控制系统的需求，设计电气控制电路。
利用PLC实现电动机的控制，并进行编程和调试。
5.2 自动化生产线实例了解自动化生产线的组成和工作原理。
学习如何利用PLC实现生产线的控制和自动化。
第六章：常用PLC品牌及选型6.1 常用PLC品牌介绍熟悉国内外常见的PLC品牌，如西门子、三菱、欧姆龙等。
了解各品牌PLC的特点、性能和应用领域。
6.2 PLC选型原则掌握PLC选型的原则和步骤。
学习如何根据实际应用需求选择合适的PLC型号。
第七章：PLC系统设计与调试7.1 PLC系统设计学习PLC系统设计的一般流程和方法。
掌握PLC系统硬件选型、软件编程、参数设置等环节。
7.2 PLC系统调试与维护学习PLC系统的调试方法和技巧。
第1章常用低压控制电器
图1-6所示的是一种桥式结构双断口触头，当触头打开时， 在断口处产生电弧，电弧电流在两电弧间产生图中所示的磁 场（右手定则），根据左手定则，电弧电流要产生一个指向 外侧的电动力，使电弧向外运动并拉长，迅速穿越冷却介质 而加快冷却并熄灭。
• 电弧产生的条件：
1、触头断开后电流在0.25~1A之间 2、触头断开后电压在12~20V之间 上述两条件同时满足时即产生电弧
4. 接触器的工作原理－－播放动画 • 当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生
电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头先断开，常 开触头后闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消 失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常开触头 先断开，常闭触头后闭合。
图形水 平放置 时逆时 针旋转 90度
按动原理作分：有电磁式继电器、感应式继电器、电动式继 电器、电子式继电器和热继电器。
按输入信号的不同来分：有电压继电器、中间继电器、电流 继电器、时间继电器、速度继电器等。
1.3.1 电磁式继电器
1. 电磁式继电器的结构与工作原理
常用的电磁式继 电器有电压继电器、 中间继电器和电流继 电器。
1.2.1 结构和工作原理
2. 触头系统 触头是接触器的执行元 件，用来接通或断开被 控制电路。触头按其原 始状态可分为常开触头 和常闭触头：原始状态 时（即线圈未通电）断 开，线圈通电后闭合的 触头叫常开触头；原始 状态闭合，线圈通电后 断开的触头叫常闭触头 （线圈断电后所有触头 复原）。
图1-4 触头结构形式图 a）桥形触头 b）指形触头
1.2.3 接触器的主要技术参数与选用
1. 接触器的型号及代表意义
1.2.3 接触器的主要技术参数与选用
2. 接触器的主要技术参数及选用原则
《电机与拖动基础》教学大纲
山西大同大学工学院《电机与拖动基础》教学大纲大纲适用：自动化专业、电气工程及自动化等相关专业总学时：80学时，4学分编写：机电工程系执笔：王官升一、大纲说明（一）课程的性质和任务本课程是自动化专业、电气工程及自动化等相关专业的一门专业技术基础课，其任务是使学生掌握电机的基本结构、工作原理和性能参数，电力拖动系统的各种运行方式、动静态性能分析以及电机选择和实验方法，电力拖动系统的基本理论，计算方法；同时要求掌握基本的实验方法和操作技能以及常用电气仪表（器）的使用。
为进一步学习“电力电子拖动自动控制系统”、“PLC控制系统”等课程准备必要的基础知识。
（二）本课程与其它课程的关系学习本课程必须具备“电路原理”或“电工基础”课程的基本知识。
三、教学内容及基本要求绪论第一章电机的基本原理第一节电磁感应掌握电磁感应定律及物理意义第二节机电能量转换基本原理了解磁路的基本概念和分析方法第三节电机的基本结构与工作原理掌握电机的基本原理和结构第四节电机的能量损耗与发热理解电机的能量损耗与发热过程第二章电力拖动系统的动力学基础第一节电力拖动系统的运动方程掌握电力拖动的系统的运动方程，并能熟练运用于电力拖动系统的分析和研究第二节生产机械的负载转矩特性了解生产机械的负载特性，掌握各种负载特性的特点第三节电力拖动系统的稳态分析——稳定运行的条件掌握电力拖动系统的稳态分析方法，并能用于分析电力拖动系统的稳定问题第四节电力拖动系统的动态分析——过渡过程分析第五节多轴系统电力拖动系统的简化第三章直流电机原理第一节直流电机工作原理及结构掌握直流电机的基本原理和结构第二节直流电机电枢绕组磁场掌握直流电机的电枢绕组和磁场的磁通分布第三节电枢绕组感应电动势和电磁转矩掌握感应电动势和电磁转矩的计算方法第四节直流电机的基本方程和工作特性了解直流电机的基本方程和工作特性第四章直流电动机拖动基础第一节直流电动机机械特性分类第二节他励直流电动机的机械特性了解他励直流电动机的机械特性第三节他励直流电动机的起动了解他励直流电动机的起动第四节他励直流电动机的调速掌握他励直流电动机的调速指标、方法、方式与负载类型第五节他励直流电动机的制动了解他励直流电动机的制动第六节他励直流电动机的四象限运行第五章变压器第一节变压器的用途、结构及铭牌掌握变压器的基本原理与结构第二节变压器的空载运行和负载运行了解变压器的空载运行和负载运行第三节变压器的等效电路和参数测定掌握变压器的等效电路和参数测定第四节变压器的运行特性了解变压器的运行特性第五节三相变压器掌握三相变压器的结构特点第六节其它用途的变压器第六章交流电机的旋转磁场理论第一节电枢绕组的磁动势了解电枢绕组的磁动势第二节旋转磁场的形成和特点理解旋转磁场的形成和特点第三节交流电机的主磁通和漏磁通理解交流电机的主磁通和漏磁通第七章异步电机原理第一节概述第二节三相异步电动机的结构及工作原理掌握异步电机的结构和运行方式第三节异步电动机转子静止时的电磁关系掌握异步电动机的电磁关系第四节异步电动机转子旋转时的电磁关系理解异步电动机的功率关系，转矩的关系第五节对称运行的等值电路及相量图第六节负载运行的功率和转矩第七节异步电动机负载运行的功率和转矩第八节三相异步电动机的工作特性了解异步电机的工作特性第八章同步电动机的原理第一节同步电动机的结构和工作原理掌握同步电动机的结构和基本工作原理第二节同步电动机电压方程式和相量图第三节同步电动机电压平衡方程式和相量图能掌握同步电动机的电压方程和相量图第四节同步电动机功率方程功角特性理解同步电机的功率方程和功角特性第五节同步电动机的功率因数及U形曲线理解同步电动机的功率因数调节和U形曲线第八章交流电机拖动基础第一节异步电动机的机械特性理解异步电动机的机械特性第二节异步电动机的起动掌握异步电动机的起动方式第三节异步电动机的调速了解异步电动机的调速方法第四节异步电动机的制动了解异步电动机主要的三种制动方法第十章电力拖动系统电动机的选择第一节电动机的型号和铭牌参数理解电动机的型号和铭牌参数第二节电动机的绝缘等级与工作制分类了解电动机的绝缘材料及工作制分类第三节不同工作制下电动机的功率选择了解电动机不同工作制下的功率选择第四节电动机额定数据的选择理解电动机的额定数据第十一章特种电机第一节单相异步电动机掌握单相异步电动机的工作原理及分类第二节磁阻式同步电动机了解磁阻式同步电动机的工作原理、基本结构与起动问题第三节磁滞式同步电动机了解磁滞同步电动机的基本结构及工作原理第四节步进电动机了解步进电动机的基本结构及工作原理第六节直线电动机了解直线电动机的基本结构及工作原理。
第一章3开关及主令电器
光电开关的作用
光电开关能非接触、无损伤地检测各种固体、 液体、透明体、烟雾等。它具有体积小、 功能多、寿命长、功耗低、精度高、响应 速度快、检测距离远和抗光、电、磁干扰 性能好等优点。它广泛应用于各种生产设 备中作为物体检测、液位检测、行程控制、 产品计数、速度监测、尺寸控制、宽度鉴 别、色斑与标记识别、自动门、人体接近 开关和防盗警戒等，成为自动控制系统和 生产线中不可缺少的重要元件。
（二）光电开关 光电开关又称为无接触检测和控制开关。它是利 用物质对光束的遮蔽、吸收或反射等作用，对物体的 位置、形状、标志、符号等进行检测。 光电开关是一种新兴的控制开关。在光电开关中最重 要的是光电器件，是把光照强弱的变化转换为电信号 的传感元件。光电器件主要有发光二极管、光敏电阻、 光电晶体管、光电藕合器等，它们构成了光电开关的 传感系统。
胶盖闸刀开关外形结构：
开启式负荷开关——胶盖闸刀开关
封闭式铁壳闸刀开关
铁壳开关外形结构
图形文字符号：
封闭式铁壳闸刀开关型号的含义:
熔断器式刀开关外形结构：
HR6型系列
HR5系列
刀开关选用原则
1）刀开关类型、极数及 操作方式的选择 2）刀开关额定电压的选择 3）刀开关额定电流的选择
二 组合开关
1、直动式行程开关
2、滚动式行程开关
3、微动开关
具有瞬时动作和微小行程的灵敏开关，采用弓簧片 的顺动机构，发生变形时存储的能量完成快速动作。
行程开关在选用时，主要根据被控电路的特点、要 求以及生产现场条件和所需要的触点的数量、种类 等综合因素来考虑选用其种类；根据机械位置对开 关型式的要求和控制线路对触点的数量要求以及电 流、电压等级来确定其型号。 例如：直动式行程开关的分合速度取决于挡块的移 动速度，当挡块的移动速度低于0.4m/min时，触点 分断的速度将很慢，触点易受电弧烧灼。这种情况 下就应采用带有盘型弹簧机构能够瞬时动作的滚轮 式行程开关。
电气控制与PLC第一章
额定电流接触器铭牌额定电流是指主触点的额定电流。通 常用的电流等级为： 直流接触器：25A，40A，60A，100A，250A，400A， 600A。 交流接触器：5A，10A，20A，40A，60A，100A，150A， 250A，400A，600A。 上述电流是指接触器安装在敞开式控制屏上，触点工作不 超过额定温升，负载为间断—长期工作制时的电流值。所谓间 断—长期工作制是指接触器连续通电时间不超过8h。若超过8h， 必须空载开闭三次以上，以消除表面氧化膜。如果上述诸条件 改变了，就要相应修正其电流值。
触点、辅助触点又恢复到原来的状态。
常用典型交流接触器介绍
1. 空气电磁式交流接触器 典型产品有：CJ10、CJ12、CJ20、CJ21、CJ26、 CJ29、 CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、3TF系列 交流接触器等。 2. 切换电容器接触器 专用于低压无功补偿设备中投入或切除并联电容器组， 以调整用电系统的功率因素。 常用产品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX4 、 CJX2A、 LC1-D、6C系列等。
接触器的图形、文字符号
常开触点－合 线圈得电，衔铁吸合触点动作 常闭触点－断 常开触点－断 线圈失电，衔铁释放触点复位 常闭触点－合 表示符号： KM 线圈
KM
动合(常开)主触点 动合(常开)辅助触点 KM KM
用于主电路 流过的 大电流 (需加灭弧 装置) 用于控制电路流过 的小电流 (无需加 灭弧装置)
直流线圈：细而长，无骨架。
铁芯 衔铁 线圈
（2）电磁机构工作原理 1） 反力特性
a) 反力特性
电磁机构反力特性与吸力特性 b) 交流电磁机构吸力特性 c) 直流电磁机构吸力特性
2） 吸力特性
plc复习资料
第一章常用低压电器【掌握内容】1.电器：概念；分类概念：对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护作用，在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用广泛分类：按工作电压等级分类:▪高压电器：AC1200V、DC1500V及以上电路中的电器。
▪低压电器：AC1200V、DC1500V以下电路中的电器。
按动作原理分类：▪手动电器：通过人的操作发出动作指令的电器。
▪自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器。
按用途分类：▪控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。
▪配电电器：用于电能的输送和分配的电器。
▪主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器。
▪保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。
▪执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。
2.接触器：结构和工作原理；分类及特点；主要技术参数。
结构：工作原理：当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。
当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。
3.继电器：概念；电压、电流继电器；中间继电器及固态继电器；时间继电器；热继电器；速度继电器。
概念：用于控制与保护电路中作信号转换用的电器。
电流继电器：根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器过电流继电器：当电路发生短路及过流时立即将电路切断●线圈电流小于整定电流时，继电器不动作●线圈电流超过整定电流时，继电器才动作●动作电流整定范围：交流为(110％～350％)IN，直流为(70％～300％)IN欠电流继电器：当电路电流过低时立即将电路切断●线圈电流大于或等于整定电流时，继电器吸合●线圈电流低于整定电流时，继电器释放●动作电流整定范围：吸合电流为(30％～50％)IN释放电流为(10％～20％)IN●一般自动复位电压继电器：根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器过电压继电器：动作电压整定范围为(105％～120％)UN欠电流继电器：吸合电压调整范围为(30％～50％)UN释放电压调整范围为(7％～20％)UN中间继电器：本质上是一种电压继电器，工作原理与接触器相同。
2.电器控制-第一章
主触头 动铁心
常开吸辅引助线触圈头 静铁心
交流接触器结构图
一、接触器的结构及工作原理
交流接触器结构示意图 1-动触头 2-静触头 3-衔铁 4-弹簧 5-线圈 6-铁心 7-垫毡 8-触头弹簧 9-灭弧罩 10-触头压力弹簧
1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。
灭弧装置 -----熄灭电弧
※ 工作原理： 当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电
磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开 触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔 铁在释放弹簧的作用下降放，使触点复原，即常开触点断开， 常闭触点闭合。
一、接触器的结构及工作原理
触头系统
按原始状态分：常开触头、常闭触头 按动作时间分：延时触头、瞬动触头
延时机构 -----由气室、传动机构组成
通电延时型空气式时间继电器结构与动作原理
出气孔
进气孔 调节螺钉
橡皮膜
延时触头
释放弹簧 反力弹簧
动铁心
静铁心
活塞 线 圈
杠杆 瞬动触头
通电延时型空气式时间继电器结构和动作原理
断电延时型空气式时间继电器结构和动作原理
按动 作原 理分
电磁式继电器 电压 感应式继电器 电流
电动式继电器
电子式继电器
速度继电器
热继电器
压力继电器
用 控制用 途 保护用
3. 特性： 继电特性曲线
4. 参数： 返回系数 （K=x1/x2) 吸合时间 (从线圈接受信号到衔铁完全吸合所需时间） 释放时间 （从线圈失电到衔铁完全释放所需时间）
KT KT
KT KT
KT
KT
电气控制基础培训课程PPT(共 44张)
第一节 控制电器
信以致远捷行弘毅
常见的控制电器
Wang yan弘毅
刀开关
刀开关是一种手动电器，由操作手柄、 触刀、静插座和绝缘地板组成；按刀数可分 为单极、双极和三极。
刀开关是一种手动配电电器。 它主要用来隔离电源、手动接通或断开 交直流电路，也可用于不频繁的接通与分断 额定电流以下的负载，如小型电动机、电炉 等。
Wang yang
第一节 控制电器
信以致远捷行弘毅
控制电器分类：
（一）按用途分 1） 控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器，各种控 制继电器等。 2）主令电器：用于自动控制系统中发送控制指令的电器。如：控制按钮、主 令开关、行程开关、转换开关等。 3）保护电器：用于保护电设备的电器。如：熔断器、热继电器、避雷器等。 4）执行电器：指用于完成某种动作或传动功能的电器。如：电磁铁、电磁阀 等。 （二）按工作原理分 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） 非电量控制电器：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。
Wang yang
Wang yang
1.7 编码器
信以致远捷行弘毅
编码器
它是一种将旋转位移转换成一 串数字脉冲信号的旋转式传感器， 这些脉冲能用来控制角位移，如果 编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在 一起，也可用于测量直线位移。
KM
KM
a)
b)
c)
接触器的符号 a) 线圈 b) 常开触头 c) 常闭触头
1.5 接触器
信以致远捷行弘毅
Wang yang
Wang yang
电机与电器控制第一章1 低压电器概述
图1－3 触头的三种接触形式
a) 点接触 b）线接触 c）面接触
图1-4 不同接触形式的触头结构
a)采用点接触的桥式触头 b)采用面接触的桥式触头 c)采用线接触的指形触头
（二）接触系统的静态机械特性与参数
触头每工作一次（接通与断开），经历四个工作状态： 1. 断开状态 如图1-5a 所示，要求动、静触头间的距离S1足够大， 保证在线路规定的容许电压与电流作用下，不致发生击穿或 电弧重燃现象。 2. 关合过程 如图1-5b、c、d 所示，从断开状态到闭合状态的转换 过程，要求动触头具有一定的关合速度V1，藉以保证触头 迅速可靠地接通，而不致引起严重的碰撞弹跳现象。
3．选用低压电器的注意事项 （1）明确控制对象的分类和使用环境。 （2）明确有关的技术数据，如控制对象的额定电压、 额定功率、操作特性、起动电流倍数和工作制等。 （3）了解电器的正常工作条件，如周围温度、湿度、 海拔高度、震动和防御有害气体等。 （4）了解电器的主要技术性能，如用途、种类、控制 能力、通断能力和使用寿命等。
（1）从结构上来看，交流电磁铁的线圈有骨架式； 因为铁心中有磁滞损耗和涡流损耗，为防止热量传给线圈。
直流电磁铁的线圈多是无骨架的。 （2）交流电磁铁的结构：粗短型（减少铁心与线圈的 接触面，以满足散热的需要）； 直流：细长型。 （3）交流电磁铁的铁心由硅钢片叠加，以减少涡流、 磁滞损耗； 直流电磁铁的铁心一般由整块钢制成。
图1-7 双断口结构的电动力 吹弧效应
1－静触头 2－动触头 3—电弧
图1-8 磁吹灭弧原理
1－磁吹线圈 2－铁芯 3－导磁夹板 4－引弧角 5－灭弧罩 6－动触头 7－磁场方向 8－静触头
2. 磁吹灭弧装置 灭弧装置设有与触点串联的磁吹线圈，电弧在吹弧线 圈的作用下受力拉长，从触点间吹离，加速了冷却而熄灭。 为了加强灭弧效果，在线圈中央穿有铁芯，其两端平 行地设置夹着灭弧室的导磁钢板。 串联磁吹线圈的吹弧效果仅在触头分断大电流时很明 显，分断小电流时则效果较差，往往要同时采取几种灭弧 措施。
电气控制技术_第一章
F I
F f ( )
I f ( )
0
1
2
直流电磁机构的吸力特性
结论：直流电磁机构的电磁吸力在衔铁闭合前后变化很大； 直流电磁机构中的流过线圈的电流在衔铁闭合前后不变。
交流电磁机构的吸力特性
假设线圈电压不变，则有：
U E 4.44 f N U 4.44 fN
当频率、匝数和电压都为常数时，磁通为常数时：
2）电弧的危害
烧灼触点，降低电器的寿命和电器工作的可靠性。
使触点的分断时间延长，严重的会产生事故。
灭弧装臵
灭弧措施：降低电弧温度和电场强度。 常用的灭弧方法有：拉长电弧、冷却电弧和电弧分段 常用的灭弧装臵： 1）磁吹式灭弧装臵（广泛应用于直流接触器中） 磁吹灭弧装臵：利用电弧电流本身灭弧，电弧电流愈大，吹弧能力也 越强。由于直流电弧比交流电弧难以熄灭，直流接触器常采用磁吹式 灭弧装臵灭弧。
综上：①衔铁动作与否取决于线圈两端的电压。 ②直流电磁机构的衔铁动作不改变线圈电流。 ③交流电磁机构的衔铁动作改变线圈电流。
说明：衔铁卡住不能吸合，或者频繁动作，交流电
压线圈可能烧毁。
对于可靠性要求高，或频繁动作的控制系统 采用直流电磁机构，而不采用交流电磁机构。
反力特性：指电磁机构反作用力（阻力）与气隙的关 系曲线。 电磁机构的反力：作用弹簧、摩擦阻力和衔铁的重量。 电磁机构的反力特性如图：F
2、工作原理：
线圈通电，衔铁吸合，常闭触头断开，常 开触头闭合；线圈断电，衔铁释放，触头恢复 常态，常开触头断开，常闭触头闭合。 为防止铁心振动，需加短路环。 交流接触器：线圈通以交流电，主触点接 通、切断交流主电路。
接触器的结构及工作原理
如图所示，交流接触器主
第一章 电气控制柜基本知识
成套式：即低压成套开关设备，它是由制造厂装 配完成的，由制造厂根据用户一次接线（主接线）的要求， 将各种一次电器元件、辅助回路以及连接件、绝缘支持件和 辅助件等固定连接后安装在外壳内而构成的成套配电设备。 低压成套开关设备主要由低压开关柜、配电箱等。
1.1 低压电器的种类与主要性能参数
1.1 低压电器的种类与主要性能参数
• 1.1.2 低压电器的主要性能参数 • 1.额定电压与绝缘能力 • 2.额定电流 • 3.额定通断能力 • 4.动、热稳定性 • 5.操作频率和寿命
1.2 低压电器的发展趋势
1.2.1 我国低压电器的发展历程
20世纪60---70年代，在模仿的基础上设计开发了第一 代有统一标准的产品。
1.4.1 高压电器的总体发展趋势
1.组合化、成套化、模块化 2.大容量、高参数 3.机电一体化（智能化） 4.免（少）维护 5.选相分、合闸断路器 6.无油化与环保 7.各专业趋势融合
1.4 高压电器的发展趋势
1.4.2 高压断路器的现状与技术发展 1.SF6 断路器 2.真空断路器
1.4.3 高压电器的市场前景
1.1 低压电器的种类与主要性能参数
• 配电箱：配电箱一般体积比较小，结构简单，四面封闭， 用途单一，控制保护，易于维护。一般不直接安装在地面 或底座上，最常采用挂装的形式。配电箱一般指小三箱： 开关箱、照明箱、计量箱、插座箱、非标箱等，种类太 多。
• 配电盘：无外壳体的、开放式的配电设备。配电盘一般 （板）一般为一平面板，上面安装元件，固定在墙上、支 架上或设备上，一般用于低压。如在一块绝缘板上有空气 开关、熔断器、漏电保护器等，配电盘是老式的，上面的 元器件全部是就地安装。安装在发电站、变电站以及用电 量较大的电力用户中，上面装着各种控制开关、监视仪表 及保护装置。
山东理工大学PLC课件第1章_常用低压控制电器_1.1-1.4教材
【注】教材P4上对交直流接触器的定义值得商榷。
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1.2 接触器（contactor）
➢接触器的类型：
按结构分类
机械式接触器(mechanical contactor)：仅有一个休止 位置，能接通、承载和分断正常电路条件(包括过载 运行条件)下的电流的非手动操作的机械开关电器。
本章学习要求、重点、难点
➢学习要求
掌握常用低压电器的基本概念、定义、结构、工作 原理和用途。 能够基本正确地选用常用低压电器。
➢本章重点
常用低压电器的结构、工作原理、用途和选用方法。
➢本章难点
常用低压电器选用方法。
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1.1.1 电器的分类 1.1.2 电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器 1.1.3 我国低压控制电器的发展概况
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1.1 概述
➢低压电器是机械传统的继电-接触器控制的基础电 器，在目前的机电一体化产品控制中仍然起着重 要作用。
➢电器：
广义上泛指所有用电的器具。如家用电器、民用电 器、农用电器、工业用电器、军用电器、防爆电器 等等。
从电气专业角度上来讲，主要是指用于对电路进行 接通、分断，对电路参数进行变换，以实现对电路 或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作 用的电工装置、设备和元件。
塑壳式断路器（即可手动，又可自动）
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1.1.1 电器的分类
➢3、按功能分类
控制电器（control apparatus）：主要用于控制受 电设备，使其达到预期要求的工作状态的电器。
四川省自考电气与可编程可编程控制技术复习题
四川省自考电气与可编程可编程控制技术复习题第一章常用低压控制电器一、单项选择题1、电磁机构中，吸引线圈的作用是【A】A、将电能转化成磁场能量B、将磁场能转化成电能C、接通电路D、断开电路2、交流接触器铁心上的短路环的作用是【A】A、消除铁心振动B、便于散热C、减缓铁心冲击D、增大铁心磁通3、把线圈额定电压为220V 的中间继电器线圈误接入380V 的交流电源上会发生的问题是【C】A、中间继电器正常工作B、中间继电器强烈震动C、烧毁线圈D、烧毁触点4、交流接触器线圈通以交流电，用来分断或接通主电路的是交流接触器中的元件是【B】A、辅助触点B、主触点C、线圈D、衔铁5、交流接触器的电气文字符号是【D】A、KAB、KTC、SBD、KM6、接触器的自锁环节在电动机电路中的作用是【B】A、过电流保护B、欠电压保护C、长期过载D、过电压保护7、电磁式交流接触器的铁心端面上必须安装的短路环的材质是【B】A、铝制B、铜制C、合金D、铂材料8、下面不是接触器的组成部分【D】A、电磁机构B、触点系统C、灭弧装置D、脱扣机构9、电磁机构中衔铁可靠地被吸住的条件是【C】A、电磁吸力等于弹簧反力B、电磁吸力小于弹簧反力C、电磁吸力大于弹簧反力D、电磁吸力大于等于弹簧反力10、热继电器中双金属片的弯曲作用是由于双金属片【C】A、温度效应不同B、强度不同C、膨胀系数不同D、所受压力不同11、热继电器在电动机电路中的作用是【C】A、过电流保护B、欠电压保护C、长期过载保护D、过电压保护12、热继电器器的电气文字符号是【D】A、FUB、KMC、KAD、FR13、热继电器中的热元件串接于电动机的【A】A、主电路B、控制电路C、照明电路D、电源电路14、热继电器中的常闭触头串接于电动机的【B】A、主电路B、控制电路C、照明电路D、电源电路15、熔断器是在电动机电路中的作用是【C】A、过电流保护B、欠电压保护C、短路保护D、过电压保护16、熔断器的电气文字符号是【A】A、FUB、KMC、KAD、FR17、在控制线路中，速度继电器所起到的作用是【D】A、过载保护B、过压保护C、欠压保护D、速度检测18、速度继电器主要用于笼型异步电动机的【C】A、正反转控制B、启动控制C、停车控制D、反接制动19、低压断路器的作用是【A】A、有短路保护，有过载保护B、有短路保护，无过载保护C、无短路保护，有过载保护D、无短路保护，无过载保护20、刀开关安装时，手柄要求放置的方向是【C】A、向左B、向右C、向上D、向下21、位置开关是利用运动部件的行程位置实现控制的电器元件，常用于【C】A、正反转B、远程C、自动往返D、点动22、单向运行的三相异步电动机反接制动控制线路中，速度继电器触头复位时，转速低于【D】A、150r/minB、130r/minC、110r/minD、100r/min23、通电延时型时间继电器常开触点的电气符号是【D】24、时间继电器通电延时型常开触点的动作特点是【B】A、线圈得电后，触点延时断开B、线圈得电后，触点延时闭合C、线圈得电后，触点立即断开D、线圈得电后，触点立即闭合25、利用机械部件位移来切换电路的自动电器是【D】A、速度继电器B、接触器C、热继电器D、行程开关二、判断改错题1、电流继电器的线圈应与负载串联，线圈匝数少且线径粗。
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2.切换电容接触器
专用于低压无功补偿设备中投入或切除并联电容器，以调整用电系 统的功率因素。带有抑浪涌装置。
3.智能化接触器
装有智能化电磁系统，并具有与数据总线及与其他设 备之间相互通信的功能，本身还具有对运行工况自动识别、 控制和执行的能力。 国内无此产品，日本富士电机公司的NewSC系列交流 接触器、美国西屋公司的A系列智能化接触器、ABB公司 的AF系列智能化接触器等。
电电空 直 子动气 流 式式阻 电 尼 磁 式 式
1）按操作方式分
• 手动电器：通过人力操作而动作的电器。
（如：刀开关、按钮、转换开关）
• 自动电器：按照信号或某个物理量的变化
而自动动作的电器。（如：低压断路器、 接触器、继电器）
2）按控制作用分
• 执行电器 : 用来完成某种动作或传递功率。 （如：电磁铁） • 控制电器：用来控制电路的通断。 （如：开关、按钮、继电器、接触器） • 主令电器：用来控制其它自动电器的动作，以 发出控制“指令”。（如：按钮、转换开关） • 保护电器：用来保护电源、电路及用电设备， 使它们不致在短路、过载状态下运行，免遭损 坏。（如：熔断器、热继电器）
(3) 型号:
- ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ 继电器 ┘ ∣ ∣ ∣ └ 常闭触头数 中间 -─┘ ∣ ∣ 设计序号----─┘ └─- 常开触头数
J Z
2、时间继电器
• 定义：从线圈通电或断电起，其触点经过一段时 间延时后才动作的继电器。（文字符号：KT）。 适用于定时控制 • 常用的时间继电器：电磁式、阻尼式、电子式 （晶体管、数字式）。
• 延时方式：通电延时和断电延时。
空气式延时继电器
延时继电器的外形与结构
时间继电器触点类型符号
通 电 式
断
电
式
瞬 时 动 作 延 时 动 作
常开触点
常闭触点 常开触点 通电后 延时闭合 常闭触点 通电后 延时断开 常闭触点 断电后 延时闭合 常开触点 断电后 延时断开
KT
KT
KT
KT
时间继电器的工作原理
1. 了解常用低压电器的结构、功能和用途。
2. 掌握常用低压电器的工作原理。
3. 掌握常用低压电器的电工表示符号。
第一节 低压电器的基本知识
• 电器定义：一种能控制电路的设备。
• 低压电器：用于交流1200V、直流1500V以 下的电路中起通断、保护、控制或调节作 用的电器产品。 • 高压电器：交流1200V以上、直流1500V及 以上。
2. 电磁式低压电器
• 低压电器一般由感测部分和执行部分组成。 • 在各种低压电器中，电磁式低压电器应用很 多，它们结构相似，原理相同。
电磁式低压电器基本结构
（1）电磁系统
电磁系统是电磁式电器元件的感受部件，它的作用是 将电磁能转换成为机械能，并带动触点闭合或断开。它通 常采用电磁铁的形式，由电磁线圈、静铁心（铁心）、动 铁心（衔铁）等组成，其中动铁心与动触点支架相连。
第三节 继电器
定义：继电器是一种根据电量（电流、电压 ）或非电量（时间、速度、温度、压力等） 的变化自动接通和断开控制电路，以完成控 制或保护任务的电器。 继电器和接触器的结构和工作原理大致相同
与接触器的主要区别在于：
区别
接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置， 一 般只能在一定的电压作用下动作。 继电器：用于控制电路，电流小（继电器触头 容头量较小，不大于5A ），无灭弧 装置，可在各种电量或非电量的作用 下动作。
按功能可分为：主触点和辅助触点。主触点用于接通和 分断主电路，体积较大，一般由三对常开触头组成；辅 助触点用于接通和分断二次电路，体积较小，有常开和 常闭两种，还能起互锁和联锁作用。如CJ0-20系列交流 接触器有三对常开主触头、两对常开辅助触头和两对常 闭辅助触头。 按形状可分为：桥式触点和指形触点 。桥式触点又分为 点接触桥式触点和面接触桥式触点。 按位置可分为：静触点和动触点。静触点固定不动，动 触点能由联杆带着移动 。 按其初始位置可分为：常闭触点和常开触点。常闭触点 （又称动断触点）——常态时动、静触点是相互闭合的。 常开触点（又称动合触点）——常态时动、静触点是分 开的。
灭弧方法（P4）
• 灭弧栅灭弧 • 磁吹式灭弧装置 • 灭弧罩灭弧
第二节
接触器
• 定义：用来自动地接通或断开大电流电路的电器。
• 分类：按控制电流性质不同，通常分为交流接触器 和直流接触器两大类 。
交流接触器
特点：交流线圈、有短路环、采用双断口触头
直流接触器
特点：直流线圈、滚动指型触头
触点分类：
3）按用途分
• 低压配电电器：刀开关、低压断路器、 熔断器等。 • 低压控制电器：接触器、继电器、启动 器、按钮等。
4）按动作原理
• 电磁式电器： 它是根据电磁铁的原理工作 的。例如：接触器、继电器等。
• 非电磁式电器： 它是依靠外力（人力或机械力） 或某种非电量的变化而动作的电器。例如：行程 开关、按钮、速度继电器、热继电器等。
工作过程：
欠电压继电器 过电压继电器
释放电压:(40%--70%)UN
吸合电压:(110%--115%)UN
（3)中间继电器
将一个信号变成多个输出信号或将信号放大，起到信号中转作用， 通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小 容量电动机或其他电气执行元件。
KA 线圈：
常开触点：
KA
电磁线圈通电时产生磁场，使动、静铁心磁化互相吸 引，当动铁心被吸引向静铁心时，与动铁心相连的动触点 也被拉向静触点，令其闭合接通电路。电磁线圈断电后， 磁场消失，动铁心在复位弹簧作用下，回到原位，并牵动 动、静触点，分断电路。
（2）触点系统
• 触点接触形式：点接触、线接触、面接触。 • 接触电阻 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。
欠电流继电器 过电流继电器
吸引电流:(30%--65%)IN
吸合电流:(110%--400%)IN
释放电流:(10%--20%)IN
（2）、电压继电器：根据输入电压大小而动作的继电器，主要作为欠压、失压保护。
反映电压变化的控制电器 。 电压继电器的线圈匝数多、导线细、阻抗大，使用时线圈被控电路并联。 根据用途可分为过电压继电器和欠电压继电器。
继电器分类
按用途分：控制继电器、保护继电器、中间 继电器。 按原理分：电磁式、感应式、热继电器等。 按参数分：电流、电压、速度、压力继电器。 按动作时间分：瞬时继电器、延时继电器。 按输出形式分：有触点、无触点继电器。
常用继电器
常用继电器
• 1、电磁式继电器
• 2、时间继电器
• 3、热继电器
• 4、速度继电器
交流接触器的外形与结构：
(a) 外形
(b) 结构
交流接触器的主要部分是：电磁系统、触点系统、灭弧装置。
简单的接触器控制
A
B
C
停止 按钮 起动 按钮
刀开关起隔离作用
特点：小电流控 制大电流
M 3~
自保持
接触器主要技术参数
（1）额定电压：指主触点的额定工作电压。 直流有：24V、48V、110V、220V、440V 交流有：36V、127V、220V、380V （2）额定电流：主触点的额定工作电流。 （3）机械寿命（1000万次以上）与 电气寿命（100万次以上）。 （4）操作频率：每小时的操作次数 一般：300次/h、 600次/h、 1200次/h
电源 弹簧
~ ~
动作过程
常开
线圈通电
常闭
线圈
衔铁被吸合 触点闭合 电机接通 电源
辅助 触点
铁心
衔铁
电机
M 3~Biblioteka 主触点工作原理交流接触器有两种工作状态：得电状态 （动作状态）和失电状态（释放状态）。接触 器主触点的动触头装在与衔铁相连的绝缘连杆 上，其静触点则固定在壳体上。当线圈得电后， 线圈产生磁场，使静铁心产生电磁吸力，将衔 铁吸合。衔铁带动动触点动作，使常闭触点断 开，常开触点闭合，分断或接通相关电路。当 线圈失电时，电磁吸力消失，衔铁在反作用弹 簧的作用下释放，各触点随之复位。
2. /jichu/ 3. /mitsubishi/chinese/30soft.htm
第一章 控制电器
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: 低压空气开关
本章要求：
1、电磁式继电器
• （1）电流继电器 • （2）电压继电器 （3）中间继电器
(1)、电流继电器：根据输入电流大小而动作的继电器，可用于过载或过流保护。
反映电流变化的控制电器 。 电流继电器的线圈匝数少、导线粗、阻抗小，使用时线圈被控电路串联。 根据用途可分为过电流继电器和欠电流继电器。
工作过程：
型号、含义
型号、含义
图形符号及文字符号:
KM
线圈
常开(动合)主触点
KM
用于主电路 流过的大电流 (需加灭弧装置)
常开(动合)辅助触点
KM
常闭(动断)辅助触点
KM
用于控制电路 流过的小电流 (无需加灭弧装置)
属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示
接触器的选用
• 类型的选择：根据负载的性质选用直流或交流接触器。
课程安排
总学时：56学时；课程设计：一周。
上课学时安排： 1、常用低压电器的基本知识；（建议8学时） 2、基本电气控制线路的分析和设计；（建议14学时） 3、西门子系列PLC的相关知识和应用； （建议26学时）
4、PLC的网络通信以及可视化监控 ； （建议8学时）
【电子课件参考资料】
1. 《电气控制与可编程序控制器应用技术》 郁汉琪 编著. 东南大学出版社.