电气控制与PLC知识点

第一节低压电器概述

一、电器：高压电器：

低压电器：

二、低压电器的分类

1．按用途方式

1）低压配电电器

低压配电电器主要用于低压供电系统。分断能力强、限流效果好，动稳定和热稳定性能好。

刀开关、自动开关、隔离开关、转换开关等。

2）低压控制电器

低压控制电器主要用于电力拖动控制系统。有一定的通断能力、操作频率高，电气和机械寿命长。

接触器、继电器、控制器等。

3）低压主令器

用于发送控制指令的电器。操作频率高，抗冲击，电气和机械寿命长。

按钮、主令开关、行程开关、万能开关等。

4）低压保护电器

用于对电路和电气设备进行安全保护的电器。有一定的通断能力、反应灵敏、可靠性高。

熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。

2．按操作方式

1）手动电器：刀开关、按钮、转换开关

2）自动电器：低压断路器、接触器、继电器

三、电磁式电器组成

1.电磁机构

组成：铁芯，衔铁，线圈

原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。

总结： a.衔铁动作与否取决于线圈两端的电压。

b.直流电磁机构的衔铁动作不改变线圈电流。

c.交流电磁机构的衔铁动作改变线圈电流。

U型电磁铁：6～7倍

E型电磁铁：10～15倍

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。

2.触点系统

1)触点（执行元件）作用：分断和接通电路的作用。

2)触点接触形式：点接触、线接触、面接触

3．灭弧装置灭弧措施：降低电弧温度和电场强度

磁吹式灭弧装置（广泛应用于直流接触器中）：磁吹灭弧装置：利用电弧电流本身灭弧，电弧电流愈大，吹弧能力也越强。

灭弧栅（常用作交流灭弧装置）

灭弧罩（用于交流和直流灭弧）：采用一个用陶土和石棉水泥做的耐高温的灭弧罩，用以降温和隔弧。

电动力吹弧

第二节接触器

一、交流接触器

1．结构

触头系统：主触头、辅助触头

常开触头（动合触头）

常闭触头（动断触头）

电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧

灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧

2．工作原理：线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振动，需加短路环。

二、直流接触器

用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。

结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。

工作原理：与交流接触器基本相同。

交流接触器与直流接触器的区别

交流接触器：铁心用硅钢片冲压而成，减少铁损；

线圈绕在骨架上，短而粗的圆筒状，便于散热；

铁心端面上安装铜制短路环，防止震动和噪声；

常用灭弧罩和灭弧栅；

直流接触器：铁心不发热，用整块钢制成；

线圈散热：长而薄的圆筒状；

常用磁吹灭弧装置；

三、接触器的图形符号和文字代号

第三节其他低压电器

热继电器

作用：电动机的过载保护

型式：双金属片式热敏电阻式易熔合金式

结构：由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成。

热继电器的图形和文字符号

速度继电器的文字和图形符号

熔断器

⏹作用：短路和严重过载保护（供电线路和电气设备）

⏹应用：串接于被保护电路的首端

⏹优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻

控制按钮

1．结构：按钮帽、复位弹簧、动触点、静触点

2．种类：1）颜色：红—停止、急停绿—起动黑—点动黑白（白色、灰色）—启动、停止交替动作蓝色-复位

2）结构：蘑菇—急停指示灯式—指示钥匙—安全平钮—一般

3.图形和文字符号

行程开关

继电器接触器控制系统

组成：按钮、继电器、接触器等低压电器。

特点：具有线路简单、维护方便、便于操作、价格低廉等许多优点。

第一节电气控制线路的绘制

电气图：表达设备的电气控制系统的组成、分析控制系统工作原理以及安装、调试、检修控制系统。

一、电气原理图

二、电器元件布置图

表明电气原理图中所有电器元件、电器设备的实际位置，为电气控制设备的制造、安装提供必要的资料。

三、电气接线图

第二节鼠笼电动机简单的起停电气控制线路

全压起动：将额定电压直接加到电动机的定子绕组上，使电动机起动旋转。（p≤10kw）

降压起动：起动时减少加在定子绕组上的电压，以限制起动电流；在起动完成后再将定子电压恢复至额定值。

线路的保护环节

1）过载保护：FR

2）短路保护：FU

3）失压、欠压保护：自锁触点（接触器）

欠压和失（零）压保护的优点：

1、防止电动机低压运行。

2、避免多台电动机同时起动造成的电网电压波动。

3、防止在电源恢复时，电动机突然起动运行而造成设备和人身事故。

电器控制中：

按钮→发布命令信号

接触器→实现对控制对象的控制

继电器→根据控制过程中各个量的变化发出相应的控制信号。

第三节电气控制基本线路

一、正反转的控制线路

实现方法：对调交流电动机的任意两相电源相序。a.接触器互锁正/反转控制电路b.按钮和接触器双重互锁控制电路接触器互锁正/反转控制电路工作过程:问题：KMl、KM2同时闭合，造成相间短路。

电气互锁：利用接触器（继电器）的常闭触点串接在对方线圈回路中而形成的相互制约的控制。

按钮和接触器双重互锁控制电路

仅有按钮互锁控制电路可以吗？

机械互锁：利用复合按钮的常闭触点串接在对方线圈回路中而形成的相互制约的控制。（方便操作）

存在问题：若出现熔焊或衔铁卡在吸合状态的故障时，虽然线圈已失电但是其主触点无法断开。此时另一接触器一旦得电动作，主电路就会发生短路。

解决：为保证工作的可靠和操作的方便可采用按钮和接触器双重互锁。此时若出现上述故障现象，则接触器的互锁常闭触点必然将另一接触器的控制电路切断，避免另一接触器线圈得电。

结论：复合按钮不能代替联锁触点的作用。

二、按顺序工作的联锁控制

顺序控制：保证操作的合理和工作的安全可靠（按一定顺序工作的联锁要求）。

四、点动控制电路

1、基本的点动控制电路

2、点动/长动控制电路

五、多点起、停与多条件控制电路

第四节三相异步电动机的降压起动控制线路

起动方式: a.直接起动(全压起动)

缺点：起动电流大(额定电流的5～7倍)。过大的起动电流将会造成线路的电压下降，影响到电动机的起动转矩，严重时，会导致电动机本身无法起动。

直接起动只能用于电源容量较电动机容量大得多的情况。

b.降压起动：Y-△降压起动定子串电阻降压起动定子串自耦变压器降压起动

第五节三相异步电动机的制动控制线路

制动目的：准确、迅速停车；工作安全

制动分类：机械制动：机械抱闸

电气制动：反接制动、能耗制动、回馈制动