电气控制技术第一章

❖ 电弧的危害 ：
触头
✓ 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； 电弧
✓ 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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三、电磁式电器的工作原理
（三）灭弧系统
灭弧装置
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电动力吹弧 磁吹灭弧 栅片灭弧
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二、电器的分类
3.按用途分
① 控制电器 ② 配电电器 ③ 主令电器 ④ 保护电器 ⑤ 执行电器
用于各种控制电路和控制系统
的电动电用器用机器，于于起，例电自动例如能动器如控高等的接制。压输触系断器送统、路和中继器分发电等配送器。的动、电作指
令的电器，例如按钮、转换开关
等用用。于于完保成护某电种路动及作用或电传设送备功的能电的 电器器，，例例如如熔电断磁器铁、、热电继磁电离器合等器。 等。
1-衔铁 2-铁心 3-吸引线圈
直动式电磁机构
1-衔铁 2-铁心 3-吸引线圈
拍合式电磁机构
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三、电磁式电器的工作原理
2.交流电磁机构上的短路环——减小衔铁吸合时产生的振
动和噪音。
短路环
铁芯 线圈
衔铁
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三、电磁式电器的工作原理
（二）触头系统——通过触头的开合控制电路通、断。
控制
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第一篇 电气控制技术
➢ 第一章 常用低压电器 ➢第二章 电气控制线路的基本控制规律 ➢第三章 电气控制系统分析（自学） ➢第四章 电气控制系统的设计
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第一章 常用低压电器
➢第一节 电器的功能、分类和工作原理 ➢第二节 电气控制中常用电器 ➢第三节 主令电器 ➢第四节 动力线路中常用电器 • 本章小结
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二、电器的分类
1.按工作电压等级分
高压电器:用于交流电压1200V、直流电 压1500V及以上。
低压电器：用于交流50HZ或60HZ额定电压
1200V以下、直流额定电压1500V及以下
。
2.按动作原理分
手动电器:操作人手发出动作指令。
自动电器：电磁力而自动完成指令 。
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组成
衔铁
电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。 交流线圈：短而粗，有骨架。
线圈
直流线圈：细而长，无骨架。
工作原理：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。断开电流时，复位弹簧将 衔铁拉回原位。
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1.电磁机构（检测部分）的结构形式
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2、能够分析复杂的电气控制电路，能用经验设计法或逻辑设计法 设计简单的电气控制系统的一般设计内容和方法。
3、对可编程序控制器的结构有比较深刻的了解，理解可编程序控 制器的输入、输出和控制的关系。能灵活运用可编程序控制器 基本指令和功能指令进行编程。能够设计简单的可编程序控制 器控制系统。
电气技术达到：懂原理、会分析、能维护、会简单设计。
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弹簧 ~
电源 常开
线圈
常闭
铁心 衔铁
电机 M
3~
主触点 辅助触点
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第二节 电气控制中常用电器
一、低压隔离器
1、刀开关 2、组合开关
二、熔断器 三、控制继电器
（一）、电磁式继电器
（二）、时间继电器 （三）、热继电器 （四）、速度继电器 （五）、固态继电器
1.电流继电器 2.电压继电器 3.中间继电器
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第一节 电器的功能、分类和工作原理
一、电器的功能
1.电器的概念:
⑴电器是一种电气元件或设备。 ⑵能根据外界的信号（机械力、电动力和其它物理量）和要求，
手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、 控制、保护、检测、变换和调节。
2.电器的功能： “开”、“关”电路。
❖ 应用：串接于被保护电路的首端。
❖
❖ 分类： 瓷插式RC
螺旋式RL
有填料式RT
FU
无填料密封式RM
快速熔断器RS 自恢复熔断器
熔断器的图形、文字符号
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瓷插式熔断器
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二、熔断器
螺旋式熔断器
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二、熔断器
有来自百度文库料式熔断器
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电磁式继电器结构图
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① 电流继电器 ② 电压继电器 ③ 中间继电器
电流继电器：可用于过 载或过载保护。 电压继电器：主要作为 欠压、失压保护。 中间继电器：实质上是 电压继电器，起放大作 用。
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（一）电磁式继电器
1、电流继电器
特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。
分类：过电流继电器、欠电流继电器。 I>
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电气控制与PLC技术
授课内容：分为2个部分
第1部分：电气控制技术(继电接触器控制）
（教材第一、二(一部分自学) 、三(自学) 、四章）
第2部分：PLC技术
（教材第五、六、七、八、九、十(自学)章）
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本课程的性质与任务
性质：实践性很强的专业课
任务：
1、通过本门课程的学习，熟悉常用低压电器的（功能、结构、原 理、参数、符号、选用）、电气控制线路的基本控制环节。
缘方轴每次作90°正或反方向的转动，带动静触 头通。 ➢ 特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。
➢ 用途：电源的引入开关；通断小电流电路；控制５ＫＷ
以下电动机。
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（a）外形 （b） 符号 （c) 结构
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图为用转换开关实现三相电动 机起停控制的接线图。
按用途分 ：控制和保护继电器。 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式。 按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力。 按动作时间分：瞬时、延时继电器。
❖ 特点：额定电流不大于5A。
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三、控制继电器
控制继电器
① 电流继电器
1. 电磁式继电器 ② 电压继电器 2. 时间继电器 ③ 中间继电器 3. 热继电器 4. 速度继电器 5. 固态继电器
(3).负荷开关 ➢ 开启式负荷开关
❖ 用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。
❖ 结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头， 工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。
❖ 分类：单相双极和三相三极两种
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1、刀开关
3.负荷开关 ➢ 封闭式负荷开关（铁壳开关）
KA KA
KA
过电流继电器
过流电流继电器
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欠流电流继电器
I< KA KA
KA
欠电流继电器
图形符号和文字符号 47
（一）电磁式继电器
1、电流继电器
➢ 欠电流继电器
电流继电器： ➢过电流继电器
线圈中通以30%～65%的额 定电流时吸合，当线圈中的 电流降至额定电流的10%～ 20%时继电器释放。正常工 作时，欠电流继电器始终是 吸合的。
1-磁吹线圈 5-导磁夹板
62--灭1绝-弧静缘罩触套头7-23动--动铁触触心头头
4-引弧角 8-静触头
图图1-11-09 电磁动吹灭力弧灭示弧意示图意灭* 弧图栅片
电弧
触头
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动铁心（衔铁）
静铁心
触头系统
线圈 释放弹簧
电磁部分：线圈＋静铁心+衔铁； 执行部分：触头。
触头按通过的电流的大小分主触头和辅助触头两种。
按控制电路 按原始状态
主触头 辅常助开触触头头
类型
常桥闭式触头
按结构形式
指形触头
按接触形式
点接触 线接触
面接触
点接触
面接触
材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银质材料制成。
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三、电磁式电器的工作原理
（三）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，电流灭弧栅片 超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，即电弧。
二、熔断器熔断器
无填料密封式熔断器
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熔断器
快速熔断器
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二、熔断器
自恢复熔断器
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二、熔断器
➢类型的确定： ➢由电控系统整体设计确定； ➢ 熔断器的额定电压应大于或等于实际电路的
工作电压；
➢ 熔断器额定电流应大于等于所装熔体的额定 电流。
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电气控制与PLC技术
总体时间安排
总学时
32学时
电气控制部分： 8学时
PLC及应用部分：24学时
其中：授课20学时、实验4学时
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电气控制与PLC技术
考核方式 闭卷考试 总分100分 评分方式
平时：10分（包括出勤、作业等） 实验：10分（预习、实习报告等） 考试： 80分
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直流过电流继电器的吸合值为70%～300% 额定电流，交流过电流继电器的吸合值为
110%～400%额定电流。正常工作时，过电 流继电器始终是常开的。
（三字：懂、能、会）
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机械设备依靠什么驱动的？有哪些要求？
1.拖动方式：生产机械的运动需要电动机的拖 动，即电动机是拖动生产机械的主体。
成组拖动→单电机拖动→多电机拖动 2. 控制系统：电动机的启动、调速、正反转、
制动等的控制，需要另一套装置。 继电接触器控制→PLC控制→计算机(网络化)
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三、电磁式电器的工作原理
1、结构组成
电磁式电器
电磁机构（检测部分） 触头系统（执行部分）
吸引线圈 铁心 衔铁
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三、电磁式电器的工作原理
（一）电磁机构——将电交磁流能：转硅换钢为片机叠械加能并带动触头动作。
直直流动：式软钢或工程纯铁
铁芯
电拍压合线式圈：并联在电路中，匝数多、导线细。
电气控制与PLC技术
集美大学机械与能源工程学院
2014.08修改
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教材及参考教材
一、教材：
史国生主编.电气控制与可编程控制器技术.第三版
二、教学参考书：
1.邓则名主编.电器与可编程序控制器应用技术 2.余雷声主编.电气控制与PLC应用 3.陈立定等编.电气控制与可编程控制器
三、网站： 百思论坛、工控网
转换开关中的弹簧可使动、 静触片快速断开，利于熄灭 电弧。但转换开关的触片通 流能力有限，一般用于交流 380V、直流220V，电流100A 以下的电路中做电源开关。
M 3~
用组合开关起停电动机的接线图
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二、熔断器
❖ 结构：熔体、安装熔体的熔断管等部分造成。
❖ 作用：用于低压线路中短路和严重过载保护。
1.直流电磁式时间继电器 2.空气阻尼式时间继电器 3.晶体管式时间继电器 4.电动机式时间继电器
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一作、用低：压隔隔离离电器源：，保障检修人员安全；过载保护 。
1、刀开关 ❖ 作用：隔离电源，不频繁通断电路。 ❖ 分类：
✓ 按刀的级数分:单极、双极和三极 ✓ 按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 ✓ 按刀的转换方向分为：单掷和双掷 ✓ 按接线方式分为：板前接线和板后接线 ✓ 按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 ✓ 按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器
❖ 作用：手动通断电路及短路保护。
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1、刀开关
选用刀开关的原则：
➢ 刀的极数要与电源进线相数相等； ➢ 刀开关的额定电压应大于所控制的线路额定电压
； ➢ 刀开关的额定电流应大于负载的额定电流。
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2、组合开关（又称转换开关）
➢ 结构：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸出盒外， 与电源或负载相连。动触片套在绝缘方杆上，绝
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选择的原则 熔断器额定电流IFN的选择 (1) 电灯、电炉等电阻性负载
IFN ≥ I (2) 单台电机
IFN ≥ (1.5-2.5) IN (3) 多台电机
IFN ≥ (1.5-2.5) INmax﹢∑ IN
(4) 防止越级熔断
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三、控制继电器
❖ 作用：控制、放大、联锁、保护和调节。 ❖ 分类：
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三、控制继电器
接触器和继电器的结构和工作原理大致相同。 主要区别在于：
继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只 能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。
接触器的主触点可以通过大电流；用于主电路中。
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（一）电磁式继电器
工作原理：
1.底座 2.反力弹簧 3、4.调节螺钉 5.非磁性垫片 6.衔铁 7.铁芯 8.极靴 9.电磁线圈 10.触点系统
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1、刀开关
(1).开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关） ❖ 作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。 ❖ 结构图和符号 ：
QS
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1、刀开关
(2).带熔断器式刀开关——用作电源开关、隔离开关和应急开 关，并作电路保护用。
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一、刀开关