plc常用低压电器

第一章 常用低压电器
电气控制与PLC应用
第一章 常用低压电器
电气与电器的区别
电气： 电气是一个抽象的概念，不是具体指某个设 备或器件，而是涉及到整个系统或系统集成。
电器：
电器是具体的设备，狭义上的电器指在工业
领域开关。在民用领域，电器是指耗电类电气设
备（即用电设备如洗衣机、电视、电冰箱等）。
第一章 常用低压电器
切换电容器接触器：CJ16、CJ19、CJ41、CJX4、
LC1-D等 直流接触器：CZ18、CZ21、CZ22、CZ0等
第一章 常用低压电器
交流接触器型号意义说明举例：
CJ 20－〇
交流 接触器 设计 序号
〇 /
〇
额定工作电压(03－380V) (06－660V；11－1140V)
间都有150-250V的绝缘强度，使整个灭弧栅的绝缘强
度大大加强，以致外加电压无法维持，电弧迅速熄灭。
灭弧栅片
触头
栅片灭弧示意图
电弧
第一章 常用低压电器
二、电磁机构
1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。 交流：硅钢片叠加 电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。 直流：整块铸铁或铸钢 直动式 交流线圈：短而粗，有骨架。 铁芯 转动式 直流线圈：细而长，无骨架。 组成 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。
第一章 常用低压电器
直动式
拍合式
1——衔铁
2——铁心
3——吸引线圈
第一章 常用低压电器
ห้องสมุดไป่ตู้电磁吸力与反力：
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，衔铁复 位时复位弹簧将衔铁拉回原位。因此作用在衔铁 的力有两个：电磁吸力和反力。
直流接触器：5、10、20、40、80、100、150、250、400、600A
吸引线圈额定电压
交流接触器：36、110、127、220、380V 直流接触器：24、48、110、220、440V
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额定通断能力
主触头在规定条件下可靠地接通和分断的电流值。
额定操作频率：每小时的最高操作次数。
第一章 常用低压电器
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。
第一章 常用低压电器
常用的灭弧方法有： 拉长电弧、冷却电弧和电弧分段。 迅速增大电弧长度——电弧长度增加，使触头间隙增 加，电场强度降低，同时又使散热面积增大，降低电 弧温度，使自由电子和离子复合的运动加强，因而电
材料：由铜、银、镍及其合金材料制成，或在铜触头 表面电镀锡、银或镍。 电磨损 机械磨损
2）磨损
第一章 常用低压电器
3）触头接触形式
桥式触头
类型
指形触头
点接触
面接触
点接触：用于小电流的电器中。 线接触：用于通电次数多，电流大的场合，中等容量电器。 面接触：允许通过较大的电流。中小容量的接触器。
第一章 常用低压电器
F
2
1
2
衔铁闭合前后吸力变化很大，气隙很小，吸力越大。
第一章 常用低压电器
通入交流电时电磁吸力按正弦函数平方规律变化：
F 4S 10 Bm sin t
5 2 2
电磁吸力的最小值为0。当电磁吸力的瞬时值 大于反力时，铁心吸合；当电磁吸力的瞬时值小于 反力时，铁心释放。所以电源电压变化一个周期， 电磁铁吸合两次，释放两次，电磁机构会产生剧烈 的振动和噪声，因此不能正常工作。
灭弧装臵通常采用灭弧罩和灭弧栅。
第一章 常用低压电器
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。
第一章 常用低压电器
三、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、触头系统和灭弧装臵。 工作原理：与交流接触器基本相同。
第一章 常用低压电器
四、接触器的主要技术指标 额定电压（主触头之间的正常工作电压值）
交流接触器： 127、220、380、500、660V; 直流接触器： 110、220、440、660V
额定电流（主触头正常工作电流值）
交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A
第一章 常用低压电器
提问：

什么是低压电器？答案

交流电磁铁的铁心端面上为何要装短路环？答案
第一章 常用低压电器
第三节 电磁式接触器
接触器是一种用来频繁接通或断开交直流主 电路及大容量控制电路的一种电器。它是利用电 磁吸力和弹簧反作用配合动作而使触头闭合或分 断的一种电器，还具有低压释放保护的功能，并 能实现远距离控制，在自动控制系统中应用得相 当广泛。 接触器按其主触头通过电流的种类不同 ，可分为直流接触器和交流接触器。
第一章 常用低压电器
二、低压电器的主要技术指标
1.绝缘强度——电器元件的触头处于分断状态时，动触头之间
耐受的电压值。（无击穿或闪烁现象）
2.耐潮湿性能——电器可靠工作允许环境潮湿条件。 3.极限允许温升——为防止过度氧化和烧熔而规定的最高温升 值。（温升值=测得实际温度-环境温度） 4.操作频率——单位时间内允许操作的最高次数。 5.寿命——电寿命和机械寿命。电寿命：电器元件的触头在规定
电磁式继电器
1-5 主令电器 1-6 熔断器 1-7 低压开关 1-8 低压断路器
第一章 常用低压电器
第一节
低压电器：
低压电器概述
低压电器是指工作在直流1500V、交流 1200V及以下的电路中，以实现对电路或非电 对象的控制、检测、保护、变换、调节等作 用的电器。
第一章 常用低压电器
一、低压电器的分类 按电器的性能和用途分：配电电器、控制电器 按电器的动作性质分 ：自动电器和手动电器 按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器 按有无触点分：有触点电器和无触点电器
2.灭弧系统 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压或电流超 过某一数值时，在触头间隙中就会产生即电弧。 电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放 电现象。这时触头间隙中的气体被游离产生大量的电子 和离子，在强电场作用下，大量的带电粒子作定向运动， 使绝缘的气体变成了导体。电流通过这个游离区时所消 耗的电能转换为热能和光能，由于光和热的效应，产生 高温并发出强光，使触头烧蚀，并使电路切断时间延长， 甚至不能断开，造成严重事故。
70年代，一种新型工业控制器—可编程控制器 （PLC）问世。
第一章 常用低压电器
课程的主要内容
以电动机或其它执行电器为控制对象，介
绍电气控制的基本原理、控制线路及设计方法，
同时着重介绍可编程控制器（PLC）的功能、
指令系统、编程方法和应用技术。
第一章 常用低压电器
本课程的目标：培养实际应用的能力
弧容易熄灭。
冷却——使电弧与冷却介质接触，带走电弧热量，也
可使复合运动得以加强，从而使电弧熄灭。
电弧分段——分成许多串联的短弧，增加电弧所需的 临极电压降。
第一章 常用低压电器
灭弧栅是一组镀铜的薄钢片，它们彼此相互绝缘的。 当触点断开发生电弧时，电弧进入栅片内，被分割为
数段，而栅片就是这些短弧的电极。每两片灭弧片之
第一章 常用低压电器
解决的办法是在铁心端面开一小槽，在槽内嵌入 铜制短路环。
短路环——减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。
第一章 常用低压电器
加上短路环后，磁通被分为大小相近、相 位相差约90°电角度的两相磁通，因而两相磁 通不会同时过零。由于电磁吸力与磁通的平方 成正比，所以由两相磁通产生的合成电磁吸力 较为平坦，在电磁铁通电期间电磁吸力始终大 于反力，使铁心牢牢吸合，这样就消除了振动 和噪声，一般短路环包围2/3的铁心端面。
第一章 常用低压电器
不产生涡流和磁滞损耗，铁心不发热。
铁心用整块钢制成。 线圈制成长而薄的圆筒状。 250A以上的直流接触器采用串联双绕组线圈。 灭弧装臵通常采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装
臵。
第一章 常用低压电器
中小容量的交、直流接触器的电磁机构一般采
用直动式磁系统；
大容量的交、直流接触器的电磁机构拍合式的。
电器： 学术上的定义：凡是根据外界特定的信号和
要求，自动或手动接通或断开电路，继续或连续
地改变电路参数，实现对电路的切换、控制、保
护、检测及调节的电气设备均称为电器。
第一章 常用低压电器
电气控制技术与PLC的发展
19世纪末到20世纪初为生产机械电力拖动的初 期；

继电器接触器控制产生于20世纪20－30年代； 60年代出现了顺序控制器；
电磁吸力由电磁机构产生，反力由复位弹簧 和触头所产生。铁心吸合时要求电磁吸力大于反 力，即衔铁移动的方向和电磁吸力方向相同，衔 铁复位时情况则相反（此时线圈断电，只有剩磁 产生的电磁吸力）。
第一章 常用低压电器
当线圈中通入直流电时：
F 4B S 10
2
5
2 F S
IN 0 S IN IN Rm 0 S
本课程的具体要求： ①熟悉常用控制电器的结构原理、用途，具有合理选择、 使用主要控制电器的能力。 ②熟练掌握继电接触器控制线路的基本环节，具有阅读 和分析电气控制线路的工作原理的能力。 ③熟悉典型设备的电气控制系统，具有从事电气设备安 装、调试、维修和管理等知识。 ④掌握PLC的基本原理及编程方法，能够根据工艺过程和 控制要求进行系统设计和编写应用程序。 ⑤具有设计和改进一般安全机械设备电气控制线路的基 本能力。