工厂电气控制技术

2、吸引线圈 作用——将电能转换成磁场能量。 注意——结构、交、直流、热的产生。
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13
线圈自然状态 —— 没有电
图1－1 常用的磁路结构
.
14
线圈通电
图1－1 常用的磁路结构
.
15
机械运动
图1－1 常用的磁路结构
.
16
机械运动
图1－1 常用的磁路结构 通电后动作情况
.
17
（二）电磁吸力与吸力特性
工厂电气控制技术
第三版 方承远 张振国 编著
机械工业出版社
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2
绪
论
一、“工厂电气控制技术”课程的性质和任务
性 质 —— 实践性强的专业课。 内 容 —— 电机、其他执行电器为控制对
象，介绍电气控制的基本原 理、线路、程序及控制装置的 设计方法。 目 标 ——1、电气控制线路、程序、技术资料
的阅读分析能力。 2、电气控制线路、程序的设计能力。
L1
QS FU1
L2
L3
反转
停 正转
主电路 FU2 R SA5
60VA 380 / 36V
T
FU
31
关
SA4
32
开
EL
U1 V1 W1 U2 V2 W2
KM6 19 U3 V3 W3
FR1
FR2
7
13
FR3
150VA
7
380 /127V
M!
KS
M2
3~
3~
M3
YA
3~
快速
进给
5.5kW
.
1.5kW
0.125kW
二、电气控制技术的发展
控制方法 —— 手动
自动
控制功能 —— 简单
复杂
操作方式 —— 笨重
轻巧
控制原理 —— 有触点硬接线继电器
微处理器的软件
控制方式 —— 集中拖动
顺序控制
DCS
网络
现场总线
以太网
新 技 术 —— 综合应用电子技术、检测技术、
计算机技术、自动控制理论
KM3 12 KM2 9 KM4 15 KM5 18 KM1 7
第一节 电器的基本知识
一、电器的定义及分类 （一）电器的定义—— 凡是自动或手动接通和
断开电路，以及能实现 对电路或非电对象切 换、控制、保护、检 测、变换和调节目的的 电气元件统称为电器。
.
Hale Waihona Puke Baidu
8
（二）电器的分类 1、按工作电压等级分类 （1）低压电器
—— 交流AC < 1200V； 直流DC < 1500V。
恒定分量—— F0 ＝最大吸力 Fat 的一半 ； 交变分量—— F0cos2ωt＝ ± F0 。 所以 Fat ＝ 0 ～ Fatm Fat的结果有时 < 反力Fr
任 务： 1、熟练掌握常用控制电器、电气控制线路的构 成、原理及用途，独立分析和设计能力。 2、掌握可编程序控制器（PLC）的基本构成、 工作原理、特点及其应用发展情况。 3、掌握小型PLC的硬件构成、工作原理、编程 语言、指令系统与编程方法。 4、掌握PLC控制系统的设计方法、设计过程、 步骤、PLC模块选择方法、应用程序设计 与调试方法等。
电磁吸力 Fαt 1807πB2S
（1－1）
式中 Fαt ——电磁吸力，单位为N； B ——气隙中磁感应强度，单位为T；
S ——磁极截面积，单位为m2 ；
δ ——固定铁心与衔铁之间的气隙。
直流电磁铁时 B＝恒定值；
交流电磁铁时 B＝Bmsinωt。
（1－2）
.
18
将式1－2代入式1－1整理得
FαtF 2 tm F 2 tm c2 o ts F 0 F 0co 2 ts
交流电磁铁（曲线 2 ）
设线圈电压U不变，则U≈E＝4.44fΦN，
Φ＝U/4.44fN，由磁路定律Φ＝NI/Rm
励磁电流 I —— 与气隙 δ成正比；
动作过程为 —— 近似恒磁通；
吸力大小 ↗
随δ↘ ——平坦。
.
20
F 1
2
0
分析曲线形状 为什么？
3
图1－2 电磁铁的吸力特性 1－直流电磁铁吸力特性 2－交流电磁铁吸力特性 3－反力特性
6
1410r/min
1410r/min
2790r/min
第一章 继电接触器逻辑控制基础
意 义 —— 继电器、接触器控制技术是近 代先进电气控制基础。
低压电器 —— 电力拖动自动控制系统的基本 组成元件。
介 绍 —— 常用低压电器元件的用途、类 型、符号、选用四方面。
举 例 —— 电气线路的阅读分析方法。
动触头动作，完成接通和分断电 路。 组成——吸引线圈、铁心、衔铁等。
.
12
1、常用的磁路结构（图1－1） 1）衔铁沿棱角转动的拍合式铁心 ——广泛应用于直流电器中。 2）衔铁沿轴转动的拍合式铁心 ——应用触点容量较大的交流电器中。 3）衔铁直线运动的双E形直动式铁心 ——多用于交流接触器、继电器中。
U
U re U at
或
I
I re I at
.
22
（四）交流电磁机构上短路环的作用
FαtF 2 tm F 2 tm c2 o ts F 0 F 0co 2 ts
F
Fatm
Fat
F0
Fr
最大值
交流分量 反力
0
ωt F～ 交流分量
图1－3 交流电磁机构. 实际吸力曲线
23
由上述公式可知交流电磁铁的吸力是一个两倍电源频 率的周期量，即
（5）执行电器 ——用于完成某种动作或传动功能的电器。
.
10
3、按工作原理分类
（1）电磁式电器 ——依据电磁原理来工作的电器。
（2）非电类控制电器 ——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。
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11
二、电磁式电器的工作原理与结构特点 组成：
感测部分——电磁结构； 触头系统——执行部分。 （一）电磁结构 作用——将电磁能量转换为机械能量，带
（2）高压电器 —— 交流AC > 1200V； 直流DC > 1500V。
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9
2、按用途分类
（1）控制电器 ——用于各种控制电路和控制系统的电器。
（2）主令电器 ——用于各种控制系统中发送控制指令的电 器。
（3）保护电器 ——用于保护电路及用电设备的电器。
（4）配电电器 ——用于电能的输送和分配的电器。
.
δ
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（三）反力特性和返回系数
反力特性 —— 反作用力 Fr 与气隙 δ 的关系曲线。 （图1－2 曲线 3 ）
注意：
吸合—— 保证吸力特性位于反力特性上方；
释放——
:
:
:
下方。
返回系数（β-反映灵敏度的参数）
——释放电压 Ure （或电流 Ire ） 与吸合电压 Uat （或电流 Iat ）。
式中 Fαtm1807πBm2S ——电磁吸力最大值；
F0
Ftm 2
—— 电磁吸力平均值。
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吸力特性——吸力Fαt与铁心间隙δ的特性曲 线。 （图1－2）
直流电磁铁（曲线 1 ）
励磁电流 I —— 与气隙 δ无关；
动作过程为 —— 恒磁通势；
F∝Φ2∝1/Rm2∝1/δ2
吸力大小 ↗ ↗
随δ↘↘——陡峭。