毕业设计(论文)煤矿电气设备教学课题详细解析.doc

课题一 电气控制的基本知识 分课题一 电气控制的基本元件 一、电器的分类 1、按电压高低分 （1）高压电器。交流1200V，直流1500V以上。 （2）低压电器。交流1200V，直流1500V以下。 2、按控制电器输出形式分 （1）有触点电器：如刀开关、接触器等。 （2）无触点电器：如可控硅、固态继电器、大功率三极管等。 3、按控制对象不同分 （1）采掘机械设备控制电器。 （2）供电线路控制电器。 4、按控制电器的作用分 （1）主令电器：如按钮、行程开关、各种传感器等。 （2）控制电器：如接触器、继电器、电磁阀等。 （3）保护电器：如热继电器、熔断器等。 （4）执行电器：如电磁铁、电磁离合器等。 二、煤矿常用控制电器 1、主令电器 （1）定义：主令电器是自动控制系统中用于发送和转换控制命令的电器。 （2）作用：发送控制命令或信号的电器。 （3）分类：控制按钮、万能转换开关、主令控制器、 行程开关、接近开关等。 1）防爆控制按钮 实物如图1-1所示：一般都做成复合按钮形式。电气符号如图1-2所示。 图1-1 防爆按钮实物图 图1-2 按钮电气符号图 2）转换开关 控制多回路的主令电器，也叫做万能开关。实物图如图1-3所示。电气符号如图1-4所示：虚线代表三个位置，12345代表五对触头，“+”号代表接通，空白代表关断。 图1-3 转换开关实物及电气符号 图1-4 电气符号 3）行程开关 又称位置开关或限位开关，它的作用与按钮相同，只是其触点的动作不是靠手动，而是靠生产机械的某些运动部件的档铁碰撞其滚轮使触头动作来实现电路的接通和断开。其结构及电气符号如图1-5所示。 图1-5 行程开关及电气符号 4）接近开关：是一种非接触式的位置开关。它由感应头、高频振荡器、放大器和外壳等组成。当运动部件与接近开关的感应头接近时，就输出一个电信号。它有电感式和电容式两种。电感式接近开关的感应头是一个具有铁氧体磁芯的电感线圈。只能用于检测金属体。振荡器在感应头表面产生产生一个交变磁场，当金属块接近感应头时，金属中产生的涡流吸收了振荡的能量，使振荡减弱以致停振，因而存在振荡和停振两种信号，经整形放大器转换成二进制的开关信号，从而起到“开”、“关”的控制作用。如图1-6所示。 图1-6 接近开关及内部原理图 2、接触器 （1）作用：接触器是一种用来频繁接通和断开交直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。它具有低压释放保护功能，并且用于频繁操作和远距离控制，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。因它不具有短路保护作用，常和熔断器、热继电器等保护电器配合使用。 （2）分类：按电流种类通常分为交流接触器和直流接触器两类。 （3）实物如图1-7所示： 图1-7 接触器实物图 （4）结构： 1)触头系统：有主触头和辅助触头。主触头用于通断主电路，辅助触头用于通断控制电路。辅助触头有常开触头和常闭触头两种。煤矿井下开关中多将主触头置于真空管中，这样的接触器叫真空接触器。 2)电磁系统：由动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧组成。 交流接触器动静铁芯由硅钢片叠加而成，以减小工作中的涡流和磁滞损耗，且在铁芯柱端部加有短路环以减小吸合时的振动和噪声。直流接触器铁芯由整块软铁制成 3)灭弧系统：由灭弧罩及灭弧栅片灭弧。 （5）原理：如图1-8所示。当线圈通电后，产生的电磁力克服弹簧的反作用力，将衔铁吸全并使动、静触头接触，从而接通主电路。当线圈断电时，由于电磁吸力消失，衔铁依靠弹簧的反作用力而跳开，动触头和静触头也随之分离，切断主电路。 图1-8 接触器原理示意图 煤矿井下开关中的真空接触器吸力线圈常用直流电，一是直流电稳定，二是也可减少振动和噪声。直流电主要依靠整流电路、电容滤波、二极管进一步整流获得。线圈吸合常采用两种方式：一种是大电流吸合，小电流维持；另一种是高电压吸合，低电压维持。如图1-9所示。 图1-9 真空接触器两种工作方式 （6）型号及电气符号：如图1-10所示。 图1-10 接触器型号意义及电气符号 （7）接触器的主要技术指标： 1）额定电压：指主触点额定工作电压，应等于负载的额定电压。 2）额定电流：指接触器触点在额定工作条件下的电流值。 3）吸力线圈额定电压：接触器正常工作时，吸引线圈上所加的电压值。一般该电压数值以及线圈的匝数、线径等数据均标于线包上，而不是标于接触器外壳铭牌上，使用时应加以注意。 （8）接触器选用原则： 1）根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 2）接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压； 3）吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致； 4）额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。 3、电磁式继电器 （1）作用：继电器是一种小信号控制