陈建明著PLC课件第1章.ppt

电气控制与PLC应用（第一章） 主 编 ：陈建明 副主编 ：巫付专 朱晓东 熊军华 第1章 常用低压电器 掌握接触器、继电器、断路器、按钮开、开关、主令电器等常规控制电器的动作特点， 并能够正确选择使用。 第1章 常用低压电器 教学内容： 1.1 概述 1.2 接触器 1.3 继电器 1.4 熔断器 1.5 低压开关与低压断路器 1.6 主令电器 1.7 低压电器的产品型号 1.1 概述 电器对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用。在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用极为广泛 。 随着电子技术、自控技术和计算机应用的迅猛发展，一些电器元件可能被电子线路所取代，但是由于电器元件本身也朝着新的领域扩展（表现在提高元件的性能、生产新型的元件，实现机、电、仪一体化，扩展元件的应用范围等），且有些电器元件有其特殊性，故是不可能完全被取代的。 1.1.1 电器的分类 电器是接通和断开电器或调节、控制和保护电器及电气设备用的电工器具。 电器的功能多，用途广，品种规格繁多，为了系统地掌握，必须加以分类。 1. 按工作电压等级分 （1）高压电器; （2）低压电器 2. 按动作原理分 （1）手动电器; （2）自动电器 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 1.1.2 电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器 接触器：分交流接触器与直流接触器 继电器：有电磁式继电器（如电压继电器、电流继电器、中间继电器）；时间继电器（分直流电磁式、空气阻尼式、半导体式等）；热继电器；干簧继电器；速度继电器等 熔断器：分瓷插式、螺旋式、有填料封闭管式、无填料密闭管式、快速熔断器、自复式等 低压断路器：分框架式、塑料外壳式、快速直流断路器、限流式、漏电保护器等 位置开关：有直动式、滚动式、微动式等 按钮、刀开关等 1.1.3 我国低压控制电器的发展概况 现场总线系统的发展与应用将从根本上改变传统的低压配电与控制系统及其装置，给传统低压电器带来改革性变化。发展智能化可通信低压电器势在必行。 1.2 接触器 接触器是电力拖动和自动控制系统中使用量大且面广的一种低压控制电器，用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠（零）电压保护。 1.2.1 结构和工作原理 接触器是利用电磁吸力的原理工作的。接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置组成，结构简图如图1-1所示。 1. 电磁系统 其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触头动作。 1.2.1 结构和工作原理 作用在衔铁上的力有两个：电磁吸力与反力。电磁吸力由电磁机构产生，反力则由释放弹簧和触点弹簧所产生。电磁系统的工作情况常用吸力特性和反力特性来表示。 为了保证使衔铁能牢牢吸合，反作用力特性必须与吸力特性配合好，如图1-3所示。 1.2.1 结构和工作原理 2. 触头系统 触头是接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。触头按其原始状态可分为常开触头和常闭触头：原始状态时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭合的触头叫常开触头；原始状态闭合，线圈通电后断开的触头叫常闭触头（线圈断电后所有触头复原）。 1.2.1 结构和工作原理 3. 灭弧装置 常用的灭弧方法有：拉长电弧、冷却电弧和将电弧分段。 常用的灭弧装置有: 电动力灭弧、灭弧栅和磁吹灭弧。 对于电弧较弱的接触器，只采用灭弧罩即可。交流接触器常用电动力灭弧 和灭弧栅灭弧装置。直流接触器常用磁吹灭弧装置。 1.2.1 结构和工作原理 4. 接触器的工作原理 当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开；常开触头闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常开触头断开，常闭触头闭合。 1.2.2 交、直流接触器的特点 1. 交流接触器 交流接触器线圈通以交流电，主触头接通、分断交流主电路。 通常采用短路环来解决交流电磁铁的振动问题。短路环的示意图如图1-10所示，其中S2为短路环内截面积，S1为环外截面积。短路环起到磁通分相的作用，把极面上的交变磁通分成两个交变磁通，并且使这两个磁通之间产生相位差，那么它们所产生的吸力间也有一个相位差，这样，两部分吸力就不会同时达到零值，当然合成后的吸力就不会有零值的时刻，如果使合成后的吸力在任