1低压电气基本原理课件.ppt

前言 现代生产机械一般由工作机构,传动机构,电动机及控制系统等几部分组成.为满足加工工艺的要求,常要电动机完成起动,制动,反向运行,调速等电气控制.此控制装置多采用继电---接触器控制来完成,需要由继电器,接触器,按钮,行程开关来完成.但该控制形式是固定线路,固定功能,通用性和灵活性较差,又由于是有触点的硬件开关控制,体积大,功耗大,使用寿命和可靠性都有明显限制. 随着PLC控制系统的普及,在控制领域,不仅可以对电器进行断续,开环的控制,亦可进行连续的,闭环的控制. 在另一方面,许多控制要求不太复杂的场合,继电---接触器控制方法仍在广泛使用.比如:电动机的通断,仍由接触器作为执行电器来完成,其他,,如机床控制,电力设备控制,多采用继电---接触器控制.;第1章 低压电器的基本原理 ;低压电器; 电磁式电器在电气控制线路中使用量最???,其类型也很多,其结构主要由两部分组成,即感测部分(电磁机构)和执行部分(触头系统).;1.1.1 电磁机构 电磁机构是电磁式电器的主要组成部分，其工作原理是将电磁能转换成为机械能，从而带动执行部分---触头动作。 电磁机构由吸引线圈(励磁线圈)和磁路两部分组成。磁路包括铁心、衔铁和空气隙。当吸引线圈通入电流后，产生磁场，磁通经铁心、衔铁和工作气隙形成闭合回路，产生电磁吸力，将衔铁吸向铁心。与此同时，衔铁还要受到反作用弹簧的拉力，只有当电磁吸力大于弹簧拉力时，衔铁才可靠地被铁心吸住。 其结构型式按铁心型式分有单E型、螺管型等；按动作方式分有直动式、转动式等，见图1-1。 ;图1-1 电磁机构的几种形式 (a) 单E型电磁铁；(b) 螺管型电磁铁；(c) 转动式 ; 铁心 电磁式电器分为直流与交流两大类,都是利用电磁铁的原理而制成.通常直流电磁铁的铁心由整块钢材或工程纯铁制成,而交流电磁铁的铁心由硅钢片构成. 吸引线圈 线圈是电磁铁的心脏,吸引线圈的作用是将电能转换成磁场能量.按通入吸引线圈的电流类型,可分为直流线圈和交流线圈. ; 当交流电磁线圈接通交流电源时，铁心中有磁滞损失与涡流损失。为了减小由此造成的能量损失和温升，铁心和衔铁用硅钢片叠成，而且线圈粗短并有线圈骨架将线圈与铁心隔开，以免铁心发热传给线圈，使其过热而烧毁。 当直流电磁线圈接通直流电源时，铁心中没有磁滞损失与涡流损失，只有线圈本身的铜损，所以直流电磁铁线圈没有骨架，且成细长形，铁心和衔铁可以用整块电工软钢做成。 ; 吸力特性与反力特性的配合 电磁机构的工作特性常用吸力特性和反力特性来表达。电磁机构使衔铁吸合的力与气隙(衔铁与铁心间)的关系曲线称为吸力特性。电磁机构使衔铁释放的力与气隙的关系曲线称为反力特性。 为了使电磁铁能正常工作，衔铁在吸合时，吸力必须始终大于反力，即吸力特性始终处于反力特性的上方；衔铁释放时，吸力特性必须处于反力特性的下方。图1-10为吸力特性与反力特性的配合情况。 ; 图1-10 吸力特性与反力特性的配合 ;1.1.2 触头和电弧 1. 触头的接触电阻 触头亦称触点，起接通和分断电路的作用。在有触头的电器元件中，电器元件的基本功能是靠触头来完成的，所以要求触头导电、导热性能良好。 触头通常用铜、银、镍及其合金材料制成，有时也在铜触头表面电镀锡、银或镍。 铜的表面容易氧化而生成一层氧化铜，它将增大触头的接触电阻，使触头的损耗增大，温度上升。所以，有些特殊用途的电器，如微型继电器和小容量的电器，触头常采用银质材料。银触头具有较低且稳定的接触电阻。; 如果触头之间的接触电阻较大，则会在电流流过触头时造成较大的电压降，这对弱电控制系统影响较严重。 另外，电流流过触头时电阻损耗大，将使触头发热而致温度升高，导致触头表面的“膜电阻”进一步增加及相邻绝缘材料老化，严重时可使触头熔焊，造成电气系统故障。因此，对各种电器的触头都规定了它的最高环境温度和允许温升。 ; 除此之外，触头在运行时还存在触头磨损的情况。触头的磨损包括电磨损和机械磨损。 电磨损是由于在通断过程中触头间的放电作用使触头材料发生物理性能和化学性能变化而引起的。电磨损的程度决定于放电时间内通过触头间隙的电荷量的多少及触头材料的性质等。电磨损是引起触头材料损耗的主要原因之一。 机械磨损是指由于机械作用而使触头材料产生的磨损和消耗