郭艳萍电气控制与PLC教案精选.doc

《电气控制与PLC》教案 渤海石油职业学院 机电工程系 董瑞情 1 教 案 任课教师：董瑞情 课程名称：电气控制与PLC 授课班级：08机械1、2 08数控 章节课题：第一章 常用低压电器 学时： 教学目的： 1. 掌握电器相关的基本概念。 2. 掌握几种常用低压电器 教学重点：接触器、继电器、低压断路器结构和工作原理 教学难点：万能转换开关 教学方法：课堂讲授，辅以多媒体电子课件 教学效果： 2 教学过程 第一章 常用低压电器 第一节 低压电器基本知识 一 低压电器分类 1 电器定义：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。低压电器用于交流1200V、直流1500V级以下的电路中 。 2、低压电器分类 按用途分：低压配电电器：输送和分配电能，刀开关、低压断路器、熔断器等。 低压控制电路：用于控制线路和系统，接触器、继电器、控制器、按钮等。 按动作原理：手动 自动 按工作原理： 电磁式 接触器、电磁式继电器等。 非电磁式 速度继电器、行程开关 二、低压电器作用 1、控制作用 2、保护作用 3、测量作用 4、调节作用 5、指示作用 6、转换作用 三、低压电器基本结构 电磁式低压电器分感测部分（电磁机构）和执行部分（触头系统）。 1、 电磁机构组成：吸引线圈、铁心、衔铁 按通过线圈的电流种类分有交流电磁机构和直流电磁机构；按电磁机构的形状分有E形和U形两种；按衔铁的运动形式分有拍合式和直动式两大类。 如图1-1 2、 交流电磁机构和直流电磁机构 1） 直流电磁机构的铁芯不发热，线圈发热，线圈为无骨架、高而薄的瘦高型。 铁芯为整体结构的软钢和工程纯铁制成，以增加磁导率和增强散热； 2） 交流电磁机构的铁芯、线圈都发热，线圈为有骨架、短而厚的矮胖型。 铁芯采用硅钢片叠制而成，目的是减少在铁芯中产生的涡流，使铁芯发热。此外交流电磁机构的铁芯有短路环，以防止电流过零时（滞后90°）电磁吸力不足使衔铁振动。 3、 触头系统 触头是用来接通或断开电路的 1）按其接触形式分为点接触、线接触和面接触3种(桥式和指型)。如图1-4 3 2）按控制的电路分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流。辅助触头用于接通或断开控制电路，只允许通过较小的电流。 3）按原始状态分为常开触头和常闭触头。当线圈不带电时，动、静触头是分开的称为常开触头；当线圈不带电时，动、静触头是闭合的称为常闭触头。 4、 灭弧装置 1）电弧的产生：大气中分断电路，电场使触头表面大量电子溢出。 2）电弧的危害：电弧产生高温并有强光，可将触头烧损，并使电路的切断时间延长，严重时可引起事故或火灾。 3）灭弧原则：拉长、冷却、分段 4）灭弧的方法 （1）点动力灭弧：如图1-5 机械灭弧：通过机械将电弧迅速拉长，用于开关电路。 （2）磁吹灭弧：在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁力作用下，电弧被拉长且被吹入由固体介质构成的灭弧罩 主令电器 主令电器主要用来切换控制电路，即用它来控制接触器、继电器等电器的线圈得电与失电，从而控制电力拖动系统的起动与停止，以及改变系统的工作状态，如正转与反转等。 一、控制按钮 1、定义：通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关。 2、控制按钮结构：由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳等组成。通常制成具有常开触点和常闭触点的复合式结构，其结构示意图如图1-8所示。 3、控制按钮分类：指示灯式按钮内可装入信号灯显示信号；紧急式按钮装有蘑菇形钮帽，以便于紧急操作。旋钮式按钮是用手扭动旋钮来进行操作的。 按钮帽有多种颜色，一般红色用作停止按钮，绿色用作启动按钮。按钮主要根据所许的触点数、使用场合及颜色来进行选择。 按钮开关的图形符号及文字符号如图1-9所示。 二、 行程开关 行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换的自动控制电器，用来控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。行程开关有机械式和电子式两种，机械式常见的有按钮式和滑轮式两种。图1-10为行程开关外形图，图1-11为行程开关图形符号。 三、接近开关 行程开关是有触点开关，工作时由挡块与行程开关的滚轮或触杆碰撞使触点接通或断开的。在操作频繁时，易产生故障，工作可靠性较低。接近开关是无触点开关，具有工作稳定可靠、使用寿命长、重复定 4 位精度高、动作迅速等优点，因此在工业控制系统中应用越来越广泛。 接近开关包括电感式和电容式。 四、 万能转换开关 作用及原理：由多组相同结构的触点组件叠装而成的多回路控制电器，借助于不同形状的凸轮使其触点按一定的次序接通和分断，它能转换多种和多