设备电气控制与维修

《设备电气控制与维修》电气教研室房金菁《设备电气控制与维修》1.前言2.低压电器的分类与组成3.低压电器的主要参数4.低压电器的电磁机构和执行机构5.低压电器的灭弧装置6.熔断器前言一、本课程在课程体系中的地位是一门专业课程。在学习高等数学、物理学、电工技术、电子技术、电机与电力拖动等课程的基础上进行授课。设备电气控制包括:继电器接触器的有触点控制可编程控制器控制(PLC)计算机控制电力电子技术的应用二、本课程的任务熟悉常用低压控制电器的结构、原理、型号、规格和用途。了解目前常用低电压电器的发展情况，能正确选用各种常用低压电器；牢固掌握继电器、接触器控制系统的基本环节掌握一般生产机械电力装备的工作原理、控制特点，具备安装调试、运行与维修的能力；具有设计、改造、革新一般生产机械电气装备控制线路的初步能力三、本课程的学习环节讲课:课堂理论教学、现场理论教学实验:拆装低压电器、按给定电路接线训练实训:电气控制线路故障排除训练、自己设计简单电路,然后再接线课程设计:实做部分为复杂电路的连接,理论部分为实用项目的专题设计现场参观:现场观摩实际机床的电气控制四、本课程的考试方法阶段考试分3个阶段，每个阶段有理论测试和实作测试实验成绩平时成绩出勤率、作业、课堂提问、课堂小测验期末考试理论考试五、本课程的参考书籍1。《工厂电气控制技术》方承远主编机械工业出版社2。《电气控制技术》周庆贵主编化学工业出版社3。《机床电气维修技术》宋家成主编山东科学技术出版社4。《电气控制》李仁主编机械工业出版社5。《低压电工实用技术问答》步丰盛主编机械工业出版社第一章常用低压电器第一节低压电器的基本知识电器：P.1根据外界特定的信号和要求自动或手动接通或断开电路，断续或连续改变电路参数，实现对电路或非电对象的接通、切断、保护、控制、调节作用的设备。低压电器：用于交流1200V、直流1500V以下的电路中的电器。一、低压电器的分类1。按用途分控制电器：在电气控制系统中控制电路的接通、分断以及控制电动机的各种运行状态。如接触器、继电器、按钮等（配电电器：用于配电系统中实现电能的输送与保护如刀开关、转换开关、熔断器等）保护电器：用来保护电源和线路或电动机，使他们不至于在短路状态和过载状态下运行。如熔断器、热继电器等。2。按执行机理有触点电器：具有动静触点，利用触点的接触和分离来实现电路的通断。无触点电器：没有动、静触点，利用元器件的导通和截止来实现电路的通断。3。按动作方式手动电器：依靠外力直接操纵来进行通断电路如刀开关、转换开关、按钮等自动电器：依靠某种信号或物理量的变化而自动通断电路如接触器、各种继电器等二、低压电器的组成低压电器的组成：感受部分和执行部分自动空气开关或热继电器之类还有中间传递部分，将感受和执行两部分联系起来，使其协同一致，按一定规律动作（一）、电磁机构将电磁能⇒机械能⇒使触点闭合或断开机构组成：吸引线圈、铁心（静铁心）、衔铁（动铁心）1、铁心直流励磁的电磁铁通过恒定磁通线圈产生热量铁心不产生热量（无磁滞损耗与涡流损耗）线圈无骨架且成细长形（增加其和铁心接触面积）有助于散热交流励磁的电磁铁通过交变磁通线圈产生热量铁心产生热量（有磁滞损耗与涡流损耗）线圈有骨架且粗短形（与铁心分开）以免铁心热量传给线圈（铁心为硅钢片叠成）减少铁损耗2、线圈电压线圈跨接在电源上电流值由电路电压和线圈阻抗决定线圈匝数多、导线细电流小、电压高采用绝缘性能好的漆包线电流线圈串接在主电路中电流值由电路负载决定线圈匝数少、导线粗电流大采用较粗的紫铜条和铜线3、电磁机构的结构形式4、电磁吸力与吸力特性电磁吸力:电磁铁线圈通电后，铁心吸引衔铁的力吸力特性：电磁吸力与气隙的关系直流电磁铁：气隙越大，吸力越小；气隙越小，吸力越大。∴电磁铁吸合过程中吸力不断增大，完全吸合时吸力最大交流电磁铁：吸力的大小随时间变化，磁通为零。吸力也为零∴电磁吸力的脉动，使衔铁产生振动；频繁振动产生噪音短路环：在交流铁心的某一端装一短路铜环使磁通变为两部分，所产生的合成电磁吸力就不会为零—————消除振动和噪音（二）、执行机构-------触头系统触头用来接通和断开电路三种接触形式：A点接触、B线接触、C面接触触头结构形式：(a)点接触的桥式、(b)面接触的桥式、(c)线接触指形（三）、触头系统的灭弧方法1.电弧的产生触点接通后存在接触电阻，有温升，分断电路时热电子发射造成电路延时断开}气体游离产生电弧→烧损触点强电场作用缩短电器使用寿命2.常用灭弧方法a、电动力灭弧b、磁吹灭弧c、窄缝灭弧d、栅片灭弧为加强灭弧效果往往同时采取几种灭弧措施电动力灭弧触头断开时，两个断口处产生电弧根据左手定则电弧受F作用向外运动电弧被拉长{}迅速熄灭受冷却作用三、低压电器的主要技术参数1。额定电压：额定工作电压、额定绝缘电压2。额定电流：额定工作电流、约定发热电流（非封闭与封闭）3。操作频率与通电持续频率4。机械寿命和电寿命电寿命一般小于机械寿命四、低压电器的选用原则1。安全原则：安全可靠是对任何电器的基本要求保证电路和用电设备的可靠运行是正常生活与生产的前提2。经济原则：电器本身的经济价值（合理适用）使用该产品而产生的价值（保证可靠运行）3。选用时的注意事项明确控制对象的分类和使用环境明确有关的技术数据（额定电压和功率、起动电流倍数等）了解电器的正常工作条件了解电器的主要技术性能第三节熔断器熔断器：熔断器是一种广泛应用的最简单有效的保护电器。在强弱电系统中起短路保护作用。熔断器有管式、插入式、螺旋式、卡式等几种形式，其中部分熔断器的外形和符号如图所示。卡式螺旋式符号一、熔断器组成及工作原理1、组成：熔体、绝缘管或绝缘底座熔断器的主要元件是熔体，它是熔断器的核心部分熔体形状：丝状：铅锡合金、锌等低熔点金属——圆截面熔丝（小电流电路）片状：用银、铜等较高熔点的金属——薄片（大电流电路）2、工作原理：熔断器使用时应当串联在所保护的电路中；电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断；当电路发生短路或严重过载时，熔体温度上升到熔点而熔断，将电路断开，从而保护了电路和用电设备。熔体通过电流与时间有反时限特性只能做短路保护,不能做过载保护3.新型熔断器新型限流元件叫做自复式熔断器可以不更换元件便能接通电路，它是应用非线性元件----金属钠在高温下电阻特性突变的原理制成的。自复式熔断器:熔丝为金属钠，常温下具有高电导率。-----短路电流产生的高温能使钠汽化，气压增高高温高压下汽态钠的电阻迅速增大，呈现高电阻状态，从而限制了短路电流。当短路电流消失后，温度下降，汽态钠又变为固态钠∴自复式熔断器能多次使用，不用更换熔体但是自复式熔断器只能限流，不能分断电路，故常与断路器串联使用，以提高分断能力二、主要技术参数额定电压额定电流：熔体额定电流、熔断器额定电流型号三、使用注意事项1、熔断器应当串接在电路中。2、螺旋式熔断器：熔断管带色标的一端插入磁帽；下接线座接电源、上接线座接负载。3、需要更换熔体时：新换熔体与原熔体的规格应一致；以保证动作的可靠性。4、如何选用熔断器：照明负载：IN熔体≧IN实际负载电动机：IN熔体≈(1.5~2.5)IN电动机小结低压电器的分类：按不同方式分类低压电器的组成：两大部分电磁机构与执行机构：组成与工作过程短路环与灭弧方法熔断器：构成、符号（文字、图形）、参数、工作原理、使用注意事项作业补充：1.什么是电器？什么是低压电器？2.低压电器按动作分为哪几类？举例说明。3.短路环的作用是什么？P.362