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电气控制与PLC(1)第一章常用低压电器重点:接触器、继电器、按钮、开关等电器元件的结构、原理、符号和选择方法。难点:各种器件的认识和正确的选择、使用方法。低压电器定义定义:交流1200V以下、直流1500V以下为低压,在此电压范围内使用的电器元件,统称低压电器发展方向:小体积、高可靠性、使用方便、功能可组合性方向发展。第一章常用低压电器1.1电磁式低压电器1.2接触器(交流、直流)1.3低压断路器和低压隔离器1.4继电器1.5熔断器1.6主令电器1.1电磁式低压电器定义:利电磁式机构原理工作的低压电器。构成:电磁式电器:电磁机构+执行机构+灭弧装置1.1电磁式低压电器1.1.1电磁机构①结构:固定铁心,衔铁,电磁线圈。(吸引线圈)②分类:直动式,拍合式。外形见图1.1.1③原理:电磁线圈通电后,电磁吸力大于弹性力,使衔铁闭合。④铁心材料:直流—电工软铁;交流—硅钢片(端面嵌铜短路环克服交流颤抖声)⑤电磁吸力:F=4*105B2S(S为铁心磁极截面积)1.1电磁式低压电器1.1.2触头系统结构:图1.1.2桥式:点接触面接触指式:线接触,滚动摩擦,适用于大电流。材料:黄铜—指式;银铜合金—桥式1.1电磁式低压电器1.1.3灭弧系统用途:用于熄灭触头分断负载电流时产生的电弧。电弧种类:交流电弧和直流电弧交流电弧存在交流过零点,电弧易熄灭灭弧原理:①迅速拉长电弧②冷却和去游离法1.3低压断路器和低压隔离器1.3.1低压隔离器(刀开关)用途:通、断小负荷电流,电源隔离。结构:触刀,触头插座。绝缘电板,操纵手柄。(大容量灭弧罩)主要类型:带熔断器、带灭弧装置、铁壳负荷开关、胶盖开关等。型号举例:HD13—400/31符号:图1.3.2刀开关1.4继电器用途:根据信号变化,接通或断开电路(信号变换)构成:传感器+输出触点分类:中间、电流(过、欠)、电压(过、欠)、时间、热继电器、速度、压力、温度等1.4.1中间继电器1.4.2电流继电器1.4.3时间继电器1.4.4热继电器1.4.5速度继电器1.4.6固态继电器1.4.2电流、电压继电器1、结构:电磁机构+触点2、定义:依据线圈的电流或电压(输入)大小而输出触点动作的电器。3、分类:过流(压):过流后时触点动作。欠流(压):欠流后时触点复位。4、常用型号:电流JL14、JT3等例电压DJ—1005、符号:图1.4.2常用电压、电流继电器及互感器1.4.3时间继电器定义:按时间原则工作的继电器。用途:用于时间控制,又称定时器。延时类型:通电延时型、断电延时型。结构分类:空气式、电子式(数字式)、电动式等。空气式时间继电器电子式时间继电器电动式时间继电器空气式时间继电器构成:电磁机构+触头+汽缸(活塞)原理:利用空气阻尼的原理工作。图1.4.3a通电延时型、b断电延时型主要参数:延时类型及触点吸引线圈电压,延时范围0.4~60S或0.4~180S电气符号:图1.4.4特点:价低、可靠、定时精度差电动式时间继电器构成:同步机+减速器+执行结构(触头)优:延时时间长、精度高。缺:结构复杂、体积大。型号举例:JS10系列7PR系列电子式时间继电器分类:晶体管式(阻容式):利用充放电原理延时工作,小型继电器触点输出。数字式:脉冲+计数+执行机构。型号:晶:JS14、ST3P系列数:JSS14系列常用时间继电器外形1、1.4.4热继电器用途:用于三相交流异步电动机(笼型)的过载保护。(含断相保护)分类:双金属片式—常用电子式结构:热元件+触头+动作机构+整定装置+复位装置参见图1.4.5原理:由双金属片的变形,通过导板,分断触点。复位:故障排除后,手动复位整定:通常整定在电动机的额定电流上。型号:JR16~20,JR36参数:①额定电流②热元件额定电流及整定范围。符号:图1.4.6常用的热继电器及其他控制器1.4.5速度继电器用途:检测转速的过零点。多用于反接制动时,切除反相序电源。结构:转子(磁极)+笼型空心绕组+触头图1.4.7原理:电磁感应与鼠笼式异步机相似。转动时,笼型绕组感生电势,形成电流后受力而摆动,摆锤拨动触头系统工作。停转时(N=0),摆锤垂立,触头复位。型号:JY1(复位转速100r/min)、JFZ0符号:图1.4.81.4.6固态继电器构成:由电力开关器件组成,由输入信号电压,控制输出电子器件导通。用途:为无触点继电器,无火花。广泛应用在数字电路和计控系统。分类:交流输出和直流输出两大类。(AC—SSR、DC—SSR)分别用来通断交/直流负载。应用举例(AC—SSR)参见图1.4.9:原理:1.2端施加US时,3.4端接通。1.2端无US时,3.4端开关截止。常用型号:JGX—F系列(电流有10~80A的8种规格)。主要参数:输入信号电压范围输出额定电压/电流耐压强度参见17页表1-6固态继电器外形结构1.5熔断器用途:用于低压电路的短路保护。1.5.1保护持性及参数1、构成:外壳+熔体(芯)。材料:低熔点、铝锡合金、铜等金属2、保护(熔断)特性:图1.5.1熔体成流超过IfN,熔断。熔断时间与熔体电流成反比。熔体电流小于等于IfN时,不会熔断、可以长期工作。3、分类:插入式、螺旋式、管式(无填料封闭管式、填料封闭管式)、导轨式、速熔式。1.5熔断器4、主要参数:熔断器额定电流(外壳)熔体额定电流(熔体)举例:RT18系列,主要参数见17页,表1.95、选择、确定熔体电流,选配合适外壳。上、下级电路保护熔体的配合,电流比值不小于1.6:1照明或阻性负载,熔体电流IfN≥I.单台电机。IfN≥(1.5~2.5)IN多台电机不同时起动IfN≥(1.5~2.5)INMAX+∑IN6、符号:图1.5.2熔断器外形LIFNILIFNI1.6主令电器主令电器的用途:发布控制信号或指令类别:按钮、执行开关、万能转换开关、主令控制器等1.6.1按钮和指示灯1.6.2位置开关1.6.3万能转换开关和主令控制器1.6.4凸轮控制器1.6.1按钮和指示灯1、按钮的构成:静触点、动触点、复位弹簧、按钮帽外壳。参见图1.6.12、分类:结构形式(组合式、指示灯式)、操作方式(带锁定按动式(无自动复位功能)、不带锁定按动式、旋转式)。3、工作原理:按下时,动静桥下移、常闭点(3、4)断开常开点(1、2)闭合按钮松开时,弹性力使触桥复位,触点状态复原。4、型号举例:LA2、LA18、LA19、LAY3、LAY81.6.1按钮和指示灯5、选用考虑:额定电压、电流(5A)、结构形式、操作方式、触点对数、按钮颜色、有无指示灯及帽形(急停式)。6、符号:图1.6.27、指示灯:氖泡、灯泡、半导体发光器件等。主要参数及选择:额定电压380、220、127、36、6.3发光器件、颜色。型号举例:ND16-22按钮和指示灯外形1.6.2位置开关用途:用于运部部件的位置或行程的检测和控制。主要包括行程开关、微动开关、接近开关、光电开关等。1、行程开关构成:静触头、动静桥、压动杆。工作原理与按钮相似,但操作形式为挡铁压动式。参见图1.6.32、分类:(操作头型式)直杆式、单轮式、双轮式等(按复位方式为自动复位式和非自动复位式)。3、型号举例:LX19行程开关外形2、接近开关3、光电开关工作原理:利用红外发射和接收的原理检测物体的到来。主要类型:对射式—发射和接收分开设置,物体经过时,阻断光源。反射式—发射和接收装在一起,利用被捡物体的反射工作。符号:参见图1.6.41.6.3万能转换开关和主令控制器万能转换开关主令控制器万能转换开关结构特点:多挡住、多段式。可同时控制多回路,故称万能转换开关。(园盘操作)LW6型的一层结构原理见图1.6.5。触头座,凸轮、手柄、定位机构等组成用途:多用于仪表切换。常用型号:LW5、LW6系列万能转换开关外形主令控制器结构特点:凸轮非调整式主令控制器,是一种采用机械传动杠杆手动操作方式的多档位、多控制回路的控制电器。用途:主要用于起重设备的磁力控制。常用型号:LK4、L18等1.6.4凸轮控制器结构特征:大电流的多挡住、多触头手动操作的开关电器。触头的结构示意见图1.6.6,由插式触头、手柄、转轴、凸轮、灭弧罩、定位机构的组成。用途:用于起重机绕线式异步电动机的起动、调速、制动控制。型号:KT14、KT15系列主要参数:触点的额定电流(25A、60A或32A、63A)符号:(万能、主令SA,凸轮QM)参见图1.6.71.6.5接线端子接线端子型号和外形第1章小结本章主要介绍了接触器、继电器、低压断路器、刀开关、保护及主令电器等常用低压电器。重点介绍了电气元件的基本结构、工作原理及其主要参数、型号与图形符号。电气元件的技术参数是选用的主要依据,需要时可查阅产品样本和电工手册。图1.3.3低压断路器工作原理图图1.3.4低压断路器符号图1.4.1中间继电器符号图1.4.2电流、电压继电器电气图形及文字符号图1.4.3时间继电器图1.4.4时间继电器的电气图形及文字符号NA1系列智能型万能式DW16系列万能式断路器NM1LE系列漏电断路器DZ20漏电断路器NB1LE-04电子式剩余电流动作断路器NCF8辅助触头组(接触器)CJTI系列交流接触器CJ12系列交流接触器CJ20系列交流接触器CJ24系列交流接触器CJ40系列交流接触器CZ0直流接触器
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