1、緒 論,一、“工廠電氣控制技術”課程的性質和任務 性 質 實踐性強的專業(yè)課。 內 容 電機、其他執(zhí)行電器為控制對 象，介紹電氣控制的基本原 理、線路、程序及控制裝置的 設計方法。 目 標 1、電氣控制線路、程序、技術資料 的閱讀分析能力。 2、電氣控制線路、程序的設計能力。,任 務 ： 1、熟練掌握常用控制電器、電氣控制線路的構 成、原理及用途，獨立分析和設計能力。 2、掌握可編程序控制器（PLC）的基本構成、 工作原理、特點及其應用發(fā)展情況。 3、掌握小型PLC的硬件構成、工作原理、編程 語言、指令系統(tǒng)與編程方法。 4、掌握PLC控制系統(tǒng)的設計方法、設計過程、 步驟、PLC模塊選擇方法、應用

2、程序設計 與調試方法等。,二、電氣控制技術的發(fā)展 控制方法 手動 自動 控制功能 簡單 復雜 操作方式 笨重 輕巧 控制原理 有觸點硬接線繼電器 微處理器的軟件 新 技 術 綜合應用電子技術、檢測技術、 計算機技術、自動控制理論,第一章 繼電接觸器邏輯控制基礎,意 義 繼電器、接觸器控制技術是進 代先進電氣控制基礎。 低壓電器 電力拖動自動控制系統(tǒng)的基本 組成元件。 介 紹 常用低壓電器元件的用途、類 型、符號、選用四方面。 舉 例 電氣線路的閱讀分析方法。,第一節(jié) 電器的基本知識 一、電器的定義及分類 （一）電器的定義 凡是自動或手動接通和 斷開電路，以及能實現(xiàn) 對電路或非電對象切 換、控制

3、、保護、檢 測、變換和調節(jié)目的的 電氣元件統(tǒng)稱為電器。,（二）電器的分類 1、按工作電壓等級分類 （1）低壓電器 交流AC 1200V； 直流DC 1500V。,2、按用途分類 （1）控制電器 用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。 （2）主令電器 用于各種控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令的電 器。 （3）保護電器 用于保護電路及用電設備的電器。 （4）配電電器 用于電能的輸送和分配的電器。 （5）執(zhí)行電器 用于完成某種動作或傳動功能的電器。,3、按工作原理分類 （1）電磁式電器 依據(jù)電磁原理來工作的電器。 （2）非電類控制電器 電器的工作是靠外力或某種非電物理量 的變化而動作的電器。,二、電磁式電器的工作

4、原理與結構特點 組成： 感測部分電磁機構； 觸頭系統(tǒng)執(zhí)行部分。 （一）電磁機構 作用將電磁能量轉換為機械能量，帶 動觸頭動作，完成接通和分斷電 路。 組成吸引線圈、鐵心、銜鐵等。,1、常用的磁路結構（圖11） 1）銜鐵沿棱角轉動的拍合式鐵心 廣泛應用于直流電器中。 2）銜鐵沿軸轉動的拍合式鐵心 應用觸點容量較大的交流電器中。 3）銜鐵直線運動的雙E形直動式鐵心 多用于交流接觸器、繼電器中。 2、吸引線圈 作用將電能轉換成磁場能量。 注意結構、交、直流、熱的產(chǎn)生。,圖11 常用的磁路結構,線圈自然狀態(tài) 沒有電,圖11 常用的磁路結構,線圈通電,圖11 常用的磁路結構,機械運動,圖11 常用的磁路

5、結構 通電后動作情況,機械運動,（二）電磁吸力與吸力特性 電磁吸力 （11） 式中 電磁吸力，單位為N； B 氣隙中磁感應強度，單位為T； S 磁極截面積，單位為m2 ； 直流電磁鐵時 B恒定值； 交流電磁鐵時 BBmsint。 （12）,將式12代入式11整理得 式中 電磁吸力最大值； 電磁吸力平均值。,吸力特性吸力Fat與鐵心間隙的特性曲 線。 （圖12） 直流電磁鐵（曲線 1 ） 勵磁電流 I 與氣隙 無關； 動作過程為 恒磁通勢； F21/Rm21/2 吸力大小 隨陡峭。 交流電磁鐵（曲線 2 ） 設線圈電壓U不變，則UE4.44fN， U/4.44fN，由磁路定律NI/Rm 勵磁電流

6、 I 與氣隙 成正比； 動作過程為 近似恒磁通； 吸力大小 隨 平坦。,圖12 電磁鐵的吸力特性 1直流電磁鐵吸力特性 2交流電磁鐵吸力特性 3反力特性,1,2,3,F,0,（三）反力特性和返回系數(shù) 反力特性 反作用力 Fr 與氣隙 的關系曲線。 （圖12 曲線 3 ） 注意： 吸合 保證吸力特性位于反力特性上方； 釋放 保證吸力特性位于反力特性下方。 返回系數(shù)（-反映靈敏度的參數(shù)） 釋放電壓 Ure （或電流 Ire ） 與吸合電壓 Uat （或電流 Iat ）。 或,（四）交流電磁機構上短路環(huán)的作用,圖13 交流電磁機構實際吸力曲線,t,Fat,F 交流分量,F Fatm F0 Fr 0,

7、最大值 恒定分量 反力,由上述公式可知交流電磁鐵的吸力是一個兩倍電源頻 率的周期量，即 恒定分量 F0 最大吸力 Fatm 的一半 ； 交變分量 F0cos2t F0 。 所以 Fat 0 Fatm Fat的結果有時 0 則 Fat F0 F0cos2t F0,1-銜鐵 2-鐵心 3-線圈 4-短路環(huán) 圖1-4 交流電磁鐵的短路環(huán),三、電器的觸點系統(tǒng)和電弧 （一）電器的觸點系統(tǒng) 作用起接通和分斷電路。 結構型式： 1、橋式觸點 （圖15a、b） 2、指形觸點（圖15c）,圖15 觸點的結構型式,a,b,c,運動過程,用力按下,運動過程結束,產(chǎn)生摩擦動作,產(chǎn)生摩擦動作,（二）電弧的產(chǎn)生及滅弧方法

8、 I、U 大到某一數(shù)值時產(chǎn)生電弧。 U 1220V間； I 幾百mA。 原因 觸頭氣體在電場作用下電離放電、 游離現(xiàn)象。 結果 產(chǎn)生高溫、發(fā)出強光，觸頭燒毀。,常用的滅弧方法： 1、電動力滅弧 （圖16） 應用 一般交流電路中。,圖16 電動力滅弧示意圖,2、磁吹滅弧 （圖17） 應用 直流電路中。,圖17 磁吹滅弧示意圖 1次吹線圈 2絕緣套 3鐵心 4引弧角 5導磁夾板 6滅弧罩 7動觸頭 8靜觸頭,3、窄縫滅弧 （圖18） 應用 交、直流電路中。,圖18 窄縫滅弧示意圖,電弧,窄縫,介質,鋼板,4、柵片滅弧 （圖19） 應用 高壓電路中。,圖19 柵片滅弧示意圖,第二節(jié) 常用低壓電器 常

9、 用 開關、熔斷器、主令電器、接觸器和各種繼電器 一、開關電器 開關應用于配電線路作電源的隔離、保護與控制。 （一）、刀開關 應用在低壓電路中，作為不頻繁接通、斷開電路。 原理依靠手動來實現(xiàn)觸刀插入插座與脫離插座的控制電路 的通、斷。 參數(shù)額定電壓、額定電流、通斷能力、動穩(wěn)定電流、熱穩(wěn) 定電流。 類型大電流刀開關、負荷開關、熔斷器式刀開關。 選擇使額定電壓、額定電流 電路的額定電壓、額定電流 注意安裝手柄向上、電源接上端、負載接下端。 產(chǎn)品HD14、HD17、HS13、HK2、HH4、HR3 。,圖形符號及文字符號如圖110。,圖1-10 刀開關的符號 a）單極 b）雙極 c）三極,QS,或,

10、a） b） c）,QS,QS,刀開關,HD、HS系列開啟式刀開關,HR3熔斷器式刀開關,HRW系列戶外交流高壓跌落式熔斷器,（二）、轉換開關 應用在電氣設備中，作為非頻繁接通、斷開電 路、換接電源和負載，測量三相電壓以及控 制小容量感應電動機。 原理依靠轉動手柄，使動觸頭與兩側靜觸頭接通 和斷開電路。 參數(shù)額定電壓、額定電流、通斷能力、動穩(wěn)定電 流、熱穩(wěn)定電流。 類型單極、雙極和多極。 選擇使額定電壓、額定電流 電路的額定電壓、 額定電流 產(chǎn)品HZ5、HZ10、HZ15。,轉換開關的 結構示意圖。,圖111 轉換開關的結構示意圖,L1 L2 L3,U V W,圖形符號及文字符號如圖112。,圖

11、1-12 轉換開關的符號 a）單極 b）三極,QS,a） b）,QS,轉換開關,（三）、斷路器 （自動開關） 應用在低壓電氣中，作為非頻繁接通、斷開電 路、換接電源和負載，在電路發(fā)生短路、過 載或欠壓等故障時，能自動分斷故障電路， 是保護電器。 原理依靠手動或電動合閘，觸頭閉合后，自由脫 扣機構將觸頭鎖在合閘位置上。 保護過電流、欠壓、熱、分勵、自由脫扣。 參數(shù)額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類型、 整定電流范圍、分斷能力、動作時間。 類型單極、雙極和多極。,圖113 斷路器工作原理圖,L1 L2 L3,主觸頭,自由脫扣機構,過電流脫扣器,分勵脫扣器,熱脫扣器,欠電壓脫扣器,按鈕,負 載,L1

12、、L2、L3無電時的斷開狀態(tài),L1 L2 L3,主觸頭,自由脫扣機構,過電流脫扣器,分勵脫扣器,熱脫扣器,欠電壓脫扣器,按鈕,負 載,L1、L2、L3有電的斷開狀態(tài),L1 L2 L3,主觸頭,自由脫扣機構,過電流脫扣器,分勵脫扣器,熱脫扣器,欠電壓脫扣器,按鈕,負 載,接 通 狀 態(tài),斷路器過電流脫扣動作,L1 L2 L3,主觸頭,自由脫扣機構,過電流脫扣器,分勵脫扣器,熱脫扣器,欠電壓脫扣器,按鈕,運動,負 載,斷路器過電流脫扣動作,L1 L2 L3,主觸頭,自由脫扣機構,過電流脫扣器,分勵脫扣器,熱脫扣器,欠電壓脫扣器,按鈕,脫開,負 載,選擇使額定電壓、額定電流 電路的額定 電壓、通斷能

13、力電路的最大短路電 流、場合和保護要求。 產(chǎn)品DZ10、DZ15、C45N、S060等。 調整： 1、過載整定電流使用電流、注意動作時間 2、過電流脫扣器整定電流正常尖峰電流 3、欠電壓脫扣器的額定電壓等于主電路額定電壓 4、級間保護的配合滿足系統(tǒng)要求，避免越級跳閘。 5、定期復校各脫扣器整定動作值,圖形符號及文字符號如圖114。,圖1-14 斷路器的符號,QF,DZ20斷路器,正泰電氣 NB47S-63 脫扣器,（四）、漏電保護斷路器 應用防止觸電，安裝在電表和熔斷器后。 原理電流互感器作用原理。 保護漏電流自動斷電。 參數(shù)額定電壓、額定電流、極數(shù)、額定漏 電動作電流、額定頻率、額定漏動作

14、電時間。 類型單極、雙極和多極。 原理圖1-15,原理圖如圖1-15,圖1-15 DZL18-20型漏電保護斷路器原理圖,a b,SB R,TC,C1 R1,C2 R2,R3,R4,L N,b,a,V,KA,KA,漏電保護器,二、 熔斷器 （一）熔斷器的用途 應用配電線路的嚴重過載和短路保護。 （二）熔斷器的結構及工作原理 原理通過流過電路的過大電流產(chǎn)生的熱效 應熔斷熔絲（安秒特性曲線）而斷開 和保護電路。 熔斷器的安秒特性曲線見圖1-18,圖1-18 熔斷器的安秒特性曲線,0 Imin I/IN,t,熔斷區(qū),正 常 工 作 區(qū),過 載 區(qū),（三）熔斷器的類型與技術參數(shù) 1、插入式 RC1A系

15、列，低壓分支電路，民用 2、螺旋管式 RL6 用于機床，RLS2 用于整流、 晶閘管 3、封閉管式 RT12有填料、無填料、快速，低 壓電網(wǎng) 4、新型 （1）自復式 RZ1 不能切斷電源，與斷路器配 合使用 （2）高分斷能力 NT 應用電氣裝置、配電設備,RC1A系列插入式熔斷器,RL6系列螺旋式 熔斷器,RM10系列封閉管式熔斷器,NT系列新型 熔斷器,（四）熔斷器的選擇 1、類 型 線路要求、使用場合、 安裝條件、適用范圍； 2、額定電壓 使額定電壓 線路的額定電壓；,3、額定電流 熔體的額定電流與負載相匹配； 1）阻性負載熔體額定電流略 電路的額定電流； 2）電機負載 單臺電機 Ifu

16、（1.52.5）IN 多臺電機 Ifu （1.52.5）INmaxIN 式中 IN 電機額定電流； INmax 容量最大的一臺電機額定電流； IN 其它電機額定電流的總和。 3）電容負載設備中 熔體的額定電流1.6倍電容額定電流； 4）配電系統(tǒng)中 主回路熔體的額定電流 支路熔體的額定電流,4、額定分斷能力 額定分斷能力 電路中可能最大故障電流 5、選擇保護特性 分支故障時故障點最近處動作 熔斷器的圖形符號及文字符號如圖1-19,圖1-19 熔斷器的符號,FU,總結： 應用配電線路的嚴重過載和短路保護。 原理通過流過電路的過大電流產(chǎn)生的熱效應熔斷 熔絲（安秒特性曲線）而斷開和保護電路。 參數(shù)額定

17、電壓、額定電流、熔體額定電流、額定 分斷能力。 類型插入式、螺旋管式、封閉管式、自復式、高 分斷能力。 產(chǎn)品RL1A、RLS2、RM10、RT12、RS3、 RZ1等等 。,三、 主令電器 應用在控制系統(tǒng)中專用于發(fā)布控制指令 電器。 （一）控制按鈕 應用在低壓控制電路中用于發(fā)布手動控 制指令。 選擇使額定電壓、額定電流 電路的額 定電壓、額定電流。 結構示意圖見圖 1-20 圖形符號及文字符號如圖 1-21,圖1-20 按鈕結構示意圖,圖1-21 按鈕符號 a）常開觸點 b）常閉觸點 C）復式觸點,SB,a） b） c）,SB,SB,LA19系列按鈕開關,LA18系列按鈕開關,（二）位置開關

18、應用在低壓控制電路中，用于實現(xiàn)順序 控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測。 1、行程開關（限位開關） 工作利用運動部件碰撞來發(fā)出指令。 應用運動方向、行程大小、位置保護。 選擇使額定電壓、額定電流 電路的額定電壓、額定 電流。 注意復位方式、觸點數(shù)量等。 類型直動、滾動直動、杠桿單、雙輪旋轉式、滾動擺桿 可調式、杠桿可調式，。 產(chǎn)品LXW5、LX9、LXK3、LX32、LXW5等等 。 外形如圖1-22 圖形符號及文字符號如圖1-23,a) 單輪旋轉式 b) 雙輪旋轉式 圖1-22 LX19系列行程開關,行程開關結構示意圖,行程開關,圖1-23 行程開關的符號 a）常開觸點 b）常閉觸點 C）復式觸

19、點,a） b） c）,SQ,SQ,SQ,2、接近開關（無觸點行程開關） 工作是以不直接接觸方式進行控制的一種位置 開關。 應用高速計數(shù)、測速、檢測零件尺寸等。 特點工作穩(wěn)定可靠、壽命長、重復定位精度 高、適應惡劣的工作環(huán)境等。 選擇工作電壓、輸出電流、動作距離、重復精 度、工作響應頻率。 注意電源電壓 額定工作電壓、 負載電壓開關輸出電壓、 負載電流 輸出電流、 計數(shù)頻率 開關的工作響應頻率。 電路如圖1-24 圖形符號及文字符號如圖1-25,圖125 接近開關的符號,SQ,SQ,（三）萬能轉換開關 工作是一種多檔位、控制多回路的組合開關。 應用發(fā)布指令、遠距離控制、電壓、電流表的 換相開關、

20、小容量電機的啟動、調速、換 向控制。 特點觸頭點數(shù)多（60個）。 選擇使額定電壓、額定電流 電路的額定 電壓、額定電流。 產(chǎn)品LW5、LW6等等 。 結構如圖1-26 圖形符號及文字符號如圖1-27,圖 1-26 萬能轉換開關結構示意圖,圖1-27 萬能轉換開關的符號,左 0 右,SA,1 2 3,SA 開關位置（左、0、右）,第三組 引線端子 第三組 引線端子,第二組 引線端子 第二組 引線端子,LW5D-16萬能轉換開關,LW6萬能轉換開關,（四）主令控制器與凸輪控制器 1、主令控制器 應用頻繁地按預定順序切換多個控制電路，對 起重機、軋鋼機、其它生產(chǎn)機械的遠距離 控制。 選擇使額定電壓、

21、額定電流 電路的額定 電壓、額定電流。 產(chǎn)品LK14、LK15、LK16等 。 結構如圖1-28 圖形符號及文字符號如圖1-27,圖1-28 主令控制器的結構示意圖,LK14系列主令控制器,2、凸輪控制器 工作是一種大型的手動控制器。 應用起重設備中直接控制中小型繞線式異步電 動機的起動、停止、調速、換向、制動， 也適用于有相同要求的電力拖動場合。 選擇使額定電壓、額定電流 電路的額定 電壓、額定電流。 產(chǎn)品KT10、KT14、KT15等 。 結構如圖1-29 圖形符號及文字符號如圖1-27,圖1-29 凸輪控制器的結構原理圖,KT系列凸輪控制器,四、 接 觸 器 應用頻繁地接通、斷開交直、流

22、電路， 實現(xiàn)遠距離控制。主要用于控制電 動機、電熱設備、電焊機、電容器 等的交直流主電路。 類型交流接觸器、直流接觸器。,（一）交流接觸器 （結構如圖1-30） 結構： 1、電磁機構線圈、動鐵心（銜鐵）、靜 鐵心。 2、觸頭系統(tǒng)主觸頭通斷主電路； 輔助觸頭用于控制電路、起電氣連鎖或 控制作用。 3、滅弧裝置縱縫滅弧罩、柵片滅弧結構。 4、其它部件反作用彈簧、緩沖彈簧、觸頭 壓力彈簧、轉動機構、外殼。,交流接觸器工作原理示意圖,圖1-30 CJ10-20型交流接觸器,交流接觸器,（二）直流接觸器 結構 與交流接觸器基本相同。 不同處鐵心結構、線圈形狀、觸頭形狀 和數(shù)量、滅弧方式、吸力特性、 故障

23、形式等。 （三）接觸器的主要技術參數(shù)和類型 產(chǎn)品： 常用交流 CJ10、CJ10X、CJX2等 常用直流 CZ0、CZ18等。,主要技術參數(shù)： 1、額定電壓主觸頭的額定電壓。 交流220V、380V、660V； 直流110V、220V、440V。 2、額定電流主觸頭的額定電流。 10800A。 3、吸引線圈的額定電壓。 4、機械壽命和電氣壽命。 5、額定操作頻率一般 300次/h、 600次/h、 1200次/h。 6、動作值吸合電壓、釋放電壓。 吸合電壓 線圈的額定電壓的 85； 釋放電壓 線圈的額定電壓的 70。,交流接觸器的型號含義：,C J,接觸器 交流 設計序號,極數(shù) 額定電流 B表

24、示柵片滅弧,直流接觸器的型號含義：,C Z,接觸器 直流 設計序號,常閉觸點數(shù) 常閉觸點數(shù) 額定電流,選擇： 1、根據(jù)負載性質選類型； 2、額定電壓 主電路工作電壓； 3、額定電流 被控電路的額定電流； 4、吸引線圈的額定電壓與頻率 控制電路的選用電壓和頻率。 （四）接觸器常見故障分析 表1-7 接觸器圖形符號及文字符號如圖1-31,表1-7 接觸器的常用故障及排除方法,圖131 接觸器的符號 a）線圈 b）常開觸頭 C）常閉觸頭,KM,a） b） c）,KM,KM,五、 繼 電 器 與接觸器的區(qū)別： 1、用途：可大、小電流、信號類型； 2、工作原理、I/O接口方式：可電壓、電流； 3、類型：

25、過、欠電壓、電流； 4、結構：多種形式、無觸點等； 5、使用方法：主電路、輔助電路。,應用頻繁地接通、斷開小電流控制電路，實現(xiàn) 遠距離自動控制和保護的自動控制電器。 輸入量電流、電壓、溫度、時間、速度、壓 力。 輸出量觸頭動作或電路參數(shù)變化。 種類： （1）按輸入電壓、電流、時間、溫度、速 度、壓力等。 （2）按原理電磁式、感應式、電動式、熱 式、電子式等。 （3）按輸出有觸點、無觸點。 （4）按用途控制用、保護用。,（一）電磁式繼電器 特點：結構簡單、價格低廉、使用維護方便。 1、電磁式繼電器類型 有交流、直流 （1）電流繼電器 線圈與電路“串”聯(lián)； 匝數(shù)少、導線粗、阻抗小。 欠電流式吸引3

26、065額定電流； 釋放1020額定電流。 過電流式 額定電流的1.14.0倍。,（2）電壓繼電器 線圈與電路“并”聯(lián)； 匝數(shù)多、導線細、阻抗大。 欠電壓式動作4070的UN。 過電壓式動作105120的UN。 零電壓式動作525的UN。 （3）中間繼電器（電壓式） 線圈與電路“并”聯(lián)； 觸頭對數(shù)多、容量大（IN510A）、動 作靈敏度高。,2、電磁式繼電器的整定（圖132） （1）調整彈簧的松緊程度 越緊 需吸引 V、I （2）改變非磁性墊片的厚度 越大 釋放 V、I （3）改變初始氣隙的大小 越大 吸引 V、I 3、電磁式繼電器常用型號 JL、JT、JZ、3TH、JZC系列電磁器 繼電圖形符

27、號及文字符號如圖1-33,1-線圈 2-鐵心 3-磁軛 4-彈簧 5-調節(jié)螺母 6-調節(jié)螺釘 7-銜鐵 8-非磁性墊片 9-常閉觸點 10-常開觸點 圖1-32 JT3系列直流電磁式繼電器結構示意圖,圖1-33 電磁式繼電器的符號 a）線圈 b）電流線圈 c）電壓線圈 d）觸點,KA,a） b） c） d）,KA,KA,KI,I ,KI,I ,KV,U ,KV,U ,（二）時間繼電器 分類： 原理電磁式、空氣阻尼式、電動式、電子 式。 延時通電延時、斷電延時。 通電延時型：接受輸入信號后，要延遲一段時 間，輸出信號才能發(fā)生變化。當輸入信號消失 后，輸出及時復位。 斷電延時型：接受輸入信號后，立

28、即產(chǎn)生相應 的輸出信號。當輸入信號消失后，繼電器需經(jīng) 過一定的延時，輸出才復位。,1、直流電磁式時間繼電器 鐵心上有銅套延時（斷電延時 5S） 2、空氣阻尼式時間繼電器 利用空氣阻尼通、斷電延時（圖1-34）。 3、電動式時間繼電器 微型電動機延時（很少用）。（圖1-35） 4、電子式時間繼電器 電子電路延時（應用廣泛）。（圖1-36）,圖1-34 JS7-A系列時間繼電器原理示意 a,運動方向,圖1-34 JS7-A系列時間繼電器原理示意圖 b,運動方向,(b)斷電延時線圈,(a)通電延時,時間繼電器的選擇 1、電源電壓(線圈電壓和觸頭電壓) 2、控制回路所需要的延時方式(通電延時型還 是斷

29、電延時型) 3、延時時間范圍及延時誤差 4、延時觸頭和瞬時觸頭類型、數(shù)量級容量 5、時間繼電器的類型(電子式、空氣阻尼式),（三）熱繼電器 利用電流的熱效應（表1-8P27）。 1、熱繼電器的結構和工作原理 （圖1-38P26） 2、熱繼電器的主要技術參數(shù)及常用產(chǎn)品 （表1-9P27） 3、熱繼電器的選用 三角形連接整定電流電動機額定電流 熱繼電圖形符號及文字符號如圖1-39,1-電流調節(jié)凸輪 2a、2b-簧片 3-手動復位機構 4-弓簧 5-主雙金屬片 6-外導板 7-內導板 8-常閉靜觸點 9-動觸點 10-杠桿 11-復位調節(jié)螺釘 12-補償雙金屬片 13- 推桿 14-連桿 15-壓簧

30、 16-熱元件 圖1-38 熱繼電器的結構示意圖,圖1-39 熱繼電器的符號 a）熱元件 b）常閉觸點,FR,a） b）,FR,（四）速度繼電器 作用反接制動（圖140）。 動作轉速 120 r/min， 復位轉速 100 r/min， 可靠動作 30003600 r/min。 速度繼電圖形符號及文字符號如圖141,圖1-40 速度繼電器的原理示意圖 1轉軸 2轉子 3定子 4繞組 5擺錘 6、9簧片 7、8靜觸點,1 2 3 4 5 6 7,9 8,圖1-41 速度繼電器的符號 a）轉子 b）常開觸點 c）常閉觸點,a） b） c）,n,KS,n,KS,KS,（五）固態(tài)繼電器 1、種類 1）

31、直流晶體管作開關元件輸出； 交流晶閘管作開關元件輸出。 2）光耦合隔離； 磁隔離。 3）過零觸發(fā)、非過零觸發(fā)； 有源觸發(fā)、無源觸發(fā)。 2、工作原理（圖1-42 P29） 技術指標如表1-10 P30,圖1-42 光電耦合式固態(tài)繼電器的工作原理圖,固態(tài)繼電器,+5V 輸入,交流、直流 輸出,SSR,圖143 固態(tài)繼電器的圖形及文字符號,固態(tài)繼電器,3、固態(tài)繼電器使用注意事項： 1）過載類型（阻、感） 采用過壓吸收保護。 2）輸出 采用RC浪涌吸收回路、非線性壓敏 電阻吸收瞬變電壓。 3）散熱片、接地、絕緣。 4）避免負載短路。 5）輸出計算值 3倍負載額定電流值。 固態(tài)繼電器注意參數(shù)見表1-10

32、,表1-10 DJ型固態(tài)繼電器的主要技術參數(shù),第三節(jié) 電氣控制系統(tǒng)圖的 類型及有關規(guī)定,介紹三相異步電動機、直流電動機的起 動、運行、調速、制動的基本線路 常用的檢測電路、順序控制、保護 環(huán)節(jié)。 電氣圖的類型、國家標準、規(guī)定畫 法。,分類： 1、電氣原理圖； 2、電器布置圖； 3、電氣安裝接線圖。 一、電氣控制系統(tǒng)圖的圖形符號和文字符號 1990年前采用1964年頒布的 “電工系統(tǒng)圖圖形符號” GB31264 “電工設備文字符號編制通則” GB31564 1990年后采用1984年頒布的 “電氣圖用圖符號” GB472884 “電氣制圖” GB698887 “電氣技術中的文字符號制訂通則”GB

33、715987,二、電氣系統(tǒng)圖類型 （一）電氣原理圖 電氣系統(tǒng)中應用最多 制圖原則： 便于閱讀與分析控制線路，根據(jù)簡單、清晰 的原則。采用電氣元件展開的形式繪制而成。 內容： 所以電氣元件的導電部分和接線端點，不按 電氣元件的實際位置來畫，也不反應電氣元 件的形狀、大小和安裝位置。 特點： 結構簡單、層次分明、適于研究、分析電路 的工作原理等優(yōu)點。 （表補充1 電氣圖常用圖形符號 和文字符號新舊標準對照表）,1、繪制電氣原理圖時應遵守的原則 1）原理圖分主電路和輔助電路兩部分 主電路 從電源到電動機等大的電流通過的通路。 輔助電路包括控制回路、照明電路、信號電路、保護 電路等，由繼電器、接觸器的

34、線圈、繼電器的 觸頭、接觸器的輔助觸頭、按扭、照明燈、控 制變壓器等電器元件組成。 2）采用國家規(guī)定的統(tǒng)一標準 元件圖、文字符號。 3）各個電氣元件、部件在控制線路中的位置 根據(jù)便于閱讀的原則安排，同一電器元件的各部分根 據(jù)需要可以不畫在一起，但文字符號要相同。,4）圖中所有電器觸點 按沒有通電和不受外力作用時的初始 開閉狀態(tài)畫出。 5）主電路、輔助電路 各電氣元件一般按動作順序從上到 下，從左到右依次排列，可水平布置 或垂直布置。 6）有直接電聯(lián)系 交叉導線連接點要用黑圓點表示。無 直接聯(lián)系的交叉導線連接點不畫黑圓 點。,2、畫圖區(qū)域的劃分 圖紙上方的1、2、3 等數(shù)字是圖 區(qū)編號（也可以設

35、置在圖的下方）。 圖紙編號下方的“電源開關及保護 ” 等字樣表明對于區(qū)域下方元件或電 路的功能。 3、符號位置的索引 用圖號、頁次、圖區(qū)編號的組合索引 法，索引代號的組成如下：,左欄 中欄 右欄 主觸頭 輔助動合觸點 輔助動斷觸點 所在圖形區(qū) 所在圖形區(qū) 所在圖形區(qū),KM1 2 7 13 2 X X 2,圖補充3中的 KM1 線圈下方的表示是接觸器 KM1 相應觸頭的索引,左欄 右欄 動合觸點 動斷觸點 所在圖形區(qū)號 所在圖形區(qū)號,KA 7 11 9 X 11 X X X,圖補充3中的 KA 線圈下方的表示是繼電器 KA 相應觸頭的索引,4、電氣原理圖中技術數(shù)據(jù)的標注 電氣元件的數(shù)據(jù)和型號，一

36、般用小號字體注在電器代號下面，如圖 144 中是熱繼電器動作電流值范圍和整定值的標注。,圖144 熱繼電器技術數(shù)據(jù)標注,FR,4.5 7.2 A 6.8,（二）電器元件布置圖 含義表明電氣設備上所有電機電器的實際 位置； 作用為生產(chǎn)機械電氣控制設備的制造、安 裝、維修提供必要的資料。 組成電氣設備布置圖、控制柜、控制板電 氣設備布置圖、操叢臺、懸掛操叢箱 電氣設備圖。 注意表達線型。,（三）電氣安裝接線圖（圖補充4） 表達圖中可顯示出電氣設備中元件的空間 位置和接線情況、標注出外部接線。 作用為了安裝電氣設備和電器元件進行配 線或檢修電器故障。 使用可在安裝或檢修時對照原理圖使用。,M 3,接

37、地銅牌,照明燈,11mm2（紅）11mm2（白） 包塑金屬軟管 10mm2m,電源進線 11mm2（黃綠） 71mm2（紅） 11mm2（白）,15 包塑金屬軟管 15mm1m,31mm2（紅） 11mm2（黃綠） 包塑金屬軟管 10mm2m,31.5mm2（黑）11.5mm2（黃綠） 包塑金屬軟管 20mm1m,按扭板,SA EL 12 13,QS 2 6,W1 V1 U1 PE,SB1 SB2 2 3 6 HL2 16 8 4 7 PE,HL1,圖補充4 機床電氣接線圖,第四節(jié) 電氣控制的基本線路 一、籠型三相異步電動機 全壓起動控制線路 特點結構簡單、價格便宜、堅固耐用。 組成控制線路繼

38、電器、接觸器、按鈕等； 起動控制全壓、減壓。 1、單向連續(xù)運行控制線路 線路的工作原理 電路的保護環(huán)節(jié) （1）短路保護熔斷器； （2）過載保護熱繼電器； （3）欠壓、失壓保護接觸器本身。,起動合上QS,引入三相電源。按下SB2，交流接 觸器KM的吸引線圈通電，接觸器主觸點閉 合，電動機運轉。與SB2并聯(lián)的KM閉合，使 接觸器吸引線圈經(jīng)兩條路通電。當SB2復位 時，接觸器KM的線圈仍通過其觸點通電， 保持電動機運行。 停止運轉則按SB1，KM斷電釋放，其常開主觸 頭切斷三相電源，電動機停止運轉。松開SB1 后接觸器線圈不能通過自鎖觸點通電，因 其已隨接觸器的斷電而斷開。,圖1-45 單向全壓起動

39、控制線路,概念： 自鎖依靠接觸器（繼電器）自身輔助 觸點而使其線圈保持通電的現(xiàn) 象。 互鎖依靠兩個接觸器（繼電器）的輔 助常閉觸點起相互控制作用，即 一個接通時，利用其常閉輔助觸 頭的斷開來鎖住對方線圈的電 路。這種利用兩個接觸器（繼電 器）的常閉觸點互相控制的方法 叫互鎖象。,工作原理： 起動： QS SB2 KM M nn0 （自鎖） 停止： SB1 KM M n00,欠壓、失壓保護的優(yōu)點 1、防止電壓嚴重下降時電動機低壓運行； 2、避免電動機同時起動造成的電壓嚴重下 降； 3、防止電源電壓恢復時，電動機突然起動 運轉造成設備和人身事故。,2、具有點動的控制線路,圖1-46 實現(xiàn)點動的幾種

40、控制線路,圖1-46 實現(xiàn)點動的幾種控制線路,工作原理：點動（a） 起動： QSSBKM M 停止： SBKM M ,工作原理：點動（b） 起動： QS SASB2KM M 停止： SB2KM M 工作原理：連動（b） 起動： QSSASB2KM M 停止： SB1KM M ,工作原理：點動（c） 起動： QSSB3KM M 停止： SB3KM M 工作原理：連動（c） 起動： QSSB2KM M 停止： SB1KM M ,工作原理：點動（d） 起動： QSSB2KAKM M 停止： SB2KAKM M 工作原理：連動（d） 起動： QSSB3KM M 停止： SB1KM M ,3、正、反向運

41、行控制線路,圖1-47 三相異步電動機正反轉控制線路,4、自動往復行程控制線路,圖1-48 自動往復循環(huán)控制線路,二、籠型三相異步電動機 的減壓起動控制線路 原因大電動機（ 10kW）起動 IST 過 大，對電路影響大，采用降壓起動 方法，減少IST 。 方法定子串電阻（或電抗）、星形三 角形換接、自偶變壓器、延邊三角 形。,1、定子串電阻（或電抗）（圖1-49）； 2、 星形三角形換接（圖1-50）； 3、 自偶變壓器（圖1-51）； 4、 延邊三角形（圖1-52、53）。,1、定子串電阻降壓起動控制線路,圖1-49 定子串電阻減壓起動控制線路,2、星形三角形換接減壓起動控制線路,圖1-50

42、 三個接觸器的星形三角形減壓起動控制線路,3、自偶變壓器減壓起動控制線路,圖1-51 自偶變壓器減壓起動控制線路,4、 延邊三角形,圖1-52 延邊三角形起動電動機定子繞組抽頭接線方式 a)原始狀態(tài) b)起動狀態(tài) c)運行狀態(tài),圖1-53 延邊三角形減壓起動控制線路,三、 三相繞線轉子異步 電動機限流起動控制線路 特點轉子回路可通過滑環(huán)外串電阻來達到 減小起動電流，提高轉子電路功率因 數(shù)和起動轉矩的目的。 應用在要求起動轉矩較高的場合。 1、轉子回路串接電阻起動控制線路 接法星形平衡、不平衡。 原則時間、電流。（圖1-54、54補）,圖1-54 時間原則控制轉子電路串接電阻起動控制線路,圖1-

43、54補 電流原則控制轉子電路串接電阻起動控制線路,2、轉子回路串頻敏變阻器限流起動控制線路,圖1-55 轉子回路串頻敏變阻器的控制線路,四、 三相異步電動機的 變極調速控制線路 特點2/4極雙速電動機高、低速運行。 應用在機床中。 方法改變定子繞組的極對數(shù)； 改變轉子電路中的電阻(繞線式)； 變頻調速； （圖1-56）,圖1-56 雙速電動機控制線路,2、轉子回路串頻敏變阻器限流起動控制線路,五、三相異步電動機的制動控制線路 方法電氣制動； 機械制動。 1、反接制動控制線路（10KW） 改變電動機電源的相序，使定子繞 組產(chǎn)生相反方向的旋轉磁場產(chǎn) 生制動轉矩的一種制動方法。 制動電流是全壓起動的

44、兩倍。 特點制動迅速、效果好、沖擊大。,為了減小沖擊電流： 采用方法通常主電路串接一定的電阻 限制制動電流。 注意防止反向制動出現(xiàn)反向再起動， 應使轉速接近零時及時斷電。 1、反接制動的控制線路 （1）單向反接制動的控制線路圖1-57 （2）可逆運行的反接制動控制線路（略） 圖1-58補,圖1-57 單向反接制動控制線路,圖1-58補 可逆運行的反接制動控制線路,圖1-58 具有反接制動電阻的正反向反接制動控制線路,圖1-58 具有反接制動電阻的正反向反接制動控制線路,2、能耗制動控制線路 原理電動機脫離三相交流電源之后， 定子繞組上加一個直流電源。 方法： （1）單向能耗制動控制線路。圖1-

45、59 （2）可逆運行能耗制動控制線路。 圖1-60 圖1-60補,圖1-59 時間原則控制的單向能耗制動控制線路,圖1-59 時間原則控制的單向能耗制動控制線路,圖1-60 可逆運行能耗制動控制線路,圖1-60 可逆運行能耗制動控制線路,六、 直流電動機的控制線路,直流電機的工作原理,N,S,n,e,i,Ke電勢常數(shù) CM-轉矩常數(shù),概述： 分類他勵、并勵、串勵、復勵。 1、他勵,2、并勵 3、串勵,4、復勵,反電動勢,轉矩,一、起動控制線路 起動電流 IST 1020IN（額定電流） 不要直接起動。 他勵、并勵： 特點先接勵磁電源， 后接電樞電源。 原因： 1、產(chǎn)生大的反電動勢，減少起動電流

46、。 2、產(chǎn)生足夠大的轉矩，加速起動過程。 3、避免空載飛車。,注意,RaIa 電樞電阻、電流 Ke 電機常數(shù) 防止勵磁磁通“0”,2、直流電動機的正反轉控制 方向取決于 M = CMI。 方法改變電樞或勵磁電壓的極性。 手段改變勵磁電壓 （勵磁電流 25%IN 額定電流）。 3、調速控制 1）改變電樞回路電阻值調速； 2）改變勵磁電流調速； 3）改變電樞電壓調速； 4）混合調速（勵磁電流、電樞電壓）。,4、制動控制 1）能耗制動； 2）反接制動； 3）再生發(fā)電制動 電機轉速理想轉速， 電樞的反電動勢供電電壓， 電樞電流反向，產(chǎn)生制動轉矩。,二、他勵直流電動機的控制線路 1、電樞回路串電阻的起動

47、與調速控制線路 1）起動前的準備 SA-0位QF1、QF2 KI2KA 、 SA （自鎖）KT1 R1、R2串入主電路。 2）起動 SA-3位SA1-2KM1 M （串 R1、R2） KT1KT2 （延時）KM2 R1（短接） KT2 （延時）KM3 R2（短接）M （全速）。 3）調速 SA-1、2位分別串R1和R2、R2（低速）。,4）保護 過載KT1KAKM1 、 KM2、KM3M。 欠電流當勵磁斷KI2KA。 零位（壓）SA-0位KA可避 免M的自起動。 自感電動勢V、R 吸收回路防止 勵磁繞組的絕緣擊穿。 （圖1-61）,圖1-61 電樞串電阻起動與調速控制線路,圖1-61 準備,圖

48、1-61 低速,圖1-61 中速,圖1-61 高速,2改變勵磁電流方向的正、反轉控制線路 采用KT延時以保證在直流電動機停轉后才能反向起動。 如圖1-62 正向起動運行： 正向勵 KT KT+ SB2+ KM18+ KI2+ 磁J K 延時到 KM17+ KT- 正向運行 正向停車： KT SB1+ KM17- KT+ KM18- KI2- n 延時到 n 0 同理，反方向運行按SB3，停車按SB1。,圖1-62 改變勵磁方向的正反向控制線路,3停車帶有能耗制動的正、反向調速控制線路利用改變電樞電流方向實現(xiàn)正反向運行控制線路原理圖如圖1-63 4停車帶有反接制動的正、反向運行控制線路線路原理圖如圖1-64,圖1-63 帶有能耗制動的正反向控制線路 a,圖1-63 帶有能耗制動的正反向控制線路 b,圖1-64 帶有反接制動的正、反向運行控制線路,一、電氣控制分析的內容與要求 分析內容： 1、設備說明書 1）設備的構造，主要技術指標，機械、液壓、氣動部分 的傳動方式與工作原理。 2）電氣傳動方式，電機及執(zhí)行電器的數(shù)目，規(guī)格型號、 安裝位置、用途與控制要求。 3）了解設備的使用方法，各操作手柄、開關、旋紐、指 示裝置的布置以及在控制線路中的作用。 4）必須清楚地了解與機械、液壓部