电气控制与PLC应用 第1章 常用低压电器

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1、电气控制及PLC（第一章）江南大学通信与控制工程学院第1章常用低压电器掌握接触器、继电器、断路器、按钮、开关、主令电器等常规控制电器的基本工作原理、元件形式、动作特点，并能够正确选择使用。学习目标：第1章常用低压电器教学内容：1.1概述1.2接触器1.3继电器1.4熔断器1.5低压开关与低压断路器1.6主令电器1.7低压电器的产品型号1.1概述电器对电能的生产、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。随着电子技术、自控技术和计算机应用的迅猛发展，一些电器元件可能被电子线路所取代，但是由于电器元件本

2、身也朝着新的领域扩展（表现在提高元件的性能、生产新型的元件，实现机、电、仪一体化，扩展元件的应用范围等），且有些电器元件有其特殊性，故是不可能完全被取代的。返回电器是接通和断开电路或调节、控制和保护电路及电气设备用的电工器具。电器的功能多，用途广，品种规格繁多，为了系统地掌握，必须加以分类。1.按工作电压等级分（1）高压电器;（2）低压电器2.按动作原理分（1）手动电器;（2）自动电器3.按用途分（1）控制电器;（2）配电电器;（3）主令电器;（4）保护电器;（5）执行电器1.1.1电器的分类返回1.1.2电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器接触器：分交流

3、接触器与直流接触器（注意区分）继电器：有电磁式继电器（如电压继电器、电流继电器、中间继电器）；时间继电器（分直流电磁式、空气阻尼式、半导体式等）；热继电器；干簧继电器；速度继电器等（注意其作用及动作特点）熔断器：分瓷插式、螺旋式、有填料封闭管式、无填料密闭管式、快速熔断器、自复式等（注意用途）低压断路器：分框架式、塑料外壳式、快速直流断路器、限流式、漏电保护器等（注意用途）位置开关：有直动式、滚动式、微动式等（注意动作形式特点）按钮、刀开关等（注意动作形式特点）返回1.1.3我国低压控制电器的发展概况现场总线系统的发展与应用将从根本上改变传统的低压配电与控制系

4、统及其装置，给传统低压电器带来改革性变化。发展智能化可通信低压电器势在必行。其产品的特征是：产品中装有微处理器；产品带有通信接口，能与现场总线连接；采用标准化结构，具有互换性，采用模数化结构；保护功能齐全，具有外部故障记录显示、内部故障自诊断、进行双向通信等。返回1.2接触器接触器是电力拖动和自动控制系统中使用量大且面广的一种低压控制电器，用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠（零）电压保护。返回1.2.1结构和工作原理接触器是利用电磁吸力的原理工作的。接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置组成，结

5、构简图如图1-1所示。1.电磁系统其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触头动作。图1-1接触器结构简图1—主触头2—常闭辅助触头3—常开辅助触头4—动铁心5—电磁线圈6—静铁心7—灭弧罩8—弹簧1.2.1结构和工作原理作用在衔铁上的力有两个：电磁吸力与反力。电磁吸力由电磁机构产生，反力则由释放弹簧和触点弹簧所产生。电磁系统的工作情况常用吸力特性和反力特性来表示。为了保证使衔铁能牢牢吸合，反作用力特性必须与吸力特性配合好，如图1-3所示。图1-3吸力特性与反力特性的配合1—直流电磁铁吸力特性2—交流电磁铁吸力特性3—反力特性1.2.1结构和工作原理2.

6、触头系统触头（也称触点）是接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。触头按其原始状态可分为常开触头和常闭触头：原始状态（也称为自然状态）时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭合的触头叫常开触头；原始状态闭合，线圈通电后断开的触头叫常闭触头（线圈断电后所有触头复原）。图1-4触头结构形式图a）桥形触头b）指形触头1.2.1结构和工作原理3.灭弧装置（是接触器的重要特征）常用的灭弧方法有：拉长电弧、冷却电弧和将电弧分段。常用的灭弧装置有:电动力灭弧、灭弧栅和磁吹灭弧。对于电弧较弱的接触器，只采用灭弧罩即可。交流接触器常用电动力灭弧和灭弧栅灭弧装置。直流接触器常用磁

7、吹灭弧装置。图1-6电动力灭弧原理1—静触头2—动触头图1-6所示的是一种桥式结构双断口触头，当触头打开时，在断口处产生电弧，电弧电流在两电弧间产生图中所示的磁场，根据左手定则，电弧电流要产生一个指向外侧的电动力作用，使电弧向外运动并拉长，迅速穿越冷却介质而加快冷却并熄灭。1.2.1结构和工作原理4.接触器的工作原理（注意动作原则：先断后合）当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开；常开触头闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常开触头断开，常闭触头闭合。图

8、1-9接触器的图形、文字符号a）线圈b