电气控制与PLC应用 第1章 常用低压电器

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1、电气控制与PLC应用河北建筑工程学院电气系内容提要1.本教材汇聚了“工厂电气控制”与“可编程序控制器”两门课程的重要内容2.全书共分两篇(七章)第一篇共三章,第二篇共四章第一篇电气控制第一章介绍常用低压电器;第二章介绍电器控制线路的基本规律;第三章介绍电器控制线路的一般设计方法.第二篇可编程序控制器第四章介绍可编程序控制器的基本知识;第五章介绍了FX系列可编程控制器编程元件及指令系统;第六章介绍了FX系列可编程控制器的程序设计方法;第七章介绍PLC控制变频器的方法及编程器和编程软件的使用;第一章常用低压电器第一节低压电器的基本知识第二节接触器第三节继电器第

2、四节主令电器第五节开关电器第六节熔断器本章小结第七节低压断器第一节低压电器的基本知识一、低压电器的分类按用途和控制对象分：配电电器：用于低压电力网的配电电器。控制电器：用于电力拖动及自动控制系统的电器。按操作方式分：自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器，如接触器、继电器等。手动电器：通过人的操作发出动作指令的电器，如刀开关、转换开关和主令电器等。按工作原理分：电磁式电器：根据电磁感应原理进行工作，如交直流接触器、电磁式继电器等。非电量控制电器：以非电物理量作为控制量进行工作，如按钮开关、行程开关、刀开关、热继电器、速度继电器等。低压电器:工作电压

3、交流1200V、直流1500V以下的电气线路中起通断、保护、控制或调节作用的电器.1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。组成原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。铁芯衔铁线圈二、电磁式低压电器的基本结构交流：硅钢片叠加直流：整块铸铁或铸钢直动式转动式电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈：短而粗，有骨架。直流线圈：细而长，无骨架。常用的电磁机构型式：衔铁沿棱角转动的拍合式铁心，如图（a）所示，其衔铁绕铁扼的棱角转动，磨损较小，铁心一般用电工软铁制

4、成，适用于直流继电器和接触器。衔铁沿轴转动的拍合式铁心，如图（b）所示，其衔铁绕轴转动，铁心一般用硅钢片叠成，常用于较大容量交流接触器。衔铁作直线运动的双E型直动式铁心，如图（c）所示，衔铁在线圈内成直线运动，较多用于中小容量交流接触器和继电器中。（a）（b）（c）电磁吸力和反力：电磁铁工作时，线圈产生的磁通作用于衔铁，产生电磁吸力，并使衔铁产生机械位移，衔铁在复位弹簧的作用下复位。作用在衔铁上有两个力：电磁吸力由电磁机构产生，反力由复位弹簧和触头弹簧产生。铁心吸合时要求电磁吸力大于反力，即衔铁位移方向与电磁吸力方向相同；衔铁复位时要求反力大于电磁吸力。直

5、流电磁铁的电磁吸力公式为：式中B——气隙间磁通密度(T)；S——吸力处气隙端面积()；F——电磁吸力(N)。当端面积S为常数时，吸力F与磁通密度成正比，即F与磁通成正比，反比于端面积S，即2.触头系统——通过触头的开合控制电路通、断。类型材料：一般采用铜、银、镍材料制成；对于小容量电器常用银质材料制成。桥式触头指形触头点接触面接触触点按其原始状态可分为常开触点和常闭触点。原始状态时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭合的触点叫常开触点。原始状态闭合，线圈通电后断开的触点叫常闭触点。线圈断电后所有触点复原。按触点控制的电路可分为主触点和辅助触点。主触点用于接通

6、或断开主电路，允许通过较大的电流，辅助触点用于接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。ａ）　　　　　　　　　ｂ）　　　　　　　　　ｃ）a〉最终断开位置b)刚刚接触位置c〉最终闭合位置3.灭弧系统电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，即电弧。电弧的危害：延长了切断故障的时间；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；形成飞弧造成电源短路事故。灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料。常用的灭弧方法和装置1.电动力灭弧下图是一种桥式结构双断口触头系统。当触头打开时，在断口中产

7、生电弧。电弧电流在两电弧之间产生如图所示的磁场。根据左手定则，电弧电流要受到一个指向外侧的电动力F的作用，使电孤向外运动并拉长，使其迅速穿越冷却介质，从而加快电弧冷却并熄灭。交流接触器通常采用这种灭弧方法。12桥式触头灭弧原理1一动触头；2一静触头2.磁吹灭弧在触头电路中串入吹弧线圈，该线圈产生的磁通经过导磁夹板引向触头周围，在弧柱下方，两个磁通是相加的，而在弧柱上方是彼此相减的，在下强上弱的磁场作用下电弧被拉长并吹入灭弧罩中，电弧被拉长并受到冷却而很快被熄灭。它广泛应用于直流灭弧装置中（如直流接触器中）。456123FI78磁吹式灭弧装置1—铁心2—绝缘

8、管3—吹弧线圈4—导磁夹片5—灭弧罩6—引弧角7—静触点8—动触点