电气控制与PLC 教学课件 作者 王建平 第二章.ppt

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1、第2章电气控制与PLC新型智能低压电器本章提要2.1固态继电器2.2智能继电器2.3智能接触器2.4智能断路器2.5软起动器2.6变频器2.1固态继电器2.1.1固态继电器的分类与工作原理2.1.2固态继电器使用的注意事项2.1.1固态继电器的分类与工作原理固态继电器（简称SSR）是采用固体半导体元件组装而成的一种新颖的无触点开关。由于固态继电器的接通和断开没有机械接触部件，因而具有控制功率小、开关速度快、工作频率高、使用寿命长、抗干扰能力强和动作可靠等一系列特点，当控制端无信号时，其主回路呈阻断状态，当施加控制信号时，主回路呈导通状态。固态继电器外形如图2-1所示图

2、2-1固态继电器外形图a)单相b)三相1．固态继电器的种类固态继电器是一种四端器件，其中两端为输入端，两端为输出端，中间采用隔离器件，以实现输入与输出之间的隔离。1）按主电路类型分，有直流固态继电器（内部开关器件：功率晶体管）和交流固态继电器（内部开关器件：晶闸管）2）按输入与输出之间的隔离分，有光电隔离固态继电器和磁隔离固态继电器。3）按控制触发信号方式分，有过零型和非过零型，有源触发型和无源触发型。2．固态继电器的工作原理图2-2光电耦合式交流固态继电器原理图图中B、C间虚线为用户自接。固态继电器的输入端仅需较小的电压和电流就能切换几安培甚至几百安培的大电流，且与

3、晶体管TTL、CMOS电路有较好的兼容性，可直接与弱电回路连接。常用的产品有DJ系列固态继电器。2.1.2固态继电器使用的注意事项1）固态继电器的选择应根据负载的类型来确定，并要采用有效的过压保护。2）输出端要采用RC浪涌吸收回路或非线性压敏电阻吸收瞬变电压。3）过流保护应采用专门保护半导体器件的熔断器或用动作时间小于10ms的断路器。4）安装时采用散热器，要求接触良好，且对地绝缘。5）切忌负载侧两端短路，以免固态继电器损坏。2.2智能继电器所谓智能继电器，就是以微处理器为中央控制元件，完成物理信号的输入输出，信号的转换，按预定规律算法进行计算、控制、处理，实现对电动

4、机的保护，并能与上级控制计算机进行通信，完成信息交换。2.2.1智能继电器的结构与工作原理2.2.2E3Plus智能过载继电器2.2.1智能继电器的结构与工作原理智能继电器实际上是一个专用的微型计算机系统，由硬件和软件两大部分组成。（1）硬件智能继电器的硬件从模拟信号源接收电压、电流等数据，从控制电路中接收接点通断状态数据，然后由硬件处理这些数据并通过接点或固态开关的通断提供必要的控制作用。硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路和标准通信接口等。图2-3智能继电器结构框图智能继电器通常要有人机对话功能，即人与机器交换信息的功能。这个功能有两方面的

5、作用：一是人对智能继电器进行状态干预和数据设置；二是智能继电器向人报告运行状态和处理结果。（2）软件智能继电器的软件是指存放在ROM中的系统程序，类似于计算机的操作系统。系统程序包括监控程序、逻辑处理程序、系统诊断程序、通信管理程序等。2．智能继电器的工作原理主要利用微处理器技术实现对电动机的保护。当电动机的运行状态满足一定脱扣条件时，智能继电器将会自动脱扣，再反馈至主回路，来完成对对电动机的保护。电动机的保护应根据电动机的类型、功率大小、使用场合以及所拖功的负载等因素决定。对于频繁起、制动和要求正反转的电动机，热继电器不宜使用。这是因为热继电器主要采用金属弹簧片等物

6、理器件制成的，反应不够灵敏。而智能继电器是数字化装置，它通过模拟电动机的实际温升来判断是否需要脱扣，因此就轻易地避开了电动机的起动电流，弥补了热继电器的上述缺陷。（1）电动机的保护电动机的额定电流也被称为满载电流（Full-loadcurrent）。对于传统继电器而言，不同额定电流的电动机就需要相应满载电流值的继电器与之配套使用，而对于智能继电器，可以通过设置继电器的满载电流值来保护不同额定电流的电动机。（2）满载电流（FLC）从继电器满足脱扣条件到继电器响应的时间称为脱扣延迟时间。图2-4继电器的安—秒特性（3）安－秒特性曲线脱扣级别是指当电动机承受6倍额定电流时继

7、电器的最大脱扣延时时间（以秒为单位）。实际脱扣延迟时间应从相应脱扣级别所对应的安－秒特性曲线中查找得出，每种脱扣级别对应一个安－秒特性曲线。即使电动机承受相同的电流，如果脱扣级别不通，实际脱扣延迟时间也是不同的。因此不同的电动机运行状态应设置相应的脱扣级别进行保护。（4）脱扣级别图2-5智能继电器脱扣动作图2.2.2E3Plus智能过载继电器罗克韦尔自动化公司的智能继电器产品主要有在SMP-3和E3两大系列。E3P1us是E3型的增强型。E3和E3P1us除了提供比SMP-3更为强大的状态监控功能外，还有预报警保护和电流测量。图2-6E3Plus智能