工廠電氣控制設(shè)備教案

1、第一篇電氣控制技術(shù) 第一章常用低壓電器 一、教學(xué)目的1 .掌握開關(guān)電器、主令電器、接觸器、繼電器、斷路器、熔斷器的作用、結(jié)構(gòu)、工作原 理。2 .掌握保護(hù)電器和控制電器的使用。3 .了解每種電器規(guī)定的技術(shù)參數(shù)和使用范圍。4 . 了解常用低壓電器新舊圖形符號(hào)和文字符號(hào)。 二、教學(xué)內(nèi)容1 .緒論2 .常用低壓電器的基本知識(shí)3 .開關(guān)電器4 .接觸器5 .繼電器6 .熔斷器7 .主令電器三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：每種電器作用、結(jié)構(gòu)、工作原理。難點(diǎn)：保護(hù)電器和控制電器的使用四、教學(xué)方法板書與多媒體相結(jié)合， 并用實(shí)物圖片來演示低壓電氣及其圖形符號(hào)的教學(xué)方法，形象地介紹常用的開關(guān)電器、主令電器、接觸器、繼電器

2、、斷路器、熔斷器的作用、結(jié)構(gòu)、工作原 理、主要參數(shù)及圖形符號(hào)。緒論1 .電氣控制技術(shù)與PLC的發(fā)展19世紀(jì)末到20世紀(jì)初為生產(chǎn)機(jī)械電力拖動(dòng)的初期；繼電器接觸器控制產(chǎn)生于 20世紀(jì)20 - 30年代；60年代出現(xiàn)了順序控制器；70年代，一種新型工業(yè)控制器一可編程控制器（ PLQ問世。2 .電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)課程的性質(zhì)和任務(wù)課程的主要內(nèi)容是以電動(dòng)機(jī)或其它執(zhí)行電器為控制對(duì)象，介紹電氣控制的基本原理、 控制線路及設(shè)計(jì)方法，同時(shí)著重介紹可編程控制器（PLQ的功能、指令系統(tǒng)、編程方法和應(yīng)用技術(shù)。第一汽低壓電器的基本知識(shí)一、低壓電器的分類1 .按電器的動(dòng)作性質(zhì)分2 .按電器的性能和用途分3 .按有無(wú)觸

3、點(diǎn)分4 .按工作原理分：二、電磁式電器電磁式電器類型很多， 從結(jié)構(gòu)上看大都由兩個(gè)基本部分組成，即：感測(cè)部分和執(zhí)行部分。1 .電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)又稱為磁路系統(tǒng)， 其主要作用是將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作從而接 通或斷開電路。圖1.11電磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式（a）、（d）螺管式、（g）轉(zhuǎn)動(dòng)式（b）、（e）直動(dòng)式2 .吸引線圈吸引線圈的作用是將電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能。按線圈的接線形式分為電壓線圈和電流線圈; 單向交流電磁機(jī)構(gòu)上短路環(huán)的作用是消除振動(dòng)。30圖1.12交流電磁鐵的短路環(huán)1-銜鐵2-鐵芯3-線圈4-斷路環(huán)三、電器的觸頭系統(tǒng)觸頭是有觸點(diǎn)電器的執(zhí)行部分，通過觸頭的閉合、斷開控制電路通、斷。3 .橋式

4、觸頭4 .指式觸頭圖1.13觸頭的結(jié)構(gòu)形式四、電弧和滅弧方法1 .吹弧：利用氣體或液體介質(zhì)吹動(dòng)電弧，使之拉長(zhǎng)、冷卻。按照吹弧的方向，分縱吹和 橫吹。2 .拉弧：加快觸頭的分離速度，使電弧迅速拉長(zhǎng)，表面積增大迅速冷卻。3 .長(zhǎng)弧割短弧：4 .多斷口滅?。? .利用介質(zhì)滅?。? .改善觸頭表面材料：第二節(jié)開關(guān)電器一、刀開關(guān)刀開關(guān)的典型結(jié)構(gòu)如圖 1-5,主要由靜插座、觸刀、操作手柄、絕緣底板組成。（a）刀開關(guān)結(jié)構(gòu)（b）符號(hào)圖1.5刀開關(guān)典型結(jié)構(gòu)1 .開關(guān)板用刀開關(guān)（不帶熔斷器式刀開關(guān)）2 .帶熔斷器式刀開關(guān)3 .負(fù)荷開關(guān)（1）開啟式負(fù)荷開關(guān)（2）封閉式負(fù)荷開關(guān)二、組合開關(guān)組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)。常用的

5、組合開關(guān)有HZ10系列，其結(jié)構(gòu)如圖1.8所示。圖1.8 HZ系列轉(zhuǎn)換開關(guān)三、低壓斷路器1 .低壓斷路器的用途低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開關(guān)。 分為框架式DW涿列（又稱萬(wàn)能式）和塑殼式DZ系列（又 稱裝置式）兩大類。主要在電路正常工作條件下作為線路的不頻繁接通和分?jǐn)嘤茫⒃陔娐钒l(fā)生過載、短路及失壓時(shí)能自動(dòng)分?jǐn)嚯娐贰? .DZ系列斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理斷路器由觸頭系統(tǒng)、滅弧室、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和脫扣機(jī)構(gòu)幾部分組成。如圖 1.9所示。圖1.9 DZ斷路器結(jié)構(gòu)圖1-主觸頭2-自由脫扣器3-過電流脫扣器4-分勵(lì)脫扣器5-熱脫扣器6-失壓脫扣器7-按鈕第三節(jié)接觸器一、交流接觸器1 .交流接觸器的結(jié)構(gòu)圖1.10為交流接

6、觸器結(jié)構(gòu)原理圖。主要由三部分組成。(1)觸頭系統(tǒng)：采用雙斷點(diǎn)橋式觸頭結(jié)構(gòu)，一般有三對(duì)常開主觸頭。(2)電磁系統(tǒng)：包括動(dòng)、靜鐵芯，吸引線圈和反作用彈簧。圖1.10交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)(3)滅弧系統(tǒng)：大容量的接觸器(20A以上)采用縫隙滅弧罩及滅弧柵片滅弧，小容 量接觸器采用雙斷口觸頭滅弧、電動(dòng)力滅弧、相間弧板隔弧及陶土滅弧罩滅弧。2 .交流接觸器的工作原理當(dāng)吸引線圈兩端加上額定電壓時(shí)，動(dòng)、靜鐵芯間產(chǎn)生大于反作用彈簧彈力的電磁吸力， 動(dòng)、靜鐵芯吸合，帶動(dòng)動(dòng)鐵芯上的觸頭動(dòng)作，即常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合；當(dāng)吸引線圈 端電壓消失后，電磁吸力消失，觸頭在反彈力作用下恢復(fù)常態(tài)。、直流接觸器直流接觸器主要

7、用于遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嘀绷麟娐?，還用于直流電動(dòng)機(jī)的頻繁起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)和反接制動(dòng)。三、接觸器的主要技術(shù)指標(biāo)1 .額定電壓2 .額定電流3 .吸引線圈額定電壓4 .通斷能力5 .操作頻率6 .交直流接觸器的額定操作頻率：7 .壽命四、接觸器的選擇接觸器的選擇原則：1 .根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的類型。一般直流電路用直流接觸器控制，當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)和直流負(fù)載容量較小時(shí)，也可用交流接觸器控制，但觸頭的額定電流應(yīng)適當(dāng)選擇大些。2 .接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定電壓；3 .吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級(jí)一致；4 .額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。根據(jù)負(fù)載額定

8、電流，接觸器安裝條件及電流流經(jīng)觸頭的持續(xù)情況來選定接觸器的額定電流。第四節(jié)繼電器一、電磁式繼電器作用：起控制、放大、聯(lián)鎖、保護(hù)和調(diào)節(jié)作用。分類：直流繼電器和交流繼電器；電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器和時(shí)間繼電器。1 .電磁式電流繼電器電流繼電器的線圈串接于電路中，根據(jù)線圈電流的大小而動(dòng)作。這種繼電器的線圈導(dǎo)線粗匝數(shù)少、線圈阻抗小。圖1.13電流繼電器的符號(hào)(a)過電流繼電器(b)欠電流繼電器KA隙窗室開解門室團(tuán)觸，圖14電壓繼電器的符號(hào)近電臣燒電部M黃笆壓蝴;相部2 .電磁式電壓繼電器電壓繼電器線圈匝數(shù)多， 導(dǎo)線細(xì)，工作時(shí)并聯(lián)在回路中， 根據(jù)線圈兩端電壓的大小接通 或斷開電路。3 .中間繼

9、電器中間繼電器的電磁線圈所用電源有直流和交流兩種。常用的中間繼電器有JZ7和JZ8兩系列。 二、熱繼電器熱繼電器有多種型式，其中常用的有：(1)雙金屬片式：利用雙金屬片受熱彎曲去推動(dòng)杠桿使觸頭動(dòng)作。(2)熱敏電阻式：利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成的熱繼電器。(3)易熔合金式：利用過載電流發(fā)熱使易熔合金達(dá)到某一溫度值時(shí)，合金熔化而使繼電 器動(dòng)作。1 .熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)來切斷電路的保護(hù)電器，主要由發(fā)熱元件、雙金屬片和觸頭及動(dòng)作機(jī)構(gòu)等部分組成。圖1.15熱繼電器結(jié)構(gòu)原理圖(a)結(jié)構(gòu)原理圖(b)差動(dòng)導(dǎo)板(C)符號(hào)2 .熱繼電器的使用與選擇熱繼電器的選擇應(yīng)滿足：I

10、 eR - I edI eR：熱繼電器熱元件的額定電流；led：電動(dòng)機(jī)的額定電流。三、時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器用來按照所需時(shí)間間隔，接通或斷開被控制的電路， 以協(xié)調(diào)和控制生產(chǎn)機(jī)械的各種動(dòng)作，因此是按整定時(shí)間長(zhǎng)短進(jìn)行動(dòng)作的控制電器。時(shí)間繼電器種類很多，按構(gòu)成原理有：電磁式、電動(dòng)式、空氣阻尼式、晶體管式和數(shù)字 式等。按延時(shí)方式分：通電延時(shí)型、斷電延時(shí)型。四、速度繼電器速度繼電器是以速度的大小為信號(hào)與接觸器配合，完成籠型電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制，故亦稱為反接制動(dòng)繼電器。速度繼電器常用于銃床和鏈床的控制電路中。bi（a）外形（b）結(jié)構(gòu)（c）符號(hào)圖1.18速度繼電器外形、結(jié)構(gòu)和符號(hào)圖第五節(jié)熔斷器一、熔斷器的分類

11、常用的熔斷器有瓷插式、螺旋式、有填料密封管式、無(wú)填料管式等幾種類型,圖1.19常用熔斷器結(jié)構(gòu)圖（a）瓷插式（b）有填料螺旋式（c）無(wú)填料密閉管式（d）符號(hào)二、熔斷器的結(jié)構(gòu)和原理熔斷器由熔體和熔座兩部分組成，在正常情況下，熔體中通過額定電流時(shí)熔體不應(yīng)該熔斷，當(dāng)電流增大至某值時(shí)，熔體經(jīng)過一段時(shí)間后熔斷并熄弧，這段時(shí)間稱為熔斷時(shí)間。三、熔斷器的選擇及性能指標(biāo)1 .熔斷器的技術(shù)參數(shù)熔斷器的選擇有三個(gè)技術(shù)參數(shù)：（1）額定電壓（2）額定電流（3）極限分?jǐn)嗄芰? .熔斷器的選擇第六節(jié)主令電器一、控制按鈕控制按鈕是一種簡(jiǎn)單電器，不直接控制主電路，而在控制電路發(fā)出手動(dòng)控制信號(hào)。其結(jié)構(gòu)原理如圖1.21所示。由按鈕

12、帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼組成。（a）結(jié)構(gòu)原理圖（b）符號(hào)圖1.21按鈕的結(jié)構(gòu)與符號(hào)按照按鈕的結(jié)構(gòu)型式可分為開啟式（K）、保護(hù)式（H）、防水式（S）、防腐式（F）、緊急式（J）、鑰匙式（Y）、旋鈕式（X）和帶指示燈（D）式等。二、位置開關(guān)位置開關(guān)又稱行程開關(guān)或限位開關(guān)，它的作用是將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變，即按一定行程自動(dòng)停車、反轉(zhuǎn)、變速或循環(huán)。從而控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)或?qū)崿F(xiàn)安 全保護(hù)。位置開關(guān)包括：行程開關(guān)、限位開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)及由機(jī)械部件或機(jī)械操作的其它控 制開關(guān)。位置開關(guān)有兩種類型：直動(dòng)式（按鈕式）和旋轉(zhuǎn)式。其結(jié)構(gòu)基本相同，由操作頭、傳動(dòng) 系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和外殼組成，主要區(qū)別在傳動(dòng)系統(tǒng)。三、接近開關(guān)無(wú)觸點(diǎn)行程開關(guān)又稱接近開關(guān)，是當(dāng)某種物體與之接近到一定距離時(shí)就發(fā)出“動(dòng)作”信 號(hào)，它不須施以機(jī)械力。接近開關(guān)的用途已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一般的行程開關(guān)的行程和限位保護(hù)， 它還可以用于高速計(jì)數(shù)、測(cè)速、液面控制、檢測(cè)金屬體的存在、檢測(cè)零件尺寸、無(wú)觸點(diǎn)按鈕 及用作計(jì)算機(jī)或可編程控制器的傳感器等。接近開關(guān)按工作原理分：高頻振蕩型（檢測(cè)各種金屬）、永磁型及磁敏元件型、電磁感 應(yīng)型、電容型、光電型和超生波型等幾種。常用的接近開關(guān)是高頻振蕩型，由振蕩、檢測(cè)、 晶閘管等部分組成。常用的接近開關(guān)有 LJ系列、SQ!