可編程控制PLC課件

11-1電路及電路模型1電氣控制及可編程控制技術(shù)

2第一篇電氣控制技術(shù)

常用低壓控制電器電氣控制線路的基本原則和典型控制線路分析3第一章常用低壓控制電器概述接觸器繼電器熔斷器低壓開關(guān)和低壓斷路器主令電器本章要點：掌握常用低壓控制電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、電路中的符號文字及其選擇。4一、定義

電器：對電能的生產(chǎn)、輸送、分配和應(yīng)用起控制、調(diào)節(jié)、檢測及保護(hù)等作用的工具總稱。各類電器開關(guān)、熔斷器、變壓器等都屬電器。控制電器：能夠根據(jù)外界指定信號手動或自動地接通和斷開電路的電器。（本課程主要研究控制電器）第一節(jié)概述51．按工作電壓等級

交流電壓1200V，直流電壓1500V以上的為高壓電器，否則為低壓電器。二、電器的分類2．按動作原理手動電器和自動電器。3．按控制電器的輸出形式有觸點控制電器，如：刀開關(guān)、接觸器等。無觸點控制電器，如：可控硅、大功率三極管等。64．按工作電壓的種類交流控制電器和直流控制電器。5．按控制對象不同電氣控制系統(tǒng)和電力自動化（供配電）系統(tǒng)。6．按在電力（電機(jī)）拖動系統(tǒng)中的作用控制電器（繼電器、接觸器等）；保護(hù)電器（熔斷器、熱繼電器等）；執(zhí)行電器（電磁鐵、電磁離合器等）。71．電氣控制經(jīng)歷以下幾個階段：（1）純手動控制（2）傳統(tǒng)的繼電接觸器控制（3）順序控制器控制（繼電器與電子技術(shù)結(jié)合）（4）可編程控制器控制（PLC）加工中心機(jī)床（多功能機(jī)床），自適應(yīng)數(shù)控機(jī)床，直接數(shù)字程序控制機(jī)床，計算機(jī)群控系統(tǒng)，柔性制造系統(tǒng)。三、我國低壓電器的發(fā)展概況82．電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展大功率半導(dǎo)體器件，大規(guī)模集成電路，計算機(jī)控制技術(shù)，檢測技術(shù)，現(xiàn)代控制理論等。3．我國低壓電器歷史與發(fā)展9第二節(jié)接觸器

接觸器用來頻繁地接通和分?jǐn)嘟恢绷鳎ㄖ鳎╇娐泛痛笕萘靠刂齐娐返碾娖?。主要控制對象是電動機(jī)，能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，并具有欠壓、零壓保護(hù)。一、結(jié)構(gòu)和工作原理

接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置組成，結(jié)構(gòu)如下圖所示：1--主觸頭2--常閉輔助觸頭3--常開輔助觸頭4--動鐵心5--電磁線圈6--靜鐵心7--滅弧罩8--彈簧1．三部分組成：動鐵心（銜鐵）、靜鐵心、電磁（勵磁）線圈鐵心的形狀：U形（C形）、E形電磁（勵磁）線圈種類：直流線圈、交流線圈（一）電磁系統(tǒng)a）銜鐵繞棱角轉(zhuǎn)動拍合式b）銜鐵繞棱軸轉(zhuǎn)動拍合式

c）銜鐵直線運(yùn)動螺管式2．吸力特性交流電磁系統(tǒng)：U

E=4.44fΦN；

Φ

U/4.44f

NF幾乎與氣隙

無關(guān)。又Φ=IN/Rm，Rm

I與氣隙

成正比。

直流電磁系統(tǒng)：I=U/Rcu常數(shù)；

I與氣隙

無關(guān)。

Φ=IN/Rm1/Rm

1/

；

F與氣隙

的平方成反比。F=4105B2S

；B=Φ/S；

F

Φ213

U型鐵心交流電磁機(jī)構(gòu)的勵磁線圈通電而銜鐵尚未吸合的瞬間，電流將達(dá)到銜鐵吸合后額定電流的5~6倍。E型鐵心將達(dá)到10~15倍。若銜鐵卡住不能吸合或頻繁操作時，交流勵磁線圈則可能被燒毀。在要求可靠性高和操作頻繁的場合，一般不采用交流電磁機(jī)構(gòu)。注意：4．反力特性與吸力特性配合

吸力特性與反力特性必須配合得當(dāng)，才有助于電器性能的改善。實際應(yīng)用中，可調(diào)節(jié)反力彈簧或觸頭初壓力以改變反力特性，使之與吸力特性配合良好。3.反力特性

1為起始位置；

2為動、靜觸頭接觸時位置。

觸頭是接觸器的執(zhí)行部件，用來接通或斷開被控電路。按所控制電路分：主觸頭和輔助觸頭。按其原始狀態(tài)分：常開觸頭和常閉觸頭。按結(jié)構(gòu)形式分：橋型觸頭和指式觸頭。

按接觸形式分：點接觸型、線接觸型、面接觸型。（二）觸頭系統(tǒng)16（三）滅弧裝置

電弧的產(chǎn)生：只要動、靜觸頭之間的電壓不小于10～20伏，在即將接觸或者開始分開時就會在間隙內(nèi)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。如果電流小，就是火花放電；如果電流大于80～100毫安，就會發(fā)生弧光放電，即電弧。電弧的危害：觸頭燒毀；電路切斷時間延長；弧光短路；引起火災(zāi)。采取滅弧措施的原則：降低電弧溫度；減少電弧兩端電壓。17★常用滅弧方法：1．滅弧罩（機(jī)械滅?。?．滅弧柵（柵片滅?。?83．磁吹滅弧裝置19（四）接觸器工作原理及符號當(dāng)電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，帶動觸頭移動：常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合。當(dāng)接觸器電磁線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在彈簧的反作用力作用下，使觸頭復(fù)原：常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合。20接觸器符號21

定義：接觸器的主觸頭接通、分?jǐn)嗟闹麟娐肥墙涣麟姟?/p>

問題1：鐵心中產(chǎn)生渦流和磁滯損耗引起鐵心發(fā)熱；二、交流接觸器解決方法：鐵心用硅鋼片沖壓迭制而成，減少渦流路徑，添加硅增加鐵心電阻。為便于散熱，線圈做成短而粗的圓筒狀。22

問題2：當(dāng)通入交流電，即交變磁通過零時，電磁吸力為零，使銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈震動和噪聲。解決方法：鐵心端面上安裝一個銅制的短路環(huán)。23

定義：主觸頭接通、分?jǐn)嗟闹麟娐妨鬟^的是直流電。結(jié)構(gòu)特點：鐵心用整塊鋼塊制成；線圈做成長而薄的圓筒狀。直流接觸器采用雙繞組線圈三、直流接觸器四、接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和選擇（一）接觸器的型號及代表意義例：CJ

－/CJ20－40/03

交流接觸器的代號；設(shè)計序號；額定電流；額定工作電壓代號：03--380V06--660V11--1140V（二）接觸器選用原則

負(fù)載電源種類：交流或直流。主觸頭額定電壓：交流220、380、660、1140V；直流110、220、440、660V。主觸頭額定電流:一般應(yīng)等于或稍大于負(fù)載的額定電流。25

輔助觸點種類、數(shù)量及觸點額定電流。電磁線圈的電源種類，頻率和額定電壓。額定操作頻率（次/h），即允許每小時接通的最多次數(shù)。26

接觸器（小結(jié)）：接觸器用來頻繁地接通和分?jǐn)嘟恢绷髦骰芈泛痛笕萘靠刂齐娐?。一、結(jié)構(gòu)和工作原理接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置組成。二、交流接觸器鐵心用硅鋼片沖壓迭制而成線圈做成短而粗的圓筒狀鐵心端面上安裝一個銅制的短路環(huán)三、直流接觸器鐵心用整塊鋼塊制成線圈做成長而薄的圓筒狀27四、接觸器選擇負(fù)載電源種類。主觸點額定電壓、額定電流。輔助觸點種類、數(shù)量及觸點額定電流。電磁線圈的電源種類，頻率和額定電壓。額定操作頻率（次/h），即允許的每小時接通的最多次數(shù)。五、接觸器的圖形、文字符號28定義：繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號而動作的自動控制電器。分類：按動作原理分：電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動式繼電器、電子式繼電器等按輸入信號不同分：電流繼電器、中間繼電器、時間繼電器、速度繼電器等。第三節(jié)繼電器29定義：從有輸入信號（線圈的通電或斷電）開始，到產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號（觸點的閉合和斷開），有一定準(zhǔn)確度的延時過程的繼電器。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(dāng)輸入信號消失后，輸出即時復(fù)位。斷電延時型：當(dāng)接受輸入信號時，立即產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號，當(dāng)輸入信號消失后，繼電器需經(jīng)過一定的延時，輸出才復(fù)位。

一、時間繼電器30時間繼電器種類：直流電磁式時間繼電器（小于5S）；空氣阻尼式時間繼電器（0.4~180S）；半導(dǎo)體式時間繼電器（0.2~300S，誤差<3%）；電動機(jī)式時間繼電器（延時較長）；311、空氣阻尼式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼的原理制成的結(jié)構(gòu)：電磁機(jī)構(gòu)；延時機(jī)構(gòu)；觸頭等組成。工作原理：通電延時型；斷電延時型。32a-通電延時型b-斷電延時型1-線圈2-鐵心3-銜鐵4-反力彈簧5-推板6-活塞桿7-塔形彈簧8-弱彈簧9-橡皮膜10-空氣室壁11-調(diào)節(jié)螺釘12-進(jìn)氣孔13-活塞14、16-微動開關(guān)15-杠桿33通電延時型時間繼電器演示34斷電延時型時間繼電器演示35

電氣符號362、時間繼電器的選擇電源電壓（工作電壓和觸頭電壓）延時方式（通電延時or斷電延時）。延時時間范圍及延時誤差。延時觸頭和瞬時觸頭類型、數(shù)量及容量。時間繼電器的類型（電子式、空氣阻尼式）37二、熱繼電器

熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理來工作的保護(hù)電器。在電路中用作電動機(jī)的長期過載保護(hù)。38★結(jié)構(gòu)：熱元件；雙金屬片；觸頭等組成。1、結(jié)構(gòu)與工作原理392、電氣符號403、斷相保護(hù)熱繼電器

熱繼電器動作電流是按電動機(jī)額定電流整定的。Y形接法時，相電流等于線電流，可用兩只熱元件或不帶斷相保護(hù)的熱繼電器保護(hù)。△接法時，相電流為線電流的根3分之一。熱元件串接在電動機(jī)的電源進(jìn)線端，若要按額定線電流整定，整定值較大，一相斷電，其余兩相熱元件可能達(dá)不到動作值而電機(jī)繞組已過熱，△接法必須采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器。

41整定電流：指熱元件通過的電流超過此值的20%時，熱繼電器應(yīng)當(dāng)在20min內(nèi)動作。熱繼電器的選擇：主要根據(jù)電動機(jī)的額定電流來確定。熱繼電器的整定電流應(yīng)接近或大于電動機(jī)的額定電流，即：IRT=（0.95～1.05）Ied

4、熱繼電器主要技術(shù)參數(shù)及選擇42

一般情況下，可選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器；對在電網(wǎng)電壓嚴(yán)重不平衡、工作環(huán)境惡劣條件下工作的電動機(jī)，可選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器；對于三角形連接的電動機(jī)，應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器。熱繼電器不能作短路保護(hù)。大電流時還需配電流互感器使用。43定義：根據(jù)電磁感應(yīng)原理來檢測電動機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，并利用轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來通斷電路的控制電器，主要用于鼠籠式異步電動機(jī)的反接制動控制，也稱為反接制動繼電器。三、速度繼電器結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子和觸頭44動觸點靜觸點定子工作原理：

速度繼電器的軸與電動機(jī)的軸相連接。轉(zhuǎn)子固定在軸上，定子與軸同心。當(dāng)電動機(jī)帶動速度繼電器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，繞組切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，此電流和永久磁鐵的磁場作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使定子向軸的轉(zhuǎn)動方向偏擺，通過定子柄撥動觸頭，使常開觸點閉合，常閉觸點打開。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降到接近零時，轉(zhuǎn)矩減少，定子柄在彈簧力的作用恢復(fù)原位，觸頭也復(fù)原。轉(zhuǎn)子定子柄繞組繼電器軸45符號：參數(shù)及選擇：額定工作轉(zhuǎn)速：有300－1000r/min;1000－3000r/min兩種。根據(jù)被檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇。動作轉(zhuǎn)速：>120r/min復(fù)位轉(zhuǎn)速：<100r/min461．電磁系統(tǒng)2．觸頭系統(tǒng)3．釋放彈簧1-底座2-鐵心3-釋放彈簧4-調(diào)節(jié)螺母5-調(diào)節(jié)螺母6-銜鐵7-非磁性墊片8-極靴9-觸頭系統(tǒng)10-線圈四、電磁式繼電器（一）結(jié)構(gòu)及工作原理47（二）、電磁式繼電器的特性及參數(shù)1、輸入-輸出特性（繼電特性）x2x1y1xy0X2—繼電器的吸合值，X1—繼電器的釋放值。2、繼電器的返回系數(shù)稱為繼電器的返回系數(shù)。可通過調(diào)節(jié)釋放彈簧的松緊程度或調(diào)整鐵心與銜鐵間非磁性墊片的厚度來調(diào)節(jié)k的大小。3、吸合時間和釋放時間吸合時間：從線圈接受電信號到銜鐵完全吸合所需的時間。釋放時間：從線圈失電到銜鐵完全釋放所需的時間。48（三）電磁式繼電器的常見類型常用的有欠（零）電壓繼電器和過電壓繼電器。欠電壓繼電器：電路正常工作時，欠電壓繼電器吸合，當(dāng)線圈電壓減小到某一整定值以下時（一般為30%~50%UN），欠電壓繼電器釋放，對電路實現(xiàn)欠電壓保護(hù)。用其常開觸點實現(xiàn)。

觸點的動作與線圈的電壓大小有關(guān)的繼電器，稱為電壓繼電器。電壓繼電器的線圈與負(fù)載并聯(lián)，以反映負(fù)載電壓，其線圈匝數(shù)多而線徑細(xì)。

1、電壓繼電器49過電壓繼電器：電路正常工作時，過電壓繼電器不動作，當(dāng)線圈電壓超過某一整定值時（一般為105%~120%UN），過電壓繼電器吸合，對電路實現(xiàn)過電壓保護(hù)。用其常閉觸點實現(xiàn)。零電壓繼電器：零電壓繼電器在額定電壓下吸合，當(dāng)線圈電壓降低到5%~25%UN釋放，對電路實現(xiàn)零電壓保護(hù)。50電流繼電器反映的是電流信號。使用時，電流繼電器的線圈與負(fù)載串聯(lián)，其線圈匝數(shù)少而線徑粗。這樣，線圈上的壓降很小，不會影響負(fù)載電路的電流。常用的有欠電流繼電器和過電流繼電器。2、電流繼電器欠電流繼電器:電路正常工作時，欠電流繼電器吸合，當(dāng)線圈電流減小到某一釋放整定值以下時，欠電流繼電器釋放，觸頭復(fù)位，對電路起欠電流保護(hù)作用。51過電流繼電器:電路正常工作時，過電流繼電器不動作，當(dāng)線圈電流超過某一整定值時，過電流繼電器吸合動作，對電路起過流保護(hù)作用。

中間繼電器實質(zhì)上是一種電壓繼電器，它的特點是觸點數(shù)目較多，電流容量可增大，起到中間放大（觸頭數(shù)目和電流容量）的作用。3、中間繼電器52（四）電磁式繼電器的圖形、文字符號KA常開觸頭KA常閉觸頭線圈KA53FU作用：用于短路保護(hù)。使用時，熔體串接于被保護(hù)的電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路故障時，熔體被瞬時熔斷而分?jǐn)嚯娐?，起到保護(hù)作用。結(jié)構(gòu)：熔斷器主要由熔體和安裝熔體的絕緣管組成。第四節(jié)熔斷器文字符號：2.極限分?jǐn)嗄芰υ谝欢l件下切斷短路電流的極限能力。一、熔斷器的主要特性安秒特性tI安秒特性：表示熔斷時間t與通過熔體的電流I的關(guān)系。熔斷器的安秒特性為反時限特性，即短路電流值越大，熔斷時間越短。

IR

最小熔斷電流IR1、插入式熔斷器

極限分?jǐn)嗄芰Σ?，熔斷時有聲光現(xiàn)象，禁止在易燃易爆情況下使用。主要用于低壓線路末端或分支電路中。2、螺旋式熔斷器

分?jǐn)嗄芰^高，體積小，易更換，熔斷后有明顯指示。廣泛應(yīng)用于控制箱、配電屏、機(jī)床設(shè)備及振動較大的場合。二、常用的熔斷器3、無填料密閉式熔斷器

熔斷管為鋼紙，兩端為黃銅制的可拆式管帽，熔體為變截面的熔片。常用于導(dǎo)線、電纜及電氣設(shè)備中。4、有填料密閉式熔斷器熔管為高頻瓷，熔體是網(wǎng)狀紫銅片，用錫橋連接，周圍填滿石英砂。帶熔斷指示，用于短路電流較大的電力系統(tǒng)中。5、快速熔斷器熔斷時間短，管內(nèi)有石英填料，熔體采用導(dǎo)熱性強(qiáng)、熱容量小的銀片，主要用于半導(dǎo)體硅整流元件的過流保護(hù)。6、自恢復(fù)熔斷器

采用特殊材質(zhì)，在故障電流產(chǎn)生的高溫下，呈現(xiàn)高阻，限制短路電流。故障消失后，熔體又自動恢復(fù)至低阻狀態(tài)。PTC熱敏電阻57三、熔斷器的選用1）熔斷器類型：根據(jù)線路要求、使用場合和安裝條件選擇。2）熔斷器額定電壓：大于或等于線路的工作電壓。

3）熔斷器額定電流：大于或等于所裝熔體的額定電流。

4）熔體額定電流的選擇：

阻性負(fù)載：IRN≥INIRN—熔體額定電流；IN—負(fù)載工作電流

單臺電機(jī)：IRN=（1.5～2.5）IN

或IRN=IST/2.5

多臺電機(jī)：IRN

≥（1.5～2.5）INmax+∑ININmax—容量最大電機(jī)的額定電流

快速熔斷器：與接入被保護(hù)電路的方式有關(guān)：接入交流側(cè)、接入直流側(cè)以及接入整流橋臂等，視具體情況套用公式即可求出。4）熔體額定電流的選擇：

阻性負(fù)載：IRN≥INIRN—熔體額定電流；IN—負(fù)載工作電流

配電系統(tǒng)中：有多級熔斷器保護(hù)時，后一級熔體的額定電流比前一級熔體的額定電流大一個數(shù)量級。

單臺電機(jī)：IRN=（1.5～2.5）IN

或IRN=IST/2.5

多臺電機(jī)：IRN

≥（1.5～2.5）INmax+∑ININmax—容量最大電機(jī)的額定電流

快速熔斷器：與接入被保護(hù)電路的方式有關(guān)：接入交流側(cè)、接入直流側(cè)以及接入整流橋臂等，視具體情況套用公式即可求出。59第五節(jié)低壓開關(guān)和低壓斷路器一、低壓斷路器又稱自動空氣開關(guān)或自動空氣斷路器，集控制和多種保護(hù)功能于一體，正常工作時，作電源開關(guān)；發(fā)生短路、過載和失壓等故障時，能自動跳閘切斷故障電路，從而保護(hù)線路和電氣設(shè)備。1）結(jié)構(gòu)操作機(jī)構(gòu)、觸頭、保護(hù)裝置（脫扣器）、滅弧系統(tǒng)602）工作原理和圖文符號主觸頭欠電壓脫扣器過電流脫扣器自由脫扣機(jī)構(gòu)鎖鉤熱脫扣器分勵脫扣器613）低壓斷路器的分類

萬能式低壓斷路器

塑料外殼式低壓斷路器

快速低壓斷路器

限流低壓斷路器4）低壓斷路器的選用斷路器的額定電壓和額定電流應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流。斷路器的極限通斷能力大于等于電路最大短路電流。欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。過電流脫扣器的額定電流等于線路的最大負(fù)載電流。62二、漏電保護(hù)器

電磁式電流型漏電保護(hù)器電子式電壓型當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)發(fā)生人身觸電或設(shè)備漏電時，漏電保護(hù)器能迅速自動切斷電源，從而避免造成事故。（一）結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：電流互感器；漏電脫扣器；開關(guān)裝置。631—實驗電阻2—實驗按鈕3—斷路器4—漏電脫扣器5—零序電流互感器6—電動機(jī)7—電燈負(fù)載8—電流放大器64（1）額定電壓：漏電保護(hù)器的使用電壓。（2）額定電流：漏電保護(hù)器允許通過的最大電流。（3）額定動作電流：當(dāng)漏電電流等于此值時，漏電保護(hù)器必須動作。（4）額定不動作電流：當(dāng)漏電電流小于此值時，漏電保護(hù)器不應(yīng)動作。（5）動作時間：從發(fā)生漏電到保護(hù)器動作斷開的時間。（二）漏電保護(hù)器的選用65三、負(fù)荷開關(guān)（一）開啟式負(fù)荷開關(guān)1、作用：用作電路的電源開關(guān)、小容量電動機(jī)（380V，5.5kW以下）非頻繁起動的操作開關(guān)。2、結(jié)構(gòu)：由操作手柄、熔絲、觸刀、觸刀座和底座組成。66

刀開關(guān)安裝時，手柄要向上，不得倒裝或平裝。倒裝時，手柄有可能因自動下滑而引起誤合閘，造成人身事故。接線時，應(yīng)將電源線接在上端，負(fù)載接在熔絲下端。這樣，拉閘后刀開關(guān)與電源隔離，便于更換熔絲。67（二）封閉式負(fù)荷開關(guān)1、作用：用于非頻繁起動、28kW以下的三相異步電動機(jī)。2、結(jié)構(gòu)及原理：由鋼板外殼、觸刀、操作手柄、熔絲等組成。68★刀開關(guān)主要根據(jù)電源種類、電壓等級、負(fù)載額定電流、所需極數(shù)及使用場合來選用。★刀開關(guān)的額定電壓是指在規(guī)定條件下，保障其安全可靠工作所承受的最大電壓值；（一般交流500V，直流440V以下）★刀開關(guān)的額定電流應(yīng)大于負(fù)載額定電流。（1）用于照明和電熱負(fù)載時，額定電流不小于電路所有負(fù)載額定電流之和的兩極開關(guān)。（2）用于控制電動機(jī)的直接起動和停止時，額定電流不小于電動機(jī)額定電流3倍的三極開關(guān)。（三）刀開關(guān)的選擇69

又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，實質(zhì)上是一種特殊的刀開關(guān)，其運(yùn)動軌跡與常用刀開關(guān)的上、下（垂直）運(yùn)動不同，是平行與安裝面的左、右（水平）運(yùn)動。適用于不頻繁的接通和斷開電路以及小型電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)等。四、組合開關(guān)

1-手柄2-轉(zhuǎn)軸3-彈簧

4-凸輪5-絕緣墊板6-動觸頭7-靜觸頭8-接線端9-絕緣方軸70SA組合開關(guān)的文字與圖形符號711、作用：在低壓控制電路中用于手動發(fā)出控制信號2、結(jié)構(gòu)：由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼等復(fù)位彈簧常開靜觸頭動觸頭常閉靜觸頭按鈕帽3、分類及其工作原理（1）、起動按鈕：帶有常開觸頭，按下按鈕帽，常開觸頭閉合，松開按鈕帽，常開觸頭復(fù)位。（2）、停止按鈕：帶有常閉觸頭，按下按鈕帽，常閉觸頭斷開，松開按鈕帽，常閉觸頭復(fù)位。一、按鈕第六節(jié)主令電器724.按鈕的圖形、文字符號起動按鈕SB停止按鈕SB復(fù)合按鈕（3）、復(fù)合按鈕：帶有常開和常閉觸頭，按下按鈕帽，先斷開常閉觸頭再閉合常開觸頭，松開按鈕帽，常開觸頭和常閉觸頭先后復(fù)位。5.按鈕的選擇：按鈕主要根據(jù)使用場合所需要的觸點數(shù)、觸點形式、結(jié)構(gòu)形式及顏色選擇。73二、位置開關(guān)（行程開關(guān)）1、作用：利用運(yùn)動部件的行程位置實現(xiàn)控制的電器元件，主要用作電路的限位保護(hù)、行程控制、自動切換等。2、結(jié)構(gòu)、工作原理與按鈕類似，但其動作不是靠手動而是利用運(yùn)動部件上的擋塊機(jī)械撞擊而使觸頭動作。741、直動式行程開關(guān)752、滾輪（旋轉(zhuǎn)）式行程開關(guān)

763、微動開關(guān)

77滾輪式行程開關(guān)工作過程演示78微動行程開關(guān)工作過程演示79行程開關(guān)的圖形、文字符號

行程開關(guān)的選擇：主要根據(jù)使用場合所需要的觸點數(shù)、觸點形式、結(jié)構(gòu)形式選擇。80本章小結(jié)重點掌握五大類低壓控制電器一、接觸器二、繼電器：時間繼電器、速度繼電器、熱繼電器、電壓繼電器、電流繼電器三、熔斷器、四、開關(guān)類：低壓斷路器五、主令電器結(jié)構(gòu)、工作原理、圖形、文字符號及其選擇。81FU作用：用于短路保護(hù)。使用時，熔體串接于被保護(hù)的電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路故障時，熔體被瞬時熔斷而分?jǐn)嚯娐?，起到保護(hù)作用。結(jié)構(gòu)：熔斷器主要由熔體和安裝熔體的絕緣管組成。第四節(jié)熔斷器文字符號：2.極限分?jǐn)嗄芰υ谝欢l件下切斷短路電流的極限能力。一、熔斷器的主要特性安秒特性tI安秒特性：熔體熔斷時間t與通過熔體的電流I的關(guān)系。熔斷器的安秒特性為反時限特性，即短路電流值越大，熔斷時間越短。

IR

最小熔斷電流IR1、插入式熔斷器

極限分?jǐn)嗄芰Σ?，熔斷時有聲光現(xiàn)象，禁止在易燃易爆情況下使用。主要用于低壓線路末端或分支電路中。2、螺旋式熔斷器

分?jǐn)嗄芰^高，體積小，易更換，熔斷后有明顯指示。廣泛應(yīng)用于控制箱、配電屏、機(jī)床設(shè)備及振動較大的場合。二、常用的熔斷器3、無填料密閉式熔斷器

熔斷管為鋼紙，兩端為黃銅制的可拆式管帽，熔體為變截面的熔片。常用于導(dǎo)線、電纜及電氣設(shè)備中。4、有填料密閉式熔斷器熔管為高頻瓷，熔體是網(wǎng)狀紫銅片，用錫橋連接，周圍填滿石英砂。帶熔斷指示，用于短路電流較大的電力系統(tǒng)中。5、快速熔斷器熔斷時間短，管內(nèi)有石英填料，熔體采用導(dǎo)熱性強(qiáng)、熱容量小的銀片，主要用于半導(dǎo)體硅整流元件的過流保護(hù)。6、自恢復(fù)熔斷器

采用特殊材質(zhì)，在故障電流產(chǎn)生的高溫下，呈現(xiàn)高阻，限制短路電流。故障消失后，熔體又自動恢復(fù)至低阻狀態(tài)。PTC熱敏電阻85三、熔斷器的選用1）熔斷器類型：根據(jù)線路要求、使用場合和安裝條件選擇。2）熔斷器額定電壓：大于或等于線路的工作電壓。

3）熔斷器額定電流：大于或等于所裝熔體的額定電流。

4）熔體額定電流的選擇：

阻性負(fù)載：IRN≥INIRN—熔體額定電流；IN—負(fù)載工作電流

配電系統(tǒng)中：有多級熔斷器保護(hù)時，后一級熔體的額定電流比前一級熔體的額定電流大一個數(shù)量級?？焖偃蹟嗥鳎号c接入被保護(hù)電路的方式有關(guān)：接入交流側(cè)、接入直流側(cè)以及接入整流橋臂等，視具體情況套用公式即可求出。

單臺電機(jī)：IRN=（1.5～2.5）IN

或IRN=IST/2.5

多臺電機(jī)：IRN

≥（1.5～2.5）INmax+∑ININmax—容量最大電機(jī)的額定電流87第五節(jié)低壓開關(guān)和低壓斷路器一、低壓斷路器又稱自動空氣開關(guān)或自動空氣斷路器，集控制和多種保護(hù)功能于一體，正常工作時，作電源開關(guān)；發(fā)生短路、過載和失壓等故障時，能自動跳閘切斷故障電路，從而保護(hù)線路和電氣設(shè)備。1）結(jié)構(gòu)操作機(jī)構(gòu)、觸頭、保護(hù)裝置（脫扣器）、滅弧系統(tǒng)882）工作原理和圖文符號主觸頭欠電壓脫扣器過電流脫扣器自由脫扣機(jī)構(gòu)鎖鉤熱脫扣器分勵脫扣器893）低壓斷路器的分類

萬能式低壓斷路器

塑料外殼式低壓斷路器

快速低壓斷路器

限流低壓斷路器4）低壓斷路器的選用斷路器的額定電壓和額定電流應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流。斷路器的極限通斷能力大于等于電路最大短路電流。欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。過電流脫扣器的額定電流等于線路的最大負(fù)載電流。90二、漏電保護(hù)器

電磁式電流型漏電保護(hù)器電子式電壓型當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)發(fā)生人身觸電或設(shè)備漏電時，漏電保護(hù)器能迅速自動切斷電源，從而避免造成事故。（一）結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：電流互感器；漏電脫扣器；開關(guān)裝置。91電磁式電流型漏電保護(hù)器工作原理圖92（1）額定電壓：漏電保護(hù)器的使用電壓。（2）額定電流：漏電保護(hù)器允許通過的最大電流。（3）額定動作電流：當(dāng)漏電電流等于此值時，漏電保護(hù)器必須動作。（4）額定不動作電流：當(dāng)漏電電流小于此值時，漏電保護(hù)器不應(yīng)動作。（5）動作時間：從發(fā)生漏電到保護(hù)器動作斷開的時間。（二）漏電保護(hù)器的選用1、主要技術(shù)參數(shù)（1）額定電壓：漏電保護(hù)器的使用電壓。（2）額定電流：漏電保護(hù)器允許通過的最大電流。（3）額定動作電流：當(dāng)漏電電流等于此值時，漏電保護(hù)器必須動作。（4）額定不動作電流：當(dāng)漏電電流小于此值時，漏電保護(hù)器不應(yīng)動作。（5）動作時間：從發(fā)生漏電到保護(hù)器動作斷開的時間。（二）漏電保護(hù)器的選用1、主要技術(shù)參數(shù)93（1）手持電動工具、移動電器、家用電器：應(yīng)選用額定漏電動作電流不大于30mA的快速動作的漏電保護(hù)器。（2）單臺電機(jī)：選用額定漏電動作電流為30mA以上、100mA以下快速動作的漏電保護(hù)器。（3）有多臺設(shè)備的總保護(hù)：選用額定漏電動作電流為100mA以上快速動作的漏電保護(hù)器。2、漏電保護(hù)器的選用94三、負(fù)荷開關(guān)（一）開啟式負(fù)荷開關(guān)1、作用：用作電路的電源開關(guān)、小容量電動機(jī)（380V，5.5kW以下）非頻繁起動的操作開關(guān)。2、結(jié)構(gòu)：由操作手柄、熔絲、觸刀、觸刀座和底座組成。95

刀開關(guān)安裝時，手柄要向上，不得倒裝或平裝。倒裝時，手柄有可能因自動下滑而引起誤合閘，造成人身事故。接線時，應(yīng)將電源線接在上端，負(fù)載接在熔絲下端。這樣，拉閘后刀開關(guān)與電源隔離，便于更換熔絲。96（二）封閉式負(fù)荷開關(guān)1、作用：用于非頻繁起動、28kW以下的三相異步電動機(jī)。2、結(jié)構(gòu)及原理：由鋼板外殼、觸刀、操作手柄、熔絲等組成。97★刀開關(guān)主要根據(jù)電源種類、電壓等級、負(fù)載額定電流、所需極數(shù)及使用場合來選用?！锏堕_關(guān)的額定電壓是指在規(guī)定條件下，保障其安全可靠工作所承受的最大電壓值；（一般交流500V，直流440V以下）★刀開關(guān)的額定電流應(yīng)大于負(fù)載額定電流。（1）用于照明和電熱負(fù)載時，額定電流不小于電路所有負(fù)載額定電流之和的兩極開關(guān)。（2）用于控制電動機(jī)的直接起動和停止時，額定電流不小于電動機(jī)額定電流3倍的三極開關(guān)。（三）刀開關(guān)的選擇98

又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，實質(zhì)上是一種特殊的刀開關(guān)，其運(yùn)動軌跡與常用刀開關(guān)的上、下（垂直）運(yùn)動不同，是平行與安裝面的左、右（水平）運(yùn)動。適用于不頻繁的接通和斷開電路以及小型電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)等。四、組合開關(guān)

1-手柄2-轉(zhuǎn)軸3-彈簧

4-凸輪5-絕緣墊板6-動觸頭7-靜觸頭8-接線端9-絕緣方軸99SA組合開關(guān)的文字與圖形符號1001、作用：在低壓控制電路中用于手動發(fā)出控制信號2、結(jié)構(gòu)：由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼等復(fù)位彈簧常開靜觸頭動觸頭常閉靜觸頭按鈕帽3、分類及其工作原理（1）、起動按鈕：帶有常開觸頭，按下按鈕帽，常開觸頭閉合，松開按鈕帽，常開觸頭復(fù)位。（2）、停止按鈕：帶有常閉觸頭，按下按鈕帽，常閉觸頭斷開，松開按鈕帽，常閉觸頭復(fù)位。一、按鈕第六節(jié)主令電器1014.按鈕的圖形、文字符號起動按鈕SB停止按鈕SB復(fù)合按鈕（3）、復(fù)合按鈕：帶有常開和常閉觸頭，按下按鈕帽，先斷開常閉觸頭再閉合常開觸頭，松開按鈕帽，常開觸頭和常閉觸頭先后復(fù)位。5.按鈕的選擇：按鈕主要根據(jù)使用場合所需要的觸點數(shù)、觸點形式、結(jié)構(gòu)形式及顏色選擇。102二、位置開關(guān)（行程開關(guān)）1、作用：利用運(yùn)動部件的行程位置實現(xiàn)控制的電器元件，主要用作電路的限位保護(hù)、行程控制、自動切換等。2、結(jié)構(gòu)、工作原理與按鈕類似，但其動作不是靠手動而是利用運(yùn)動部件上的擋塊機(jī)械撞擊而使觸頭動作。1031、直動式行程開關(guān)1042、滾輪（旋轉(zhuǎn)）式行程開關(guān)

1053、微動開關(guān)

106滾輪式行程開關(guān)工作過程演示107微動行程開關(guān)工作過程演示108行程開關(guān)的圖形、文字符號

行程開關(guān)的選擇：主要根據(jù)使用場合所需要的觸點數(shù)、觸點形式、結(jié)構(gòu)形式選擇。109本章小結(jié)重點掌握五大類低壓控制電器一、接觸器二、繼電器：時間繼電器、速度繼電器、熱繼電器、電壓繼電器、電流繼電器三、熔斷器、四、開關(guān)類：低壓斷路器五、主令電器結(jié)構(gòu)、工作原理、圖形、文字符號及其選擇。第一節(jié)電器控制線路的繪制定義：由低壓控制電器組成的控制線路稱為電器控制線路。屬有觸頭控制，表示方法分：電氣原理圖、安裝接線圖和電器布置圖三種。一、電器控制線路常用的圖形、文字符號

1.根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB），采用新的圖形及文字符號。

①

GB/T4728-2005《電氣圖用圖形符號》；

②

GB/T6988-1997《電氣技術(shù)用文件的編制》；

③GB/T7159-87《電氣技術(shù)中的文字符號制訂通則》。111

2.電器控制線路圖的支路、接點，一般都加標(biāo)號。主電路標(biāo)號由文字符號和數(shù)字組成。控制電路由三位或三位以下的數(shù)字組成。①交流電路壓降元件左側(cè)奇數(shù)標(biāo)號，右側(cè)偶數(shù)標(biāo)號②直流電路正極奇數(shù)標(biāo)號，負(fù)極偶數(shù)標(biāo)號。二、電氣原理圖電氣原理圖是根據(jù)工作原理繪制的，具有結(jié)構(gòu)簡單、層次分明、便于研究和分析電路工作原理等優(yōu)點。※繪制電氣原理圖應(yīng)遵循以下原則：1、主電路和控制電路分開畫。主電路包括從電源到電動機(jī)的電路，大電流通過的部分，用粗線條畫在左邊?？刂齐娐吠ㄟ^小電流，由按鈕、觸頭、線圈等組成，用細(xì)線

條畫在右邊。2、電器元件的圖形、文字符號采用國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

3、同一電器元件的各部件可不畫在一起，但需統(tǒng)一標(biāo)識。4、全部觸頭都按“原始”狀態(tài)（無外力或未通電）畫出。5、控制電路的分支線路，按動作先后順序排列，交叉連接點用黑點標(biāo)出。

電氣原理圖坐標(biāo)圖示法（一）軸坐標(biāo)標(biāo)注法正序圖示坐標(biāo)法：以線圈為據(jù)找觸頭。逆序圖示坐標(biāo)法：以觸頭為據(jù)找線圈。（二）橫坐標(biāo)標(biāo)注法

線路各電器元件均按橫向排列。各元件線圈胡右側(cè)，由上而下表明支路序號，并在該元件線圈旁標(biāo)明其常開觸頭（橫線上方）、常閉觸頭（橫線下方）數(shù)量及所在支路序號。三、安裝接線圖按照電器元件的實際位置和實際接線進(jìn)行繪制，根據(jù)電器元件布置最合理、連接導(dǎo)線最經(jīng)濟(jì)等原則安排。繪制安裝接線圖應(yīng)遵循以下原則：1、各電器元件采用國標(biāo)繪制，同一電器元件各部件必須畫在一起。各電器元件的位置，應(yīng)與實際安裝位置一致。2、不在同一控制柜或配電屏上的電器元件的電氣連接必須通過端子排進(jìn)行。各電器元件的文字符號及端子排的編號應(yīng)與原理圖一致，并按原理圖的接線進(jìn)行連接。3、走向相同的多根導(dǎo)線可用單線表示。4、畫連接導(dǎo)線時，應(yīng)標(biāo)明導(dǎo)線的規(guī)格、型號等內(nèi)容。第二節(jié)三相異步電動機(jī)的起動控制

起動主要考慮起動電流和起動轉(zhuǎn)矩的問題。在電網(wǎng)容量足夠大的條件下，10KW以下電機(jī)允許直接起動，10KW以上電機(jī)應(yīng)采用降壓起動。FU

定轉(zhuǎn)子回路不串任何阻抗，直接投入額定電壓、額定頻率的電網(wǎng)，使其由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)動到穩(wěn)定運(yùn)行為止的過程。優(yōu)點：電氣設(shè)備少，線路簡單，適用于小容量、起動不頻繁的籠型電機(jī)。缺點：起動電流大，引起電網(wǎng)波動。一、三相籠型電動機(jī)直接起動（1）采用刀開關(guān)直接起動（2）采用接觸器直接起動

1、點動控制2、連續(xù)控制（長動控制）短路、過載、欠壓（零壓）保護(hù)。自鎖概念優(yōu)點：欠壓、防止恢復(fù)自起動、防止多臺同時起動。SB23、既能點動又能長動控制120M3~L1L2L3KMFUQKFR方法三：加中間繼電器（KA）點動：按下SB3KM線圈通電M點動長動：按下SB2KA線圈通電KM線圈通電并自鎖M長動SB1SB3KAFRKASB2KAKM121

以下控制電路能否實現(xiàn)即能點動、又能連續(xù)運(yùn)行

思考不能點動！SB1SB3FRSB2KMKM122KM2M3~L1L2L3KM1FUQKFR

該電路必須先停車才能由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)。SB2和SB3不能同時按下，否則會造成短路！操作過程：4.電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制(1)SB2正轉(zhuǎn)停車SB1SB3反轉(zhuǎn)SB1FRKM1SB2KM1KM2SB3KM2123KM2M3~L1L2L3KM1FUQKFR4.電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制(2)互鎖:利用兩個接觸器的輔助常閉觸頭互相控制的方式?；ユi作用：正轉(zhuǎn)時，SB3不起作用；反轉(zhuǎn)時，SB2不起作用。從而避免兩接觸器同時工作造成主回路短路?；ユiSB1FRKM1SB2KM1KM2SB3KM2KM2KM1124KM2M3~L1L2L3KM1FUQKFR4.電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制(3)采用復(fù)合按鈕的機(jī)械互鎖，可實現(xiàn)正－反－停電氣互鎖機(jī)械互鎖雙重互鎖機(jī)械互鎖（復(fù)合按鈕）電氣互鎖（互鎖觸頭）SB1FRKM1SB2KM1KM2SB3KM2KM2KM1SB2SB3125126M3~L1L2L3KM2FUQKFRKM1RRR二、三相籠型電動機(jī)降壓起動控制1、定子繞組串電阻降壓起動控制工作過程FRSB1KM1SB2KM1KTKM2KTKM2KM2KM1

KT

SB2

電機(jī)串R起動延時KT常開延時閉合觸頭

KM1、KT

KM2

M全壓運(yùn)行127QK128ABCXYZYKM-Y

ZBYXCAKM-

FRAL1L2L3KMFUQKBXYZC主電路2、電機(jī)的Y－降壓起動KM-Y閉合，電機(jī)接成Y形。KM-

閉合，電機(jī)接成

形。電機(jī)繞組KM-YKM-

FRAL1L2L3KMFUQKBXYZC129KM-YKM-

FRAL1L2L3KMFUQKBXYZCKM-YKM-

FRAL1L2L3KMFUQKBXYZC主電路接通電源延時KT

KM-

KM-Y

Y

轉(zhuǎn)換完成KM

KT

KM-Y

SB2

KM-

FRSB1KMSB2KMKMYKMΔKTKTKTKMYKMΔKMΔ130131132KM2M3~L1L2L3FUQKFR3KM1TKM13、自耦變壓器減壓起動的控制(1)工作過程KM1

KT

SB2

電機(jī)串自耦變壓器起動延時

KM2

，M全壓運(yùn)行KT常開延時閉合觸頭

KT常閉延時斷開觸頭

KM1

，切除變壓器SB1KM1SB2KM1KTKM2KTKM2KM2KTKM2KM1FR133KM2M3~L1L2L3FUQKFR3KM1TKM13、自耦變壓器減壓起動的控制(2)KTKM2SB1KM1SB2KTKTFRKAKA134三、三相繞線式電動機(jī)

轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣，也是對稱三相繞組，接成Y形后將三根引出線分別接到彼此絕緣的三個滑環(huán)（集電環(huán)）上，再經(jīng)電刷與外電路聯(lián)接或自行短接。1351、轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動控制M3~KMFUQKFRR3KM3KM2KM1R2R1KA3KA2KA1SB1KMSB2KMKAKM1KAKMKA1FRKA2KM2KA3KM3KA1KA2KA3KAI(t)0動作KA1~KA3吸合電流值相同，但釋放電流值不同，KA1最大，KA2次之，KA3的釋放電流最小。

控制線路設(shè)置了中間繼電器KA，是為了保證轉(zhuǎn)子串入全部電阻后，電動機(jī)才能起動。136

起動時，f2≈f1，等效電阻RF很大，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子回路串電阻，使電流減小而轉(zhuǎn)矩增大；隨著n升高，f2變低，等效電阻RF也連續(xù)減??；當(dāng)額定運(yùn)行時，f2極低，RF最小，相當(dāng)于全部電阻切除。2、轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器起動137M3~KM1FUQKFRKAKAATAKM2SB1KM1SB2KM1KM2SCFRKTKTKAKAKASB3KM2hzsSChzs138

第三節(jié)三相異步電動機(jī)的調(diào)速控制

三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：n=60f1(1-s)/p

改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速有三種方法：改變頻率、改變磁極對數(shù)、改變轉(zhuǎn)差率一、三相籠型電動機(jī)的變極調(diào)速控制改變定子繞組極對數(shù)的方法：裝有一套定子繞組，改變它的聯(lián)結(jié)方式，得到不同的極對數(shù)。

定子槽里裝有兩套極數(shù)不一樣的獨立繞組。

定子槽里裝有兩套極數(shù)不一樣的獨立繞組，而每套繞組本身又可以改變它的聯(lián)結(jié)方式，得到不同的極對數(shù)。139

1、2、3接電源，4、5、6懸空，P=2，電機(jī)低速運(yùn)行。

4、5、6接電源，1、2、3短接，P=1，電機(jī)高速運(yùn)行。三角形/雙星形變換，適用恒功率負(fù)載，星形/雙星形變換適用恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。KM2RRRM3~L1L2L3KM1FUQKFRKSSB1FRKM1SB2KM1KM2KM2KM2KM1KSn二、電氣制動1）單向運(yùn)行的三相異步電動機(jī)反接制動控制1、三相異步電動機(jī)反接制動控制

正常工作時，KM1通電，電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)，速度繼電器（KS）常開觸頭閉合；停車時，按SB1，KM1斷電，KM2通電，開始反接制動，當(dāng)電機(jī)的速度接近零時，KS打開，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，反接制動結(jié)束。KM22）可逆運(yùn)行的三相異步電動機(jī)反接制動控制M3~L1L2L3KM1FUQKFRKS按SB2

KM1√，M正向運(yùn)行

n>時

KSF√

按SB1

KM1

;KA√;KM2√

電機(jī)制動

n≈0時

KSF斷電

KM2斷電

KA

電機(jī)停KM1KASB1FRKM1KM2SB2KM1KM2KM1SB3KM2KAKAKM2KSRnKAKSFnM3~L1L2L3KM1FUQKFR2、三相異步電動機(jī)能耗制動控制原理：切斷電源后，轉(zhuǎn)子原方向慣性轉(zhuǎn)動，定子繞組通直流電，產(chǎn)生恒定靜止磁場，轉(zhuǎn)子切割產(chǎn)生感生電流，進(jìn)而受磁場作用產(chǎn)生反向電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行制動。分析：按SB1，先斷開KM1線圈，后接通KM2線圈，交流電經(jīng)TC，VC給兩相繞組通入直流電進(jìn)行制動。R調(diào)節(jié)直流電流大?。凑{(diào)節(jié)制動強(qiáng)度）。TCKM2KM2KM2RVCSB1FRKM1SB2KM1KM2KM2KM2KM1KTKT第五節(jié)其它典型控制環(huán)節(jié)一、多地點控制M3~L1L2L3KMFUQKFRSB3KMSB4KMSB2SB1SB5SB6二、多臺電動機(jī)先后順序工作的控制

1.多臺電機(jī)順序起動控制線路①

M1起動后，M2才能起動;M2可單獨停M13~L1L2L3KM1FUQKFR1M23~KM2FR2SB1FR1KM1SB2KM1KM2SB4KM2SB3KM1FR2SB1FR1KM1SB2KM1KM2SB4KM2SB3KM1FR2SB1FR1KM1SB2KM1KM2SB4KM2SB3KM1FR2②M1起動后，M2才能起動;M2可單獨停SB1FR1KM1SB2KM1SB1FR1KM1SB2KM1SB1FR1KM1SB2KM1KM2SB3KM2FR2③按時間原則順序起動的控制電路SB1SB1SB1FR1FR1FR1KM1SB2KM1KM2FR2KM2KTKM2KTSB2

KM1

KT

KM2

延時

KM2

M1起動KT

M2起動SB2

2.電機(jī)順序停止控制線路：M2停車后，M1才能停車

SB1FR1KM1SB2KM1KM2SB4KM2SB3KM1FR2SB1FR1KM1SB2KM1KM2SB4KM2SB3KM1FR2SB1FR1KM1SB2KM1KM2SB4KM2SB3KM1FR2M13~L1L2L3KM1FUQKFR1M23~KM2FR2KM2

實現(xiàn)M1起動后M2延時起動的順序控制，用以下電路可不可以？SB2

KM1

KT

KM2

延時

KM2

M1起動M2起動

不可以！繼電器、接觸器的線圈有各自的額定值，線圈不能串聯(lián)SB1SB1SB1FR1FR1FR1KM1SB2KM1KM2FR2KM2KTKT三、自動循環(huán)控制自動循環(huán)運(yùn)動正程逆程電機(jī)工作要求：1.能正向運(yùn)行也能反向運(yùn)行

2.到位后能自動返回自動循環(huán)控制KM2M3~L1L2L3KM1FUQKFRFRSB1KM1SB2KM1KM2SQ1KM2KM2KM1SQ2SQ2SQ1SQ3SQ4電機(jī)SQ4SQ3

限位開關(guān)采用復(fù)合式開關(guān)。正向運(yùn)行停車的同時，自動起動反向運(yùn)行；反之亦然關(guān)鍵措施SQ2SQ1第六節(jié)電器控制線路的設(shè)計方法一、經(jīng)驗設(shè)計法1.經(jīng)驗設(shè)計法經(jīng)驗設(shè)計法就是在電氣控制方案確定后，根據(jù)各電動機(jī)的控制任務(wù)不同，參照典型線路逐一分別設(shè)計局部線路，然后根據(jù)各部分的相互關(guān)系綜合而成完整的控制線路。a．時間－時間繼電器例：籠型電機(jī)定子串電阻起動。b．電流－欠電流繼電器

例：繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動。c．速度－采用速度繼電器例：電機(jī)反接制動。d．行程－采用行程開關(guān)

例：自動循環(huán)控制。①．常開觸點串聯(lián):

當(dāng)要求n個條件同時具備，才使電器線圈通電。②．常開觸點并聯(lián):

當(dāng)n個條件中，一個條件滿足，線圈才能通電。③．常閉觸點串聯(lián):

有一個條件具備，則線圈斷電。④．常閉觸點并聯(lián):

所有條件都具備，線圈才斷電。2.控制線路設(shè)計規(guī)律3.電器控制線路設(shè)計要求及注意事項

1)、最大限度滿足對控制線路的要求。

2)、在滿足要求的前提下，保證控制線路的安全、可靠。

3)、力求控制線路的簡單，經(jīng)濟(jì)，便于操作和維修。（1）盡量減少觸頭數(shù)量合并同類觸頭：利用其他電器：（2）盡量減少導(dǎo)線數(shù)量和長度（3）盡量減少通電回路

除當(dāng)前工作的通電回路外，其余的回路盡可能不通電，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時亦節(jié)省電能。（4）選用可靠性高的電器產(chǎn)品盡量選用機(jī)械和電氣壽命長、結(jié)構(gòu)合理、抗干擾性能好的電器、通斷容量足夠大的電器元件。（5）正確合理地連接電器的觸頭及其線圈★

交流線路中，不能串聯(lián)接入兩個電器線圈?！锿浑娖鞯某ｉ_、常閉觸頭不能接在電源的不同相上。SQSQKA2

KA1

SQSQKA2

KA1

★防止多個電器依次通電后才能接通另—個電器的情況，（6）在控制電路中要避免出現(xiàn)寄生回路

在工作中意外接通的電路稱寄生電路，造成誤動作。（7）線路應(yīng)具有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)a．短路保護(hù)采用熔斷器或斷路器。

b．過流保護(hù)采用過電流繼電器與接觸器配合。

c．過載保護(hù)采用熱繼電器作籠型電機(jī)長期保護(hù)。

d．欠（零）電壓保護(hù)采用并聯(lián)在起動按鈕兩端的接觸器的自鎖觸頭實現(xiàn)。必要時加入斷相、失壓、互鎖等保護(hù)環(huán)節(jié)，還應(yīng)考慮設(shè)置合閘，斷路，事故，安全等指示信號。二、邏輯設(shè)計法利用邏輯代數(shù)這一數(shù)學(xué)工具來進(jìn)行電器控制線路設(shè)汁，即將控制電器的接通與斷開狀態(tài)看成邏輯變量，并根據(jù)控制要求將它們之間的關(guān)系用邏輯函數(shù)關(guān)系式來表達(dá)，然后再運(yùn)用邏輯函數(shù)基本公式和運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行簡化，使之成為需要的最簡邏輯關(guān)系式，根據(jù)最簡邏輯關(guān)系式畫出相應(yīng)的邏輯電路圖，最后再作進(jìn)一步的檢查、優(yōu)化和完善，便可獲得所需要的控制電路。掌握以下幾種電氣控制線路的工作原理及工作過程：小結(jié)1.三相異步電動機(jī)的起動控制:點動、長動；定子串電阻減壓起動、Y－Δ減壓起動、自耦變壓器減壓起動2.三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制3.三相異步電動機(jī)的調(diào)速控制:雙速控制4.三相異步電動機(jī)的制動控制：反接制動、能耗制動5.其它典型控制環(huán)節(jié)：順序控制、自動循環(huán)控制159第一節(jié)概述一、可編程控制器的一般概念二、PLC的產(chǎn)生和發(fā)展過程三、可編程控制器定義160

可編程控制器簡稱PLC（ProgrammableLogicController）被稱為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一（即PLC，機(jī)器人和CAD/CAM）。目前PLC已廣泛應(yīng)用于冶金、石油、礦業(yè)、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域，為工業(yè)自動化提供了有力的工具，加速了機(jī)電一體化的實現(xiàn)。一、可編程控制器的一般概念161繼電器控制部分被控設(shè)備輸入部分控制部分輸出部分被控設(shè)備輸入部分控制部分輸出部分可編程序控制器存儲器(用戶程序)圖1、繼電器邏輯控制系統(tǒng)框圖圖2、可編程序控制器控制系統(tǒng)框圖162二、PLC的產(chǎn)生和發(fā)展過程

可編程控制器的起源可以追溯到20世紀(jì)60年代末期。美國通用汽車（GM）公司為了適應(yīng)汽車型號不斷更新的需要提出希望有這樣一種控制設(shè)備：(1)它的繼電控制系統(tǒng)設(shè)計周期短，更改容易，接線簡單，成本低。(2)它能把計算機(jī)的許多功能和繼電控制系統(tǒng)結(jié)合起來，但編程又比計算機(jī)簡單易學(xué)，操作方便。(3)系統(tǒng)通用性強(qiáng)。1969年美國數(shù)字設(shè)備（DEC）公司研制出第一臺可編程控制器，并在GM公司的汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。163

“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的高級電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行順序控制、定時、計數(shù)、邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制器系統(tǒng)聯(lián)成一個整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計?！保▏H電工委員會（IEC）頒布）

三、可編程控制器定義：164第二節(jié)

PLC的基本結(jié)構(gòu)及工作原理一、PLC的基本結(jié)構(gòu)二、PLC的工作原理165中央處理單元存儲器數(shù)據(jù)存儲器輸出接口地址總線控制總線數(shù)據(jù)總線編程單元照明電磁裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)。。。。電源地址總線控制總線輸入接口模擬量輸入行程開關(guān)繼電器接點各種開關(guān)一、PLC基本結(jié)構(gòu)1661．中央處理單元CPU（CentreProcessingUnit）

常用芯片8031、8051、Z80A、8085、68000等

CPU作為整個PLC的核心，起著總指揮的作用，主要完成以下功能：（1）將輸入信號送入PLC中存貯起來（2）編譯用戶指令，完成各種操作（3）將結(jié)果送到輸出端（4）響應(yīng)外圍設(shè)備請求（編程器、打印機(jī)等）2．存貯器數(shù)據(jù)存貯器RAM，用戶程序存貯器RAM（用鋰電池備份），系統(tǒng)程序存貯器ROM，EPROM，EEPROM。1673．輸入、輸出接口電路（1）輸入接口輸入接口電路（直流輸入型，輸入采用光電耦合電路，可大大減少電磁干擾，輸入響應(yīng)時間一般在2ms以下）。168（2）輸出接口

輸出采用光電隔離。繼電器輸出接口電路（適用于直流或低頻交流大功率負(fù)載，響應(yīng)時間ON→OFF10ms,OFF→ON8ms）169晶閘管輸出接口電路（適用高頻大功率負(fù)載，交流電源輸出，響應(yīng)時間幾百μS～幾ms）170晶體管輸出接口電路（適用高頻小功率負(fù)載，直流電源輸出，響應(yīng)時間幾十μS～幾百μs）1714．電源：是指將外部交流電經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換成滿足PLC中CPU、存儲器、輸入輸出接口等內(nèi)部電路工作所需用的直流電路或電源模塊。5．編程工具：是人與PLC聯(lián)系和對話的工具，是PLC最重要的外圍設(shè)備。6．I/O擴(kuò)展接口。172PLC采用循環(huán)掃描工作方式，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。每一循環(huán)稱為一個掃描周期。1××××2××××3××××10××××11END二、PLC的工作原理173輸入端子輸入鎖存器輸入狀態(tài)寄存器元輸件出狀態(tài)寄存器輸出鎖存器輸出端子程序執(zhí)行用戶輸入設(shè)備用戶輸出設(shè)備讀寫讀輸入刷新程序執(zhí)行輸出刷新一個掃描周期PLC的掃描工作過程PLC的工作過程可分為輸入刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段123GO1741.輸入刷新階段

PLC在輸入刷新階段，首先以掃描方式按順序從輸入鎖存器中讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)，并將其存入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，這一過程稱為輸入采樣或輸入刷新。隨后關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行階段，即使輸入狀態(tài)有變化，輸入狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容也不會改變，變化了的輸入信號狀態(tài)只能在下一個掃描周期的輸入刷新階段被讀入。back1752.程序執(zhí)行階段

PLC在程序執(zhí)行階段，按用戶程序順序掃描執(zhí)行每條指令，所需的執(zhí)行條件從輸入狀態(tài)寄存器中和當(dāng)前元件狀態(tài)寄存器（存有輔助繼電器、定時器、計數(shù)器、輸出繼電器等PLC各種內(nèi)部元件的狀態(tài)）中讀入，經(jīng)過相應(yīng)的處理后，將結(jié)果再寫入元件狀態(tài)寄存器。back1763.輸出刷新階段

當(dāng)程序所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器（元件狀態(tài)寄存器中對應(yīng)輸出繼電器的部分）的通斷狀態(tài)在CPU的控制下被一次集中地送到輸出鎖存器中，并通過一定輸出方式輸出，推動外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這就是PLC的輸出刷新。back177

經(jīng)過輸入刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新這三個階段，完成一個掃描周期，這個過程以同一方式反復(fù)重復(fù)稱為循環(huán)掃描工作方式。在循環(huán)掃描工作方式中，由于輸入刷新過程是在輸出刷新過程后馬上進(jìn)行的。有時為簡便起見，將輸入刷新和輸出刷新過程統(tǒng)稱為I/O刷新。掃描周期：完成一次掃描所需的時間。一個掃描周期長短取決于以下因素：

1．CPU執(zhí)行指令速度

2.每條指令占用時間

3.程序長短

PLC這種循環(huán)掃描工作方式比微機(jī)的等待工作方式具有更高的可靠性,抗干擾能力更強(qiáng)。

1781．輸入/輸出點數(shù)（I/O點數(shù)）

指PLC外部輸入、輸出端子數(shù)。I/O總點數(shù)是衡量PLC可接收輸入信號（I）和輸出信號（O）的數(shù)量。PLC的輸入、輸出有開關(guān)量和模擬量兩種。其中開關(guān)量用最大I/O點數(shù)表示，模擬量用最大I/O通道數(shù)表示。根據(jù)I/O點數(shù)PLC可分為小型PLC（256點以下），中型PLC（２５６～２０４８之間），大型ＰＬＣ（２０４８點以上）。２．掃描速度

執(zhí)行一步指令的時間μs/步或執(zhí)行１０００步指令所需時間ms/k。

第三節(jié)PLC的技術(shù)性能179３．內(nèi)存容量

ＰＬＣ能存放用戶程序的多少，以步為單位，一條指令可能有好多步。４．指令條數(shù)

衡量ＰＬＣ軟件功能的指標(biāo)。

5．內(nèi)部寄存器、繼電器

輸入輸出寄存器、內(nèi)部輔助寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、定時器、計數(shù)器、特殊功能寄存器。種類和數(shù)量是反映PLC硬件功能的一個指標(biāo)。

6．高功能模塊

高功能模塊的多少，功能強(qiáng)弱是衡量PLC產(chǎn)品水平高低的一個重要標(biāo)志。常用高功能模塊有：A/D模塊，D/A模塊，高速計數(shù)模塊，位置控制模塊，智能PID模塊，溫度控制模塊，速度控制模塊，遠(yuǎn)程通訊模塊等。180第四節(jié)

PLC的特點、主要功能及技術(shù)發(fā)展趨勢一、PLC的特點二、PLC的主要功能三、PLC的分類四、PLC技術(shù)發(fā)展趨勢181

1．抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。

a.輸入輸出均采用光電隔離，提高了抗干擾能力。

b.輸入輸出電源相互獨立，減少電源間干擾。

c.采用循環(huán)掃描工作方式，提高抗干擾能力。

d.采用動態(tài)濾波措施，減少脈沖干擾。

e.內(nèi)部采用“監(jiān)視器”電路，以保證CPU可靠工作。

f.采用密封、防塵、抗震的外殼封裝及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)惡劣環(huán)境。采用上述措施，實驗表明一般產(chǎn)品可抗1KV，1μS的窄脈沖干擾，平均無故障時間5～10萬小時。一、PLC的特點182

2．采用模塊化組合結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)構(gòu)成十分靈活，可根據(jù)需要任意組合，易于維修，易于實現(xiàn)分散式控制。

3．接口功能強(qiáng)

電源而言有交流110V、220V，直流5、12V、24V、48V等。負(fù)載能力以從0.5A~2A范圍內(nèi)變化。模擬量輸入輸出有±50mv、±5V、±10V、0~10mA、4~20mA、等多種規(guī)格。

4．編程語言簡單易學(xué)，便于普及。

5．可進(jìn)行在線修改，柔性好。

6．有較高的性能價格比。

7.與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合。183

1．開關(guān)量控制：取代傳統(tǒng)繼電器，完成開關(guān)量控制。

2.模擬量控制

對許多連續(xù)變化量如溫度、壓力、流量、液位、速度等的控制。

3.定時、計數(shù)控制

4.運(yùn)動控制

控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)實現(xiàn)速度和位置控制。

5.步進(jìn)控制（順序控制）

6.數(shù)據(jù)處理

設(shè)置有四則運(yùn)算指令，對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理

7．自診斷功能

PLC對電源、程序語言、運(yùn)行狀態(tài)等做自診斷，用代碼顯示診斷結(jié)果。

二、PLC的主要功能1848.高功能模塊

對特殊常用量實行模塊式專門控制，如定位控速度閉環(huán)，溫度控制等。9.通訊聯(lián)網(wǎng)功能10.顯示、打印功能三、PLC的分類1.按結(jié)構(gòu)形式分為：整體式；模塊式2.按I/O點數(shù)分為：小型機(jī)（I/O點數(shù)在256點以下）；中型機(jī)（I/O點數(shù)在256~2048點之間）；大型機(jī)（I/O點數(shù)在于2048點以上）整體、模塊185（三）按功能分類，可分為高、中、低三檔。分類主要功能應(yīng)用場合低檔機(jī)具有邏輯運(yùn)算、定時、計數(shù)、及自診斷、監(jiān)控等基本功能。有些還有少量A/D、D/A轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、遠(yuǎn)程I/O和通訊等功能常用于開關(guān)量控制、定時、計數(shù)控制、順序控制及少量模擬量控制等場合。中檔機(jī)除具有低檔機(jī)的功能外，還有較強(qiáng)的模擬量I/O、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送與比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、子程序、遠(yuǎn)程I/O以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。適用于既有開關(guān)量又有模擬量的較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)。如過程控制。高檔機(jī)除具有一般中檔機(jī)的功能外，還具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理、模擬調(diào)節(jié)、特殊功能函數(shù)運(yùn)算、以及更強(qiáng)的通訊聯(lián)網(wǎng)、中斷控制、過程控制等功能?？捎糜诟笠?guī)模的過程控制，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，形成整個工廠的自動化網(wǎng)絡(luò)。186

PLC的技術(shù)發(fā)展總趨勢是向兩極分化的同時，盡量做到系列化、通用化和高性能化，主要表現(xiàn)在：1）兩極分化是指在系統(tǒng)構(gòu)成規(guī)模上向中，大型和小型或超小型兩個方向發(fā)展。前者為現(xiàn)代化大型工礦企業(yè)自動化提供條件，后者為取代機(jī)械行業(yè)繼電接觸器控制提供條件。2）功能不斷增強(qiáng)，各種應(yīng)用模塊不斷推出。3）產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。PLC技術(shù)規(guī)格規(guī)范化，使不同產(chǎn)品間能相互兼容。4）向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,通信聯(lián)網(wǎng)功能不斷增強(qiáng)。四、PLC技術(shù)發(fā)展趨勢1871、可編程控制器定義：2、PLC的基本結(jié)構(gòu)（1）中央處理單元CPU（2）存貯器（3）輸入/輸出接口3、PLC的工作原理：PLC采用循環(huán)掃描工作方式。PLC的工作過程可分為輸入刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。本章小結(jié)：1884、PLC技術(shù)性能：（1）輸入/輸出點數(shù)（I/O點數(shù)）；（2）掃描速度；（3）內(nèi)存容量；（4）指令條數(shù)；（5）內(nèi)部寄存器；（6）高功能模塊。5、PLC主要功能：（1）開關(guān)量控制；（2）模擬量控制；（3）定時、計數(shù)控制；（4）步進(jìn)控制（順序控制）；（5）數(shù)據(jù)處理；（6）自診斷