电气控制与PLC应用技术教学课件ppt作者梅丽凤第1章课件.ppt

第一章 电气控制基础 1.1 电器的基本知识 电磁式电器主要由电磁机构、触点和灭弧装置组成 1．电磁机构 （1）结构与工作原理 由吸引线圈、铁芯、衔铁等几部分组成. 它的主要作用是将电磁能量转换为机械能量并带动触点动作，完成电路接通和分断。当线圈通过工作电流时，产生足够的磁动势，在磁路中形成磁通，使衔铁获得足够的电磁力，克服反作用力与铁芯吸合，由连接机构带动相应的触点动作。 （2）吸力特性与反力特性 衔铁是否能够正常工作，是由电磁机构的吸力特性与反力特性决定的。 电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称为吸力特性。它随励磁电流种类（交流或直流）、线圈连接方式（串联或并联）的不同而有所差异。 电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙长度的关系曲线称为反力特性。反力的大小与作用弹簧、摩擦阻力以及衔铁质量有关。 1）吸力特性 当频率f、匝数N和电压U均 为常数时， 为常数，F亦为 常数，说明F与δ大小无关。 (实际上由于漏磁通的存在， F随着δ的减小略有增加) 2）反力特性 电磁机构使衔铁释放的力主要是弹簧的反力 3）反力特性与吸力特性的配合 触点是电器的执行部分，用于接通和分断电路。 触点主要由动触点和静触点组成 工作原理：当电磁机构中的衔铁与铁芯吸合时，动触点在连动机构的带动下动作，动触点和静触点闭合或断开。 （1）触点的接触形式：点接触、线接触和面接触 （2）触点的结构形式 电弧是触点间气体在强电场作用下产生的放电现象。 当动静触点在通电状态下分开的瞬间，动静触点的间隙很小,于是在触点间形成很强的电场(E=U/S,其中S为间隙）。在高热和强电场作用下，金属内部的自由电子从阴极表面电离出来，向阳极加速移动，这些自由电子在运动中撞击中性气体分子，使它们产生正离子和电子。于是，在触点间隙产生大量的带电粒子，使气体导电，形成了炽热的电子流，绝缘的气体变成了导体。电路通过这个游离区时消耗的电能转换为热能和光能，发出光和热的效应，产生高温并发出强光，即电弧。 （1）电弧产生的条件 当被分断电路的电流超过0.25～1 A， 分断 后加在触点间隙两端的电压超过12～20 V（根据 触点材质的不同取值）时，在触点间隙中会产生 电弧。 （2）电弧的危害 延长电路的分断时间；将触点烧坏；严重时, 会引起电器和周围设备的损坏,甚至造成火灾 （3）灭弧方法 1)机械性拉弧：分断触点时，迅速增加电弧长度，使单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不够而熄弧 2）双断口灭弧 3）磁吹灭弧 电弧电流越大，灭弧能力越强。它广泛用于直流灭弧装置中 4）灭弧栅灭弧 5）利用有机固体介质的狭缝灭弧 6）利用真空灭弧 1.2 常用低压电器 1.2.1 开关电器 1.刀开关与组合开关 （1）HD型单投刀开关和HS型双投刀开关 （4）HZ型组合开关 组合开关结构图 1-静触片 2-动触 3-绝缘垫板 4-凸轮 5-弹簧 6-转轴 7-手柄 8-绝缘杆 9-接线柱 （5）熔断器式刀开关 HR3熔断器式刀开关、具有刀开关和熔断器的双重功能 在正常运行时，熔断器不脱扣，当线路发生故障时，其熔断体熔断 采用这种开关电器可以简化配电装置结构，作为导线及电气设备的过载和短路保护，以及用于在电网正常馈电的情况下，不频繁地接通或分断电路。 刀开关的图形和文字符号 2.低压断路器 （1）低压断路器的结构和工作原理 主要由触点系统、灭弧系统、各种脱扣器和开关机构等组成。 脱扣器包括过电流脱扣器、失压（欠压）脱扣器、热脱扣器、分励脱扣器和自由脱扣结构。 （2）低压断路器典型产品 1）装置式断路器 2）框架式低压断路器 3）智能化断路器 4）漏电保护断路器 （3）断路器的主要技术参数 1）额定电压:低压断路器长时间运行所能承受的工作电压，称额定电压。 2）额定电流:低压断路器长时间运行时的允许持续电流。 3）分断能力:是指在规定条件下能够接通和分断的短路电流值。通常采用额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种表示法。 4）限流能力: 限流式低压断路器，当电路出现故障时，动触点受短路电流产生的电动斥力的作用快速打开，动作速度快，约在8～10ms内全部断开，要求限流电器的固有动作时间不大于3ms。一般要求限流系数K（限流系数K指实际分断电流峰值与预期短路电流峰值之比）在0.3～0.6之间。 5）动作时间 从网络出现短路的瞬间开始至触点分离后电弧熄灭，电路完全分断所需的时间，称全分断时间或动作时间。框架式和塑