PLC教案低压电器知识(电机正反转控制)

低压电器知识低压电器的认识与使用电器定义：一种能控制电路的设备。

低压电器：在交流50 Hz，用于交流1200V、直流1500V级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。

在大多数用电行业及人们的日常生活中一般都使用低压设备，采用低压供电，而低压供电的输送、分配和保护以及设备的运行和控制是靠低压电器来实现的，因此低压电器的应用十分广泛。

•高压电器：交流1200V以上、直流1500V以上。

一、低压电器的分类图1.1常用低压电器的分类二、低压电器的作用三、低压电器的基本结构和工作原理低压电器由感应和执行两部分组成。

感应部分接受外界输入的信号，并通过转换、放大与判断作出有规律的反应，使执行部分动作，输出相应的指令，达到控制的目的。

对于有触点的电磁式低压电器：感应部分：电磁机构执行部分：触头系统。

电磁机构原理电接触触头：电磁式电器的执行部分，起接通或断开电路的作用。

触点在闭合状态下动、静触点完全接触，并有工作电流通过，称为电接触。

触头的分类主触头：用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流。

辅助触头：用于接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。

常开、常闭触头：电磁式电器触头在线圈未通电状态时有常开(或动合)和常闭(或动断)两种状态，分别称为常开(或动合)触头和常闭(或动断)触头。

触头的动作情况：当电磁线圈有电流通过，电磁机构动作时，触头改变原来的状态，常开(动合)触头将闭合，使与其相连的电路接通，常闭(动断)触头将断开，使与其相连的电路断开。

动触头、静触头：能与机械联动的触头称动触头，固定不动的触头称静触头。

四、刀开关刀开关又称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的手动电器。

在低压电路中，作为不频繁接通和分断电路用，或用来将电路与电源隔离。

刀开关组成：由操作手柄、触刀、静插座和绝缘底板组成。

（一）刀开关的分类1.开启式负荷开关：2.封闭式负荷开关（铁壳开关）（二）刀开关的选用及安装注意事项 一、熔断器熔断器是在控制系统中主要用作短路保护的电器。

短路保护原理：使用时串联在被保护电路中，当电路发生短路故障，通过熔断器的电流达到或超过某一规定值时，以其自身产生的热量使熔体熔断，从而自动分断电路，起到保护作用。

（一）熔断器的结构与特性熔断器:熔体、安装熔体的熔管(或盖、座) 组成。

其中熔体是主要部分，熔体是由不同金属材料(铅锡合金、锌、铜或银)制成丝状、带状、片状或笼状，串接于被保护电路中。

熔断器的外形及图形符号和文字符号如图所示。

熔断器的保护特性：熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现的。

当电流较大时，熔体熔断所需的时间就较短。

而电流较小时，熔体熔断所需用的时间就较长，甚至不会熔断。

这一特性可用t-I 特性曲线来描述，称熔断器的保护特性。

（二）熔断器的主要参数图1.2刀开关的符号图1.3 熔断器的外形及图形符号和文字符号1.额定电压2.额定电流3.分断能力二、低压断路器低压断路器又称低压自动空气开关或自动空气断路器，主要用于低压动力线路中。

它是一种既有手动开关作用，又能进行短路保护、过载、自动失压与欠压保护的电器，能自动分断故障电路。

断路器主要由动触点、静触点、灭弧装置、操作机构、热脱扣器、电磁脱扣器及外壳等部分组成。

（一）低压断路器型号及含义（二）低压断路器的工作原理(三)低压断路器的选用一、热继电器热继电器：利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作的过电流继电器。

热继电器应用：电动机在运行中，长期过载、频繁启动、欠电压运行或者断相运行都可能引起电机过热，严重时烧坏电动机。

用于电动机的过载、断相、三相电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制。

（一）热继电器分类和型号（二）工作原理热继电器的结构：主要由加热元件、动作机构和复位机构三大部分组成。

动作系统常设有温度补偿装置，保证在一定的温度范围内，热继电器的动作特性基本不变。

典型的热继电器结构、图形及符号如图所示。

图1.4 低压断路器的图形符号和文字符号二、接触器 定义：接触器是一种能频繁地接通或断开远距离用电设备主回路的电器。

控制对象：主要是电动机、电热设备、电焊机及电容器组等。

分类：交流接触器、直流接触器。

组成：触点系统、电磁机构、灭弧装置。

（一） 交流接触器的结构、原理交流接触器：由电磁系统、触点系统、灭弧装置及辅助部件等组成。

（二）接触器的主要技术参数（三）接触器的型号及电路图中的符号（四）接触器的选用区别比较继电器与接触器继电器：用于控制电路；电流小；没有灭弧装置;可在电量或非电量的作用下动作。

接触器：用于主电路;电流大;有灭弧装置;一般只能在电压作用下动作。

低压电器的介绍（一）按钮图1.5热继电器结构、图形及符号图1.6 接触器的图形符号和文字符号控制按钮简称按钮，是一种结构简单、使用广泛的手动主令电器。

按钮的触头允许通过的电流较小（不超过5 A ），因此一般情况下它不直接控制主电路的通断，而是在电气控制电路中发出指令或信号去控制接触器、继电器等电器，再由它们控制主电路的通断、功能转换或电气联锁。

（功能：短时接通和断开小电流控制电路）1.控制按钮的结构与符号按钮既有常开触头，也有常闭触头。

常态时在复位弹簧的作用下，由桥式动触头将1,2闭合，静触头3, 4断开。

当按下按钮时，桥式动触头将静触头1, 2断开，静触头3, 4闭合。

触头1、2被称为常闭触头或动断触头，触头3, 4被称为常开触头或动合触头。

注意：按钮是一个复合按钮，工作时常开和常闭触点联动的。

当按钮被按下时，常闭触点先动作，常开触点随后动作；而松开按钮时，常开触点先动作，常闭触点再动作。

也就是说两种触点在改变工作状态时，先后有个时间差，尽管这个时间差很短，但在分析线路控制过程时应特别注意。

2.控制按钮的分类3、按钮的型号4、按钮的选用控制按钮的选用依据主要是根据需要的触点对数、动作要求、是否需要带指示灯、使用场合及颜色等要求。

如：嵌装在操作面板上的按钮可选用开启式;启动按钮可选用绿色、自色或黑色。

（二）继电器继电器是一类根据输入信号(电量或非电量)的变化，接通或断开小电流控制电路的电器，广泛运用在自动控制和保护电力拖动装置中。

一般情况下，继电器不直接控制电流较大的主电路，而是通过接触器或其他电器对主电路进行控制。

图2.1 按钮开关的外形、结构与符号继电器分类(1)按用途分为控制继电器、保护继电器。

(2)按动作原理分为电磁式继电器、感应式继电器、热继电器、机械式继电器等。

(3)按输入信号分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器、压力继电器、温度继电器。

(4)按动作时间分为瞬时继电器、延时继电器。

在控制系统中，使用最多的是电磁式继电器。

1.电压继电器(1)过电压继电器(2)欠电压继电器(3)零电压继电器过电压继电器符号图2.2 过电压继电器符号欠电压继电器符号图2。

3 欠电压继电器符号（三）中间继电器中间继电器实质上是一个电压线圈继电器，是用来增加控制电路中的信号数量或将信号放大的继电器。

结构及工作原理与接触器基本相同。

输入信号是线圈的通电和断电，输出信号是触点的动作。

特点：触点对数多、没有主辅之分；各对触点允许通过的电流大小相同，多数为5A；触点容量大、动作灵敏。

用途：1）由于触点的数量较多，所以用来控制多个元件或回路；2）对于工作电流小于5A的电气控制线路，可用中间继电器代替接触器实施控制。

时间继电器定义：时间继电器是在线圈得电或断电后，触点要经过一定时间延时后才动作或复位，是实现触点延时接通和断开电路的自动控制电器。

时间继电器分类1.通电延时——电磁线圈通电后，触点延时通断的为通电延时型；2.断电延时——线圈断电后，触点延时通断的为断电延时型。

结构及工作原理时间继电器主要由电磁系统、工作触点、气室和传动机构等组成，其外形与结构如图所示。

符号（一） 按钮4.速度继电器速度继电器是反映转速和转向的继电器，主要用作笼型异步电动机的反接制动控制，所以也称反接制动继电器。

结构（如图所示）主要由转子、定子和触头3部分组成，转子是一个圆柱形永久磁铁；定子是一个笼形空心圆环，由硅钢片叠成，并装有笼型绕组。

触点：由两组转换触点组成，一组在转子正转时动作，另一组在转子反转时动作。

速度继电器工作原理：图2.4 JS7-A 系列时间继电器结构图2.5 时间继电器的符号图2.6 速度继电器的图形符号和文字符号1）当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，在空间产生旋转磁场，切割定子绕组，产生感应电流。

2）此电流与旋转的转子磁场作用产生转矩，于是定子开始转动当转到一定角度时，装在定子轴上的摆锤推动簧片动作，使常闭触头分断，常开触头闭合。

3）当电动机转速低于某一值时，触头复位。

（定子产生的转矩减小）电气原理图的绘制一、电气控制系统图的分类1.电气系统图和框图2.电气原理图（电路图）3.电器布置图4.电气安装接线图二、电气原理图的绘制特点1、电器元件和连接线2、线条规定3、图样幅面要求4、电气原理图中的图形符号和文字符号必须符合最新的国家标准。

三、电气原理图的绘制原则电气控制线路基本规律一、点动控制所谓点动，即按下按钮时电动机运行工作，松开按钮时电动机停止工作的控制方式。

工作原理：先合上开关QS，起动：按下起动按钮SB使接触器KM线圈得电，其中KM主触点闭合这时电动机M起动运图2.7 点动控制电路图自锁控制自锁定义：依靠接触器自身常开辅助触点而使其线圈保持通电的现象，称为自锁或自保持，即电动机控制回路启动按钮按下松开后，电动机仍能保持运转工作状态。

电路工作原理如下:1）起动过程：先合上电源开关，按下启动按钮SB2 ,KM线圈通电吸合，KM常开辅助触点闭合自锁，KM主触点闭合，电动机M得电运转。

2）停止过程：按下停止按钮SB1 , KM线圈断电释放，KM主触点、常开辅助触点断开，电动机M失电停止运行。

当松开SB1，其常闭触头恢复闭合，因接触器KM的自锁触头在切断控制电路时已断开，解除了自锁，SB2也是断开的，所以接触器KM不能得电，电动机M也不会工作。

自锁控制的另一个作用是实现欠压保护和失压保护。

二、互锁控制在生产加工过程中，生产机械的运动部件往往要求实现上、下、左、右、前、后等相反方向的运动，如机床工作台的前进与后退、主轴的正转与反转等，这就要求拖动电动机可以正、反转运行。

对于三相交流异步电动机而言，可以把三相电源中的任意两相对调接线来实现正、反转运行。

电路的工作原理：合上开关QS ，按下正转起动按钮SB2，正转接触器KM1线圈通电吸合，一方面使主触点KM1闭合和自锁触点闭合，使电动机M 通电正转，另一方面，KM1常闭辅助触点断开，切断反转接触器KM2线圈支路，使得它无法通电，实现互锁。

此时，即使按下反转按钮SB2，反转接触器KM2线圈因KM1互锁触点断开也不能通电。