工厂电气控制技术完整版本课件

工厂电气控制技术
第三版 方承远 张振国 编著
机械工业出版社
工厂电气控制技术完整版本
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绪
论
一、“工厂电气控制技术”课程的性质和任务
性 质 —— 实践性强的专业课。 内 容 —— 电机、其他执行电器为控制对
象，介绍电气控制的基本原 理、线路、程序及控制装置的 设计方法。 目 标 ——1、电气控制线路、程序、技术资料
动作过程为 —— 恒磁通势；
F∝Φ2∝1/Rm2∝1/δ2
吸力大小 ↗ ↗ 随δ↘↘——陡峭。
交流电磁铁（曲线 2 ）
设线圈电压U不变，则U≈E＝4.44fΦN，
Φ＝U/4.44fN，由磁路定律Φ＝NI/Rm
励磁电流 I —— 与气隙 δ成正比；
动作过程为 —— 近似恒磁通；
吸力大小 ↗
随δ↘ ——平坦。
——电器的工作是靠外力或某种非电物理量 的变化而动作的电器。
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二、电磁式电器的工作原理与结构特点 组成：
感测部分——电磁结构； 触头系统——执行部分。 （一）电磁结构 作用——将电磁能量转换为机械能量，带
动触头动作，完成接通和分断电 路。 组成——吸引线圈、铁心、衔铁等。
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二、电气控制技术的发展
控制方法 —— 手动
自动
控制功能 —— 简单
复杂
操作方式 —— 笨重
轻巧
控制原理 —— 有触点硬接线继电器
微处理器的软件
控制方式 —— 集中拖动
顺序控制
DCSLeabharlann 网络现场总线以太网
新 技 术 —— 综合应用电子技术、检测技术、
计算机技术、自动控制理论
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（2）主令电器 ——用于各种控制系统中发送控制指令的电 器。
（3）保护电器 ——用于保护电路及用电设备的电器。
（4）配电电器 ——用于电能的输送和分配的电器。
（5）执行电器 ——用于完成某种动作或传动功能的电器。
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3、按工作原理分类 （1）电磁式电器
——依据电磁原理来工作的电器。 （2）非电类控制电器
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线圈自然状态 —— 没有电
图1－1 常用的磁路结构
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线圈通电
图1－1 常用的磁路结构
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机械运动
图1－1 常用的磁路结构
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机械运动
图1－1 常用的磁路结构 通电后动作情况
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（二）电磁吸力与吸力特性
1、常用的磁路结构（图1－1） 1）衔铁沿棱角转动的拍合式铁心 ——广泛应用于直流电器中。 2）衔铁沿轴转动的拍合式铁心 ——应用触点容量较大的交流电器中。 3）衔铁直线运动的双E形直动式铁心 ——多用于交流接触器、继电器中。
2、吸引线圈 作用——将电能转换成磁场能量。 注意——结构、交、直流、热的产生。
M2
YA
3~
快速
进给
工厂1电.5气kW控制技术完整版本 1410r/min
FR3
150VA
7
380 /127V
M3 3~
0.125kW 2790r/min
第一章 继电接触器逻辑控制基础
意 义 —— 继电器、接触器控制技术是近 代先进电气控制基础。
低压电器 —— 电力拖动自动控制系统的基本 组成元件。
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F 1
2
3
0
δ
分析曲线形状 为什么？
图1－2 电磁铁的吸力特性 1－直流电磁铁吸力特性 2－交流电磁铁吸力特性 3－反力特性
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（三）反力特性和返回系数
反力特性 —— 反作用力 Fr 与气隙 δ 的关系曲线。 （图1－2 曲线 3 ）
注意：
吸合—— 保证吸力特性位于反力特性上方；
电磁吸力
Fαt
107
B2S
8π
（1－1）
式中 Fαt ——电磁吸力，单位为N； B ——气隙中磁感应强度，单位为T；
S ——磁极截面积，单位为m2 ；
δ ——固定铁心与衔铁之间的气隙。
直流电磁铁时 B＝恒定值；
交流电磁铁时 B＝Bmsinωt。
（1－2）
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将式1－2代入式1－1整理得
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（二）电器的分类 1、按工作电压等级分类 （1）低压电器
—— 交流AC < 1200V； 直流DC < 1500V。
（2）高压电器 —— 交流AC > 1200V； 直流DC > 1500V。
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2、按用途分类
（1）控制电器 ——用于各种控制电路和控制系统的电器。
释放——
:::
下方。
返回系数（β-反映灵敏度的参数）
——释放电压 Ure （或电流 Ire ） 与吸合电压 Uat （或电流 Iat ）。
U
U re U at
主电路
L1
QS FU1
FU2
L2
L3
R
反转
停
SA5
正转
KM3 12 KM2 9 KM4 15 KM5 18 KM1 7
60VA 380 / 36V
T
FU
31
关
SA4
32
开
EL
U1 V1 W1 U2 V2 W2
KM6 19 U3 V3 W3
FR1
FR2
7
13
M! 3~
5.5kW 1410r/min
KS
FαtF 2 tm F 2 tm co 2 ts F 0 F 0co 2 ts
式中 Fαtm1807πBm2S——电磁吸力最大值；
F0
Ftm 2
—— 电磁吸力平均值。
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吸力特性——吸力Fαt与铁心间隙δ的特性曲 线。 （图1－2）
直流电磁铁（曲线 1 ）
励磁电流 I —— 与气隙 δ无关；
的阅读分析能力。 2、电气控制线路、程序的设计能力。
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任 务： 1、熟练掌握常用控制电器、电气控制线路的构 成、原理及用途，独立分析和设计能力。 2、掌握可编程序控制器（PLC）的基本构成、 工作原理、特点及其应用发展情况。 3、掌握小型PLC的硬件构成、工作原理、编程 语言、指令系统与编程方法。 4、掌握PLC控制系统的设计方法、设计过程、 步骤、PLC模块选择方法、应用程序设计 与调试方法等。
介 绍 —— 常用低压电器元件的用途、类 型、符号、选用四方面。
举 例 —— 电气线路的阅读分析方法。
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第一节 电器的基本知识
一、电器的定义及分类 （一）电器的定义—— 凡是自动或手动接通和
断开电路，以及能实现 对电路或非电对象切 换、控制、保护、检 测、变换和调节目的的 电气元件统称为电器。