常用低压电器及基本控制电路

常用低压电器及电气控制电路电子教案第一章：低压电器概述1.1 低压电器的定义与分类1.2 低压电器的基本结构与原理1.3 低压电器的性能与选用第二章：开关与保护电器2.1 开关电器概述2.2 刀开关、转换开关与断路器2.3 熔断器与热继电器2.4 低压断路器选用与安装第三章：接触器与启动器3.1 接触器的工作原理与结构3.2 接触器的选用与安装3.3 启动器的工作原理与结构3.4 启动器的选用与安装第四章：变频器与软启动器4.1 变频器的工作原理与结构4.2 变频器的选用与安装4.3 软启动器的工作原理与结构4.4 软启动器的选用与安装第五章：电气控制电路基础5.1 电气控制电路的组成与特点5.2 电气控制电路的图形符号与文字符号5.3 电气控制电路的设计与分析方法5.4 电气控制电路的调试与维护第六章：电气控制电路实例分析6.1 简单电气控制电路分析6.2 典型生产机械电气控制电路分析6.3 复杂电气控制电路分析方法与技巧6.4 电气控制电路的优化与改进第七章：可编程控制器（PLC）基础7.1 PLC的定义与工作原理7.2 PLC的硬件组成与功能7.3 PLC的编程语言与指令系统7.4 PLC的安装、调试与维护第八章：PLC控制系统设计与应用8.1 PLC控制系统设计步骤与方法8.2 PLC控制系统的硬件设计与软件编程8.3 PLC在电气控制中的应用实例8.4 PLC控制系统的故障诊断与维修第九章：电气控制系统的设计与仿真9.1 电气控制系统设计原则与方法9.2 电气控制系统仿真技术简介9.3 电气控制系统仿真软件的使用9.4 电气控制系统仿真实例分析第十章：电气工程案例分析与实践10.1 电气工程项目概述10.2 电气控制系统施工与验收10.3 电气工程案例分析10.4 电气工程实践操作与技能训练重点和难点解析第一章：低压电器概述重点环节：低压电器的定义与分类、基本结构与原理。

补充说明：详细解释低压电器的概念，包括其工作电压范围；阐述不同类型低压电器的功能和应用场景；解析低压电器的工作原理，如接触器、断路器等。

常用低压电器及电气控制电路电子教案第一章：概述1.1 教学目标了解低压电器的定义和分类掌握低压电器的基本工作原理和功能熟悉低压电器在电气控制系统中的应用1.2 教学内容低压电器的定义和分类低压电器的基本工作原理低压电器的主要功能低压电器在电气控制系统中的应用1.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学通过实物演示和图片展示，帮助学生直观理解低压电器的工作原理和功能引导学生进行思考和讨论，提高学生对低压电器在实际应用中的认识1.4 教学评估通过课堂讲解和案例分析，评估学生对低压电器的定义和分类的理解程度通过课后作业和小组讨论，评估学生对低压电器的工作原理和功能的掌握情况通过实际操作和模拟实验，评估学生对低压电器在电气控制系统中的应用能力第二章：低压断路器2.1 教学目标了解低压断路器的定义和分类掌握低压断路器的工作原理和功能熟悉低压断路器在电气控制系统中的应用2.2 教学内容低压断路器的定义和分类低压断路器的工作原理低压断路器的主要功能低压断路器在电气控制系统中的应用2.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学通过实物演示和图片展示，帮助学生直观理解低压断路器的工作原理和功能引导学生进行思考和讨论，提高学生对低压断路器在实际应用中的认识2.4 教学评估通过课堂讲解和案例分析，评估学生对低压断路器的定义和分类的理解程度通过课后作业和小组讨论，评估学生对低压断路器的工作原理和功能的掌握情况通过实际操作和模拟实验，评估学生对低压断路器在电气控制系统中的应用能力第三章：接触器3.1 教学目标了解接触器的定义和分类掌握接触器的工作原理和功能熟悉接触器在电气控制系统中的应用3.2 教学内容接触器的定义和分类接触器的工作原理接触器的主要功能接触器在电气控制系统中的应用3.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学通过实物演示和图片展示，帮助学生直观理解接触器的工作原理和功能引导学生进行思考和讨论，提高学生对接触器在实际应用中的认识3.4 教学评估通过课堂讲解和案例分析，评估学生对接触器的定义和分类的理解程度通过课后作业和小组讨论，评估学生对接触器的工作原理和功能的掌握情况通过实际操作和模拟实验，评估学生对接触器在电气控制系统中的应用能力第四章：继电器4.1 教学目标了解继电器的定义和分类掌握继电器的工作原理和功能熟悉继电器在电气控制系统中的应用4.2 教学内容继电器的定义和分类继电器的工作原理继电器的主要功能继电器在电气控制系统中的应用4.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学通过实物演示和图片展示，帮助学生直观理解继电器的工作原理和功能引导学生进行思考和讨论，提高学生对继电器在实际应用中的认识4.4 教学评估通过课堂讲解和案例分析，评估学生对继电器的定义和分类的理解程度通过课后作业和小组讨论，评估学生对继电器的工作原理和功能的掌握情况通过实际操作和模拟实验，评估学生对继电器在电气控制系统中的应用能力第五章：电气控制电路基础5.1 教学目标了解电气控制电路的定义和分类掌握电气控制电路的基本组成和原理熟悉电气控制电路的设计方法和步骤5.2 教学内容电气控制电路的定义和分类电气控制电路的基本组成电气控制电路的基本原理电气控制电路的设计方法和步骤5.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学通过实物演示和图片展示，帮助学生直观理解电气控制第六章：电气控制电路分析6.1 教学目标学会分析电气控制电路的方法和步骤能够识别和理解电气控制电路中的各种控制环节掌握典型电气控制电路的分析技巧6.2 教学内容电气控制电路分析的方法和步骤电气控制电路中的常见控制环节典型电气控制电路分析案例6.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学通过实物演示和图片展示，帮助学生直观理解电气控制电路的运行原理引导学生进行思考和讨论，提高学生对电气控制电路分析的掌握能力6.4 教学评估通过课堂讲解和案例分析，评估学生对电气控制电路分析的方法和步骤的理解程度通过课后作业和小组讨论，评估学生对电气控制电路中常见控制环节的识别和理解能力通过实际操作和模拟实验，评估学生对典型电气控制电路分析的技巧掌握情况第七章：电气控制电路设计7.1 教学目标掌握电气控制电路设计的方法和步骤熟悉电气控制电路设计中的注意事项能够独立完成简单电气控制电路的设计电气控制电路设计的方法和步骤电气控制电路设计中的注意事项电气控制电路设计案例分析7.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学通过实物演示和图片展示，帮助学生直观理解电气控制电路设计的原理和过程引导学生进行思考和讨论，提高学生对电气控制电路设计的掌握能力7.4 教学评估通过课堂讲解和案例分析，评估学生对电气控制电路设计的方法和步骤的理解程度通过课后作业和小组讨论，评估学生对电气控制电路设计中注意事项的熟悉程度通过实际操作和模拟实验，评估学生对电气控制电路设计的实际应用能力第八章：电气控制电路的调试与维护8.1 教学目标学会电气控制电路调试的方法和步骤能够对电气控制电路进行故障诊断和排除熟悉电气控制电路的维护保养知识8.2 教学内容电气控制电路调试的方法和步骤电气控制电路故障诊断与排除技巧电气控制电路的维护保养知识采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学通过实物演示和图片展示，帮助学生直观理解电气控制电路调试和维护的方法引导学生进行思考和讨论，提高学生对电气控制电路故障诊断和排除的掌握能力8.4 教学评估通过课堂讲解和案例分析，评估学生对电气控制电路调试方法和步骤的理解程度通过课后作业和小组讨论，评估学生对电气控制电路故障诊断与排除技巧的熟悉程度通过实际操作和模拟实验，评估学生对电气控制电路维护保养的实际应用能力第九章：电气控制电路在自动化生产线中的应用9.1 教学目标了解自动化生产线的组成和原理掌握电气控制电路在自动化生产线中的应用熟悉电气控制电路在自动化生产线中的设计方法和步骤9.2 教学内容自动化生产线的组成和原理电气控制电路在自动化生产线中的应用电气控制电路在自动化生产线中的设计方法和步骤9.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学通过实物演示和图片展示，帮助学生直观理解电气控制电路在自动化生产线中的应用引导学生进行思考和讨论，提高学生对电气控制电路在自动化生产线中设计的掌握能力9.4 教学评估通过课堂讲解和案例分析，评估学生对自动化生产线的组成和原理的理解程度通过课后作业和小组讨论，评估学生对电气控制电路在自动化生产线中的应用的熟悉程度通过实际操作和模拟实验，评估学生对电气控制电路在自动化生产线中设计的实际应用能力第十章：电气控制电路的发展趋势10.1 教学目标了解电气控制电路的发展历程掌握电气控制电路的最新发展趋势能够预测电气控制电路未来的发展方向10.2 教学内容电气控制电路的发展历程电气控制电路的最新发展趋势电气控制电路未来的发展方向10.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式进行教学通过实物演示和图片展示，帮助学生直观理解电气控制电路的最新发展趋势引导学生进行思考和讨论，提高学生对电气控制电路未来发展重点解析1. 低压电器的定义、分类、工作原理、功能及其在电气控制系统中的应用。

电气控制与PLC应用技术(黄永红著)课后答案电气控制与PLC应用技术(黄永红著)内容简介前言第1章常用低压电器1.1低压电器的定义、分类1.2电磁式电器的组成与工作原理1.2.1电磁机构1.2.2触点系统1.2.3灭弧系统1.3接触器1.3.1接触器的组成及工作原理1.3.2接触器的分类1.3.3接触器的主要技术参数1.3.4接触器的选择与使用1.3.5接触器的图形符号与文字符号1.4继电器1.4.1继电器的分类和特性1.4.2电磁式继电器1.4.3时间继电器1.4.4热继电器1.4.5速度继电器1.4.6固态继电器1.5主令电器1.5.1控制按钮1.5.2行程开关1.5.3接近开关1.5.4万能转换开关1.6信号电器1.7开关电器1.7.1刀开关1.7.2低压断路器1.8熔断器1.8.1熔断器的结构和工作原理 1.8.2熔断器的类型1.8.3熔断器的主要技术参数 1.8.4熔断器的选择与使用1.9电磁执行器件1.9.1电磁铁1.9.2电磁阀1.9.3电磁制动器习题与思考题第2章基本电气控制电路2.1电气控制电路的绘制原则及标准2.1.1电气图中的图形符号及文字符号2.1.2电气原理图的绘制原则2.1.3电气安装接线图2.1.4电气元件布置图2.2交流电动机的基本控制电路2.2.1三相笼型异步电动机直接起动控制电路 2.2.2三相笼型异步电动机减压起动控制电路 2.2.3三相绕线转子异步电动机起动控制电路 2.2.4三相笼型异步电动机制动控制电路2.2.5三相笼型异步电动机调速控制电路2.2.6组成电气控制电路的基本规律2.2.7电气控制电路中的保护环节2.3典型生产机械电气控制电路的分析2.3.1电气控制电路分析的基础2.3.2电气原理图阅读分析的方法与步骤 2.3.3c650型卧式车床电气控制电路的分析 2.4电气控制电路的一般设计法2.4.1一般设计法的主要原则2.4.2一般设计法中应注意的问题2.4.3一般设计法控制电路举例习题与思考题第3章可编程序控制器概述3.1plc的产生及定义3.1.1plc的产生3.1.2plc的定义3.2plc的发展与应用3.2.1plc的发展历程3.2.2plc的发展趋势3.2.3plc的应用领域3.3plc的特点3.4plc的分类3.4.1按结构形式分类3.4.2按功能分类3.4.3按i/o点数分类3.5plc的硬件结构和各部分的作用3.6plc的工作原理3.6.1plc控制系统的组成3.6.2plc循环扫描的工作过程3.6.3plc用户程序的工作过程3.6.4plc工作过程举例说明3.6.5输入、输出延迟响应3.6.6plc对输入、输出的处理规则习题与思考题第4章 s7-200 plc的系统配置与接口模块 4.1s7-200 plc控制系统的基本构成4.2s7-200 plc的输入/输出接口模块4.2.1数字量模块4.2.2模拟量模块4.2.3s7-200 plc的智能模块4.3s7-200 plc的系统配置4.3.1主机加扩展模块的最大i/o配置4.3.2i/o点数的扩展与编址4.3.3内部电源的负载能力4.3.4plc外部接线与电源要求习题与思考题第5章 s7-200 plc的基本指令及程序设计 5.1s7-200 plc的编程语言5.2s7-200 plc的数据类型与存储区域5.2.1位、字节、字、双字和常数5.2.2数据类型及范围5.2.3数据的存储区5.3s7-200 plc的编程元件5.3.1编程元件5.3.2编程元件及操作数的寻址范围5.4寻址方式5.5程序结构和编程规约5.5.1程序结构5.5.2编程的一般规约5.6s7-200 plc的基本指令5.6.1位逻辑指令5.6.2立即i/o指令5.6.3逻辑堆栈指令5.6.4取反指令和空操作指令5.6.5正/负跳变触点指令5.6.6定时器指令5.6.7计数器指令5.6.8比较指令5.6.9移位寄存器指令5.6.10顺序控制继电器指令5.7典型控制环节的plc程序设计5.7.1单向运转电动机起动、停止控制程序5.7.2单按钮起动、停止控制程序5.7.3具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序 5.7.4电动机的正、反转控制程序5.7.5大功率电动机的星-三角减压起动控制程序5.7.6闪烁控制程序5.7.7瞬时接通/延时断开程序5.7.8定时器、计数器的扩展5.7.9高精度时钟程序5.7.10多台电动机顺序起动、停止控制程序 5.7.11故障报警程序5.8梯形图编写规则习题与思考题第6章 s7-200 plc的功能指令及使用6.1s7-200 plc的基本功能指令6.1.1数据传送指令6.1.2数学运算指令6.1.3数据处理指令6.2程序控制指令6.2.1有条件结束指令6.2.2暂停指令6.2.3监视定时器复位指令6.2.4跳转与标号指令6.2.5循环指令6.2.6诊断led指令6.3局部变量表与子程序6.3.1局部变量表6.3.2子程序6.4中断程序与中断指令6.4.1中断程序6.4.2中断指令6.5pid算法与pid回路指令6.5.1pid算法6.5.2pid回路指令6.6高速处理类指令6.6.1高速计数器指令6.6.2高速脉冲输出指令习题与思考题第7章 plc控制系统设计与应用实例 7.1plc控制系统设计的内容和步骤 7.1.1plc控制系统设计的内容7.1.2plc控制系统设计的步骤7.2plc控制系统的硬件配置7.2.1plc机型的选择7.2.2开关量i/o模块的'选择7.2.3模拟量i/o模块的选择7.2.4智能模块的选择7.3plc控制系统梯形图程序的设计7.3.1经验设计法7.3.2顺序控制设计法与顺序功能图7.4顺序控制梯形图的设计方法7.4.1置位、复位指令编程7.4.2顺序控制继电器指令编程7.4.3具有多种工作方式的顺序控制梯形图设计方法7.5plc在工业控制系统中的典型应用实例7.5.1节日彩灯的plc控制7.5.2恒温控制7.5.3基于增量式旋转编码器和plc高速计数器的转速测量习题与思考题第8章 plc的通信及网络8.1siemens工业自动化控制网络8.1.1siemens plc网络的层次结构8.1.2网络通信设备8.1.3通信协议8.2s7-200串行通信网络及应用8.2.1s7系列plc产品组建的几种典型网络8.2.2在编程软件中设置通信参数8.3通信指令及应用8.3.1网络读、写指令及应用8.3.2自由口通信指令及应用习题与思考题第9章 step7-micro/win编程软件功能与使用 9.1软件安装及硬件连接9.1.1软件安装9.1.2硬件连接9.1.3通信参数的设置和修改9.2编程软件的主要功能9.2.1基本功能9.2.2主界面各部分功能9.2.3系统组态9.3编程软件的使用9.3.1项目生成9.3.2程序的编辑和传送9.3.3程序的预览与打印输出9.4程序的监控和调试9.4.1用状态表监控程序9.4.2在run方式下编辑程序9.4.3梯形图程序的状态监视9.4.4选择扫描次数9.4.5s7-200的出错处理附录附录a常用电器的图形符号及文字符号附录b特殊继电器(sm)含义附录c错误代码附录ds7-200可编程序控制器指令集附录e实验指导书附录f课程设计指导书附录g课程设计任务书附录h台达pws1711触摸屏画面编辑简介参考文献电气控制与PLC应用技术(黄永红著)目录《电气控制与plc应用技术》从实际工程应用和教学需要出发，介绍了常用低压电器和电气控制电路的基本知识;介绍了plc的基本组成和工作原理;以西门子s7-200 plc为教学机型，详细介绍了plc的系统配置、指令系统、程序设计方法与编程软件应用等内容;书中安排了大量工程应用实例，包括开关量控制、模拟量信号检测与控制、网络与通信等具体应用程序。

常用低压电器及基本控制电路复习题1、按速度原则控制的单向运行反接制动主电路和二次控制电路的设计和分析。

214页图11-45。

注：（1）、速度继电器KS随电动机主轴连轴旋转，当转速为0或较低时，控制回路里的速度继电器的常开触头是打开的，KM2线圈不得电。

当转速较高时，闭合。

但不压SB1的话，KM2线圈不会得电，电机正常运转。

（2）、SB1是停止按钮，而且用的是一个复合按钮。

当压下SB1，SB1的常闭触头断开，KM1线圈失电，SB1的常开触头闭合，若电机转速较高，是闭合的，则压下SB1后KM2线圈得电，KM1线圈失电，KM1常开断开，KM2常开闭合开始反接制动，当电机速度降低到比较低时，自动断开，反接制动完毕，KM1、KM2线圈都失电。

电机最后停止运行。

2、读图11-31和图11-33：单向运行主回路需要几个KM？有互锁吗？双向运行需要几个个KM？有互锁吗？请自编一道题目对以下主电路实行课堂练习第3题：《顺序控制a》里对KM1、KM2、KM3的控制要求。

3、双速电动机的主回路和控制回路的设计与分析。

220页4、按时间原则控制的单相桥式整流能耗制动二次控制电路的工作原理。

216页图11-47.注：（1）SB1是停止按钮，而且用的是一个复合按钮。

当压下SB1，SB1的常闭触头断开，KM1线圈失电，SB1的常开触头闭合，KM2线圈得电，进入制动：（2）在主回路，当KM2常开闭合，变压器T的原边绕组有交流电流通过，在其付边绕组就产生交流感应电压。

UR桥式整流器的1、2端输入交流电压，3、4端输出直流电压。

直流电流经定子绕组和限流电阻RP形成回路产生一个NS恒定磁场。

当转子由于惯性而仍在旋转时，转子导体切割此恒定磁场，从而感应电动势产生电流，由下图可以判定，这时由转子电流和恒定磁场作用所产生的电磁力矩的方向与转子转动的方向相反，为一制动转矩，使转速下降。

当n=0时，转子电动势和电流均为零，制动过程结束。

这种方法是将转子的动能变为电能，消耗在转子电阻上（对绕线转子感应电动机包括转子串接电阻），所以称为能耗制动。

常用低压控制和保护电器低压电器指电压在500V以下的各种控制设备、继电器及保护设备等。

用的低压电器设备有刀开关、熔断器、低压断路器、接触器、磁力启动器及各种继电器等。

1、刀开关铁壳刀开关的主要特点是：有灭弧能力；有铁壳保护和联锁装置（即带电时不能开门），所以操作安全；有短路保护能力；只用在不频繁操作的场合。

铁壳刀开关容量选择一般为电动机额定电流的3倍。

2、低压断路器曾称自动开关或空开。

它除具有全负荷分断能力外，还具有短路保护、过载保护和失欠电压保护等功能，并且具有很好的灭弧能力。

常用作配电箱中的总开关或分路开关。

3、接触器接触器也称为电磁开关，它是利用电磁铁的吸力来控制触头动作的。

接触器按其电流可分为直流接触器和交流接触器两类，工程中常用交流接触器。

接触器主要技术数据有额定电压、额定电流（均指主触头）、电磁线圈额定电压等。

应用中一般选其额定电流大于负载工作电流，通常负载额定电流为接触器额定电流的70％－80％。

交流接触器的主要特点如下。

（l）它是用按钮控制电磁线圈的，电流很小，控制安全可靠。

当环境潮湿时，可选用电磁线圈电压为36V 的安全电压进行控制。

（2）电磁力动作迅速，可以频繁操作，常用接触器控制电动机负荷运行。

（3）可以用附加按钮实现多处控制一台电动机或遥控功能。

（4）具有失电压或欠电压保护作用，当电压过低时，接触器自动断电。

4、磁力起动器磁力起动器由接触器、按钮和热继电器组成。

它具有接触器的一切特点，且具有热继电器保护作用，有的还具有可逆运行功能。

低压控制电器直接控制主电路，都有一定的灭弧能力。

通常采用的灭弧方法有磁吹式灭弧和栅片灭弧，后者是工程中低压电器的常用灭弧方法。

常用低压电器及基本控制电路[精选]低压电器是指额定电压低于1000V、频率低于400Hz的电器设备，包括电动机、开关、断路器、接触器、保险丝、继电器等，是现代工业中基础性的电气设备。

常用低压电器及其基本控制电路如下：1. 开关开关是低压电器中最基础的产品，根据用途可分为普通开关、继电器和接触器等。

其中，普通开关是开关的基础形式，通过机械开关控制电流的通断，普遍应用于各种场合；继电器是将小的电流转换成大的电流的电气控制元件，可以实现电路的自动控制；接触器是一种大功率电器，可实现高速分合闸，适用于需大功率传输的场合。

2. 电动机电动机是将电能转换成机械能的电气机械转换装置，是现代工业中必不可少的设备，可用于驱动各种机械设备。

常见的电动机有交流电动机和直流电动机两种。

交流电动机通常采用三相交流电源供电，具有结构简单、可靠性高、运行平稳的特点；直流电动机则因为具有转矩平均、控制方便等特性，适用于某些特殊的场合。

3. 断路器断路器是一种可以控制电路通断的电器设备，用于保护电气设备及线路。

根据不同的保护对象，断路器可分为过载保护断路器和短路保护断路器。

过载保护断路器的作用是保护电气设备及线路不受电流过载的损害；短路保护断路器则主要用于短路故障时的断电保护。

4. 接触器接触器是一种中高功率电器，可以实现电路的开合，广泛应用于各种场合。

接触器根据开合方式和结构形式可分为直接起动式接触器（也称二次起动式接触器）和磁悬浮式接触器等。

其中，直接起动式接触器是接触器的基本形式，其结构简单、操作可靠，适用于一般场合；磁悬浮式接触器则具有运行平稳、高灵敏度等特点，主要应用于特殊控制场合。

5. 保险丝保险丝是一种安全保护电路的电器元件，通过熔断来实现过载保护，通常用于低压直流和交流电路中。

保险丝的熔断时间和额定电流有关，当电路中电流达到或超过保险丝的额定电流时，会自动熔断，以保护电器设备及线路不受过载损害。

基本控制电路：1. 直接控制电路直接控制电路是指通过手动或自动控制装置直接接通或切断电动机的电源，从而实现电机的启停。