【正文】 電氣控制技術(shù)入門及基本應(yīng)用 曹先玉 2 目錄 ? 第一部分：常用低壓電器介紹。 第一章：概述 第二章：常用低壓電器 ? 第二部分：基本應(yīng)用 ,常用計算知識。 第一章 電器控制應(yīng)用實例。 第二章 常用計算。 ? 第三部分： PLC介紹及基本應(yīng)用。 ? 第四部分 : 儀器儀表方面的知識。 ? 3 第一部分：常用低壓電器介紹。 第一章：概述 第二章：常用低壓電器 4 第一章：概述 電壓的基本概念 ? 電壓的基本概念 ? 電壓是指電路中兩點 A、 B之間的電位差 (簡稱為電壓 )，其大小等于單位正電荷因受電場力作用從 A點移動到 B點所作的功，電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。電壓的國際單位制為伏特 (V)，常用的單位還有毫伏 (mV)、微伏 (μV)、千伏 (kV)等， ? 直流電壓與交流電壓 如果電壓的大小及方向都不隨時間變化，則稱之為穩(wěn)恒電壓或恒定電壓，簡稱為直流電壓，用大寫字母 U表示。如果電壓的大小及方向隨時間變化，則稱為變動電壓。對電路分析來說，一種最為重要的變動電壓是正弦交流電壓 (簡稱交流電壓 )，其大小及方向均隨時間按正弦規(guī)律作周期性變化。交流電壓的瞬時值要用小寫字母 u或 u(t)表示。 5 第一章：概述 電壓的基本概念 ? 電壓是推動電荷定向移動形成電流的原因。 電流 之所以能夠在 導(dǎo)線 中流動，也是因為在電流中有著高電勢和低電勢之間的差別。這種差別叫 電勢差 ，也叫電壓。換句話說。在電路中，任意兩點之間的電位差稱為這兩點的電壓。通常用字母 U代表電壓。 ? 電壓的大小可以用 電壓表 （符號： V）測量。 ? 串聯(lián)電路電壓規(guī)律：串聯(lián)電路兩端總電壓等于各部分電路兩端電壓和 ? 公式： U總 =U1+U2 ? 并聯(lián)電路電壓規(guī)律：并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，且等于電源電壓 ? 公式： U總 =U1=U2 6 第一章：概述 電壓的基本概念 ? 能產(chǎn)生幅值相等、頻率相等、相位互差 120176。 電勢的發(fā)電機稱為三相發(fā)電機； ? 以三相發(fā)電機作為電源，稱為三相電源； ? 以三相電源供電的電路，稱為三相電路； ? U、 V、 W稱為三相，相與相之間的電壓是 線電壓 ，電壓為 380V； ? 相與中性線之間稱為 相電壓 ，電壓是 220V。 ? 7 第一章：概述 電壓的基本概念 ? 1,三相電源與單相電源的區(qū)別：發(fā)電機發(fā)出的電源都是三相的，三相電源的每一相與其中性點都可以構(gòu)成一個單相回路為用戶提供 電力 能源。注意在這里交流回路中不能稱做正極或負(fù)極，應(yīng)該叫線端（民用電中稱火線 ）和中性線（民用電中稱零線）。 ? 2,按照規(guī)定， 380伏（三相）的民用電源的中性點是不應(yīng)該在進戶端接地的（在變壓器端接地，這個接地是考慮到不能因懸浮點位造成高于電源電壓的點位，用戶端的接地與變壓器端的接地在大地中是存在一定的電阻的），供電方式是一根火線和一根零線（中性點引出線）構(gòu)成回路，在單相三芯的電源插孔中還接有一根接地線。這是考慮到漏電保護器功能的實現(xiàn)，（漏電保護器的工作原理是：如果有人體觸摸到電源的線端即火線，或電器設(shè)備內(nèi)部漏電，這時電流從火線通過人體或電器設(shè)備外殼流入大地，而不流經(jīng)零線，火線和零線的電流就會不相等，漏電保護器檢測到這部分電流差別后立刻跳閘保護人身和電器的安全，一般這個差流選擇在幾十毫安）如果，把電源的中性點直接接地（這在民用電施工中是不允許的），漏電保護器就失去了作用，不能保護人身和電器設(shè)備的短路了。 8 第一章：概述 ? 什么是電器呢？概括的說，電器就是一種控制電的工具。它可以根據(jù)外界指令，自動或者手動接通和斷開電器，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，實現(xiàn)對電路或非電對象的切換，控制，保護，檢測和調(diào)節(jié)用的電氣設(shè)備。 通常我們所說的低壓電器是指：其工作電壓為交流 1200V，直流 1500V以下的電器。 9 第一章：概述 低壓電器的分類 ? 低壓電器的分類，低壓電器種類繁多，分類方法有很多種。 ? （ 1）按動作方式可分為手控電器和自控電器兩大類。手控電器是指電器的動作由操作人員手工操作，如刀開關(guān)，按鈕開關(guān)等。自控電器是指按照指令或物理量（如電流，電壓，時間，速度）變化而自動動作的電器，如接觸器，時間繼電器等。 ? （ 2）按照用途來分類可分為開關(guān)電器和保護電器。開關(guān)電器主要在配電系統(tǒng)及動力設(shè)備中起控制作用，如刀開關(guān)，電路器等。保護電器主要在配電系統(tǒng)及動力設(shè)備中起保護作用，如熔斷器，繼電器等。 ? （ 3）按種類分類可分成刀開關(guān)和刀行轉(zhuǎn)換開關(guān)，熔斷器，斷路器，接觸器，繼電器，主令電器和控制器等。 10 第三章 常用低壓電器 ? 第一節(jié)：刀開關(guān) ? 刀開關(guān)也稱閘刀開關(guān)，它廣泛地應(yīng)用在低壓線路中作不頻繁接通或分?jǐn)嗳萘坎惶蟮牡蛪汗╇娋€路，有時也作為隔離開關(guān)（將相連的電路空載切斷或關(guān)合的設(shè)備）使用。 11 第一節(jié) 刀開關(guān) ? （ 1）刀開關(guān)的外形結(jié)構(gòu) ，主要由靜插座，手柄，觸刀，鉸鏈支座和絕緣底座所組成。接通操作是用手握住手柄，使觸刀鉸鏈支座轉(zhuǎn)動，推入插座內(nèi)即完成。它所形成的電流通路是由鉸鏈支座，觸刀和靜插座形成的。分?jǐn)嗖僮髋c接通操作相反，向外拉出手柄，使觸刀脫離靜插座。 12 第一節(jié) 刀開關(guān) ? （ 2）刀開關(guān)的滅弧 ? 刀開關(guān)在分?jǐn)嘤胸?fù)載的電路時，在觸刀與靜插座之間會產(chǎn)生電弧，而且電壓等級越高，分?jǐn)嚯娏髟酱?，產(chǎn)生電弧越嚴(yán)重。這種極高溫度的電弧，輕則將觸刀或靜插座灼傷或燒毀，嚴(yán)重時會產(chǎn)生相間短路，造成重大事故。 為了保障操作人員的安全，防止出現(xiàn)意外事故傷人，我們在使用刀開關(guān)來通斷大功率電器時，要做好滅弧。 13 第一節(jié) 刀開關(guān) ? (3)選用與安裝 ? 選用：使用刀開關(guān)，首先應(yīng)根據(jù)其在線路中的作用和在成套配電裝置中的安裝位置，確定其結(jié)構(gòu)形式。如果電路中的負(fù)載是由斷路器，接觸器或其他具有一定分?jǐn)嗄芰Φ拈_關(guān)電器來分?jǐn)?，即刀開關(guān)僅僅是用來隔離電源時，則只需選用帶滅弧罩的產(chǎn)品；反之，如果刀開關(guān)必須分?jǐn)嘭?fù)荷，就應(yīng)使用帶滅弧罩，而且是通過杠桿來操作的產(chǎn)品。應(yīng)當(dāng)注意，僅僅考慮正常工作電流是不夠的，還應(yīng)當(dāng)看一下電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流是否在該額定電流等級所對應(yīng)的電動穩(wěn)定性電流和熱穩(wěn)定性電流以下，否則就應(yīng)當(dāng)使用額定電流更大一級的刀開關(guān)。還有，如果刀開關(guān)是被用來控制電動機的話，就必須考慮電動機的啟動電流（它往往可達電動機額定電流的 6~7倍，甚至更大）。 14 第一節(jié) 刀開關(guān) ? 安裝： ? 刀開關(guān)一般應(yīng)垂直安裝在開關(guān)板上，并使用靜插座位于上方，以防止觸刀等運動部件因支座松動而在自重作用下向下掉落，同插座接觸，發(fā)生合閘而造成事故。 ? 在使用中應(yīng)注意以下幾點： ? （ 1）當(dāng)?shù)堕_關(guān)被用作隔離開關(guān)時，合閘順序是先合上刀開關(guān)，再合上其他用以控制負(fù)載的開關(guān)電源；分閘順序則相反，要先使控制負(fù)載的開關(guān)電器分閘。 ? （ 2）嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書規(guī)定的分?jǐn)嗄芰矸謹(jǐn)嘭?fù)載，若是無滅弧罩的產(chǎn)品，一般不允許分?jǐn)嘭?fù)載，不然的話，有可能導(dǎo)致持續(xù)燃弧，并造成電源短路。 ? （ 3）若是多極的刀開關(guān)，應(yīng)保證各級動作的同步，而且接觸良好，否則當(dāng)負(fù)載是籠型異步電動機時，便有可能發(fā)生電動機因單相運轉(zhuǎn)而燒壞的事故。 ? （ 4）如果刀開關(guān)不是安裝在封閉的箱內(nèi)，則應(yīng)經(jīng)常檢查，防止因積塵過多而發(fā)生相間閃絡(luò)現(xiàn)象。 15 第二節(jié)：熔斷器 ? 熔斷器也稱為保險，其熔體也稱為保險絲，它是一種保護類電器。在使用中， 熔斷器串聯(lián)在被保護的電路中，當(dāng)該電路中發(fā)生過載或短路故障時，如果通過熔斷體的電流達到或超過了某一定值，在熔斷體上產(chǎn)生的熱量便會使其溫度升高到熔體金屬的熔點，導(dǎo)致熔體自行熔斷，并以此切斷故障電流，達到保護目的。 這樣，利用熔體的局部損壞，保護整個線路中的電氣設(shè)備，防止它們因遭受過多的熱量或過大的電動力而損壞。從這一點來看，相對被保護的電路來說，熔斷器的熔體是一個“薄弱環(huán)節(jié)”來限制乃至消滅事故。 16 第二節(jié)：熔斷器 ? 熔斷器通常有兩種，一種為瓷插式熔斷器，一種為螺旋式熔斷器。 ? 他們的常見形式如右圖所示： ? 上圖為保險座，下圖為保險管。 17 第二節(jié)：熔斷器 ? 熔斷器的選用與安裝： ? （ 1）對于一臺電動機負(fù)載的短路保護 ? ：式中，系數(shù) (~)視負(fù)載性質(zhì)和啟動方式不同而選?。寒?dāng)輕載啟動，啟動次數(shù)少，時間短或降壓啟動時，取小值；當(dāng)重載啟動、啟動頻繁、時間長或全壓啟動時，取大值。 ? （ 2）對于多臺電動機負(fù)載的短路保護： ? ? 熔斷體的額定電壓應(yīng)大于或等于線路工作電壓。熔斷器的額定電流應(yīng)大于或等于所裝熔體的額定電流。 18 第三節(jié)、按鈕開關(guān) ? 按鈕開關(guān)是一種典型的主令電器，其作用是“發(fā)布命令”，所以它是一種操作人員與控制設(shè)備之間的中間環(huán)節(jié)。 ? 外形結(jié)構(gòu)與符號 ? 按鈕開關(guān)的文字符號為 SB。 ? 按鈕開關(guān)一般由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式動觸點及解靜點、推桿和外殼組成。根據(jù)觸點的結(jié)構(gòu)，按鈕開關(guān)分為動斷（停止）按鈕、動合（啟動）按鈕及動合、動斷（復(fù)合）按鈕。為了便于識別各個按鈕的作用，避免誤動區(qū)，通常以紅色表示停止按鈕，綠色表示啟動按鈕。 19 第三節(jié)、按鈕開關(guān) ? 二、工作原理與型號含義 ? 動合按鈕、動斷按鈕和復(fù)合按鈕其結(jié)構(gòu)類似，工作原理為： ? （ 1） 動合按鈕，外力沒作用時（手未按下），觸點是斷開的，外力作用時，動合觸點閉合，但外力消失后，在復(fù)位彈簧作用下自動恢復(fù)原來打開的狀態(tài)。 ? （ 2） 動斷按鈕，外力未作用時（手按下），觸點是閉合的，外用作用時，動合觸點斷開，但外力消失后，在復(fù)位彈簧的作用下自動恢復(fù)原來的閉合狀態(tài)。 ? （ 3） 復(fù)合按鈕，動合觸點和動斷觸點全部使用在同一線路中的一種方式。要注意的是按下復(fù)合按鈕時，所有和觸點都向相反和變化。即動合觸點要閉合，動斷觸點要斷開。但是，這二對觸點的變化是有先后次序的。按下按鈕時，動斷觸點先斷開，動合觸點后閉合；松開按鈕時，動合觸點先復(fù)位（斷開），動斷觸點后復(fù)位（閉合）。 20 第三節(jié)、按鈕開關(guān) ? 三，選用與安裝 ? 選用 ? 根據(jù)使用場合的經(jīng)濟效益選用。簡單的設(shè)備無特殊要