【正文】 電氣控制技術(shù)入門(mén)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(jì)算知識(shí)。 第一章 電器控制應(yīng)用實(shí)例。 第二章 常用計(jì)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(shí)。 ? 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(diǎn) A、 B之間的電位差 (簡(jiǎn)稱(chēng)為電壓 )，其大小等于單位正電荷因受電場(chǎng)力作用從 A點(diǎn)移動(dòng)到 B點(diǎn)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(guó)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(shí)間變化，則稱(chēng)之為穩(wěn)恒電壓或恒定電壓，簡(jiǎn)稱(chēng)為直流電壓，用大寫(xiě)字母 U表示。如果電壓的大小及方向隨時(shí)間變化，則稱(chēng)為變動(dòng)電壓。對(duì)電路分析來(lái)說(shuō)，一種最為重要的變動(dòng)電壓是正弦交流電壓 (簡(jiǎn)稱(chēng)交流電壓 )，其大小及方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律作周期性變化。交流電壓的瞬時(shí)值要用小寫(xiě)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(dòng)電荷定向移動(dòng)形成電流的原因。 電流 之所以能夠在 導(dǎo)線 中流動(dòng)，也是因?yàn)樵陔娏髦杏兄唠妱?shì)和低電勢(shì)之間的差別。這種差別叫 電勢(shì)差 ，也叫電壓。換句話說(shuō)。在電路中，任意兩點(diǎn)之間的電位差稱(chēng)為這兩點(diǎn)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(hào)： V）測(cè)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(shì)的發(fā)電機(jī)稱(chēng)為三相發(fā)電機(jī)； ? 以三相發(fā)電機(jī)作為電源，稱(chēng)為三相電源； ? 以三相電源供電的電路，稱(chēng)為三相電路； ? U、 V、 W稱(chēng)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(chēng)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(jī)發(fā)出的電源都是三相的，三相電源的每一相與其中性點(diǎn)都可以構(gòu)成一個(gè)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(chēng)做正極或負(fù)極，應(yīng)該叫線端（民用電中稱(chēng)火線 ）和中性線（民用電中稱(chēng)零線）。 ? 2,按照規(guī)定， 380伏（三相）的民用電源的中性點(diǎn)是不應(yīng)該在進(jìn)戶端接地的（在變壓器端接地，這個(gè)接地是考慮到不能因懸浮點(diǎn)位造成高于電源電壓的點(diǎn)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(diǎn)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(hù)器功能的實(shí)現(xiàn)，（漏電保護(hù)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(shí)電流從火線通過(guò)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(huì)不相等，漏電保護(hù)器檢測(cè)到這部分電流差別后立刻跳閘保護(hù)人身和電器的安全，一般這個(gè)差流選擇在幾十毫安）如果，把電源的中性點(diǎn)直接接地（這在民用電施工中是不允許的），漏電保護(hù)器就失去了作用，不能保護(hù)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(shuō)，電器就是一種控制電的工具。它可以根據(jù)外界指令，自動(dòng)或者手動(dòng)接通和斷開(kāi)電器，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換，控制，保護(hù)，檢測(cè)和調(diào)節(jié)用的電氣設(shè)備。 通常我們所說(shuō)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(lèi) ? 低壓電器的分類(lèi)，低壓電器種類(lèi)繁多，分類(lèi)方法有很多種。 ? （ 1）按動(dòng)作方式可分為手控電器和自控電器兩大類(lèi)。手控電器是指電器的動(dòng)作由操作人員手工操作，如刀開(kāi)關(guān)，按鈕開(kāi)關(guān)等。自控電器是指按照指令或物理量（如電流，電壓，時(shí)間，速度）變化而自動(dòng)動(dòng)作的電器，如接觸器，時(shí)間繼電器等。 ? （ 2）按照用途來(lái)分類(lèi)可分為開(kāi)關(guān)電器和保護(hù)電器。開(kāi)關(guān)電器主要在配電系統(tǒng)及動(dòng)力設(shè)備中起控制作用，如刀開(kāi)關(guān)，電路器等。保護(hù)電器主要在配電系統(tǒng)及動(dòng)力設(shè)備中起保護(hù)作用，如熔斷器，繼電器等。 ? （ 3）按種類(lèi)分類(lèi)可分成刀開(kāi)關(guān)和刀行轉(zhuǎn)換開(kāi)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(kāi)關(guān) ? 刀開(kāi)關(guān)也稱(chēng)閘刀開(kāi)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(shí)也作為隔離開(kāi)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(kāi)關(guān) ? （ 1）刀開(kāi)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(dòng)，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(kāi)關(guān) ? （ 2）刀開(kāi)關(guān)的滅弧 ? 刀開(kāi)關(guān)在分?jǐn)嘤胸?fù)載的電路時(shí)，在觸刀與靜插座之間會(huì)產(chǎn)生電弧，而且電壓等級(jí)越高，分?jǐn)嚯娏髟酱螅a(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(shí)會(huì)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?cè)谑褂玫堕_(kāi)關(guān)來(lái)通斷大功率電器時(shí)，要做好滅弧。 13 第一節(jié) 刀開(kāi)關(guān) ? (3)選用與安裝 ? 選用：使用刀開(kāi)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_(kāi)關(guān)電器來(lái)分?jǐn)?，即刀開(kāi)關(guān)僅僅是用來(lái)隔離電源時(shí)，則只需選用帶滅弧罩的產(chǎn)品；反之，如果刀開(kāi)關(guān)必須分?jǐn)嘭?fù)荷，就應(yīng)使用帶滅弧罩，而且是通過(guò)杠桿來(lái)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(jí)所對(duì)應(yīng)的電動(dòng)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(jí)的刀開(kāi)關(guān)。還有，如果刀開(kāi)關(guān)是被用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的話，就必須考慮電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流（它往往可達(dá)電動(dòng)機(jī)額定電流的 6~7倍，甚至更大）。 14 第一節(jié) 刀開(kāi)關(guān) ? 安裝： ? 刀開(kāi)關(guān)一般應(yīng)垂直安裝在開(kāi)關(guān)板上，并使用靜插座位于上方，以防止觸刀等運(yùn)動(dòng)部件因支座松動(dòng)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(diǎn)： ? （ 1）當(dāng)?shù)堕_(kāi)關(guān)被用作隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，合閘順序是先合上刀開(kāi)關(guān)，再合上其他用以控制負(fù)載的開(kāi)關(guān)電源；分閘順序則相反，要先使控制負(fù)載的開(kāi)關(guān)電器分閘。 ? （ 2）嚴(yán)格按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)規(guī)定的分?jǐn)嗄芰?lái)分?jǐn)嘭?fù)載，若是無(wú)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(kāi)關(guān)，應(yīng)保證各級(jí)動(dòng)作的同步，而且接觸良好，否則當(dāng)負(fù)載是籠型異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，便有可能發(fā)生電動(dòng)機(jī)因單相運(yùn)轉(zhuǎn)而燒壞的事故。 ? （ 4）如果刀開(kāi)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(guò)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(chēng)為保險(xiǎn)，其熔體也稱(chēng)為保險(xiǎn)絲，它是一種保護(hù)類(lèi)電器。在使用中， 熔斷器串聯(lián)在被保護(hù)的電路中，當(dāng)該電路中發(fā)生過(guò)載或短路故障時(shí)，如果通過(guò)熔斷體的電流達(dá)到或超過(guò)了某一定值，在熔斷體上產(chǎn)生的熱量便會(huì)使其溫度升高到熔體金屬的熔點(diǎn)，導(dǎo)致熔體自行熔斷，并以此切斷故障電流，達(dá)到保護(hù)目的。 這樣，利用熔體的局部損壞，保護(hù)整個(gè)線路中的電氣設(shè)備，防止它們因遭受過(guò)多的熱量或過(guò)大的電動(dòng)力而損壞。從這一點(diǎn)來(lái)看，相對(duì)被保護(hù)的電路來(lái)說(shuō)，熔斷器的熔體是一個(gè)“薄弱環(huán)節(jié)”來(lái)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(jiàn)形式如右圖所示： ? 上圖為保險(xiǎn)座，下圖為保險(xiǎn)管。 17 第二節(jié)：熔斷器 ? 熔斷器的選用與安裝： ? （ 1）對(duì)于一臺(tái)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的短路保護(hù) ? ：式中，系數(shù) (~)視負(fù)載性質(zhì)和啟動(dòng)方式不同而選?。寒?dāng)輕載啟動(dòng)，啟動(dòng)次數(shù)少，時(shí)間短或降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，取小值；當(dāng)重載啟動(dòng)、啟動(dòng)頻繁、時(shí)間長(zhǎng)或全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，取大值。 ? （ 2）對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的短路保護(hù)： ? ? 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(kāi)關(guān) ? 按鈕開(kāi)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(hào) ? 按鈕開(kāi)關(guān)的文字符號(hào)為 SB。 ? 按鈕開(kāi)關(guān)一般由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式動(dòng)觸點(diǎn)及解靜點(diǎn)、推桿和外殼組成。根據(jù)觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，按鈕開(kāi)關(guān)分為動(dòng)斷（停止）按鈕、動(dòng)合（啟動(dòng)）按鈕及動(dòng)合、動(dòng)斷（復(fù)合）按鈕。為了便于識(shí)別各個(gè)按鈕的作用，避免誤動(dòng)區(qū)，通常以紅色表示停止按鈕，綠色表示啟動(dòng)按鈕。 19 第三節(jié)、按鈕開(kāi)關(guān) ? 二、工作原理與型號(hào)含義 ? 動(dòng)合按鈕、動(dòng)斷按鈕和復(fù)合按鈕其結(jié)構(gòu)類(lèi)似，工作原理為： ? （ 1） 動(dòng)合按鈕，外力沒(méi)作用時(shí)（手未按下），觸點(diǎn)是斷開(kāi)的，外力作用時(shí)，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，但外力消失后，在復(fù)位彈簧作用下自動(dòng)恢復(fù)原來(lái)打開(kāi)的狀態(tài)。 ? （ 2） 動(dòng)斷按鈕，外力未作用時(shí)（手按下），觸點(diǎn)是閉合的，外用作用時(shí)，動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，但外力消失后，在復(fù)位彈簧的作用下自動(dòng)恢復(fù)原來(lái)的閉合狀態(tài)。 ? （ 3） 復(fù)合按鈕，動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)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(shí)，所有和觸點(diǎn)都向相反和變化。即動(dòng)合觸點(diǎn)要閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)要斷開(kāi)。但是，這二對(duì)觸點(diǎn)的變化是有先后次序的。按下按鈕時(shí)，動(dòng)斷觸點(diǎn)先斷開(kāi)，動(dòng)合觸點(diǎn)后閉合；松開(kāi)按鈕時(shí)，動(dòng)合觸點(diǎn)先復(fù)位（斷開(kāi)），動(dòng)斷觸點(diǎn)后復(fù)位（閉合）。 20 第三節(jié)、按鈕開(kāi)關(guān) ? 三，選用與安裝 ? 選用 ? 根據(jù)使用場(chǎng)合的經(jīng)濟(jì)效益選用。簡(jiǎn)單的設(shè)備無(wú)特殊要