第10章電氣控制技術(shù)

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,1,第,10,章,電氣控制技術(shù),10.1,常用低壓電器,10.2,三相異步電動(dòng)機(jī)繼電接觸控制電路,10.3,可編程控制器,10.4,異步電動(dòng)機(jī)的電子控制,10.5,安全用電,主要內(nèi)容,2,10.1,常用低壓電器,主要內(nèi)容,10.1.1,刀開關(guān)和熔斷器,10.1.2,自動(dòng)開

2、關(guān),10.1.3,交流接觸器,10.1.4,熱繼電器幫時(shí)間繼電器,10.1.5,按鈕和行程開關(guān),10.1.6,固態(tài)繼電器化,3,生產(chǎn)機(jī)械多數(shù)是用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的。,對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制主要是起動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速等。,控制電路應(yīng)具有過載、短路、斷相、欠壓等保護(hù)功能。,控制作用,保護(hù)作用,控制電路的作用,對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制常要用到,開關(guān),、,繼電器,及,接觸器,等控制電器,這種控制電路稱為,繼電接觸器控制系統(tǒng),。,概 述,4,低壓電器,指交流,1200V,、直流,1500V,以下，用來,切換,、,控制,、,調(diào)節(jié),和,保護(hù),用電設(shè)備,的電器。,按用途分：,控制電器,和,保護(hù)電器,。,按動(dòng)作性質(zhì)分：,自動(dòng)電器,

3、和,手動(dòng)電器,。,低壓電器的分類：,概 述,5,1.,閘刀開關(guān),手動(dòng)電器,刀片,(,動(dòng)觸頭,),刀夾,(,靜觸頭,),操作手柄,絕緣底板,熔斷器,(,保險(xiǎn)絲,),符號(hào)及主要用途,起隔離開關(guān)的作用，不用于全負(fù)荷拉閘。,有滅弧罩和斷弧刀片的可以帶負(fù)荷拉閘。,對(duì)于小負(fù)荷負(fù)載可用于通斷。,10.1.1,刀開關(guān)和熔斷器,a,b,L,1,L,2,L,3,U,V,W,QS,QS,6,2,轉(zhuǎn)換開關(guān),（組合開關(guān)）,主要用途,同時(shí)控制多條路的通斷。,控制小功率電機(jī)的起動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)。,多速電機(jī)的變極對(duì)數(shù)調(diào)速。,用于自動(dòng),手動(dòng)方式切換。,一只電表測(cè)量多路電量的轉(zhuǎn)換。,10.1.1,刀開關(guān)和熔斷器,7,3.,熔斷器

4、,由熔體、外殼、支座等組成；有插入式、螺旋式、管式等。,是保護(hù)電器，起短路保護(hù)作用,熔體額定電流,I,fuN,的選擇,(1),無沖擊電流的電路：,I,fuN,I,N,(2),有沖擊電流的電路：,I,fuN,KI,S,I,S,表示負(fù)載沖擊電流值，,K,為計(jì)算系數(shù)。對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)時(shí)間在,8s,以下，,K=0.30.5,；若起動(dòng)頻繁，且起動(dòng)時(shí)間較長，,K=0.50.6,。,(3),對(duì)于供電干線上的熔斷器，且有多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)：,符號(hào)圖,FU,10.1.1,刀開關(guān)和熔斷器,其中：,I,smax,為最大電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流；,第二項(xiàng)為該干線上其他負(fù)載電流的總和。,8,也叫,自動(dòng)空氣斷路器,或,空氣開關(guān),，可

5、實(shí)現(xiàn),短路,、,過載,和,失壓保護(hù),。是常用的多性能低壓,保護(hù)電器,。下面是其一般原理圖。,釋放彈簧,主觸點(diǎn),連桿裝置,鎖鉤,過流脫扣器,欠壓脫扣器,電磁鐵,銜鐵,輔助觸點(diǎn),工作過程：過載保護(hù)、欠壓保護(hù),10.1.2,自動(dòng)開關(guān),9,圖形符號(hào),彈簧,動(dòng)觸點(diǎn),靜觸點(diǎn),常閉觸點(diǎn),(,動(dòng)斷觸點(diǎn),),常開觸點(diǎn),(,動(dòng)合觸點(diǎn),),動(dòng)合,動(dòng)斷,主觸點(diǎn),KM,動(dòng)鐵心,靜鐵心,電磁線圈,輔助觸點(diǎn),電磁線圈,KM,KM,KM,觸點(diǎn)額定電流：,滅弧罩,線圈額定電壓：,10A、20A、40A、75A、100A、150A、250A、400A、600A,380V、220V、127V、110V、36V,10.1.3,交流接

6、觸器,10,1.,熱繼電器,自動(dòng)保護(hù)電器,圖形符號(hào),常開觸點(diǎn),動(dòng)合,動(dòng)斷,輔助觸點(diǎn),發(fā)熱元件,FR,FR,FR,整定電流調(diào)節(jié)范圍：,常閉觸點(diǎn),雙金屬片,導(dǎo)板,發(fā)熱元件,用于過載保護(hù),FR,66%100%,當(dāng)電流超過額定電流,20%,時(shí)，熱繼電器在,20min,動(dòng)作。,電流整定,10.1.4,熱繼電器和時(shí)間繼電器,11,2.,時(shí)間繼電器,自動(dòng)電器,（,1,）空氣阻尼型時(shí)間繼電器,（通電延時(shí)）,10.1.4,熱繼電器和時(shí)間繼電器,進(jìn)氣孔,排氣孔,適時(shí)調(diào)節(jié)螺釘,上氣室,下氣室,橡皮膜,活塞桿,釋放彈簧,托板,杠桿,恢復(fù)彈簧,銜鐵,線圈,延時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn),瞬時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn),1,2,3,4,5,6,瞬時(shí),動(dòng)合觸

7、點(diǎn),繼電器線圈,KT,瞬時(shí),動(dòng)斷觸點(diǎn),延時(shí)閉合,動(dòng)合觸點(diǎn),延時(shí)斷開,動(dòng)斷觸點(diǎn),延時(shí)斷開,動(dòng)合觸點(diǎn),延時(shí)閉合,動(dòng)斷觸點(diǎn),12,10.1.4,熱繼電器和時(shí)間繼電器,（,2,）場(chǎng)效晶體管時(shí)間繼電器,(,電子型繼電器）,S,D,3,D,1,D,2,D,4,D,5,R,1,R,2,R,3,R,4,R,5,R,6,R,7,R,P1,R,P1,R,8,R,9,C,1,C,2,C,3,HL,K,T,3,T,1,T,2,D,G,S,K,R,S,特點(diǎn)：,延時(shí)范圍寬、精度高、體積小、耐沖擊和振動(dòng)、調(diào)節(jié)方便、壽命度。,13,1.,按鈕,手動(dòng)電器,有自復(fù)位式、自鎖式；,單觸點(diǎn)式、復(fù)合式等。,圖形符號(hào),按帽,彈簧,動(dòng)觸點(diǎn)

8、,靜觸點(diǎn),常閉觸點(diǎn),(,動(dòng)斷觸點(diǎn),),常開觸點(diǎn),(,動(dòng)合觸點(diǎn),),動(dòng)合按鈕,動(dòng)斷按鈕,復(fù)合按鈕,SB,SB,SB,10.1.5,按鈕和行程開關(guān),14,2.,行程開關(guān),自動(dòng)電器,圖形符號(hào),動(dòng)合觸點(diǎn),動(dòng)斷觸點(diǎn),ST,ST,10.1.5,按鈕和行程開關(guān),15,3.,接近開關(guān),無觸點(diǎn)的行程開關(guān),K,10.1.5,按鈕和行程開關(guān),信號(hào)處理,振蕩器,比較器,驅(qū) 動(dòng),基準(zhǔn),K,感應(yīng)頭,檢測(cè)體,金屬板,停振型接近開關(guān)方框圖,16,固態(tài)繼電器（,SSR,）：,無觸點(diǎn)繼電器,外電源,S,10.1.6,固態(tài)繼電器,集成觸發(fā)電路,功率器件,R,1,D,T,1,R,C,T,2,R,L,+,-,+,-,直流電源,+,-,

9、SSR,輸入,輸出,特點(diǎn)：,沒有機(jī)械觸點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生電弧，故其工作頻率、耐沖擊能力、可靠性、使用壽命、噪聲等技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于電磁式繼電器。,根據(jù)負(fù)載電源分為：,交流,和,直流,兩種,。,17,10.2,三相異步電動(dòng)機(jī)接觸器控制電路,主要內(nèi)容,10.2.1,直接起動(dòng)和正、反轉(zhuǎn)控制電路,10.2.2,時(shí)間控制和行程控制電路,18,1.,直接起動(dòng)控制電路,電路功能：,全壓,起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),、,停止,；,具有,短路保護(hù),功能；,具有,失壓保護(hù),功能；,具有,欠壓保護(hù),功能；,電路分為：,主回路、控制回路,10.2.1,直接起動(dòng)和正反控制,SB,P,SB,T,KM,FR,FR,FU,L,1,M,3,L,2,L,3,

10、KM,KM,QS,具有,過載保護(hù),功能；,如不接自鎖觸點(diǎn)就成為點(diǎn)動(dòng)控制,19,10.2.1,直接起動(dòng)和正反控制,SB,P,SB,T,KM,FR,FR,FU,L,1,M,3,L,2,L,3,KM,KM,QS,兩地控制電路,SB,P1,SB,T1,方法：,起動(dòng)按鈕并一起動(dòng)按鈕,SB,T1,；,停止按鈕串一停止按鈕,SB,P1,，即可,20,2.,正反轉(zhuǎn)控制電路,10.2.1,直接起動(dòng)和正反控制,SB,P,SB,F,KM,F,FR,FR,FU,L,1,M,3,L,2,L,3,KM,F,KM,F,QS,SB,R,KM,R,KM,F,KM,R,KM,R,KM,R,SB,F,為正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕；,SB,R,為

11、反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕。,KM,F,為正轉(zhuǎn)控制接觸器；,KM,R,為反轉(zhuǎn)控制接觸器。,21,10.2.2,時(shí)間控制和行程控制,1.,時(shí)間控制電路,SB,P,SB,T,KM,1,FR,FR,FU,L,1,M,3,L,2,L,3,KM,1,U1,QS,KM,Y,KM,KT,KM,1,KT,KT,KM,Y,KM,KM,KM,KM,Y,U2,V1,V2,W1,W2,三相異步電動(dòng)機(jī),Y,起動(dòng)控制電路,22,10.2.2,時(shí)間控制和行程控制,2.,行程控制電路,車床工件自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制電路,SB,P,SB,F,KM,F,FR,FR,FU,L,1,M,3,L,2,L,3,KM,F,KM,F,QS,SB,R,KM,R,

12、KM,F,KM,R,KM,R,KM,R,ST,1,ST,2,ST,3,ST,4,ST,1,ST,2,向左,向右,ST,1,ST,2,ST,3,ST,4,向左,向右,ST,3,、,ST,4,是,極限位置保護(hù),行程開關(guān)。,23,10.5,安全用電,主要內(nèi)容,10.5.1,觸電方式,10.5.2,保護(hù)接地和保護(hù)接零,10.5.3,電氣防火和防爆,10.5.4,靜電的防護(hù),24,人體觸電：,人體的某個(gè)部位觸及到了帶電的導(dǎo)體，稱為人體觸電。,發(fā)生人體觸電的因素：,人體直接接觸帶電的導(dǎo)體；,因電器設(shè)備絕緣老化，人體接觸到暴露出來的帶電體；,人體接觸到漏電的電器設(shè)備外殼。,觸電對(duì)人體的傷害：,電傷，,即人體

13、表面受到的損傷，如燒傷；,電擊，,即電流通過人體，使人體內(nèi)臟和神經(jīng)系統(tǒng)受到損傷；,引發(fā)二次事故,。,10.5.1,觸電方式,25,決定觸電對(duì)人體傷害的因素,當(dāng)電流較小時(shí)，人體有麻木、疼痛的感覺；,當(dāng)電流增大時(shí)，會(huì)引起顫抖、刷痛、肌肉僵化、呼吸困難、心臟停跳等癥狀，乃至失去知覺而死亡,1.,電流大小對(duì)傷害程度的影響,通過人體的電流與觸電,電壓,和,人體阻抗,有關(guān)；,人體阻抗包括,體內(nèi)阻抗,和,皮膚阻抗,兩部分；,皮膚阻抗,遠(yuǎn)大于,體內(nèi)阻抗；,人體阻抗是非線性的。,一般人體對(duì)電流的反應(yīng),當(dāng)人體通達(dá)電流小于,0.5mA,時(shí)，人體無感覺；,當(dāng)電流超過,0.5mA,時(shí)，一般人會(huì)有感覺；,當(dāng)電流超過,10

14、mA,，觸電時(shí)間超過,10,秒，可使人體產(chǎn)生肌肉收縮、呼吸困難、心臟功能紊亂等生理反應(yīng)；,人體通過,100mA,電流，能致人死亡。,10.5.1,觸電方式,26,觸電時(shí)間愈長，后果愈嚴(yán)重。,2.,觸電時(shí)間對(duì)傷害程度的影響,通過人體的電流頻率為,4060H,Z,時(shí)，最為危險(xiǎn)；,在,20400H,Z,范圍內(nèi)，危險(xiǎn)性較大；,低于或高于,20400H,Z,時(shí)，危險(xiǎn)性相對(duì)較?。?直流比交流危險(xiǎn)性小。,當(dāng)電流通過心臟會(huì)引起心室顫動(dòng)而死亡，較大電流會(huì)使心臟立即停止跳動(dòng)；,當(dāng)電流通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)時(shí)，會(huì)引起中樞神經(jīng)失調(diào)而窒息死亡；,當(dāng)電流通過頭部時(shí)，將導(dǎo)致昏迷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成死亡；,當(dāng)電流通過脊髓時(shí)，會(huì)造成截癱。

15、,3.,電流流經(jīng)途徑對(duì)傷害程度的影響,4.,電流類別對(duì)傷害程度的影響,10.5.1,觸電方式,27,（,1,）中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的單相觸電,常見的觸電方式有：,（,2,）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相觸電,（,3,）兩相觸電,（,4,）接觸到漏電的電器設(shè)備外殼,L,1,L,2,L,3,L,1,L,2,L,3,L,1,L,2,L,3,10.5.1,觸電方式,與高壓帶電體距離過近（小于安全距離）；,跨步電壓對(duì)人體的傷害；,大氣過電壓造成的人身觸電事故（雷電）。,另外的觸電方式有：,28,1.,保護(hù)接地,安全規(guī)程規(guī)定：接地電阻不得大于,4,。,保護(hù)接地：,將電氣設(shè)備的金屬外殼或構(gòu)架與大地可靠連接，以防止因漏電而

16、可能發(fā)生的觸電。,保護(hù)接地,10.5.2,保護(hù)接地和保護(hù)接零,R,d,保護(hù)接地：適用于,中性點(diǎn)不接地,三相供電系統(tǒng)。,29,2.,保護(hù)接零,適用于中性點(diǎn)接地的供電系統(tǒng),在中性點(diǎn)接地的三相四線制系統(tǒng)中，為了防止觸電事故，把電氣設(shè)備的外殼或構(gòu)架與系統(tǒng)的零線（中性線）相連，稱為保護(hù)接零。,保護(hù)接零,N,10.5.2,保護(hù)接地和保護(hù)接零,三相五線制供電系統(tǒng),N,PE,L,1,L,2,L,3,工作中性線,保護(hù)中性線,30,電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生弧光和火花。如,電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，換向器會(huì)不斷產(chǎn)生火花；,電焊作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生溫度很高的弧光；,拉開閘刀時(shí)，會(huì)產(chǎn)生弧光和火花；,在事故情況下，如短路、熔斷器熔斷會(huì)產(chǎn)生火花。,弧光和火花遇到可燃物，就會(huì)引起著火；電氣設(shè)備因運(yùn)行會(huì)發(fā)熱，有些易燃物，被電氣設(shè)備的表面高溫烘烤，會(huì)產(chǎn)生自燃而引起火災(zāi)。,電氣爆炸的原因主要有兩種：,（,1,）周圍環(huán)境有爆炸性混合物，在危險(xiǎn)溫度或電火花作用下引起爆炸。,（,2,）充油設(shè)備（如油侵式電力變壓器）在弧光作用下會(huì)產(chǎn)生大量可燃?xì)怏w，使油箱內(nèi)壓力、溫度超過允許極限而引起爆炸。,10.5.3,電氣防火和防爆,引起電氣火災(zāi)的主要原因：,