电气控制技术 指 导 教 师 郑 萍

课程内容介绍 1 常用低压电器 2 现代低压电器 3 基本电气控制线路及其逻辑表示 4 电气控制线路设计（经验设计法和逻辑 设计法） 1 常用低压电器 2 现代低压电器 3 基本电气控制线路及其逻辑表示 4 电气控制线路设计（经验设计法和逻辑 设计法） 5 通用变频器及可编程序控制器 6 现场总线低压电器及其控制系统

两大类控制系统 模拟量控制-------过程控制系统 过程控制系统（连续调节系统）：可对被控变量进行 精确控制，其检测环节一般采用变送器进行连续测量， 选择PID调节器进行调节控制，其执行机构能对被控过 程进行连续调节。特点：被控变量可稳定在给定值上。 开关量控制-------逻辑控制系统 逻辑控制系统：可对被控变量进行通/断控制，其检 测环节一般采用简单的通断式传感器进行到位或非到 位测量，通过逻辑运算进行控制，其执行机构亦对被 控过程进行通/断控制。特点：被控变量可在一定范围 内波动。

锅炉水位调节系统 L L∞ t LT FC 过程控制

220V 水塔水位 控制系统 控制方式： L L上 t L下 逻辑控制

S1：下水位传感器 S2：上水位传感器 状态：水淹没断开 水不淹没闭合 M M KM 220v SB2 SB2 SB1 SB1 KM KM

第一章 常用低压电器 定义：电器就是广义的电气设备 分类： 按电压等级分： 高压电器（High-voltage Apparatus） 低压电器（Low-voltage Apparatus） 以1200V为分界

空载的通断 带负荷的通断 之差别??? KM 负载

1.1 接触器（Contactor） 一、综述 1、定义：是用来频繁接通和切断负载主电路的一种自动切换电器； 2、原理：利用电磁吸力的作用来使触头闭合或开断大电流电路； 3、功能：可实现安全控制（以小功率控制大功率） 可实现远程控制（与现场隔离） 可实现自动控制（与检测元件相配合）

二、主要组成部分： 电磁系统（感测部分） 触头系统（执行部分） 灭弧装置（与触头共称触头一灭弧系统） 释放弹簧机构 支架与底座 1、 触点（P4）： 分类：动触点 主触点 常开触点 静触点 辅助触点 常闭触点 结构形式：点/线/面接触 触点压力：初压 + 终压 （F1预制弹簧压力）（F2弹簧超行程产生）

4、电器符号： (a) 线圈 (b) 主触点 (c) 常开辅 助触点 (d) 常闭辅 KM

接触器 （b）图文符号 （a） 结构示意

2、 电弧的产生与灭弧装置 （P5） 结论？？？ 交流电弧比直流电弧易熄灭 电弧产生的条件：电路中电压超过10～12V 电流超过80～100mA 在拉开的两个触点间将出现气体放电现象，通常称为“电弧”（出现强烈火花） 过程： 触点间的电场→撞击电离→热电子发射→热游离 （3000℃） 灭弧原则：降低电弧温度 降低电场强度 灭弧装置（P6）：磁吹式灭弧（直流） 灭弧栅、灭弧罩、多断点灭弧 结论？？？ 交流电弧比直流电弧易熄灭

3、电磁机构 （P2） 功能：将电磁能转换成机械能，带动触点闭合或断 开。 组成：吸引线圈和磁路（包括铁心、衔铁、铁轭和 空气隙） 电磁机构的分类：运动方式/磁系统形状/线圈的连 接方式 吸引线圈电流的种类

吸力特性与反力特性 吸力特性：吸力与气隙的关系曲线（与励磁电流种 类、线圈连接方式相关） 反力特性：转动部分的静阻力与气隙的关系曲线 （与作用弹簧、摩擦阻力以及衔铁重量 有关） 电磁机构的吸力： 吸力与磁感应强度成正比

1）对于具有电压线圈的直流电磁机构（P3） R为常数，感抗为零， I为常数 特点：δ→0时，F→∞ a 衔铁吸合前后F变化极大（牵引力小）； b 吸住后可能打不开（剩磁造成），加非磁性垫片； c 断电时电压可高达原电压的10～20倍。须加释放电路，电源电压不宜高。

？ 2）对于具有电压线圈 的交流电磁机构 电压为常数, R为零： 特点： a 通电瞬间电流很 大，不宜用在频繁 启动和需高可性的 场合； b 吸合前后F变化 小，牵引力大，衔 铁行程长； c 交流过零时Φ、F 为零 ？

电器符号： (a) 线圈 (b) 主触点 (c) 常开辅 助触点 (d) 常闭辅 KM 吸力须大于反力 结构特征：加装短路环

三、分类 1）按电流分: 交流吸引线圈 按主触点通过的电流分 交流接触器 直流吸引线圈 Alternating Current Contactor Direct Current Contactor 交流吸引线圈 交流接触器 直流吸引线圈 直流接触器 直流吸引线圈 2）按用途(西门子)分: 电机用接触器 专用接触器 接触器组合(如星-三角转换)

它包括一个已接好的主 NO 触点和变阻器，在主触点闭合前给电容器预充电。 这可以防止系统干扰和接触器焊接。 电容接触器只能用来接通放电电容器。

无触点开关 [如IGBT，SSR]

固态继电器工作原理 两大类控制系统 无信号：V1↑↑→ V2↓→ V3↓ 有信号：V1↓→ V2↑→ V3↑（电源电压接近零时通/关断） 输入电压 负载电流 输入输出波形

四、接触器的发展 1）无触点开关[如IGBT，SSR]

适用于防爆的场合； 有漏电流，负荷能力有限。 A v B v M v C +1 -2 ~3 ~4 +1 -2 ~3 ~4 +1 -2 ~3 ~4 Vi 图5.13 AC—SSR组成三相交流开关 SSR固态继电器 特点： 可与计算机直接接口； 频率高； 适用于防爆的场合； 有漏电流，负荷能力有限。

2）有触点开关 由于其过负荷能力强，控制方便，价格便宜，故应用广泛，难以被电子开关完全替代。 发展方向： 提高可靠性/通断能力/使用寿命/小型化。 3）混合式 吸取两种的优点，但复杂，价高。

总结： 接触器用于频繁地通断负荷; 在控制系统中属于执行器; 主触点接在主电路中.

作业 1.1 1.2 5.5（思考题）