电气控制技术 指 导 教 师 郑 萍.

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1 电气控制技术 指 导 教 师 郑 萍

2 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

3 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。

4 锅炉水位调节系统 L L∞ t LT FC 过程控制

5 220V 水塔水位 控制系统 控制方式： L L上 t L下 逻辑控制

6 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

7 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

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10 空载的通断 带负荷的通断 之差别??? KM 负载

11 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）

12 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）

13 4、电器符号： (a) 线圈 (b) 主触点 (c) 常开辅 助触点 (d) 常闭辅 KM

14 接触器 （b）图文符号 （a） 结构示意

15 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

16 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

17 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

18 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。

19 ？ 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 ？

20 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

21 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)

22 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。

23 无触点开关 [如IGBT，SSR]

24 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

25 四、接触器的发展 1）无触点开关[如IGBT，SSR]

26 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 ~3 ~4 ~3 ~4 ~3 ~4 Vi 图 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。

27 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。

28 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.

29 作业 （思考题）