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2 桥式触头灭弧原理 1一动触头；2一静触头
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CH1 常用低压电器 2.磁吹灭弧
在触头电路中串入吹弧线圈，该线圈产生的磁通经过导磁夹板引 向触头周围，在弧柱下方，两个磁通是相加的，而在弧柱上方是 彼此相减的，在下强上弱的磁场作用下电弧被拉长并吹入灭弧罩 中，电弧被拉长并受到冷却而很快被熄灭。它广泛应用于直流灭 弧装臵中（如直流接触器中）。
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CH1 常用低压电器 可编程控制器（PLC）整体式PLC
叠装式PLC
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大型PLC结构
模块式PLC
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电气控制与终闭合位置
触点按其原始状态可分为常开触点和常闭触点。原始 状态时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭合的触 点叫常开触点。原始状态闭合，线圈通电后断开的触 点叫常闭触点。线圈断电后所有触点复原。按触点控 制的电路可分为主触点和辅助触点。主触点用于接通 或断开主电路，允许通过较大的电流，辅助触点用于 接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。
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电磁吸力和反力：
• 电磁铁工作时，线圈产生的磁通作用于衔铁，产生电磁吸力，并 使衔铁产生机械位移，衔铁在复位弹簧的作用下复位。作用在衔 铁上有两个力：电磁吸力由电磁机构产生，反力由复位弹簧和触 头弹簧产生。铁心吸合时要求电磁吸力大于反力，即衔铁位移方 向与电磁吸力方向相同；衔铁复位时要求反力大于电磁吸力。直 流电磁铁的电磁吸力公式为：
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• 现代电气控制：
• 以软件手段实现各种控制功能、以微处理器为核心 的可编程控制器（Programmable Logic
Controller，PLC），是20世纪60年代诞生并 开始发展起来的一种新型工业控制装置。它 具有通用性强、可靠性高、能适应恶劣的工 业环境，指令系统简单、编程简便易学、易 于掌握，体积小、维修工作少、现场连接安 装方便等一系列优点，正逐步取代传统的继 电器控制系统，广泛应用于冶金、采矿、建 材、机械制造、石油、化工、汽车、电力、 造纸、纺织、装卸、环保等各个行业的控制 中。 在自动化领域，可编程控制器与 CAD/CAM、工业机器人并称为加工业自动化 的三大支柱，其应用日益广泛。 电气控制与PLC应用 Date: 2014-8-4 Page: 11
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接触器控制电路存在问题、不足
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• 随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进， 特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现， 不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上， 从手动控制发展到自动控制；在控制功能上，从简 单控制发展到智能化控制；在操作上，从笨重发展 到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬 接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计 算机为中心的网络化自动控制系统。现代电气控制 技术综合应用了计算机技术、微电子技术、检测技 术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技 术等先进的科学技术成果。
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PLC内部结构图
PLC基本单元
～110V/220V市电 现场用户输入设备 现场信号 按钮、开关 传感器 外部设备 编程设备 计算机 打印机等 通 讯 及 编 程 接 口 系 统 存 储 器 用 户 存 储 器 I/O 扩 展 接 口 输 入 部 件 微处理器（CPU） 运算器 控制器 输 出 部 件 电源变换器 现场用户输出设备 执行器 中间继电器 电磁阀 扩展设备 扩展单元 通讯模块 功能模块
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电气控制与PLC应用
主讲老师： 计算机与信息学院自动化系 陈政石教授
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内容提要
1. 本教材汇聚了“工厂电气控制”与“可编程序控制器” 两门课程的重要内容 2. 全书共分两篇(七章)第一篇 共三章,第二篇共四章 第一篇 电气控制 第一章 介绍常用低压电器; 内容简讲 第二章 介绍电器控制线路的基本规律 ; 讲课自学兼顾 第三章 介绍电器控制线路的一般设计方法. 第二篇 可编程序控制器 第四章 介绍可编程序控制器的基本知识; 第五章 介绍了FX系列可编程控制器编程元件及指令系统 ; 第六章 介绍了FX系列可编程控制器的程序设计方法 ; 第七章 介绍PLC控制变频器的方法及编程器和编程软件的使用 ; 教学重点： 以PLC 内容为主
2 F 4 10 B S 4 10 S
5 2 5
B——气隙间磁通密度(T)； S——吸力处气隙端面积( m 2 )； F——电磁吸力(N)。 当端面积S为常数时，吸力F与磁通密度 B 2 成正比，即F与磁通 2 成正比，反比于端面积S，即 式中
F 2 S
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常用的灭弧方法和装置
1.电动力灭弧
下图是一种桥式结构双断口触头系统。当触头打开时，在断 口中产生电弧。电弧电流在两电弧之间产生如图所示的磁场。根 据左手定则，电弧电流要受到一个指向外侧的电动力F的作用， 使电孤向外运动并拉长，使其迅速穿越冷却介质，从而加快电弧 冷却并熄灭。交流接触器通常采用这种灭弧方法。
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• 可编程控制器技术是以硬接线的继电器—接 触器控制为基础，逐步发展为既有逻辑控制、 计时、计数，又有运算、数据处理、模拟量 调节、联网通信等功能的控制装置。它可通 过数字量或者模拟量的输入、输出满足各种 类型机械控制的需要。可编程控制器及有关 外部设备，均按既易于与工业控制系统联成 一个整体，又易于扩充其功能的原则设计。 可编程控制器已成为生产机械设备中开关量 控制的主要电气控制装置。
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常用的电磁机构型式：
（a）
（b）
（c）
• 衔铁沿棱角转动的拍合式铁心，如图（a）所示，其衔铁绕铁扼 的棱角转动，磨损较小，铁心一般用电工软铁制成，适用于直流 继电器和接触器。 • 衔铁沿轴转动的拍合式铁心，如图（b）所示，其衔铁绕轴转动， 铁心一般用硅钢片叠成，常用于较大容量交流接触器。 • 衔铁作直线运动的双E型直动式铁心，如图（c）所示，衔铁在线 圈内成直线运动，较多用于中小容量交流接触器和继电器中。
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CH1 常用低压电器 3.灭弧系统 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于 10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色 的光柱，即电弧。
电弧的危害 ： 延长了切断故障的时间； 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； 形成飞弧造成电源短路事故。 灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、 利用介质灭弧、改善触头表面材料 。
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PLC系统结构示意图 Page: 15
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PLC在现代化工厂应用 CH1 常用低压电器
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PLC已经是电气控制在各领域普及应用的设备
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按工作原理分：
电磁式电器：根据电磁感应原理进行工作，如交直流接触器、电磁式继电器等。
非电量控制电器：以非电物理量作为控制量进行工作，如按钮开关、行程开关、 刀开关、热继电器、速度继电器等。
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二、电磁式低压电器的基本结构 交流：硅钢片叠加 1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 直流：整块铸铁或铸钢 铁芯
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• 传统电气控制： • 继电器—接触器控制系统至今仍是许多生产机械 设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习更 先进电气控制系统的基础。它主要由继电器、接 触器、按钮、行程开关等组成，由于其控制方式 是断续的，故称为断续控制系统。它具有控制简 单、方便实用、价格低廉、易于维护、抗干扰能 力强等优点。但由于其接线方式固定，灵活性差， 难以适应复杂和程序可变的控制对象的需要，且 工作频率低，触点易损坏，可靠性差。
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继电接触器控制柜：
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接触器控制站：
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继电接触器控制原理图 CH1 常用低压电器
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第一章 常用低压电器
第一节低压电器的基本知识 第二节接触器 第三节继电器 第四节主令电器 第五节开关电器
第六节熔断器
第七节低压断器 本章小结
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