1、电气元件介紹电气元件介紹设备保守部设备保守部电气元件分类一、控制元件 二、感测元件 三、驱动元件 1.控制元件控制元件1.11.1传统电路部分传统电路部分：开关(SW):起动,停止,紧停保险丝(Fuse)无熔丝开关(NFB)交流接触器(MC)继电器(CR)1.1.1按钮按钮 按钮通常用来接通或断开控制电路(其中电流很小)，从而控制电动机或其他电气设备的运行。其结构如下图所示。起动SW停止SW紧停SW1.1.2开关开关SW1.1.3保险丝保险丝 1.1.3.11.1.3.1保险丝保险丝也被称为熔断器，保险丝是用来防止电路超负荷的一种安全装置。当电流强度达到不安全量值时，保险丝就熔化，从而使电路切
2、断。1.1.3.21.1.3.2保险丝的工作原理保险丝的工作原理 当电流流过导体形状确定了，其电阻R就相对确定了（若不考虑它的电阻温度系数）。当电流流过它时，它就会发热，随着时间的增加其发热量也在增加。电流与电阻的大小确定了产生热量的速度，保险丝的构造与其安装的状况确定了热量耗散的速度，若产生热量的速度小于热量耗散的速度时，保险丝是不会熔断的。若产生热量的速度等于热量耗散的速度时，在相当长的时间内它也不会熔断。若产生热量的速度大于热量耗散的速度时，那么产生的热量就会越来越多。又因为它有一定比热及质量，其热量的增加就表现在温度的升高上，当温度升高到保险丝的熔点以上时保险丝就发生了熔断。这就是保险
3、丝的工作原理。1.1.3.3保险丝的种类保险丝的种类:按使用范围分按使用范围分，可分为：电力保险丝、机床保险丝、电器 仪表保险丝（电子保险丝）、汽车保险丝。按体积分按体积分，可分为：大型、中型、小型及微型。按额定电压分按额定电压分，可分为：高压保险丝、低压保险丝和安 全电压 保险丝。按分断能力分按分断能力分，可分为：高、低分断能力保险丝。可分为：平头管状保险丝（又可分为内焊保险丝与外焊保险丝）、尖头管状保险丝、铡刀式保险丝、螺旋式保险丝、插片式保险丝、平板式保险丝、裹敷式保险丝、贴片式保险丝。按熔断速度分，按熔断速度分，可分为：特慢速保险丝（一般用TT表示）、慢速保险丝（一般用T表示）、中速保
4、险丝（一般用M表示）、快速保险丝（一般用F表示）、特快速保险丝（一般用FF表示）。按标准分按标准分，可分为：欧规保险丝、美规保险丝、日规保险丝。美规与日规的熔断特性较为接近，而欧规则与它们相差较大。这三种保险丝的外形尺寸差别不大。中国规定，在中国境内生产使用的电器应使用欧规保险丝。1.1.3.4选择保险丝时必须考虑的几个问题选择保险丝时必须考虑的几个问题 常态电流常态电流：即常态电流必须小于额定电流 熔断电流熔断电流:按照UL规格的规定，保险丝应在额定电流2倍的情况下快速熔断。但在大多数情况下，为了确保可靠地熔断，应大于额定电流的2.5倍。开路电压开路电压：开路电压一般应选定为小于额定电压。例
5、如将额定电压为DC24V的保险丝用于AC100V的电路中时，有可能引燃保险丝或使保险丝破裂。短路电流短路电流：我们把电路短路时流过的最大电流值称之为短路电流。对于各种保险丝来说，额定断路容量是有规定的，如果选择了断路容量小的保险丝，则有可能使保险丝破裂或者引发火灾。保险丝(Fuse)1.1.41.1.4无熔丝开关无熔丝开关(自动空气断路器自动空气断路器)自动空气断路器也叫自动开关,是常用的一种低压保护电器，可实现短路、过载和失压保护。它的结构形式很多。右图所示的是一般原理图。1.1.4.1无熔丝开关动作原理无熔丝开关动作原理开关的脱扣机构是一套连杆装置。当主触点通过操作机构闭合后，就被锁钩锁在
6、合闸的位置。如果电路中发生故障，则有关的脱扣器将产生作用使脱扣机构中的锁钩脱开，于是主触点在释放弹簧的作用下迅速分断。按照保护作用的不同，脱扣器可以分为过电流脱扣器及失压脱扣器等类型。在正常情况下，过电流脱扣器的衔铁是释放着的；一旦发生严重过载或短路故障时，与主电路串联的线圈就将产生较强的电磁吸力把街铁往下吸引而顶开锁钩，使主触点断开。欠压脱扣器的工作恰恰相反，在电压正常时，电磁吸力吸住衔铁，主触点才得以闭合。一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触点断开。当电源电压恢复正常时，必须重新合闸后才能工作，实现了失压保护。断路器的主触点是通过操作机构(手动或电动)使之闭合的，其触点系统由于装
7、有灭弧装置因而不仅能接通或切断正常的工作电流，还能在发生故障时迅速切断比正常工作电流大好几倍的故障电流，从而能有效地保护电路中的电气设备。1.1.4.2无熔丝开关无熔丝开关(自动空气断路器自动空气断路器)1P2P3P1.功能:过载或短路时跳脱,保护负载驱动组件2.跳脱后,先扳下再投入3.规格:(例)3P NFB 50AF 30AT IC5KA1.1.5交流接触器交流接触器 1.1.5.1用途用途：接触器是一种自动化的控制电器。接触器主要用于频繁接通或分断交、直流电路，具有控制容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路，其主要
8、控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。1.1.5.2分类分类：接触器按被控电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。这里主要介绍常用的交流接触器。1.1.5.3电磁式交流接触器的结构电磁式交流接触器的结构(1)结构：接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其它部分 组成。电磁系统：电磁系统包括电磁线圈和铁心，是接触器的重要 组成部分，依靠它带动触点的闭合与断开。触点系统：触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点。主触点的作用是接通和分断主回路，控制较大的电流，而辅助触点是在控制回路中，以满足各种控制方式的要求。灭弧系统：灭弧装置用来保证触点断开电路
9、时，产生的电弧可靠的熄灭，减少电弧对触点的损伤。为了迅速熄灭断开时 的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般采用半封式纵 缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。其它部分：有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等1.1.5.4交流接触器的动作原理交流接触器的动作原理当吸引线圈两端施加额定电压时，产生电磁力，将动铁心(上铁心)吸下，动铁心带动动触点一起下移，使动合触点闭合接通电路，动断触点断开切断电路，当吸引线圈断电时，铁心失去电磁力，动铁心在复位弹簧的作用下复位，触点系统恢复常态。三相交流接触器的触点系统中有三对主触点和若干对辅助触点，主触点可以通过较大的主电流，并设有隔弧和灭弧装置。主触点常用在主电路中
10、控制三相负载，辅助触点用在电流较小的控制电路中。1.1.5.5交流接触器的运行维护交流接触器的运行维护在电气设备进行维护工作时，应一并对接触器进行维护工作。1)外部维护：a清扫外部灰尘；b检查各紧固件是否松动，特别是导体连接部分，防止接触松动而发热；2)触点系统维护：a检查动、静触点位置是否对正，三相是否同时闭合，如有问题应调节触点弹簧；b检查触点磨损程度，磨损深度不得超过1mm，触点有烧损，开焊脱落时，须及时更 换；轻微烧损时，一般不影响使用。清理触点时不允许使用砂纸，应使用整形锉；c测量相间绝缘电阻，阻值不低于10M；d检查辅助触点动作是否灵活，触点行程应符合规定值，检查触点有无松动脱落，
11、发现问题时，应及时修 理或更换。3)铁芯部分维护：a清扫灰尘，特别是运动部件及铁芯吸合接触面间；b检查铁芯的紧固情况，铁芯松散会引起运行噪音加大；c铁芯短路环有脱落或断裂要及时修复。4)电磁线圈维护：a测量线圈绝缘电阻；b线圈绝缘物有无变色、老化现象，线圈表面温度不应超过65C；c检查线圈引线连接，如有开焊、烧损应及时修复。5)灭弧罩部分维护：a检查灭弧罩是否破损；b灭弧罩位置有无松脱和位置变化；c清除灭弧罩缝隙内的金属颗粒及杂物。交流接触器交流接触器 R S TU V Wb acoilMCO.L.abc1.1.6继电器继电器(CR)DC 24VRELAY a接點電磁閥+-I继电器是我们生活中
12、常用的一种控制设备，通俗的意义上来说就是开关，在条件满足的情况下关闭或者开启。常用的为电磁继电器和固态继电器。1.2 PLC1.2 PLC控制控制部分部分 程式程式逻辑逻辑控制部分：控制部分：PLCPLCPLC模组:PS,CPU,I/P,O/P人机界面(Touch panel)特殊模组:A/D,D/A,Servo,Temp.,通訊,省配线单元(Uniwire)远端传输模组(Remote I/O module)温度控制器(T.C.)PLC简介 可编程逻辑控制器（PROGRAM LOGICAL CONTROLLER）简称PLC 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
13、它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC程序既有生产厂家的系统程序，又有用户自己开发的应用程序，系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。程式程式逻辑逻辑控制部分：控制部分：PLC 底板 电源供应器 CPU 输入单元 输出单元 特殊模组PLC模模组组PLC模模组组 (计算机模组计算机模组)PLC模模组组(I/P模模组组
14、)PLC模模组组(I/O模模组组)人人机界机界面面(Touch panel)温度控制器温度控制器设定值实际值SDC10SDC10温控器温控器设定值为根据实际需要设置的温度值，实际值为温度感知元件实时检测到的数值。EV1红灯亮时为温度超限报警，EV2红灯亮时为电流超限报警。持续按住PARA键进入参数设置模式，可对温度控制器内部参数进行修改。包括修改温度的上下限数值以及电流的上下限数值等。温控器配合加热器、固态继电器(SSR)以及感温线，形成温度控制系统。2.感感测测元件元件(传感器传感器)传感器技术是实现自动控制的重要环节。传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋，美国早
15、在80年代就声称世界已进入传感器时代，日本则把传感器技术列为十大技术之创立。日本工商界人士声称“支配了传感器技术就能够支配新时代”。世界技术发达国家对开发传感器技术部十分重视。美、日、英、法、德和独联体等国都把传感器技术列为国家重点开发关键技术之一。2.1传感器传感器定义及分类定义及分类2.1.1传感器的定义。传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。2.1.2传感器的分类 根据传感器工作原
16、理，可分为物理传感器和化学传感器二大类传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。2.1.3光电光电/光纤传感器光纤传感器光电感应器依其检测距离及使用场光电感应器依其检测距离及使用场所可分为下列四种形式：所可分为下列四种形式：1.1.对照型对照型 此型光电感应器为最早的感应器形式，将投光器及受光器分开于两端，一边投光、一边受光，在两者之间的光线若受到任何物体 之干扰，即会改变开关的状态，
17、如右图。优点:有较长的检测距离，同时能检测 较困难的物体，如发亮表面的 物等.缺点:因投光及受光分开两处，故安装配线及校准之工作较复杂 2.2.反射片型反射片型 反射片型光电感应器是将投光器及受光器装于同一镜头内，光线由投光部份发出经一反射片反射回到接收部份，故再同一段距离内，光线在镜头与反射片间往返各一次，如右图。优点：因投光受光在同一镜头内，故安装配线比较简易，另外，在校准作业上亦较对照型简单且有较大的弹性缺点：检测距离较对照型小一倍，同时光线在镜头与反射片间经多次反射亦减弱其能量。3.3.近接反射型近接反射型 此型与反射片型相似，投光与受光均装于同一镜头内，但投光器发出之光线是经由物体表
18、面反射再回至受光器。现代之反射型光电感应器除一般功能型，另外发展出较先进之前景遮蔽及背景遮蔽功能，如右图。优点：价格低廉、安装容易、校准容易。缺点：由于需经由物体表面加以反射，故物体表面之反射情形影响其检测功能，如白色表面即较黑色表面更能有效的被检测出。4.光纤传感器光纤传感器 发射器和接收器前端装上光纤(玻璃、塑料光纤的基本操作相同)。光纤是光电传感器的“眼”的延伸。由于光纤导线体积小又具伸缩性，解决厂不易进入部位的传感问题。由于没有电流在光纤中，因此没有安全措施也能在易爆或强电磁场(高压设备，电焊设备)存在的区域正常工作。光纤足够细可探测到最微小的物体。光纤导线可用作漫反射光电开关和对射式
19、光电开关。FSV11的設定方法的設定方法两点设定：当没有物体时,按SET钮(橙色灯亮),有物体时，按SET键，然后释放。此时SENSOR放大器即可自动计算并设置好感度。棒状LED较正指示灯数字LED设定钮手动按钮模式选择钮输出选择开关沟槽式Sensor光纤检知SENSOR构成光纤头光纤放大器反射式Sensor近接Sensor极限式检知Sensor押入式极限SensorPLC I/P点3.驱动元件 电磁阀(SOL.)控制器(CONTROLLER)驱动器(DRIVER)马达(MOTOR)变频器(INVERTER)加热器(HEATER)3.1电磁阀电磁阀(五口二位五口二位)试验按钮压下强制导通电气作
20、动进气管路排气管路进气作动管路3.2伺伺 服服 系系 统统 伺服系统，伺服系统，主要包括以下主要包括以下几项：几项：1.指令部：动作指命信号的输出装置。2.控制部：接收控制指令，并驱动马达的装置。3.驱动、检出部：驱动控制对象、并检出状态的装置驱动器(DRIVER)驱动器的作用:是将输入脉冲与编码器的位置、速度情报进 行比较后来对驱动电流进行控制。马达(MOTOR)伺服马达的种类，大致可区分成：1.同步型：永磁式同步马达，停电时发电效应，因此刹车容易，但因制程材料上的问题，马达容量受限制。转子：永久磁铁；定子：线圈2.感应形：感应形马达与泛用马达构造相似，构造坚固、高速时转矩表现良好，但马达较易发热，容量 (7.5KW以上)大多为此形式。转子、定子皆为线圈3.直流形：直流伺服马达，有碳刷运转磨耗所产生粉尘的问 题，于无尘要求的场所就不宜使用，以小容量为 主。转子：线圈；定子：永久磁铁；整流：磁刷马达变频器(Inverter)变频器的主要功能是通过改变电机定子绕组的供电的频率来达到调速的目的。利用变频器可以根据电机负载的变化实现自动、平滑的增速或减速，具有效率高、范围宽且能无级变速的优点。加热器(HEATER)以上以上 谢谢谢谢
