电气基础知识PPT课件

重庆宝钢设备组　　2010年6月电气基础知识课程目标通过这次培训，达到电工入门水平。掌握电气安全基础知识。了解一些电气元器件。掌握电动机的运行及常见控制回路。了解PLC的特点，看懂简单的PLC梯形图。课程内容1、电气基础知识2、常见电气元器件及应用3、常见电动机控制回路4、PLC简介第一单元电气基础知识一、验电笔二、安全用电三、照明控制回路一验电笔验电笔电工常叫它测电笔，简称电笔。电笔是用来检查测量低压导体和电气设备的金属外壳是否带电的一种常用工具。验电笔常做成钢笔式结构，有的也做成小型螺丝刀结构，前端是金属探头，后部塑料外壳内装配有氖泡、电阻和弹簧，上部有金属端盖或钢笔型挂鼻，使用时作为手触及的金属部分。　　普通低压验电笔的电压测量范围在60－500V之间，低于60V时电笔的氖泡可能不会发光显示，高于500V的电压则不能用普通验电笔来测量，以免造成人身触电，很不安全。所以必须提醒电工初学者，切勿用普通验电笔测量超过500V的电压。　　当用验电笔测试带电体时，带电体上的电压经笔尖（金属体），氖泡电阻弹簧，笔尾端的金属体，再经过人体接入大地，形成回路。带电体与大地之间的电压超过60V后，氖泡便会发光，指示被测带电体有电。初学的电工，在使用电笔时要注意以下3个问题：　1使用验电笔之前，首先要检查电笔有无安全电阻在里面，再直观检查验电笔是否损坏，有无受潮或进水，检查合格后方可使用。　　2在使用验电笔正式测量电气设备是否带电之前，先要将验电笔在有电源的部位检查一下氖泡是否能正常发光，如果验电笔氖泡能正常发光，则可开始使用。3如果验电笔需在明亮的光线下或阳光下测试带电体时，应当避光电气设备是否带电，以防光线太强不易观察到氖泡是否发亮，造成误判。　（1）不要乱拉电线、乱接用电设备。（2）如发现电气设备起火时，要立即拉开电源开关。在未切断电源以前，不能用水或酸碱泡沫灭火器灭火。（3）不要用湿手去摸灯口、开关和插座等电气设备。（4）如发现有人触电，应赶快切断电源或用干木棍等绝缘物将电线挑开，使触电者及时脱离电源。二安全用电1安全用电常识2发生触电的原因　发生触电的原因主要有以下几点：　（1）人们在某种场合没有遵守安全工作规程，直接接触或过分靠近电气设备的带电部分。　（2）电气设备安装不合乎规程的要求，带电体的对地距离不够。　（3）人体触及到因绝缘损坏而带电的电气设备外壳和与之相连接的金属构架，而这些外壳和支架的接地（或接零）又不合格。3安全电压　人体与电接触时，对人体各部组织（如皮肤、心脏、呼吸器官和神经系统）不会造成任何损害的电压叫做安全电压。　我国根据具体环境条件的不同，安全电压值规定为：　在无高度触电危险的建筑物为65伏；　在有高度触电危险的建筑物为36伏；　在有特别触电危险的建筑物为12伏；4静电产生的原因及其危害　静电是由不同物质的接触、分离或互相摩擦而产生的，例如在生产工艺中的挤压、切割、搅拌和过滤，以及生活中的行走、起立、脱衣服等，都会产生静电。　静电的电位一般是较高的。例如人在穿、脱衣服时，有时可产生一万多伏的电压（不过其总的能量是较小的）。静电的危害大体上分为使人体受电击、影响产品质量和引起着火爆炸三个方面。如A厂中田斜裁机导开工位在未采取措施消除静电前，操作工经常受电击。5绝缘击穿　我们所说的绝缘体，只是指其导电能力比导体相对弱些的物体。例如常用的电线用塑料皮做绝缘，它的耐电压能力是500伏，通常在200伏电压情况下使用，有安全保护作用，但如果电压超过500伏，绝缘性能变差，甚至失去绝缘能力而导电，这就是日常提到的绝缘击穿。有些绝缘体遇到高温或受潮湿，或者长久使用呈老化，都有可能使绝缘能力下降，如常见的漏电现象，称之为绝缘损坏。所以要防止电气设备受潮，要监视电气设备的温度不能过高，电压不要超过设备的额定值。　图：用两只双连开关在两地控制一盏灯线路　有时为了方便，需要在两地控制一盏灯。例如楼梯上使用的照明灯，要求在楼上、楼下都能控制其亮灭，它需要多用一根连线，其接线方法见图1，K1、K2为单刀双掷开关。三照明控制回路1照明双控电路　下图所示是三个开关控制一盏灯线路。K1、K3为单刀双掷开关，而K2用双刀双掷开关。K1、K2、K3三个开关中的任何一个都可以独立地控制电路通断。图：用三个开关控制一盏灯线路2照明三联电路第二单元常见电气元器件及应用一变压器二电机三开关等四断路器等五交流接触器六控制继电器一变压器变压器—（序）　在交流电路中将电压升高或降低的设备叫变压器。　变压器能将任一数值的电压转变成频率相同的我们所需的电压值，以满足电能的输送、分配和使用要求。　如B厂高裁机电控柜上面的380V/220V的变压器。二电机（图）1直流电机（图）2温升与电动机的绝缘等级温升是指电动机在运行时，绕组温度高于周围环境温度的容许值，也称为容许温升。也就是说，绕组允许的最高温度应是温升加上环境温度，而环境温度国家规定标准为40℃。例如铭牌标出温升75℃，则明该电动机绕组容许的最高温度为75℃+40℃=115℃。也就是说电动机在运行中，绕组温度不允许超过115℃，长时间超过这一容许温度，电动机绕组将会烧毁。通常电动机运行6小时后，温升便达到稳定值。3电动机运行中注意事项电动机在运行中应注意以下监视工作：(1)监视电源电压的变化。电压变化范围不应超过或低于额定电压的10%，若低于该范围，应适当减轻负载运行。同时，三相电压不平衡也不能过大。任意两相电压的差数不应超过5%，否则都会使电动机发热过快。电动机电源最好装一只电压表和转换开关直接监视。(2)监视电动机的运行电流。在正常情况下运行应不超过铭牌上的额定值，同时还应注意三相电流是否平衡，任意两相间的电流差值不应大于额定电流的10%，否则说明电动机故障。特别要注意是否有缺相运行，容量较大的电动机应装设电流表监视运行电流。(3)监视电动机的温度。温升不应超过电动机铭牌上允许的限度，电动机运行中的温升是监视电动机运行状况最直接而又可靠的。在线路上装设电流表、电压表及过载保护装置，也是监视温升的主要办法。用手背摸电动机外壳，如果没有发烫到要缩手的感觉，说明电动机没有过热。如果烫得马上缩手，难以忍受，则说明电动机的温度己超过了允许值。用手背而不是用手心摸电动机外壳，是因为万一机壳带电时，手背比手心容易自然地摆脱带电的机壳。(4)监视电动机在运转中的声音、振动和气味。电动机正常运行时，声音均匀，运转平稳，无绝缘漆气味和焦臭味。若发生异常声响、剧烈振动、绝缘漆臭味等，说明电动机过热或有其它故障。(5)监视传动装置的工作情况。要随时注意皮带轮或联轴器是否有松动，传送皮带有无打滑现象(打滑是皮带太松)，皮带接头是否完好。(6)监视轴承的工作情况。注意轴承的声响和发热情况。当用温度计测量时，滚动轴承发热温度不许超过95℃、滑动轴承发热温度不许超过80℃。轴承声音不正常和发热，是轴承润滑不良、磨损严重所致。总之，电动机在运行过程中，监视其电流、电压和温度是特别重要的工作，因为很多故障都能从这三方面反映出来。三开关开关(主令电器)主要用作接通和分断控制电路，以发布命令或用作程序控制。主要品种有：按钮、脚踏开关、转换开关、接近开关、光电开关、程序开关、微动开关、限位开关等。按钮的主要品种有：紧急式、钥匙式、旋转式、带灯式、点动式、自复位式等。主令电器松动时要注意坚固。1开关主要品种接近开关，可代替传统机械式的微动开关与极限开关，提供了物体接近时的无接点检测。平时使用时应注意不让其它物体撞击，损坏的接近开关以被撞坏居多。平时保养时应注意坚固接近开关的螺丝是否松动。1.1接近开关光电开关会从它的发光元件发出可见光或红外光的光束。使用时应注意避免光电开关被撞击。安装时要注意避开灰尘较多的场所、有强光直射的场所和振动厉害的场所。保养时要注意清洁反射板上的灰尘、坚固光电开关的螺丝是否松动。1.2光电开关四断路器等1断路器断路器主要用作线路过载、短路、漏电或欠压保护，也可用作不频繁接通和分断电器。断路器跳闸后，排除原因后先分闸后合闸。1断路器—（序）2刀开关主要用作电路隔离，有明显的断开点3熔断器主要用作线路和设备的短路和过载保护五交流接触器主要用作远距离频繁地起动或控制交直流电动机，以及接通、分断正常工作的主电路和控制电路。线圈通电时产生电磁吸引力将衔铁吸下，使常开触点闭合，常闭触点断开。线圈断电后电磁吸引力消失，依靠弹簧使触点恢复到原来的状态。交流接触器—（序）主要用作控制系统中，控制其它电源或作主电路的保护。主要品种有：电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、温度继电器、热继电器、压力继电器等。保护用的继电器不能随意调整设定值。热继电器动作后，可自动复位或手动复位。手动复位要在2分钟后按动复位按钮，不可在此时间之前重新起动电动机。控制继电器1主要品种下层金属膨胀系数大，上层的膨胀系数小。当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，双金属片的自由端便向上弯曲超出扣板，扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开。触点是接在电动机的控制电路中的，控制电路断开便使接触器的线圈断电，从而断开电动机的主电路。2热继电器第三单元常见电动机控制回路一综述二点动控制三直接起动控制四多地控制五顺序控制一综述　　通过开关、按钮、继电器、接触器等电器触点的接通或断开来实现的各种控制叫做继电-接触器控制，这种方式构成的自动控制系统称为继电-接触器控制系统。典型的控制环节有点动控制、单向自锁运行控制、正反转控制、行程控制、时间控制等。　　一综述—（序）电动机在使用过程中由于各种原因可能会出现一些异常情况，如电源电压过低、电动机电流过大、电动机定子绕组相间短路或电动机绕组与外壳短路等等，如不及时切断电源则可能会对设备或人身带来危险，因此必须采取保护措施。常用的保护环节有短路保护、过载保护、零压保护和欠压保护等。按下按钮SB，接触器KM线圈通电，衔铁吸合，常开主触点接通，电动机定子接入三相电源起动运转。松开按钮SB，接触器KM线圈断电，衔铁松开，常开主触点断开，电动机因断电而停转。二点动控制合上开关QS，三相电源被引入控制电路，但电动机还不能起动。按下按钮SB，接触器KM线圈通电，衔铁吸合，常开主触点接通，电动机定子接入三相电源起动运转。松开按钮SB，接触器KM线圈断电，衔铁松开，常开主触点断开，电动机因断电而停转。二点动控制—（序）起动过程：按下起动按钮SBl，接触器KM线圈通电，与SB1并联的KM的辅助常开触点闭合，以保证松开按钮SBl后KM线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM的主触点持续闭合，电动机连续运转，从而实现连续运转控制。三直接起动控制三直接起动控制—（序1）停止过程：按下停止按钮SB2，接触器KM线圈断电，与SBl并联的KM的辅助常开触点断开，以保证松开按钮SB2后KM线圈持续失电，串联在电动机回路中的KM的主触点持续断开，电动机停转。与SBl并联的KM的辅助常开触点的这种作用称为自锁。图示控制电路还可实现短路保护、过载保护和零压保护。起短路保护的是串接在主电路中的熔断器FU。一旦电路发生短路故障，熔体立即熔断，电动机立即停转。三直接起动控制—（序2）起过载保护的是热继电器FR。当过载时，热继电器的发热元件发热，将其常闭触点断开，使接触器KM线圈断电，串联在电动机回路中的KM的主触点断开，电动机停转。同时KM辅助触点也断开，解除自锁。故障排除后若要重新起动，需按下FR的复位按钮，使FR的常闭触点复位（闭合）即可。起零压（或欠压）保护的是接触器KM本身。当电源暂时断电或电压严重下降时，接触器KM线圈的电磁吸力不足，衔铁自行释放，使主、辅触点自行复位，切断电源，电动机停转，同时解除自锁。接线原则：所有的起动按钮并联，所有的停机按钮串联。四多地控制因为KM2线圈电路中串接有KM1的常开触点，所以M1未起动时，即KM1线圈未通电时，KM2线圈不可能通电，M2不可能起动；只有当按下SB1，KM1线圈通电，M1起动后，再按SB2，KM2线圈通电，M2才起动。当按下SB3时，KM1、KM2线圈同时断电，M1、M2同时停止运转。五顺序控制第四单元PLC简介一什么是PLCPLC的特点PLC应用实例一PLC（图）1PLC定义可编程序控制器（ProgrammableLogicController）简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。目前PLC已基本替代了传统的继电器控制系统，成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置。二　PLC的特点　1、可靠性高，抗干扰能力强　　内部开关是无触点的，而硬继电器用的是机械触点开关，可靠程度无法比拟。2、编程软件，简单易学　　从清晰直观的继电器控制线路演化过来的梯形图程序易学易懂，易修改，深受电器工作人员的欢迎。3、适应性好，具有柔性　　生产工艺或设备改变时，不必改变硬设备，只需改变相应的软件就可满足新的控制要求。产品已标准化、系列化和模块化，以适应不同的控制要求。4、功能完善，接口多样　除基本单元外，还可选配各种特殊适配器，满足不同的需要，如数字量/模拟量输入输出，定时计数，A/D与D／A转换，数据处理，通信联网等功能。5、易于操作，维护方便　　安装方便：具有DIN标准导轨安装用卡扣。　　连接方便：具有输入/输出端子排，只要用螺丝刀就可以与不同的控制设备连接。　　调试方便：输入信号可用开关来模拟，输出信号可观察面板发光二极管。　　维护方便：完善的自诊断功能和运行故障指示装置。三PLC应用PLC的主要应用有以下5个方面：1、开关量逻辑控制　是PLC最基本的应用，即用PLC取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制。2、模拟量过程控制　控制连续变化的模拟量，如温度、压力、速度、流量、液位、电压和电流等均为模拟量。通过各种传感器将相应的模拟量转化为电信号，然后通过A/D模块将它们转换为数字量送PLC内部CPU处理，处理后的数字量再经过D/A转换为模拟量进行输出控制。3、机械件位置控制　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　用专用的位置控制模块来控制步进电机或伺服电机，实现对各种机械构件的运动控制，如速度、位移、方向等。典型应用有：机器人的运动控制、机械手的位置控制、电梯运动控制等；PLC还可与计算机数控（CNC）装置组成数控机床，以数字控制方式控制零件的加工、金属的切削等等，实现了高精度的加工。4、现场数据采集处理　可以方便地对生产现场的数据进行采集、分析和加工处理。5、通信联网、多级控制　PLC与PLC之间、PLC与上位计算机之间通信，要采用专用通信模块，并利用RS－232C或RS-422A接口，用双绞线或同轴电缆或光缆将它们联成网络。实例　——从继电接触控制图到梯形图下图是常见的电机启―保－停继电接触控制线路，试将其控制部分线路改用与其等效的PLC控制的梯形图。解：图中电路的工作原理可以用如下动作顺序表来表示：图：电机启―保－停控制电路图与图1等效PLC控制梯形图如图2，比较两图，可得出结论：①输入、输出信号完全相同，其输入/输出点的分配表如表1。图2：电机启―保－停控制梯形图图1：电机启―保－停控制电路图表1　输入、输出点分配表谢谢大家!