第一篇电气控制技术《电气控制与可编程控制器》课程是工业自动化及机电专业必修课程。《电气控制与可编程控制器》以《电工基础》和《电子技术》课程为知识基础、以从事机电工程技术人员为讲授对象，是以电气控制技术应用和电气工程设计为主的学科。《电气控制与可编程控制器》课程教材内容分两大部分。第一部分为工厂电气控制技术，主要内容有主电路常用的低压电器、控制电路常用的电器元件、继电接触式自动控制系统、典型生产机械电器控制线路、电气控制系统的设计与安装、电气控制实训等；第二部分为可编程序控制器，以三菱FX2N系列PLC为例，系统介绍了PLC的结构、工作原理、指令系统、编程方法、应用实例及实验系统。设置本课程的目的是：使同学掌握工厂电气控制系统常用元器件使用、基本控制环节、电气控制系统的设计与安装等基本知识与相关技能，从而胜任现代企业中或销售部门与电气控制系统相关的设计、维修、安装、销售及管理等工作。学习本课程的要求是：学生应掌握常用低压电器的使用、继电接触式自动控制系统基本控制环节、典型生产机械电器控制线路、电气控制系统的设计与安装，掌握可编程序控制器的工作原理、系统组成、指令系统和编程方法，具备继电接触器式电气控制系统的设计能力、工厂常用电气设备的维修与安装能力，具有对可编程控制器的应用能力。1常用低压电器低压电器的基本结构触头的结构形式有：桥式触头（a，b）指形触头（C）低压电器的基本结构电弧电弧产生：电弧的产生当用开关电器断开电流时，如果电路电压不低于10—20伏，电流不小于80～100mA，电器的触头间便会产生电弧。电弧是高温高导电率的游离气体，它不仅对触头有很大的破坏作用，而且使断开电路的时间延长。因此，在了解开关电器的结构和工作情况之前，首先来看看其是如何产生和熄灭的。电弧的形成是触头间中性质子(分子和原子)被游离的过程。开关触头分离时，触头间距离很小，电场强度E很高(E=U/d)。当电场强度超过3×10V/m时，阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。这种游离方式称为：强电场发射。从阴极表面发射出来的自由电子和触头间原有的少数电子，在电场力的作用下向阳极作加速运动，途中不断地和中性质点相碰撞。只要电子的运动速度v足够高，电子的动能A=mv2足够大，就可能从中性质子中打出电子，形成自由电子和正离子。这种现象称为碰撞游离。新形成的自由电子也向阳极作加速运动，同样地会与中性质点碰撞而发生游离。碰撞游离连续进行的结果是触头间充满了电子和正离子，具有很大的电导；在外加电压下，介质被击穿而产生电弧，电路再次被导通。触头间电弧燃烧的间隙称为弧隙。电弧形成后，弧隙间的高温使阴极表面的电子获得足够的能量而向外发射，形成热电场发射。同时在高温的作用下(电弧中心部分维持的温度可达10000℃以上)，气体中性质点的不规则热运动速度增加。当具有足够动能的中性质点相互碰撞时，将被游离而形成电子和正离子，这种现象称为热游离。随着触头分开的距离增大，触头间的电场强度E逐渐减小，这时电弧的燃烧主要是依靠热游离维持的。低压电器的基本结构常用灭弧方法：电动力灭弧、磁吹灭弧、栅片灭弧、窄缝灭弧。1、电动力灭弧灭弧原理：触头断开时，两个断口处产生电弧，根据左手定则电弧受F作用向外运动。电弧被拉长{}迅速熄灭受冷却作用2、磁吹灭弧3、栅片灭弧低压电器的基本结构电磁机构组成：吸引线圈、铁心、衔铁三大部分分类：按衔铁的运动方式可分为直动式和拍合式作用：将电磁能⇒机械能⇒使触点闭合或断开（动作）交直流电磁机构区别交直流电磁机构区别低压电器的基本结构交流电磁铁的短路环低压控制电器的主要技术参数额定工作电压和电流通断能力使用寿命使用类别型号表示方法表1-2低压电器的加注通用派生代号一览表1.2接触器接触器是一种用来频繁接通或断开交直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。它是利用电磁吸力和弹簧反作用配合动作而使触头闭合或分断的一种电器，还具有低压释放保护的功能，并能实现远距离控制，在自动控制系统中应用得相当广泛。接触器按其主触头通过电流的种类不同，可分为直流接触器和交流接触器。交流接触器交流接触器主要由电磁铁和触点两部分组成，当电磁铁线圈通电后，吸住动铁心（也称衔铁），使常开触点闭合，因而把主电路接通。电磁铁断电后，靠弹簧反作用力使动铁心释放，切断主电路。交流接触器结构及图形符号(a)外形图；(b)结构图；(c)电气符号为了减小磁滞及涡流损耗，交流接触器的铁心由硅钢片叠成。此外，由于交流电在一个周期内有两次过零点，当电流为零时，电磁吸力也为零，使动铁心振动，噪声大。为了消除这一现象，在交流接触器铁心的端面一部分嵌有短路环。在选用接触器时，应注意它的额定电流、线圈电压及触点数量等。接触器