电气常用元器件概述

jmfans 发布于 2024-09-03 474 次阅读


AI 摘要

电气常用元器件概述,涵盖CPU、继电器、伺服系统等。

系统组件说明

  1. 1513-1

    • 功能:CPU-单晶炉部分逻辑程序的设计,存储及控制。
    • 主要参数:处理器速度、内存容量、I/O通道数量。
    • 通讯接口:以太网、RS485、Profibus等。
  2. 分布式IO模块

    • 功能:与1513-1通讯,为各数字量/模拟量的输入及输出提供接口,并实现信号采集和输出。
  3. 开关电源

    • 功能:主要使用DC开关电源,即AC/DC电源。主要以DC24V最为常见,电子行业还有DC5V和DC12V等。
    • 作用:提供稳定的直流24V,多用于传感器、电磁阀、继电器、PLC模块供电、按钮指示灯等所有供电电源是DC24V的设备。
    • 主要参数:单相交流供电、三相交流供电。
    • 安装方式:导轨安装。
  4. 继电器端子台

    • 功能:为PLC输出控制负载的转接使用。
    • 主要参数:额定电压、额定电流、触点形式(如常开、常闭)。
  5. 时继

    • 功能:为需要延时控制的负载提供逻辑及接口(延时导通)。
    • 类型:通电延时型、断电延时型、星三角启动延时型等。
  6. 小型继电器

    • 功能:为PLC输出控制负载的转接使用。
    • 主要参数:线圈电压、触点容量、触点形式、响应时间。
  7. 1214C CPU

    • 功能:用于各伺服轴的接口控制。
  8. 差分转换板

    • 功能:为获取伺服脉冲位置信号的转接板(差分转集电极)。
    • 主要参数:输入/输出电压范围、最大频率响应。
  9. 行程开关

    • 功能:控制柜内照明灯。
    • 类型:滚轮式、柱塞式、摆杆式等。
    • 主要参数:额定电压、额定电流、触点形式。
  10. 重载航插

    • 功能:信号接入接出。
  11. 电源/网络面板

    • 功能:提供AC220V电源及以太网插口。
    • 主要参数:插座数量、网络端口速率(如100Mbps、1Gbps)。
  12. 小型断路器

    • 功能:控制交直流负载的开/关,及为其提供短路和过载保护。
    • 注意事项:大于电机额定电流,通常为电机额定电流1.2倍;
  13. 伺服驱动器

    • 功能:用来实现伺服电机的精确闭环控制。
    • 主要参数:额定功率、输入电压、通讯接口(如CAN、EtherCAT)、控制模式(速度模式、位置模式、力矩模式)。
  14. 步进驱动器

    • 功能:用来实现步进电机的精确开环控制。
    • 主要参数:额定电流、细分数、输入电压、控制信号类型(脉冲/方向)。
  15. 电源滤波器

    • 功能:为PLC、伺服驱动器、IO模块等提供纯净电源,滤除因整流、变频等设备导致的高频电磁噪声和电源谐波,减少对AC220V电源带来的污染和干扰。
  16. 相序保护器

    • 功能:为液压站电机提供错相、缺相、三相不平衡保护。
    • 安装方式:35mm导轨安装。
    • 使用要点:注意主回路接线牢固,辅助控制触点常开常闭点位的接法。
    • 主要参数:额定电压、工作频率、响应时间。
  17. 接触器+热继

    • 功能:为控制液压站电机的频繁通断及过载保护。
    • 安装方式:配合接触器安装。
    • 工作原理:由流入热元件的电流产生热量,使有不同膨胀系数的双金属片发生形变,当形变达到一定距离时,就推动连杆动作,使控制电路断开。
    • 使用要点:选型适当、调节适当;保证电机短时过载和启动瞬间热继电器不受影响,但又不失保护作用。通常选择0.95~1.05倍电机额定电流。
    • 交流接触器的选择:持续运行的设备:接触器按67-75%选型。间断运行的设备:接触器按80%选型。短时工作的设备:接触器按116-120%选型。
  18. 豪托变送器

    • 功能:连接豪托传感器,并采样和计算获得对应的压力值。
    • 主要参数:输入信号类型、输出信号类型(如4-20mA、0-10V)、精度等级。
  19. 塑壳断路器

    • 功能:主要用于电路的过载保护、短路保护和欠电压保护;主要用于不频繁接通和断开的电路。
    • 安装方式:以螺钉打孔安装为主。
  20. 微型断路器

    • 功能:主要用于电路的过载保护、短路保护和欠电压保护;规格型号主要为63A以下,相比塑壳断路器小很多;主要用于不频繁接通和断开的电路。
    • 安装方式:35mm导轨安装。
    • 选型要点:容量合适、脱扣特性匹配。
    • 脱扣曲线
      • A型:磁脱扣电流为(2-3)In,适用于保护半导体电子线路,带小功率电源变压器的测量回路或线路长且电流小的系统。
      • B型:磁脱扣电流为(3-5)In,适用于保护住户配电系统,家用电器的保护和人身安全保护。
      • C型:磁脱扣电流为(5-10)In,适用于保护配电线路以及具有较高接通电流的照明线路。
      • D型:磁脱扣电流为(10-14)In,适用于保护具有很高冲击电流的设备,如变压器,电磁阀,电机等。
    • 其中In指断路器的额定电流。
  21. 交流接触器

    • 功能:主要用于远距离、频繁接通与断开,并可与适当的热继电器组合使用以保护可能过载的电路。
    • 安装方式:主要以35mm导轨安装,容量较大的可能以螺钉安装。
  22. 中间继电器

    • 功能:主要用于控制回路传递信号、继电保护,也用于小电流的负载回路接通与断开。
    • 工作原理:通过线圈的得电建立磁性,吸引衔铁,再带动弹片使常开触点导通,同时使常闭触点断开;失电时在复位弹簧作用力下,常开触点断开,常闭触点导通。
    • 参数:线圈电压、触点容量、触点对数。
    • 安装方式:导轨安装。
  23. 时间继电器

    • 功能:指加入(或去掉)输入信号,经过设定的时间后触头动作,实现延时控制的电器。
    • 类型:主要分为通电延时型和断电延时型。
    • 安装方式:主要为导轨式。
  24. 伺服系统

    • 功能:使物体的位置、速度、加减速和状态等能够跟随输入目标而变化的自动控制系统。一般包含伺服驱动器(控制器)和伺服电机(执行器)。
    • 伺服主要靠脉冲来定位:
      • 伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移。
      • 定位脉冲数量 → 电机的转数 → 定位步的位移。
      • 定位脉冲频率 → 电机的转速。
    • 伺服系统的常用参数:
      • 分辨率(F):伺服电机编码器每转一圈的脉冲数。
      • 脉冲频率(f):驱动器每秒发出的脉冲数。
      • 导程(d):电机转一圈负载的位移量。
    • 参数关系式:
      • 脉冲数(s)与负载位移(l)之间的关系:$l=s\times d/F$。
      • 脉冲频率(f)与电机转速(n)之间的关系:$n=60\times f/F$。
    • 伺服电机的闭环控制系统包括:
      • 电流环:输入是速度环PID的输出,反馈是驱动器内的霍尔元件。
      • 速度环:输入是位置环PID的输出,反馈是编码器值换算后得到的实际速度。
      • 位置环:输入是上位机设定的目标值,反馈是编码器值。
    • 三环示意图:
      • 位置环 → 速度环 → 电流环(从内到外顺序)。
  25. 磁性开关

    • 功能:利用磁场信号来控制的线路开关器件。
    • 类型:气缸用磁性开关和安全门用磁性开关。
      • 气缸用磁性开关
        • 类型:有触点式(机械舌簧)和无触点式(电子式)。
          • 有触点式(机械舌簧):寿命短、无漏电电流。
          • 无触点式(电子式):寿命半永久、有漏电流。
        • 出线方式:二线式和三线式。
      • 安全门用磁性开关
        • 用于保证安全门的开关状态,确保操作人员的安全。
  26. 光电开关

    • 功能:光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成,通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制目的。
    • 分类:
      • 按光的发收模式分类
        • 漫反射型:光源发出的光被物体反射回来,检测反射光的强度变化。
        • 反射板型(镜面反射):光源发出的光被反射板反射回来,检测反射光的强度变化。
        • 对射型:光源和接收器分开安装,物体通过时遮挡光束,检测遮挡的光强度变化。
      • 按光源类型分类
        • 红外光源:常用于工业自动化中,检测距离较远。
        • 可见光源:适用于短距离检测。
        • 激光光源:用于高精度和长距离检测。
    • 优点:
      • 响应快
      • 检测距离长(相对接近开关)
      • 检测物体范围广(相对电感式接近开关)
      • 非接触式检测(相对行程开关)
    • 检测距离比较:
      • 对射型 > 回归反射(反射板) > 漫反射
  27. 相电压与相电流

    • 相电压

      • 含义:相电压是指在三相交流电系统中,每一相线与中性线之间的电压。
      • 计算方法:
        • 对称三相系统:对于对称负载,三相电压的幅值相等,相位相差120度。
          $$
          V{A} = V{B} = V_{C}
          $$
        • 不对称三相系统:对于不对称负载,三相电压的幅值和相位可能不等,需要通过具体的负载情况和电路分析来计算。
      • 应用:
        • 用于电力系统的分析和故障检测。
        • 用于电动机、发电机等三相设备的运行监测。
      • 特点:
        • 反映了三相系统中单一相的电压情况。
        • 在对称系统中,三相电压的幅值相等,相位差120度。
    • 相电流

      • 含义:相电流是指在三相交流电系统中,每一相绕组通过的电流。三相系统包括三条相线,每条相线上的电流即为相电流。
      • 计算方法:
        • 对称三相系统:对于对称负载,三相电流的幅值相等,相位相差120度。
          $$
          I{A} = I{B} = I_{C}
          $$
        • 不对称三相系统:对于不对称负载,三相电流的幅值和相位可能不等,需要通过具体的负载情况和电路分析来计算。
      • 应用:
        • 用于电力系统的分析和故障检测。
        • 用于电动机、发电机等三相设备的运行监测。
      • 特点:
        • 反映了三相系统中单一相的电流情况。
        • 在对称系统中,三相电流的幅值相等,相位差120度。
  28. 线电压与线电流

    • 线电压

      • 含义:线电压是指在三相交流电系统中,相线之间的电压。三相系统包括三条相线,线电压是任意两条相线之间的电压。
      • 计算方法:
        • 对称三相系统:在对称负载的情况下,相电压与线电压的关系为:
          $$
          V{L} = \sqrt{3} \cdot V{P}
          $$
          其中,$V{L}$ 是线电压,$V{P}$ 是相电压。
        • 不对称三相系统:在不对称负载的情况下,线电压和相电压的关系较为复杂,需通过对具体电路的详细分析来计算。
      • 应用:
        • 用于电力系统的设计和分析。
        • 用于电动机、变压器等三相设备的故障诊断。
      • 特点:
        • 反映了三相系统中相线之间的电压情况。
        • 在对称系统中,线电压与相电压相差一个(\sqrt{3})倍数。
    • 线电流

      • 含义:线电流是指在三相交流电系统中,流过每条电缆(或导线)的电流。三相系统包括三条相线和一条中性线,线电流是流过相线的电流。
      • 计算方法:
        • 对称三相系统:在对称负载的情况下,线电流与相电流的关系为:
          $$
          I{L} = \sqrt{3} \cdot I{P}
          $$
          其中,$I{L}$ 是线电流,$I{P}$ 是相电流。
        • 不对称三相系统:在不对称负载的情况下,线电流和相电流的关系较为复杂,需通过对具体电路的详细分析来计算。
      • 应用:
        • 用于电力系统的设计和分析。
        • 用于电动机、变压器等三相设备的故障诊断。
      • 特点:
        • 反映了三相系统中流过每条导线的电流情况。
        • 在对称系统中,线电流与相电流相差一个$\sqrt{3}$倍数。
  29. 电缆标识符

    • 含义:电缆标识符用于标识电缆的类型、结构、用途和规格,通过这些标识符,可以快速了解电缆的具体参数和用途。

    • 判断方法:

      • 单芯线
        • 结构:只有一根导体,通常用于简单的电气连接。
        • 标识:一般用单个数字或字母表示,例如1x0.5,表示一根导体,截面积为0.5平方毫米。
      • 双芯线
        • 结构:有两根导体,适用于需要两条线路的电气连接。
        • 标识:通常用两个数字表示,例如2x0.5,表示两根导体,每根导体的截面积为0.5平方毫米。
      • 多芯线
        • 结构:包含多根导体,适用于复杂的电气连接。
        • 标识:用多个数字表示,例如3x1.5,表示三根导体,每根导体的截面积为1.5平方毫米。
      • 双绞线
        • 结构:两根导体绞合在一起,常用于数据传输和网络布线。
        • 标识:通常会标明对数,例如1x2x0.5,表示一对双绞线,每根导体的截面积为0.5平方毫米。
      • 屏蔽线
        • 结构:导体外有一层屏蔽层,用于减少电磁干扰。
        • 标识:通常在标识中加上“S”或“屏蔽”字样,例如RVVP,表示多芯铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套带屏蔽软电缆。
      • 护套线
        • 结构:导体外有一层或多层保护套,用于增强电缆的机械强度和耐环境性。
        • 标识:通常在标识中加上“V”或“护套”字样,例如RVV,表示多芯铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套软电缆。
    • 特点:

      • 单芯线:结构简单,易于安装和维护。
      • 双芯线:适用范围广,便于双线路连接。
      • 多芯线:适用于复杂系统,减少布线数量。
      • 双绞线:抗干扰能力强,适用于数据传输。
      • 屏蔽线:抗电磁干扰能力强,信号传输稳定。
      • 护套线:机械强度高,耐环境性强。
    • 注意事项:

      • 在选用电缆时,根据具体应用场合和电气要求选择合适的电缆类型和规格。
      • 确保电缆标识符清晰、准确,以避免误操作。
      • 定期检查电缆状况,确保其在使用过程中的安全和可靠性。
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最后更新于 2025-02-24