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电工培训,第一章 安全培训,第一节 电流对人体的危害,电流作用机理 电流通过人体时破坏人体内部细胞组织的正常工作，主要表现为生物学效应。 电流作用还包括热效应、化学效应、机械效应,电流的大小 人体电阻主要由表皮电阻和体内电阻构成，体内电阻一般较为稳定，约在500左右，表皮电阻则与表皮湿度、粗糙程度、触电面积等有关，一般人体电阻在1k2k之间 持续时间 电流频率（50Hz60Hz时电流对人体伤害最严重） 电流途径 人体健康状况,电流对人体作用因素,第二节 触电事故种类、方式与规律,电流对人体伤害的类型,1、电击 电击是电流对人体内部组织造成的伤害 （50mA即可致命）,按通过人体的电流大小而使人体呈现不同的状态，可将电流划分为三级：,感知电流（成年男性1.1mA；女性 0.7mA） 是指在一定的概率下通过人体引起人有任何感觉的最小电流 摆脱电流（成年男性16mA；女性 10.5mA） 在一定概率下人触电后能自行摆脱带电体的最大电流 致命电流 （30mA以上有生命危险；50mA以上可引起心室颤动；100mA足可致死）,2、电伤 电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应对人体造成的伤害,灼伤 电烙印 皮肤金属化 机械性损伤 电光眼,主要特征,单相触电 两相触电 跨步电压触电,按人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径，触电可分为三种情况：,触电事故方式,触电事故规律,1、触电事故季节性明显，69月事故最多； 2、低压触电事故多； 3、携带式设备和移动式设备触电事故多； 4、电气连接部位触电事故多； 5、错误操作和违章作业造成的触电事故多； 6、不同行业、不同年龄、不同地域触电事故各不相同,1、施工现场电动建筑机械或手持电动工具的载荷线，必须按其容量选用无接头的铜芯橡皮护套软电缆。其性能应符合现行国家标准的要求。其中绿/ 黄双色线在任何情况下只可用做保护零线或重复接地线。 2、各种熔断器的额定电流必须按规定合理选用。 严禁在现场用铁丝、铝丝等非专用熔丝替代。 3 、施工现场的各种配电箱、开关箱必须有防雨（水）设施，并应装设端正、牢固。固定式配电箱、开关箱的底部与地面的垂直距离应为1.3 1.5m；移动式配电箱、开关箱的底部与地面的垂直距离应为0.6 1.5 m。,第三节 电工安全操作,4 、每台电动建筑机械应有各自专用的开关箱，必须实行 “一机一闸”制。开关箱应设在机械设备附近。配电箱电力容量在15KW以上的 电源开关严禁采用瓷底胶木刀型开关。 4.5KW 以上的电动机不得用刀型开关直接启动。 5 、各种电源导线严禁直接绑扎在金属架上。 6 、严禁利用大地作工作零线，不得借用机械本身金属结构作工作零线。 严禁在一个接地（零）线中串联几个接地（零）点。 7 、电气装置遇跳闸时，不得强行合闸。应查明原因，排除故障后方可再行合闸。,8、严禁带电作业或预约停送电时间的方式进行电气检修。 检修前必须先切断电源并在电源开关上挂“禁止合闸，有人工作”的警告牌。 警告牌的挂、取应有专人负责。 9、各种配电箱、开关箱应配备安全锁，每班工作完毕后，切断电源， 锁好箱门。 10 、发生人身触电，应切断电源，方可救护。 11 、电气设备或线路发生火警时，应先切断电源， 断电前不得用水或泡沫灭火器进行灭火。 12 、电工人员必须持证上岗。上班必须穿绝缘鞋， 并保证工具性能完好。禁止酒后作业,三相异步电动机原理及控制,第二章,电动机的分类：,异步电动机的优点,构造简单、价格便宜、工作可靠、使用维护方便 在全国电动机总容量中有85以上是三相异步电动机。,三相异步电动机的构造,笼型电机的各部件,铁心：由内周有槽的0.5mm厚硅钢片叠成。磁路的一部分,机座：铸铁或钢板焊接,支撑铁心和固定电机,硅钢片,装有三相绕组的定子,1、定子,定子绕组,接线盒,定子三相绕组的联接方法。通常,Y 联结, 联结,2、转子,转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流,产生旋转力矩,转轴 转子铁心 转子绕组,0.5mm的硅钢片叠压,笼型转子,(2) 绕线式转子,同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。,三相转子绕组通常连接成星形，即三个末端连在一起，三个首端分别与转轴上的三个滑环（滑环与轴绝缘且滑环间相互绝缘）相连，通过滑环和电刷接到外部的变阻器上，以便改善电机的起动和调速性能。,绕线式转子绕组与外接变阻器的连接,三相异步电动机工作原理,旋转磁场的产生,规定,()电流出,()电流入,三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋转磁场；,分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360,取决于三相电流的相序,旋转磁场的旋转方向,结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转 磁场反转。,任意调换两根电源进线,若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端 之间互差60，将形成两对磁极的旋转磁场。,旋转磁场的极对数P,极对数,小常识,P=1，表示二极电机，P=2，表示四极电机,旋转磁场转速n1与极对数 p 的关系,电动机转子转动方向与磁场旋转的方向是一致的，旋转磁场的同步转速和电动机转子转速会有一定停滞。根据转子转速 n 与旋转磁场的转速n1之间的关系，可分为,=,例如：380/220V、Y/ 是指线电压为 380V 时 采用 Y联结；线电压为 220V 时采用 联结。,电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。,电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。,例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示星形联结下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A。,电动机的Y/联结,异步电动机的运行与控制,起动问题：起动电流大，起动转矩小。 一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的4 7 倍; 电动机的起动转矩为额定转矩的(1.02.2)倍。,直接起动：,后果：,起动方法,直接起动 7.5千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。,（适用于笼型电动机）,降压起动,Y 换接起动,降压起动时的电流 为直接起动时的,注： 仅适用于正常运行为三角形联结的电机。,三相异步电动机的正、反转,方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。,电动机 正转,电动机 反转,继电控制电路,重点,系统组成：,主电路：由电动机、（接通、断开、控制电动机的） 接触器主触点等电器元件组成。（电流大）,控制电路：由接触器线圈、继电器等电器元件组成（电流小）,任务：根据给定的指令，依照自动控制系统的规律和具体 的工艺要求对主电路进行控制。,常用控制电器,1、刀闸开关,控制对象： 380V，5.5kW 以下小电机,考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择： （3-5)倍异步电机额定电流,2、组合开关,又称转换开关,是一种转动式的闸刀开关,作用：用作电源引入开关,控制对象：380V、5.5kW 以下小电机,电路符号：,短片,3、按钮,(b) 结构,按钮常用于接通和断开控制电路。,按钮开关的外形和符号,(a) 外形图,动画,4、熔断器,符号：,熔断器额定电流IF的选择：,(1) 电灯、电炉等电阻性负载,IF IL,(3) 频繁起动的电机,(2) 单台电机,用于低压线路中的短路保护。,用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。,(a) 外形,(b) 结构,5、交流接触器,动作过程,线圈通电,交流接触器,动画,交流接触器,构成：主要由电磁铁和触点两部分组成； 触点又可分为主触点和辅助触点。,符号：,简单的接触器控制,A,B,C,M 3,刀闸起隔离作用,自锁,停止 按钮,起动 按钮,特点：小电流控 制大电流。,继电器只能通过小电流。所以继电器一般用于控制电路中,6、继电器,继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。,主要区别在于：,接触器的主触点可以通过大电流；,继电器类型：,（1）中间继电器,通常用于传递信号和同时控制多个电路 。,符号：,外形,（2）热继电器,用于电动机的过载保护。,(a) 外形,(b) 结构,发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。,发热元件,杠杆,热继电器,工作原理：,双金属片,常闭触头,结构：,符号：,串联在主电路中,串联在控制电路中,电气自动控制原理图的绘制原则：,1.控制线路由主电路和控制电路组成。,2.属同一电器元件的不同部分，可按其功能和所接电路的不 同分别画在不同的电路中，但必须标注相同的文字符号。,3.所有电器的图形符号均按通电前的状态绘制。,4.与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等) 在控制电路中 不画出。,分析和设计控制电路时应注意以下几点：,使控制电路简单，电器元件少，且工作又要准确可靠,(2)尽可能避免多个电器元件依次动作接通另一个电器的控制电路,(3)必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。, 电机起动、停车 （点动、连续运行、多地点控制、顺序控制等）,常见的控制电路, 电机正反转控制, 行程控制, 时间控制,一、点动控制,动作过程,按钮松开,按下按钮（SB）,控制电路,主电路,电动机直接起动的控制线路,二、电动机连续运行,自锁,自锁的作用,按下按钮（SB2），线圈（KM）通电，,电机起动；同时，辅助触头（KM）闭合，,即使按钮松开，线圈保持通电状态电机连续运转。,三、异步机的直接起动 + 过载保护,热继电 器触头,短路保护,过载保护,电动机工作时，若因负载过重而使电流增大，但 又比短路电流小。此时熔断器起不了保护作用。,将其常闭触点串接在控制电路中。,原因：,将任意两相热元件串接在电动机任意两相中。,操作：,方法一：用复合按钮,四、点动+连续运行,SB3：点动 SB2：连续运行,方法：起动按钮并联；停止按钮串联,乙地,甲地,五、 两地控制一台电动机,例如：甲、乙两地同时控制一台电机。,按SB1,再按SB2,控制顺序要求：M1起动后M2才能起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。,六、电机的顺序控制,动画,QS,这样接，主触头(KM1)的负荷过重,例1：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止： 起动时: M1起动后 M2才能起动； 停车时: M2停车后M1才能停车。应如何实现控制？,起动：,停止：,七、电动机的正反转控制,缺点：该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。,操作过程：,SBF和SBR不能同时按下，否则会造成短路！,加互锁的正反转控制,正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两个接触器同时工作造成主回路短路。,互锁作用：,双重互锁的正反转控制,电器互锁,缺点：正转过程中要求反转，必须先按停 止按钮，然后才能按反转按钮。,解决措施：在控制电路中加入机械连锁。,一、行程开关,电路的限位保护、行程控制、自动切换等,常开（动合）触头,符号,行程控制,与按钮类似，但其动作要由机械撞击,作用,结构,常闭（动断）触头,二、行程控制,主电路与电动机的正反转电路相同,行程控制实质为电机的正反转制，只是在行程的终端要加限位开关。,1.行程控制的基本原理,例：要求下图中的行车运动到A、B两处时能够自动停车。,控制回路,SB2,动作过程,2.自动往复运动控制,行程开关采用复 合式开关。正向运 行停车的同时，自 动起动反向运行； 反之亦然。,措施,在前面要求基础上，到达A、B处能自动返回。,时间继电器,时间控制,一、时间继电器,时间继电器有通电 延时和断电延时两种,时间控制:采用时间继电器进行延时控制,符号：,时间继电器触点类型,断 电 式,常闭断电后 延时闭合,常开断电后 延时断开,通 电 式,瞬 时 动 作,延 时 动 作,常闭触点,常开触点,常开通电后 延时闭合,常闭通电后 延时断开,常闭触点,常开触点,KM,FU,QS,FR,A,x,B,y,C,z,主电路,二、时间控制,电动机Y起动控制,运行时KM、KM-工作，电动机接成形,Y 转换完成,主电路,顺序控制电路,M1起动后 M2再起动,要求,控制问题1,两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。,控制问题2,M1起动后，M2延时起动。,顺序控制电路1：M1起动后，M2起动 没有延时要求。 M2可单独停车，且有总停止按钮,控制电路,FU,QS,FR1,KM1,M1,3,M2,3,KM2,.,.,.,FR2,主电路,KM1,SB1,SB2,KT,FR1,KM1,KM2,KM2,KT,顺序控制电路2：M1起动后，M2延时起动。,SB2 ,主电路同前,控制电路,FR2,用以下电路可不可以？,继电器、接触器的线圈有各自的 额定值，线圈不能串联。,思考题,不可以,设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求： 1. 小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动： 到A地后停1分钟等待装料，然后自动返回B地。 到B地后停1分钟等待卸料，然后自动返回A地。 2. 有过载和短路保护。,应用举例,例题1：,主电路,与电动机的正反转控制的主电路相同,热继电器过载保护,熔断器 短路保护,控制电路,STa 、STb 为 A、B 两处的 行程开关,KTa 、KTb 为 时间继电器,KMF,FR,KMR,SB1,KMF,STa,KMR,KMR,KMF,STb,KTa,起动后工作台控制要求：,例题2：工作台位置控制,工作台位置控制电路,设计步骤：,安全常识、口决估算、工具表的使用,第三章,安全电压36V,安全常识,安全电流30mA,10KV的高压电 有效安全距离为0.7米,保护接零,在三相四线制供电系统中，规定零线中的电流不得超过相线电流的25%，在主干线上不得安装任何开关或熔电器，零线截面积不得小于相线截面积的1/2,设备1,设备2,自动开关,自动开关,自动开关,这样使用行吗？,L1,L2,L3,N,电机熔断体选择：,I熔电体电流Iq/K,式中Iq-电动机起动电流 一般为(48)电动机额定电流的48倍。 K-比例系数。一般为1.52.5 对不经常起动的电动机，取2.5 对频繁起动的电动机应取1.5,已知三相电动机容量，求其额定电流 口诀：容量除以千伏数，商乘系数点七六。 10KW=10000W 10000W/380V*0.76=20A 三相二百二电机，千瓦三点五安培。 常用三百八电机，一个千瓦两安培。,常用电工工具表,万用表： 可以测量电阻、交直电流、交直电压等。,用万能表并联测电压,用万能表测电阻,用万能表串联测电流,钳形电流表： 可以方便的测量导线中的电流。,注意：量程的选择,兆欧表（俗称摇表）： 可以测量较大的电阻值。 一般常用于测电动机等电器设备的绝缘。,一般环境下使用的电动机的绝缘电阴要求达到0.5兆欧以上,小常识,PLC的简单介绍,第四章,一、PLC的产生,1968年美国通用汽车公司（GE），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。 1969年由美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司（GE）的要求研制成功。,二、 PLC的特点,吸取继电器和计算机两者的优点 继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，但简单易懂、价格便宜； 计算机功能强大、灵活（可编程）、通用性好，但编程困难； 采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。（梯形图）,PLC称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）,三、 PLC的定义及主要品牌,德国的西门子(SIEMENS)、,美国A-B（Allen-Bradly）,GE（General Electric）,日本三菱电机（Mitsubishi Electric）、 欧姆龙（OMRON）、,日本主要发展中小型PLC，在世界小型PLC市场上， 日本产品约占有70的份额。在中国，OMRON产品的销量居首位,各大品牌：,西门子PLC外形图,S7-200系列PLC,S7-300系列PLC,S7-400系列PLC,三菱PLC外形图,Q系列PLC,FX2N系列PLC,FX1N系列PLC,FX1S系列PLC,欧姆龙PLC外形图,C200H系列PLC,CPM1A、CPM2A系列PLC,四、 PLC常用功能介绍,1 逻辑控制功能 2 定时控制功能 3 计数控制功能 4 步进控制功能 5 数据处理功能 6 回路控制功能 7 通讯联网功能 8 监控功能 9 停电记忆功能 10 故障诊断功能,逻辑控制功能,M,接触器,水位线,定时控制功能,定时控制功能是PLC的最基本功能之一。 PLC中有许多可供用户使用的定时器，功能类似于继电器线路中的时间继电器。 定时器的设定值(定时时间)可以在编程时设定，也可以在运动过程中根据需要进行修改，使用方便灵活。 同时PLC还提供了高精度的时钟脉冲，用于准确实时控制,计数控制功能是PLC的最基本功能之一。 PLC为用户提供许多计数器，计数器计数到某一数值时，产生一个状态信号(计数值到)，利用该状态信号实现对某个操作的计数控制。 计数器的设定值可以在编程时设定，也可以在运行过程中根据需要进行修改。,计数控制功能,PLC设置了较强的监控功能。 利用编程器或监视器，操作人员可以对PLC有关部分的运行状态进行监视。 利用编程器，可以调整定时器、计数器的设定值和当前值，并可以根据需要改变PLC内部逻辑信号的状态及数据区的数据内容，为调整和维护提供了极大的方便。,监控功能,PLC内部硬件框图及各部分作用,五、 PLC基本组成及应用,PLC由四部分组成 ：中央处理单元（CPU板）、输入输出（I/O）部件和电源部件,PLC系统软件,程序的表达方式基本有四种：梯形图、指令表、 逻辑功能图和高级语言。梯形图是当前使用最 广泛的一种编程方法。,PLC编程语言,用户程序可以在PLC系统软件上完成，并下载到 PLC中应用，每种PLC都有不同的系统编程软件，如 OMROM的编程软件有CX-Pro7.0、西门子有step 7，这些 软件可以运行在个人计算机上。,1. 梯形图编程语言,两种梯形图的继电器符号图对照,梯形图（Ladder diagram）编程语言是一种图形语言 ,类似于继电器控制线路图的一种编程语言，它面向控制过程，直观易懂，是PLC编程语言中应用最多的一种语言。,PC的继电器不是物理的电器，它是PC内部的寄存器位，因为它具有与物理继电器相似的功能，常称之为“软继电器”。,PLC每一个继电器都对应着内部的一个寄存器位，该位为“1”态时，相当于继电器接通；为“0”态时，则相当于继电器断开。,两种控制的梯形图比,线圈,线圈,输出设备,一个简单的实际电路,结 束,