電氣控制技術(shù)概述及低壓電器01PPT課件

1、電氣自動(dòng)控制及其在現(xiàn)代機(jī)床中的地位 所謂“自動(dòng)控制”是指在沒有人直接參與（或僅有少數(shù)人參與）的情況下，利用自動(dòng)控制系統(tǒng)，使被控對(duì)象（或生產(chǎn)過程），自動(dòng)地按預(yù)定的規(guī)律去進(jìn)行工作。 由于現(xiàn)代化的金屬切削機(jī)床均用交、直流電機(jī)作為動(dòng)力源，因而電氣自動(dòng)控制是現(xiàn)代機(jī)床的主要控制手段。本章就是以機(jī)床作為典型對(duì)象來研究電氣自動(dòng)控制技術(shù)的基本原理、方法和應(yīng)用，這些基本控制方法自然也適用于機(jī)器設(shè)備及生產(chǎn)過程。第1頁/共157頁機(jī)床電氣自動(dòng)控制的發(fā)展概況電氣拖動(dòng)的發(fā)展與分類電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展與分類第2頁/共157頁電氣拖動(dòng)的發(fā)展與分類 電氣控制與電氣拖動(dòng)有著密切的關(guān)系。20世紀(jì)初，由于電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)，使得機(jī)床的拖動(dòng)發(fā)

2、生了變革，用電動(dòng)機(jī)代替蒸汽機(jī)，機(jī)床的電氣拖動(dòng)隨電動(dòng)機(jī)的發(fā)展而發(fā)展。 1.成組拖動(dòng) 2.單電機(jī)拖動(dòng) 3.多電機(jī)拖動(dòng) 4.交、直流無級(jí)調(diào)速第3頁/共157頁電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展與分類1.邏輯控制系統(tǒng) （1）手動(dòng)控制 （2）自動(dòng)控制 繼電器接觸器自動(dòng)控制系統(tǒng) 順序控制器 數(shù)字控制 2.連續(xù)控制系統(tǒng) 3.混合控制系統(tǒng) 第4頁/共157頁 2.2 常用低壓電器常用低壓電器的基本知識(shí)主令電器接觸器繼電器其他電器第5頁/共157頁常用低壓電器的基本知識(shí)低壓電器的分類低壓電器的作用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)第6頁/共157頁低壓電器的分類 所低壓電器是指工作在交流電壓 1200V 、直流電壓 1500V 以下的各種電器

3、。生產(chǎn)機(jī)械上大多用低壓電器。 低壓電器種類繁多，按其結(jié)構(gòu)、用途及所控制對(duì)象的不同，可以有不同的分類方式。 1 按用途和控制對(duì)象不同，可將低壓電器分為配電電器和控制電器。 用于電能的輸送和分配的電器稱為低壓配電電器，這類電器包括刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、空氣斷路器和熔斷器等。 用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器稱為控制電器，這類電器包括接觸器、起動(dòng)器和各種控制繼電器等。第7頁/共157頁低壓電器的分類2 按操作方式不同，可將低壓電器分為自動(dòng)電器和手動(dòng)電器。 通過電器本身參數(shù)變化或外來信號(hào)（如電、磁、光、熱等）自動(dòng)完成接通、分?jǐn)?、起?dòng)、反向和停止等動(dòng)作的電器稱為自動(dòng)電器。常用的自動(dòng)電器有接觸器、繼電器等。

4、通過人力直接操作來完成接通、分?jǐn)唷⑵饎?dòng)、反向和停止等動(dòng)作的電器稱為手動(dòng)電器。常用的手動(dòng)電器有刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)和主令電器等。3 按工作原理可分為電磁式電器和非電量控制電器 電磁式電器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理來工作的電器，如接觸器、各類電磁式繼電器等。非電量控制電器的工作是靠外力或某種非電量的變化而動(dòng)作的電器，如行程開關(guān)、速度繼電器等。 第8頁/共157頁低壓電器的作用控制作用保護(hù)作用測(cè)量作用調(diào)節(jié)作用指示作用轉(zhuǎn)換作用第9頁/共157頁低壓電器的基本結(jié)構(gòu) 電磁式低壓電器大都有兩個(gè)主要組成部分，即：感測(cè)部分電磁機(jī)構(gòu)和執(zhí)行部分觸頭系統(tǒng)。1 電磁機(jī)構(gòu) 電磁機(jī)構(gòu)的主要作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能量，帶動(dòng)觸頭動(dòng)作，

5、從而完成接通或分?jǐn)嚯娐返墓δ堋?電磁機(jī)構(gòu)由吸引線圈、鐵心和銜鐵 3 個(gè)基本部分組成。 常用的電磁機(jī)構(gòu)如圖所示，可分為 3 種形式。第10頁/共157頁低壓電器的基本結(jié)構(gòu)2. 直流電磁鐵和交流電磁鐵 按吸引線圈所通電流性質(zhì)的不同，電磁鐵可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。 直流電磁鐵由于通入的是直流電，其鐵心不發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，因此線圈與鐵心接觸以利散熱，線圈做成無骨架、高而薄的瘦高型，以改善線圈自身散熱。鐵心和銜鐵由軟鋼和工程純鐵制成。 交流電磁鐵由于通入的是交流電，鐵心中存在磁滯損耗和渦流損耗，線圈和鐵心都發(fā)熱，所以交流電磁鐵的吸引線圈有骨架，使鐵心與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖形，以利于鐵

6、心和線圈的散熱。鐵心用硅鋼片疊加而成，以減小渦流。 當(dāng)線圈中通以直流電時(shí)，氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度不變， 直流電磁鐵的電磁吸力 為恒值。當(dāng)線圈中通以交流電時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為交變量，交流電磁鐵的電磁吸力 F 在 0 （最小值） F m （最大值）之間變化，其吸力曲線如下圖所示。在一個(gè)周期內(nèi)，當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值大于反力時(shí)，銜鐵吸合；當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值小于反力時(shí)，銜鐵釋放。所以電源電壓每變化一個(gè)周期，電磁鐵吸合兩次、釋放兩次，使電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲，因而不能正常工作。 第11頁/共157頁低壓電器的基本結(jié)構(gòu)交流電磁鐵吸力變化情況如下圖所示：第12頁/共157頁低壓電器的基本結(jié)構(gòu)2. 直流電磁鐵和交流電磁

7、鐵 為了消除交流電磁鐵產(chǎn)生的振動(dòng)和噪 聲 ，在鐵心的端面開一小槽，在槽內(nèi)嵌入銅制短路環(huán)，如下圖所示。 第13頁/共157頁低壓電器的基本結(jié)構(gòu)3 觸頭系統(tǒng) 觸頭是電器的執(zhí)行部分，起接通和分?jǐn)嚯娐返淖饔谩?觸頭主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：橋式觸頭和指形觸頭，具體如下圖所示。第14頁/共157頁低壓電器的基本結(jié)構(gòu)4. 滅弧裝置 在大氣中分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，電場(chǎng)的存在使觸頭表面的大量電子溢出從而產(chǎn)生電弧。電弧一經(jīng)產(chǎn)生，就會(huì)產(chǎn)生大量熱能。電弧的存在既燒蝕觸頭金屬表面，降低電器的使用壽命，又延長了電路的分?jǐn)鄷r(shí)間，所以必須迅速把電弧熄滅。 常用的滅弧方法： 電動(dòng)力滅弧 磁吹滅弧 金屬柵片滅弧第15頁/共157頁主令電器 主

8、令電器是一種專門發(fā)布命令、直接或通過電磁式電器間接作用于控制電路的電器。常用來控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停車、調(diào)速及制動(dòng)等?？刂瓢粹o行程開關(guān)接近開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)第16頁/共157頁控制按鈕 控制按鈕由按鈕帽 1 、復(fù)位彈簧 2 、橋式觸頭 3 、4 、5 和外殼等組成，通常做成復(fù)合式，即具有動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)示意圖見下圖所示。第17頁/共157頁控制按鈕 控制銨鈕的種類很多，指示 燈式按鈕內(nèi)可裝入信號(hào)燈顯示信號(hào)；緊急式按鈕裝有蘑菇形鈕帽，以便于緊急操作；旋鈕式按鈕用于扭動(dòng)旋鈕來進(jìn)行操作。 常見按鈕的外形如下圖所示： 第18頁/共157頁控制按鈕控制按鈕的型號(hào)含義和電氣符號(hào)如下圖所

9、示。1 型號(hào)含義2 電氣符號(hào)第19頁/共157頁2 行程開關(guān) 行程開關(guān)又稱位置開關(guān)或限位開關(guān)。它的作用與按鈕相同，只是其觸點(diǎn)的動(dòng)作不是靠手動(dòng)操作，而是利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件上的擋鐵碰撞其滾輪使觸頭動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嚯娐返摹?行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)分為 3 個(gè)部分：操作機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和外殼，行程開關(guān)的外形及結(jié)構(gòu)如下圖所示。 行程開關(guān)實(shí)物圖行程開關(guān)結(jié)構(gòu)圖第20頁/共157頁2 行程開關(guān)行程開關(guān)的型號(hào)含義和電氣符號(hào)如下圖所示。 型號(hào)含義 電氣符號(hào)第21頁/共157頁3 接近開關(guān) 接近式位置開關(guān)是一種非接觸式的位置開關(guān)，簡(jiǎn)稱接近開關(guān)。它由感應(yīng)頭、高頻振蕩器、放大器和外殼組成。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件與接近開關(guān)的感應(yīng)頭接

10、近時(shí)，就使其輸出一個(gè)電信號(hào)。 接近開關(guān)包括電感式和電容式兩種。 電感式接近開關(guān)的感應(yīng)頭是一個(gè)具有鐵氧體磁心的電感線圈，只能用于檢測(cè)金屬體。振蕩器在感應(yīng)頭表面產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬塊接近感應(yīng)頭時(shí)，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩的能量，使振蕩減弱以至停振，因而存在振蕩和停振兩種信號(hào)，經(jīng)整形放大器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的開關(guān)信號(hào)，從而起到“開”、“關(guān)”的控制作用。第22頁/共157頁3 接近開關(guān) 常用的電感式接近開關(guān)型號(hào)有 LJ1 、 LJ2 等系列，電容式接近開關(guān)型號(hào)有 LXJ15 、 TC 等系列產(chǎn)品。 接近開關(guān)外形圖接近開關(guān)的電氣符號(hào) 第23頁/共157頁4 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多檔式，控制多

11、回路的主令電器，一般可作為多種配電裝置的遠(yuǎn)距離控制，也可作為電壓表、電流表的換相開關(guān)，還可作為小容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速及正反向轉(zhuǎn)換的控制。其觸頭檔數(shù)多、換接線路多、用途廣泛，故有“萬能”之稱。 轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)物圖如下：第24頁/共157頁4 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要由操作機(jī)構(gòu)、面板、手柄及數(shù)個(gè)觸點(diǎn)座等部件組成，并用螺栓組裝成為一個(gè)整體，如下圖所示。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的圖形符號(hào)及文字符號(hào)如下圖所示。圖中水平方向的數(shù)字 13 表示觸點(diǎn)編號(hào)，垂直方向的數(shù)字及文字“左”、“ 0 ”、“右”表示手柄的操作位置（檔位），虛線表示手柄操作的聯(lián)動(dòng)線。在不同的操作位置，各對(duì)觸點(diǎn)的通、斷狀態(tài)的表示方法為：在觸點(diǎn)

12、的下方與虛線相交位置有黑色圓點(diǎn)表示在對(duì)應(yīng)操作位置時(shí)觸點(diǎn)接通，沒涂黑色圓點(diǎn)表示在該操作位置不通。 第25頁/共157頁2.2.3 接觸器2.2.3.1 接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理2.2.3.2 接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號(hào) 接觸器主要用于頻繁接通或分?jǐn)嘟?、直流主電路和大容量的控制電路，可遠(yuǎn)距離操作，配合繼電器可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)操作，聯(lián)鎖控制及各種定量控制和失壓及欠壓保護(hù)。 第26頁/共157頁2.2.3.1 接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理 如圖所示，交流接觸器主要由電磁機(jī)構(gòu)（包括電磁線圈 1 、鐵心 2 和銜鐵 3 ）、觸頭系統(tǒng)（主觸頭 4 和輔助觸頭 5 ）、滅弧裝置（圖中未畫出）及其他部分組成。 第27頁/共1

13、57頁2.2.3.2 接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號(hào) 1.接觸器的主要技術(shù)參數(shù)有：（ 1 ）額定電壓（ 2 ）額定電流（ 3 ）吸引線圈額定電壓（ 4 ）通斷能力（ 5 ）電氣壽命和機(jī)械壽命（ 6 ）額定操作頻率（次 /h ） 各種接觸器的實(shí)物圖第28頁/共157頁2.2.3.2 接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號(hào) 2.接觸器的型號(hào) 常見接觸器有 CJ20 系列、 3TH 和 CJX1(3TB) 系列。其中 CJ20 系列是較新的產(chǎn)品，而 3TH 和 CJX1(3TB) 系列是從德國西門子公司引進(jìn)制造的新型接觸器。接觸器的各種型號(hào)的用途如圖所示。接觸器的型號(hào)含義及電氣符號(hào)如下所示。 第29頁/共157頁2

14、.2.4 繼電器 繼電器是根據(jù)一定的信號(hào)（如電流、電壓、時(shí)間和速度等物理量）的變化來接通或分?jǐn)嘈‰娏麟娐泛碗娖鞯淖詣?dòng)控制電器。 2.2.4.1 電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理 2.2.4.2 電流繼電器 2.2.4.3 電壓繼電器 2.2.4.4 時(shí)間繼電器 熱繼電器 速度繼電器 第30頁/共157頁2.2.4.1 電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理1. 結(jié)構(gòu)及工作原理 繼電器一般由 3 個(gè)基本部分組成：檢測(cè)機(jī)構(gòu)、中間機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 低壓控制系統(tǒng)中的控制繼電器大部分為電磁式結(jié)構(gòu)。下 圖為電磁式繼電器的典型結(jié)構(gòu)示意圖。 電磁式繼電器由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)兩個(gè)主要部分組成。電磁機(jī)構(gòu)由線圈 1 、鐵心 2

15、、銜鐵 7 組成。觸頭系統(tǒng)由于其觸點(diǎn)都接在控制電路中，且電流小，故不裝設(shè)滅弧裝置。它的觸點(diǎn)一般為橋式觸點(diǎn)，有動(dòng)合和動(dòng)斷兩種形式。另外，為了實(shí)現(xiàn)繼電器動(dòng)作參數(shù)的改變，繼電器一般還具有改變彈簧松緊和改變銜鐵打開后氣隙大小的裝置，即反作用調(diào)節(jié)螺釘 6 。 當(dāng)通過電流線圈 1 的電流超過某一定值，電磁吸力大于反作用彈簧力，銜鐵 7 吸合并帶動(dòng)絕緣支架動(dòng)作，使動(dòng)斷觸點(diǎn) 9 斷開，動(dòng)合觸點(diǎn) 10 閉合。通過調(diào)節(jié)螺釘 6 來調(diào)節(jié)反作用力的大小，即調(diào)節(jié)繼電器的動(dòng)作參數(shù)值。 第31頁/共157頁2.2.4.1 電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理2. 繼電特性 繼電器的主要特性是輸入輸出特性，又稱繼電特性，繼電特性曲線

16、如下圖所示。當(dāng)繼電器輸入量 X 由零增至 X 以前，繼電器輸出量 Y 為零。當(dāng)輸入量 X 增加到 X 時(shí)，繼電器吸合，輸出量為 Y ；若 X 繼續(xù)增大 ， Y 保持不變。當(dāng) X 減小到 X r 時(shí)，繼電器釋放，輸出量由 Y 變?yōu)榱?，?X 繼續(xù)減小， Y 值均為零。 第32頁/共157頁2.2.4.2 電流繼電器 電流繼電器 主要用于過載及短路保護(hù)。 電流繼電器的線圈串聯(lián)接入主電路， 其線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗、阻抗小， 用來感測(cè)主電路的電流，觸點(diǎn)接于控制電路，為執(zhí)行元件。 電流繼電器反映的是電流信號(hào)，常用的電流繼電器有欠電流繼電器和過電流繼電器兩種。 欠電流繼電器用于欠電流保護(hù)，在電路正常工作時(shí)，

17、欠電流繼電器的銜鐵是吸合的， 其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開。 只有當(dāng)電流降低到某一整定值時(shí)，銜鐵釋放，控制電路失電，從而控制接觸器及時(shí)分?jǐn)嚯娐贰?過電流繼電器在電路正常工作時(shí)不動(dòng)作，整定范圍通常為額定電流的 1.1 3.5 倍。當(dāng)被保護(hù)線路的電流高于額定值，并達(dá)到過電流繼電器的整定值時(shí)，銜鐵吸合，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，控制電路失電，從而控制接觸器及時(shí)分?jǐn)嚯娐?，?duì)電路起過流保護(hù)作用。 第33頁/共157頁2.2.4.2 電流繼電器過電流繼電器實(shí)物圖欠電流繼電器實(shí)物圖第34頁/共157頁2.2.4.3 電壓繼電器 電壓繼電器反映的是電壓信號(hào)。它的線圈并聯(lián)在被測(cè)電路的兩端，所以匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)、阻抗大。 電壓

18、繼電器用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)的電壓保護(hù)和控制。其線圈并聯(lián)接入主電路，感測(cè)主電路的電壓；觸點(diǎn)接于控制電路，為執(zhí)行元件。 按吸合電壓的大小，電壓繼電器可分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。 過電壓繼電器用于線路的過電壓保護(hù)， 當(dāng)被保護(hù)的電路電壓正常時(shí)銜鐵不動(dòng)作，當(dāng)被保護(hù)電路的電壓高于額定值，達(dá)到過電壓繼電器的整定值時(shí)，銜鐵吸合，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，控制電路失電，控制接觸器及時(shí)分?jǐn)啾槐Ｗo(hù)電路。 欠電壓繼電器用于電路的欠電壓保護(hù)，其釋放整定值為電路額定電壓的 0.1 0.6 倍。當(dāng)被保護(hù)電路電壓正常時(shí)銜鐵可靠吸合，當(dāng)被保護(hù)電路電壓降至欠電壓繼電器的釋放整定值時(shí)銜鐵釋放，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)復(fù)位，控制接觸器及時(shí)分?jǐn)啾槐Ｗo(hù)電路。第3

19、5頁/共157頁2.2.4.3 電壓繼電器 中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器。它的特點(diǎn)是觸點(diǎn)數(shù)目較多，電流容量可增大，起到中間放大 ( 觸點(diǎn)數(shù)目和電流容量 ) 的作用。 型號(hào)含義電氣符號(hào)中間繼電器實(shí)物圖第36頁/共157頁2.2.4.4 時(shí)間繼電器 在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，有時(shí)需要繼電器得到信號(hào)后不立即動(dòng)作，而是要順延一段時(shí)間后再動(dòng)作并輸出控制信號(hào)，以達(dá)到按時(shí)間順序進(jìn)行控制的目的。時(shí)間繼電器就能實(shí)現(xiàn)這種功能。 時(shí)間繼電器按工作原理分可分為：電磁式、空氣阻尼式（氣囊式）、晶體管式、 單片機(jī)控制 式等。其外形如圖所示。 第37頁/共157頁2.2.4.4 時(shí)間繼電器空氣阻尼式時(shí)間繼電器是利用空氣阻尼原理

20、獲得延時(shí)的。其外形如圖所示。 空氣阻尼時(shí)間繼電器由電磁機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)三部分組成。延時(shí)方式有通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種。斷電延時(shí)型結(jié)構(gòu)及工作原理見圖：當(dāng)線圈通電后，使上方微動(dòng)開關(guān)觸頭迅速轉(zhuǎn)換。微動(dòng)開關(guān) 的延時(shí)常開觸點(diǎn)馬上閉合，常閉觸點(diǎn)馬上斷開。當(dāng)線圈斷電時(shí)，在空氣室內(nèi)與橡皮膜相連的活塞桿在彈簧作用下向上移動(dòng)，由于橡皮膜下方的空氣稀薄形成負(fù)壓，起到空氣阻尼的作用，因此活塞桿只能緩慢向上移動(dòng)，可通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整。經(jīng)過一段延時(shí)后，使其常開觸點(diǎn)延時(shí)斷開，常閉觸點(diǎn)延時(shí)閉合。 第38頁/共157頁2.2.4.4 時(shí)間繼電器空氣阻尼式斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器的工作過程演示：第39頁/共157頁2.2.4.4

21、 時(shí)間繼電器 按延時(shí)方式可分為通電延時(shí)型時(shí)間繼電器和斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器。 對(duì)于通電延時(shí)型時(shí)間繼電器，當(dāng)線圈得電時(shí)，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)要延時(shí)一段時(shí)間才閉合，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)要延時(shí)一段時(shí)間才斷開。當(dāng)線圈失電時(shí)，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)迅速斷開，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)迅速閉合。 對(duì)于斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器，當(dāng)線圈得電時(shí)，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)迅速閉合，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)迅速斷開。當(dāng)線圈失電時(shí)，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)要延時(shí)一段時(shí)間再斷開，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)要延時(shí)一段時(shí)間再閉合。 時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)及文字符號(hào)第40頁/共157頁2.2.4.5 熱繼電器熱繼電器主要用于過載、缺相及三相電流不平衡的保護(hù)。 熱繼電器的形式有多種，其中以雙金屬片式應(yīng)用最多。雙金屬

22、片式熱繼電器主要由發(fā)熱元件 1 、主雙金屬片 2 和觸點(diǎn) 4 三部分組成，如右圖所示。主雙金屬片 2 是熱繼電器的感測(cè)元件，由兩種膨脹系數(shù)不同的金屬片輾壓而成。當(dāng)串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)定子繞組中的熱元件有電流流過時(shí)，熱元件產(chǎn)生的熱量使雙金屬片伸長，由于膨脹系數(shù)不同，致使雙金屬片發(fā)生彎曲。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，雙金屬片的彎曲程度不足以使熱繼電器動(dòng)作。但是當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，流過熱元件的電流增大，加上時(shí)間效應(yīng)，就會(huì)加大雙金屬片的彎曲程度，最終使雙金屬片推動(dòng)導(dǎo)板 3 使熱繼電器的觸點(diǎn) 4 動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)的控制電路。 熱繼電器動(dòng)畫演示第41頁/共157頁2.2.4.5 熱繼電器 JR0 、 JRl 、 JR2 和 J

23、Rl5 系列的熱繼電器均為兩相結(jié)構(gòu)，是雙熱元件的熱繼電器，可以用作三相異步電動(dòng)機(jī)的均衡過載保護(hù)和定子繞組為 Y 聯(lián)結(jié)的三相異步電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)，但不能用作定子繞組為 聯(lián)結(jié)的三相異步電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)。熱繼電器的外形及結(jié)構(gòu)見下圖所示：第42頁/共157頁2.2.4.5 熱繼電器 JRl6 和 JR20 系列熱繼電器均為帶斷相保護(hù)的熱繼電器，具有差動(dòng)式斷相保護(hù)機(jī)構(gòu)。選擇時(shí)主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)定子繞組的聯(lián)結(jié)方式來確定熱繼電器的型號(hào)，在三相異步電動(dòng)機(jī)電路中，對(duì) Y 聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，一般采用兩相結(jié)構(gòu)，即在兩相主電路中串接熱元件。但對(duì)于定子繞組為聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)必須采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器

24、。 熱繼電器的型號(hào)含義及圖形符號(hào)如下圖所示。 第43頁/共157頁2.2.4.6 速度繼電器 速度繼電器是利用轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來切換電路的自動(dòng)電器，它主要用作鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制中，故也稱為反接制動(dòng)繼電器。 速度繼電器主要由定子、轉(zhuǎn)子和觸點(diǎn)三部分組成。 如下圖所示為速度繼電器的結(jié)構(gòu)原理示意圖及工作過程演示。 第44頁/共157頁2.2.4.6 速度繼電器 速度繼電器的軸與電動(dòng)機(jī)的軸相連接，轉(zhuǎn)子 2 固定在軸上，定子 3 與軸同心。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，繞組切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，此電流和永久磁鐵的磁場(chǎng)作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使定子向軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向偏擺，通過擺錘 5 撥動(dòng)觸點(diǎn)

25、6 ，使常閉觸點(diǎn)斷開、常開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到接近零時(shí)，轉(zhuǎn)矩減小，擺錘在彈簧力的作用下恢復(fù)原位，觸點(diǎn)也復(fù)位。 速度繼電器根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇。 速度繼電器的 圖形符號(hào)和 文字符號(hào)如圖所示。第45頁/共157頁2.2.5 其他電器2.2.5.1 刀開關(guān)2.2.5.2 熔斷器斷路器第46頁/共157頁2.2.5.1 刀開關(guān) 刀開關(guān)是一種手動(dòng)電器，在低壓電路中用于不頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐?，或用于隔離電源，故又稱 “ 隔離開關(guān) ” 。1. 刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)和安裝 刀開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的手動(dòng)電器，主要由手柄、觸刀、靜插座和絕緣底板等組成，如下圖所示。刀開關(guān)在切斷電源時(shí)會(huì)產(chǎn)生電弧，因此在安裝

26、刀開關(guān)時(shí)手柄必須朝上，不得倒裝或平裝。 接線時(shí)應(yīng)將電源線接在上端，負(fù)載接在下端，這樣拉閘后刀片與電源隔離，可防止意外發(fā)生。 第47頁/共157頁2. 常用刀開關(guān) 常用刀開關(guān)有 HD 系列及 HS 系列板用刀開關(guān)、 HK 系列開啟式負(fù)荷開關(guān)和 HH 系列封閉式負(fù)荷開關(guān)。（） HD 系列及 HS 系列刀開關(guān)（ 2 ） HK 系列開啟式負(fù)荷開關(guān)（ 3 ） HH 系列封閉式負(fù)荷開關(guān) 刀開關(guān)的外形如圖所示。 2.2.5.1 刀開關(guān)第48頁/共157頁2.2.5.1 刀開關(guān)3.刀開關(guān)的型號(hào)含義和電氣符號(hào)第49頁/共157頁2.2.5.2 熔斷器 熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉、控制有效的短路保護(hù)

27、電器。1. 熔斷器的結(jié)構(gòu)和工作原理 熔斷器主要由熔體（俗稱保險(xiǎn)絲）和安裝熔體的熔管（或熔座）組成。 熔斷器的熔體與被保護(hù)的電路串聯(lián)，當(dāng)電路正常工作時(shí)，熔體允許通過一定大小的電流而不熔斷。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時(shí)，熔體中流過很大的故障電流，當(dāng)電流產(chǎn)生的熱量使熔體溫度升高達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，熔體熔斷并切斷電路，從而達(dá)到保護(hù)的目的。 第50頁/共157頁2.2.5.2 熔斷器2. 熔斷器的分類 熔斷器的類型很多，按結(jié)構(gòu)形式可分為插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、封閉管式熔斷器、快速熔斷器和自復(fù)式熔斷器等。 熔斷器的外形如右圖所示。 螺旋式熔斷器 圓筒形帽熔斷器 螺栓連接熔斷器 第51頁/共157頁2.2.5.2

28、 熔斷器3. 熔斷器的型號(hào)含義和電氣符號(hào)如下圖所示。 型號(hào)含義 電氣符號(hào) 第52頁/共157頁2.2.5.3 斷路器 低壓斷路器 ( 也稱自動(dòng)開關(guān) ) 是一種既可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和過負(fù)荷電流，又可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_關(guān)電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護(hù)功能，如過負(fù)荷、短路、過載、欠壓和漏電保護(hù)等。 1. 斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理 低壓斷路器主要由觸頭、滅弧裝置、操動(dòng)機(jī)構(gòu)和保護(hù)裝置等組成。斷路器的保護(hù)裝置由各種脫扣器來實(shí)現(xiàn)。斷路器的脫扣器形式有：欠壓脫扣器、過電流脫扣器、分勵(lì)脫扣器等。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。 第53頁/共157頁2.2.5.3 斷路器1. 斷路器的結(jié)構(gòu)

29、和工作原理第54頁/共157頁2.2.5.3 斷路器2. 斷路器的分類 低壓斷路器的分類方式很多，按結(jié)構(gòu)形式分有 DW15 、 DW16 、 CW 系列萬能式 ( 又稱框架式 ) 和 DZ5 系列、 DZ15 系列、 DZ20 系列、 DZ25 系列塑殼式斷路器； 按滅弧介質(zhì)分有空氣式和真空式 ( 目前國產(chǎn)多為空氣式 ) ； 按操作方式分有手動(dòng)操作、電動(dòng)操作和彈簧儲(chǔ)能機(jī)械操作； 按極數(shù)分有單極式、二極式、三極式和四極式；按安裝方式分有固定式、插入式、抽屜式和嵌入式等。低壓斷路器容量范圍很大，最小為 4A ，而最大可達(dá) 5000A 。第55頁/共157頁2.2.5.3 斷路器1. 滅弧罩 2.

30、開關(guān)本體 3. 抽屜座 4. 合閘按鈕 5. 分閘按鈕6. 智能脫扣器 7. 搖勻柄插入位置8. 連接 / 試驗(yàn) / 分勵(lì)指示 斷路器的安裝示意圖：第56頁/共157頁3.斷路器的型號(hào)含義和電氣符號(hào)2.2.5.3 斷路器斷路器的實(shí)物圖：第57頁/共157頁 2.3 基本電氣控制電路2.3.1 電氣圖概述 2.3.2 基本控制規(guī)律2.3.3 降壓起動(dòng)控制電路2.3.4 制動(dòng)控制電路2.3.5 調(diào)速控制電路第58頁/共157頁2.3.1 電氣圖概述 電氣控制線路是由許多電器元件按照一定的要求和規(guī)律連接而成的。 將電氣控制系統(tǒng)中各電器元件及它們之間的連接線路用一定的圖形表達(dá)出來，這種圖形就是電氣控制

31、系統(tǒng)圖，一般包括電氣原理圖、電器布置圖和電氣安裝接線圖 3 種。常用電氣圖的圖形符號(hào)與文字符號(hào) 在國家標(biāo)準(zhǔn)中，電氣技術(shù)中的文字符號(hào)分為基本文字符號(hào) ( 單字母或雙字母 ) 和輔助文字符號(hào)?；疚淖址?hào)中的單字母符號(hào)按英文字母將各種電氣設(shè)備、裝置和元器件劃分為 23 個(gè)大類，每個(gè)大類用一個(gè)專用單字母符號(hào)表示。如 “K” 表示繼電器、接觸器類，“F” 表示保護(hù)器件類等，單字母符號(hào)應(yīng)優(yōu)先采用。雙字母符號(hào)是由一個(gè)表示種類的單字母符號(hào)與另一字母組成，其組合應(yīng)以單字母符號(hào)在前，另一字母在后的次序列出。 第59頁/共157頁2.3.1 電氣圖概述電氣原理圖 電氣原理圖用圖形和文字符號(hào)表示電路中各個(gè)電器元件的

32、連接關(guān)系和電氣工作原理，它并不反映電器元件的實(shí)際大小和安裝位置。如右圖所示。 CW6132 型普通車床的電氣原理圖 第60頁/共157頁2.3.1 電氣圖概述電氣原理圖1. 電氣原理圖一般分為主電路、控制電路和輔助電路 3 個(gè)部分。2. 電氣原理圖中所有電器元件的圖形和文字符號(hào)必須符合國家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。3. 在電氣原理圖中，所有電器的可動(dòng)部分均按原始狀態(tài)畫出。4. 動(dòng)力電路的電源線應(yīng)水平畫出；主電路應(yīng)垂直于電源線畫出；控制電路和輔助電路應(yīng)垂直于兩條或幾條水平電源線之間；耗能元件（如線圈、電磁閥、照明燈和信號(hào)燈等）應(yīng)接在下面一條電源線一側(cè)，而各種控制觸點(diǎn)應(yīng)接在另一條電源線上。5. 應(yīng)盡量減少線

33、條數(shù)量，避免線條交叉。第61頁/共157頁6. 在電氣原理圖上應(yīng)標(biāo)出各個(gè)電源電路的電壓值、極性或頻率及相數(shù)；對(duì)某些元器件還應(yīng)標(biāo)注其特性（如電阻、電容的數(shù)值等）；不常用的電器（如位置傳感器、手動(dòng)開關(guān)等）還要標(biāo)注其操作方式和功能等。7. 為方便閱圖，在電氣原理圖中可將圖幅分成若干個(gè)圖區(qū)，圖區(qū)行的代號(hào)用英文字母表示，一般可省略，列的代號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其圖區(qū)編號(hào)寫在圖的下面，并在圖的頂部標(biāo)明各圖區(qū)電路的作用。8. 在繼電器、接觸器線圈下方均列有觸點(diǎn)表以說明線圈和觸點(diǎn)的從屬關(guān)系，即“符號(hào)位置索引”。也就是在相應(yīng)線圈的下方，給出觸點(diǎn)的圖形符號(hào)（有時(shí)也可省去），對(duì)未使用的觸點(diǎn)用“ ”表明（或不作表明）。

34、2.3.1 電氣圖概述電氣原理圖第62頁/共157頁2.3.1 電氣圖概述電氣原理圖接觸器各欄表示的含義如下： 繼電器各欄表示的含義如下： 電氣安裝接線圖 電氣安裝接線圖反映的是電氣設(shè)備各控制單元內(nèi)部元件之間的接線關(guān)系。第63頁/共157頁2.3.1 電氣圖概述電器元件布置圖 電器元件布置圖反映各電器元件的實(shí)際安裝位置，在圖中電器元件用實(shí)線框表示，而不必按其外形形狀畫出；在圖中往往還留有 10% 以上的備用面積及導(dǎo)線管（槽）的位置，以供走線和改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)用；在圖中還需要標(biāo)注出必要的尺寸。如下圖所示。 CW6132 型普通車床的電器布置圖 第64頁/共157頁2.3.2 基本控制規(guī)律2.3.2.1

35、 自鎖控制電路2.3.2.2 互鎖控制電路行程控制電路多地控制電路順序控制電路第65頁/共157頁2.3.2.1 自鎖控制電路2.3.2 基本控制規(guī)律 1. 點(diǎn)動(dòng)控制電路 點(diǎn)動(dòng)控制電路是用按鈕和接觸器控制電動(dòng)機(jī)的最簡(jiǎn)單的控制線路，其原理圖如下圖所示， 分為主電路和控制電路兩部分。 電路工作原理如下：首先合上電源開關(guān) QS 。 這種當(dāng)按鈕按下時(shí)電動(dòng)機(jī)就運(yùn)轉(zhuǎn)，按鈕松開后電動(dòng)機(jī)就停止的控制方式，稱為點(diǎn)動(dòng)控制。起動(dòng)：停止：第66頁/共157頁2.3.2.1 自鎖控制電路2.3.2 基本控制規(guī)律2. 自鎖控制電路 接觸器自鎖控制電路的動(dòng)畫演示如右圖所示，在點(diǎn)動(dòng)控制電路的基礎(chǔ)上它又在控制回路增加了一個(gè)停止

36、按鈕 SB1 ，還在起動(dòng)按鈕 SB2 的兩端并接了接觸器的一對(duì)輔助動(dòng)合觸點(diǎn) KM 。 起動(dòng)：停止：第67頁/共157頁2.3.2.1 自鎖控制電路2.3.2 基本控制規(guī)律3. 點(diǎn)動(dòng)和自鎖混合控制電路 右圖所示的電路既能進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制，又能進(jìn)行自鎖控制的動(dòng)畫演示，所以稱為點(diǎn)動(dòng)和自鎖混合控制電路。當(dāng) SA 閉合時(shí)為自鎖控制，當(dāng) SA 斷開時(shí)為點(diǎn)動(dòng)控制。 4. 電路保護(hù)環(huán)節(jié)（ 1 ）短路保護(hù)（ 2 ）過載保護(hù)（ 3 ）欠壓和失壓保護(hù)第68頁/共157頁2.3.2.2 互鎖控制電路2.3.2 基本控制規(guī)律 互鎖的實(shí)現(xiàn)：將接至電動(dòng)機(jī)的三相電源線中的任意兩相對(duì)調(diào)，就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。 1. 接觸器互鎖的

37、正反轉(zhuǎn)控制電路 右圖為兩個(gè)接觸器的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路。圖中，若同時(shí)按下 SB2 和 SB3 ，則接觸器 KM1 和 KM2 線圈同時(shí)得電并自鎖，它們的主觸點(diǎn)都閉合，這時(shí)會(huì)造成電動(dòng)機(jī)三相電源的相間短路事故，所以該電路不能使用。 第69頁/共157頁 為了避免兩接觸器同時(shí)得電而造成電源相間短路，在控制電路中，分別將兩個(gè)接觸器 KM1 、 KM2 的輔助動(dòng)斷觸點(diǎn)串接在對(duì)方的線圈回路里，如右圖所示。 這種利用兩個(gè)接觸器（或繼電器）的動(dòng)斷觸點(diǎn)互相制約的控制方法叫做 互鎖 （也稱聯(lián)鎖），而這兩對(duì)起互鎖作用的觸點(diǎn)稱為互鎖觸點(diǎn)。 2.3.2.2 互鎖控制電路2.3.2 基本控制規(guī)律1. 接觸器互鎖的正反轉(zhuǎn)控

38、制電路第70頁/共157頁2.3.2.2 互鎖控制電路2.3.2 基本控制規(guī)律接觸器互鎖的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的工作原理如下：首先合上電源開關(guān) QS 。正轉(zhuǎn)起動(dòng)： 停止： 反轉(zhuǎn)起動(dòng)： 1. 接觸器互鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路第71頁/共157頁2. 按鈕、接觸器雙重互鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路 下圖所示的按鈕、接觸器雙重互鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路。所謂按鈕互鎖，就是將復(fù)合按鈕動(dòng)合觸點(diǎn)作為起動(dòng)按 鈕，而將其動(dòng)斷觸點(diǎn)作為互鎖觸點(diǎn)串接在另一個(gè)接觸器線圈支路中。這樣，要使電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向，只要直接按反轉(zhuǎn)按鈕就可以了，而不必先按停止按鈕，簡(jiǎn)化了操作。 2.3.2.2 互鎖控制電路2.3.2 基本控制規(guī)律第72頁/共157頁2.3.

39、2.2 互鎖控制電路2.3.2 基本控制規(guī)律2. 按鈕、接觸器雙重互鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路第73頁/共157頁2.3.2.3 行程控制電路2.3.2 基本控制規(guī)律工作臺(tái)自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)的示意圖 自動(dòng)往返動(dòng)畫演示第74頁/共157頁2.3.2.4 多地控制電路2.3.2 基本控制規(guī)律能在兩地或多地控制同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制方式叫做電動(dòng)機(jī)的多地控制。 右圖所示為兩地控制的電路。 所謂兩地控制是在兩個(gè)地點(diǎn)各設(shè)一套電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停止用的控制按鈕，圖中 SB3 、 SB2 為甲地控制的起動(dòng)和停止按鈕， SB4 、 SB1 為乙地控制的起動(dòng)和停止按鈕。電路的特點(diǎn)是：兩地的起動(dòng)按鈕 SB3 、 SB4 （動(dòng)合觸點(diǎn)）要并聯(lián)

40、接在一起，停止按鈕 SB1 、 SB2 （動(dòng)斷觸點(diǎn)）要串聯(lián)接在一起。這樣就可以分別在甲、乙兩地起、停同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，達(dá)到操作方便之目的。 第75頁/共157頁2.3.2.5 順序控制電路2.3.2 基本控制規(guī)律 常用的順序控制電路有兩種，一種是主電路的順序控制，一種是控制電路的順序控制。 1. 主電路的順序控制 主電路順序起動(dòng)控制電路如圖所示。 只有當(dāng) KM1 閉合，電動(dòng)機(jī) M1 起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后， KM2 才能使 M2 得電起動(dòng)，滿足電動(dòng)機(jī) M1 、 M2 順序起動(dòng)的要求。 第76頁/共157頁2. 控制電路的順序控制 下圖所示為用控制電路來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)順序控制的電路。 2.3.2.5 順序控制電路2

41、.3.2 基本控制規(guī)律圖中利用接觸器 KM1 的動(dòng)合觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)順序控制。 第77頁/共157頁2.3.3 降壓起動(dòng)控制電路2.3.3.1 定子串電阻降壓起動(dòng)控制電路 2.3.3.2 自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路 Y- 降壓起動(dòng)控制電路 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻降壓起動(dòng)控制電路 電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)， 定子起動(dòng)電流 約為額定電流的 4 7 倍。過大的起動(dòng)電流將將影響接在同一電網(wǎng)上的其他用電設(shè)備的正常工作，甚至使它們停轉(zhuǎn)或無法起動(dòng)。因此往往采用降壓起動(dòng)。 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)常用的降壓起動(dòng)方法主要有：定子串電阻（或電抗）降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)、 Y- 降壓起動(dòng)等。第78頁/共157頁2.3.3.1 定

42、子串電阻降壓起動(dòng)控制電路 這種起動(dòng)方法是：起動(dòng)時(shí)在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中串接電阻，通過電阻的分壓作用，使電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓減小；待起動(dòng)完畢后，將電阻切除，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓（全壓）下正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其控制電路如右圖所示。 第79頁/共157頁2.3.3.1 定子串電阻降壓起動(dòng)控制電路電路工作原理如下：首先合上電源開關(guān) QS 。 第80頁/共157頁2.3.3.2 自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路 自耦變壓器降壓起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)利用自耦變壓器來降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的起動(dòng)電壓。待起動(dòng)一定時(shí)間，轉(zhuǎn)速升高到預(yù)定值后，將自耦變壓器切除，電動(dòng)機(jī)定子繞組直接接上電源電壓，進(jìn)入全壓運(yùn)行。其控制電路如下： 第81頁

43、/共157頁2.3.3.2 自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路 電路工作原理如下：首先合上電源開關(guān) QS 。 第82頁/共157頁2.3.3.3 Y- 降壓起動(dòng)控制電路 Y- 降壓起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，把定子繞組接成星形，以降低起動(dòng)電壓，限制起動(dòng)電流，待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，再把定子繞組改接為三角形，使其全壓運(yùn)行。右圖為按照時(shí)間控制的Y- 降壓起動(dòng)控制電路演示。 第83頁/共157頁2.3.3.3 Y- 降壓起動(dòng)控制電路電路工作原理如下：首先合上電源開關(guān) QS 。 第84頁/共157頁繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻降壓起動(dòng)控制電路 繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)方法：轉(zhuǎn)子電路串入起動(dòng)電阻或頻敏變阻器。起動(dòng)過程的控制

44、原則有電流控制原則和時(shí)間控制原則兩種。1. 電流控制原則 下圖為電流控制原則的轉(zhuǎn)子串三級(jí)電阻起動(dòng)控制電路，轉(zhuǎn)子電阻采用平衡短接法。三個(gè)過電流繼電器 KA1 、 KA2 、 KA3 根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流的變化，控制接觸器 KM1 、 KM2 、 KM3 依次得電動(dòng)作，來逐級(jí)切除外加電阻 R1 、 R2 、 R3 。 第85頁/共157頁繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻降壓起動(dòng)控制電路電路工作原理如下：首先合上電源開關(guān) QS 。 由于電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電流很大，三個(gè)電流繼電器 KA1 、 KA2 、 KA3 都吸合，它們的動(dòng)斷觸點(diǎn)全部斷開，轉(zhuǎn)子繞組串全電阻起動(dòng)。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)子電流逐漸減小，逐次

45、使 KA1、KA2、KA3釋放， 并逐次將電阻切除，直到全部電阻被切除，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完畢，進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。 第86頁/共157頁繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻降壓起動(dòng)控制電路2. 時(shí)間控制原則 右圖為按時(shí)間原則控制的轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)電路。圖中 KM 為電源接觸器， KM1KM3 用來短接轉(zhuǎn)子電阻，時(shí)間繼電器 KT1KT3 控制起動(dòng)過程。 第87頁/共157頁2.3.4 制動(dòng)控制電路2.3.4.1 機(jī)械制動(dòng)控制電路 2.3.4.2 反接制動(dòng)控制電路 能耗制動(dòng)控制電路 所謂制動(dòng)，就是給正在運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)加上一個(gè)與原轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)常用的制動(dòng)方法有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩大類。

46、第88頁/共157頁2.3.4.1 機(jī)械制動(dòng)控制電路 利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)斷開電源后迅速停轉(zhuǎn)的方法稱為機(jī)械制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)分為通電制動(dòng)型和斷電制動(dòng)型兩種。斷電制動(dòng)型電磁抱閘的結(jié)構(gòu)示意圖 如下：第89頁/共157頁 電磁抱閘制動(dòng)裝置由電磁操作機(jī)構(gòu)和彈簧力機(jī)械抱閘機(jī)構(gòu)組成，下圖所示為應(yīng)用斷電制動(dòng)型電磁抱閘的控制電路。2.3.4.1 機(jī)械制動(dòng)控制電路工作原理： 上電源開關(guān) QS ，按下起動(dòng)按鈕 SB2 后，接觸器 KM 線圈得電自鎖，主觸點(diǎn)閉合，電磁鐵線圈 YB 通電，銜鐵吸合，使制動(dòng)器的閘瓦和閘輪分開，電動(dòng)機(jī) M 起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。停車時(shí)，按下停止按鈕 SB1 后，接觸器 KM 線圈斷電，自鎖觸點(diǎn)和主觸點(diǎn)分

47、斷，使電動(dòng)機(jī)和電磁鐵線圈 YB 同時(shí)斷電，銜鐵與鐵心分開，在彈簧拉力的作用下閘瓦緊緊抱住閘輪，電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。 第90頁/共157頁2.3.4.2 反接制動(dòng)控制電路 用于快速停車的電 氣 制動(dòng)方法有反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)等。 反接制動(dòng)依靠改變電動(dòng)機(jī)定子繞組中三相電源的相序，使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)到接近零轉(zhuǎn)速時(shí)，再將反接電源切除。通常采用速度繼電器檢測(cè)速度的過零點(diǎn)。 右圖所示為單向運(yùn)行的反接制動(dòng)控制電路的演示： 第91頁/共157頁2.3.4.3 能耗制動(dòng)控制電路 能耗制動(dòng)是在切除三相交流電源之后，定子繞組通人直流電流，在

48、定子、轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生靜止磁場(chǎng)，慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割該磁場(chǎng)，形成感應(yīng)電流，產(chǎn)生與慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁力矩而使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)，并在制動(dòng)結(jié)束后將直流電源切除。 1. 能耗制動(dòng)控制原理 下面以手動(dòng)控制的能耗制動(dòng)控制電路進(jìn)行說明，按下SB2，KM1線圈得電并自鎖，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)；當(dāng)進(jìn)行能耗制動(dòng)時(shí)，手一直按住SB1，KM2線圈得電，將直流電源接入電動(dòng)機(jī)進(jìn)行能耗制動(dòng)，延時(shí)兩秒左右，松開SB1，能耗制動(dòng)結(jié)束。 第92頁/共157頁2.3.4.3 能耗制動(dòng)控制電路能耗制動(dòng)控制電路動(dòng)畫演示 第93頁/共157頁2.3.4.3 能耗制動(dòng)控制電路2. 按時(shí)間原則控制的能耗制動(dòng)按時(shí)間原則控制的能耗制動(dòng)電路如圖所示

49、： 第94頁/共157頁工作原理: 首先合上電源開關(guān) QS 。 2.3.4.3 能耗制動(dòng)控制電路2. 按時(shí)間原則控制的能耗制動(dòng)第95頁/共157頁2.3.5 調(diào)速控制電路2.3.5.1 變級(jí)調(diào)速原理 2.3.5.2 變級(jí)調(diào)速控制電路 由上式可知，要改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可采用改變電源頻率 f 1 、改變磁極對(duì)數(shù) p 以及改變轉(zhuǎn)差率 s 等 3 種基本方法。三相交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：第96頁/共157頁2.3.5.1 變級(jí)調(diào)速原理 改變異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的連接方式，可以改變磁極對(duì)數(shù)，從而得到不同的轉(zhuǎn)速。 常見的交流變極調(diào)速電動(dòng)機(jī)有雙速電動(dòng)機(jī)和多速電動(dòng)機(jī)。 雙速電動(dòng)機(jī)定子繞組常見的接法有 Y/

50、YY 和 /YY 兩種。右圖所示為 4/2 極 /YY 的雙速電動(dòng)機(jī)定子繞組接線圖。在制造時(shí)每相繞組就分為兩個(gè)相同的繞組，中間抽頭依次為 U2 、 V2 、 W2 ，這兩個(gè)繞組可以串聯(lián)或并聯(lián)。(a) 低速形接法(b) 高速 YY 形接法第97頁/共157頁 根據(jù)變極調(diào)速原理“定子一半繞組中電流方向變化，磁極對(duì)數(shù)成倍變化”，上圖 (a) 將繞組的 U1 、 V1 、 W1 三個(gè)端子接三相電源，將 U2 、 V2 、 W2 三個(gè)端子懸空，三相定子繞組接成三角形（）。這時(shí)每相的兩個(gè)繞組串聯(lián)，電動(dòng)機(jī)以 4 極運(yùn)行，為低速。上圖 (b) 將 U2 、 V2 、 W2 三個(gè)端子接三相電源， U1 、 V1

51、 、 W1 連成星點(diǎn)，三相定子繞組連接成雙星（ YY ）形。這時(shí)每相兩個(gè)繞組并聯(lián)，電動(dòng)機(jī)以 2 極運(yùn)行，為高速。根據(jù)變極調(diào)速理論，為保證變極前后電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，要求變極的同時(shí)改變電源相序。 2.3.5.1 變級(jí)調(diào)速原理 第98頁/共157頁2.3.5.2 變級(jí)調(diào)速控制電路4/2 極的雙速交流異步電動(dòng)機(jī)控制電路如下圖所示。 圖中，SB2 為低速起動(dòng)按鈕，SB3為高速起動(dòng)按鈕，SB1為停止按鈕。由低速變?yōu)楦咚贂r(shí)采用時(shí)間繼電器進(jìn)行控制。電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，M 的繞組連接成形 ；電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，M 的繞組連接成 YY 形。第99頁/共157頁 2.4 典型電氣控制系統(tǒng)2.4.1 電氣線路分析基礎(chǔ)2

52、.4.2 普通車床的電氣控制2.4.3 銑床的電氣控制組合機(jī)床的電氣控制第100頁/共157頁2.4.1 電氣線路分析基礎(chǔ)電氣控制線路分析的內(nèi)容 分析的具體內(nèi)容如下：1 設(shè)備說明書2 電氣控制原理圖3 電氣設(shè)備總裝接線圖4 電器元件布置圖與接線圖電氣原理圖閱讀分析的步驟 電氣原理圖閱讀分析的方法 第101頁/共157頁電氣原理圖閱讀分析的步驟 1 分析主電路 從主電路入手，根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求去分析它們的控制內(nèi)容?？刂苾?nèi)容包括起動(dòng)、轉(zhuǎn)向控制、調(diào)速、制動(dòng)等。2 分析控制電路 根據(jù)主電路中各電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，利用前面學(xué)過的典型控制環(huán)節(jié)的知識(shí)，按

53、功能不同將控制線路“化整為零”來分析。3 分析輔助電路 . 輔助電路包括電源指示、各執(zhí)行元件的工作狀態(tài)顯示、參數(shù)測(cè)定、照明和故障報(bào)警等部分，它們大多是由控制電路中的元件來控制的，所以在分析輔助電路時(shí)，還要回過頭來對(duì)照控制電路進(jìn)行分析。4 分析聯(lián)鎖及保護(hù)環(huán)節(jié) 機(jī)床對(duì)于安全性及可靠性有很高的要求，實(shí)現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇拖動(dòng)和控制方案外，還在控制線路中設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要的電氣聯(lián)鎖。 5 總體檢查 對(duì)局部電路的工作原理及各部分之間的控制關(guān)系了解的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系.第102頁/共157頁電氣原理圖閱讀分析的方法 1認(rèn)識(shí)符號(hào)2熟悉控制設(shè)備的動(dòng)作情況及觸頭狀態(tài)3弄清控制目

54、的和控制方法4按操作后的動(dòng)作流程來分析動(dòng)作過程5假設(shè)故障分析現(xiàn)象第103頁/共157頁2.4.2 普通車床的電氣控制2.4.2.1 車床的主要結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)分析 2.4.2.2 車床的電力拖動(dòng)形式及控制要求 2.4.2.3 車床的電氣控制線路分析 車床電氣控制線路的特點(diǎn) 第104頁/共157頁2.4.2.1 車床的主要結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)分析 右圖所示為 C650 臥式車床結(jié)構(gòu)示意圖。它主要由床身、主軸變速箱、尾座進(jìn)給箱、絲杠、光杠、刀架和溜板箱等組成。 主運(yùn)動(dòng)：卡盤或頂尖帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：溜板帶動(dòng)刀架的縱向或橫向直線運(yùn)動(dòng)； 輔助運(yùn)動(dòng)：刀架的快速進(jìn)給與快速退回。 車床的調(diào)速采用變速箱。C650

55、 臥式車床結(jié)構(gòu)示意圖 1 、 4 帶輪 2 進(jìn)給箱 3 掛輪架 5 主軸箱 6 床身 7 刀架 8 溜板 9 尾架 10 絲桿 11 光桿 12 床腿第105頁/共157頁2.4.2.2 車床的電力拖動(dòng)形式及控制要求 1 主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) C650 型車床的主運(yùn)動(dòng)是工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由主電機(jī)拖動(dòng)，其功率為 30kW 。主電機(jī)由接觸器控制實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，為提高工作效率，主電機(jī)采用反接制動(dòng)。 2 刀架的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 溜板帶著刀架的直線運(yùn)動(dòng)，稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。刀架的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由主軸電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，并使用走刀箱調(diào)節(jié)加工時(shí)的縱向和橫向走刀量。 3 刀架的快速移動(dòng) 為了提高工作效率，車床刀架的快速移動(dòng)由一臺(tái)單獨(dú)的快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)

56、拖動(dòng)，其功率為 2.2kW ，并采用點(diǎn)動(dòng)控制。 4 冷卻系統(tǒng) 車床內(nèi)裝有一臺(tái)不調(diào)速、單向旋轉(zhuǎn)的三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵，供給刀具切削時(shí)使用的冷卻液。 第106頁/共157頁2.4.2.3 車床的電氣控制線路分析 C650 臥式車床的電氣控制原理圖第107頁/共157頁2.4.2.3 車床的電氣控制線路分析 1. 主電路 主電動(dòng)機(jī) M1 ： KM1 、 KM2 兩個(gè)接觸器實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)， FR1 作過載保護(hù)， R 為限流電阻，電流表 PA 用來監(jiān)視主電動(dòng)機(jī)的繞組電流，由于主電動(dòng)機(jī)功率很大，故 PA 接入電流互感器 TA 回路。當(dāng)主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電流表 PA 被短接，只有當(dāng)正常工作時(shí)，電流表 PA 才

57、指示繞組電流。 KM3 用于短接電阻 R 。 冷卻泵電機(jī) M2 ： KM4 接觸器控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)的起停， FR2 為 M2 的過載保護(hù)用熱繼電器。 快速電機(jī) M3 ： KM5 接觸器控制快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) M3 的起停，由于 M3 點(diǎn)動(dòng)短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，故不設(shè)置熱繼電器。 第108頁/共157頁2.4.2.3 車床的電氣控制線路分析 2. 控制電路 （ 1 ）主軸電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制 如右圖所示，按下點(diǎn)動(dòng)按鈕 SB2 不松手接觸器 KM1 線圈通電 KM1 主觸點(diǎn)閉合主軸電動(dòng)機(jī)把限流電阻 R 串入電路中進(jìn)行降壓起動(dòng)和低速運(yùn)轉(zhuǎn)。 車床主電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制電路 第109頁/共157頁（ 2 ）主軸電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

58、 下圖所示，按下正向起動(dòng)按鈕 SB3 KM3 線圈通電 KM3 主觸點(diǎn)閉合短接限流電阻 R 同時(shí)另有一個(gè)常開輔助觸點(diǎn) KM3 （ 5 15 ）閉合 KA 線圈通電 KA 常開觸點(diǎn)（ 5 10 ）閉合 KM3 線圈自鎖保持通電把電阻 R 切除同時(shí) KA 線圈也保持通電。 另一方面，當(dāng) SB3 尚未松開時(shí)，由于 KA 的另一常開觸點(diǎn)（ 9 6 ）已閉合 KM1 線圈通電 KM1 主觸點(diǎn)閉合 KM1 輔助常開觸點(diǎn)（ 9 10 ）也閉合（自鎖）主電動(dòng)機(jī) M1 全壓正向起動(dòng)運(yùn)行。 2.4.2.3 車床的電氣控制線路分析 第110頁/共157頁2.4.2.3 車床的電氣控制線路分析 （ 3 ）主電動(dòng)機(jī)的反

59、接制動(dòng)控制 C650 車床采用反接方式制動(dòng)，用速度繼電器 KS 進(jìn)行檢測(cè)和控制。 假設(shè)原來主電動(dòng)機(jī) M1 正轉(zhuǎn)運(yùn)行，見上圖，則 KS-1 （ 11 13 ）閉合，而反向常開觸點(diǎn) KS-2 （ 6 11 ）依然斷開。當(dāng)按下反向總停按鈕 SB1 （ 4 5 ）后，原來通電的 KM1 、 KM3 、 KT 和 KA 就隨即斷電，它們的所有觸點(diǎn)均被釋放而復(fù)位。然而，當(dāng) SB1 松開后，反轉(zhuǎn)接觸器 KM2 立即通電，（ 4 ）刀架快速移動(dòng)控制 轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄，限位開關(guān) SQ （ 5 19 ）被壓動(dòng)而閉合，使得快速移動(dòng)接觸器 KM5 線圈得電，快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) M3 就起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，而當(dāng)?shù)都苁直鷱?fù)位時(shí)， M3 隨

60、即停轉(zhuǎn)。（ 5 ）冷卻泵控制 按 SB6 （ 16 17 ）按鈕 KM4 接觸器線圈得電并自鎖 KM4 主觸點(diǎn)閉合冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)；按下 SB5 （ 5 16 ） KM4 接觸器線圈失電 M2 停轉(zhuǎn)。 第111頁/共157頁2.4.2.4 車床電氣控制線路的特點(diǎn) 1 . 主軸的正反轉(zhuǎn)是通過電氣方式，而不是通過機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)的。 2 . 主電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)采用了電氣反接制動(dòng)形式，并用速度繼電器進(jìn)行控制。 3 . 控制回路由于電器元件很多，故通過控制變壓器 TC 與三相電網(wǎng)進(jìn)行電隔離，提高了操作和維修時(shí)的安全性。 4 . 采用時(shí)間繼電器 KT 對(duì)電流表 PA 進(jìn)行保護(hù)。 5 . 中間繼電器