電工與電子技術基礎第四章課件

1、第4章第四章1.了解三相籠型異步電動機的結構，掌握其工作原理。2.了解常見低壓電器的結構和圖形符號，掌握其正確的使用方法。3.掌握電氣控制電路圖繪制的方法，能分析簡單電氣控制電路的工作原理。4.了解電氣控制電路在機械工業(yè)中的應用場合。1.學會正確使用三相四線制電路，能對電動機進行星形和三角形聯結。2.學會常用低壓電器的結構、工作原理和用途，并根據工作環(huán)境正確選用。3.能根據電路圖正確安裝、調試電氣控制電路。4.會使用萬用表檢查電路，分析和排除電路故障。一、電動機的用途和分類二、三相籠型異步電動機的基本結構三、三相籠型異步電動機的工作原理第四章四、旋轉磁場的轉向五、三相籠型異步電動機的銘牌一、低

2、壓電器的基本知識二、低壓開關三、主令電器四、熔斷器五、接觸器六、繼電器一、電源電路的繪制二、主電路的繪制三、輔助電路的繪制一、手動正轉控制電路二、點動正轉控制電路第四章三、接觸器自鎖控制電路四、具有過載保護的自鎖控制電路一、倒順開關正反轉控制電路二、接觸器聯鎖正反轉控制電路三、按鈕聯鎖正反轉控制電路四、雙重聯鎖正反轉控制電路一、機械制動控制電路二、電力制動控制電路一、實驗目的二、實驗器材三、實驗電路(見實驗圖4-1)四、實驗內容和步驟五、實驗報告4.會使用萬用表檢查電路，分析和排除電路故障。圖4-1電力拖動設備組成框圖二、三相籠型異步電動機的基本結構圖4-2三相籠型異步電動機的組成1.定子二、

3、三相籠型異步電動機的基本結構圖4-3未裝繞組的定子、轉子沖片a)定子沖片b)轉子沖片二、三相籠型異步電動機的基本結構圖4-4定子三相繞組的接線方法a)繞組接法b)出線盒接法2.轉子二、三相籠型異步電動機的基本結構圖4-5籠型鑄鋁轉子的結構a)鑄鋁轉子繞組b)鑄鋁轉子二、三相籠型異步電動機的基本結構圖4-6籠型銅條轉子的結構a)銅條轉子繞組b)銅條轉子三、三相籠型異步電動機的工作原理圖4-7旋轉磁場帶動籠型轉子旋轉1.定子旋轉磁場的產生三、三相籠型異步電動機的工作原理圖4-8三相(兩極)定子繞組的旋轉磁場的形成a)簡化的三相繞組分布b)星形聯結的三相繞組及三相電流參考方向c)三相對稱電流的波形d

4、)三相(兩極)繞組旋轉磁場的形成三、三相籠型異步電動機的工作原理1)三個繞組必須對稱，在定子鐵心的空間位置上互差120電角度。2)通入三相對稱定子繞組的電流也必須對稱，大小、頻率相同，相位互差120。2.旋轉磁場的旋轉速度3.三相異步電動機的轉動原理圖4-9三相異步電動機的轉動原理四、旋轉磁場的轉向圖4-10旋轉磁場轉向的改變1)三相對稱定子繞組通入三相對稱交流電即可使電動機轉動起來(無機械卡阻時)。四、旋轉磁場的轉向2)調換電動機任意兩相繞組所接的電源線，即可改變電動機的轉向。五、三相籠型異步電動機的銘牌圖4-11三相異步電動機的銘牌(1)型號(Y112M4)Y為電動機的系列代號，112為基

5、座至輸出轉軸的中心高度(mm)，M為機座類別(L為長機座，M為中機座，五、三相籠型異步電動機的銘牌S為短機座)，4為磁極數。(2)額定功率(4.0kW)電動機在額定工作狀態(tài)下，即額定電壓、額定負載和規(guī)定冷卻條件下運行時，轉軸上輸出的機械功率，單位為W或kW。(3)額定電流(8.8A)電動機在額定工作狀況下運行時定子電路輸入的線電流，單位為A。(4)額定電壓(380V)電動機正常運行時的電源線電壓，單位為V。(5)額定轉速(1440r/min)電動機在額定狀態(tài)下運行時的轉速，單位為r/min。(6)接法()電動機定子繞組與交流電源的連接方法，小型電動機(3kW以下)多采用星形()聯結，大中型電動

6、機(4kW以上)多采用三角形()聯結。五、三相籠型異步電動機的銘牌(7)防護等級(IP44)電動機外殼防護的形式，IP44屬于封閉式。(8)頻率(50Hz)電動機使用的交流電源的頻率。(9)噪聲等級(LW82dB)在規(guī)定安裝條件下，電動機運行時噪聲不得大于銘牌值。(10)絕緣等級(B級)它與電動機絕緣材料所能承受的溫度有關。(11)工作制(S1)指電動機的運轉狀態(tài)，通常分為連續(xù)、短時和斷續(xù)三種。一、低壓電器的基本知識1.按動作原理分(1)非自動切換電器依靠人手操作發(fā)出動作指令的電器，如刀開關、按鈕等。(2)自動切換電器依靠電器本身參數變化或外來信號(如電、磁、光、熱等)而自動完成動作指令的電器

7、，如接觸器、繼電器、電磁閥等。2.按用途分(1)控制電器用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器，如接觸器、繼電器、電動機起動器等。(2)配電電器用于電能的輸送和分配的電器，如斷路器等。(3)主令電器用于自動控制系統(tǒng)中發(fā)送動作指令的電器，如按鈕、轉換開關等。一、低壓電器的基本知識(4)保護電器用于保護電路及用電設備的電器，如熔斷器、熱繼電器等。(5)執(zhí)行電器用于完成某種動作或傳送功能的電器，如電磁鐵、電磁離合器等。二、低壓開關1.刀開關(1)開啟式開關熔斷器組如圖4-12所示為HK系列開啟式開關熔斷器組。圖4-12HK系列開啟式開關熔斷器組a)結構b)符號1瓷質手柄2動觸頭3出線座4瓷底座5靜觸頭6進

8、線座7膠蓋緊固螺釘8膠蓋二、低壓開關圖4-13封閉式開關熔斷器組a)結構b)符號(2)封閉式開關熔斷器組它是在刀開關基礎上改進設計的一種開關二、低壓開關。2.轉換開關圖4-14HZ10系列組合開關a)結構b)符號二、低壓開關圖4-15倒順開關a)結構b)符號3.低壓斷路器二、低壓開關圖4-16DZ520型低壓斷路器a)結構b)符號三、主令電器圖4-17按鈕結構及符號四、熔斷器1.瓷插式熔斷器圖4-18RC1A系列瓷插式熔斷器a)結構b)符號1瓷蓋2底座3靜觸頭4動觸頭5熔絲四、熔斷器圖4-19RL1系列螺旋式熔斷器a)結構b)符號1瓷帽2熔斷管3瓷套4上接線端5下接線端6底座四、熔斷器2.螺旋

9、式熔斷器1)對于電爐、照明等電阻性負載的短路保護，熔體的額定電流應大于或等于負載額定電流。2)對一臺電動機負載的短路保護，熔體的額定電流IRN應等于1.52.5倍的電動機額定電流。3)對于多臺電動機的短路保護，熔體的額定電流應滿足：IRN=(1.52.5)INmax+IN，式中IN是指電路中所有電動機的額定電流之和，INmax是功率最大的一臺電動機額定電流。五、接觸器1.接觸器的結構圖4-20交流接觸器的結構和工作原理a)結構b)工作原理1反作用彈簧2主觸頭3觸頭壓力彈簧4滅弧罩5輔助常閉觸頭6輔助常開觸頭7動鐵心8緩沖彈簧9靜鐵心10短路環(huán)11線圈五、接觸器(1)電磁系統(tǒng)交流接觸器的電磁系統(tǒng)

10、主要由線圈、鐵心(靜鐵心)和銜鐵(動鐵心)三部分組成。(2)觸頭系統(tǒng)交流接觸器的觸頭按接觸情況劃分，可分為點接觸型、線接觸型和面接觸型三種，如圖4-21所示。圖4-21觸頭的三種接觸形式a)點接觸型b)線接觸型c)面接觸型五、接觸器圖4-22觸頭的結構形式a)雙斷點橋式觸頭b)指形觸頭1靜觸頭2動觸頭3觸頭壓力彈簧五、接觸器圖4-23接觸器的圖形和文字符號a)線圈b)主觸頭c)輔助常開觸頭d)輔助常閉觸頭五、接觸器(3)滅弧裝置接觸器在分斷大電流電路時，在動、靜觸頭之間會產生較大的電弧，它不僅會灼傷觸頭，縮短觸頭的使用壽命，延長電路的分斷時間，而且嚴重時甚至會造成弧光短路或引起火災事故。2.接

11、觸器的工作原理六、繼電器1.熱繼電器圖4-24熱繼電器的工作原理和符號a)工作原理b)符號1、2主雙金屬片3、4熱元件5導板6溫度補償片7推桿8動靜頭9靜觸頭10螺釘11復位按鈕12凸輪13彈簧2.中間繼電器六、繼電器圖4-25JZ7型中間繼電器的結構及符號a)結構b)符號3.速度繼電器六、繼電器圖4-26JY1型速度繼電器a)結構b)工作原理c)符號1可動支架2、7轉子3、8定子4端蓋5連接頭6電動機軸9定子繞組10膠木擺桿11簧片(動觸頭)12靜觸頭六、繼電器圖4-27MZD1型制動電磁鐵與制動器a)結構b)電磁鐵的一般符號c)電磁制動器符號d)電磁閥符號1線圈2銜鐵3鐵心4彈簧5閘輪6杠

12、桿7閘瓦8軸二、點動正轉控制電路圖4-28電動機手動正轉控制電路二、點動正轉控制電路圖4-29點動正轉控制電路(1)起動控制按下起動控鈕SB，接觸器KM線圈得電，KM常開主觸頭閉合，電動機定子繞組接入電源，電動機起動運轉。二、點動正轉控制電路(2)停止控制松開按鈕SB，接觸器線圈斷電，其常開主觸頭斷開，電動機失電而停轉。三、接觸器自鎖控制電路圖4-30接觸器自鎖控制電路(1)起動控制按下起動按鈕SB2，接觸器KM線圈獲電，其主觸頭閉合，輔助常開觸頭也同時閉合，電動機M的定子繞組接通電源，三、接觸器自鎖控制電路電動機運轉，起動按鈕被接觸器輔助常開觸頭短接。(2)停止控制按下停止按鈕SB1，接觸器

13、KM線圈斷電，其主觸頭和輔助常開觸頭斷開復位，致使電動機M定子繞組脫離電源停轉。四、具有過載保護的自鎖控制電路圖4-31具有過載保護的自鎖控制電路一、倒順開關正反轉控制電路圖4-32倒順開關正反轉控制電路1靜觸頭2動觸頭二、接觸器聯鎖正反轉控制電路圖4-33接觸器聯鎖正反轉控制電路(1)正轉控制按下正轉起動按鈕SB1，接觸器KM1線圈通電，KM1輔助常閉觸頭斷開，切斷反轉回路，KM1主觸頭閉合，二、接觸器聯鎖正反轉控制電路KM1輔助常開觸頭也同時閉合，此時電動機定子繞組接通電源，電源相序分別為L1U、L2V、L3W，電動機M正轉。(2)反轉控制按下反轉起動按鈕SB2，接觸器KM2線圈通電，KM

14、2常閉觸頭斷開，切斷正轉回路，KM2主觸頭和輔助常開觸頭同時閉合，此時電動機定子繞組接通電源，電源相序為L1W、L2V、L3U，電動機反轉。(3)停止控制按下停止按鈕SB3，無論是正轉還是反轉的電動機都會因脫離電源而停轉。三、按鈕聯鎖正反轉控制電路圖4-34按鈕聯鎖正反轉控制電路四、雙重聯鎖正反轉控制電路圖4-35雙重聯鎖正反轉控制電路一、機械制動控制電路圖4-36電磁抱閘斷電制動控制電路(1)起動控制按下起動按鈕SB1，使接觸器KM線圈通電，其自鎖觸頭和主觸頭閉合，電動機M接通電源，一、機械制動控制電路同時電磁抱閘線圈YB得電，銜鐵吸合，從而使制動器的閘瓦與閘輪分開，電動機正常運轉。(2)制

15、動控制按下停止按鈕SB2，接觸器KM線圈失電，KM自鎖觸頭及主觸頭分斷，電動機失電，同時電磁抱閘線圈YB失電，銜鐵與鐵心分斷。二、電力制動控制電路1.反接制動圖4-37單向起動反接制動控制電路二、電力制動控制電路(1)單向起動控制按下起動按鈕SB2，接觸器KM1線圈得電，其聯鎖觸頭斷開對接觸器KM2聯鎖，其自鎖觸頭和主觸頭閉合，電動機M起動運轉，當電動機的轉速上升到120r/min 左右時，速度繼電器KS常開觸頭閉合為反接制動做準備。(2)反接制動控制按下復合停止按鈕SB1，SB1常閉觸頭先斷，接觸器KM1線圈失電，其自鎖觸頭和主觸頭斷開，電動機M暫時脫離電源慢性旋轉，此時由于SB1常開觸頭和

16、接觸器KM1常閉觸頭都閉合接通，使接觸器KM2線圈得電，其聯鎖觸頭斷開對接觸器KM1聯鎖，其自鎖觸頭和主觸頭閉合，電動機M串接限流電阻R進行反接制動，當電動機的轉速低于120r/min時，速度繼電器KS的常開觸頭打開，接觸器KM2線圈斷電，其所有的觸頭恢復原狀，電動機M斷電,制動結束。二、電力制動控制電路2.能耗制動1)電動機是根據電磁感應原理，將電能轉換成機械能并輸出機械轉矩的原動機。2)三相籠型異步電動機產生旋轉磁場的條件是：在三相對稱的定子繞組中(空間互差120電角度)，通入三相對稱的交流電流。3)改變通入三相異步電動機定子繞組的三相電源的相序，便可改變旋轉磁場的轉向，從而也改變了電動機

17、轉子的轉向。4)低壓電器一般分為配電電器和控制電器兩大類。5)刀開關一般作為電源的隔離開關，也可作為負荷開關控制小功率的電動機的直接起動、停止和正反轉。6)空氣斷路器具有過載保護、短路保護和欠電壓保護等功能。二、電力制動控制電路7)接觸器是一種自動的電磁式開關，適用于遠距離頻繁地接通或斷開交直流主電路及大容量控制電路，它具有欠電壓保護功能。8)熔斷器和熱繼電器屬于保護電器。9)工作機械的電氣控制電路一般由電源電路、主電路和輔助電路三大部分組成。10)三相籠型異步電動機的基本控制電路是電力拖動的基本環(huán)節(jié)。1.什么是低壓電器？按其在電氣控制電路中的地位和作用可分為哪兩大類？2.在使用和安裝HK系列

18、刀開關時，應注意什么？3.轉換開關的用途是什么？按操作機構不同，它可分為哪兩類？4.電力拖動控制系統(tǒng)中常用的斷路器為哪一種結構形式？一般它具有哪幾種保護功能？二、電力制動控制電路5.請畫出HK、HZ10、HZ3及DZ5等系列開關的圖形符號，并標注其文字符號。6.位置開關的主要作用有哪些？什么是位置控制？7.熔斷器的主要作用是什么？常用的類型有哪幾種？如何選用？8.電動機的起動電流大，當電動機起動時，熱繼電器會不會動作？為什么？9.為什么在照明電路和電熱電路中只裝熔斷器，而在電動機控制電路中既裝熔斷器，又裝熱繼電器？10.中間繼電器和交流接觸器有何異同？在什么情況下可使用中間繼電器來代替接觸器起動電動機？11.什么是速度繼電器？其主要作用是什么？二、電力制動控制電路12.什么叫做自鎖？為什么說接觸器自鎖控制電路有欠電壓保護和失電壓保護？13.什么是點動控制？試分析題圖4-1所示各圖能否實現點動控制？若不能，試分析原因，并加以改正。14.在接觸器聯鎖正反轉控制電路中，為什么必須在控制電路中接入聯鎖觸頭？15.題圖4-2所示為電動機正反轉控制電路，檢查圖中哪些地