《電工基礎(chǔ)》第四章工作機(jī)械電氣控制線路

第四章工作機(jī)械的基本電氣控制線路第一節(jié)三相籠型異步電動機(jī)第二節(jié)常用低壓電器第三節(jié)電氣控制線路原理圖的有關(guān)知識第四節(jié)三相籠型異步電動機(jī)的直接啟動控制線路第五節(jié)三相籠型異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路第六節(jié)三相籠型異步電動機(jī)的制動控制線路第七節(jié)工作臺的限位和自動往返控制線路教學(xué)要求練習(xí)題主頁幫助教學(xué)要求1.了解三相籠型異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和銘牌內(nèi)容。2.了解機(jī)械設(shè)備中常用控制電器和保護(hù)電器的類型及用途，熟記它們的圖形符號和文字符號。3.掌握三相籠型異步電動機(jī)的直接啟動、正反轉(zhuǎn)控制、工作機(jī)械的限位和自動往返控制等基本電氣控制線路及工作原理。4.能識讀一般的電氣控制線路原理圖，正確使用常用的低壓電器。主頁章目錄一、三相籠型異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)第一節(jié)三相籠型異步電動機(jī)三、三相籠型異步電動機(jī)的銘牌主頁章目錄二、三相籠型異步電動機(jī)的工作原理主頁章目錄節(jié)目錄一、三相籠型異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、三相籠型異步電動機(jī)的工作原理（一）三相籠型異步電動機(jī)的工作原理（二）兩極定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場（三）旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的作用主頁章目錄節(jié)目錄（一）三相籠型異步電動機(jī)的工作原理主頁章目錄節(jié)目錄下一頁1.三相對稱定子繞組的排列主頁章目錄節(jié)目錄下一頁上一頁（二）兩極定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場2.三相繞組中的電流主頁章目錄節(jié)目錄下一頁上一頁（1）由此可見，對稱三相電流分別流入三相繞組后，能產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間旋轉(zhuǎn)的磁場（稱為旋轉(zhuǎn)磁場）。上述討論的旋轉(zhuǎn)磁場只有一對磁極，所以叫做兩極旋轉(zhuǎn)磁場。結(jié)論：3.不同瞬時(shí)三個(gè)磁場的合成磁場

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（2）當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場具有p對磁極時(shí)，每當(dāng)交流電變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場就在空間轉(zhuǎn)過1/p周，即當(dāng)交流電的頻率為f時(shí)，具有p對磁極的磁場轉(zhuǎn)速為n1=60f/p。式中n1－旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，也叫同步轉(zhuǎn)速，r/min；

f－三相交流電源的頻率，Hz；

p－旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)。磁極對數(shù)123456旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速300015001000750600500主頁章目錄節(jié)目錄上一頁下一頁（三））旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)磁場場對轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的的作用用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速n必定小小于同同步轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速n1。若n=n1，則轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子和和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)磁場場之間間沒有有相對對運(yùn)動動，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子不不切割割磁力力線，，轉(zhuǎn)子子中不不會產(chǎn)產(chǎn)生感感應(yīng)電電動勢勢和感感應(yīng)電電流，，不能能形成成電磁磁轉(zhuǎn)矩矩，也也就不不能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動。。實(shí)際際上轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速小小于同同步轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，，即n<n1，也就就是說說，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)磁場場的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速是是異步步的，，這就就是異異步電電動機(jī)機(jī)名稱稱的由由來。。主頁章目錄錄節(jié)目錄錄上一頁頁三、三三相相籠型型異步步電動動機(jī)的的銘牌牌（一））型號號（二））額定定功率率（三））額定定頻率率（四））額定電電壓（五））額定定電流流（六））額定定轉(zhuǎn)速速（七））絕緣緣等級級（八））接法法（九））定額額（十））防護(hù)護(hù)等級級主頁章目錄錄節(jié)目錄錄Y系列列電動動機(jī)的的型號號由四四部分分組成成：第第一部部分漢漢語拼拼音字字母Y表示示異步步電動動機(jī)；；第二二部分分?jǐn)?shù)字字表示示機(jī)座座中心心高（（機(jī)座座不帶帶底腳腳時(shí)與與機(jī)座座帶底底腳時(shí)時(shí)相同同）；；第三三部分分英文文字母母為機(jī)機(jī)座長長度代代號（（S——短機(jī)機(jī)座、、M——中機(jī)機(jī)座、、L——長機(jī)機(jī)座）），字字母后后的數(shù)數(shù)字為為鐵心心長度度代號號；第第四部部分橫橫線后后的數(shù)數(shù)字為為電動動機(jī)的的極數(shù)數(shù)。主頁章目錄錄節(jié)目錄錄下一頁頁（一））型號號指電動動機(jī)在在輸出出額定定功率率時(shí)，，定子子繞組組所允允許通通過的的線電電流，，單位位是A。主頁章目錄錄節(jié)目錄錄下一頁頁上一頁頁（二））額定定功率率指在額額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下下電動動機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸輸輸出的的功率率，單單位是是W或或kW。（三））額定定頻率率指電動動機(jī)在在額定定運(yùn)行行時(shí)的的電源源頻率率，一一般國國產(chǎn)交交流電電動機(jī)機(jī)的額額定頻頻率為為50Hz。（四））額定電電壓指電動動機(jī)定定子繞繞組規(guī)規(guī)定使使用的的線電電壓，，單位位是V或kV。。（五））額定定電流流絕緣等級YAEBFHC最高工作溫度/℃90105120130155180大于180指電動動機(jī)滿滿載時(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，，單位位是r/min。。指電動動機(jī)的的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)狀態(tài)態(tài)，通通常分分連續(xù)續(xù)、短短時(shí)和和斷續(xù)續(xù)三種種。主頁章目錄錄節(jié)目錄錄下一頁頁上一頁頁（六））額定定轉(zhuǎn)速速（七））絕緣緣等級級指絕緣緣材料料的耐耐熱等等級，，通常常分為為以下下七個(gè)個(gè)等級級。（八））接法法指電動動機(jī)定定子繞繞組的的連接接方法法。（九））定額額如IP44表示示電動動機(jī)外外殼防防護(hù)的的方式式為封封閉式式。主頁章目錄錄節(jié)目錄錄上一頁頁（十））防護(hù)護(hù)等級級一、開開關(guān)二、熔熔斷器器三、接接觸器器與繼繼電器器四、按按鈕五、行行程開開關(guān)第二節(jié)節(jié)控控制制電器器和保保護(hù)電電器主頁章目錄錄一、開開關(guān)關(guān)（一））刀開開關(guān)（二））組合合開關(guān)關(guān)（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開開關(guān)））（三））空氣氣斷路路器（四））模數(shù)數(shù)化組組合開開關(guān)主頁章目錄錄節(jié)目錄錄1.開啟啟式負(fù)負(fù)荷開開關(guān)2.封閉閉式負(fù)負(fù)荷開開關(guān)1.HZ10系列列組合合開關(guān)關(guān)2.HZ3-132型型倒順順開關(guān)關(guān)（一））刀刀開關(guān)關(guān)主頁章目錄錄節(jié)目錄錄下一頁頁1.開啟啟式負(fù)負(fù)荷開開關(guān)（1）開啟啟式負(fù)負(fù)荷開開關(guān)實(shí)實(shí)物（2））開啟式式負(fù)荷荷開關(guān)關(guān)的電電路符符號主頁章目錄錄節(jié)目錄錄下一頁頁上一頁頁2.封閉閉式負(fù)負(fù)荷開開關(guān)安裝封封閉式式負(fù)荷荷開關(guān)關(guān)時(shí)應(yīng)應(yīng)注意意：1.電源進(jìn)進(jìn)、出出線應(yīng)應(yīng)分別別穿入入鐵殼殼上方方進(jìn)、、出線線孔，，并將將電源源進(jìn)線線接在在開關(guān)關(guān)的下下接線線柱，，出線線接在在開關(guān)關(guān)的上上接線線柱。。2.負(fù)荷開開關(guān)的的外殼殼一定定要可可靠接接地，，以防防意外外漏電電引起起觸電電。主頁章目錄錄節(jié)目錄錄下一頁頁上一頁頁（二））組組合開開關(guān)（（轉(zhuǎn)換換開關(guān)關(guān)）主頁章目錄錄節(jié)目錄錄下一頁頁上一頁頁2.HZ3-132型型倒順順開關(guān)關(guān)1.HZ10系列列組合合開關(guān)關(guān)使用組組合開開關(guān)時(shí)時(shí)應(yīng)注注意：：（1））組合開開關(guān)本本身不不帶過過載和和短路路保護(hù)護(hù)裝置置，因因此，，在它它所控控制的的電路路中，，必須須另外外加裝裝保護(hù)護(hù)設(shè)備備，才才能保保證線線路和和設(shè)備備的安安全。。（2）用組合開開關(guān)控制制電動機(jī)機(jī)全壓啟啟動，其其開關(guān)容容量應(yīng)大大于電動動機(jī)額定定電流的的1.5~2.5倍，，每小時(shí)時(shí)切換開開關(guān)的次次數(shù)不宜宜超過15~20次。。（3）接線時(shí)要要注意倒倒順開關(guān)關(guān)的線號號和位置置，電源源進(jìn)線接接在L1、L2、L3接線柱柱，出線線接在U、V、、W接線線柱?？諝鈹嗦仿菲鲙в杏卸喾N保保護(hù)功能能，當(dāng)線線路中發(fā)發(fā)生短路路、過載載、欠壓壓等不正正常現(xiàn)象象時(shí)，能能自動切切斷故障障電路，，因此，，空氣斷斷路器又又稱為自自動空氣氣開關(guān)。。主頁章目錄節(jié)目錄下一頁上一頁（三）空空氣斷斷路器模數(shù)化組組合開關(guān)關(guān)是一種種集總開開關(guān)、分分路開關(guān)關(guān)、熔斷斷器、漏漏電保護(hù)護(hù)器、各各種類型型的插座座等于一一體的綜綜合型組組合開關(guān)關(guān)。在組組合開關(guān)關(guān)箱內(nèi)的的底座上上有供整整體安裝裝用的安安裝孔孔，有供供安裝開開關(guān)用的的導(dǎo)軌及及安裝零零線、接接地線用用的接線線端子。。其最大大特點(diǎn)是是根據(jù)控控制要求求可隨意意進(jìn)行組組合。主頁章目錄節(jié)目錄上一頁（四）模模數(shù)化化組合開開關(guān)熔斷器是是配電電電路及及電動機(jī)機(jī)控制電電路中用用做過載載或短路路保護(hù)的的電器。。主頁章目錄節(jié)目錄（一）磁磁插式熔熔斷器（二）螺螺旋式熔熔斷器熔斷器的的主要元元件是熔熔體。熔熔體的材材料有兩兩種：在在小容量量線路中中，一般般用低熔熔點(diǎn)的鉛鉛—錫合合金，俗俗稱保險(xiǎn)險(xiǎn)絲；在在大容量量線路中中，一般般用銅、、銀等作作成薄片片。二、熔熔斷器（一）交交流接觸觸器選用交流流接觸器器時(shí)應(yīng)注注意：第一，主主觸頭的的額定電電流應(yīng)等等于或大大于電動動機(jī)的額額定電流流；第二，所所用接觸觸器線圈圈額定電電壓必須須與線圈圈所接入入的控制制回路電電壓相符符。主頁章目錄節(jié)目錄下一頁三、接接觸器與與繼電器器（一）交交流接觸觸器（二）熱熱繼電器器（三）中中間繼電電器（四）時(shí)時(shí)間繼電電器（五）速速度繼電電器主頁章目錄節(jié)目錄選用熱繼繼電器時(shí)時(shí)應(yīng)注意意：第一，選選擇熱繼繼電器的的額定電電流等級級時(shí)應(yīng)根根據(jù)電動動機(jī)或其其它用電電設(shè)備的的額定電電流來確確定；第二，熱熱繼電器器的熱元元件有兩兩相和三三相兩種種形式，，在一般般的工作作機(jī)械電電路中可可選用兩兩相的熱熱繼電器器，但是是，當(dāng)電電動機(jī)做做三角形形連接并并以熔斷斷器做短短路保護(hù)護(hù)時(shí)，則則選用帶帶斷相保保護(hù)裝置置的三相相熱繼電電器。（二）熱熱繼電器器主頁章目錄節(jié)目錄下一頁上一頁（三）中中間繼電電器選用中間間繼電器器時(shí)應(yīng)注注意：第一，所所選用的的中間繼繼電器電電磁線圈圈額定電電壓必須須符合供供給控制制（接有有線圈））的電壓壓；第二，根根據(jù)控制制電路的的需要選選取觸頭頭數(shù)。主頁章目錄節(jié)目錄下一頁上一頁（四）時(shí)時(shí)間繼電電器主頁章目錄節(jié)目錄下一頁上一頁（五）速速度繼電電器主頁章目錄節(jié)目錄上一頁3.減輕勞勞動強(qiáng)度度。主頁章目錄節(jié)目錄四、按按鈕用按鈕和和接觸器器相配合合來控制制電動機(jī)機(jī)的啟動動和停止止有如下下優(yōu)點(diǎn)：：1.能對電電動機(jī)實(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距距離的自自動控制制。2.以小電電流控制制大電流流，操作作安全。。主頁章目錄節(jié)目錄行程開關(guān)關(guān)又稱位位置開關(guān)關(guān)或限位位開關(guān)，，是一種種小電流流的控制制電器。。五、行行程開關(guān)關(guān)一、電氣氣控制線線路的組組成第三節(jié)電電氣控控制線路路原理圖圖的有關(guān)關(guān)知識二、識讀讀電路圖圖的一般般方法和和步驟主頁章目錄工作機(jī)械械的電氣氣控制線線路由動動力電路路、控制制電路、、信號電電路和保保護(hù)電路路等組成成。1.動力電電路指指從從電網(wǎng)向向電動機(jī)機(jī)供電的的電路，，亦稱主主電路。。2.控制電電路指指操操縱工作作機(jī)械和和電動機(jī)機(jī)、電磁磁鐵等設(shè)設(shè)備的電電路。3.信號電電路是是指指示工作作機(jī)械的的動作或或狀態(tài)的的信號的的電路。。4.保護(hù)電電路指指接接地安全全裝置。。主頁章目錄節(jié)目錄舉例：CA6140車車床電氣氣控制線線路一、電氣控控制線路的組組成1.識讀電路圖圖一般先看標(biāo)標(biāo)題欄，了解解電路圖的名名稱及標(biāo)題欄欄中的有關(guān)內(nèi)內(nèi)容，對電路路圖有個(gè)初步步認(rèn)識。2.其次看主電電路，了解主主電路控制的的電動機(jī)有幾幾臺，各具有有什么功能，，如何與機(jī)械械配合。3.最后看控制制電路，了解解用什么方法法來控制電動動機(jī)，與主電電路如何配合合，屬哪一種種典型電路。。主頁章目錄節(jié)目錄下一頁二、識識讀電路路圖的一一般方法法和步驟驟以識讀CA6140型型車床電電氣控制制線路為例：（1）從識讀主主標(biāo)題欄欄得知該該電路圖圖是CA6140型車車床電氣氣控制線線路圖。。（2）該圖采用用電路編編號來繪繪制，對對電路或或支路數(shù)數(shù)用數(shù)字字編號來來表示其其位置。。（3）從功能欄欄來看，，該電路路圖有主主軸電動動機(jī)、冷冷卻泵電電動機(jī)、、刀架快快速移動動電動機(jī)機(jī)、主軸軸控制，，以及信信號燈、、照明燈燈等，并并與相應(yīng)應(yīng)電路對對應(yīng)。（4）從布局來來看，電電路圖自自左至右右分別為為主電路路、控制制電路、、信號電電路、照照明電路路，布局局清晰、、簡單明明了，能能方便地地進(jìn)行原原理分析析。（5）電路圖采采用垂直直為主的的畫法。。主頁章目錄節(jié)目錄上一頁一、點(diǎn)動動控制線線路二、接觸觸器自鎖鎖控制線線路三、具有有過載保保護(hù)的自自鎖控制制線路第四節(jié)三三相籠型型異步電電動機(jī)的的直接啟動動控制線線路主頁章目錄點(diǎn)動控制制線路是是用按鈕鈕和接觸觸器控制制電動機(jī)機(jī)的最簡簡單的控控制線路路。主頁章目錄節(jié)目錄一、點(diǎn)點(diǎn)動控制制線路接觸器自自鎖控制制線路可可以控制制電動機(jī)機(jī)在啟動動后連續(xù)續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，，并具有有失壓保保護(hù)作用用。其主主電路和和點(diǎn)動控控制線路路相同，，但在控控制電路路中增加加了一個(gè)個(gè)常閉的的按鈕SB1，，在常開開的啟動動按鈕SB2的的兩端并并接了接接觸器的的一對常常開輔助助觸頭KM。主頁章目錄節(jié)目錄二、接接觸器自自鎖控制制線路具有過載載保護(hù)的的自鎖控控制線線路：當(dāng)由于過過載或啟啟動頻繁繁等原因因，電動動機(jī)的電電流超過過了額定定值時(shí)，，熱繼電電器能夠夠自動切切斷控制制線路，，進(jìn)而切切斷主電電路，迫迫使電動動機(jī)M停停轉(zhuǎn)。主頁章目錄節(jié)目錄三、具具有過載載保護(hù)的的自鎖控控制線路路一、接觸觸器聯(lián)鎖鎖的正反反轉(zhuǎn)控制制線路二、雙重重聯(lián)鎖的的正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)控制線線路第五節(jié)三三相相籠型異異步電動動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控控制線路路主頁章目錄接觸器聯(lián)聯(lián)鎖的正正反轉(zhuǎn)控控制線路路：采采用了了兩個(gè)接接觸器KM1和和KM2，分別別控制電電動機(jī)的的正轉(zhuǎn)與與反轉(zhuǎn)。。主頁章目錄節(jié)目錄一、接接觸器聯(lián)聯(lián)鎖的正正反轉(zhuǎn)控控制線路路雙重聯(lián)鎖鎖的正反反轉(zhuǎn)控制制線路：：將接觸觸器聯(lián)鎖鎖可逆控控制線路路與按鈕鈕聯(lián)鎖可可逆控制制線路復(fù)復(fù)合組成成的控制制線路。。主頁章目錄節(jié)目錄二、雙雙重聯(lián)鎖鎖的正反反轉(zhuǎn)控制制線路一、機(jī)械械制動控控制線路路二、電力力制動控控制線路路第六節(jié)三三相相籠型異異步電動動機(jī)的制動控制制線路主頁章目錄所謂機(jī)械械制動是是指電動動機(jī)切斷斷電源后后利用機(jī)機(jī)械裝置置使其立立即停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。目前前使用較較多的是是電磁抱抱閘。主頁章目錄節(jié)目錄一、機(jī)機(jī)械制動動控制線線路電動機(jī)在在斷電停停轉(zhuǎn)過程程中，通通過線路路的轉(zhuǎn)換換或改變變供應(yīng)條條件使其其產(chǎn)生與與實(shí)際運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)方向向相反的的電磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩—制制動轉(zhuǎn)矩矩，從而而使電動動機(jī)停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)（或限限制其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速）的的制動方方式叫電電力制動動。反接制動動是通過過改變電電動機(jī)定定子繞組組中三相相電源相相序，使使定子繞繞組中的的旋轉(zhuǎn)磁磁場反向向，從而而產(chǎn)生與與原有轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向相反反的電磁磁轉(zhuǎn)矩，，迫使電電動機(jī)迅迅速停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。主頁章目錄節(jié)目錄下一頁（一）反反接制動動二、電電力制動動控制線線路當(dāng)電動機(jī)機(jī)斷電后后，轉(zhuǎn)子子在慣性性作用下下，仍按按