第一章機床電氣部分

學習情境1繼電器控制電路安裝與調試任務1.1直接啟動控制電路13任務1.3自鎖控制電路2任務1.2點動控制電路

學習情境1繼電器控制電路安裝與調試4任務1.4正反轉控制電路任務1.5行程控制電路56任務1.6星/三角形降壓啟動控制電路知識目標:

（1）熟悉低壓電器的結構、原理、用途、圖形符號及文字符號；

（2)熟悉低壓電器的選用；

（3)掌握三相異步電動機的點動、自鎖、正反轉控制電路的工作原理；

（4)熟悉三相異步電動機多地、順序、行程控制電路的工作原理；

（5)掌握三相異步電動機降壓啟動控制電路的工作原理。

學習情境1繼電器控制電路安裝與調試技能目標:

（1）能夠正確識別、選用各種低壓電器；

（2）能夠熟練地進行三相異步電動機基本環(huán)節(jié)電路的安裝與調試。

學習情境1繼電器控制電路安裝與調試【任務描述】

直接啟動控制電路是電力拖動系統(tǒng)中最基本的控制電路。用刀開關、轉換開關低壓開關如何實現直接啟動控制？使用時應進行哪些連線？

【任務分析】

要正確進行直接啟動控制電路安裝，就必須了解刀開關、轉換開關的結構原理等基礎知識。

任務1.1直接啟動控制電路【知識鏈接】

1.1.1開啟式刀開關

1．結構、電路符號和型號規(guī)格

開啟式刀開關主要由靜觸點、動觸點任務1.1直接啟動控制電路開關和繼電器及接觸器隨執(zhí)行機構動作的觸點為動觸點和熔體構成，推動手柄使動觸點緊緊插入靜觸點中，電路就被接通。這種開關應用于不頻繁地接通或斷開負載電路，具有短路保護作用。

圖1-1開啟式刀開關的結構、電路符號和型號規(guī)格負荷較大時，為防止出現閘刀本體相間短路，可與熔斷器配合使用，裝在刀閘負荷側，原熔絲接點間接與導線截面相同的銅線2．選用方法

（1）用于照明和電熱負載時，選用額定電壓為220V或250V，額定電流稍大于電路所有負載的額定電流之和的兩極刀開關。

（2）用于電動機直接啟動控制時，選用額定電壓380V或500V，考慮到電機較大的起動電流，刀閘的額定電流值應如下選擇：（3~5)*異步電機額定電流的三極刀開關。

（3）由于開啟式刀開關沒有滅弧裝置，其分斷電流只能達到額定電流的1/3，所以只能接通或斷開小于分斷電流的負荷。

任務1.1直接啟動控制電路3．安裝與使用

（1）必須垂直安裝在控制屏或開關板上，接通狀態(tài)下手柄應該向上，不能倒裝或平裝，以防止動觸點松動落下時誤接通電路。

（2）電源進線應接在靜觸點一邊的進線端，用電設備應接在動觸點一邊的出線端。這樣，當開啟式開關斷開時，動觸點和熔絲均不帶電，以保證更換熔絲時的安全。

（3）在分斷或接通電路時應迅速果斷地拉合閘，以使電弧盡快熄滅。

任務1.1直接啟動控制電路1.1.2封閉式負荷開關

1、結構、電路符號和型號規(guī)格

封閉式負荷開關又名鐵殼開關，主要由操作機構、觸點系統(tǒng)、熔斷器和鐵質外殼組成。封閉式負荷開關有以下特點。

（1）有封閉的鐵殼，防護性能好。

（2）裝有速斷彈簧和滅弧裝置，能迅速熄滅電弧。

（3）設有機械連鎖裝置；保證開關在合閘狀態(tài)下開關蓋不能開啟，而當開關蓋開啟時又不能合閘，以確保操作安全。

任務1.1直接啟動控制電路封閉式負荷開關的外形、內部結構、電路符號和型號規(guī)格2．選用方法

（1）封閉式負荷開關一般多用于電動機控制，其額定電流應大于或等于電動機額定電流的3倍，額定電壓用大于或等于電路的工作電壓。

（2）由于封閉式負荷開關有滅弧裝置，其分斷電流可以小于或等于電動機的額定電流。

3．安裝與使用

（1）使用鐵殼開關應注意外殼要可靠接地，以防止意外漏電造成觸電事故。

（2）其他安裝事項與開啟式刀開關相同。

任務1.1直接啟動控制電路1.1.3組合開關

組合開關又名轉換開關，主要在電氣設備中作為電源引入開關。

它由動觸片、靜觸片、轉軸、手柄、凸輪、絕緣桿等部件組成。當轉動手柄時，每層的動觸片隨轉軸一起轉動，使動觸片分別和靜觸片保持接通和分斷。為了使組合開關在分斷電流時迅速熄弧，在開關的轉軸上裝有彈簧，能使開關快速閉合和分斷。圖1-3所示為HZ10-10/3型組合開關的外型結構圖，它具有三副靜觸點，每一副靜觸點的一端固定在絕緣墊板上，另一端伸出盒外并附有接線柱，以便和電源線及用電設備相連。三個動觸點裝在另外的絕緣墊板上，墊板套在附有絕緣手柄的絕緣桿上，手柄能沿任一方向每次轉動90o，并帶動三個動觸片分別與三副靜觸片保持接通或分斷。為了使開關切斷負荷電流時迅速滅弧。

任務1.1直接啟動控制電路一般刀開關的操作手柄是在垂直安裝面的平面內向上或向下轉動，組合開關的操作手柄則是平行于安裝面的平面內向左或向右轉動。組合開關①功能：常用在機床的控制電路中，作為電源的引入開關或是自我控制小容量電動機的直接起動、反轉、調速和停止的控制開關等。②類型：組合開關有單極、雙極和多極之分。組合開關④圖形符號和文字符號QSQS（a）單極（b）三極組合開關的主要參數有額定電壓額定電流有10A、25A、60A等極數組合開關HZ10系列-3電氣元件—斷路器4.斷路器

斷路器圖片：

電氣元件—斷路器1.2斷路器的作用：

低壓斷路器又叫自動空氣開關，既有手動開關作用，又能自動進行失壓、欠壓過載和短路保護的電器。

用于電動機和其他用電設備的電路中，在正常情況下，它可以分斷和接通工作電流；當電路發(fā)生過載、短路、失壓等故障時，它能自動切斷故障電路，有效地保護串接于它后面的電器設備；還可用于不頻繁地接通、分斷負荷的電路，控制電動機的運行和停止。作用：可實現短路、過載、失壓保護。結構：過流脫扣器欠壓脫扣器工作原理：過流時，過流脫扣器將脫鉤頂開，斷開電源；欠壓時，欠壓脫扣器將脫鉤頂開，斷開電源。電氣元件—斷路器1.3

斷路器符號和型號：

1)文字符號：QF

2)圖形符號：QFQF熔斷器是一種在短路或嚴重過載時利用熔化作用而切斷電路的保護電器，它主要由熔體和熔斷管熔座組成。其中熔體既是敏感元件又是執(zhí)行元件。由易溶金屬制成，熔斷管：安裝熔體，作熔體的保護外殼并在熔體熔斷時兼有滅弧作用。

熔座：起固定熔斷管和連接引線作用。熔斷器種類：常見有:插入式、螺旋式、封閉管式和自復式。任務1.1直接啟動控制電路

熔斷器FU裝在電源開關下面1．外形、結構和電路符號

熔斷器的外形、結構與電路符號如圖所示。任務1.1直接啟動控制電路插瓷式熔斷器多用于照明電路，目前已被斷路器所取代。

螺旋式熔斷器熔體上的上端蓋有一熔斷指示器，一旦熔體熔斷指示器馬上彈出，可通過瓷帽上的玻璃孔觀察到。它常用于機床電器控制設備中。

無填料密封管式熔斷器常用于低壓電力網或成套配電設備中。

有填料密封管式熔斷器的絕緣管內裝有石英砂作填料，用來冷卻和熄滅電弧，常用于大容量的電力網或配電設備中。

任務1.1直接啟動控制電路2．主要技術參數

（1）額定電壓。熔斷器長期安全工作的電壓。

（2）額定電流。熔斷器長期安全工作的電流。

3．熔體額定電流的選擇

（1）電爐、照明等電阻性負載：熔體額定電流等于或稍大于負載的額定電流。

（2）單臺電動機：熔體額定電流應大于或等于電動機額定電流的1.5～2.5倍。

（3）多臺電動機：熔體額定電流應大于或等于其中最大功率電動機的額定電流的1.5～2.5倍，在加上其余電動機的額定電流之和。

任務1.1直接啟動控制電路1.1.5負荷開關直接啟動控制電路

負荷開關直接啟動控制電路適用于小功率電動機。

1．電氣原理圖

電氣原理圖也稱為電路圖，表示電流從電源到負載的傳送情況和電器元件的動作原理。電氣原理圖應采用國家標準統(tǒng)一規(guī)定的電路符號和文字符號，依據電路的工作原理繪制而成。它是分析電路工作原理，安裝、調試和維修電氣電路的重要依據。

任務1.1直接啟動控制電路在電氣原理圖中通常電源線水平畫在圖紙上部，負載連線垂直畫在圖紙下部。電路中圖形符號均表示電器的常態(tài)（指電氣器件不受力或不通電的狀態(tài)），電路中文字符號應標出電器的項目代號（其中種類代號是必須的）。當圖形符號垂直放置時，電路中各元器件觸點圖形符號以“左開右閉”繪制，即垂線左側的觸點為常開觸點，垂線右側的觸點為常閉觸點。當圖形符號水平放置時以“上閉下開”繪制，即在水平線上方的觸點為常閉觸點，水平線下方的觸點為常開觸點。

電器符號標注刀閘斷路器熔斷器按鈕接觸器熱繼電器行程開關時間繼電器中間繼電器QSQFFUSBKMFRSQKTKA

負荷開關直接啟動控制電路負荷開關QS起控制作用，熔斷器FU起短路保護作用。想一想：直接啟動缺點？2．工作原理

啟動：合上負荷開關QS→電動機M通電運轉。

停止：斷開負荷開關QS→電動機M斷電停止運轉。

任務1.1直接啟動控制電路【任務實施】

1.1.6負荷開關直接啟動控制電路安裝與調試

1．實訓要求

（1）能正確識別、選用負荷開關和熔斷器。

（2）能正確安裝和操作負荷開關直接啟動控制電路。

任務1.1直接啟動控制電路2．工具與器材

安裝負荷開關直接啟動控制電路所需工具與器材如表1-2所示。

任務1.1直接啟動控制電路3．操作注意事項

（1）連接電氣設備時，用力要適當，防止損壞電氣設備。

（2）導線應盡量避免交叉，長短適宜。

（3）不得擅自接通電源。電路安裝完應檢查無誤后，在教師的指導下通電。

4．操作步驟

（1）仔細觀察負荷開關和熔斷器，熟悉其外形、結構、型號及主要技術指標的含義。

（2）檢查負荷開關和熔斷器的好壞。

（3）在電路板上按照電氣原理圖安裝器件，并進行相應的配線。

（4）經指導教師檢查合格后進行通電操作。

任務1.1直接啟動控制電路【任務評價】

按照成績評分標準（見表1-3），對任務進行評價。

任務1.1直接啟動控制電路【任務描述】

點動控制即按下按鈕電動機工作，松開按鈕電動機停止。點動控制常用來控制電動機的短時運行，如控制起重機械中吊鉤的精確定位操作過程、機械加工過程中的“對刀”操作過程等。

【任務分析】

要正確進行點動控制電路安裝，就必須了解接觸器、按鈕的結構原理等基礎知識。

【知識鏈接】

負荷開關直接啟動控制電路簡單，但安全性差，也不便于實現自動控制。因此，通常采用按鈕、接觸器控制電動機的啟動或停止，負荷開關僅起隔離電源作用。

任務1.2點動控制電路1.2.1按鈕

按鈕是一種手動且一般可以自動復位的控制電器

按鈕不直接控制主電路的通斷，而是在控制電路中，控制接觸器、繼電器的線圈，再由接觸器的主觸點去控制主電路的通斷。

按鈕是由按鈕帽、復位彈簧、橋式觸頭和外殼等組成。其外形結構示意圖如圖1-6所示：

按鈕在外力作用下，首先斷開常閉觸頭，然后再接通常開觸頭。復位時，常開觸頭先斷開，常閉觸頭后閉合。

任務1.2點動控制電路3.按鈕開關常開(動合)按鈕電路符號SB常閉(動斷)按鈕電路符號SB復合按鈕電路符號SB按鈕的外形圖和結構

常用于接通和斷開控制電路。(b)結構(a)外形圖常閉觸點常開觸點SBSB動合（常開）觸頭動斷（常閉）觸頭復合觸頭SB按鈕圖形符號和文字符號常用按鈕的額定電壓為380V，額定電流為5A。按鈕LA19系列-1LA19系列按鈕適用于交流50Hz電壓至380V及直流電壓至220V的磁力起動器、接觸器、繼電器及其它電氣線路中作遙遠控制之用。電氣元件—按鈕4）按鈕的使用：（1）選擇時應根據所需的觸頭數、使用的場所來確定。如，手持移動操作應選用帶有保護外殼的按鈕；嵌裝在操作面板上可選用開啟式按鈕；需顯示工作狀態(tài)可選用光標式按鈕；為防止人員誤操作，在重要場合應選用帶鑰匙操作的按鈕。（2）按鈕顏色要求：①“停止”和“急?！卑粹o是紅色。②“起動”按鈕的顏色是綠色。③“起動”與“停止”交替動作的按鈕必須是黑色、白色或灰色，不得用紅色和綠色。電氣元件—按鈕④“點動”按鈕是黑色。⑤“復位”(如保護繼電器的復位按鈕)是藍色。當復位按鈕還有停止的作用時，則是紅色。按鈕的使用動畫演示任務1.2點動控制電路

接觸器是一種接通或切斷電動機或其他負載主電路的自動切換電器。它是利用電磁力來使開關打開或斷開的電器，適用于頻繁操作、遠距離控制強電電路，并具有低壓釋放的保護性能。接觸器通常分為交流接觸器和直流接觸器。接觸器電氣符號KM交流接觸器直流接觸器1.其主要結構：電磁機構、觸點系統(tǒng)、滅弧機構、回位彈簧力裝置、支架與底座等。一接觸器1-動觸頭2-靜觸頭3-銜鐵4-緩沖彈簧5-電磁線圈6-鐵心7-墊氈8-觸頭彈簧9-滅弧罩10-觸頭壓力簧片

2.工作原理：當線圈得電后，銜鐵被吸合，帶動三對主觸點閉合，接通電路，輔助觸點也閉合或斷開；當線圈失電后，銜鐵被釋放，三對主觸點復位，電路斷開，輔助觸點也斷開或閉合線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧輔助觸頭M3~電機動作過程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機接通電源~380~~2.接觸器工作原理電氣元件—接觸器接觸器工作過程演示（1）電磁系統(tǒng)電磁系統(tǒng)由線圈、靜鐵心、動鐵心（銜鐵）等組成，其作用是操縱觸頭的閉合與分斷。

交流接觸器的鐵心一般用硅鋼片疊壓鉚成，以減少交變磁場在鐵心中產生的渦流及磁滯損，避免鐵心過熱。線圈的額定電壓分別為380V、220V、110V、36V，供使用不同電壓等級的控制電路選用。

任務1.2點動控制電路（2）觸頭系統(tǒng)接觸器的觸頭按功能不同分為主觸頭和輔助觸頭兩類。主觸頭用于接通和分斷電流較大的主電路，體積較大，一般由三對常開觸頭組成；輔助觸頭用于接通和分斷小電流的控制電路，體積較小，一般由有2對輔助常開觸頭和2對輔助常閉觸頭組成。為使觸頭導電性能良好，通常用紫銅制成。由于銅的表面容易氧化生成不良導體氧化銅，故一般都在觸頭的接觸點部分鑲上銀塊，使之接觸電阻小，導電性能好，使用壽命長。

任務1.2點動控制電路（3）滅弧裝置交流接觸器在分斷大電流或高電壓電路時，其動靜觸頭間氣體在強電場作用下產生放電，形成電弧。電弧發(fā)光、發(fā)熱，灼傷觸頭，并使電路切斷時間延長，引發(fā)事故。因此，必須采取措施，使電弧迅速熄滅。通常主觸點額定電流在10A以上的接觸器都有滅弧罩。

（4）其他部件交流接觸器除上述三個主要部分外，還包括反作用彈簧，復位彈簧，緩沖彈簧、觸頭壓力彈簧、傳動機構、接線柱、外殼等部件。

任務1.2點動控制電路3接觸器有關符號圖形符號、文字符號、產品型號KMKMKM

線圈主觸點常開觸點常閉觸點

KM接觸器主觸頭－用于主電路（流過的電流大，需加滅弧裝置）接觸器輔助觸頭－用于控制電路（流過的電流小，無需加滅弧裝置）接觸器線圈－連接于控制電路輔助觸頭3．交流接觸器的選用

選擇交流接觸器時主要應考慮以下技術參數

（1）主觸點控制電源的種類（交流還是直流）。

（2）主觸點的額定電壓和額定電流。

（3）輔助觸點的種類、數量及觸點額定電流。

（4）電磁線圈的電流種類、頻率和額定電壓。

（5）額定操作頻率（次/h），即每小時允許接通的最多次數等。接觸器的額定電壓不得低于被控制電路的最高電壓，電磁線圈的額定電壓應與被控制輔助電路的電壓一致，主觸頭額定電流應大于被控制電路的最大工作電流。如果控制電動機，電動機最大電流不應超過接觸器額定電流的允許值。用于控制可逆運轉或啟動頻繁的電動機時，接觸器要增大一至二級使用，確保其工作安全可靠。

任務1.2點動控制電路4．交流接觸器的安裝及日常維護

交流接觸器一般應安裝在垂直面上，傾斜度不超過5oC。注意要留有適當的飛弧空間，以免燒壞相鄰電器。安裝孔的螺釘應裝有彈簧墊圈和平墊圈，并擰緊螺釘以防松脫或振動。

交流接觸器的維護，應定期檢查各個元件，對有故障的元件及時處理，當觸點表面因電弧燒蝕而有金屬顆粒時，應及時清除。但當銀或銀基合金觸點表面因電弧而燒成黑色，不要銼去，因氧化銀的導電能力很好。但當觸點磨損到只剩1/3時，則應更換。滅弧罩往往較脆，拆裝時應注意不要碰碎，不允許將滅弧罩去掉，因為這樣容易發(fā)生電流短路。

任務1.2點動控制電路欠壓保護外界電源由于某種原因下降（如下降到額定電壓85%）接觸器線圈磁通減弱，吸力減弱，使得主觸頭、自鎖觸頭斷開，切斷電源，保護電機。失壓(零壓）保護突然斷電，失電停止，重新來電，不會自動吸合繼電器是一種利用電流、電壓、時間、溫度等信號的變化來接通或斷開所控制的電路，以實現自動控制或完成保護任務的自動電器。繼電器電氣符號KA中間繼電器電壓繼電器電流繼電器時間繼電器速度繼電器…...繼電器類型：

繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在于，接觸器的主觸頭可以通過大電流，而繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，繼電器只能用于控制電路中。中間繼電器

在繼電器控制電路中，為解決接觸器觸點較少的矛盾，常采用觸點較多的中間繼電器，其作用是作為中間環(huán)節(jié)傳遞與轉換信號，或同時控制多個電路。中間繼電器體積小，動作靈敏度高，其基本結構及工作原理與交流接觸器相似，在10A以下電路中可代替接觸器起控制作用。任務1.2點動控制電路中間繼電器中間繼電器和接觸器的結構和工作原理大致相同。主要區(qū)別：接觸器的主觸點可以通過大電流；繼電器的體積和觸點容量小，觸點數目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于機床的控制電路中。KAKAKA

線圈

常開觸頭

常閉觸頭1.2.4控制電路

1.控制電路

控制電路原理圖如圖所示。圖中組合開關QS不能直接控制電動機電路，只能起到電源引入的作用。熔斷器FU起短路保護作用。任務1.2點動控制電路

電氣控制電路可分為主電路和控制電路。

主電路包括從電源到電動機的電路，其特點是電壓高（380V），電流大，繪制在原理圖的左邊。

控制電路是對主電路起到控制作用的電路，控制電路的特點是電壓不確定（可通過變壓器變壓，通常電壓范圍為36V～380V），電流小，繪制在原理圖的右邊。

電氣原理圖中的電器元件采用展開圖的畫法，即同一電器元件的各個部件可不畫在一起，但文字符號要相同，如接觸器的主觸點畫在主電路中，線圈和輔助觸點畫在控制電路中。若有多個同一類的電器元件，可在文字符號后加上數字序號的下標，如KM1、KM2。

任務1.2點動控制電路電氣原理圖中，所有電器的可動部分均按沒有通電或沒有外力作用時的狀態(tài)畫出。對于繼電器、接觸器的觸點，按其線圈不通電時的狀態(tài)畫出，控制器按手柄處于零位時的狀態(tài)畫出；對于按鈕、行程開關等觸點按未受外力作用時的狀態(tài)畫出。電氣原理圖中，應盡量減少線條和避免線條交叉。各導線之間有電聯(lián)系時，在導線交點處畫實心圓點。根據圖面布置需要，可以將圖形符號旋轉繪制，一般逆時針方向旋轉90o，但文字符號不可倒置2.工作原理

點動控制電路的工作原理如下。

合上組合開關QS。

啟動：按下按鈕SB→KM線圈得電→KM主觸點閉合→電動機M通電運轉。

停止：松開按鈕SB→KM線圈失電→KM主觸點斷開→電動機M斷電停止運轉。

任務1.2點動控制電路【任務實施】

1.2.5點動控制電路安裝與調試

1.實訓要求

（1）能正確檢查、選用和安裝按鈕與交流接觸器。

（2）能正確安裝和操作接觸器點動控制電路。

（3）布局整齊美觀、走線橫平豎直，導線改變方向時轉角應為直角。

（4）安全操作、文明生產。

任務1.2點動控制電路2.工具與器材

安裝點動控制電路所需工具與器材如表1-4所示。

任務1.2點動控制電路3．操作注意事項

（1）連接電氣設備時，用力要適當，防止損壞電氣設備。

（2）導線應盡量避免交叉，長短適宜。

（3）不得擅自接通電源。電路安裝完應檢查無誤后，在教師的指導下通電。

4．操作步驟

（1）仔細觀察組合開關、熔斷器、按鈕和接觸器，熟悉其外形、結構、型號及主要技術指標的含義和動作原理。

（2）檢查組合開關、熔斷器、按鈕和接觸器的好壞，特別要注意檢查接觸器線圈電壓是否符合控制電路的電壓等級。

（3）在電路板上按照電氣原理圖安裝器件，并進行相應的配線，要求各元器件安裝位置整齊、均勻，間距合理。

（4）經指導教師檢查合格后進行通電操作。任務1.2點動控制電路【任務評價】

按照成績評分標準（見表1-5），對任務進行評價。

任務1.2點動控制電路任務1.3自鎖控制電路

【任務描述】

在實際應用中經常要求電動機能夠長時間連續(xù)運行，顯然點動控制不能滿足生產要求，需要具有連續(xù)運行功能的電路。

【任務分析】

要正確進行自鎖控制電路安裝，就必須了解熱繼電器、接觸器、按鈕的結構原理等基礎知識。

任務1.3自鎖控制電路自鎖定義：交流接觸器通過自身的常開輔助觸頭使線圈總是處于得電狀態(tài)的現象叫做自鎖。【知識鏈接】

1.3.1熱繼電器

電動機在長期運行過程中若過載時間長，過載電流大，電動機繞組的溫升就會超過允許值，使電動機繞組絕緣老化，縮短電動機的使用壽命，嚴重時甚至會使電動機繞組燒毀。因此，要對其過載提供保護裝置。熱繼電器是利用電流的熱效應原理來工作的保護電器，主要用于電動機的過載保護。

任務1.3自鎖控制電路1、熱繼電器電器符號FR外形結構(a)外形(b)結構導板觸點熱元件手動復位按鈕觸點接線柱主電路接線柱電流調節(jié)凸輪1．熱繼電器的結構、動作原理與電路符號

熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片、傳動推桿、觸頭系統(tǒng)等組成。雙金屬片是熱繼電器的感測元件，它由兩種不同膨脹系數的金屬用機械輾壓而成。熱繼電器的結構示意圖如圖1-12（a）所示。任務1.3自鎖控制電路1熱繼電器作用及分類

熱繼電器是一種利用電流的熱效應來切斷電路的保護電器。專門用來對連續(xù)運轉的電動機進行過載及斷相保護，以防電動機過熱而燒毀。按相數分為兩相熱繼電器三相熱繼電器不帶斷相保護帶斷相保護熱繼電器工作原理

發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數大，使其彎曲，推動導板運動，常閉觸點斷開。發(fā)熱元件功能：過載保護結構：I常閉觸頭雙金屬片工作原理：

發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開?？郯鍩崂^電器主要參數及常用型號主要參數1.熱繼電器額定電流：指可以安裝的熱元件的最大整定電流2.相數3.熱元件額定電流：指熱元件的最大整定電流。4.整定電流：指長期通過熱元件而不引起熱繼電器動作的最大電流。按電動機額定電流整定。5.調節(jié)范圍：是指手動調節(jié)整定電流的范圍。常用的熱繼電器有JR0、JR14、JR15、JR16、JR20等系列。熱繼電器的基本技術數據可查閱有關資料。熱繼電器的符號發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中常閉觸頭FRFR2．熱繼電器的選用

（1）熱繼電器結構形式的選擇：星形聯(lián)結的電動機可選用兩相或三相結構熱繼電器；三角形聯(lián)結的電動機應選用帶斷相保護裝置的三相結構熱繼電器。

（2）熱繼電器熱元件的額定電流選擇：一般取電動機額定電流的0.95～1.05倍。

（3）熱繼電器熱元件的動作電流選擇：一般情況下，將整定電流調整與電動機的額定電流相等即可。但對于啟動時負載較重的電動機，整定電流可略大于電動機的額定電流。

任務1.3自鎖控制電路1.3.2具有過載保護的自鎖控制電路

在點動控制線路啟動按鈕的兩端并接一對接觸器的輔助常開觸點，當松開啟動按鈕后，雖然按鈕復位分斷，但依靠接觸器的輔助常開觸點仍可保持控制電路的接通。這種依靠接觸器自身的輔助觸點而使線圈保持通電的現象稱為自鎖，起自鎖作用的輔助觸點稱為自鎖觸點。

任務1.3自鎖控制電路1．具有過載保護的自鎖控制電路

具有過載保護的自鎖控制電路原理圖如圖1-13所示。

任務1.3自鎖控制電路電動機起、?？刂品绞降难菔倦妱訖C接觸器起、?？刂品绞降难菔?、工作原理

合上電源開關QS。

過載：電動機過載且時間較長→KM線圈失電→KM主觸點斷開→電動機M斷電停止運轉。

任務1.3自鎖控制電路3、電路的保護環(huán)節(jié)

（1）主電路和控制電路分別通過熔斷器FU1和FU2實現短路保護。

（2）電動機通過熱繼電器KH實現長期過載保護。

（3）啟動按鈕SB1與接觸器KM配合實現欠壓和失壓保護。當出現欠電壓或失壓故障時，接觸器的銜鐵自動釋放，接觸器主觸點和自鎖觸點同時斷開，自動切斷主電路和控制電路，使電動機斷電停轉。當電源電壓恢復正常時，KM線圈不能自動通電，只能再次按下啟動按鈕SB1才會啟動。

任務1.3自鎖控制電路熔斷器在電氣線路中主要起短路保護和嚴重過載保護作用，而熱繼電器主要用于過載保護.兩者不能互為代用，但可以互為補充.

如果用熔斷器作電動機的過載保護，為了防止電動機在啟動過程中熔斷器熔斷，熔斷器熔體的額定電流一般應取電動機額定電流的1.5~2倍，這樣即使電動機長時間過負荷50%，熔斷器也不會熔斷，而電動機可能因長時間過負荷而燒壞.所以不能用熔斷器作過負載保護.

而熱繼電器是利用電流的熱效應來工作的，由于熱慣性的影響，盡管發(fā)生短路時電流很大，也不可能使熱繼電器立即動作，這樣就延長了短路故障的影響時間，對供電系統(tǒng)及用電設備會造成危害.所以也不能用熱繼電器作為短路保護.在電動機控制接線中，主電路中裝有熔斷器，為什么還要加裝熱繼電器?它們各起何作用，能否互相代替?1.3.3點動與自鎖混合控制電路

在生產實踐過程中，常常要求一些生產機械既有能持續(xù)不斷的連續(xù)運行方式，又有在人工干預下實現手動控制的點動運行方式。點動與自鎖混合控制電路就能實現這種工藝要求。

點動與自鎖混合控制電路如圖1-14所示，

圖中SB1為自鎖控制啟動按鈕，SB2為自鎖控制停止按鈕，SB3為點動按鈕。需注意，點動按鈕是一個復合按鈕，其常閉觸點與接觸器自鎖觸點串聯(lián)，在按下點動按鈕時，分斷了自鎖電路，使自鎖功能不起作用。

任務1.3自鎖控制電路1．點動與自鎖混合控制電路

圖1-14點動與自鎖混合控制電路原理圖

任務1.3自鎖控制電路2、工作原理

合上電源開關QS。

（1）連續(xù)控制

（2）點動控制

任務1.3自鎖控制電路1.3.4多地控制電路

在大型設備中，為了操作方便，常要求在多個地點對同一臺電動機進行控制。圖1-15所示為三地點控制的自鎖控制電路，其中SB11、SB12為安裝在甲地的啟動/停止按鈕；SB21、SB22為安裝在乙地的啟動/停止按鈕；SB31、SB32為安裝在丙地的啟動/停止按鈕。按鈕的連接原則是：把多地的啟動按鈕并聯(lián)、停止按鈕串聯(lián)。

任務1.3自鎖控制電路1.3.5順序控制電路

在生產實踐中，在多臺電動機拖動的設備上，常需要電動機按先后順序工作。例如機床中要求潤滑電動機啟動后，主軸電動機才能啟動。像這種要求幾臺電動機的啟動或停止必須按照一定的先后順序來完成的控制方式，稱為電動機的順序控制。

任務1.3自鎖控制電路１．順序啟動、同時停止

順序啟動、同時停止的控制電路如圖1-16所示?？刂凭€路通過接觸器KM1的輔助常開觸點來制約接觸器KM2的線圈，顯然，只有電動機M1啟動運行之后M2才允許啟動。按下停止按鈕SB3時，M1、M2同時停止。

任務1.3自鎖控制電路2．順序啟動、單獨停止

順序啟動、單獨停止的控制電路如圖1-17所示，控制線路通過接觸器KM1的輔助常開觸點（7、8）來制約接觸器KM2的線圈，顯然，只有電動機M1啟動運行之后M2才允許啟動。電動機M2工作后，接觸器KM2的常開輔助觸點（6、7）并聯(lián)在SB21與接觸器KM1的常開輔助觸點（7、8）的串聯(lián)支路兩端，SB21與接觸器KM1的常開輔助觸點（7、8）的串聯(lián)支路不再起作用，所以按下停止按鈕SB12時，接觸器KM1線圈斷電，電動機M1停止；如果按下停止按鈕SB22時，接觸器KM2線圈斷電，電動機M2停止。

任務1.3自鎖控制電路3．順序啟動、逆序停止

順序啟動、逆序停止的控制電路如圖1-18所示，控制線路通過接觸器KM1的輔助常開觸點（7、8）來制約接觸器KM2的線圈，顯然，只有電動機M1啟動運行之后M2才允許啟動。接觸器KM2的常開輔助觸點（3、4）與停止按鈕SB12并聯(lián)，如果電動機M2未停止，接觸器KM2的常開輔助觸點KM2（3、4）閉合，按下停止按鈕SB12無用；只有當電動機M2停止后，接觸器KM2的常開輔助觸點KM2（3、4）斷開，按下停止按鈕SB12，接觸器KM1線圈斷電，電動機M1才能停止。

任務1.3自鎖控制電路【任務實施】

1.3.6具有過載保護的自鎖控制電路安裝與調試

1．實訓要求

（1）能正確檢查、選用和安裝熱繼電器。

（2）能正確安裝和操作具有過載保護的自鎖控制電路。

（3）布局整齊美觀、走線橫平豎直，導線改變方向時轉角應為直角。

（4）安全操作、文明生產。

任務1.3自鎖控制電路2．工具與器材

安裝具有過載保護的自鎖控制電路所需工具與器材如表1-6所示。任務1.3自鎖控制電路3.操作注意事項

（1）連接電氣設備時，用力要適當，防止損壞電氣設備。

（2）導線應盡量避免交叉，長短適宜。

（3）不得擅自接通電源。電路安裝完應檢查無誤后，在教師的指導下通電。

任務1.3自鎖控制電路4.操作步驟

（1）仔細觀察熱繼電器，熟悉其外形、結構、型號及主要技術指標的含義和動作原理，并設定整定電流值。

（2）在電路板上按照電氣原理圖安裝器件，并進行相應的配線，要求各元器件安裝位置整齊、均勻，間距合理。

（3）經指導教師檢查合格后進行通電操作。

任務1.3自鎖控制電路【任務評價】

按照成績評分標準（見表1-7），對任務進行評價。

任務1.3自鎖控制電路任務1.4正反轉控制電路

【任務描述】

在生產實踐中，往往要求電動機能夠實現正反兩個方向的轉動，如起重機吊鉤的上升與下降、機床工作臺的前進與后退等等。由電動機的工作原理可知，只要把電動機的三相電源進線中的任意兩相對調，就可改變電動機的轉動方向。如何利用接觸器實現電動機的正反轉控制？

【任務分析】

電動機的正反轉電路需要控制兩個接觸器來改變電動機與電源連接的相序，控制中需注意，如果兩個接觸器同時閉合會照成電源短路。

任務1.4正反轉控制電路中間線不變，兩邊線對調【知識鏈接】

1.4.1接觸器聯(lián)鎖的正反轉控制電路

1．接觸器聯(lián)鎖的正反轉控制電路

接觸器聯(lián)鎖的正反轉控制電路如圖1-19所示。圖中采用了兩個接觸器，KM1是正轉接觸器，KM2是反轉接觸器。顯然KM1和KM2不允許同時接通，否則會引起電源短路。

在控制電路中，正轉接觸器KM1的線圈電路中串聯(lián)了一個反轉接觸器KM2的常閉觸點，反轉接觸器KM2的線圈電路中串聯(lián)了一個正轉接觸器KM1的常閉觸點。這樣，每一個接觸器線圈電路是否被接通，將取決于另一個接觸器是否處于釋放狀態(tài)。任務1.4正反轉控制電路例如，正轉接觸器KM1線圈接通得電，它的輔助常閉觸點被斷開，將反轉接觸器KM2線圈支路斷開，KM2線圈在KM1接觸器得電的情況下無法接通得電。兩個接觸器之間的這種相互關系稱為聯(lián)鎖（互鎖）。在圖1-19所示電路中，聯(lián)鎖是依靠電氣元件來實現的，所以也稱為電氣聯(lián)鎖。實現電氣聯(lián)鎖的觸點稱為聯(lián)鎖觸點。任務1.4正反轉控制電路2、工作原理

合上組合開關QS。

（1）正轉控制

（2）停止控制

（3）反轉控制任務1.4正反轉控制電路

接觸器聯(lián)鎖正反轉控制電路安全可靠，不會因故障而造成短路事故。例如，電動機正轉接觸器KM1主觸點因彈簧老化或剩磁的原因而延遲釋放，或者被卡住而不能釋放時，此時KM1的常閉輔助觸點（6、7）處于斷開狀態(tài)，如按下反轉按鈕SB3，KM2接觸器不能得電，不會造成電源在主電路短路。但改變電動機轉向需要先按下停止按鈕，適合于對換向速度無要求的場合。

任務1.4正反轉控制電路1.4.2按鈕聯(lián)鎖的正反轉控制電路

1．按鈕聯(lián)鎖的正反轉控制電路

按鈕聯(lián)鎖的正反轉控制電路如圖1-20所示。圖中SB1、SB2為復合按鈕，各有一對常開觸點和常閉觸點，其中常閉觸點分別串聯(lián)在對方接觸器線圈電路中，這樣只要按下按鈕，就自然切斷了對方接觸器線圈支路，實現聯(lián)鎖。這種聯(lián)鎖是利用按鈕來實現的，所以稱為按鈕聯(lián)鎖。

任務1.4正反轉控制電路2、工作原理

合上組合開關QS。

（1）正轉控制

（2）反轉控制

（3）停止控制任務1.4正反轉控制電路

（3）停止控制

按下SB3，整個控制電路失電，KM1（KM2）主觸點分斷，電動機M斷電停轉。

按鈕聯(lián)鎖正反轉控制電路可以從正轉直接轉為反轉，但其存在的主要問題是容易產生短路事故。例如，電動機正轉接觸器KM1主觸點因彈簧老化或剩磁的原因而延遲釋放，或者被卡住而不能釋放時，如按下反轉按鈕SB2，KM2接觸器又得電使其主觸點閉合，電源會在主電路短路，因此該電路不能使用。

任務1.4正反轉控制電路1.4.3雙重聯(lián)鎖的正反轉控制電路

1．雙重聯(lián)鎖的正反轉控制電路

雙重聯(lián)鎖的正反轉控制電路如圖1-21所示。該電路中既有接觸器聯(lián)鎖，保證電路的安全，又有復合按鈕聯(lián)鎖，在改變電動機轉向時不需要按下停止按鈕，適用于要求換向迅速的場合。

任務1.4正反轉控制電路2．工作原理

圖1-21雙重聯(lián)鎖的正反轉控制電路原理圖

合上組合開關QS。任務1.4正反轉控制電路

（1）正轉控制

（2）反轉控制

（3）停止控制

按下SB3，整個控制電路失電，KM1（KM2）主觸點分斷，電動機M斷電停轉。

任務1.4正反轉控制電路【任務實施】

1.4.4雙重聯(lián)鎖的正反轉控制電路安裝與調試

1．實訓要求

（1）能正確安裝和操作雙重聯(lián)鎖的正反轉控制電路。

（2）布局整齊美觀、走線橫平豎直，導線改變方向時轉角應為直角。

（3）安全操作、文明生產。

任務1.4正反轉控制電路2．工具與器材

安裝雙重聯(lián)鎖的正反轉控制電路所需工具與器材如表1-8所示。

任務1.4正反轉控制電路3．操作注意事項

（1）連接電氣設備時，用力要適當，防止損壞電氣設備。

（2）導線應盡量避免交叉，長短適宜。

（3）不得擅自接通電源。電路安裝完應檢查無誤后，在教師的指導下通電。

4．操作步驟

（1）在電路板上按照電氣原理圖安裝器件，并進行相應的配線，要求各元器件安裝位置整齊、均勻，間距合理。

（2）經指導教師檢查合格后進行通電操作。

任務1.4正反轉控制電路【任務評價】

按照成績評分標準（見表1-9），對任務進行評價。

任務1.4正反轉控制電路任務1.5行程控制電路

【任務描述】

在生產過程中，會遇到有些生產機械，如龍門刨床、銑床等要求工作臺在一定距離內能自動往返循環(huán)運動的情況。而自動往返都是由運動部件運動的位置或行程來控制的，這種控制稱為行程控制。

【任務分析】

實現行程控制的電器主要是行程開關，利用行程開關觸點的閉合與分斷控制電動機的正轉或反轉來實現行程控制。

任務1.5行程控制電路【知識鏈接】

1.5.1行程開關

行程開關又稱限位開關，其作用與按鈕開關相同，只是其觸頭的動作不是靠手動作，而是利用生產機械運動部件的碰撞使其觸頭動作。

1．外形與結構

行程開關的種類很多，在電氣設備中常用的行程開關的外形、結構如圖1-22所示。

任務1.5行程控制電路2、電路符號

行程開關的電路符號如圖1-23所示任務1.5行程控制電路1.5.2小車自動往返的行程控制電路

1．小車自動往返的行程控制電路

小車自動往返的行程控制示意圖如圖1-24所示，小車自動往返的行程控制電路如圖1-25所示。

任務1.5行程控制電路小車自動往返的控制要求是：

（1）小車處于停止狀態(tài)，如按下正向啟動按鈕SB1，電動機正轉帶動小車前進，碰到行程開關SQ1，電動機自動轉為反轉，帶動小車后退，碰到行程開關SQ2，電動機自動轉為正轉，帶動小車前進……依此循環(huán)。

（2）小車處于停止狀態(tài)，如按下反向啟動按鈕SB2，電動機反轉帶動小車后退，碰到行程開關SQ2，電動機自動轉為正轉，帶動小車前進，碰到行程開關SQ1，電動機自動轉為反轉，帶動小車后退……依此循環(huán)。

（3）按下停止按鈕，小車停止工作。

任務1.5行程控制電路2．工作原理

合上電源開關QS。

（1）啟動

不斷重復上述過程，小車就在限定的行程內作自動往返運動。任務1.5行程控制電路（2）停止

按下SB3→整個控制電路失電→KM1（KM2）主觸點分斷→電動機M斷電停轉。

任務1.5行程控制電路【任務實施】

1.5.3小車自動往返的行程控制電路安裝與調試

1、實訓要求

（1）能正確安裝和操作小車自動往返的行程控制電路。

（2）布局整齊美觀、走線橫平豎直，導線改變方向時轉角應為直角。

（3）安全操作、文明生產。

任務1.5行程控制電路２、工具與器材

安裝小車自動往返的行程控制電路所需工具與器材如表1-10所示。任務1.5行程控制電路3、操作注意事項

（1）連接電氣設備時，用力要適當，防止損壞電氣設備。

（2）導線應盡量避免交叉，長短適宜。

（3）不得擅自接通電源。電路安裝完應檢查無誤后，在教師的指導下通電。

4、操作步驟

（1）仔細觀察各種不同類型、規(guī)格的行程開關，熟悉它們的結構與動作原理。

（2）在電路板上按照電氣原理圖安裝器件，并進行相應的配線，要求各元器件安裝位置整齊、均勻，間距合理。

（3）經指導教師檢查合格后進行通電操作。按照成績評分標準（見表1-11），對任務進行評價。任務1.5行程控制電路【任務評價】

按照成績評分標準（見表1-11），對任務進行評價。

任務1.5行程控制電路任務1.6星/三角形降壓啟動控制電路

【任務描述】

三相籠型異步電動機容量在10KW以上，為了減小和限制啟動時對機械設備的沖擊，可采用降壓啟動。在電源電壓不變的情況下，啟動時減小定子繞組上的電壓，以限制啟動電流。

任務1.6星/三角形降壓啟動控制電路【任務分析】

電動機由靜止到通電正常運轉的過程稱為電動機的啟動過程，在這一過程中，電動機消耗的功率較大，啟動電流較大。通常啟動電流是電動機額定電流的4～7倍，小功率電動機啟動時，啟動電流雖然較大，但和電網的總電流相比還是比較小，所以可以直接啟動。若電動機的功率較大，若滿負荷啟動，則啟動電流就較大，很可能會對電網造成影響，使電網電壓降低而影響到其他電器的正常運行，此時要采用降壓啟動。在工業(yè)生產中，通常對額定功率10KW以上的三相交流異步電動機進行降壓啟動控制，減小啟動電流，以減少對電網的沖擊。常見的降壓啟動方法有：定子繞組串電阻降壓啟動、星/三角形降壓啟動等。

任務1.6星/三角形降壓啟動控制電路【知識鏈接】

1.6.1時間繼電器

時間繼電器是指從接收控制信號開始，經過一定的延時后，觸點才能動作的繼電器。常用于按時間原則進行控制的場合。

按工作原理劃分，時間繼電器可分為電磁式、空氣阻尼式、晶體管式和數字式等。

按延時方式可分為通電延時型和斷電延時型兩種。通電延時型是指電磁線圈通電后觸點延時動作；斷電延時型是指電磁線圈斷電后觸點延時復位。通常在時間繼電器上既有起延時作用的觸點也有瞬時動作的觸點。

任務1.6星/三角形降壓啟動控制電路1．空氣阻尼式時間繼電器

空氣阻尼式時間繼電器又稱氣囊式時間繼電器，它是利用空氣通過小孔時產生阻尼的原理而達到延時的目的，它由電磁機構、延時機構和觸點系統(tǒng)組成。

空氣阻尼式時間繼電器的電磁機構可以是直流的或是交流的，它既可以做成通電延時型，也可以做成斷電延時型。如國產的JS7型時間繼電器外形如圖1-26所示，只要改變該時間繼電器電磁機構的安裝方向，便可實現不同的延時方式，當銜鐵位于鐵心和延時機構之間時為通電延時型，工作原理如圖1-27（a）所示；當鐵心位于銜鐵和延時機構之間時為斷電延時型，工作原理如圖1-27（b）所示。現以通電延時型時間繼電器為例介紹其工作原理。

任務1.6星/三角形降壓啟動控制電路圖1-27空氣阻尼式時間繼電器工作原理圖

任務1.6星/三角形降壓啟動控制電路當線圈1通電后，銜鐵3吸合，微動開關16受壓其觸點動作無延時，活塞桿6在塔形彈簧8的作用下帶動活塞12及橡皮膜10向上移動，但由于橡皮膜下方氣室空氣稀薄，形成負壓，因此活塞桿6只能緩慢地向上移動，其移動的速度視進氣孔的大小而定，可通過調節(jié)螺桿13進行調整。經一定的延時后，活塞桿才能移動到最上端。這時通過杠桿7壓動微動開關15，使其動斷觸點斷開，動合觸點閉合，起到通電延時作用。

當線圈1斷電后，電磁吸力消失，銜鐵3在反作用力彈簧4的作用下釋放，并通過活塞桿6將活塞12推向下端，這時橡皮膜10下方氣室內的空氣通過橡皮膜10、弱彈簧9和活塞12的肩部所形成的單向閥，迅速地從橡皮膜上方的氣室縫隙中排掉，微動開關15、16能迅速復位，無延時。

任務1.6星/三角形降壓啟動控制電路2．通電延時型時間繼電器

通電延時型時間繼電器的電路符號如圖1-28所示。

3．斷電延時型時間繼電器

斷電延時型時間繼電器的電路符號如圖1-29所示。

任務1.6星/三角形降壓啟動控制電路4、型號規(guī)格

時間繼電器的型號規(guī)格如圖1-30所示。任務1.6星/三角形降壓啟動控制電路5．時間繼電器的選用

（1）根據