第九章 電機控制

9.1常用控制電器9.2電動機的基本控制電路9.3電動機的基本控制方式

內(nèi)容

常用控制電器（圖形符號、動作過程、觸點狀態(tài)的變化）電動機的基本控制電路、保護環(huán)節(jié)電動機的基本控制方式（行程、時間、速度控制）

重點

現(xiàn)代機床和生產(chǎn)機械的運動部件大多是用電動機來帶動的；應(yīng)用電動機拖動生產(chǎn)機械，稱為電力拖動。本章主要介紹幾種常用的低壓電器，基本的控制環(huán)節(jié)和保護環(huán)節(jié)的典型線路?？刂齐娖鳎簩崿F(xiàn)繼電接觸控制的電氣設(shè)備，如：刀閘、按鈕、繼電器、接觸器等。利用繼電器、接觸器實現(xiàn)對電動機和生產(chǎn)設(shè)備的控制和保護，稱為繼電接觸控制?？刂齐娖魇謩与娖髯詣与娖鞯堕_關(guān)組合開關(guān)按鈕……接觸器繼電器行程開關(guān)……由操作人員手動操作按照指令、信號、或某個物理量的變化而自動動作

9.1常用控制電器(b)結(jié)構(gòu)(a)外形圖1.按鈕(手動切換電器)按鈕常用于接通和斷開控制電路；電氣聯(lián)鎖。按鈕的額定電流一般不超過5A。常閉觸點常開觸點注意：自動復(fù)位功能；動作的順序結(jié)構(gòu)復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式動觸頭常開靜觸頭外殼4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號名稱常閉按鈕(動斷按鈕)常開按鈕(動合按鈕)復(fù)合按鈕1234123按鈕帽HK系列瓷底膠蓋刀開關(guān)實物刀開關(guān)電路符號刀開關(guān)由閘刀（動觸點）、靜插座（靜觸點）、手柄和絕緣底板等組成。刀開關(guān)的種類很多。按極數(shù)（刀片數(shù)）分為單極、雙極和三極；按結(jié)構(gòu)分為平板式和條架式；按操作方式分為直接手柄操作式、杠桿操作機構(gòu)式和電動操作機構(gòu)式；按轉(zhuǎn)換方向分為單投和雙投等。2.

刀開關(guān)(閘刀開關(guān)、刀閘)刀開關(guān)適用于不頻繁接通和斷開電路。安裝刀開關(guān)時，電源線應(yīng)接在靜觸點上，負荷線接在與閘刀相連的端子上。在垂直安裝時，手柄向上合為接通電源，向下拉為斷開電源，不能反裝，否則會因閘刀松動自然落下而誤將電源接通。刀開關(guān)的選用主要考慮回路額定電壓、長期工作電流以及短路電流所產(chǎn)生的動、熱穩(wěn)定性等因素。刀開關(guān)的額定電流應(yīng)大于其所控制的最大負荷電流。可用于直接起停3kW及以下的三相異步電動機時，刀開關(guān)的額定電流必須大于電動機額定電流的3倍。組合開關(guān)電路符號組合開關(guān)內(nèi)部解剖圖組合開關(guān)常用于接通/斷開控制電路的電源。改變電路工作狀態(tài)組合開關(guān)外形圖組合開關(guān)有若干個動觸片和靜觸片，分別裝于數(shù)層絕緣件內(nèi)，靜觸片固定在絕緣墊板上，動觸片裝在轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸，動觸片隨之使其與靜觸片接通或斷開。組合開關(guān)原理圖3．組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)）4．熔斷器（保險絲）熔斷器可分為:

瓷插式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器等。

管式熔斷器插入式熔斷器螺旋式熔斷器熔體:4．熔斷器（保險絲）

由熔體(熔絲或片)和放置熔體的絕緣管及絕緣底座組成，熔體是熔斷器的核心部分。主要作用是作短路保護。隔離故障點。熔斷器應(yīng)串接在電路中。符號:FU熔體:低熔點的合金安秒特性tIRN熔體額定電流的選擇：原則：電路正常工作時，熔體不熔斷；發(fā)生短路故障時，立即熔斷，熔斷時間與電流有關(guān),見安秒特性.3.頻繁起動的電機2.一般電機（稍大）1.無沖擊電流的場合（如電燈、電爐）作用：接通或斷開電動機或其他設(shè)備的主電路。構(gòu)成：電磁鐵（鐵心、銜鐵和線圈）觸點系統(tǒng)（分為主觸點和輔助觸點）滅弧系統(tǒng)?？刂茖ο螅弘妱訖C及其它電力負載5．接觸器~~~線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧輔助觸頭M3~電機5.接觸器動作過程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機接通電源接觸器符號：接觸器主觸頭－－用于通、斷主電路（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，自鎖和互鎖）接觸器線圈KMKM常開常閉KM同一器件的不同部分(線圈和觸點)必須用相同的字符表示.注意：接觸器的選用指標：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等輔助觸點接線端子（2個常開，2個常閉）主觸點接線端子（3對常開觸點）線圈接線端子5．接觸器外形圖

繼電器是一種根據(jù)特定輸入信號而動作的自動控制電器，以實現(xiàn)對電路的控制作用和保護作用。繼電器的種類根據(jù)用途可分：控制繼電器和保護繼電器；根據(jù)反映的不同信號可分：電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、

時間繼電器、熱繼電器、速度繼電器……。6．中間繼電器6．中間繼電器中間繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)、工作原理類似。通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，彌補接觸器輔助觸點數(shù)量不足，也可直接用來控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。主要區(qū)別：接觸器的主觸點可以通過大電流；

繼電器的觸點都一樣，只能通過小電流。觸點數(shù)目多，用在控制電路中。(b)

符號KA線圈(a)外形6．中間繼電器動斷(常閉)觸頭KA動合(常開)觸頭KA注意：選擇中間繼電器主要考慮其線圈電壓和觸點數(shù)量是否滿足電路要求用于電動機的過載保護。熱繼電器外形與結(jié)構(gòu)(a)外形(b)結(jié)構(gòu)7．熱繼電器發(fā)熱元件結(jié)構(gòu)原理：常閉觸頭雙金屬片工作原理：

電流熱效應(yīng)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(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開，切斷控制回路，接觸器線圈斷電，主觸點斷開，電動機停止工作?？郯?．熱繼電器符號:發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中動合(常閉)觸頭FRFR7．熱繼電器注意：熱繼電器的整定電流調(diào)整等于電動機的額定電流。這樣當電動機額定運行時，熱繼電器不動作；當電動機過載，電流為整定電流的1.2倍時，熱繼電器將在20分鐘內(nèi)動作；當過載電流為整定電流的1.5倍時，熱繼電器在2分鐘內(nèi)動作。熱繼電器不能用于短路保護，因為熱慣性，短路電流再大，熱繼電器也不會立即動作。8．斷路器（自動空氣開關(guān)）符號:可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護。鎖鉤主觸點手動閉合過流脫扣器欠壓脫扣器銜鐵釋放自動空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧8．斷路器（自動空氣開關(guān)）電氣原理圖的繪制原則

注意：同一電器的不同部件可分開畫，但應(yīng)標注同一文字符號；同一種電器有多個時，可用下標1、2、3等區(qū)分，如SB1,SB2……使用國標GB4728、GB7159規(guī)定的圖形符號和文字符號。主電路：粗實線（大電流），左邊或上方；控制電路：細實線（小電流），右邊或下方。基本按動作順序：由上而下或自左至右。電器狀態(tài)：未受外力和未通電的原始狀態(tài)。點動控制電動機的直接起動單向連續(xù)運轉(zhuǎn)控制多處控制電機正、反轉(zhuǎn)控制多機順序聯(lián)鎖控制9.2電動機的基本控制電路

動作過程觸頭（KM）打開按鈕松開線圈（KM）斷電電機停轉(zhuǎn)。觸頭（KM）閉合按下按鈕（SB）

線圈（KM）通電電機轉(zhuǎn)動；KMSB控制電路M3~ABCKMFUQ主電路一、點動控制電路實際接線圖M3~特點：小電流控制大電流。一、點動控制KM自鎖自鎖的作用按下按鈕（SB2），線圈（KM）通電，主觸點閉合，電機起動；輔助觸頭閉合，即使按鈕松開，線圈保持通電狀態(tài)，電機連續(xù)運轉(zhuǎn)。起動按鈕停車按鈕SB1KMSB2M3~ABCKMFUQ二、電動機連續(xù)運行控制KMFRKM..KMSB1SB2..控制電路合上開關(guān)Q起動

控制過程KM輔助觸點閉合自鎖。按下起動按鈕SB2

,KM線圈通電，KM主觸點閉合，電動機運轉(zhuǎn)。通電轉(zhuǎn)動KM主電路FR3~MFUQQ自鎖轉(zhuǎn)動停車

按下停止按鈕SB1,

KM主觸點復(fù)位(斷開),電動機停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點復(fù)位(斷開)，取消自鎖。

停轉(zhuǎn)FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路FRFUQ3~MQ斷電KMKM線圈斷電控制電路實際接線圖M3~自鎖觸點停止按鈕起動按鈕特點：小電流控制大電流。KMSB1KMSB2FR電流成回路，只要接兩相就可以了。異步機的直接起動+過載保護發(fā)熱元件熱繼電器觸頭ba以下控制電路能否實現(xiàn)既能點動、又能連續(xù)運行KMSB1KMSB2FRSB思考不能點動！QFRM3~ABCKMFU方法一：用復(fù)合按鈕。SB3：點動SB2：連續(xù)運行控制關(guān)系該電路缺點：動作不夠可靠。KMSB1KMSB2FRSB3主電路控制電路點動+連續(xù)運行(1)SBKASB1KASB2FRKMKAM3~ABCKMFU方法二：加中間繼電器（KA）?？刂脐P(guān)系SB：點動SB2：連續(xù)運行點動+連續(xù)運行(2)1.基本原理

將接到電源的任意兩根聯(lián)線對調(diào)一頭即可實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)，為此可用兩個交流接觸器來實現(xiàn)。2.基本要求

必須保證兩個交流接觸器不能同時工作ABCKMRM3~FUQFRKMF三、電機的正反轉(zhuǎn)控制KMFKMFSB1SBFFRM3~ABCKMFFUQSFRKMRKMRKMRSBR

該電路必須先停車才能由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)。不能確?；疽蟆皟蓚€交流接觸器不能同時工作”操作過程：SBF正轉(zhuǎn)SBR反轉(zhuǎn)停車SB1電機的正反轉(zhuǎn)控制(1)--加互鎖KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRSBR互鎖KMRM3~ABCKMFFUQSFR問題：正反轉(zhuǎn)換時還要先停車！互鎖:接觸器的輔助常閉觸點串聯(lián)在另一個接觸器的通電回路中作用：一個接觸器通電時保證另一個接觸器先斷電，避免兩接觸器同時工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR電機的正反轉(zhuǎn)控制(2)--雙重互鎖電氣互鎖機械互鎖雙保險機械互鎖（復(fù)合按鈕）電器互鎖（互鎖觸頭）KMRM3~ABCKMFFUQSFR正反轉(zhuǎn)控制電路3~MFRFUQ......KMFFRKMRSB1SBFKMFSBRKMRKMRKMFKMR

下圖所示的鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)控制電路中有幾處錯誤，請改正之。例如：甲、乙兩地同時控制一臺電機KMSB1甲SB2甲KMSB1乙SB1乙方法：兩起動按鈕并聯(lián)；兩停車按鈕串聯(lián)。乙地甲地四、多處控制

＃1

電機M1控制要求：

1.M1

起動后，M2才能起動

2.M2

可單獨停＃2

電機M2五、順序控制兩電機先后順序起動，無延時要求。FUKM2FR2ABCFU1M13~ABCKM1FR1M23~主電路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1控制電路失壓保護：由繼電器、接觸器實現(xiàn)短路保護：由熔斷器實現(xiàn)過載保護：由繼電器實現(xiàn)電動機的基本保護環(huán)節(jié)：頻繁起動的電機：異步電動機的起動電流（Ist）約為額定電流（IN）的(5~7）倍。選擇熔體額定電流（）時，必須躲開起動電流，但對短路電流仍能起保護作用。通常用以下關(guān)系：一般電機：加熔斷器1.短路保護：M3~ABCKMFUQ主電路KMSB1KMSB2控制電路采用繼電器、接觸器控制后（主電路與控制電路共用同一電源），當電源電壓<85%額定電壓時，接觸器觸頭自動斷開，可避免燒壞電機；另外，在電源停電后突然再來電時，可避免電機自動起動而傷人。采用繼電器、接觸器控制2.失壓保護：KMSB1KMSB2FR電機工作時，若因負載過重而使電流增大，但又比短路電流小。此時熔斷器起不了保護作用，應(yīng)加熱繼電器，進行過載保護。M3~ABCKMFUQFR熱繼電器的熱元件熱繼電器觸頭加熱繼電器3.過載保護：行程控制：行程開關(guān)實現(xiàn)時間控制：時間繼電器實現(xiàn)速度控制：速度繼電器實現(xiàn)9.3電動機的基本控制方式行程開關(guān)下一頁上一頁返回行程開關(guān)分：可自動復(fù)位式（直動式和單輪轉(zhuǎn)動式）；不可自動復(fù)位式（雙輪轉(zhuǎn)動式）。行程開關(guān)電路的限位保護、行程控制、自動切換等。常開（動合）觸頭電路符號ST常閉（動斷）觸頭電路符號ST與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。作用結(jié)構(gòu)行程控制

--自動往復(fù)運動正程逆程電機工作要求：1.能正向運行也能反向運行

2.到位后能自動返回電機STaSTbKMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb自動往返運動控制電路某機床工作臺自動往返電路分析說明各行程開關(guān)作用時間繼電器鐘表式空氣式電子式阻容式數(shù)字式。。。。。。。。二、時間控制

空氣式時間繼電器的工作原理常開觸頭延時閉合常閉觸頭延時打開線圈銜鐵常閉觸頭常開觸頭線圈通電銜鐵吸合（向下）連桿動作觸頭動作動作過程時間