第七章(少學(xué)時)

第7章電氣自動控制自動控制可以通過電氣、機(jī)械、液壓或氣動等手段來實(shí)現(xiàn)。其中以電氣自動控制的應(yīng)用最廣泛、最方便?？刂齐娐肥怯煽刂齐娖?、保護(hù)電器和用電設(shè)備組成。用來控制用電設(shè)備工作狀態(tài)的電器稱為控制電器。用來保護(hù)電源和用電設(shè)備的電器稱為保護(hù)電器。在低壓供電系統(tǒng)中使用的電器稱為低壓電器。低壓電器分為手動電器和自動電器。低壓控制電器手動電器自動電器組合開關(guān)按鈕……接觸器繼電器行程開關(guān)……由操作人員手動操縱按照指令、信號、或某個物理量的變化而自動動作7.1手動控制7.2起?？刂齐娐?.3正反控制電路7.4順序連鎖控制電路7.5行程控制7.6時間控制第7章電氣自動控制(一).刀開關(guān)（Q）1.作用：起接通電源的作用分為：單刀：用在某一相線上雙刀：用在兩相上三刀:用在三相上2.符號：Q7.1手動控制3.選擇:

選擇額定電壓和額定電流分別等于或稍大于電動機(jī)的額定電壓和額定電流刀開關(guān)在自動控制電路中，刀開關(guān)主要是用作電源的隔離開關(guān)，以便在更換熔斷器、檢修用電設(shè)備或用電設(shè)備長期不工作時用來斷開電源。（二）熔斷器符號FU用于低壓線路中的短路保護(hù)。

結(jié)構(gòu)：熔體、外殼。

種類：插入式、螺旋式、管式、填料式。額定電流：2A~600A。插入式熔斷器

螺旋式熔斷器

管式熔斷器

填料式熔斷器

空氣開關(guān)又稱自動空氣斷路器,當(dāng)電流超過額定值或短路時，將主觸頭斷開，起短路保護(hù)作用。M3~主觸點(diǎn)彈簧連桿裝置鎖鉤過流脫鉤器（三）斷路器（空氣開關(guān)）一旦發(fā)生嚴(yán)重過載或短路時,過流脫鉤器將吸合而頂開鎖鉤，將主觸頭斷開，從而起到短路保護(hù)作用。M3~主觸點(diǎn)彈簧連桿裝置鎖鉤一旦發(fā)生嚴(yán)重過載或短路時,過流脫鉤器將吸合而頂開鎖鉤，將主觸頭斷開，從而起到短路保護(hù)作用。M3~主觸點(diǎn)彈簧連桿裝置鎖鉤斷路器（空氣開關(guān)）斷路器在動作后，不必像熔斷器那樣更換熔體，故障排除后，若需要重新啟動，只要通過操作手柄合上觸點(diǎn)即可。Q×××1.作用:兼有刀開關(guān)和熔斷器的作用2.符號:（一）按鈕(b)結(jié)構(gòu)按鈕常用于接通和斷開控制電路。(a)外形圖常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)7.2起停自動控制籠式電動機(jī)的起停自動控制電路是控制電路中最簡單、最常用的一種電路。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(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復(fù)合按鈕1234123按鈕帽通常用來短時間接通或斷開控制電路的手動電器。常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)按鈕帽復(fù)位彈簧表示符號：當(dāng)按下按鈕帽時,常閉觸頭先斷開,常開觸頭后閉合SB常開按鈕SB常閉按鈕SB復(fù)合按鈕按鈕功能：用來接通或切斷電動機(jī)或其他負(fù)載的主電路的一種控制電器。二、交流接觸器利用電磁吸力工作的自動電器。1.接觸器的基本結(jié)構(gòu)主觸點(diǎn)輔助觸點(diǎn)輔助觸點(diǎn)上鐵心下鐵心絕緣支架

吸引線圈下鐵心上鐵心主觸點(diǎn)動觸點(diǎn)

靜觸點(diǎn)吸引線圈

CJ0線圈通電銜鐵被吸合觸點(diǎn)閉合或斷開接通或斷開被控制電路線圈通電線圈未通電3.接觸器的圖形符號和文字符號KM線圈主觸點(diǎn)KM常開觸點(diǎn)KM常閉觸點(diǎn)KM線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧M3~電機(jī)動作過程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機(jī)接通電源~380~~常開觸頭常閉觸頭輔助觸頭M3~動作過程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機(jī)接通電源

~220~380~~常閉觸頭斷開常開觸頭閉合主觸頭閉合點(diǎn)動控制三、熱繼電器用于電動機(jī)的過載保護(hù)。熱繼電器外形與結(jié)構(gòu)(a)外形(b)結(jié)構(gòu)熱繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖發(fā)熱元件雙金屬片常閉觸點(diǎn)復(fù)位按鈕彈簧扣板II當(dāng)主電路中電流超過容許值而使雙金屬片受熱時，它便向上彎曲，因而脫鉤，常閉觸點(diǎn)斷開熱繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖發(fā)熱元件雙金屬片常閉觸點(diǎn)復(fù)位按鈕彈簧II扣板熱繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖發(fā)熱元件雙金屬片常閉觸點(diǎn)復(fù)位按鈕彈簧II扣板常閉觸點(diǎn)打開從而斷開電動機(jī)的主電路熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)而動作的電器，它是用來保護(hù)電動機(jī)使之免受常期過載的危害。熱繼電器的圖形及文字符號發(fā)熱元件將串聯(lián)在電動機(jī)的主電路中FR常閉觸點(diǎn)將串聯(lián)在電動機(jī)的控制電路中由于熱慣性，雙金屬片的溫度升高需要一定時間。不會因電動機(jī)過載而立即動作。這樣可發(fā)揮電動機(jī)的短時過載能力，又能保護(hù)電動機(jī)不致因?yàn)檫^載時間長而出現(xiàn)過熱的危險。但發(fā)生短路時，熱繼電器也不會立即動作。FR四、控制電路1.直接起動熔斷器FU刀開關(guān)QM3～21SB2交流接觸器KM按扭SB35熔斷器FU刀開關(guān)QM3～21SB2交流接觸器KM按扭SB235熔斷器FU刀開關(guān)QM3～21SB2交流接觸器KM按扭SB35點(diǎn)動控制熔斷器FU交流接觸器KM刀開關(guān)Q按扭SBSB235M3～21熔斷器FU交流接觸器KM刀開關(guān)Q按扭SBSB235M3～21自鎖熔斷器FU交流接觸器KM刀開關(guān)Q按扭SBSB1SB235M3～21熔斷器FU交流接觸器KM刀開關(guān)Q按扭SBSB1SB235M3～21熔斷器FU交流接觸器KM刀開關(guān)Q按扭SBSB1SB235M3～21熔斷器FU交流接觸器KM刀開關(guān)Q按扭SBSB1SB235M3～21熔斷器FU交流接觸器KM刀開關(guān)Q按扭SBSB1SB235M3～21電動機(jī)的保護(hù)

短路保護(hù)是因短路電流會引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強(qiáng)大的電動力，使電動機(jī)和電器設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通常采用熔斷器FU。

失壓保護(hù)是指電源電壓消失而使電動機(jī)停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時，電動機(jī)可能自動重新起動(亦稱自起動)，易造成人身或設(shè)備故障。常用的失壓和欠壓保護(hù)有：對接觸器實(shí)行自鎖。

過載保護(hù)是為防止三相電動機(jī)在運(yùn)行中電流超過額定值而設(shè)置的保護(hù)。常采用熱繼電器FR保護(hù)。熔斷器FU交流接觸器KM刀開關(guān)Q按扭SBSB1SB235熱繼電器FRM3～421(a)結(jié)構(gòu)圖在電工技術(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結(jié)構(gòu)和實(shí)際位置，突出的是電氣原理。電器自動控制原理圖的繪制原則及讀圖方法：1.控制線路由主電路(被控制負(fù)載所在電路)

和控制電路(控制主電路狀態(tài))組成。

2.

屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和觸點(diǎn))按其功能和所接電路的不同分別畫在不同的電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號。3.

所有電器的圖形符號均按無電壓、無外力作用下的正常狀態(tài)畫出，即按通電前的狀態(tài)繪制。主電路KMSB1KMSB2FRQFRFUKMM3~主電路：三相電源—Q—FU—KM（主觸點(diǎn)）—FR（熱元件）—M控制電路控制電路KMSB1KMSB2FRQFRFUKMM3~控制電路：1—SB2—SB1—KM（線圈）

KM（輔助觸點(diǎn)）2———FR（常閉觸點(diǎn)）KMSB2KMFRQFRFUKMM3~~~1、控制線路原理圖(長動控制)控制電路主電路工作原理先閉合開關(guān)Q接通電源。按SB2→KM線圈得電→KM主觸點(diǎn)閉合→M運(yùn)轉(zhuǎn)按SB1→KM線圈失電→KM主觸點(diǎn)恢復(fù)→M停轉(zhuǎn)M3~M3

~→KM輔助觸點(diǎn)閉合

—

自鎖→KM輔助觸點(diǎn)恢復(fù)—失去自鎖長動電路功能控制電機(jī)長時間連續(xù)工作SB1KMSB2FRQFRFUKMM3~~~2、點(diǎn)動控制線路控制電路主電路先閉合開關(guān)Q，接通電源。按SB2→KM線圈得電→KM主觸點(diǎn)閉合→M運(yùn)轉(zhuǎn)松SB2→KM線圈失電→KM主觸點(diǎn)恢復(fù)→M停轉(zhuǎn)M3~M3

~點(diǎn)動電路功能控制電機(jī)在很短時間內(nèi)工作。工作原理按下起動按鈕，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開起動按鈕，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。點(diǎn)動按鈕SB3的作用：(1)使接觸器線圈KM通電；(2)使線圈KM不能自鎖。KMSB2FRKMSB1~SB3復(fù)合按鈕3.點(diǎn)動及長動控制線路4123SB2FRKMSB1~后閉合先斷開按下SB3閉合電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)動時：自鎖觸點(diǎn)不起作用通電KMSB3KMSB2SB1~先斷開松開SB3SB3KM斷電斷開FR后閉合KMSB2FRKMSB1~SB3松開SB3電機(jī)停轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動用途:試車、檢修以及車床主軸的調(diào)整等。先斷開后閉合斷開斷電7.2.(1)如圖所示手動起?？刂齐娐肥欠裼卸搪繁Ｗo(hù)、過載保護(hù)和失壓（欠壓）保護(hù)？QFUM3~答:有短路保護(hù);

無過載保護(hù)和失壓（欠壓）保護(hù).上一頁下一頁返回7.2.(2)熱繼電器的發(fā)熱元件為什么要三個？用兩個或一個是否可以？試從電動機(jī)的單相運(yùn)行分析。答：用三個發(fā)熱元件可以確保在電動機(jī)過載時能夠安全斷電。上一頁下一頁返回一般來說用兩個發(fā)熱元件也可以，但只用一個不行。因?yàn)楫?dāng)電動機(jī)在運(yùn)行過程中，由于某種原因某相斷相，而使電動機(jī)處于單相運(yùn)行。若只用一個發(fā)熱元件，并且恰好它就在這一斷相上，此時電動機(jī)就失去了過載保護(hù)的作用。若用兩個發(fā)熱元件，即使斷開一個，另一個也可以起作用。當(dāng)然用三個更保險，而且在三相電流嚴(yán)重不對稱時也會動作。例1：下列電路能否控制電機(jī)起停?SBstpSBstKMKMSBstpSBstKMKMSBstpSBstKMKMKMSBstpSBstKMKM能起動,不能停止不能起動,且造成電源短路非正常起動,且不能停止只能點(diǎn)動7.3

正反轉(zhuǎn)控制 在生產(chǎn)上往往要求運(yùn)動部件向正反兩個方向運(yùn)動。也就是讓電動機(jī)做正反轉(zhuǎn)運(yùn)動。我們在學(xué)習(xí)電動機(jī)的工作原理時已經(jīng)知道，只要將接到電源的任意兩根聯(lián)線對調(diào)即可。

需要用兩個接觸器來實(shí)現(xiàn)這一要求。

當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機(jī)正轉(zhuǎn)；

當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時，將電動機(jī)接到電源的任意兩根聯(lián)線對調(diào)一下，電動機(jī)反轉(zhuǎn)。KMRFRQFRFUM3

~~~SBRKMFKMRKMRKMFKMRKMF按SBF→KMF線圈得電→KMF觸點(diǎn)動作→M正轉(zhuǎn)；工作原理合Q，接通電源按SBR→KMR接觸器不動作KMF按SB1→KMF線圈失電→KMF觸點(diǎn)恢復(fù)→M停轉(zhuǎn)；→M繼續(xù)正轉(zhuǎn)；SBFSB1ABCKMRFRQFRFUM3

~~~SBRKMFKMRKMRKMFKMRKMF按SBR→KMR線圈得電→KMR觸點(diǎn)動作→M反轉(zhuǎn)；KMF、KMR常閉觸點(diǎn)——互鎖：

防止KMF`KMR同時得電造成電源短路工作原理KMF按SBF→KMF接觸器不動作→M繼續(xù)反轉(zhuǎn)；正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)必須先按停止按鈕SB1按SB1→KMF線圈失電→KMF觸點(diǎn)恢復(fù)→M停轉(zhuǎn)；SBFSB1ABC電源短路是如何造成的？KM2SBFSB1FRQFRFUM3

~~~SBRKMFKMRKMRKM1按SBF→KMF得電→KMF常開觸點(diǎn)閉合→M運(yùn)轉(zhuǎn)誤按SBR→KMR得電KMFKMR若去掉互鎖—KMF、KMR常閉觸點(diǎn)，合Q，→KMR常開觸點(diǎn)閉合→ABC則電源A、C線間短路M3

~—

熔斷器FU燒毀！KMF一定要加互鎖觸點(diǎn)KMFKMRKMRSBFSB1FRQFRFUM3

~~~SBRKMFKMRKMFKMRKMFKMRKMF正、反轉(zhuǎn)控制線路利用復(fù)合按鈕SBF、SBR,可以實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)直接轉(zhuǎn)換,不必再按SB1。KMRSBFSB1FRQFRFUM3

~~~SBRKMFKMRKMRKMF按SBF→KMF得電→KMF觸點(diǎn)動作→M正轉(zhuǎn)KMFKMF當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時，按下反轉(zhuǎn)按鈕SBR先斷開后閉合→KMF觸點(diǎn)恢復(fù)→M停轉(zhuǎn)常閉觸點(diǎn)先斷開常開觸點(diǎn)再閉合→KMR觸點(diǎn)動作→M反轉(zhuǎn)KMRKMRSBFSB1FRQFRFUM3

~~~SBRKMFKMRKMFKMRKMFKMRKMF正、反轉(zhuǎn)控制線路利用復(fù)合按鈕SBF、SBR（機(jī)械互鎖），可以實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)直接轉(zhuǎn)換,不必再按SB1。KMFKMR的電氣互鎖必不可少！工作更可靠！7.3.(1)歸納一下自鎖和互鎖的作用與區(qū)別？

1.作用自鎖:能保證松開啟動按鈕時，交流接觸器的線圈繼續(xù)通電；互鎖:能夠保證兩個交流接觸器的線圈不會在同一時間都處于通電狀態(tài)。2.區(qū)別自鎖利用常開輔助觸點(diǎn);互鎖利用常閉輔助觸點(diǎn).自鎖環(huán)節(jié)與起動按鈕并聯(lián);互鎖環(huán)節(jié)與另一交流接觸器的線圈串聯(lián).上一頁下一頁返回7.3.(2)試畫出用刀開關(guān)和熔斷器代替教材圖7.3.1中的斷路器的主電路.KMRQKMFFR3~3~KMRQKMFFR3~3~上一頁下一頁返回7.3.(3)試畫出具有雙重互鎖的輔助電路.KMRKMRSBst1KMFKMFSBstpFRSBst2KMRKMF上一頁下一頁返回7.4順序聯(lián)鎖控制1#2#

例如：皮帶運(yùn)輸起動要求:1#電機(jī)先起動，2#電機(jī)才動。停車要求:2#電機(jī)先停，1#電機(jī)才停。KM1KM2為了起動順序?yàn)榱送Ｖ鬼樞騅M1KM2用作電路的限位保護(hù)、行程控制、自動切換等。一、行程開關(guān)(限位開關(guān))(b)示意圖結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機(jī)械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖7.5行程控制行程開關(guān)行程開關(guān)是利用運(yùn)動部件的撞擊來閉合和切斷控制電路的。常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)運(yùn)動部件結(jié)構(gòu)示意圖閉合斷開常開（動合）觸點(diǎn)電路符號SQ常閉（動斷）觸點(diǎn)電路符號SQSQ復(fù)合觸點(diǎn)（二）行程控制自動往返運(yùn)動：1.能正向運(yùn)行也能反向運(yùn)行2.到位后能自動返回行程控制：控制某些機(jī)械的行程，當(dāng)運(yùn)動部件到達(dá)一定行程位置時利用行程開關(guān)進(jìn)行控制。SQaSQb電機(jī)正程限位開關(guān)SQaSQb逆程SQaSQb前進(jìn)(正轉(zhuǎn)）后退12按SBF時KMF通電(其常閉斷開，常開閉合)KMF斷電KMR通電行程開關(guān)自動往返運(yùn)動：擋塊電機(jī)正轉(zhuǎn)工作臺前進(jìn)到達(dá)預(yù)定位置，擋塊1撞擊SQbSBKMRSBFKMFKMFKMRSQbSQaKMFKMRSBR停止正轉(zhuǎn)

電機(jī)反轉(zhuǎn)(工作臺后退)SQbSQa時間繼電器是按一定要求來接通或斷開被控制電路的控制電器，用以協(xié)調(diào)和控制生產(chǎn)機(jī)械的各種動作。時間繼電器的分類通電延時型時間繼電器斷電延時型時間繼電器在交流電路中常采用空氣式時間繼電器，它是利用空氣阻尼作用而達(dá)到動作延時的目的。

是從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過一段時間延時后才動作的繼電器。適用于定時控制。7.6時間控制一、通電延時型空氣式時間繼電器釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔動鐵心靜鐵心線圈微動開關(guān)2微動開關(guān)1恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘托板時間繼電器線圈通電后瞬時動作的觸點(diǎn)釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔動鐵心靜鐵心i恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔瞬時動作的觸點(diǎn)動鐵心靜鐵心i恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔瞬時動作的觸點(diǎn)動鐵心靜鐵心i恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔瞬時動作的觸點(diǎn)動鐵心靜鐵心i恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘延時動作的觸點(diǎn)釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔瞬時動作的觸點(diǎn)動鐵心靜鐵心i恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔動鐵心靜鐵心線圈微動開關(guān)2微動開關(guān)1斷電后立刻復(fù)位恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘通電延時型時間繼電器符號KT線圈KT延時閉合的常開觸頭KT延時打開的常閉觸頭常開KTKT常閉釋放彈簧橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔動鐵心靜鐵心線圈恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘微動開關(guān)微動開關(guān)活塞二、斷電延時型空氣式時間繼電器釋放彈簧杠桿動鐵心靜鐵心線圈進(jìn)氣孔出氣孔調(diào)節(jié)螺釘瞬時動作的觸點(diǎn)斷電延時時間繼電器通電后延時動作的觸點(diǎn)橡皮膜活塞釋放彈簧杠桿靜鐵心進(jìn)氣孔出氣孔調(diào)節(jié)螺釘斷電后開始延時線圈微動開關(guān)微動開關(guān)橡皮膜活塞釋放彈簧杠桿靜鐵心進(jìn)氣孔出氣孔調(diào)節(jié)螺釘斷電后開始延時線圈微動開關(guān)微動開關(guān)橡皮膜活塞釋放彈簧杠桿進(jìn)氣孔出氣孔動鐵心靜鐵心線圈恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘微動開關(guān)斷電后開始延時延時觸點(diǎn)歸位橡皮膜活塞通電延時型時間繼電器符號KT線圈KT延時閉合的常開觸頭KT延時打開的常閉觸頭常開KTKT常閉斷電延時型時間繼電器的符號線圈KT延時恢復(fù)閉合的常閉觸頭KT延時打開的常開觸頭KT時間繼電器主電路KM△KMYKMFRQ3~二、控制電路

Y－△起動控制電路自鎖互鎖互鎖開始計時主電路接通

計時時間到KT斷開KT恢復(fù)閉合主電路接成

YKM

KM△KMY

SBstP

KTKMY

FRSBstKTKMYKM

KM△主電路Y形聯(lián)結(jié)解除

按下SBst

起動主電路換接成

△

時間控制1.Y–

換接起動控制線路Y接法KM3KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2U1U2V1W1V2W2通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開復(fù)合按鈕起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接常閉斷開常開閉合常閉延時斷開電動機(jī)Y接起動常閉斷開常開閉合自鎖KT通電KM3通電通電瞬時閉合KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接KT通電起動過程：按SB2KM1通