電力拖動常用控制線路

電力拖動常用控制線路P6三相異步電動機控制電路的設(shè)計

任務(wù)6.1常用低壓的認識任務(wù)6.2三相異步電動機的認識任務(wù)6.3三相異步電動機的三相繞組的連接方法P6M1常用低壓電器的使用方法

任務(wù)低壓開關(guān)類電器的認識任務(wù)低壓熔斷器的認識任務(wù)交流接觸器的認識任務(wù)繼電器的認識任務(wù)主令電器的認識常用低壓電器低壓電器通常是指工作在交流額定電壓1200V、直流額定電壓1500V及以下的電路中，起通斷、保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品。它是電力拖動自動控制系統(tǒng)的基本組成元件。電器按其工作電壓等級可分成高壓電器和低壓電器。按照電器動作性質(zhì)不同，低壓電器可分為手控電器和自控電器兩大類。手控電器是指依靠人力直接操作的電器，如閘刀開關(guān)、鐵殼開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕等。自控電器是指按照指令信號或物理參數(shù)（如電流、電壓、時間、速度等）的變化而自動動作的電器，如各種型號的接觸器、繼電器等。按用途分又可分為低壓控制電器和低壓配電電器兩大類。低壓配電電器主要用于低壓供電系統(tǒng)，如刀開關(guān)、低壓斷路器、轉(zhuǎn)換開關(guān)和熔斷器等。低壓控制電器主要用于電力拖動控制系統(tǒng)，如接觸器、繼電器、控制器、行程開關(guān)、主令控制器和萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。

低壓開關(guān)類電器的認識

適用于交流50Hz、500V以下小電流電路中，主要作為一般電燈、電阻和電熱器等回路的控制開關(guān)用1、閘刀開關(guān)選擇閘刀開關(guān)時，應(yīng)注意以下三個問題：第一，根據(jù)電壓和極數(shù)選擇；第二，根據(jù)額定電流選擇；第三，選擇開關(guān)時，應(yīng)注意檢查各刀片與對應(yīng)夾座是否直線接觸，有無歪斜。2、鐵殼開關(guān)

鐵殼開關(guān)又稱封閉式負荷開關(guān)，用來控制照明電路時，開關(guān)的額定電流可按該電路的額定電流選擇。也可用來控制起動不頻繁的小型電動機。但不適宜用60A以上的開關(guān)來控制電動機鐵殼開關(guān)的選擇原則可以參考閘刀開關(guān)的選擇原則。

3、組合開關(guān)

在機床電器控制線路中，組合開關(guān)（又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)）屬于手動控制電器，如圖所示。其結(jié)構(gòu)特點是用動觸片代替閘刀，以左右旋轉(zhuǎn)操作代替刀開關(guān)的上下分合操作，有單極、雙極和多極之分。常用來作為電源引入開關(guān)，也可以用它來直接起動和停止小容量鼠籠式電動機或使電動機正反轉(zhuǎn)，局部照明電路也常用它來控制。選用組合開關(guān)時，應(yīng)根據(jù)用電設(shè)備的耐壓等級、容量和極數(shù)等綜合考慮。組合開關(guān)本身不具有過載保護和短路保護裝置，使用時要另外采取保護措施。4、自動空氣開關(guān)

可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護。自動空氣斷路器(自動開關(guān))鎖鉤主觸點手動閉合過流脫扣器欠壓脫扣器銜鐵釋放動畫自動空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧低壓熔斷器的認識

常用的低壓熔斷器如圖所示熔斷器是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中主要用作過載和短路保護的電器。熔斷器的主要工作部分熔體，串聯(lián)在被保護電器或電路前面，當(dāng)電路或設(shè)備過載或或短路時，大電流將熔體熔化，分斷電路而起保護作用。交流接觸器的認識

交流接觸器的外形、結(jié)構(gòu)及符號如圖所示交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器。(a)外形(b)結(jié)構(gòu)1、電磁系統(tǒng)電磁系統(tǒng)是用來操作觸頭閉合與分斷用的，包括線圈、動鐵心和靜鐵心。電磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。

2、觸頭系統(tǒng)

觸頭系統(tǒng)起著分斷和閉合電路的作用，包括主觸頭和輔助觸頭，主觸頭用于通斷主電路，通常為三對常開觸頭，輔助觸頭用于控制電路，起電氣連鎖作用，一般常開、常閉各兩對。觸點系統(tǒng)如圖所示

3、滅弧裝置

當(dāng)主觸點斷開時，其間產(chǎn)生電弧，會燒壞觸點，并使切斷時間拉長，因此必須采用滅弧措施。滅弧裝置是起著熄滅電弧的作用，容量在10A以上的都有滅弧裝置，對于小容量的常采用雙斷口觸頭滅弧等，對于大容量的采用縱縫滅弧罩及柵片滅弧。

4、其他部件

其他部件主要包括反作用彈簧、外殼等。

交流接觸器適用于頻繁地接通和斷開電動機或其他負載主電路及控制電路，由于具備低電壓釋放功能，所以還當(dāng)作保護電器。用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器。~M3~線圈輔助觸點鐵心銜鐵電源電機主觸點常閉常開動畫彈簧符號線圈KM用于主電路流過的大電流(需加滅弧裝置)用于控制電路流過的小電流(無需加滅弧裝置)KM動合(常開)輔助觸點動斷(常閉)輔助觸點KM屬于同一器件的線圈和觸點用相同的文字表示接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等。動合(常開)主觸點KM常用的交流接觸器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。如CJ10系列主觸點額定電流5、10、20、40、75、120A等數(shù)種；額定工作電壓通常是220V或380V。繼電器的識別

1、中間繼電器

中間繼電器的結(jié)構(gòu)和交流接觸器基本相同，只是電磁系統(tǒng)小些、觸點多些。中間繼電器選用時，應(yīng)根據(jù)被控制電路電壓等級、所需觸點數(shù)、種類和容量綜合考慮。

中間繼電器中間繼電器觸頭容量小，觸點數(shù)目多，用于控制線路。通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可直接用它來控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。(b)符號KA線圈常開觸頭KA常閉觸頭KA(a)外形中間繼電器外形與符號2、熱繼電器

熱繼電器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)~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(shù)大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點斷開。發(fā)熱元件杠桿熱繼電器工作原理結(jié)構(gòu)原理圖雙金屬片常閉觸頭用于電動機的過載保護。動畫3、時間繼電器

時間控制，就是采用時間繼電器進行延時控制。常用的時間繼電器如圖所示。時間繼電器是利用電磁原理或機械動作原理實現(xiàn)觸點延時閉合或延時斷開的自動控制電器。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到動作延時的目的。它主要由電磁系統(tǒng)、工作觸點、氣室和傳動機構(gòu)等四部分組成。時間繼電器是從得到輸入信號(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+直流電磁式結(jié)構(gòu)圖阻尼銅套銜鐵工作原理：當(dāng)銜鐵未吸合時，磁路氣隙大，線圈電感小，通電后激磁電流很快建立，將銜鐵吸合，繼電器觸點立即改變狀態(tài)。而當(dāng)線圈斷電時，鐵心中的磁通將衰減，磁通的變化將在銅套中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻止磁通衰減，當(dāng)磁通下降到一定程度時，銜鐵才能釋放，觸頭改變狀態(tài)。因此繼電器吸合時是瞬時動作，而釋放時是延時的，故稱為斷電延時。(1)直流電磁式時間繼電器（1）通電延遲時間繼電器

通電延遲時間繼電器的結(jié)構(gòu)及符號如圖所示。圖中所示的時間繼電器是通電延時，有兩個延時觸點：一個是延時斷開的常閉觸點，一個是延時閉合的常開觸點。此外，還有兩個瞬時觸點，即通電后下面的微動開關(guān)瞬時動作。通電延時繼電器b)斷電延時繼電器KT線圈通電延時閉合常開觸點KT通電延時斷開常閉觸點KTKT線圈(b)符號斷電延時斷開常開觸點KT斷電延時閉合常閉觸點KT延時繼電器的外形與結(jié)構(gòu)(a)外形通電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常開觸頭延時閉合常閉觸頭延時打開微動開關(guān)2微動開關(guān)1常開觸頭常閉觸頭線圈通電

銜鐵向下吸合連桿動作觸頭動作工作原理調(diào)節(jié)螺絲進氣孔托板線圈動鐵心恢復(fù)彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔（2）斷電延遲時間繼電器

斷電延時的時間繼電器也有兩個延時觸點：一個是延時閉合的常閉觸點，一個是延時斷開的常開觸點。

時間繼電器選用原則是：第一，應(yīng)根據(jù)被控制電路的實際要求選擇不同延時方式的繼電器；第二，應(yīng)根據(jù)被控制電路的電壓等級選擇電磁線圈電壓，使兩者電壓相等。斷電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常閉延時閉合常閉延時斷開常開觸頭常閉觸頭空氣式時間繼電器的延時范圍大(有0.4~60s和0.4~180s兩種)。結(jié)構(gòu)簡單，但準確度較低。時間繼電器的型號有JS7-A和JJSK2等多種類型。1、按鈕(手動切換電器)(b)結(jié)構(gòu)按鈕常用于接通和斷開控制電路。(a)外形圖常閉觸點常開觸點主令電器的認識

按鈕主要由按鈕帽、復(fù)位彈簧、動斷觸點、接線柱及外殼等組成。原來就接通的觸點，稱為常閉觸點；原來就斷開的觸點，稱為常開觸點。選用按鈕應(yīng)根據(jù)使用場合、被控制電路所需觸點數(shù)目及按鈕帽的顏色等方面綜合考慮。1、按鈕復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜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按鈕帽動畫2、認識行程開關(guān)

行程控制：就是當(dāng)運動部件達到一定行程位置時采用行程開關(guān)來進行控制。行程開關(guān)又稱為限位開關(guān)或位置開關(guān)，屬于主令電器的另一種類型，其作用與按鈕相同，都是向繼電器、接觸器發(fā)出電信號指令，實現(xiàn)對生產(chǎn)機械的控制。圖中是一般結(jié)構(gòu)圖，圖中有一個常開觸點和一個常閉觸點。行程開關(guān)是由裝在運動部件上的擋塊來撞動的。用于自動往復(fù)控制或限位保護等。行程開關(guān)(限位開關(guān))(b)示意圖結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖ST常開觸點常閉觸點ST(c)符號行程開關(guān)的外形符號任務(wù)6.2三相異步電動機的認識1、電動機組成2、定子

三相異步電動機的定子由機座和裝在機座內(nèi)的圓桶形鐵心及其中的三相定子繞組組成，如圖所示。機座是用鑄鐵或鑄鋼制成的，鐵心是由互相絕緣的鋼片疊成的。鐵心的內(nèi)圓周表面沖有槽用以放置對稱三相繞組AX，BY，CZ，可以連接成星形，也可以連接成三角形。3、轉(zhuǎn)子

（1）鼠籠式的轉(zhuǎn)子繞組鼠籠式的轉(zhuǎn)子繞組做成鼠籠狀，就是在轉(zhuǎn)子鐵心的槽中放銅條，其兩端用端環(huán)連接如圖所示。（2）繞線式的轉(zhuǎn)子繞組

繞線式異步電動機的構(gòu)造如圖所示。鼠籠式與繞線式只是在轉(zhuǎn)子的構(gòu)造上不同，它們的工作原理是一樣的。轉(zhuǎn)子鐵心是圓柱狀，也用硅鋼片疊成，表面沖有槽。鐵心裝在轉(zhuǎn)軸上，軸上加機械負載。任務(wù)6.3三相異步電動機的三相繞組的連接方法

1、三相定子繞組的星形連接

2、三相定子繞組的三角形連接

繼電接觸控制線路由一些基本控制環(huán)節(jié)組成，下面介紹繼電接觸控制線路的繪制。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.按國家規(guī)定的電工圖形符號和文字符號畫圖。2.控制線路由主電路(被控制負載所在電路)和控制電路(控制主電路狀態(tài))組成。3.屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和觸點)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。任務(wù)6.4三相異步電動機的點動和長動控制電路的制作4.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。5.與電路無關(guān)的部件(如鐵心、支架、彈簧等)在控制電路中不畫出。分析和設(shè)計控制電路時應(yīng)注意以下幾點：使控制電路簡單，電器元件少，而且工作又要準確可靠(2)盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一個電器的控制電路。(3)必須保證每個線圈的額定電壓，不能將兩個線圈串聯(lián)。1、點動控制電路（1）刀開關(guān)手動控制電路（2）點動控制電路

①參照圖接線。接線應(yīng)按照主電路、控制電路分步來接；接線次序應(yīng)按自上而下，從左向右來接；即先主后輔，先串后并的基本原則。

②在圖中電動機都采用星形接法。③接線完畢后需經(jīng)指導(dǎo)教師檢查線路后，合上開關(guān)QS，接通電源。④按下起動按鈕SB，觀察電動機轉(zhuǎn)動情況。⑤松開按鈕SB，觀察電動機是否停止。⑥先切斷電源（拉下空氣開關(guān)QS），再拆線，主電路仍保留。熔斷器FU交流接觸器KM組合開關(guān)Q按扭SBSB1SB235熱繼電器FRM3～421(a)結(jié)構(gòu)圖2、長動控制電路

主電路控制電路鼠籠式電動機直接起動的控制線路(1)電路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..保險絲熱繼電器發(fā)熱元件開關(guān)接觸器主觸點起動按鈕停止按鈕接觸器線圈接觸器輔助觸點熱繼電器動斷觸點動畫(b)原理圖控制電路一、直接起動電動機的保護SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..熱繼電器過載保護保險絲短路保護接觸器零壓、欠壓保護熱繼電器動斷觸點主電路控制電路電動機的保護短路保護是因短路電流會引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強大的電動力，使電動機和電器設(shè)備產(chǎn)生機械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通常采用熔斷器FU和過流繼電器等。欠壓是指電動機工作時，引起電流增加甚至使電動機停轉(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動機停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時，電動機可能自動重新起動(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有：對接觸器實行自鎖；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護。過載保護是為防止三相電動機在運行中電流超過額定值而設(shè)置的保護。常采用熱繼電器FR保護，也可采用自動開關(guān)和電流繼電器保護。KMFRKM..KMSB1SB2..控制電路合上開關(guān)Q起動(2)控制原理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動畫合上開關(guān)Q(2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制電路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)。通電起動KM轉(zhuǎn)動主電路FR3~MFUQQ松開起動按鈕SB2利用自身輔助觸點，維持線圈通電的作用稱自鎖自鎖(2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路FRFUQ3~MQ轉(zhuǎn)動KM自鎖停車按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點斷開,電動機停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點斷開，取消自鎖。(2)控制原理轉(zhuǎn)動停車按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點斷開,電動機停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點斷開，取消自鎖。

停轉(zhuǎn)FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路FRFUQ3~MQ斷電KM去掉KM輔助觸點,實現(xiàn)點動控制。長動控制電路制作

①按圖接線。接線應(yīng)按照主回路、控制回路分步來接；接線次序應(yīng)按自上而下，從左向右來接；即先主后輔，先串后并的基本原則。②在圖中電動機都采用星形接法。③接線完畢需經(jīng)指導(dǎo)教師檢查線路后，合上開關(guān)QS，接通電源。④按下起動按鈕SBl，觀察電動機轉(zhuǎn)動情況。松開起動按鈕SB1，再觀察電動機轉(zhuǎn)動情況。⑤按下停止按鈕SB2，觀察電動機是否停止。⑥先切斷電源（拉下空氣開關(guān)QS），再拆線，主電路仍保留。既能長期工作又能點動的控制電路按下起動按鈕，電動機運轉(zhuǎn)，松開起動按鈕，電動機停轉(zhuǎn)。點動按鈕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KMSB2FRKMSB1~SB3后閉合先斷開按下SB3閉合電機運轉(zhuǎn)點動時：自鎖觸點不起作用通電KMSB2FRKMSB1~SB3先斷開后閉合斷開斷電松開SB3KMSB2FRKMSB1~SB3松開SB3電機停轉(zhuǎn)實現(xiàn)點動用途: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KM1FUQKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1通電閉合再按SB2閉合通電閉合閉合1.控制順序：M1起動后M2才能起動。M2既不能單獨起動，也不能單獨停車。M1轉(zhuǎn)動電機的順序控制M2轉(zhuǎn)動....動畫M13~這樣的順序控制是否合理？兩電機各自要有獨立的電源；這樣接，主觸頭(KM1)的負荷過重。KM1KM2M23~思考KM2SBKM2SBKM1FR1FR2KM1例1：兩條皮帶運輸機分別由兩臺鼠籠異步電動機拖動，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運輸機上，要求電動機按下述順序起動和停止：起動時:M1起動后M2才能起動；停車時:M2停車后M1才能停車。應(yīng)如何實現(xiàn)控制？起動：通電通電閉合閉合SBKM1FR1例：兩條皮帶運輸機分別由兩臺鼠籠異步電動機拖動，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運輸機上，要求電動機按下述順序起動和停止：起動時:M1起動后M2才能起動；停車時:M2停車后M1才能停車。應(yīng)如何實現(xiàn)控制？KM2SBKM2FR2KM1停止：斷電斷電斷開斷開任務(wù)6.5三相異步電動機的降壓起動控制電路的制作制作步驟

①將空氣開關(guān)QS手柄位置置于“關(guān)”位置。②按圖接線。接線應(yīng)按照主回路、控制回路分步來接；接線次序應(yīng)按自上而下，從左向右來接；即先主后輔，先串后并的基本原則。接線盡可能整齊、清晰，能用短線的地方，就用短線連接，便于檢查。在連線時通過轉(zhuǎn)動插頭將接插件自行鎖緊，使接點牢固、可靠。③接線完畢后需經(jīng)指導(dǎo)教師檢查線路后，方能接通電源。④合上空氣開關(guān)QS，按下起動按鈕SBl，觀察電動機轉(zhuǎn)動情況。⑤按下停止按鈕SB2，觀察電動機是否停止。⑥先切斷電源（拉下空氣開關(guān)QS），再拆線，主電路仍保留。將電動機接到電源的任意兩根線對調(diào)一下，即可使電動機反轉(zhuǎn)。需要用兩個接觸器來實現(xiàn)這一要求。當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機正轉(zhuǎn)；當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時，將電動機接到電源的任意兩根聯(lián)線對調(diào)一下，電動機反轉(zhuǎn)。任務(wù)6.6三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的制作SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成電源兩相短路。正反轉(zhuǎn)的控制線路3~MFRFU正轉(zhuǎn)觸點KMR動畫KMFKMF.KMRFRQKMFSB..SBFKMF正轉(zhuǎn)接觸器正轉(zhuǎn)按鈕正反轉(zhuǎn)控制電路必須保證正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)接觸器不能同時動作。反轉(zhuǎn)接觸器SBRKMRKMR..........反轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)觸點按下SBFSBKMF在同一時間內(nèi)，兩個接觸器只允許一個通電工作的控制作用，稱為“聯(lián)鎖”。“聯(lián)鎖”觸點利用接觸器的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱電氣聯(lián)鎖。缺點：改變轉(zhuǎn)向時必須先按停止按鈕。解決措施：在控制電路中加入機械連鎖。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通電斷開斷電電機正轉(zhuǎn)閉合機械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖利用復(fù)合按鈕的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱機械聯(lián)鎖。鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMRKMFKMFSBRSB