低壓電工實操及考證必（甄蘭蘭）課件匯 第8-14章 實操相關低壓電器元件- 三相異步電動機的檢測與常見故障處

第8章實操相關低壓電器元件8.1漏電保護器8.2刀開關8.3空氣開關8.4照明開關

8.1漏

電

保

護

器

漏電保護器一般安裝在用戶電源的進線端、電能表的后面。漏電保護器全稱漏電電流動作保護器(即剩余電流動作保護器)，是一種開關電器或組合電器。在規(guī)定條件下，當漏電電流達到或超過額定值時，漏電保護器能自動斷開電路。

8.1.1漏電保護器的作用

漏電保護器主要是用來在設備發(fā)生漏電故障時以及對有致命危險的人身觸電提供保護；防止電氣設備或線路因絕緣損壞發(fā)生接地故障進而由接地電流引起的火災事故；具有過載和短路保護功能，可用來保護線路或電動機的過載和短路，在正常情況下可用于線路的不頻繁轉換啟動。漏電保護器電氣圖形符號如圖8-1所示。圖8-1漏電保護器電氣圖形符號

8.1.2漏電保護器的工作原理

1.工作原理

漏電保護器就是通過檢測火線和零線的電流值是否相等來判斷是否漏電的。如圖8-2所示，漏電保護器主要由脫扣開關控制器和脫扣開關兩大部分構成，其中控制器中包含一個纏繞兩個線圈的磁芯，其中一個線圈由火線和零線在磁芯上同向纏繞組成，另一個線圈為感應線圈。圖8-2漏電保護原理示意圖

2.組成結構

漏電保護器主要分為三個部分：檢測元件、中間環(huán)節(jié)和執(zhí)行機構，此外還包括一個測試裝置。

(1)檢測元件：由零序互感器組成，用于檢測漏電電流，并發(fā)出信號。

檢測元件可以說是一個零序電流互感器。如圖8-3所示，被保護的相線、接地的中性線穿過環(huán)形鐵芯，構成了互感器的一次線圈N1，纏繞在環(huán)形鐵芯上的繞組構成了互感器的二次線圈N2，二次線圈與漏電保護器中的脫扣器連接。圖中的電阻R模擬有漏電或人體觸電時的情形。圖8-3漏電保護器結構簡化示意圖

(2)中間環(huán)節(jié)：包括放大器、比較器和脫扣器。一旦接收到檢測元件傳來的微弱的漏電信號，中間環(huán)節(jié)首先經(jīng)由放大器進行放大，并通過比較器與限定的動作電流值進行比較；一旦漏電電流達到閾值，中間環(huán)節(jié)便傳遞信號給執(zhí)行機構。其中放大器可采用機械裝置或電子裝置。

(3)執(zhí)行機構：由一塊電磁鐵和一個杠桿組成，如圖8-3所示。當中間環(huán)節(jié)將漏電信號放大后，電磁鐵通電，產(chǎn)生磁力，將杠桿吸落下來，完成跳閘動作，切斷電源使被保護的人或電路設備脫離電網(wǎng)。

(4)測試裝置：用于定期檢查漏電保護器是否完好、可靠的裝置，其通過試驗按鈕和限流電阻的串聯(lián)，模擬漏電路徑，以檢查裝置能否正常動作。試驗按鈕和限流電阻如圖8-4中的開關S2和電阻R1。漏電試驗按鈕一般一個月試驗一次，按一下會自動跳閘就說明漏電保護正常。圖8-4漏電保護器電氣原理圖

8.1.3漏電保護器的分類和選擇

1.分類

漏電保護器對線路中的導線(相線或零線)具有接通和切斷的功能，“極數(shù)”是指能夠切斷線路的導線根數(shù)。漏電保護器根據(jù)其能夠保護的極數(shù)和接入的線數(shù)可分為如下幾類：

(1)單極兩線(即1P?+?N)：漏電保護器需要接入兩根線——相(火)線和零線，但漏電保護器只能切斷相(火)線，零線直通。

(2)兩極兩線(即2P)：漏電保護器需要接入兩根線——相(火)線和零線，漏電保護器能切斷相(火)線和零線。

(3)三極三線(3P)：漏電保護器需要接入兩相(A、B)或三相(A、B、C)線(火線)，漏電保護器能切斷三相線。

(4)三極四線(3P+N)：漏電保護器需要三相(A、B、C)線(火線)和零線，漏電保護器能切斷三相線，零線直通。

(5)四極四線(4P)：漏電保護器需要接入三相(A、B、C)線(火線)和零線，漏電保護器能切斷三相線和零線。

2P、1P+N、3P、4P帶漏電保護模塊的斷路器如圖8-5～圖8-8所示，1P～4P指斷路器的極數(shù)，N指零線。圖8-52P圖8-61P+N圖8-73P圖8-84P

2.漏電保護器的選擇

1)漏電保護裝置極數(shù)的選擇

漏電保護器的極數(shù)應按負載特征進行選擇。例如：設備額定電壓是220V的單相負載選用單極兩線或兩極兩線漏電保護器；三相三線制供電的三相負載(如三相電動機、風機、水泵)或二相380V負載可選用三極三線漏電保護器；動力與照明合用的三相四線負載和三相照明負載必須選用三極四線或四極四線漏電保護器。

2)漏電保護器的安全選用依據(jù)

(1)人體安全電量的定義。通過大量的動物試驗和研究表明，引起心室顫動不僅與通過人體的電流(I)有關，而且與電流在人體中持續(xù)的時間(t)有關，即由通過人體的安全電量Q?=?It來確定，一般為50mA·s。就是說當電流不大于50mA，電流持續(xù)時間在1s以內(nèi)時，一般不會發(fā)生心室顫動。

(2)漏電保護器動作的安全限值。如果按照50mA·s控制安全電量，當通電時間很短而通過人體電流較大時(例如500mA·0.1s)，仍然會有引發(fā)心室顫動的危險。雖然低于50mA·s不會發(fā)生觸電致死的后果，但也會導致觸電者失去知覺或發(fā)生二次傷害事故。

3.漏電保護器的主要技術參數(shù)

(1)額定漏電動作電流：在規(guī)定的條件下，使漏電保護器動作的電流值。

(2)額定漏電動作時間：從突然施加額定漏電動作電流起，到保護電路被切斷為止的時間。

(3)額定漏電不動作電流：在規(guī)定的條件下，漏電保護器不動作的電流值，一般應選漏電動作電流值的1?/?2。

(4)其他參數(shù)：如電源頻率、額定電壓、額定電流等，在選用漏電保護器時，應與所使用的線路和用電設備相適應。

8.1.4必須安裝漏電保護的場所和設備

根據(jù)《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》國標GB13955—2005要求，必須安裝漏電動作型保護器的場所和設備如下：

(1)屬于Ⅰ類的移動式電氣設備和手持式電動工具。

(2)安裝在潮濕、強腐蝕性場所的電氣設備。

(3)建筑施工工地的電氣機械。

(4)臨時用電的電氣設備。

(5)賓館、飯店和招待所客房內(nèi)的插座回路、照明回路。

(6)機關、學校、企業(yè)、住宅等建筑的插座回路、照明回路。

(7)游泳池、噴水池、浴池的水中照明設備。

(8)安裝在水中的供電線路和設備。

(9)醫(yī)院中直接接觸人體的醫(yī)用電氣設備。

(10)其他需要安裝漏電保護器的場所和設備。

8.2刀

開

關

8.2.1刀開關的用途刀開關又稱閘刀開關或隔離開關，它是手控電器中最簡單而使用又較廣泛的一種低壓電器。刀開關帶有動觸頭——閘刀，并通過它與底座上的靜觸頭——刀夾座的楔入(或分離)，以接通(或分斷)電路，如圖8-9所示。其中以熔斷體作為動觸頭的，稱為熔斷器式刀開關，簡稱刀熔開關。圖8-9刀開關

8.2.2刀開關的分類

1.根據(jù)工作原理、結構形式分類

刀開關可分為刀形轉換開關、開啟式負荷開關(膠蓋瓷底刀開關)、封閉式負荷開關(鐵殼開關)、熔斷器式刀開關和組合開關等。

2.根據(jù)刀開關的外形構造是否封閉分類

刀開關可分為開啟式和封閉式。開啟和封閉是指開關是否被封閉在金屬或電工絕緣材料制成的外殼里，使得閘刀和熔斷器不外露。

3.根據(jù)刀的極數(shù)分類

刀開關可分為單極、雙極和三極。常用的三極刀開關額定電流有100A、200A、400A、600A、1000A等。

4.根據(jù)操作方式分類

刀開關可分為直接手柄操作式、杠桿機構操作式、旋轉操作式和電動機構操作式。

不帶熔斷器及帶熔斷器的刀開關的電氣符號如圖8-10(a)、(b)所示。刀開關各種型號的含義如圖8-10(c)所示，以HH4-100/3為例，其含義解讀為4型鐵殼開關、可通斷極數(shù)3極、額定工作電流100A。圖8-10刀開關的電氣符號和型號含義

8.2.3常用刀開關

1.?HK系列膠蓋開關

如圖8-11所示，HK系列膠蓋開關主要由閘刀和熔絲組成，其中熔絲起短路保護的作用。膠蓋開關一般有兩極和三極兩種。

注意：應用普通的照明負載電路時，膠蓋開關的額定電流應大于負載的額定電流；應用于電機控制時，膠蓋開關額定電流應為電動機額定電流的3倍。圖8-11兩極和三極膠蓋開關

2.?HD、HS系列板用刀開關

HD、HS系列刀開關可分為單投和雙投兩類，如圖8-12所示；也可按極數(shù)分為單極、兩極和三極；按滅弧結構分為帶滅弧罩(如圖8-13所示，能切斷額定電流以下的負荷電流)和不帶滅弧罩(不能切斷帶有電流的電路，僅作隔離開關之用)；按接線方式分為板前接線和板后接線；按操作方式分為中央手柄式和杠桿機構操作式。圖8-12單投和雙投刀開關圖8-13帶滅弧罩的單投刀開關

HD11、HS11系列中央手柄式的單投和雙投刀開關主要用于變電站，不切斷帶有電流的電路，作隔離開關之用；HD12、HS12系列側方正面杠桿操作機構式刀開關主要用于正面兩側操作、前面維修的開關柜中，操作機構可以在柜的兩側安裝；HD13、HS13系列中央正面杠桿操作機構刀開關主要用于正面操作、后面維修的開關柜中，操作機構裝在正前方；HD14、HS14系列側面操作手柄式刀開關，主要用于動力箱中，如圖8-14所示。圖8-14各種接線和操作方式的刀開關

HD、HS系列刀開關的型號多，含義較復雜，具體定義如圖8-15所示。例如HD11F-600/48，其含義為中央手柄式、防誤操作型、單投四極刀開關、額定電流為600A、板前接線。圖8-15HD、HS系列刀開關的型號及其含義

3.?HH系列鐵殼開關

HH系列鐵殼開關即封閉式負荷開關，如圖8-16所示，它由安裝在鑄鐵或鋼板制成的外殼內(nèi)的刀式觸頭和滅弧系統(tǒng)、熔斷器、速斷彈簧以及操作機構等組成，封閉在鋼板或鑄鐵殼內(nèi)，需手動操作。鐵殼開關具有如下幾個特點：

(1)鐵殼開關內(nèi)部裝有熔斷器，具有短路保護的功能；

(2)外殼上裝有機械連鎖裝置，使開關在閉合時蓋子打不開，蓋子打開時開關不能閉合，可防止電弧傷人，保證用電的安全；

(3)操作機構中裝有速斷彈簧，使刀開關能快速通或切斷電路，其分合速度與手柄操作速度無關，有利于迅速切斷電弧，減少電弧對閘刀和靜插座的燒蝕。圖8-16鐵殼開關

8.2.4刀開關的選擇

選擇刀開關時應考慮以下兩個方面：

(1)刀開關的結構形式。

(2)刀開關的額定電流。

8.2.5安全使用注意事項

刀開關的安全使用注意事項如下：

(1)?HK系列膠蓋開關只能垂直安裝，不得水平安裝，使用時必須將膠蓋蓋好；

(2)普通的HD和HS系列板用刀開關不得帶負荷操作；

(3)帶有熔斷器的刀開關更換熔體時，須保持規(guī)格一致；

(4)刀開關的額定電流為電動機額定電流的3倍；

(5)?HH系列鐵殼開關的安裝高度不低于1.3m～1.5m，外殼必須可靠接地；

(6)操作HH系列鐵殼開關時要站在手柄側。

8.3空

氣

開

關

8.3.1空氣開關的作用用電線路中存在各種隱患，如家庭中的電磁爐、電烤箱、電熱水器等大功率電器的超負荷使用增加了線路過載的危險；電氣設備的老化、絕緣損壞都能引起短路；雷電帶來的殘余電壓和感應雷可以沖擊電氣設備，使電器發(fā)生短路，導致燃燒，如圖8-17所示。圖8-17用電線路中的各種隱患

空氣開關又名空氣斷路器、低壓斷路器，是低壓配電網(wǎng)絡和電力拖動系統(tǒng)中重要的低壓電器，它集控制和多種保護功能于一身，如圖8-18所示。圖8-18空氣開關

8.3.2空氣開關的工作原理

空氣開關的脫扣方式有熱動脫扣、電磁脫扣和復式脫扣三種?？諝忾_關的脫扣機構是一套連桿裝置。當主觸頭通過操作機構閉合后，就被鎖鉤鎖在合閘的位置。如果電路中發(fā)生故障，則有關的脫扣器將使脫扣機構中的鎖鉤脫開，于是主觸點在釋放彈簧的作用下迅速分斷，如圖8-19所示。圖8-19空氣開關的原理圖

8.3.3空氣開關的技術參數(shù)和規(guī)格型號

空氣開關有兩項重要的技術參數(shù)：額定電流和瞬時脫扣電流。

額定電流是指空氣開關能長期通過的電流，只要電路中的實際電流不超過這一電流值，就允許設備長期工作；脫扣電流是最大斷開電流，即當配電線路中出現(xiàn)過載或短路后，空氣開關發(fā)生脫扣(即跳閘)保護動作時的電流。

空氣開關的外部構造如圖8-20所示。空氣開關按照極數(shù)可分為1P、2P、3P、4P等型式，如圖8-21所示。極數(shù)是指可以切斷的導線數(shù)量。圖8-20空氣開關的外部構造示意圖8-21各種極數(shù)的空氣開關

8.3.4空氣開關的選擇

空氣開關(斷路器)在家庭供電中作總電源保護開關或分支線保護開關用。

1.選擇原則

空氣開關選取的原則如下：

(1)脫扣電流必須小于輸電導線允許通過的最大電流?？諝忾_關的主要作用是保護電器和輸電線路。輸電導線都有規(guī)定的最大電流值，如表8-1所示，如果實際電流超過這個規(guī)定值，電線產(chǎn)生的熱量就會使絕緣皮燒壞，甚至引起火災。

(2)空氣開關額定電壓必須大于等于線路額定電壓。

(3)額定電流的選取不能偏小，也不能過大。

2.選擇步驟

空氣開關的選擇步驟如下：

(1)根據(jù)配置導線的粗細，核算空氣開關的額定電流。常用的家裝導線的線徑如圖8-22所示。

(2)計算電路中用到的電器的總功率。

(3)綜合考慮線徑和用電器總功率選擇合適的空氣開關。圖8-22家裝導線的截面積

8.3.5空氣開關和漏電保護器的區(qū)別

空氣開關與漏電保護器的區(qū)別在于：

(1)空氣開關在超過了它的額定電流時會跳閘，漏電保護器則是超過額定電流或者發(fā)生漏電時都會跳閘。

(2)漏電保護器除了具有空氣開關的短路保護、過載保護等基本功能外，還有漏電保護的功能，能在負載回路出現(xiàn)漏電時迅速分斷開關。

(3)漏電保護器不能代替空氣開關。

8.4照

明

開

關

8.4.1拉線開關拉線開關屬于一種固定于墻壁上的老式開關，如圖8-23所示，在20世紀80年代前曾被廣泛應用于控制照明燈具。圖8-23拉線開關

8.4.2小按鈕開關

如圖8-24所示，小按鈕開關即指甲型面板開關(也叫拇指開關)，于20世紀90年代開始流行。圖8-24小按鈕開關的正面和反面

8.4.3大翹板開關

1.安裝方式

翹板開關有兩種安裝方式，即明裝和暗裝。

明裝的翹板開關和底盒是一體的，安裝時需要布明線，底盒裸露在墻壁的外面，安裝后開關比墻面要高出3?cm，如圖8-25(a)所示。

暗裝開關先要在墻面上開槽，在槽內(nèi)布線，開關底盒也是鑲嵌在墻壁中，如圖8-25(b)所示。圖8-25開關明裝與暗裝示意圖

家用翹板開關在房間裝修時進行安裝一般采取暗裝的方式。公共走廊、毛坯房、陽臺或者已裝修房屋需要增補的照明開關往往采取明裝的方式，如圖8-26所示。圖8-26明裝開關(右)與暗裝開關(右)

2.分類

(1)按照控制面板上翹板的數(shù)量，可分為單開、雙開、三開和四開(或者稱作一位、兩位、三位、四位，一聯(lián)、兩聯(lián)、三聯(lián)、四聯(lián))，是指在一個控制面板上布置的開關數(shù)量，如圖8-27所示。圖8-27單開、雙開、三開和四開的翹板開關

(2)按照開關控制位置，可分為單控開關和雙控開關。單控開關是只可在一個位置控制(背板上有兩個接線柱)；雙控開關(背板上有三個接線柱，其中一個為公共端)是在兩個不同的位置控制同一個設備，實現(xiàn)燈具的兩地控制。雙控開關和單控開關的背板構造如圖8-28所示。圖8-28雙控開關(左一和左二)與單控開關(右一)的背板

(3)按照極數(shù)，可分為單極、雙極、三極開關。雙極開關是兩組觸點，有四個接點，如1、2、3、4；有兩種狀態(tài)：1-2通且3-4通，1-2斷且3-4斷。三極開關有六個觸點，如1、2、3、4、5、6，也只有兩種狀態(tài)：①1-2通且3-4通5-6也通；②1-2斷且3-4斷5-6也斷。雙極開關的背面如圖8-29所示，按動開關時將同時接通或斷開L1-L2和N1-N2。圖8-29雙極開關的背面圖

雙控開關和雙極開關的電氣符號如圖8-30所示。雙控開關類似單刀雙擲，雙極開關類似雙刀雙擲。圖8-30雙控開關與雙極開關的電氣符號

3.開關原理

翹板開關的設計原理與小按鈕開關相似。

去掉面板后的翹板開關及內(nèi)部主要零部件如圖8-31所示。翹板開關由外殼、按鈕、塑料圓頂軸、金屬接線端子(帶觸點)和金屬翹板片(帶觸點)組成。塑料按鈕內(nèi)有中空柱，塑料圓頂軸及微型彈簧剛好置入，軸的圓頂部分壓在金屬翹板片中間。金屬翹板片一端或兩端的觸點，與接線端子的觸點位置對應。當按壓按鈕時，圓頂軸沿著翹板片上下移動，從而實現(xiàn)觸點之間的連通或斷開。翹板開關的安裝如圖8-32所示。圖8-29雙極開關的背面圖圖8-32翹板開關安裝示意圖

8.4.4智能開關

1.觸控開關

觸控開關如圖8-33所示，操作舒適、手感極佳、控制精準、沒有機械磨損。觸控開關沒有金屬觸點，不放電、不打火；面板采用鋼化玻璃，在一定程度上可預防觸電風險，濕手也能操作面板；面板顯示的圖形和文字由用戶定制；采用電容式觸控方式，可在50ms內(nèi)極速響應。圖8-33觸控開關

2.智能無線遙控開關

智能無線遙控開關一般由主開關、遙控器和隨意貼開關組成，如圖8-34所示。圖8-34智能無線遙控開關

智能無線遙控開關具有以下優(yōu)點：

(1)信號穩(wěn)定、抗干擾能力強。

(2)隨意貼開關的粘貼位置和高度不受限制。

(3)可遠距離遙控以及穿墻控制燈具。

(4)免布線。

主開關有一位、兩位、三位等不同規(guī)格可以選擇，主開關一般采用單火線取電，無需接零線，如圖8-35所示。圖8-35單火線主開關接線圖

3.帶AI語音控制的物聯(lián)智能開關

帶AI語音控制的物聯(lián)智能開關的主要功能如下：

(1)手機APP遠程控制功能。離家在外時可以通過手機APP控制家中的智能開關開啟或者關閉某盞燈。如圖8-36所示，該信號先后經(jīng)過云端、家中路由器、智能主機的傳輸，最終將信號傳給智能開關。

(2)情景自定義功能。

(3)?AI語音控制功能。在家時用戶可以向AI智能音箱發(fā)布語音命令。例如“打開客廳燈”“關閉主臥燈”等，如圖8-37所示。圖8-36智能開關燈控原理圖8-37向AI智能音箱發(fā)布語音命令

(4)多設備智能聯(lián)動。人體感應傳感器與燈具智能開關聯(lián)動。如圖8-38所示，用戶開門進家后，進門處人體感應傳感器啟動，通過智能聯(lián)動，門燈、走廊燈和客廳的燈自動亮起，熱水器、空調(diào)、電視打開；用戶在進門處換好鞋子，通過走廊坐到客廳沙發(fā)上，進門處人體傳感器感應到人離開后，進門燈和走廊燈自動關閉。圖8-38情景聯(lián)動第9章民用照明電路9.1接線操作9.2單控日光燈電路實操9.3雙控燈電路實操9.4分控插座電路實操

9.1接

線

操

作

1.選擇電線的顏色按照《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50303—2011，火線一般采用黃色(A相)、綠色(B相)和紅色(C相)，零線采用淡藍色，保護接地線采用黃綠雙色線，如圖9-1所示。圖9-1導線的顏色標識

2.電線剝皮

剝皮的部分不宜太長，與接線柱的長度相適應為好，應盡量避免剝皮部分裸露在接線柱外，以免增加接線操作的危險性，如圖9-2所示。圖9-2導線削皮部分的處理方法

3.導線接頭的處理

導線的接頭應滿足以下基本要求：

(1)導線的接頭要求應接觸緊密和牢固可靠。導線的接頭連接不緊密會造成接頭發(fā)熱。

(2)接頭的接觸電阻小。其電阻不得大于導線本身的電阻值。

(3)足夠的機械強度。其強度不得低于原導線強度的90%。

(4)良好的絕緣性能。接頭處所包纏的絕緣強度不低于原導線的絕緣強度。

(5)接頭時不能損傷導線。接頭的導電能力不得小于原導線的導電能力。

(6)接頭處在運行后不能受腐蝕。

9.2單控日光燈電路實操

9.2.1單控與雙控單控日光燈實操所用到的單控開關，也叫單投開關，背板上只有兩個接線柱，如圖9-3所示。圖9-3單控開關正面和背面

9.2.2日光燈的電路原理

日光燈的控制電路一般由燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器構成，如圖9-4所示。圖9-4日光燈電路原理

啟輝器主要是一個充有氖氣的小氖泡，里面裝有兩個電極，一個是靜觸片，一個是由兩個膨脹系數(shù)不同的金屬制成的U形動觸片(雙層金屬片——當溫度升高時，因兩層金屬片的膨脹系數(shù)不同，且內(nèi)層膨脹系數(shù)比外層膨脹系數(shù)高，所以動觸片在受熱后會向外伸展)，如圖9-5所示。啟輝器中電容器的作用是避免產(chǎn)生電火花。圖9-5啟輝器結構示意圖

9.2.3電子鎮(zhèn)流器

鎮(zhèn)流器分為電子式和電感式兩種。鎮(zhèn)流器是一個帶鐵芯的自感線圈，自感系數(shù)很大。鎮(zhèn)流器在燈管啟動時產(chǎn)生瞬時高壓，在燈管正常工作時起降壓限流作用。

電子鎮(zhèn)流器的外形圖如圖9-6所示，鎮(zhèn)流器與燈管的配比有一拖一、一拖二、一拖三和一拖四等多種規(guī)格。例如飛利浦鎮(zhèn)流器EB-C218，EB即電子鎮(zhèn)流器，C2即一拖二，C218意為可配功率為18W的兩根燈管。圖9-6電子鎮(zhèn)流器外形圖

9.2.4單控日光燈實物接線圖示例

接線時，首先將燈管固定在燈座上，燈座如圖9-7所示。安裝時，將燈管插入燈座中同時轉動即可固定。單控日光燈的接線如圖9-8所示。圖9-7燈管安裝入燈座示意圖圖9-8單控日光燈接線

具體接線時需注意下列事項：

(1)不同的接線要有顏色標識。例如，此處可選火線為紅色，零線為藍色。

(2)開關一定接在火線上。

(3)零火線的位置選取原則：左零右火。

9.3雙控燈電路實操

9.3.1雙控燈的用途如圖9-9所示，一盞燈由兩處開關控制，這就是雙控燈的特點。在家里適合安裝雙控燈的場所：

(1)臥室燈，最好在床頭和進門分設雙控開關；

(2)長通道燈源，應在長通道兩端分別留有控制開關；

(3)樓梯間照明，應在樓梯口兩端裝設雙控開關。圖9-9雙控燈示意圖

9.3.2雙控燈的電路原理圖

如圖9-10所示，燈泡通過兩個雙控開關連接在220V電源上。圖9-10雙控燈的電路原理圖

9.3.3雙控燈的實物接線圖

雙控燈電路接線需要準備的器件有：單開雙控開關兩個、螺口燈泡一只、燈泡底座一個、220V電源，以及截面規(guī)格為2.5mm2的紅色、黃色和藍色單股硬線若干。

單開雙控開關與單開單控開關從前面無法區(qū)分，最大的區(qū)別在背面。單控開關背面只有2個接線柱，雙控開關背面有3個接線柱，如圖9-11所示，其中L是公共端，L1是常閉觸點，L2是常開觸點。圖9-11單開雙控開關接線端子

單開雙控接線如圖9-12所示，兩個公共端一個接火線，一個接電燈，兩個開關的L1和L2分別與對方的L2和L1相連；燈泡的底座兩根線，一根連零線，一根連公共端L。圖9-12單開雙控接線圖

9.4分控插座電路實操

9.4.1五孔插座簡介五孔插座是家庭中最常用的一種分控插座形式。如圖9-13所示的插座正面，上面2孔，下面3孔，所以通常叫五孔插座，即二三極插座。上邊為二極插座，左邊插孔接零線，右邊插孔接火線；下面為三極插座，3個孔之中上面插孔接地線，下面2孔左零右火。

圖9-13五孔插座正面和背面

早期的五孔插座的背板上是5個接線柱，現(xiàn)在生產(chǎn)的五孔插座背板上只有3個接線柱，如圖9-13所示。在插座的內(nèi)部已經(jīng)將2個火線插孔和2個零線插孔短接，如圖9-14所示。圖9-14五孔插座內(nèi)部

五孔插座背板上的3個接線柱，標識L的為火線，標識N的為零線，中間的插孔為地線，如圖9-15所示。圖9-15五孔插座3個接線柱

9.4.2分控插座的電氣原理

多路插座可共用一個總的空氣開關或者帶空氣開關的漏電保護器實施控制和短路、過載保護，此時多個插座之間的電氣連接如圖9-16所示。這種控制方式容易導致任何一路插座出現(xiàn)短路或過載，都會引起總的空氣開關脫扣跳閘。圖9-16多插座連接示意圖

兩路分控插座的電氣原理如圖9-17所示，入戶電源線先后經(jīng)過刀開關、帶空氣開關的漏電保護器或者總的空氣開關出來，其中零線直接與插座零線相連，而火線則分成兩路，每路火線經(jīng)由一個單極空氣開關再與插座火線相連，實現(xiàn)了對插座的獨立控制。圖9-16多插座連接示意圖

9.4.3分控插座實物接線圖示例

分控插座接線需要準備的器件：二極刀開關一個、2P或者1P+N的漏電保護器一個、1P的空氣開關兩個、常規(guī)的86型五孔插座兩個，以及截面規(guī)格為2.5mm2紅色、黃綠雙色和藍色單股硬線若干。

如圖9-18所示為兩路分控插座的實物接線圖。圖中火線采用紅色導線，零線采用藍色導線。圖中的PE標識表示保護導體，即通常所說的“地線”，我國規(guī)定PE線為綠黃雙色線。圖9-18兩路分控插座實物接線圖第10章三相異步電動機概述10.1電動機的分類10.2三相異步電動機的工作原理10.3三相異步電動機的結構10.4三相異步電動機的接線10.5三相異步電動機銘牌識讀

10.1電動機的分類

交流電動機是實現(xiàn)機械能與交流電能之間互相轉換的一種裝置，其可以分為以下幾類：

(1)按其使用電源不同，交流電動機可分為直流電動機和交流電動機兩大類。三相交流電動機中，由于產(chǎn)生磁場和力矩都是由定子電壓完成的，互相很難解耦，又不能獨立控制，所以，交流傳動比直流傳動更加復雜。但是交流電動機制造簡單，維護簡易，耐用而且成本低，得到了廣泛的應用。電力系統(tǒng)中的電動機大部分是交流電動機。

(2)按其原理不同，交流電動機可分為同步電動機和異步電動機兩大類。同步電動機的旋轉速度與交流電源的頻率有嚴格的對應關系，在運行中轉速嚴格保持恒定不變；異步電動機的定子磁場轉速與轉子旋轉轉速不保持同步，轉速隨著負載的變化稍有變化。

(3)按其所需交流電源相數(shù)的不同，交流電動機可分為單相和三相兩大類。目前使用最廣泛的是三相異步電動機，這是由于三相異步電動機具有結構簡單、價格低廉、堅固耐用、使用維護方便等優(yōu)點。在沒有三相電源的場合及一些功率較小的電動機則廣泛使用單相異步電動機。

(4)按其轉子結構的不同，交流電動機可分為鼠籠式和繞線式兩大類。其中鼠籠式應用最為廣泛。

10.2三相異步電動機的工作原理

1.磁鐵旋轉對導體的作用圖10-1(b)是與圖10-1(a)對應的原理簡化圖。當磁鐵旋轉時，閉合線圈的上、下兩段導線會切割磁鐵產(chǎn)生的磁場，兩段導線都會產(chǎn)生感應電流。由于磁鐵沿逆時針方向旋轉，假設磁鐵不動，那么線圈就被認為沿順時針方向運動。

線圈產(chǎn)生的電流方向判斷：從圖10-1(b)中可以看出，磁場方向由上往下穿過導線，上段導線的運動方向可以看成向右，下段導線則可以看成向左，根據(jù)右手定則可以判斷出線圈的上段導線的電流方向由外往內(nèi)，下段導線的電流方向則由內(nèi)往外。圖10-1單匝閉合線圈旋轉原理

如果將圖10-1中的單匝閉合導體轉子換成圖10-2(a)所示的鼠籠式轉子，然后旋轉磁鐵，結果發(fā)現(xiàn)鼠籠式轉子也會隨磁鐵一起轉動。圖中鼠籠式轉子的兩端是金屬環(huán)，金屬環(huán)中間安插多根金屬條，每兩根相對應的金屬條通過兩端的金屬環(huán)構成一組閉合的線圈，所以鼠籠式轉子可以看成是多組閉合線圈的組合。當旋轉磁鐵時，鼠籠式轉子上的金屬條會切割磁感線而產(chǎn)生感應電流，有電流通過的金屬條受磁場的作用力而運動。根據(jù)圖10-2(b)可分析出，各金屬條的受力方向都是逆時針方向，所以鼠籠式轉子沿逆時針方向旋轉起來。圖10-2鼠籠式轉子旋轉原理

綜上所述，當旋轉磁鐵時，磁鐵產(chǎn)生的磁場也隨之旋轉，處于磁場中的閉合導體會因此切割磁感線而產(chǎn)生感應電流，而有感應電流通過的導體在磁場中又會受到磁場力，在磁場力的作用下導體旋轉起來。

2.異步電動機的工作原理

采用旋轉磁鐵產(chǎn)生旋轉磁場讓轉子運動，并沒有實現(xiàn)電能轉換成機械能。實踐和理論都證明，如果在轉子的圓周空間放置互差120°的3組繞組，如圖10-3所示，然后將這3組繞組按星形或三角形接法接好(圖10-4是按星形接法接好的3組繞組)，將3組繞組與三相交流電壓接好，有三相交流電流流進3組繞組，這3組繞組會產(chǎn)生類似圖10-2所示的磁鐵產(chǎn)生的旋轉磁場，處于此旋轉磁場中的轉子上的各閉合導體有感應電流產(chǎn)生，磁場對有電流流過的導體產(chǎn)生作用力，推動各導體按一定的方向運動，轉子也就運轉起來了。圖10-3三相電動機互差120°三繞組圖圖10-43組繞組與三相電源星形(Y形)連接圖

圖10-3實際上是三相異步電動機的結構示意圖。繞組繞在鐵芯支架上，由于繞組和鐵芯都固定不動，因此稱為定子，定子中間是鼠籠式的轉子。轉子的運轉可以看成是由繞組產(chǎn)生的旋轉磁場推動的，旋轉磁場有一定的轉速。旋轉磁場的轉速(又稱同步轉速)n、三相交流電的頻率f和磁極對數(shù)p(一對磁極有兩個相異的磁極)有以下關系：

例如，一臺三相異步電動機定子繞組的交流電壓頻率f?=?50Hz，定子繞組的磁極對數(shù)p?=?3，那么旋轉磁場的轉數(shù)n=60?×?50/3=1000(r/min)。

電動機在運轉時，其轉子的轉向與旋轉磁場方向是相同的，轉子是由旋轉磁場作用轉動的，轉子的轉速要小于旋轉磁場的轉速，并且要滯后于旋轉磁場的轉速，也就是說，轉子與旋轉磁場的轉速是不同步的。這種轉子轉速與旋轉磁場轉速不同步的電動機稱為異步電動機。

10.3三相異步電動機的結構

三相異步電動機主要由定子和轉子兩個部分組成，如圖10-5所示。圖10-5三相異步電動機的組成

1.定子部分

定子部分包括機座、定子鐵芯和定子繞組。機座通常用鑄鐵或鑄鋼制成，鐵芯用硅鋼片疊成圓筒形，鐵芯的內(nèi)圓上有若干分布均勻的平行槽，槽內(nèi)安裝定子繞組。

定子繞組通常由涂有絕緣漆的銅線繞制而成，再將繞制好的銅線按一定的規(guī)律嵌入定子鐵芯的小槽內(nèi)，具體見圖10-5局部放大部分。繞組嵌入小槽后，按一定的方法將槽內(nèi)的繞組連接起來，使整個鐵芯內(nèi)的繞組構成U、V、W三相繞組，再將三相繞組的首、末端引出來，接到接線盒的U1、U2、V1、V2、W1、W2接線柱上。接線盒各接線柱與電動機內(nèi)部繞組的連接關系如圖10-6所示。圖10-6接線盒各接線端與內(nèi)部繞組的連接關系

2.轉子部分

轉子部分由轉子鐵芯、轉子繞組和轉軸等部分組成。轉子鐵芯也由硅鋼片疊成，并固定在轉軸上。轉子的外圓周上也有若干分布均勻的平行槽，用于安置轉子繞組。

轉子繞組根據(jù)其結構可分為鼠籠式和繞線式兩種

1)鼠籠式轉子

鼠籠式轉子是在轉子鐵芯的每一條槽內(nèi)插入一根裸導條，在鐵芯兩端分別用兩處短路環(huán)把導條連接成一個整體，形成一個自身閉合的短路繞組。如去掉鐵芯，整個繞組就像一個鼠籠，所以稱為鼠籠式電動機。中小型電動機的鼠籠式轉子一般采用鑄鋁，大型電動機則采用銅導條，如圖10-7所示。圖10-7鼠籠式轉子示意圖

2)繞線式轉子

繞線式轉子外形如圖10-8所示，其結構示意圖如圖10-9所示。繞線式轉子繞組是在平行槽內(nèi)嵌入對稱的三相繞組，并把它接成星形，其末端接在一起，首端分別接在轉軸上的三個彼此絕緣的滑環(huán)上，經(jīng)電刷與變阻器連接，這樣轉子繞組產(chǎn)生的電流通過集電環(huán)、電刷、變阻器構成回路(如圖10-10所示)。調(diào)節(jié)變阻器可以改變轉子繞組回路的電阻，以此來改變繞組的電流，從而調(diào)節(jié)轉子的轉速。這種電動機稱為繞線式電動機。圖10-8繞線式轉子圖10-9線繞式轉子繞組圖10-10按星形連接的轉子繞組

3.三相異步電動機的其他附件

(1)端蓋：起支撐作用。

(2)軸承：連接轉動部分與不動部分。

(3)軸承端蓋：保護軸承。

(4)風扇：冷卻電動機。

10.4三相異步電動機的接線

1.接線盒

三相異步電動機的定子繞組由U、V、W三相繞組組成，這三相繞組有6個接線端，它們與接線盒的6個接線柱連接。三相繞組的6個接線柱排成上下兩排，并規(guī)定上排三個接線柱自左至右排列的編號為1(U1)、2(V1)、3(W1)，下排三個接線柱自左至右排列的編號為6(W2)、4(U2)、5(V2)，凡制造和維修時均應按這個序號排列。接線盒如圖10-11所示。圖10-11電動機接線盒內(nèi)有六個接線端

2.星形接線

要將定子繞組接成星形，可按圖10-12(a)所示的方法接線。接線時，用短路線把接線盒中的W2、U2、V2接線柱短接起來，這樣就將電動機內(nèi)部的繞組接成了星形，如圖10-12(b)所示。圖10-12定子繞組按星形接法接線

3.三角形接線

要將電動機內(nèi)部的三相繞組接成三角形，可用短路線將接線盒中的U1和W2、V1和U2、W1和V2接線柱按圖10-13所示連接起來，然后從U1、V1、W1接線柱分別引出導線，與三相交流電源的3根相線連接。圖10-13定子繞組按三角形接法接線

10.5三相異步電動機銘牌識讀

三相異步電動機一般會在外殼上安裝一個銘牌，銘牌就相當于簡單的說明書，它標注了電動機的型號、主要技術參數(shù)等信息。電動機銘牌對交流調(diào)速系統(tǒng)的控制非常重要，尤其是電動機額定電壓、額定頻率。下面以圖10-14所示的銘牌為例來說明銘牌上各項內(nèi)容的含義。圖10-14三相異步電動機的銘牌

(1)型號(Y112M-4)。型號通常由字母和數(shù)字組成，其含義說明如圖10-15所示。圖10-15型號含義

(2)額定功率(功率4.0kW)。額定功率是在額定狀態(tài)工作時電動機所輸出的機械功率。

(3)額定電流(電流8.8A)。額定電流是在額定狀態(tài)工作時流入電動機定子繞組的電流。

(4)額定電壓(電壓380V)。額定電壓是在額定狀態(tài)工作時加到定子繞組的線電壓。

(5)額定轉速(轉速1440r/min)。額定轉速是在額定工作狀態(tài)時電動機轉軸的轉速。

(6)噪聲等級(LW82dB)。噪聲等級通常用LW值表示，LW值的單位是dB(分貝)。LW值越小，表示電動機運轉時噪聲越小。

(7)連接方式(△連接)。連接方式是指在額定電壓下定子繞組采用的連接方式，連接方式有三角形(△形)連接方式和星形(Y形)連接方式兩種。

(8)防護等級(IP44)。防護等級表示電動機外殼采用的防護方式。IP11是開啟式，IP22、IP33是防護式，而IP44是封閉式。

(9)工作頻率(50Hz)。工作頻率表示電動機所接交流電源的頻率。

(10)工作制(S1)。工作制是指電動機的運行方式，一般有3種：S1(連續(xù)運行)、S2(短時運行)和S3(斷續(xù)運行)。連續(xù)運行是指電動機在額定條件下(即銘牌要求的條件下)可長時間連續(xù)運行；短時運行是指在額定條件下只能在規(guī)定的短時間內(nèi)運行，運行時間通常有10min、30min、60min和90min；斷續(xù)運行是指在額定條件下運行一段時間再停止一段時間，按一定的周期反復進行，一般一個周期為10min，負載持續(xù)率有15%、25%、40%和60%,如對于負載持續(xù)率為60%的電動機，要求運行6min、停止4min。

(11)絕緣等級(B級)。絕緣等級是指電動機在正常情況下工作時，繞組絕緣允許的最高溫度值，通常分為7個等級，具體如表10-1所示。第11章三相異步電動機控制線路相關低壓元件11.1交流接觸器11.2繼電器11.3熔斷器11.4開關元件11.5電動機降壓啟動相關元件11.6電磁制動器11.7電動機保護器

11.1交

流

接

觸

器

1.簡介交流接觸器的外形及圖形符號如圖11-1所示，它主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置及輔助部件等組成。交流接觸器可用于頻繁接通和斷開電路，實現(xiàn)遠控功能，并具有低電壓保護功能。其內(nèi)部結構和工作原理如圖11-2所示。圖11-1接觸器的外形及圖形符號圖11-2交流接觸器的結構和原理

2.參數(shù)

正確選擇交流接觸器就是要使所選用接觸器的技術數(shù)據(jù)應能滿足控制線路的要求。

1)主觸點額定電壓

接觸器的主觸點額定電壓應根據(jù)主觸點所控制負載電路的額定電壓來確定。例如，所控制的負載為380V的三相鼠籠式異步電動機，應選用額定電壓為380V以上的交流接觸器。

2)主觸點額定電流

一般情況下，接觸器的主觸點額定電流應大于等于負載或電動機的額定電流，即

式中：IN——接觸器主觸點額定電流；

K——經(jīng)驗常數(shù)，一般取1～1.4；

PN——被控電動機額定功率；

UN——被控電動機額定線電壓。

3)電磁線圈的額定電壓

接觸器電磁線圈的額定電壓應等于控制回路的電源電壓。其電壓等級為：交流線圈36V、110V、127V、220V、380V；直流線圈24V、48V、110V、220V、440V等。

4)接觸器的觸點數(shù)目

接觸器的觸點數(shù)目根據(jù)控制線路的要求而定。交流接觸器通常有3對常開主觸點和4～6對輔助觸點，直流接觸器通常有2對常開主觸點和4對輔助觸點。

5)接觸器的額定操作頻率

一般交流接觸器的額定操作頻率為600次/小時。

11.2繼

電

器

11.2.1電磁式繼電器

1.電流繼電器根據(jù)負載所要求的保護作用，電流繼電器分為過電流繼電器和欠電流繼電器兩種類型。如圖11-3所示為某過流繼電器的外形及圖形符號。圖11-3過流繼電器的外形及圖形符號

2.電壓繼電器

根據(jù)在控制電路中的作用，電壓繼電器分為過電壓繼電器和欠電壓(零電壓)繼電器兩種類型。

過電壓繼電器選擇的主要參數(shù)是額定電壓和動作電壓，其動作電壓可按系統(tǒng)額定電壓的1.1～1.5倍整定。欠電壓繼電器常用電磁式繼電器或小型接觸器充任，其選用只要滿足一般要求即可，對釋放電壓值無特殊要求。

11.2.2熱繼電器

1.熱繼電器簡介

熱繼電器的外形及圖形符號如圖11-4所示，主要由熱元件、動作機構、觸頭系統(tǒng)、電流整定裝置、復位機構和溫度補償元件等部分組成。圖11-4熱繼電器的外形及圖形符號

2.熱繼電器額定電流

對于長期正常運行的電動機，熱繼電器額定電流取為電動機額定電流的0.95～1.05倍；對于過載能力較差的電動機，熱繼電器額定電流取為電動機額定電流的0.6～0.8倍。

11.2.3時間繼電器

JS20系列晶體管時間繼電器的外形及圖形符號如圖11-5所示，主要用于需按時間順序進行控制的電氣控制電路中。這種繼電器型號后面有D標志的為斷電延時型，沒有D標志的為通電延時型。圖11-5時間繼電器的外形及圖形符號

11.2.4中間繼電器

中間繼電器的外形及圖形符號如圖11-6所示。圖11-6中間繼電器的外形及圖形符號

11.2.5速度繼電器

速度繼電器也稱反接制動繼電器，其外形及圖形符號如圖11-7所示。圖11-7速度繼電器的外形及圖形符號

11.3熔

斷

器

熔斷器的外形及圖形符號如圖11-8所示圖11-8熔斷器的外形及圖形符號

對于容量較小的照明及電動機，一般是考慮它們的過載保護，可選用熔體熔化系數(shù)小一些的熔斷器，如熔體為鉛錫合金的RC1A系列熔斷器；對于容量較大的照明及電動機，除過載保護外，還應考慮短路時的分斷短路電流能力，當短路電流較小時，可選用低分斷能力的熔斷器，如熔體為鋅質(zhì)的RM10系列熔斷器；當短路電流較大時，可選用高分斷能力的RL1系列熔斷器；當短路電流相當大時，可選用有限流作用的RT0及RT12系列熔斷器。

11.4開

關

元

件

11.4.1按鈕按鈕又稱按鈕開關或控制按鈕，兩種按鈕的外形及圖形符號如圖11-9所示圖11-9按鈕的外形及圖形符號

11.4.2行程開關

行程開關又叫限位開關，主要由觸頭系統(tǒng)、操作機構、外殼組成，是實現(xiàn)行程控制的小電流(5A以下)主令電器，其作用與控制按鈕相同，只是其觸頭的動作不是靠手按動，而是利用機械運動部件的碰撞使觸頭動作，即將機械信號轉換為電信號，通過控制其他電器來控制運動部件的行程大小、運動方向或進行限位保護。

行程并關的外形和圖形符號如圖11-10所示圖11-10行程開關的外形及圖形符號

在使用時，行程開關通常安裝在運動部件需停止的位置，如圖11-11所示。圖11-11行程開關安裝位置示意圖

11.4.3倒順開關

如圖11-12所示，倒順開關有“順、停、倒”三個擋位，開關旋至“順”擋時控制電動機正轉，開關旋至“停”擋時控制電動機停轉，開關旋至“倒”擋時控制電動機反轉。圖11-12倒順開關

11.5電動機降壓啟動相關元件

11.5.1自耦變壓器自耦變壓器的外形及圖形符號如圖11-13所示，主要由鐵芯和繞組兩部分組成。自耦變壓器主要用于鼠籠式異步電動機的降壓啟動。圖11-13自耦變壓器的外形及圖形符號

1.單相自耦變壓器

圖11-14為單相自耦變壓器的結構及符號，該自耦變壓器只有一個繞組(匝數(shù)為N1)，在繞組的中間部分(圖中為A點)引出一個接線端，這樣就將繞組的一部分當作二次繞組(匝數(shù)為N2)。自耦變壓器工作原理與普通的變壓器相同，也可以改變電壓的大小，其規(guī)律同樣可以用下式表示：

從上式可以看出，改變匝數(shù)N2就可以調(diào)節(jié)輸出電壓U2的大小，匝數(shù)N2越少，電壓U2越低。圖11-14單相自耦變壓器

2.三相自耦變壓器

電動機降壓啟動時常采用三相自耦變壓器。用作電動機啟動的三相自耦變壓器又稱自耦減壓啟動器或補償器，其結構原理如圖11-15所示。圖11-15自耦減壓啟動器或補償器結構原理

11.5.2油浸式啟動器

手動控制啟動器降壓線路常用到油浸式啟動器，其外形如圖11-16所示。這種啟動器內(nèi)部除了有三相自耦變壓器結構外，還包括一些保護裝置。圖11-16油浸式啟動器外形

11.5.3手動Y-△啟動器

在手動控制Y-△降壓啟動控制線路中，需要用到手動Y-△啟動器。QX1型手動Y-△啟動器是一種應用很廣的啟動器，其外形如圖11-17所示。手動控制啟動器手柄有“啟動”“停止”和“運行”3個位置，內(nèi)部有8個觸頭，手柄處于不同位置時各觸頭的狀態(tài)不同。圖11-17QX1手型動Y-△啟動器外形

11.6電

磁

制

動

器

1.電磁抱閘制動器電磁抱閘制動器主要由制動電磁鐵和閘瓦制動器兩部分組成，如圖11-18所示。制動電磁鐵外形如圖11-19所示。圖11-18電磁抱閘制動器圖11-19制動電磁鐵

2.電磁離合制動器

電磁離合制動器的外形如圖11-20所示，圖11-21為斷電型電磁離合制動器結構示意圖。圖11-20電磁離合制動器圖11-21斷電型電磁離合自動器結構原理圖

11.7電動機保護器

電動機保護器的外形及端子說明如圖11-22所示，它具有過熱反時限、反時限、定時限多種保護方式。電動機保護器主要用于電動機多種模式的保護。圖11-22電動機保護器外形及端子說明第12章三相異步電動機常用控制線路12.1正轉控制線路12.2正、反轉控制線路12.3限位控制線路12.4自動往返控制線路12.5順序控制線路12.6多地控制線路12.7降壓啟動控制線路12.8制動控制線路

12.1正轉控制線路

12.1.1簡單的正轉控制線路正轉控制線路是電動機最基本的控制電路，控制線路除了要為電動機提供電源外，還要對電動機進行啟動/停止控制，另外在電動機過載時還能進行保護。對于一些要求不高的小容量電動機，可采用圖12-1所示簡單的電動機正轉控制線路。圖12-1簡單正轉控制線路

12.1.2自鎖正轉控制線路

點動正轉控制線路適用于電動機短時間運行控制，如果用作長時間運行控制則極為不便(需一直按住按鈕不放)。電動機長時間連續(xù)運行常采用圖12-2所示的自鎖正轉控制線路，從圖中可以看出，該電路是在點動正轉電路的控制電路中多串接一個常閉停止按鈕SB2,并在啟動按鈕SB1兩端并聯(lián)一個常開輔助觸頭KM(又稱自鎖觸頭)。圖12-2自鎖正轉控制線路

1.電路工作原理

(1)合上電源開關QS。

(2)啟動電機。

(3)運行自鎖。

(4)停轉控制。

(5)斷開電源開關QS。

2.欠壓保護

欠壓保護是指當電源電壓偏低(一般低于85%)時切斷電動機的供電，讓電動機停止運轉。欠壓保護過程分析如下：

電源電壓偏低→L1、L2兩相間的電壓偏低→接觸器線圈KM兩端電壓偏低，產(chǎn)生的吸合力小，不足以繼續(xù)吸合主觸頭KM和輔助觸頭KM→主、輔觸頭斷開→電動機供電被切斷而停轉。

3.失壓保護

失壓保護是指當電源電壓消失時切斷電動機的供電途徑，并保證在重新供電時無法自行啟動。失壓保護過程分析如下：

電源電壓消失→L1、L2兩相間的電壓消失→線圈KM失電→主、輔觸頭斷開→電動機供電被切斷。在重新供電后，由于主、輔觸頭已斷開，并且常開啟動按鈕SB1也處于斷開狀態(tài)，故線路不會自動為電動機供電。

12.1.3帶過載保護的自鎖正轉控制線路

帶過載保護的自鎖正轉控制線路在普通的自鎖控制線路基礎上增加了過載保護元件，其電路如圖12-3所示。圖12-3帶過載保護的自鎖正轉控制線路

12.1.4連續(xù)與點動混合控制線路

連續(xù)與點動混合控制線路是一種既能進行點動控制，又可以實現(xiàn)連續(xù)運行控制的電動機控制線路。實現(xiàn)連續(xù)與點動混合控制的方式很多，這里介紹兩種常用的連續(xù)與點動混合控制線路。

1.連續(xù)與點動混合控制線路一

圖12-4是一種連續(xù)與點動混合控制線路。圖12-4連續(xù)與點動混合控制線路一

2.連續(xù)與點動混合控制線路二

圖12-5是另一種形式的連續(xù)與點動混合控制線路。圖12-5連續(xù)與點動混合控制線路二

從圖12-5可以看出，該電路是在帶過載保護的自鎖正轉控制電路的中增加了一個復合按鈕開關SB3。電路工作在點動方式還是連續(xù)方式，由復合按鈕SB3來決定。

(1)未操作SB3時，電路工作在連續(xù)控制方式。工作過程分析如下：

按下啟動按鈕SB1→接觸器線圈KM得電→主觸頭、常開輔助觸頭KM均閉合→電動機得電運轉；松開按鈕SB1→線圈KM依靠SB3常閉觸頭和已閉合的常開輔助觸頭KM供電→主觸頭KM仍保持閉合→電動機繼續(xù)運轉。

(2)操作SB3時，電路工作在點動控制方式。工作過程分析如下：

按下按鈕SB3→SB3的常開觸頭閉合、常閉觸頭斷開→接觸器線圈KM得電→主觸頭、常開輔助觸頭KM均閉合→電動機得電運轉；松開按鈕SB3→SB3的常開觸頭斷開、常閉觸頭閉合→接觸器線圈KM因SB3的常開觸頭斷開而失電→主觸頭、常開輔助觸頭KM均斷電→電動機停止運轉。

12.2正、反轉控制線路

12.2.1倒順開關正、反轉控制線路倒順開關正、反轉控制線路采用倒順開關對電動機進行正、反轉控制。倒順開關正、反轉控制線路如圖12-6所示。圖12-6倒順開關正、反轉控制線路

12.2.2接觸器聯(lián)鎖正、反轉控制線路

接觸器聯(lián)鎖正、反轉控制線路的主電路中連接了兩個接觸器，正、反轉操作元件放置在控制電路中，故工作安全可靠。接觸器聯(lián)鎖正、反轉控制線路如圖12-7所示。圖12-7接觸器聯(lián)鎖正、反轉控制線路

在工作時，接觸器KM1、KM2的主觸頭嚴禁同時閉合，否則會造成L1、L3兩相電源直接短路。為了避免KM1、KM2主觸頭同時得電閉合，分別給各自的線圈串接了對方的常閉輔助觸頭，給KM1線圈串接了KM2常閉輔助觸頭，給KM2線圈串接了KM1常閉輔助觸頭。當一個接觸器的線圈得電時會使自己的主觸頭閉合，還會使自己的常閉觸頭斷開，這樣另一個接觸器線圈就無法得電。接觸器的這種相互制約方式稱為接觸器的聯(lián)鎖(也稱互鎖)，實現(xiàn)聯(lián)鎖的常閉輔助觸頭稱為聯(lián)鎖觸頭。

電路工作原理分析如下：

(1)閉合電源開關QS。

(2)正轉控制過程。

①

正轉聯(lián)鎖控制。

②

停止控制過程。

(3)反轉控制過程。

①

反轉聯(lián)鎖控制。

②

停止控制。

(4)斷開電源開關QS。

12.2.3按鈕聯(lián)鎖正、反轉控制線路

接觸器聯(lián)鎖正、反轉控制線路在控制電動機由正轉轉為反轉時，需要先按停止按鈕，再按反轉按鈕，這樣操作較為不便，采用按鈕聯(lián)鎖正、反轉控制線路則可避免這種不便。按鈕聯(lián)鎖正、反轉控制線路如圖12-8所示。圖12-8按鈕聯(lián)鎖正、反轉控制線路

圖12-8按鈕聯(lián)鎖正、反轉控制線路

從圖12-8可以看出，電路采用兩個復合按鈕SB1和SB2，其中復合按鈕SB1代替接觸器聯(lián)鎖正、反轉控制線路中的正轉按鈕和反轉接觸器的常閉輔助觸頭，另一個復合按鈕SB2代替反轉按鈕和正轉接觸器的常閉輔助觸頭。

電路工作原理分析如下：

(1)閉合電源開關QS。

(2)正轉控制。

(3)反轉控制。

(4)停轉控制。

復合按鈕結構如圖12-9所示。圖12-9復合按鈕結構

12.2.4按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖正、反轉控制線路

按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖正、反轉控制線路可以有效解決按鈕聯(lián)鎖正、反轉控制線路容易出現(xiàn)兩相電源短路的缺點。按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖正、反轉控制線路如圖12-10所示。圖12-10按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖正、反轉控制線路

從圖12-10可以看出，按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖正、反轉控制線路是在按鈕聯(lián)鎖正、反轉控制線路的基礎上，將兩個接觸器各自的常閉輔助觸頭與對方的線圈串接在一起，這樣就實現(xiàn)了按鈕聯(lián)鎖和接觸器聯(lián)鎖雙重保護。

電路工作原理分析如下：

(1)閉合電源開關QS。

(2)正轉控制。

(3)反轉控制。

(4)停轉控制。

(5)斷開電源開關QS。

12.3限位控制線路

限位控制線路又稱位置控制線路或行程控制線路，它利用位置開關來檢測運動部件的位置。當運動部件運動到指定位置時，位置開關給控制線路發(fā)出指令，讓電動機停轉或反轉。常見的位置開關有行程開關和接近開關，其中行程開關使用得更為廣泛。限位控制線路如圖12-11所示。圖12-11限位控制線路

從圖12-11可以看出，限位控制線路是在接觸器聯(lián)鎖正、反轉控制線路的控制電路中串接兩個行程開關SQ1、SQ2構成的。

電路工作原理分析如下：

(1)閉合電源開關QS。

(2)正轉控制過程。

①

正轉控制。②

正向限位控制。

(3)反轉控制過程。

①

反轉控制。②

反向限位控制。

(4)斷開電源開關QS。

12.4自動往返控制線路

自動往返控制線路如圖12-12所示。圖12-12自動往返控制線路

自動往返控制線路采用了SQ1～SQ4四個行程開關，四個行程開關的安裝位置如圖12-13所示。圖12-13自動往返控制線路四個行程開關的安裝位置

電路工作原理分析如下：

(1)閉合電源開關QS。

(2)往返運行控制。

①

運轉控制。

②

方向轉換控制。

③

終端保護控制。

(3)停止控制。

(4)斷開電源開關QS。

12.5順序控制線路

12.5.1順序控制線路一圖12-14是一種常用的順序控制線路。圖12-14一種常用的順序控制線路

從圖12-14可以看出，該電路采用了KM1、KM2兩個接觸器，KM1、KM2的主觸頭屬于串接關系，KM2主觸頭接在KM1主觸頭的下方，在KM1主觸頭斷開時，KM2主觸頭閉合無效，也就是說，只有KM1主觸頭先閉合讓電動機M1啟動，然后KM2閉合才能讓電動機M2啟動。

電路工作原理分析如下：

(1)閉合電源開關QS。

(2)電動機M1的啟動控制。

(3)電動機M2的啟動控制。

(4)停轉控制。

(5)斷開電源開關QS。

12.5.2順序控制線路二

圖12-15是另一種常用的順序控制線路。圖12-15另一種常用的順序控制電路

在圖12-15可以看出，該電路同樣采用了KM1、KM2兩個接觸器，但KM1、KM2的主觸頭屬于并接關系，為了讓電動機M1、M2能按先后順序啟動，要求兩個接觸器的主觸頭先后閉合。

電路工作原理分析如下：

(1)閉合電源開關QS。

(2)電動機M1的啟動控制。

(3)電動機M2的啟動控制。

(4)停轉控制。

(5)斷開電源開關QS。

12.6多地控制線路

利用多地控制線路可以在多個地點操作同一臺電動機的運行。多地控制線路如圖12-16所示。圖12-16多地控制線路

在圖12-16中，SB11、SB12分別為A地啟動和停止按鈕，安裝在A地；SB21、SB2分別為B地啟動和停止按鈕，安裝在B地。

電路工作原理分析如下：

(1)閉合電源開關QS。

(2)?A地啟動控制。

(3)?A地停止控制。

(4)?B地控制。

(5)斷開電源開關QS。

12.7降壓啟動控制線路

12.7.1定子繞組串接電阻降壓啟動控制線路定子繞組串接電阻降壓啟動的原理是在啟動時在電動機定子繞組和電源之間串接電阻進行降壓，電動機運轉后再將電阻短接，給定子繞組提供全壓。定子繞組串接電阻降壓的實現(xiàn)方式很多，下面介紹幾種常見的方式。

1.手動切換電阻控制線路手動切換電阻控制線路如圖12-17所示，它是在電源與電動機之間串接3個電阻，并在電阻兩端并聯(lián)轉換開關。圖12-17手動切換電阻控制線路

電路工作原理分析如下：

(1)閉合電源開關QS1。

(2)降壓啟動。

(3)全壓供電。

(4)斷開電源開關QS1。

2.按鈕和接觸器切換電阻控制線路

按鈕和接觸器切換電阻控制線路如圖12-18所示。圖12-18按鈕和接觸器切換電阻控制線路

電路工作原理分析如下。

(1)閉合電源開關QS：

(2)降壓啟動。

(3)全壓供電。

(4)停止控制。

(5)斷開電源開關QS。

3.時間繼電器切換電阻控制線路

時間繼電器切換電阻控制線路如圖12-19所示。圖12-19時間繼電器切換電阻控制線路

電路工作原理分析如下：

(1)閉合電源開關QS。

(2)降壓啟動。

(3)全壓供電。

(4)停止控制。

(5)斷開電源開關QS。

12.7.2自耦變壓器降壓啟動控制線路

自耦變壓器降壓啟動是利用自耦變壓器能改變電壓大小的特點，在啟動電動機時讓自耦變壓器將電壓降低供給電動機，啟動完成后再將電壓升高提供給電動機。

1.手動控制啟動器降壓線路

手動控制啟動器降壓線路常用到QJ3啟動器，由QJ3啟動器構成的手動控制啟動器降壓線路如圖12-20所示。圖12-20由QJ3啟動器構成的手動控制啟動器降壓線路

圖12-20虛線框內(nèi)部分為啟動器，它有6個接線端，分別與三相電源和電動機連接，操作啟動器的手柄可以對電動機進行啟動/停止/運行控制。

電路工作原理分析如下。

(1)閉合電源開關QS。

(2)降壓啟動。

(3)全壓供電。

(4)停止控制。

(5)斷開電源開關QS。

2.時間繼電器自動控制啟動器降壓線路

時間繼電器自動控制啟動器降壓線路如圖12-21所示。從圖中可以看出，該線路由主電路、控制電路和指示電路構成，指示電路中有三個指示燈，HL1為電源指示燈，HL2為降壓啟動指示燈，HL3為全壓運行指示燈。圖12-21時間繼電器自動控制啟動器降壓線路

電路工作原理分析如下：

(1)閉合電源開關QS。

(2)降壓啟動。

(3)全壓運行。

(4)停止控制。

(5)斷開電源開關QS。

12.7.3星形-三角形(Y-△)降壓啟動控制線路

三相異步電動機接線盒有U1、U2、V1、V2、W1、W2共6個接線端，如圖12-22所示。

星形-三角形(Y-△)降壓啟動控制線路就是在啟動時將電動機的繞組接成星形，啟動后再將繞組接成三角形，讓電動機全壓運行。當電動機繞組接成星形時，繞組上的電壓低、流過的電流小，因而產(chǎn)生的力矩也小，所以星形-三角形降壓啟動只適用于輕載或空載啟動。圖12-22三相異步電動機接線盒與兩種接線方式

實現(xiàn)星形-三角形(Y-△)降壓啟動控制的線路很多，下面介紹幾種較常見的控制線路。

1.手動控制Y-△降壓啟動線路

在手動控制Y-△降壓啟動控制線路中，需要用到手動Y-△啟動器。QX1型手動Y-△啟動器是一種應用很廣的啟動器，由QX1型手動Y-△啟動器構成的降壓啟動控制線路如圖12-23所示。手動控制啟動器手柄處于“啟動”“停止”和“運行”不同位置時，內(nèi)部有8個觸頭的狀態(tài)，如圖12-23中的表格所示。圖12-23由QX1型手動Y-△啟動器構成的降壓啟動控制線路

電路工作原理分析如下。

(1)閉合電源開關QS。

(2)星形啟動。

(3)三角形正常運行。

(4)停止控制。

(5)斷開電源開關QS。

2.按鈕、接觸器控制Y-△降壓啟動線路

按鈕、接觸器控制Y-△降壓啟動線路如圖12-24所示。

電路工作原理分析如下。

(1)閉合電源開關QS。

(2)星形降壓啟動控制。

(3)三角形正常運行控制。

(4)停止控制。

(5)