第三章常用低壓電器與基本控制電路

1、第三章常用低壓電器與基本控制電路第三章常用低壓電器與基本控制電路內容提要：內容提要：介紹三相交流異步電動機基本結構介紹三相交流異步電動機基本結構和工作原理；講述三相交流異步電動機和工作原理；講述三相交流異步電動機的名牌數據和施工現場常用電動機型號；的名牌數據和施工現場常用電動機型號；闡述常用低壓控制電器；引導同學識讀闡述常用低壓控制電器；引導同學識讀簡單建筑機械控制電路。簡單建筑機械控制電路。概述概述 控制電能的器具或裝置；作用是，對電能控制電能的器具或裝置；作用是，對電能進行控制、分配和調節(jié)。進行控制、分配和調節(jié)。 2、電力拖動自動控制系統(tǒng)：、電力拖動自動控制系統(tǒng)： 利用電器元件組成，實現對

2、外界信號或要利用電器元件組成，實現對外界信號或要求進求進行自動或手動地切斷、接通電路，連續(xù)、行自動或手動地切斷、接通電路，連續(xù)、斷續(xù)地控制被控對象進行運行狀態(tài)的變化，這斷續(xù)地控制被控對象進行運行狀態(tài)的變化，這樣的系統(tǒng)稱為電力拖動自動控制系統(tǒng)樣的系統(tǒng)稱為電力拖動自動控制系統(tǒng) 1、電器：、電器：（1）按工作電壓分類）按工作電壓分類 以交流以交流1000V、直流直流1200V為界，以上為高壓為界，以上為高壓控制電器，以下為低壓控制電器控制電器，以下為低壓控制電器 （2）按操作方式分類）按操作方式分類 自動控制電器、手動控制電器和半自動控制電器自動控制電器、手動控制電器和半自動控制電器 4 4、電器分

3、類方法、電器分類方法 3、電力系統(tǒng)的組成、電力系統(tǒng)的組成控制設備控制設備電動機電動機電源電源生產機械生產機械傳動裝置傳動裝置 第一節(jié)三相交流異步電動機基本結構和第一節(jié)三相交流異步電動機基本結構和工作原理工作原理 一、三相交流異步電動機的基本結構一、三相交流異步電動機的基本結構三相異步電動三相異步電動機按轉子結構機按轉子結構分有分有 繞線式異繞線式異步電動機步電動機 鼠籠式異鼠籠式異步電動機步電動機只針對只針對鼠籠式異鼠籠式異步電動機步電動機異步電動機的定子是由機座、定子鐵心異步電動機的定子是由機座、定子鐵心和定子繞組三個部分組成的。和定子繞組三個部分組成的。1、異步電動機的定子：、異步電動機的

4、定子：異步電動機的轉子是由轉子鐵心、轉子繞異步電動機的轉子是由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸組成的組和轉軸組成的 。2、異步電動機的轉子：、異步電動機的轉子：JZT系列是電磁調速異步電動機系列是電磁調速異步電動機二、常用異步電動機的型號二、常用異步電動機的型號JZ2 和和JZL2系列是起重和冶金用的三相異系列是起重和冶金用的三相異步電動機，步電動機，JZ2是鼠籠式，是鼠籠式，JZL2是繞線式。是繞線式。BJO2 系列是防爆式鼠籠異步電動機。系列是防爆式鼠籠異步電動機。JPZ系列是旁磁式制動異步電動機。系列是旁磁式制動異步電動機。JD2 和和JDO2系列是防護式和封閉式多速異系列是防護式和封閉式多速異

5、步電動機步電動機JZZ系列是錐形轉子制動異步電動機。系列是錐形轉子制動異步電動機。三、三相交流異步電動機的工作原理三、三相交流異步電動機的工作原理三相異步電動機定子三相異步電動機定子接三相電源后，電機接三相電源后，電機內便形成圓形旋轉磁內便形成圓形旋轉磁動勢動勢設其方向為逆時針轉設其方向為逆時針轉若轉子不轉，轉子鼠籠若轉子不轉，轉子鼠籠導條與旋轉磁密有相對導條與旋轉磁密有相對運動運動導條中有感應電動勢導條中有感應電動勢e，方向由右手定則確定方向由右手定則確定由于轉子導條彼此在端部短由于轉子導條彼此在端部短路，于是導條中有電流路，于是導條中有電流導條就在磁場中受力導條就在磁場中受力f，用左手定則

6、確定受力方向，用左手定則確定受力方向轉子受力，產生轉矩轉子受力，產生轉矩T，為電磁轉矩，方向與旋轉磁，為電磁轉矩，方向與旋轉磁動勢同方向，轉子便在該方向上旋轉起來動勢同方向，轉子便在該方向上旋轉起來轉子旋轉后，轉速為轉子旋轉后，轉速為n，只要，只要nn1（n1為旋轉磁動勢為旋轉磁動勢同步轉速），轉子導條與磁場仍有相對運動同步轉速），轉子導條與磁場仍有相對運動轉子繼續(xù)旋轉，穩(wěn)定運行在轉子繼續(xù)旋轉，穩(wěn)定運行在T=TL情況下情況下在正常情況下，異步電動機的轉子轉速總是略低在正常情況下，異步電動機的轉子轉速總是略低與旋轉磁場的轉速（同步轉速）。轉差率是一個表征與旋轉磁場的轉速（同步轉速）。轉差率是一個

7、表征異步電動機運行狀態(tài)的一個基本參數。感應電動機的異步電動機運行狀態(tài)的一個基本參數。感應電動機的轉速隨負載的變化而變化。轉速隨負載的變化而變化。接觸器的作用是通、斷電動機電路或其它負接觸器的作用是通、斷電動機電路或其它負載電路載電路 是可以實現遠是可以實現遠距離控制的一種控距離控制的一種控制電器制電器 通、斷電路的電通、斷電路的電流種類不同流種類不同 第二節(jié)常用低壓控制電器及基本控制電路第二節(jié)常用低壓控制電器及基本控制電路一、接觸器一、接觸器接觸器可分為接觸器可分為交流接觸器交流接觸器和和直流接觸器直流接觸器兩種兩種 1、接觸器的基本結構、接觸器的基本結構 由三大部分組成：由三大部分組成：電磁

8、系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng) 1、2，3、4是靜觸點是靜觸點5、6是動觸點是動觸點7、8是吸引線圈是吸引線圈9、10分別是動、靜鐵心分別是動、靜鐵心11是彈簧是彈簧注意：鐵芯中的短路銅注意：鐵芯中的短路銅環(huán)作用是減少交流電磁環(huán)作用是減少交流電磁鐵芯的振動鐵芯的振動 1是滅弧室是滅弧室2和和5分別為動、靜觸點分別為動、靜觸點3 為金屬柵片為金屬柵片4為電弧為電弧滅弧柵是數片鋼片制成的柵狀裝置，當觸點斷滅弧柵是數片鋼片制成的柵狀裝置，當觸點斷開發(fā)生電弧時，電弧進入柵片內，被分割為數段，開發(fā)生電弧時，電弧進入柵片內，被分割為數段，迅速熄滅。迅速熄滅。滅弧柵滅弧柵2 2交流接觸

9、器的工作原理交流接觸器的工作原理 觸頭在彈簧的反作用力下復位觸頭在彈簧的反作用力下復位 線圈通入單相交流電線圈通入單相交流電鐵芯磁化吸合鐵芯磁化吸合觸頭動作觸頭動作線圈失電線圈失電3 3圖形文字符號圖形文字符號 KMKMKM線圈線圈主觸頭主觸頭輔助觸頭輔助觸頭繼電器是一種根據外界輸入的電或非電信號繼電器是一種根據外界輸入的電或非電信號（如電流、電壓、時間、溫度、轉速等）進行觸（如電流、電壓、時間、溫度、轉速等）進行觸頭的接通或斷開操作，是一種自動控制電器。繼頭的接通或斷開操作，是一種自動控制電器。繼電器的種類很多，分類的方法也較多。電器的種類很多，分類的方法也較多。 1、電磁式繼電器、電磁式繼

10、電器二、繼電器二、繼電器電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、復位彈簧系統(tǒng)等組成。復位彈簧系統(tǒng)等組成。 （1 1）基本結構）基本結構（2）工作原理）工作原理信號電流通入線圈信號電流通入線圈電磁鐵芯吸合電磁鐵芯吸合觸頭系統(tǒng)動作觸頭系統(tǒng)動作常開觸頭閉合、常閉觸頭斷開常開觸頭閉合、常閉觸頭斷開信號電流切斷信號電流切斷線圈失電線圈失電電磁鐵芯釋放電磁鐵芯釋放在復位彈簧作用下在復位彈簧作用下所有觸頭復位（回所有觸頭復位（回到觸頭原始狀態(tài)）到觸頭原始狀態(tài)）電磁式繼電器中最常用的是中間繼電器電磁式繼電器中最常用的是中間繼電器圖形文字符號如下圖所示圖形文字符號如下圖所示KAKAKA2、時間繼電器、時間繼電器

11、 接收信號到輸出信號有一時間差的繼電器我接收信號到輸出信號有一時間差的繼電器我們稱之為時間繼電器。們稱之為時間繼電器。 時間繼電器按其結構的不同，可分為電磁式、時間繼電器按其結構的不同，可分為電磁式、電動式、空氣阻尼式、晶體管式等電動式、空氣阻尼式、晶體管式等 只介紹空氣阻尼式時間繼電器只介紹空氣阻尼式時間繼電器 JS7JS7A A系列空氣阻尼式時間繼電器的基本結構系列空氣阻尼式時間繼電器的基本結構如下頁圖如下頁圖(1)(1)結構結構主要由電磁系統(tǒng)、主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、活塞觸頭系統(tǒng)、活塞氣室等組成。其氣室等組成。其中觸頭系統(tǒng)分為中觸頭系統(tǒng)分為瞬時動作觸頭延瞬時動作觸頭延時動作觸頭時動作觸

12、頭 (2)工作原理：工作原理：線圈通電線圈通電鐵芯吸合鐵芯吸合 推板瞬時動作推板瞬時動作1234瞬時動瞬時動作觸頭動作作觸頭動作活塞在寶塔形彈簧的作用下向上移動活塞在寶塔形彈簧的作用下向上移動經一段時間后活塞才推動扛桿移動到頂端經一段時間后活塞才推動扛桿移動到頂端 5678觸頭動作（常開觸頭延時閉合、常閉觸頭延時觸頭動作（常開觸頭延時閉合、常閉觸頭延時斷開）斷開）為下一次工作作好準備。為下一次工作作好準備。問：移動速度由問：移動速度由誰決定？誰決定？當線圈失電當線圈失電 鐵芯系統(tǒng)釋放鐵芯系統(tǒng)釋放銜鐵在彈簧作用下迅速將活塞推向最下方銜鐵在彈簧作用下迅速將活塞推向最下方1234、5678觸頭系統(tǒng)在

13、復位彈簧的作用下迅速復位觸頭系統(tǒng)在復位彈簧的作用下迅速復位(3)(3)時間繼電器的圖形文字符號時間繼電器的圖形文字符號 (1)(1)熱繼電器的基本結構熱繼電器的基本結構 感應機構：感應機構：熱膨脹系數不同熱膨脹系數不同的雙金屬片、加熱元件；執(zhí)的雙金屬片、加熱元件；執(zhí)行機構：傳動系統(tǒng)行機構：傳動系統(tǒng)和觸頭系和觸頭系統(tǒng)）等組成，如右圖所示。統(tǒng)）等組成，如右圖所示。 (2)(2)工作原理工作原理 加熱元件串接在被控制加熱元件串接在被控制電路中電路中 通入額定電流通入額定電流 加熱元件不發(fā)熱加熱元件不發(fā)熱 雙雙金屬片不動作金屬片不動作觸頭不動作觸頭不動作 當被控當被控電路的電流增加超過額定電流電路的電

14、流增加超過額定電流 形成雙金屬片的定向彎曲形成雙金屬片的定向彎曲加熱元件開始發(fā)熱并緩慢地將熱量傳遞給雙金屬片加熱元件開始發(fā)熱并緩慢地將熱量傳遞給雙金屬片 雙金屬片推動導板雙金屬片推動導板 導板推動溫導板推動溫度補償器度補償器 觸頭動作觸頭動作 切斷被控電路電流切斷被控電路電流3、熱繼電器、熱繼電器繞組繞組雙金屬雙金屬片片導板導板(3)(3)圖形文字符號圖形文字符號 FRFR1、按鈕、按鈕（1）基本結構）基本結構按鈕帽、復位彈簧和觸按鈕帽、復位彈簧和觸頭系統(tǒng)頭系統(tǒng)（2）工作原理）工作原理按鈕按下按鈕按下 觸頭系統(tǒng)動作觸頭系統(tǒng)動作 彈簧儲能彈簧儲能 松手松手觸頭系統(tǒng)復位觸頭系統(tǒng)復位復位彈簧作用復位

15、彈簧作用三、其它控制電器三、其它控制電器特點：特點：受力觸頭動作，力受力觸頭動作，力消失觸頭復位消失觸頭復位（3）圖形文字符號）圖形文字符號2、閘刀開關、閘刀開關刀開關種類很多刀開關種類很多按極數分為單極、按極數分為單極、雙極和三極雙極和三極刀開關一般與熔斷器串聯(lián)刀開關一般與熔斷器串聯(lián)使用，以便在短路或過負使用，以便在短路或過負荷時熔斷器熔斷而自動切荷時熔斷器熔斷而自動切斷電路斷電路圖形文字符號圖形文字符號基本結構：基本結構：電流電磁系統(tǒng)、電壓電磁系統(tǒng)、脫扣系統(tǒng)、電流電磁系統(tǒng)、電壓電磁系統(tǒng)、脫扣系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、彈簧系統(tǒng)等組成。觸頭系統(tǒng)、彈簧系統(tǒng)等組成。工作原理：工作原理：正常工作時，手動控制接

16、通或斷開電路正常工作時，手動控制接通或斷開電路電路出現下列情況時：電路出現下列情況時：短路，當線路電流大于或等于額定電流的短路，當線路電流大于或等于額定電流的10倍時：倍時：電流電磁系統(tǒng)產生大吸合力電流電磁系統(tǒng)產生大吸合力 電流電磁系統(tǒng)動作電流電磁系統(tǒng)動作脫扣器動作脫扣器動作鎖鉤脫扣鎖鉤脫扣在彈簧作用下觸頭復位在彈簧作用下觸頭復位切斷被控制電路切斷被控制電路 起到短路保護的作用起到短路保護的作用欠電壓，當線路電壓下降到額定值的欠電壓，當線路電壓下降到額定值的%時：時：電壓電磁系統(tǒng)吸合力不夠大電壓電磁系統(tǒng)吸合力不夠大 電壓電磁系統(tǒng)釋放電壓電磁系統(tǒng)釋放扛桿動作扛桿動作脫扣器動作脫扣器動作鎖鉤脫扣鎖

17、鉤脫扣在彈簧作用下觸頭復位在彈簧作用下觸頭復位切斷被控制電路切斷被控制電路 起到欠電壓保護的作用起到欠電壓保護的作用過載，當線路電流增大，但又小于短路電流時：過載，當線路電流增大，但又小于短路電流時：雙金屬片定向彎曲雙金屬片定向彎曲 推動扛桿推動扛桿脫扣器動作脫扣器動作在彈簧作用下觸頭復位在彈簧作用下觸頭復位切斷被控制電路切斷被控制電路起到過載保護的作用起到過載保護的作用鎖鉤脫扣鎖鉤脫扣圖形文字符號：圖形文字符號：QF4 4、熔斷器主要作短路或過載保護用，串聯(lián)在被保護熔斷器主要作短路或過載保護用，串聯(lián)在被保護的線路中。線路，正常工作時起通路作用；當線路短的線路中。線路，正常工作時起通路作用；當

18、線路短路或過載時熔斷器熔斷，起到保護線路上其他電器設路或過載時熔斷器熔斷，起到保護線路上其他電器設備的作用備的作用圖形文字符號圖形文字符號FU用圖形和文字來表示電氣控制，說明控制原用圖形和文字來表示電氣控制，說明控制原理的一種電氣圖。理的一種電氣圖。1、電氣控制原理圖繪制原則、電氣控制原理圖繪制原則右圖是一個單方向旋轉電動機右圖是一個單方向旋轉電動機控制電路控制電路（1）主電路在左，控制電路在右）主電路在左，控制電路在右或主在上控在下或主在上控在下（2）主電路用粗實線繪制，控制電）主電路用粗實線繪制，控制電路用細實線繪制。如右圖，已更改。路用細實線繪制。如右圖，已更改。（3）標注方法）標注方法

19、四、基本控制電路四、基本控制電路U1V1 W1U2V2 W2123主電路標注：主電路標注：總是在主電路的各個節(jié)點用英語總是在主電路的各個節(jié)點用英語26個字母和數字下個字母和數字下標標注；標標注；按照連接導線元器件的節(jié)點進行標注按照連接導線元器件的節(jié)點進行標注控制電路標注控制電路標注在各節(jié)點用數字標注，從左向在各節(jié)點用數字標注，從左向右用奇數，從右至左用偶數，分界右用奇數，從右至左用偶數，分界在電壓元件處?？从覉D。在電壓元件處。看右圖。(4)電器元件可根據動作功能繪制電器元件可根據動作功能繪制在電路的不同地方，但同一元件標在電路的不同地方，但同一元件標注統(tǒng)一，如右的接觸器。注統(tǒng)一，如右的接觸器。

20、5、各節(jié)點用實心、各節(jié)點用實心小圓點，交匯處小圓點，交匯處以曲線標注以曲線標注有了有了FU，電路具有短路保護功能電路具有短路保護功能有了有了KM，電路具有欠電壓保護功能電路具有欠電壓保護功能請分析請分析SB受力系統(tǒng)運行，受力系統(tǒng)運行，SB力消失系統(tǒng)停止運力消失系統(tǒng)停止運行，這種控制稱為點行，這種控制稱為點控制。這是第一個電控制。這是第一個電路。路。設想若要電動機長期設想若要電動機長期運行，用什么辦法運行，用什么辦法如右圖所示：如右圖所示：與上電路相比多了一與上電路相比多了一個個SB和一個和一個FR2、單方向連續(xù)運行控制電路、單方向連續(xù)運行控制電路工作原理工作原理QS SB1KM主觸頭閉合主觸頭

21、閉合M得電旋轉得電旋轉SB2KM線圈失電線圈失電M失電停止失電停止KM線圈得電線圈得電KM輔助觸頭自鎖輔助觸頭自鎖“自鎖自鎖”是電器元件為確保自己的通路而是電器元件為確保自己的通路而實施的一種控制實施的一種控制KM所有觸頭復位所有觸頭復位注意：注意：“自鎖自鎖”的概的概念念這是我們討論的第二電路，它的特性除上面講的以外，還有：這是我們討論的第二電路，它的特性除上面講的以外，還有：連續(xù)運行控制功能，過載保護功能。連續(xù)運行控制功能，過載保護功能。如何分析和解析這兩種功能如何分析和解析這兩種功能若要求這一電路即能連續(xù)運行若要求這一電路即能連續(xù)運行又能點動控制，如何？能完成又能點動控制，如何？能完成否

22、？否？方法：利用方法：利用KM的輔助常的輔助常開觸點的關聯(lián)在起動按鈕開觸點的關聯(lián)在起動按鈕的兩端的兩端三相交三相交流異步電流異步電動機要改動機要改變旋轉方變旋轉方向，只需向，只需任意的改任意的改變三相繞變三相繞組中的兩組中的兩相繞組連相繞組連接。接。2、正反轉控制電路、正反轉控制電路線路組成：線路組成：QS、FU、SR、KM、FR、M等組成，注等組成，注意數量的變化。意數量的變化。工作原理工作原理QSSB1KM1主觸頭閉合主觸頭閉合KM1線圈失電線圈失電M失電停止失電停止電動機正轉電動機正轉KM1線圈得電線圈得電KM1自鎖自鎖電動機正向旋轉電動機正向旋轉電動機反轉電動機反轉SB3KM1所有觸頭

23、復位所有觸頭復位SB2KM2主觸頭閉合主觸頭閉合KM2自鎖自鎖KM2線圈得電線圈得電電動機反向旋轉電動機反向旋轉電路特性電路特性（1）短路保護、過載保護、欠電壓保護）短路保護、過載保護、欠電壓保護（2）正轉和反轉功能）正轉和反轉功能（3）問還有什么？）問還有什么？雙重聯(lián)鎖正反轉控制雙重聯(lián)鎖正反轉控制電路電路線路組成：線路組成：一個一個QS、一個一個FU、二個二個KM、三個三個SB、一個一個FR、一個一個M工作原理工作原理QSKM1主觸頭閉合主觸頭閉合KM1或或KM2線圈失電線圈失電電動機正轉電動機正轉KM1自鎖自鎖電動機正電動機正向旋轉向旋轉電動機反轉電動機反轉SB3KM1或或KM2所有觸頭復位所有觸頭復位電動機反電動機反向旋轉向旋轉KM1線圈得電線圈得電KM1聯(lián)鎖聯(lián)鎖SB1SB1聯(lián)鎖聯(lián)鎖KM2主觸頭閉合主觸頭閉合KM2自鎖自鎖KM2線圈得電線圈得電KM2聯(lián)鎖聯(lián)鎖SB2SB2聯(lián)鎖