基本工業(yè)電氣系統(tǒng)

基本工業(yè)電氣系統(tǒng)孫立坤(機(jī)電一體化專業(yè)實(shí)訓(xùn)樓216)緒論課程概述學(xué)習(xí)課程的要求課程的主要內(nèi)容：（1）電器元件的識(shí)別（第1章）（2）電氣系統(tǒng)圖的讀識(shí)（第1、2章）（3）基本控制環(huán)節(jié)的原理分析與應(yīng)用（第2、3章）（4）簡(jiǎn)單繼電—接觸控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用（第2、4章）第一篇電氣控制技術(shù)時(shí)間繼電器熔斷器熱繼電器接觸器刀開關(guān)低壓斷路器第一篇電氣控制技術(shù)第1章常用低壓電器元件一、基本概念１、電器２、低壓電器(定義3)３、低壓電器的分類(3)二、各種常用低壓電器介紹功能元件符號(hào)工作原理使用與參數(shù)第一篇電氣控制技術(shù)二、各種常用低壓電器介紹（一）低壓配電電器１、功能２、常用的元件（３）３、元件符號(hào)４、工作原理元件符號(hào)低壓斷路器熔斷器刀開關(guān)刀開關(guān)：用于配電設(shè)備作隔離電源用，有時(shí)也用于小容量不頻繁起動(dòng)停止的電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制用。閘刀開關(guān)封閉式負(fù)荷開關(guān)（入線在上，出線在下）閘刀開關(guān)封閉式負(fù)荷開關(guān)正確錯(cuò)誤錯(cuò)誤返回低壓斷路器：又稱自動(dòng)空氣斷路器或稱自動(dòng)空氣開關(guān)。是一種既有手動(dòng)開關(guān)作用又能自動(dòng)進(jìn)行欠壓、失壓、過(guò)載和短路保護(hù)的電器低壓斷路器（自動(dòng)空氣開關(guān)）內(nèi)部結(jié)構(gòu)主觸點(diǎn)接線低壓斷路器的工作原理低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)⑴額定電壓斷路器長(zhǎng)期工作時(shí)的允許電壓。⑵額定電流脫扣器允許長(zhǎng)期通過(guò)的電流。如果電路中通過(guò)的電流大于額定電流一定數(shù)量時(shí)，脫扣器動(dòng)作，斷開主觸點(diǎn)。⑶殼架等級(jí)額定電流殼架中能安裝的最大脫扣器的額定電流。⑷通斷能力能夠接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰?。⑸保護(hù)特性斷路器動(dòng)作時(shí)間與動(dòng)作電流的函數(shù)曲線。返回熔斷器：一種用于過(guò)載與短路保護(hù)的電器。熔斷器是線路中人為設(shè)置的“薄弱環(huán)節(jié)”，要求它能承受額定電流，而當(dāng)短路發(fā)生的瞬間，則要求其充分顯示出薄弱性來(lái)，首先熔斷，從而保護(hù)電器設(shè)備的安全。按結(jié)構(gòu)分有：半封閉瓷插式、螺旋式、無(wú)填料封閉管式和有填料封閉管式熔斷器。瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器有填料封閉管式熔斷器熔斷器的分類：螺旋式熔斷器結(jié)構(gòu)示意圖1-瓷帽2-金屬螺管3-指示器4-熔管5-瓷套6-下接線端7-上接線端8-瓷座RL6、RL7螺旋式熔斷器結(jié)構(gòu)示意圖：熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)⑴額定電壓熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)能夠正常工作的電壓。⑵額定電流熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)允許通過(guò)的最大電流。熔斷器一般是起保護(hù)作用的，負(fù)載正常工作時(shí)，電流是基本不變的，熔斷器的熔體要根據(jù)負(fù)載的額定電流進(jìn)行選擇，只有選擇合適的熔體，才能起到保護(hù)電路的作用。⑶極限分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥髟谝?guī)定的額定電壓下能夠分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦?。它取決于熔斷器的滅弧能力，與熔體的額定電流無(wú)關(guān)。返回第一篇電氣控制技術(shù)二、各種常用低壓電器介紹（二）低壓控制電器１、功能(P7)２、常用的元件（接觸器、熱繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器）３、元件符號(hào)４、工作原理電磁式低壓電器電磁式結(jié)構(gòu)基本工作原理結(jié)構(gòu):電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧工作原理：當(dāng)線圈得電時(shí)，鐵芯線圈產(chǎn)生電磁吸力，將鐵芯吸合，帶動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)；當(dāng)線圈斷電時(shí)，吸力消失，依靠彈簧作用力，帶動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)，控制電路通斷。電磁機(jī)構(gòu)：線圈、鐵心、銜鐵組成。

觸頭的接觸形式：c-面接觸a-點(diǎn)接觸b-線接觸（4）高溫游離（1）強(qiáng)電場(chǎng)放射（2）撞擊電離（3）熱電子發(fā)射電弧的產(chǎn)生滅弧方法（1）拉長(zhǎng)電弧，從而降低電場(chǎng)強(qiáng)度；（2）用電磁力使電弧在冷卻介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)，降低弧柱周圍的溫度；（3）將電弧擠入絕緣壁組成的窄縫中以冷卻電?。唬?）將電弧分成許多串聯(lián)的短弧，增加維持電弧所需的臨極電壓降（電動(dòng)力吹?。ù糯禍缁。牌瑴缁。ㄕp滅弧）

１、接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理1-動(dòng)觸頭2-靜觸頭3-銜鐵4-彈簧5-線圈6-鐵心7-墊氈8-觸頭彈簧9-滅弧罩10-觸頭壓力彈簧一、接觸器2、接觸器的符號(hào)3、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)

接觸器的主要技術(shù)參數(shù)有極數(shù)和電流種類，額定工作電壓、額定工作電流（或額定控制功率），額定通斷能力，線圈額定電壓，允許操作頻率，機(jī)械壽命和電壽命，接觸器線圈的起動(dòng)功率和吸持功率，使用類別等。

常用的交流接觸器有CJ20、CJX2、CJ12和CJ10、CJ0等系列，直流接觸器有CZ18、CZ21、CZ22和CZ10、CZ2等系列。4、常用典型交流接觸器簡(jiǎn)介空氣電磁式交流接觸器典型產(chǎn)品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接觸器等。CJ20系列型號(hào)含義：B系列型號(hào)含義：切換電容器接觸器真空交流接觸器

專用于低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中投入或切除并聯(lián)電容器組，以調(diào)整用電系統(tǒng)的功率因素。

常用產(chǎn)品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX2A、LC1-D、6C系列等。

以真空為滅弧介質(zhì)，其主觸頭密封在真空開關(guān)管內(nèi)。適用于條件惡劣的危險(xiǎn)環(huán)境中。

常用的真空交流接觸器有：CKJ和EVS系列直流接觸器

應(yīng)用于直流電力線路中，供遠(yuǎn)距離接通與分?jǐn)嚯娐芳爸绷麟妱?dòng)機(jī)的頻繁起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)或反接制動(dòng)控制，以及CD系列電磁操作機(jī)構(gòu)合閘線圈或頻繁接通和斷開電磁鐵、電磁閥、離合器和電磁線圈等。

常用直流接觸器有：CZ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。CZ18系列接觸器型號(hào)含義：5、接觸器的選用1．接觸器極數(shù)和電流種類的確定2．根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)來(lái)選擇相應(yīng)使用類別的接觸器。3．根據(jù)負(fù)載功率和操作情況來(lái)確定接觸器主觸頭的電流等級(jí)。6．接觸器觸頭數(shù)和種類應(yīng)滿足主電路和控制電路的要求。4．根據(jù)接觸器主觸頭接通與分?jǐn)嘀麟娐冯妷旱燃?jí)來(lái)決定接觸器的額定電壓。5．接觸器吸引線圈的額定電壓應(yīng)由所接控制電路電壓確定。返回二、熱繼電器

熱繼電器是電流通過(guò)發(fā)熱元件加熱使雙金屬片彎曲，推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的電器。主要用來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)或其它負(fù)載免于過(guò)載以及作為三相電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)

1、電氣控制對(duì)熱繼電器性能的要求熱繼電器保護(hù)特性與電動(dòng)機(jī)過(guò)載特性的配合１-電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性2-熱繼電器的保護(hù)特性應(yīng)具有合理可靠的保護(hù)特性具有一定的溫度補(bǔ)償具有手動(dòng)復(fù)位與自動(dòng)復(fù)位功能熱繼電器動(dòng)作電流可以方便地調(diào)節(jié)2、雙金屬片熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理雙金屬片式熱繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1-主雙金屬片2-電阻絲3-導(dǎo)板4--補(bǔ)償雙金屬片5-螺釘6-推桿7-靜觸頭8-動(dòng)觸頭9-復(fù)位按鈕10-調(diào)節(jié)凸輪11-彈簧具有斷相保護(hù)的熱繼電器電動(dòng)機(jī)三角形聯(lián)結(jié)時(shí)U相斷線時(shí)的電流分析差動(dòng)式斷相保護(hù)機(jī)構(gòu)及工作原理a)通電前b)三相正常電流c)三相均勻過(guò)載d)W相斷路1-上導(dǎo)板2-下導(dǎo)板3-杠桿4-頂頭5-補(bǔ)償雙金屬片6-主雙金屬片3、熱繼電器的符號(hào)4、熱繼電器典型產(chǎn)品及主要技術(shù)參數(shù)常用的熱繼電器有：JR20、JRS1、JR36、JR21、3UA5、3UA6、LR1-D、T系列等型號(hào)熱元件號(hào)整定電流范圍/A型號(hào)熱元件號(hào)整定電流范圍/AJR20-10配CJ20-101R0.1~0.13~0.15JR20-10配CJ20-109R2.6~3.2~3.82R0.15~0.19~0.2310R3.2~4~63R0.23~0.29~0.3511R4~5~64R0.35~0.44~0.5312R5~6~75R0.53~0.67~0.813R6~7.2~8.46R0.8~1~1.214R8.6~10~11.67R1.2~1.5~1.815R0.1~0.13~0.158R1.8~2.2~2.6JR20系列型號(hào)含義:5、熱繼電器的選用1）熱繼電器有三種安裝方式，應(yīng)按實(shí)際安裝情況選擇其安裝型式。2）原則上熱繼電器的額定電流應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電流選擇。3）在不頻繁起動(dòng)的場(chǎng)合，要保證熱繼電器在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中不產(chǎn)生誤動(dòng)作。4）對(duì)于三角形接法電動(dòng)機(jī)，應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器5）當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作于重復(fù)短時(shí)工作制時(shí)，要注意確定熱繼電器的允許操作頻率。三、中間繼電器

中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電磁繼電器，它的觸點(diǎn)數(shù)量較多，容量較大，起到中間擴(kuò)展（觸點(diǎn)數(shù)量和容量）作用。2、中間繼電器的符號(hào)3、常用典型電磁式繼電器簡(jiǎn)介１．直流電磁式通用繼電器常用的有JT3、JT9、JT10、

JT18等系列２．電磁式中間繼電器常用的有JZ7、JDZ2、JZ14

等系列3．電磁式交、直流電流繼電器常用的有JL3、JL14、

JL15等系列4．繼電器返回系數(shù)的調(diào)節(jié)

5、電磁式繼電器的選用1．使用類別的選用

2．額定工作電流與額定工作電壓的選用3．工作制的選用四、時(shí)間繼電器繼電器輸入信號(hào)輸入后，經(jīng)一定的延時(shí)，才有輸出信號(hào)的繼電器稱為時(shí)間繼電器。對(duì)于電磁式時(shí)間繼電器，當(dāng)電磁線圈通電或斷電后，經(jīng)一段時(shí)間，延時(shí)觸都頭狀態(tài)才發(fā)生變化，即延時(shí)觸頭才動(dòng)作。分類：空氣式、電動(dòng)式、晶體管式及直流電磁式延時(shí)方式：通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種。a-通電延時(shí)型b-斷電延時(shí)型1-線圈2-鐵心3-銜鐵4-反力彈簧5-推板6-活塞桿7-塔形彈簧8-弱彈簧9-橡皮膜10-空氣室壁11-調(diào)節(jié)螺釘12-進(jìn)氣孔13-活塞14、16-微動(dòng)開關(guān)15-杠桿1、時(shí)間繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理2、時(shí)間繼電器的符號(hào)五、速度繼電器

速度繼電器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，它的套有永久磁鐵的軸與被控電動(dòng)機(jī)的軸相聯(lián)，用以接受轉(zhuǎn)速信號(hào)。1、速度繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理速度繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1-調(diào)節(jié)螺釘2-反力彈簧3-常閉觸頭4-動(dòng)觸頭5-常開觸頭6-返回杠桿7-杠桿8-定子導(dǎo)條9-定子10-轉(zhuǎn)軸11-轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)軸與電動(dòng)機(jī)的軸相連接，而定子空套在轉(zhuǎn)子上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子（永久磁鐵）隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，在空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，切割定子繞組，而在其中感應(yīng)出電流。此電流又在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使定子隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向而旋轉(zhuǎn)，和定子裝在一起的擺錘推動(dòng)動(dòng)觸頭動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于某一值時(shí)，定子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減小，動(dòng)觸頭復(fù)位。

一般速度繼電器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速為120r/min，觸頭的復(fù)位轉(zhuǎn)速在100r/min以下，轉(zhuǎn)速在3000—3600r/min以下能可靠工作。速度繼電器的工作原理2、速度繼電器的符號(hào)交流電機(jī)熔斷器交流接觸器熱繼電器空氣開關(guān)二、各種常用低壓電器介紹（三）低壓主令電器１、功能（P24）２、常用的元件（控制按鈕、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)、組合開關(guān)、行程開關(guān)、接近開關(guān)

）３、元件符號(hào)４、工作原理一、控制按鈕

控制按鈕是一種接通或分?jǐn)嘈‰娏麟娐返闹髁铍娖?，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單．應(yīng)用廣泛。觸頭允許通過(guò)的電流較?。话悴怀^(guò)5A，主要用在低壓控制電路中．手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)。1-按鈕2-復(fù)位彈簧3-常閉靜觸頭4-動(dòng)觸頭5-常開靜觸頭控制按鈕由按鈕帽，復(fù)位彈簧，橋式動(dòng)、靜觸頭和外殼等組成。一般為復(fù)合式．即同時(shí)具有常開、常閉觸頭。按下時(shí)常閉觸頭先斷開，然后常干)f觸頭閉合。去掉外力后在復(fù)恢彈簧的作用下，常開觸頭斷開，常閉秒久頭復(fù)位1、控制按鈕的結(jié)構(gòu)和原理2、控制按鈕的符號(hào)二、行程開關(guān)

行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，能將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，以控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)。種類按運(yùn)動(dòng)形式分為直動(dòng)式、轉(zhuǎn)動(dòng)式；按結(jié)構(gòu)分為直動(dòng)式、滾動(dòng)式、微動(dòng)式。1、直動(dòng)式行程開關(guān)2、滾輪旋轉(zhuǎn)式行程開關(guān)3、微動(dòng)開關(guān)行程開關(guān)的符號(hào)三、接近開關(guān)應(yīng)用于限位，檢測(cè)，計(jì)數(shù)，測(cè)速，液面控制，自動(dòng)保護(hù)等，可連接計(jì)算機(jī)，可編程序控制器等作傳感頭１、接近開關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖１、接近開關(guān)的電路結(jié)構(gòu)２、接近開關(guān)的符號(hào)3、接近開關(guān)特點(diǎn)與分類

常用的接近開關(guān)有電渦流式（俗稱電感接近開關(guān)，以下僅以電感接近開關(guān)稱呼之）、電容式、磁性干簧開關(guān)、霍爾式、光電式、微波式、超聲波式等。

接近開關(guān)與被測(cè)物不接觸、不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和疲勞損傷、工作壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)火花、無(wú)噪聲、防潮、防塵、防爆性能較好、輸出信號(hào)負(fù)載能力強(qiáng)、體積小、安裝、調(diào)整方便；缺點(diǎn)是觸點(diǎn)容量較小、輸出短路時(shí)易燒毀。

1.動(dòng)作（檢測(cè)）距離:動(dòng)作距離是指檢測(cè)體按一定方式移動(dòng)時(shí)，從基準(zhǔn)位置（接近開關(guān)的感應(yīng)表面）到開關(guān)動(dòng)作時(shí)測(cè)得的基準(zhǔn)位置到檢測(cè)面的空間距離。額定動(dòng)作距離是指接近開關(guān)動(dòng)作距離的標(biāo)稱值。

2.設(shè)定距離：指接近開關(guān)在實(shí)際工作中的整定距離，一般為額定動(dòng)作距離的0.8倍。被測(cè)物與接近開關(guān)之間的安裝距離一般等于額定動(dòng)作距離，以保證工作可靠。安裝后還須通過(guò)調(diào)試，然后緊固。

3.復(fù)位距離：接近開關(guān)動(dòng)作后，又再次復(fù)位時(shí)的與被測(cè)物的距離，它略大于動(dòng)作距離。

4.回差值:動(dòng)作距離與復(fù)位距離之間的絕對(duì)值?；夭钪翟酱?，對(duì)外界的干擾以及被測(cè)物的抖動(dòng)等的抗干擾能力就越強(qiáng)。4、接近開關(guān)的術(shù)語(yǔ)解釋5、接近開關(guān)的安裝方式齊平式安裝非齊平式安裝

接近開關(guān)的安裝方式：分齊平式和非齊平式。齊平式（又稱埋入型）的接近開關(guān)表面可與被安裝的金屬物件形成同一表面，不易被碰壞，但靈敏度較低；非齊平式（非埋入安裝型）的接近開關(guān)則需要把感應(yīng)頭露出一定高度，否則將降低靈敏度。6、輸出形式（1~4）負(fù)載負(fù)載輸出形式（5~8）負(fù)載負(fù)載負(fù)載四、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)

萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)是具有更多操作位置和觸點(diǎn)、能夠換接多個(gè)電路的一種手動(dòng)控制電器。由于它能控制多個(gè)回路，適應(yīng)復(fù)雜線路的要求，故有“萬(wàn)能”轉(zhuǎn)換開關(guān)之稱。

萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要用作電氣控制電路的換接。LW6系列萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖SA五、組合開關(guān)組合開關(guān)由若干動(dòng)觸片及靜觸片，它們分別裝于數(shù)層絕緣體內(nèi)，動(dòng)觸片裝在附有手柄的轉(zhuǎn)軸上，隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而變更其通斷位置通用開關(guān)的符號(hào)二、各種常用低壓電器介紹（四）低壓保護(hù)電器１、功能（P30）２、常用的元件（電壓繼電器、電流繼電器

）３、元件符號(hào)４、工作原理

電壓繼電器是反映電壓變化的控制電器。連接時(shí)線圈與負(fù)載并聯(lián)，以反映負(fù)載電壓，其線圈匝數(shù)多而導(dǎo)線細(xì)。分類：過(guò)電壓、欠電壓、零電壓繼電器1、電壓繼電器1．過(guò)電壓繼電器

在電路中用于過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作電壓（105%~120%）UN2．欠電壓繼電器

在電路中用于欠電壓保護(hù)直流動(dòng)作電壓（30%~50%

）UN

放（7%~20%

）UN交流動(dòng)作電壓（60%~85%

）UN

放（10%~35%

）UN3．零電壓繼電器

在電路中用于失電壓保護(hù)電壓繼電器的符號(hào)2、電流繼電器1．過(guò)電流繼電器：交流過(guò)電流繼電器的吸合電流I0=（1.1～3.5）IN，直流過(guò)電流繼電器的吸合電流I0=（0.75～3）IN。過(guò)電流繼電器在出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)銜鐵吸合動(dòng)作，其觸頭來(lái)切斷電路，故過(guò)電流繼電器無(wú)釋放電流值。

（正常工作時(shí)，繼電器銜鐵處于釋放狀態(tài)）

電流繼電器是根據(jù)電流變化而動(dòng)作的電器。連接時(shí)串聯(lián)在電路中，其線圈匝數(shù)少而導(dǎo)線粗。分類：過(guò)電流繼電器、欠電流繼電器電氣產(chǎn)品中只有直流欠電流繼電器而無(wú)交流欠電流繼電器，直流欠電流繼電器的吸合電流與釋放電流調(diào)節(jié)范圍I0=（0.3～0.65）IN和Ir=（0.1～0.2）IN。2．欠電流繼電器：當(dāng)負(fù)載電流降低至繼電器釋放電流時(shí)，銜鐵釋放，帶動(dòng)觸頭動(dòng)作。欠電流繼電器在電路中起欠電流保護(hù)作用。（正常工作時(shí)，繼電器線圈流過(guò)負(fù)載額定電流，銜鐵吸合動(dòng)作

）電流繼電器的符號(hào)二、各種常用低壓電器介紹（五）低壓執(zhí)行電器１、功能（P31）２、常用的元件（電磁閥、電磁離合

）３、元件符號(hào)４、工作原理圖1-42電磁閥１、電磁閥電磁閥是用電磁鐵推動(dòng)滑閥移動(dòng)來(lái)控制介質(zhì)（氣體、液體）的方向、流量、速度等參數(shù)的工業(yè)裝置分類：?jiǎn)蜗蜷y、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥電磁閥職能符號(hào)圖形文字符號(hào)電磁閥的符號(hào)電磁離合的工作原理主動(dòng)軸與旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源聯(lián)結(jié)，主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)后，主動(dòng)摩擦片隨同旋轉(zhuǎn)。當(dāng)線圈通電后，產(chǎn)生磁場(chǎng)，將摩擦片吸向鐵心，銜鐵也被吸住，緊緊壓住各摩擦片。于是依靠主動(dòng)摩擦片與從動(dòng)摩擦片之間的摩擦力，使從動(dòng)齒輪隨主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞。線圈斷電后，由于彈簧墊圈的作用，使摩擦片恢復(fù)自由狀態(tài)，從動(dòng)齒輪停止旋轉(zhuǎn)２、電磁離合

電磁離合器又稱電磁聯(lián)軸節(jié)。它是利用表面磨擦和電磁感應(yīng)原理，在兩個(gè)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的物體間傳遞轉(zhuǎn)矩的執(zhí)行電器電磁離合的符號(hào)

電磁離合器的采用，使電動(dòng)機(jī)避免了頻繁起動(dòng)和停止，可以始終處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，負(fù)載迅速的頻繁起?？刂?第2章電氣控制電路基本環(huán)節(jié)電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方法

繼電-接觸器邏輯控制、可編程邏輯控制、計(jì)算機(jī)控制電氣控制系統(tǒng)：對(duì)各類電動(dòng)機(jī)或執(zhí)行電器的起動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)等運(yùn)行方式進(jìn)行控制，以滿足生產(chǎn)加工工藝要求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的控制系統(tǒng)；由電氣設(shè)備和各種電器元件按照一定的控制要求聯(lián)接而成。電氣控制系統(tǒng)圖:為了表達(dá)設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)意圖，方便分析系統(tǒng)工作原理及安裝、調(diào)試和檢修控制系統(tǒng)等技術(shù)要求，采用統(tǒng)一的工程語(yǔ)言（圖形符號(hào)和文字符號(hào)）根據(jù)國(guó)家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)，用規(guī)定的圖形符號(hào)、文字符號(hào)以及規(guī)定的畫法繪制的。

常用的電氣控制系統(tǒng)圖有電氣原理圖、電器布置圖與安裝接線圖。

電氣原理圖是用來(lái)表示電路各電氣元件中導(dǎo)電部件的聯(lián)接關(guān)系和工作原理的圖。（一）繪制電氣原理圖的原則：1．圖中所有的元器件都應(yīng)采用國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。2．電氣原理圖的組成電氣原理圖由主電路、控制電路和輔助電路組成。3．電源線的畫法4．原理圖中電氣元件的畫法

5．電氣原理圖中電氣觸頭的畫法6．原理圖的布局7．線路連接點(diǎn)、交叉點(diǎn)的繪制

8．原理圖的繪制要層次分明，各電器元件及觸頭的安排要合理，既要做到所用元件、觸頭最少，耗能最少，又要保證電路運(yùn)行可靠，節(jié)省連接導(dǎo)線以及安裝、維修方便。（二）關(guān)于電氣原理圖圖面區(qū)域的劃分

為了便于確定原理圖的內(nèi)容和組成部分在圖中的位置，常在圖紙上分區(qū)。用阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)。（三）繼電器、接觸器觸頭位置的索引

電氣原理圖中，在繼電器、接觸器線圈的下方注有該繼電器、接觸器相應(yīng)觸點(diǎn)所在圖中位置的索引代號(hào)，索引代號(hào)用圖面區(qū)域號(hào)表示。（四）電氣圖中技術(shù)數(shù)據(jù)的標(biāo)注

電氣圖中各電氣元器件和型號(hào)，常在電氣原理圖中電器元件文字符號(hào)下方標(biāo)注出來(lái)。

電氣控制系統(tǒng)圖中的圖形符號(hào)包含符號(hào)要素、限定符號(hào)、一般符號(hào)以及常用的非電操作控制的動(dòng)作符號(hào)，必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制：符號(hào)尺寸大小、示出的符號(hào)方位、附加補(bǔ)充說(shuō)明標(biāo)記；電氣控制系統(tǒng)圖中文字符號(hào)分為基本文字符號(hào)和輔助文字符號(hào)，應(yīng)按電氣名詞術(shù)語(yǔ)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的英文術(shù)語(yǔ)縮寫而成，基本文字符號(hào)不得超過(guò)兩位字母，輔助文字符號(hào)一般不超過(guò)三位字母，可補(bǔ)充國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中未列出的雙字母文字符號(hào)和輔助文字符號(hào)。電氣控制系統(tǒng)圖中電路各接點(diǎn)具有特定標(biāo)記：三相交流電源引入線采用L1、L2、L3標(biāo)記。電源開關(guān)之后的三相交流電源主電路分別按U、V、W順序標(biāo)記電動(dòng)機(jī)繞組首端分別用U、V、W標(biāo)記，尾端分別用U′、V′、W′標(biāo)記。雙繞組的中點(diǎn)則用U″、V″、W″標(biāo)記。在垂直繪制的電路中，標(biāo)號(hào)順序一般由上而下編號(hào)，凡是被線圈、繞組、觸點(diǎn)或電阻、電容等元件所間隔的線段，都應(yīng)標(biāo)以不同的電路標(biāo)號(hào)。電氣原理圖并不按電器元件實(shí)際布置來(lái)繪制，而是根據(jù)它在電路中所起的作用畫在圖的不同的部位上。電器位置圖是用來(lái)詳細(xì)表明電氣設(shè)備、元器件的實(shí)際安裝位置以電器元件整體形式放置在圖的同一部分。

電氣原理圖具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次分明的特點(diǎn)，適于研究和分析電路工作原理，在設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)等各方面得到廣泛的應(yīng)用

電器元件布置圖是用來(lái)表明電氣原理圖中各元器件的實(shí)際安裝位置，可視電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜程度采取集中繪制或單獨(dú)繪制。電器元件的布置應(yīng)注意以下幾方面：1）體積大和較重的電器元件應(yīng)安裝在電器安裝板的下方，而發(fā)熱元件應(yīng)安裝在電器安裝板的上面。2）強(qiáng)電、弱電應(yīng)分開，弱電應(yīng)屏蔽，防止外界干擾。3）需要經(jīng)常維護(hù)、檢修、調(diào)整的電器元件安裝位置不宜過(guò)高或過(guò)低。4）電器元件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀、對(duì)稱。外形尺寸與結(jié)構(gòu)類似的電器安裝在一起，以利安裝和配線。5）電器元件布置不宜過(guò)密，應(yīng)留有一定間距。如用走線槽，應(yīng)加大各排電器間距，以利布線和維修。

安裝接線圖主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理，通常接線圖與電氣原理圖和元件布置圖一起使用。安裝接線圖的繪制原則是：

1）各電氣元件均按實(shí)際安裝位置繪出，元件所占圖面按實(shí)際尺寸以統(tǒng)一比例繪制。

2）一個(gè)元件中所有的帶電部件均畫在一起，并用點(diǎn)劃線框起來(lái)，即采用集中表示法。

3）各電氣元件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)必須與電氣原理圖一致，并符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。4）各電氣元件上凡是需接線的部件端子都應(yīng)繪出，并予以編號(hào)，各接線端子的編號(hào)必須與電氣原理圖上的導(dǎo)線編號(hào)相一致。

5）繪制安裝接線圖時(shí)，走向相同的相鄰導(dǎo)線可以繪成一股線。§2.1電氣控制系統(tǒng)圖1、什么是電氣控制系統(tǒng)圖？2、簡(jiǎn)述電氣控制系統(tǒng)圖繪制中圖形符號(hào)、文字符號(hào)及標(biāo)記的繪制要求？3、使用電氣原理圖目的？4、電氣原理圖中電器元件如何布局？5、電器位置圖與安裝接線圖的繪制原則是什么？6、電氣原理圖與電器位置圖的主要區(qū)別是什么？7、請(qǐng)分析下圖是什么圖？請(qǐng)說(shuō)明出圖中各組成電器元件？三相異步電動(dòng)機(jī)控制電路（正反轉(zhuǎn)）三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路（原理圖）電氣原理圖的布局：按便于閱讀原則安排。主電路安排在圖面左側(cè)或上方，輔助電路安排在圖面右側(cè)或下方。無(wú)論主電路還是輔助電路，均按功能布置，盡可能按動(dòng)作順序從上到下，從左到右排列。同一電器元件的不同部件（如線圈、觸點(diǎn)）分散在不同位置時(shí)，為了表示是同一元件，要在電器元件的不同部件處標(biāo)注統(tǒng)一的文字符號(hào)。對(duì)于同類器件，要在其文字符號(hào)后加數(shù)字序號(hào)來(lái)區(qū)別。如兩個(gè)接觸器，可用KM1、KM2文字符號(hào)區(qū)別電器的可動(dòng)部分均按沒有通電或沒有外力作用時(shí)的狀態(tài)畫出（繼電器、接觸器的觸點(diǎn)，按其線圈不通電時(shí)的狀態(tài)畫出，控制器按手柄處于零位時(shí)的狀態(tài)畫出；按鈕、行程開關(guān)等觸點(diǎn)按未受外力作用時(shí)的狀態(tài)畫出）盡量減少線條和避免線條交叉。各導(dǎo)線之間有電聯(lián)系時(shí)，在導(dǎo)線交點(diǎn)處畫實(shí)心圓點(diǎn)根據(jù)圖面布置需要，可以將圖形符號(hào)旋轉(zhuǎn)繪制，一般逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90o，但文字符號(hào)不可倒置電氣控制電路基本控制規(guī)律

電氣控制設(shè)備種類繁多，功能各異，但就其控制原理、基本線路、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)而言都是類似的，由繼電器--接觸器所組成的電氣控制電路，其基本控制規(guī)律有：

1、自鎖與互鎖的控制

2、點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制

3、多地聯(lián)鎖控制

4、順序控制

5、自動(dòng)往復(fù)的控制一、自鎖與互鎖的控制

自鎖與互鎖的控制統(tǒng)稱為電氣的聯(lián)鎖控制，在電氣控制電路中應(yīng)用十分廣泛，是最基本的控制。自鎖點(diǎn)：互鎖點(diǎn)：保護(hù)二、點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制三、多地聯(lián)鎖控制四、順序控制分析順序起動(dòng)與停止的控制電路時(shí)間繼電器控制的順序起動(dòng)電路五、自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制1、分析下列對(duì)M1電機(jī)的控制電路的工作過(guò)程并畫出其主電路練習(xí)：2、請(qǐng)根據(jù)要求設(shè)計(jì)三臺(tái)鼠籠式電動(dòng)機(jī)M1，M2，M3

的控制電路試?yán)L出控制線路。A、按照一定順序起動(dòng)，即M1起動(dòng)后M2才可起動(dòng)，M2起動(dòng)后,M3才可起動(dòng)。B、起動(dòng)后可能獨(dú)立停車，即M1、M2、M3可任意停車。分析控制電路工作過(guò)程3、4、用組合開關(guān)控制一個(gè)0.25KW的電機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行6、

設(shè)計(jì)一個(gè)小車運(yùn)行的電路圖，動(dòng)作如下：1）小車由原位開始前進(jìn)，到終端后自動(dòng)停止；2）在終端停留2min后自動(dòng)返回原位停止；3）要求能在前進(jìn)或后退途中任意位置都能停止或再次起動(dòng)。5、設(shè)計(jì)一個(gè)控制電路，三臺(tái)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)M1先起動(dòng)，經(jīng)10s后M2自行起動(dòng)，運(yùn)行30s后M1停止并同時(shí)使M3自行起動(dòng)，在運(yùn)行30s后電動(dòng)機(jī)全部停止7、設(shè)計(jì)兩臺(tái)電機(jī)能同時(shí)啟動(dòng)和同時(shí)停止，并能分別啟動(dòng)和分別停止的電控系統(tǒng)。KAKAKA分析工作過(guò)程:找錯(cuò):分析工作過(guò)程:1、分析控制要求，確定輸入\輸出2、設(shè)計(jì)系統(tǒng)主電路（畫出主電路圖）3、設(shè)計(jì)控制電路（1）選擇主要的控制環(huán)節(jié)并進(jìn)行組合（2）統(tǒng)計(jì)觸點(diǎn)數(shù)，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)線路（3）完善電路，設(shè)計(jì)電路保護(hù)4、描述電路工作過(guò)程，說(shuō)明控制功能5、電器元件的選擇、實(shí)現(xiàn)與調(diào)試運(yùn)行電氣原理圖經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的一般步驟:●首先正確連接電器線圈?！竦诙侠戆才烹娖髟坝|頭的位置?！竦谌獪p少觸點(diǎn)的用量●第四要減少電器元件的通電時(shí)間●第五要注意避免出現(xiàn)寄生電路。

存在寄生電路的控制電路設(shè)計(jì)要求：某控制機(jī)床需要兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)型號(hào)均為Y132M—6，4KW，9.4A，△接。該機(jī)床可以兩地控制，其中一臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1需拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械做往返運(yùn)動(dòng)，另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)，要求M1啟動(dòng)3min后M2才可以啟動(dòng)，而且逆序停止。并且要求要過(guò)載、短路、失壓欠壓保護(hù)。

1．功能分析：兩地控制、正反轉(zhuǎn)控制、順序控制、逆序停止。保護(hù)：還要求有過(guò)載、短路、失壓欠壓保護(hù)無(wú)調(diào)速、制動(dòng)和指示電路，屬于基本控制電路組合。2．主電路設(shè)計(jì)M1正反轉(zhuǎn)控制，選擇接觸器控制的正反轉(zhuǎn)控制電路順序控制要求在控制電路中實(shí)現(xiàn)；主電路的短路保護(hù)由熔斷器FU1來(lái)實(shí)現(xiàn)；過(guò)載保護(hù)分別由熱繼電器FR1、FR2實(shí)現(xiàn)；失壓和欠壓保護(hù)由接觸器KM1、KM2、KM3來(lái)實(shí)現(xiàn)

短路保護(hù)M1正反轉(zhuǎn)M1過(guò)載保護(hù)M2連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)M2過(guò)載保護(hù)主電路圖3.控制電路1）電動(dòng)機(jī)M1采用雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制2）順序控制采用延時(shí)時(shí)間繼電器控制3）逆序停止采用停止按鈕并接KM3常開輔助觸頭實(shí)施控制

雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)過(guò)載保護(hù)短路保護(hù)順序控制逆序停止完整電路圖4．控制電路的工作過(guò)程分析:SB2/3—KM1/KM2線圈得電—主觸點(diǎn)閉合—M1電機(jī)起動(dòng)－M1電機(jī)連續(xù)工作輔助觸點(diǎn)動(dòng)作－自鎖／互鎖－KT線圈得電－延時(shí)時(shí)間到—KM3線圈得電—主觸點(diǎn)閉合—

M2電機(jī)起動(dòng)輔助觸點(diǎn)動(dòng)作－自鎖－M2電機(jī)連續(xù)工作SB４—停Ｍ２－ＳＢ１－停Ｍ１5．電器元件的選擇與調(diào)試根據(jù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132M—6，4KW，9.4A，△接”，選擇電器元件；低壓動(dòng)力電路額定電壓：380V。需選擇控制電路的電器元件：低壓斷路器、熔斷器、接觸器、熱繼電器、按鈕、時(shí)間繼電器和連接導(dǎo)線。按著安裝工藝對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行安裝，安裝好以后通電試車檢查是否能完全完成設(shè)計(jì)工藝要求，如果有不妥之處，立即修改，修改后再進(jìn)行試車，直至達(dá)到要求為止斷路器的選擇1）確定斷路器的種類：初步確定選用DZ5一20型低壓斷路器。2）確定熱脫扣器額定電流：電動(dòng)機(jī)的額定電流9.4A，查電工手冊(cè)選擇熱脫扣器的額定電流為15A，相應(yīng)的電流整定范圍為10～15A。3）校驗(yàn)電磁脫扣器的瞬時(shí)脫扣整定電流：電磁脫扣器瞬時(shí)脫扣整定電流IZ=10×15=150A，KIst=1.7×7×9.4=111.86A，滿足IZ≥KIst，符合要求。4）確定低壓斷路器的型號(hào)規(guī)格：根據(jù)以上分析計(jì)算，應(yīng)選用DZ5一20/330型低壓斷路器。熔斷器的選擇1）熔斷器類型：選擇RL1-60型熔斷器；2）主電路熔體的選擇：多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)：

IRN≥1.5～2.5INmax+∑INIRN≥23.5～32.9A，取30A，選用RL1-60/30熔斷器三個(gè)；3）控制電路熔體的選擇：控制電路電流較小，可選5A熔體，即選擇RL1-60/5熔斷器二個(gè)接觸器的選擇選CJX系列交流接觸器，主觸頭電流20A，線圈電壓380V。熱繼電器的選擇電動(dòng)機(jī)額定電流9.4A，查電工手冊(cè)熱繼電器技術(shù)數(shù)據(jù)，選額定電流為20A的熱繼電器，整定電流取11A，調(diào)節(jié)范圍為6.8～9～11A，由于電動(dòng)機(jī)采用△接，所以選帶斷相保護(hù)的熱繼電器。選型號(hào)為JR16B-20/3D的熱繼電器。按鈕的選擇M1的控制按鈕選擇紅、綠、黑三色的三聯(lián)按鈕

M2的控制按鈕選擇黑、紅雙色兩聯(lián)按鈕。時(shí)間繼電器的選擇本任務(wù)要求延時(shí)3min，故選用通電延時(shí)的晶體管時(shí)間繼電器。導(dǎo)線的選擇主電路通過(guò)的額定電流為9.4A，所以應(yīng)選1.5mm2銅芯硬塑導(dǎo)線，控制電路可選0.75mm2銅芯軟塑導(dǎo)線。第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制一、異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制1、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的基本要求:A、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩>負(fù)載轉(zhuǎn)矩

B、起動(dòng)電流越小越好

C、起動(dòng)平滑

D、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便

E、起動(dòng)過(guò)程功率損耗小2、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的主要方法：直接起動(dòng)、降壓起動(dòng)B、沒有獨(dú)立變壓器供電的，可根據(jù)式(1)判斷，若不等式成立，

則可直接起動(dòng)，

否則應(yīng)降壓起動(dòng)。（1）

IST:電機(jī)全壓起動(dòng)電流(A)IN:電機(jī)額定電流(A)PN:電機(jī)額定功率(KW)PS:電源容量(KVA)3、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法的判斷選擇A、有獨(dú)立變壓器供電的，電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)則功率小于變壓器容量的20%；電動(dòng)機(jī)不頻繁起動(dòng)則功率小于變壓器容量的30%。C、一般容量小于10KW的常采用直接起動(dòng)4、直接起動(dòng)的方法：

A、采用開關(guān)直接起動(dòng)控制線路采用閘刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)或鐵殼開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)和停止的控制線路如圖所示。

開關(guān)直接起動(dòng)控制線路

B、采用接觸器直接起動(dòng)控制線路對(duì)于容量稍大或起動(dòng)頻繁的電動(dòng)機(jī)，接通與斷開電路應(yīng)采用接觸器。下圖所示是采用接觸器直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的線路。

1、定子串電阻（或電抗器）降壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)在三相定子電路中串入電阻，使電動(dòng)機(jī)定子繞組電壓降低，限制了起動(dòng)電流，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定值時(shí)，將電阻切除，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下穩(wěn)定運(yùn)行。下圖所示是定子串電阻降壓起動(dòng)控制線路，圖中主電路由KM1、KM2兩組接觸器主觸點(diǎn)構(gòu)成串電阻接線和短接電阻接線。5、異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)的方法:1、定子繞組電路串電阻電抗器降壓起動(dòng)

2、Ｙ－△聯(lián)接降壓起動(dòng)（延邊三角形降壓起動(dòng)）

3、使用自耦變壓器降壓起動(dòng)

4、轉(zhuǎn)子繞組電路串電阻降壓起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)的目的：限制起動(dòng)電流，通過(guò)起動(dòng)設(shè)備使定子繞組承受的電壓小于額定電壓，減小起動(dòng)電流，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，再使定子繞組承受額定電壓，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下穩(wěn)定工作定子串電阻降壓起動(dòng)控制線路

這種起動(dòng)方式不受電動(dòng)機(jī)接線方式的限制，設(shè)備簡(jiǎn)單，常用于中、小型設(shè)備，也用于限制機(jī)床點(diǎn)動(dòng)調(diào)整時(shí)的起動(dòng)電流。但是，串電阻降壓起動(dòng)時(shí)，一般允許起動(dòng)電流為額定電流的2～3倍，加在定子繞組上的電壓為全電壓的1/2，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1/4，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。因此，串電阻降壓起動(dòng)僅適用于對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高的生產(chǎn)機(jī)械上。另外，由于存在起動(dòng)電阻，將使控制柜體積增大，電能損耗大。對(duì)于大容量電動(dòng)機(jī)，往往采用串接電抗器來(lái)實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)。

2、星形-三角形(Ｙ-△)降壓起動(dòng)額定運(yùn)行為三角形接法且容量較大的電動(dòng)機(jī)可以采用星形-三角形降壓起動(dòng)，即電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，定子繞組按星形連接，每相繞組的電壓降低，起動(dòng)電流為三角形接法時(shí)起動(dòng)電流的1/3，在起動(dòng)即將結(jié)束時(shí)再換接成三角形。圖所示是星形-三角形降壓起動(dòng)控制線路。即

可見，Y-D降壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都降為直接起動(dòng)時(shí)的1/3。Y-D降壓起動(dòng)操作方便，起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，應(yīng)用較為廣泛。但它僅適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組作三角形連接的電動(dòng)機(jī)，因此一般用途的小型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)容量大于4kW時(shí)，定子繞組都采用三角形連接。由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為直接起動(dòng)時(shí)的1/3，因而這種起動(dòng)方法多用于空載或輕載起動(dòng)。

星形-三角形降壓起動(dòng)控制線路

3、延邊三角形降壓起動(dòng)延邊三角形降壓起動(dòng)是一種既不增加起動(dòng)設(shè)備，又能適當(dāng)增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的一種降壓起動(dòng)方法，它適用于定子繞組特別設(shè)計(jì)的異步電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)的定子繞組共有9個(gè)出線端，如下圖所示。電動(dòng)機(jī)定子繞組作延邊三角形接線時(shí)，每相繞組承受的電壓比三角形接法時(shí)低，又比星形接法高，介于二者之間。這樣既可實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)，又可提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，選用不同的抽頭比，但電動(dòng)機(jī)定子繞組制成后抽頭就不能隨意變動(dòng)。

原始狀態(tài)

起動(dòng)時(shí)

正常運(yùn)轉(zhuǎn)

延邊三角形降壓起動(dòng)控制線路如下圖所示。起動(dòng)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕SB2后，KM1及KM3通電且自鎖，把電動(dòng)機(jī)定子繞組接成延邊三角形起動(dòng)，同時(shí)KT通電延時(shí)，經(jīng)過(guò)一段延時(shí)后，KT動(dòng)作使KM3斷電，電動(dòng)機(jī)接成三角形正常運(yùn)轉(zhuǎn)。4、自耦變壓器降壓起動(dòng)自耦變壓器按星形接線，起動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組接到自耦變壓器二次側(cè)。電動(dòng)機(jī)定子繞組得到的電壓即為自耦變壓器的二次電壓，改變自耦變壓器抽頭的位置可以獲得不同的起動(dòng)電壓。在實(shí)際應(yīng)用中，自耦變壓器一般有65%、85%等抽頭。當(dāng)起動(dòng)即將結(jié)束時(shí)將自耦變壓器切除，額定電壓（即自耦變壓器的一次電壓）直接加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上，電動(dòng)機(jī)全壓正常運(yùn)行。

下圖所示是自耦變壓器降壓起動(dòng)控制線路。圖中接觸器KM1主觸點(diǎn)閉合時(shí)，將自耦變壓器接入，電動(dòng)機(jī)定子繞組經(jīng)自耦變壓器供電實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)。當(dāng)時(shí)間繼電器KT延時(shí)時(shí)間到時(shí)，起動(dòng)過(guò)程結(jié)束，KM1線圈斷電，而KM2線圈得電，其主觸點(diǎn)閉合，將自耦變壓器切除，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。

自耦變壓器降壓起動(dòng)控制線路

三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制

轉(zhuǎn)子繞組串電阻降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng)控制是在三相轉(zhuǎn)子繞組中分別串接幾級(jí)電阻，并按星形方式接線。起動(dòng)前，起動(dòng)電阻全部接入電路限流；起動(dòng)過(guò)程中，隨轉(zhuǎn)速升高，起動(dòng)電流下降，

起動(dòng)電阻逐級(jí)短接；至起動(dòng)完成時(shí)，全部電阻短接，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。

繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)控制可以采用時(shí)間繼電器控制，也可以采用電流繼電器控制。如圖所示是時(shí)間繼電器控制的起動(dòng)線路。圖中轉(zhuǎn)子回路中的三組起動(dòng)電阻由接觸器KM2、KM3、KM4在時(shí)間繼電器KT1、KT2、KT3的控制下順序被短接，正常工作時(shí)，只有KM1和KM4兩個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)閉合。時(shí)間繼電器控制的起動(dòng)線路

下圖所示是由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流大小的變化來(lái)控制電阻短接的起動(dòng)控制線路，這種依據(jù)電流實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換的控制方式叫做電流控制原則。圖中轉(zhuǎn)子繞組中除串接起動(dòng)電阻外，還串接有電流繼電器KA2、KA3、KA4的線圈。三個(gè)電流繼電器的吸合電流都一樣，但是釋放電流不同，KA2釋放電流最大，KA3次之，KA4最小。剛起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流很大，電流繼電器全部吸合，因此全部起動(dòng)電阻接入。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，電流變小，電流繼電器根據(jù)釋放電流的大小等級(jí)依次釋放，使接觸器線圈依次得電，主觸點(diǎn)閉合，逐級(jí)短接電阻，直到全部電阻都被短接，

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完畢，進(jìn)入正常運(yùn)行。

電流繼電器控制的起動(dòng)線路

轉(zhuǎn)子繞組串頻敏變阻器起動(dòng)

頻敏變阻器的結(jié)構(gòu)類似于只有原繞組沒有副繞組的三相變壓器，繞組通常接成Y形，其鐵心是由30～50mm厚的鑄鐵片或鋼板疊成。因此，頻敏變阻器實(shí)際上是一個(gè)鐵損很大的三相電抗器。它的阻值隨著流過(guò)繞組的電流頻率的變化而變化，電流頻率越高，阻抗值越高。轉(zhuǎn)子回路串接頻敏變阻器剛起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率最高，變阻器的阻抗值最大，限制了電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)子電流頻率逐漸降低，變阻器的阻抗也逐漸減少，正常轉(zhuǎn)速時(shí)，其阻抗值接近于零。所以，頻敏變阻器相當(dāng)于無(wú)級(jí)變化的變阻器，控制線路如圖所示。

轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)線路星形三角形減壓起動(dòng)控制星形三角形減壓起動(dòng)控制星形三角形減壓起動(dòng)控制星形三角形減壓起動(dòng)控制延邊三角形減壓起動(dòng)控制自耦變壓器減壓起動(dòng)控制三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制電機(jī)起動(dòng)控制習(xí)題：（1）一臺(tái)電機(jī)額定功率為20KW，起動(dòng)電流與額定電流之比為6.5，若供電變壓的容量為560KVA，有照明負(fù)載，問(wèn)可否直接起動(dòng)？若可以，同樣條件下功率多大的電機(jī)不允許直接起動(dòng)？（2）一臺(tái)電機(jī)額定功率為40KW，額定轉(zhuǎn)速為1465r/min，起動(dòng)電流與額定電流之比為5.5，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比為1.6，運(yùn)行條件要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須大于額定轉(zhuǎn)矩的0.9-1.0倍，電網(wǎng)允許起動(dòng)電流不得大于額定電流的3.5倍，試問(wèn)選用何種起動(dòng)方法？（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)用兩個(gè)交流接觸器完成的星形--三角形減壓起動(dòng)控制電路第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制一、制動(dòng)控制的分類：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)：采用機(jī)械裝置產(chǎn)生機(jī)械力來(lái)強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)迅速停車電氣制動(dòng)：電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩方向與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反使電動(dòng)機(jī)迅速停車

二、各種制動(dòng)控制的說(shuō)明：機(jī)械制動(dòng)常用的機(jī)械制動(dòng)裝置有電磁抱閘和電磁離合器兩種，它們的制動(dòng)原理基本相同。機(jī)械制動(dòng)又分為斷電制動(dòng)和通電制動(dòng)。1、電磁抱閘斷電制動(dòng)圖示是電磁抱閘的外形圖，電磁抱閘主要由電磁鐵和閘瓦制動(dòng)器組成。當(dāng)電磁抱閘線圈通電時(shí)，銜鐵吸合動(dòng)作，克服彈簧力推動(dòng)杠桿，使閘瓦松開閘輪，電動(dòng)機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。反之，當(dāng)電磁抱閘線圈斷電時(shí)，銜鐵與鐵心分離，在彈簧的作用下，閘瓦與閘輪緊緊抱住，電動(dòng)機(jī)被迅速制動(dòng)而停轉(zhuǎn)。

電磁抱閘的外形結(jié)構(gòu)圖

電磁抱閘斷電制動(dòng)的控制線路。圖中YA為電磁抱閘電磁鐵的線圈。按下SB2，KM線圈通電吸合，YA得電，閘瓦松開閘輪，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。按下停止按鈕SB1，KM斷電釋放，電動(dòng)機(jī)和YA同時(shí)斷電，電磁抱閘在彈簧作用下，使閘瓦與閘輪緊緊抱住，電動(dòng)機(jī)被迅速制動(dòng)而停轉(zhuǎn)。反接制動(dòng)原理

電動(dòng)機(jī)三相電源被切斷后，立即通上與原相序相反的三相電源，以形成與原轉(zhuǎn)向相反的電磁力矩，利用這個(gè)制動(dòng)力矩使電動(dòng)機(jī)迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。反接制動(dòng)特點(diǎn)

A電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到接近零時(shí)必須切除電源，否則電動(dòng)機(jī)仍有反向力矩可能會(huì)反向旋轉(zhuǎn)，造成事故

B制動(dòng)迅速，但制動(dòng)沖擊大，能量消耗也大。故常用于不經(jīng)常起動(dòng)和制動(dòng)的大容量電動(dòng)機(jī)。電氣制動(dòng)1、電動(dòng)機(jī)單向反接制動(dòng)控制KVKV2、電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制能耗制動(dòng)原理運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)脫離三相交流電源的同時(shí)，給定子繞組加一直流電源，以產(chǎn)生一個(gè)靜止磁場(chǎng)，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場(chǎng)的作用，產(chǎn)生反向電磁力矩而制動(dòng)能耗制動(dòng)特點(diǎn)

A制動(dòng)力矩大小與轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越高，制動(dòng)力矩越大，隨轉(zhuǎn)速的降低制動(dòng)力矩也下降，轉(zhuǎn)速為零時(shí)，制動(dòng)力矩消失

B制動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)、能量消耗小，但需要整流設(shè)備。故常用于要求制動(dòng)平穩(wěn)、準(zhǔn)確和起動(dòng)頻繁的容量較大的電動(dòng)機(jī)3、電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行能耗制動(dòng)控制4、電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制5、無(wú)變壓器單管能耗制動(dòng)控制第五節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式：異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法主要有：變轉(zhuǎn)差率調(diào)速、變頻調(diào)速和變極調(diào)速。其中，變極調(diào)速是通過(guò)改變定子繞組的磁極對(duì)數(shù)以實(shí)現(xiàn)調(diào)速；變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是通過(guò)改變電壓以實(shí)現(xiàn)調(diào)速；變頻調(diào)速目前使用專用變頻器可以實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制。一、籠式三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速

1．變極原理定子繞組產(chǎn)生的磁極對(duì)數(shù)的改變，是通過(guò)改變繞組的接線方式得到的。

圖3為三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子繞組接線及產(chǎn)生的磁極數(shù)，只畫出了A相繞組的情況。每相繞組為兩個(gè)等效集中線圈正向串聯(lián)，例如AX繞組為alx1與a2x2頭尾串聯(lián)，如圖3(a)所示。因此由AX繞組產(chǎn)生的磁極數(shù)便是四極，如圖3(b)所示?？梢愿庇^的看出三相繞組的磁極數(shù)為四極的，即為四極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。

圖3

四極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子A相繞組連接原理

如果把圖3中的接線方式改變一下，每相繞組不再是兩個(gè)線圈頭尾串聯(lián)，而變成為兩個(gè)線圈尾尾串聯(lián)如圖4所示，即A相繞組AX為alx1與a2x2。反向串聯(lián)，如圖4(a)所示。或者，每相繞組兩個(gè)線圈變成為頭尾串聯(lián)后再并聯(lián)，即AX為alx1與a2x2反向并聯(lián)，如圖4(b)所示。改變后的兩種接線方式，A相繞組產(chǎn)生的磁極數(shù)都是二極的，如圖4(c)所示。即為二極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。

從分析可以看出，三相鼠籠式電動(dòng)機(jī)的定子繞組，若把每相繞組中一半線圈的電流改變方向，即半相繞組反向，則電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)便成倍變化。因此，同步轉(zhuǎn)速n1也成倍變化，對(duì)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)來(lái)講，運(yùn)行的轉(zhuǎn)速也接近成倍改變。

圖4二極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子A相繞組連接原理圖

需要說(shuō)明的是，為了保證變極調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不變，變極調(diào)速的同時(shí)，需要改變繞組的相序或者說(shuō)是電源的相序；否則，電機(jī)將反轉(zhuǎn)。理由很簡(jiǎn)單，要使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向不變，就要求磁通勢(shì)旋轉(zhuǎn)方向不變，也就是A、B、C三相繞組空間電角度依次相差120不變。表列出了空間機(jī)械角度與空間電角度之間的關(guān)系。顯然，改變極對(duì)數(shù)前的A、B、C三相繞組，在變極后相序變成了A、C、B三相繞組了。

表空間機(jī)械角度與空間電角度之間的關(guān)系

2．兩種常用的變極接線方式

圖示出了常用的變極接線方式的原理圖，其中圖(a)表示由單星形聯(lián)結(jié)改接成并聯(lián)的雙星形聯(lián)結(jié)；圖(b)表示由三角形聯(lián)結(jié)改接成雙星形聯(lián)結(jié)。由圖可見，這兩種接線方式都是使每相的一半繞組內(nèi)的電流改變了方向，因而定子磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)減少一半。

3．變極調(diào)速時(shí)的允許輸出調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的允許輸出是指在保持電流為額定值條件下，調(diào)速前、后電動(dòng)機(jī)軸上輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。下面對(duì)兩種接線方式變極調(diào)速時(shí)的允許輸出進(jìn)行分析。

1）Y→YY接線方式

設(shè)外施電壓為UN，繞組每相額定電流為IN，當(dāng)Y聯(lián)結(jié)時(shí)，線電流等于相電流，輸出功率和轉(zhuǎn)矩為

改接成YY聯(lián)結(jié)后，極數(shù)減少一半，轉(zhuǎn)速增大一倍，即nYY=2nY，若保持繞組電流IN不變，則每相電流為2IN，假定改接前后效率和功率因數(shù)近似不變，則輸出功率和轉(zhuǎn)矩為可見，Y→YY聯(lián)結(jié)方式時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增大一倍，允許輸出功率增大一倍，而允許輸出轉(zhuǎn)矩保持不變，所以這種聯(lián)結(jié)方式的變極調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，它適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。

2）D-YY聯(lián)結(jié)方式當(dāng)每相繞組的額定電流為IN時(shí)，則三角形(D)聯(lián)結(jié)時(shí)輸出功率和轉(zhuǎn)矩為

改接成YY聯(lián)結(jié)后，極數(shù)減少一半，轉(zhuǎn)速增大一倍，即，NYY=2nD，線電流為2IN，輸出功率和轉(zhuǎn)矩為

可見，D→YY聯(lián)結(jié)方式時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍，允許輸出功率近似不變，允許輸出轉(zhuǎn)矩近似減小一半。這種聯(lián)結(jié)方式的變極調(diào)速可認(rèn)為是恒功率調(diào)速，它適用于恒功率負(fù)載。變極調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性如圖所示。

圖

變極調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性

變極調(diào)速電動(dòng)機(jī)，有倍極比(如2／4極、4／8極等)雙速電動(dòng)機(jī)、非倍極比(如4／6極、6／8極等)雙速電動(dòng)機(jī)，還有單繞組三速電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些。變極調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)速幾乎是成倍變化，所以調(diào)速的平滑性差。但它在每個(gè)轉(zhuǎn)速等級(jí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，和通常的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一樣，具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性較好。變極調(diào)速既可用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，又可用于恒功率負(fù)載，所以對(duì)于不需要無(wú)級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、通風(fēng)機(jī)、升降機(jī)等都采用多速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。

二、三相籠型電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制雙速電動(dòng)機(jī)三相繞組連接圖變極調(diào)速是通過(guò)接觸器觸點(diǎn)來(lái)改變電動(dòng)機(jī)繞組的接線方式，以獲得不同的極對(duì)數(shù)來(lái)達(dá)到調(diào)速目的。變極電動(dòng)機(jī)一般有雙速、三速、四速之分。雙速電動(dòng)機(jī)定子裝有一套繞組，而三速、四速電動(dòng)機(jī)則為兩套繞組，圖2-21為雙速電動(dòng)機(jī)三相繞組接線圖，a圖為三角形（四極，低速）與雙星形（二極，高速）接法；b圖為星形（四極，低速）與雙星形（二極，高速）接法雙速電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制電路三、三相繞線型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制

滿足起重運(yùn)輸機(jī)械對(duì)拖動(dòng)電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，速度可以調(diào)節(jié)的要求，常使用三相繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻，用控制器來(lái)接通接觸器線圈，再用相應(yīng)接觸器的主觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)與短接轉(zhuǎn)子電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速的目的凸輪控制器控制電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路四、三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制

只要連續(xù)改變電動(dòng)機(jī)交流電源的頻率f1，就可實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)速。交流電源的額定頻率50Hz，所以變頻調(diào)速有額定頻率以下調(diào)速和額定頻率以上調(diào)速兩種：1．額定頻率以下的調(diào)速2．額定頻率以上的調(diào)速（三）變頻器1、變頻器的分類1）按變頻的原理分有：2）交—直—交變頻器的分類：電壓型和電流型

交—交變頻器和交—直—交變頻器。圖2-26電壓型變頻器基本結(jié)構(gòu)2．交—直—交變頻器

交—直—交變頻器主要由整流調(diào)壓、濾波及逆變?nèi)糠纸M成圖2-27交—直—交變頻器的組成1）單相逆變電路圖2-28單相逆變電路原理圖a）主電路b）開關(guān)通斷規(guī)律c）波形圖2）三相逆變電路圖2-29三相逆變電路原理圖a）主電路b）開關(guān)通斷規(guī)律c）波形圖3）電壓型交—直—交變頻器

圖2-30三相橋式逆變電路主電路圖2-31三相逆變器輸出電壓波形圖3、脈寬調(diào)制型（PWM）變頻器（1）問(wèn)題的提出

在一般的交—直—交變頻器供電的變壓、變頻調(diào)速中，為獲得變頻調(diào)速所要求的變頻與變壓的協(xié)調(diào)控制，整流器必須是可控整流，這樣在變頻調(diào)速時(shí)要同時(shí)控制整流器和逆變器。問(wèn)題：①主電路中有兩個(gè)可控功率環(huán)節(jié)；②由于中間環(huán)節(jié)存在動(dòng)態(tài)元件，使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)緩慢；③由于整流器是可控的，使供電電源的功率因數(shù)隨變頻裝置輸出頻率的降低而變差，并產(chǎn)生高次諧波電流；④逆變器輸出為六拍階梯波交變電壓，在拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)中形成較多的各次諧波，從而產(chǎn)生較大的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，影響電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工作，低速時(shí)尤為嚴(yán)重。圖2-32PWM逆變器組成解決上述問(wèn)題，采用PWM控制方式（2）脈寬調(diào)制器的基本工作原理

脈寬調(diào)制是將輸出電壓分解成很多的脈沖，調(diào)頻時(shí)控制脈沖的寬度和脈沖間的間隔時(shí)間就可控制輸出電壓的幅值。圖2-33脈寬調(diào)制的輸出電壓a）調(diào)制前的波形b）調(diào)制后的波形圖2-34正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）的輸出電壓圖2-35PWM逆變器簡(jiǎn)單原理圖（3）單極性SPWN圖2-36單極性SPWM調(diào)制a）調(diào)制波和載波b）SPWM脈沖表2-3單極性SPWM調(diào)制規(guī)律正半周ura＞utV1導(dǎo)通截止Ura＜utV1關(guān)斷負(fù)半周ura＞utV2導(dǎo)通截止Ura＜utV2關(guān)斷（4）雙極性脈寬調(diào)制圖2-37雙極性SPWM調(diào)制波形第六節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的電氣控制一、直流電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)控制二、直流電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)控制三、直流電動(dòng)機(jī)單向能耗制動(dòng)控制四、直流電動(dòng)機(jī)可逆旋轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制五、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制第七節(jié)電氣控制系統(tǒng)常用的保護(hù)環(huán)節(jié)一、短路保護(hù)二、過(guò)電流保護(hù)三、過(guò)載保護(hù)四、失電壓保護(hù)八、其它保護(hù) 五、欠電壓保護(hù)六、過(guò)電壓保護(hù)七、直流電動(dòng)機(jī)的弱磁保護(hù)第八節(jié)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟一、分析控制功能、確定輸入、輸出二、對(duì)應(yīng)功能分析列電器元件表并畫出主電路三、利用典型環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)控制電路四、完善控制電路，寫出工作過(guò)程（二）中國(guó)機(jī)床型號(hào)編制第3章常用機(jī)械設(shè)備電氣控制電路分析（一）常見機(jī)床設(shè)備介紹C2140·6Z3040ACW6140第一節(jié)：普通車床電氣控制電路分析一、普通車床的主要機(jī)構(gòu)及運(yùn)行二、車床電力拖動(dòng)特點(diǎn)和控制要求三、CW6140普通車床電氣控制線路分析四、CW6140普通車床電氣故障分析主軸變速箱的功能是支承主軸和傳動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，包含主軸及其軸承、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、起停及換向裝置、制動(dòng)裝置、操縱機(jī)構(gòu)及滑潤(rùn)裝置。CA6140型普通車床的主傳動(dòng)可使主軸獲得正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速(10～1400r／min)和反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速(14～1580r／min)。進(jìn)給箱的作用是變換被加工螺紋的種類和導(dǎo)程，以及獲得所需的各種進(jìn)給量。它通常由變換螺紋導(dǎo)程和進(jìn)給量的變速機(jī)構(gòu)、變換螺紋種類的移換機(jī)構(gòu)、絲杠和光杠轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)以及操縱機(jī)構(gòu)等組成。

溜板箱的作用是將絲杠或光杠傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)刀架進(jìn)給，控制刀架運(yùn)動(dòng)的接通、斷開和換向等。刀架則是用來(lái)安裝車刀并帶動(dòng)其作縱向、橫向和斜向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。車床有兩個(gè)主要運(yùn)動(dòng)，一是卡盤或頂尖帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是溜板帶動(dòng)刀架的直線移動(dòng)，前者稱為主運(yùn)動(dòng)，后者稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。中小型普通車床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般是采用一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。此外，車床還有輔助運(yùn)動(dòng)，如溜板和刀架的快速移動(dòng)，尾架的移動(dòng)以及工件的夾緊與放松等。

普通車床對(duì)電氣控制的要求根據(jù)車床的運(yùn)動(dòng)情況和工藝要求，車床對(duì)電氣控制提出如下要求：

(1)主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)一般選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，并采用機(jī)械變速。

(2)為車削螺紋，主軸要求正、反轉(zhuǎn)，小型車床由電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。CA6140型車床則靠摩擦離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)只作單向旋轉(zhuǎn)。

(3)一般中小型車床的主軸電動(dòng)機(jī)均采用直接起動(dòng)。停車時(shí)為實(shí)現(xiàn)快速停車，一般采用機(jī)械制動(dòng)。

(4)車削加工時(shí)，需用切削液對(duì)刀具和工件進(jìn)行冷卻。為此，設(shè)有一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)冷卻泵輸出冷卻液。

(5)冷卻泵電動(dòng)機(jī)與主軸電動(dòng)機(jī)有著聯(lián)鎖關(guān)系，即冷卻泵電動(dòng)機(jī)應(yīng)在主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后才可選擇起動(dòng)與否；而當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，冷卻泵電動(dòng)機(jī)便立即停止。

(6)為實(shí)現(xiàn)溜板箱的快速移動(dòng)，由單獨(dú)的快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，且采用點(diǎn)動(dòng)控制。

(7)電路應(yīng)有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)和安全可靠的照明電路和信號(hào)電路。

1．主軸及進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M1的控制由起動(dòng)按鈕SB1、停止按鈕SB2和接觸器KM1構(gòu)成電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)-停止電路。按下SB1→KM1線圈通電并自鎖→M1單向全壓起動(dòng)，通過(guò)磨擦離合器及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拖動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以及刀架的直線進(jìn)給。停止時(shí)，

按下SB2→KM1斷電→M1自動(dòng)停車。

2．冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制

M2的控制由KM2電路實(shí)現(xiàn)。主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后，KM1輔助觸點(diǎn)(9—11)閉合，此時(shí)合上開關(guān)SA1→KM2線圈通電→M2全壓起動(dòng)。停止時(shí)，斷開SA1或使主軸電動(dòng)機(jī)M1停止，則KM2斷電，使M2自由停車。

3．快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的控制由按鈕SB3來(lái)控制接觸器KM3，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)M3的點(diǎn)動(dòng)。操作時(shí)，先將快速進(jìn)給手柄扳到所需移動(dòng)方向，即可接通相關(guān)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，再按下SB3，即可實(shí)現(xiàn)該方向的快速移動(dòng)。

4．保護(hù)環(huán)節(jié)

(1)電路電源開關(guān)是帶有開關(guān)鎖SA2的斷路器QS。機(jī)床接通電源時(shí)需用鑰匙開關(guān)，再合上QS，增加了安全性。當(dāng)需上電時(shí)，先用開關(guān)鑰匙插入SA2開關(guān)鎖并右旋，使QS線圈斷電，再扳動(dòng)斷路器QS將其合上，機(jī)床電源接通。若將開關(guān)鎖SA2左旋，則觸頭SA2(03—13)閉合，QS線圈通電，斷路器跳開，機(jī)床斷電。

(2)打開機(jī)床控制配電盤壁龕門，自動(dòng)切除機(jī)床電源的保護(hù)。在配電盤壁龕門上裝有安全行程開關(guān)SQ2，當(dāng)打開配電盤壁龕門時(shí)，安全開關(guān)的觸頭SQ2(03—13)閉合，使斷路器QS線圈通電而自動(dòng)跳閘，斷開電源，確保人身安全。

(5)電動(dòng)機(jī)M1、M2由熱繼電器FR1、FR2實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)；斷路器QS實(shí)現(xiàn)電路的過(guò)電流、欠電壓保護(hù)；熔斷器FU、FU1～FU6實(shí)現(xiàn)各部分電路的短路保護(hù)。此外，電路還設(shè)有EL機(jī)床照明燈和HL信號(hào)燈進(jìn)行刻度照明。

1、電源正常，接觸器不吸合，主軸電動(dòng)機(jī)不起動(dòng)熔斷器FU2熔斷或接觸不良熱繼電器FR1、FR2已動(dòng)作，或動(dòng)斷觸點(diǎn)接觸不良接觸器KM線圈斷線或接頭接觸不良按鈕SB1、SB2接觸不良或按鈕控制線路有斷線分析故障處理更換熔芯或旋緊熔斷器檢查熱繼電器FR1、FR2并予以修復(fù)檢查接觸器KM線圈及觸頭接觸情況并予以修復(fù)檢查接觸器銜鐵并予以修復(fù)檢查按鈕觸點(diǎn)及線路斷線處，并予以修復(fù)2、電源正常，接觸器能吸合，但主軸電動(dòng)機(jī)不起動(dòng)故障3、接觸器能吸合，但不能自鎖4、主軸電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行（主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速慢、“嗡嗡”聲）5、主軸電動(dòng)機(jī)不能停轉(zhuǎn)6、照明燈不亮分析原因并處理？第二節(jié)：搖臂鉆床的電氣控制電路分析一、搖臂鉆床的主要機(jī)構(gòu)及動(dòng)作二、搖臂鉆床的拖動(dòng)特點(diǎn)和控制要求三、Z3040的電氣控制線路分析四、Z3040的電氣故障分析（一）電力拖動(dòng)特點(diǎn)二、搖臂鉆床的拖動(dòng)特點(diǎn)和控制要求1）Z3040型搖臂鉆床是機(jī)、電、液的綜合控制。2）搖臂的升降控制與搖臂夾緊放松的控制有嚴(yán)格的程序要求，以確保先松開，再移動(dòng)，移動(dòng)到位后自動(dòng)夾緊。所以對(duì)M3、M2電動(dòng)機(jī)的控制有嚴(yán)格程序要求，這些由電氣控制電路控制，液壓、機(jī)械配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。3）電路具有完善的保護(hù)和聯(lián)鎖，有明顯的信號(hào)指示（二）控制要求1．4臺(tái)電動(dòng)機(jī)容量均較小，采用直接起動(dòng)方式，主軸要求正反轉(zhuǎn)，但采用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)，主軸電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)。2．升降電動(dòng)機(jī)要求正反轉(zhuǎn)。液壓泵電動(dòng)機(jī)用來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓泵送出不同流向的壓力油，推動(dòng)活塞、帶動(dòng)菱形塊動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)外立柱的夾緊與放松以及主軸箱和搖臂的夾緊與放松，故液壓泵電動(dòng)機(jī)要求正反轉(zhuǎn)。二、搖臂鉆床的拖動(dòng)特點(diǎn)和控制要求3．搖臂的移動(dòng)嚴(yán)格按照搖臂松開→搖臂移動(dòng)→移動(dòng)到位搖臂夾緊的程序進(jìn)行。因此，搖臂的夾緊放松與搖臂升降應(yīng)按上述程序自動(dòng)進(jìn)行。4．鉆削加工時(shí)，應(yīng)由冷卻泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵，供出冷卻液進(jìn)行鉆頭冷卻。5．要求有必要的聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)。6．具有機(jī)床安全照明電路與信號(hào)指示電路。（一）主電路分析（二）控制電路分析1．主軸電動(dòng)機(jī)控制2．搖臂升降及夾緊、放松控制3．主軸箱與立柱的夾緊、放松控制。4．冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4的控制5．聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)（三）照明與信號(hào)指示電路分析三、Z3040的電氣線路分析M2搖臂升降電動(dòng)機(jī)SB1總停止控制按鈕M1主電動(dòng)機(jī)SB3搖臂上升控制按鈕M3液壓泵電動(dòng)機(jī)SB4搖臂下降控制按鈕SQ1搖臂升降組合行程開關(guān)EL照明燈SQ2、限位行程開關(guān)YV電磁鐵SQ3搖臂夾緊行程開關(guān)SA1電源開關(guān)SQ4夾緊、松開指示控制開關(guān)SA2冷卻泵開關(guān)SB5HL1松開控制按鈕及指示燈SA3照明開關(guān)SB6HL2夾緊控制按鈕及指示燈M4冷卻泵電動(dòng)機(jī)SB2HL3起動(dòng)控制按鈕及指示燈1、搖臂不能上升（或下降）

行程開關(guān)SQ2不動(dòng)作，SQ2的動(dòng)合觸點(diǎn)（9-11）不閉合，SQ2安裝位置移動(dòng)或損壞接觸器KM2線圈不吸合，搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2不運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)發(fā)生故障（如液壓泵卡死、不轉(zhuǎn)、油路堵塞等），使搖臂不能完全松開壓不上SQ安裝或大修后，由于相序接反，按SB3搖臂上升按鈕，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，使搖臂夾緊，壓不上SQ2搖臂也就不能上升或下降分析故障處理檢查行程開關(guān)SQ2觸點(diǎn)、安裝位置或損壞情況，并予以修復(fù)檢查接觸器KM2控制回路及搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2，并予以修復(fù)檢查系統(tǒng)發(fā)生故障原因，位置移動(dòng)或損壞處，并予以修復(fù)檢查相序，換相2、搖臂上升（或下降）到預(yù)定位置后，搖臂不能夾緊故障3、立柱、主軸箱不能夾緊（或松開）4、按SB6按鈕，立柱、主軸箱能夾緊，但放開按鈕后，立柱、主軸箱卻松開5、主軸電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，熔斷器就熔斷6、照明燈不亮分析原因并處理？第三節(jié)：臥軸矩臺(tái)平面磨床的電氣控制電路分析一、平面磨床的主要機(jī)構(gòu)及動(dòng)作二、平面磨床的拖動(dòng)特點(diǎn)和控制要求三、M7130的電氣控制線路分析四、M7130的電氣故障分析M7130平面磨床采用多電機(jī)（M1、M2、M3）拖動(dòng)砂輪電動(dòng)機(jī)：拖動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)液壓電動(dòng)機(jī)：驅(qū)動(dòng)液壓泵完成工作臺(tái)往復(fù)縱向運(yùn)動(dòng)、實(shí)現(xiàn)砂輪的橫向自動(dòng)進(jìn)給，并承擔(dān)工作臺(tái)導(dǎo)軌的潤(rùn)滑；冷卻泵電動(dòng)機(jī)：拖動(dòng)冷卻泵，供給磨削加工時(shí)需要的冷卻液。為適應(yīng)磨削小工件需要，采用電磁吸盤來(lái)吸持工件。電磁吸盤構(gòu)造及原理第四節(jié)T68型臥式鏜床電氣控制電路分析一、機(jī)床主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式圖3-5T68臥式鏜床結(jié)構(gòu)示意圖1-床身2-鏜頭架3-前立柱4-平旋盤5-鏜軸6-工作臺(tái)T68臥式鏜床主要由床身、前立柱、鏜頭架、后立柱、尾座、下溜板、上溜板、工作臺(tái)等部分組成。輔助運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)，后立柱的軸向移動(dòng)，尾座的垂直移動(dòng)及各部分的快速移動(dòng)等。T68臥式鏜床的運(yùn)動(dòng)形式有：主運(yùn)動(dòng)：鏜軸和平旋盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：鏜軸的軸向進(jìn)給，平旋盤刀具溜板的徑向進(jìn)給，鏜頭架的垂直進(jìn)給，工作臺(tái)的縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給。二、電力拖動(dòng)方式和控制要求T68臥式鏜床控制要求主要是：1）主軸旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給量都有較大的調(diào)速范圍，主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，為簡(jiǎn)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)。2）由于各種進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都有正反不同方向的運(yùn)轉(zhuǎn)，故主電動(dòng)機(jī)要求正、反轉(zhuǎn)。3）為滿足調(diào)整工作需要，主電動(dòng)機(jī)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)的點(diǎn)動(dòng)控制。4）保證主軸停車迅速、準(zhǔn)確，主電動(dòng)機(jī)應(yīng)有制動(dòng)停車環(huán)節(jié)。5）主軸變速與進(jìn)給變速可在主電動(dòng)機(jī)停車或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行。為便于變速時(shí)齒輪嚙合，應(yīng)有變速低速?zèng)_動(dòng)過(guò)程。6）為縮短輔助時(shí)間，各進(jìn)給方向均能快速移動(dòng)，配有快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，采用快速電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)的點(diǎn)動(dòng)控制方式