船舶电气设备及系统第八

1、L/O/G/O集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统第八章小结第八章小结8-1 控制电器的结构原理和功能控制电器的结构原理和功能8-2 电动机的基本保护环节电动机的基本保护环节8-3 控制电路的基本控制环节控制电路的基本控制环节8-4 可编程序控制器及应用可编程序控制器及应用集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统第八章学习应注意的几个问题：第八章学习应注意的几个问题： 1.常用电器有哪些？各自如何工作？如何表示？常用电器有哪些？各自如何工作？如

2、何表示？ 2.电动机的基本保护环节有哪些？这些保护环节分电动机的基本保护环节有哪些？这些保护环节分别采用什么元器件进行保护？别采用什么元器件进行保护？ 3.控制电路有哪些基本控制环节？这些环节实现的控制电路有哪些基本控制环节？这些环节实现的功能如何？是怎么工作的？功能如何？是怎么工作的？本章主要是原理性的概念不要求计算。本章主要是原理性的概念不要求计算。相对比较难的点：相对比较难的点： 常用电器工作原理（尤其是时间继电器符号）。常用电器工作原理（尤其是时间继电器符号）。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 接触器接触器 主令电器主令电器 熔断器熔断器 继

3、电器继电器 电磁制动器电磁制动器本节介绍的主要控制电器本节介绍的主要控制电器集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统8.1.1 接触器接触器(contactor) 用途：用途：接触器是利用电磁吸力原理接触器是利用电磁吸力原理用于频繁地接通和切断大电流电路用于频繁地接通和切断大电流电路(即即主电路主电路)的开关电器。的开关电器。 组成：组成：触头系统、电磁机构（含线触头系统、电磁机构（含线圈和有反力弹簧等）、灭弧装置等。圈和有反力弹簧等）、灭弧装置等。 原理：原理：线圈通电，触头改变状态；线圈通电，触头改变状态；线圈断电，触头恢复原状。线圈断电，触头恢复原状。

4、 电磁式分类：电磁式分类：触头控制的电流种类触头控制的电流种类分分(即线圈电流种类即线圈电流种类)：交、直流。：交、直流。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统交流接触器的外形与结构交流接触器的外形与结构接触器接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。(a) 外形外形(b) 结构结构集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统接触器接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。M3线圈线圈辅助触点辅助触点铁心铁心衔铁衔铁电源电源电机电

5、机主触点主触点常闭常闭常开常开弹簧弹簧集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统符号符号线圈线圈KM 用于主电路用于主电路 流流过的大电流过的大电流 (需加需加灭弧灭弧 装置装置) 用于控制电路用于控制电路流过的小电流流过的小电流 (无无需加灭弧装置需加灭弧装置)KM动合动合(常开常开)辅助触点辅助触点动断动断(常闭常闭)辅助触点辅助触点KM属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示。属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。动合动合(常开常开)主触点主触点KM常用的

6、交流接触器有常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和和3TB等系列等系列。 如如CJ10系列主触点额定电流系列主触点额定电流5、10、20、40、75、120A等数种；额定工作电压通常是等数种；额定工作电压通常是220V或或380V。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 触头系统触头系统桥式触头桥式触头 指式触头指式触头符号符号 KM 组成：组成：包括主触头、辅助触头和触头弹簧。包括主触头、辅助触头和触头弹簧。 分类：分类：常开常开(动合动合)和常闭和常闭(动断动断)两种。两种。 主触头：主触头：可制成单极、双极、三极、四极或五极，可制成单极、双

7、极、三极、四极或五极，且多为常开触头。交流多为桥式，直流多为指式。且多为常开触头。交流多为桥式，直流多为指式。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 灭弧装置灭弧装置 栅片灭弧：栅片灭弧：镀铜铁片，制成镀铜铁片，制成“人人”字形，插在陶瓷字形，插在陶瓷灭弧罩内。灭弧罩内。 适用：交流接触器，电弧过零即灭。适用：交流接触器，电弧过零即灭。 原理：原理：电弧在铁片产生磁通，吸入片中分成多段冷电弧在铁片产生磁通，吸入片中分成多段冷却，且分压而迅速熄灭。却，且分压而迅速熄灭。 磁吹灭弧：磁吹灭弧：直流接触器常用串励磁吹灭弧装置。线直流接触器常用串励磁吹灭弧装置。线

8、圈与触头串联，电弧在线圈磁场中受力向上运动。被圈与触头串联，电弧在线圈磁场中受力向上运动。被拖长扩散而迅速冷却熄灭。拖长扩散而迅速冷却熄灭。 P.118，图，图8-3。 特点：特点：电流反向时，磁吹力的作用不变。但小电流电流反向时，磁吹力的作用不变。但小电流时，由于吹力减弱将造成灭弧困难。时，由于吹力减弱将造成灭弧困难。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 电磁机构电磁机构 组成：组成：交流电磁机构由铁心、吸引线圈、衔铁等交流电磁机构由铁心、吸引线圈、衔铁等组成的组成的E形电磁铁和反力弹簧形电磁铁和反力弹簧(释放弹簧释放弹簧)构成。直流构成。直流电磁机构

9、常用转动拍合式结构。电磁机构常用转动拍合式结构。 P.118，图，图8-4。 原理：原理：线圈通电后，产生的电磁吸力将衔铁吸合，线圈通电后，产生的电磁吸力将衔铁吸合，带动触头工作。当线圈断电或电流小到一定程度时，带动触头工作。当线圈断电或电流小到一定程度时，由反力弹簧作用使衔铁释放。由反力弹簧作用使衔铁释放。 属性：属性：交流交流“恒磁链恒磁链”即即“恒磁通恒磁通”，卡住将烧，卡住将烧毁。直流毁。直流“恒磁势恒磁势”，吸合后串入经济电阻以减少，吸合后串入经济电阻以减少线圈电流。线圈电流。 吸力特性不同，吸力特性不同，P.118 ，图，图8-5 。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气

10、设备及系统船舶电气设备及系统 接触器的调整方法接触器的调整方法 返回系数返回系数 Kf ：Kf = Xf / Xx 定义：定义：可靠释放的最大输入量与可靠动作可靠释放的最大输入量与可靠动作(衔铁吸衔铁吸合合)的最小输入量之比：的最小输入量之比： 调整方法：调整方法：动作值和释放值的大小，可通过调整动作值和释放值的大小，可通过调整 反力弹簧松紧反力弹簧松紧 非磁性垫片厚度以及非磁性垫片厚度以及 气隙的气隙的大小来实现。大小来实现。 补充说明：补充说明：一般电磁式接触器或继电器返回系数一般电磁式接触器或继电器返回系数都小于都小于1。国标规定：接触器线圈额定电压的。国标规定：接触器线圈额定电压的70

11、%以以上应可靠吸合，上应可靠吸合，40%以下则应可靠释放。以下则应可靠释放。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 铁芯和衔铁：铁芯和衔铁：交流接触器用硅钢片，直流接触器交流接触器用硅钢片，直流接触器用整块钢。用整块钢。 线圈：线圈：交流接触器线圈有较大交流阻抗，匝数少交流接触器线圈有较大交流阻抗，匝数少线粗。直流接触器线圈只有电阻，匝数多线细。线粗。直流接触器线圈只有电阻，匝数多线细。 短路环：短路环：为了消除交流接触器工作时的振动和噪为了消除交流接触器工作时的振动和噪声，交流接触器的电磁铁心上必须装有短路环。而声，交流接触器的电磁铁心上必须装有短路环。

12、而直流接触器则没有短路环。直流接触器则没有短路环。 交直流接触器在电磁机构上的区别交直流接触器在电磁机构上的区别集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 接触器接触器 contactor； 触头触头 contact； 主触头主触头 main contact； 辅助触头辅助触头 auxiliary contact； 线圈线圈 coil。 说明：期末可能有说明：期末可能有“综合题综合题”，虽然题目要求为：，虽然题目要求为：“Could answer in Chinese or English”，但最好用中，但最好用中文回答。文回答。 接触器有关单词接触器有关单词

13、集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统8.1.2 主令电器主令电器 定义：定义：主令电器是用来发送控制、操作命令的手主令电器是用来发送控制、操作命令的手动电器。动电器。 是切换控制线路的单极或多极电器，是切换控制线路的单极或多极电器，其触头容量小，不能切换主电路。其触头容量小，不能切换主电路。 包括：包括：按钮、行程开关、万能转换开关、主令控按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。制器等。 用途：用途：主令控制器用来频繁切换主令控制器用来频繁切换(通断通断)控制线路控制线路(小电流线路小电流线路)的手动电器。在船舶上：起货机、锚机的手动电器。在船舶上：

14、起货机、锚机都由它进行操作或控制。都由它进行操作或控制。 注意：注意：不能切换主电路，不要被不能切换主电路，不要被“主主”字迷惑。字迷惑。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 用途：用途：按钮开关通常用来接通按钮开关通常用来接通或断开控制电路。有各种防护形或断开控制电路。有各种防护形式和多对常开式和多对常开/闭触头等。闭触头等。 触头：触头：分为常开和常闭两种。分为常开和常闭两种。常开称为常开称为“动合动合”(动作后闭合动作后闭合)，常闭称为常闭称为“动断动断”(动作后断开动作后断开)。 名词：名词：动作指按钮受压后的状动作指按钮受压后的状态。态。“常常

15、”就是就是“常态常态”，指没，指没有任何外力，只在内部反力弹簧有任何外力，只在内部反力弹簧作用下的状态。作用下的状态。 符号：符号：SB 按钮开关按钮开关集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统按钮（手动切换电器）按钮（手动切换电器）(b) 结构结构按钮常用于接通和断开控制电路。按钮常用于接通和断开控制电路。按钮的外形图和结构如图所示。按钮的外形图和结构如图所示。按钮开关的外形和符号按钮开关的外形和符号(a) 外形图外形图常闭触点常闭触点常开触点常开触点集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连

16、杆常闭静触头常闭静触头桥式静触头桥式静触头常开静触头常开静触头外壳外壳4SBSBSB结结构构符符号号名名称称常闭按钮常闭按钮( (停止按钮停止按钮) )常开按钮常开按钮( (起动按钮起动按钮) )复合按钮复合按钮1234123按钮帽按钮帽集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 万能转换开关万能转换开关（commutator switch，多路多极开关）多路多极开关） 用途：用途：多触头、多位置多触头、多位置可控制多回路通断的主令开可控制多回路通断的主令开关，即多路多极开关。关，即多路多极开关。 组成：组成：触头系统、操作触头系统、操作机构、转轴、手柄、齿轮

17、啮机构、转轴、手柄、齿轮啮合机构等。有自复位式和定合机构等。有自复位式和定位式两种操作方式。位式两种操作方式。 表示：表示：采用触头闭合表。采用触头闭合表。“”表示对应档接通；空表示对应档接通；空白则表示断开。白则表示断开。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统按钮式按钮式转臂式转臂式 原理：原理：又称限位开关，是利又称限位开关，是利用机械运动部件碰撞或接近来用机械运动部件碰撞或接近来控制其触头动作。控制其触头动作。 种类：种类：常用型式有按钮式和常用型式有按钮式和转臂式两种。转臂式两种。 行程开关行程开关(limit switch，限位开关，限位开关)集

18、美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统(b)示意图示意图用于自动往复控制或限位保用于自动往复控制或限位保护等。护等。结构与按钮类似，但结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。其动作要由机械撞击。未撞击未撞击撞击撞击(a)外形图外形图ST常开触点常开触点常闭触点常闭触点ST(c) 符号符号 行程开关行程开关(limit switch，限位开关，限位开关)集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 用途：用途：多位置多回路的控制开关，适合于频繁操多位置多回路的控制开关，适合于频繁操作并要求有多种控制状态的场合，例如起货机、锚作并要

19、求有多种控制状态的场合，例如起货机、锚机的控制等。机的控制等。 主要切换控制电路的。主要切换控制电路的。 表示：表示：小圆圈表示触头；虚线表示档位；黑点表小圆圈表示触头；虚线表示档位；黑点表示接通。也有采用触头闭合表表示的。示接通。也有采用触头闭合表表示的。 主令控制器主令控制器结构示意图结构示意图 档位的表示档位的表示 触头与凸轮触头与凸轮外观外观集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统8.1.3 熔断器熔断器(fuse) 用途与类型：用途与类型：短路保护。常用管式和螺旋式。短路保护。常用管式和螺旋式。 保护类型：保护类型：材料不同，可分为：缓、中、速熔。

20、材料不同，可分为：缓、中、速熔。 特性：特性：反时限，反时限， 熔断时间与电流成反比。熔断时间与电流成反比。 额定电流选择：额定电流选择：普通负载等于额定电流；电动机普通负载等于额定电流；电动机等负载，等负载，(1.52.5)电动机额定电流，轻载或降压电动机额定电流，轻载或降压起动时取下限，重载或直接起动时取上限。起动时取下限，重载或直接起动时取上限。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统符号符号FU熔断器额定电流熔断器额定电流 IF的选择：的选择：(1) 电灯、电炉等电阻性负载电灯、电炉等电阻性负载IF IL(3) 频繁起动的电机频繁起动的电机(2) 单

21、台电机单台电机熔断器用于低压线路中的短路保护。熔断器用于低压线路中的短路保护。 常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器。管式熔断器和有填料式熔断器。5 . 2电电动动机机的的起起动动电电流流熔熔丝丝额额定定电电流流 26 . 1电动机的起动电流电动机的起动电流熔丝额定电流熔丝额定电流 集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 定义：定义：是根据输入电量是根据输入电量(如电流、电压如电流、电压)或非电量或非电量(如时间、温度、压力、转速等如时间、温度、压力、转速等)变化而通断控制线路变化而

22、通断控制线路的电器，常用于信号传递和多个电路扩展控制。的电器，常用于信号传递和多个电路扩展控制。 原理分类：原理分类：根据原理可分为电磁式和非电磁式。根据原理可分为电磁式和非电磁式。输入为电量的基本为电磁式，输入为非电量的基本输入为电量的基本为电磁式，输入为非电量的基本为非电磁式。为非电磁式。 返回系数：返回系数：定义同接触器定义同接触器(动作与释放之比动作与释放之比)，普，普通为通为0.10.4，高返回系数的可达，高返回系数的可达0.8。 其它分类：交其它分类：交/直流，电流直流，电流/电压电压/中间继电器等。中间继电器等。8.1.4 继电器继电器(relay)集美大学轮机工程学院集美大学轮

23、机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统继电器继电器主要区别在于：主要区别在于：接触器的主触点可以通过大电流；接触器的主触点可以通过大电流； 继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过能通过小电流小电流。所以，继电器一般用于。所以，继电器一般用于控制电路控制电路中。中。1. 电流及电压继电器电流及电压继电器电流继电器：电流继电器：可用于过载或过载保护，可用于过载或过载保护，电压继电器：电压继电器：主要作为欠压、失压保护。主要作为欠压、失压保护。 继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。集美大学轮机工程

24、学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统中间继电器中间继电器(Contact protective relay) 中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路。线路。 通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。(b) 符号符号KA线圈线圈常开触头常开触头KA常闭触头常闭触头KA(a) 外形外形中间继电器外形与符号中间继电器外形与符号集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及

25、系统 结构原理：结构原理：与接触器类似，但没有灭弧装置。与接触器类似，但没有灭弧装置。 分类：分类：根据输入量不同，分为：电压、电流继电根据输入量不同，分为：电压、电流继电器。根据用途分为：欠器。根据用途分为：欠/过电压、过过电压、过/过电流。过电流。“过过”在正常工作时未动作，超过正常则动作；在正常工作时未动作，超过正常则动作；“欠欠”在在正常工作时已经动作，低于正常则复位。正常工作时已经动作，低于正常则复位。 补充：补充：电压继电器中有一类称为电压继电器中有一类称为“中间继电器中间继电器”，其作用有二：其作用有二：作为信号放大用作为信号放大用(线圈控制电流小，线圈控制电流小，但触头可控制较

26、大电流但触头可控制较大电流)；作为触头扩展用作为触头扩展用(有些器有些器件触头少，而需要控制回路多，用一个触头控制中件触头少，而需要控制回路多，用一个触头控制中间继电器线圈，其触头同时动作，达到扩展目的间继电器线圈，其触头同时动作，达到扩展目的)。 电磁式继电器电磁式继电器( (electromagnetic relay) )集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 工作原理：工作原理：有电磁式、空气阻尼有电磁式、空气阻尼 (或气囊或气囊)式、电式、电动式、钟摆动式、钟摆(或机械或机械)式及半导体式及半导体(电子电子)式等。较常用式等。较常用的是空气阻尼式和

27、半导体式。的是空气阻尼式和半导体式。 线圈触头类型：线圈触头类型：线圈有通电延时时间继电器和断线圈有通电延时时间继电器和断电延时时间继电器两种，其符号各有差别。电延时时间继电器两种，其符号各有差别。 时间继电器时间继电器(timing delay) 通电延时线圈通电延时线圈断电延时线圈断电延时线圈 1.通电延时闭合，断电瞬时断开的常开触头。通电延时闭合，断电瞬时断开的常开触头。 2.通电瞬时闭合，断电延时断开的常开触头。通电瞬时闭合，断电延时断开的常开触头。 3.通电延时断开，断电瞬时闭合的常闭触头。通电延时断开，断电瞬时闭合的常闭触头。 4.通电瞬时断开，断电延时闭合的常闭触头。通电瞬时断开

28、，断电延时闭合的常闭触头。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 特点：延时精确，时间范围大，但触头容量小。特点：延时精确，时间范围大，但触头容量小。 半导体时间继电器半导体时间继电器电源通电，电源通电，VT1导通，导通，VT2截止，截止，C4开始充电，开始充电，充电结束后充电结束后VT2导通，导通，VT1截止，截止，K通电，触头通电，触头K1K4改变状改变状态。态。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 特点：特点：触头容量大，但延时不精确，时间范围小。触头容量大，但延时不精确，时间范围小。如如SJ7-A，触头有瞬时

29、动作和延时动作两种，触头有瞬时动作和延时动作两种(有常开有常开/常常闭各一对闭各一对)。延时时间在。延时时间在0.4180s之间。之间。 原理：原理：气囊进气节流，排气不节流。气囊进气节流，排气不节流。 将电磁机构反装，可变成断电延时型。将电磁机构反装，可变成断电延时型。 空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统a) 通电延时继电器通电延时继电器KT线圈线圈通电延时闭合通电延时闭合常开触点常开触点KT通电延时断开通电延时断开常闭触点常闭触点KT(a) 外形外形（1）空气式延时继电器）空气式延时继电器延时继电器的外形与结

30、构延时继电器的外形与结构集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统b) 断电延时继电器断电延时继电器KT线圈线圈断电延时断开断电延时断开常开触点常开触点KT断电延时闭合断电延时闭合常闭触点常闭触点KT延时继电器的外形与结构延时继电器的外形与结构(a) 外形外形（1）空气式延时继电器）空气式延时继电器集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统通电延时的空气式时间继电器结构示意图通电延时的空气式时间继电器结构示意图常开触头常开触头 延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头 延时打开延时打开 微动开关微动开关2微动开关微动开关1常开触头常

31、开触头常闭触头常闭触头工作原理工作原理调节螺丝调节螺丝进气孔进气孔托板托板线圈线圈动铁心动铁心恢复弹簧恢复弹簧挡块挡块释放弹簧释放弹簧活塞杆活塞杆橡皮膜橡皮膜排气孔排气孔(2) 空气式时间继电器空气式时间继电器集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统断电延时的空气式时间继电器结构示意图断电延时的空气式时间继电器结构示意图常闭常闭 延时闭合延时闭合 常闭常闭 延时断开延时断开 常开触头常开触头常闭触头常闭触头空气式时间继电空气式时间继电器的延时范围大器的延时范围大(有有 0.4 60 s 和和0.4 180s 两种两种)。结构简单，但准结构简单，但准确度较低。

32、确度较低。时间继电器的型号有时间继电器的型号有JS7-A和和JJSK2等多种类型。等多种类型。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 原理：原理：利用电流的热效应，使双金属片弯曲，从利用电流的热效应，使双金属片弯曲，从而使触头动作。而使触头动作。 注意：注意：1.热继电器只用作过载保护或缺相保护，热继电器只用作过载保护或缺相保护，不能用作短路保护。不能用作短路保护。 2.热继电器动作后须经过冷却热继电器动作后须经过冷却(一般为一般为2分钟左右分钟左右)后，按动复位按钮才能复位。后，按动复位按钮才能复位。 热继电器热继电器(thermal relay)发热元

33、件串在主电发热元件串在主电路，常闭触头保护路，常闭触头保护用，常开报警用。用，常开报警用。实物实物原理原理集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统热继电器热继电器用于电动机的过载保护。用于电动机的过载保护。热继电器外形与结构热继电器外形与结构(a) 外形外形(b) 结构结构集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。其

34、向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。发热元件发热元件杠杆杠杆工作原理工作原理结构原理图结构原理图双金属片双金属片常闭触头常闭触头热继电器热继电器用于电动机的过载保护。用于电动机的过载保护。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 作用：作用：速度继电器是传递转速信号的继电器，即速度继电器是传递转速信号的继电器，即用来对速度进行检测用的。用来对速度进行检测用的。 原理：原理：将速度转化成圆环上导条的受力（与异步将速度转化成圆环上导条的受力（与异步电动机原理相似），当圆环所受的力大于弹簧力电动机原理相似），当圆环所受的力大于弹簧力(可可人为整定人为整定)时，

35、触头动作。时，触头动作。 结构：结构： 书，书，P.124，图，图8-15。 符号：符号：主体为圆圈。主体为圆圈。 触头可加限定符号。触头可加限定符号。 速度继电器速度继电器集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 电动机的机械制动采用电磁制动器来实现的，常电动机的机械制动采用电磁制动器来实现的，常见的有圆盘式和抱闸式两种。见的有圆盘式和抱闸式两种。 圆盘式：书，圆盘式：书，P.125，图，图8-16。采用圆盘摩擦片。采用圆盘摩擦片。 抱闸式：采用瓦状摩擦片。抱闸式：采用瓦状摩擦片。8.1.5 电磁制动器电磁制动器(electromagnetic brake

36、) 注意：带动位能注意：带动位能性负载的电动机，性负载的电动机，要求采用断电抱闸要求采用断电抱闸的制动方式。的制动方式。松闸状态松闸状态(不制动不制动)抱闸状态抱闸状态(制动制动)集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统可实现短路、过载、失压保护。可实现短路、过载、失压保护。（补充）（补充） 自动空气断路器自动空气断路器(自动开关自动开关)锁钩锁钩主触点主触点手动闭合手动闭合 过流过流 脱扣器脱扣器 欠压欠压 脱扣器脱扣器衔铁释放衔铁释放自动空气断路器原理图自动空气断路器原理图连杆装置连杆装置释放弹簧释放弹簧集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设

37、备及系统船舶电气设备及系统 继电接触控制线路由一些基本控制环节组成，继电接触控制线路由一些基本控制环节组成，下面介绍继电接触控制线路的绘制。下面介绍继电接触控制线路的绘制。 在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。理。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：1. 按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。2. 控

38、制线路由主电路（被控制负载所在电路）控制线路由主电路（被控制负载所在电路） 和控制电路和控制电路 （控制主电路状态）组成。（控制主电路状态）组成。3. 属同一电器元件的不同部分属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和如接触器的线圈和 触点触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同按其功能和所接电路的不同分别画在不同 的电路中，但的电路中，但必须标注相同的文字符号必须标注相同的文字符号。4. 所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下 的正常状态画出，即的正常状态画出，即按通电前的状态绘制按通电前的状态绘制。5. 与电路无关的部件（如铁心、支架、弹簧等

39、）在与电路无关的部件（如铁心、支架、弹簧等）在 控制电路中不画出。控制电路中不画出。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统分析和设计控制电路时应注意以下几点：分析和设计控制电路时应注意以下几点：(1)使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准 确可靠确可靠 (2) 尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一一 个电器的控制电路。个电器的控制电路。(3) 必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈 串联。串联。集美大学轮机工程学院集美大

40、学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 控制电器的文字、图形符号，原理和特点。具控制电器的文字、图形符号，原理和特点。具体有：体有： 接触器作用、组成、结构、特点和原理。接触器作用、组成、结构、特点和原理。 主令控制器、熔断器、继电器和电磁制动器的主令控制器、熔断器、继电器和电磁制动器的原理、特点和符号等。原理、特点和符号等。 第一节要点第一节要点集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 短路电流保护短路电流保护 过载保护过载保护 零电压和欠电压保护零电压和欠电压保护 缺相保护缺相保护本节主要内容：本节主要内容：集美大学轮机工程学院集美大学轮机工

41、程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统主主电电路路控制电路控制电路(1) 电路电路SB1KMSB2FRKM FRKMFUQ3M.保险丝保险丝热继电器热继电器发热元件发热元件开关开关接触器接触器主触点主触点起动按钮起动按钮停止按钮停止按钮接触器接触器线圈线圈接触器接触器辅助触点辅助触点热继电器热继电器动断触点动断触点(b)原理图原理图集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统控制电路控制电路一、直接起动一、直接起动电动机的保护电动机的保护SB1KMSB2FRKM FRKMFUQ3M.热继电器热继电器过载保护过载保护保险丝保险丝短路保护短路保护接触器接触器零压

42、、欠压保护零压、欠压保护热继电器热继电器动断触点动断触点主主电电路路控控制制电电路路集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 短路保护短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。故要求迅速、可靠切断电源。通常采用熔断器通常采用熔断器 FU和过流和过流继电器继电器等。等。 欠压欠压是指电动机工作时，引起电流增加甚至使电动机是指电动机工作时，引起电流增加甚至使电动机停转，停转，失压失压(零压零压)是指电

43、源电压消失而使电动机停转，在是指电源电压消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动(亦称自起动亦称自起动)，易造成人身或设备故障。易造成人身或设备故障。常用的失压和欠压保护有：对接常用的失压和欠压保护有：对接触器实行自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。触器实行自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。 过载保护过载保护是为防止三相电动机在运行中电流超过额是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保护。定值而设置的保护。常采用热继电器常采用热继电器FR保护，也可采用保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。自动开关和电流继电器保护。集

44、美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统FRKMKMSB1SB2控制电路控制电路KM合上开关合上开关Q起动起动(2) 控制原理控制原理KM辅助触点闭合自锁。辅助触点闭合自锁。按下起动按钮按下起动按钮SB2 , KM线圈通电，线圈通电，KM主触点闭合，主触点闭合， 电动机运转。电动机运转。通电通电KM主主电电路路 FR3MFUQ Q转动转动集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统FRKMKMSB1SB2控制电路控制电路KM合上开关合上开关Q起动起动(2) 控制原理控制原理KM辅助触点闭合自锁。辅助触点闭合自锁。按下起动按钮按下

45、起动按钮SB2 , KM线圈通电，线圈通电，KM主触点闭合，主触点闭合， 电动机运转。电动机运转。通电通电KM主主电电路路 FR3MFUQ Q转动转动松开起动按钮松开起动按钮SB2 利用自身辅助触点，维持利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁线圈通电的作用称自锁自锁自锁集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统FRKMKMSB1SB2控制电路控制电路KM停车停车(2) 控制原理控制原理通电通电KM主主电电路路 FR3MFUQ Q转动转动自锁自锁 按下停止按钮按下停止按钮SB1 , KM线圈断电线圈断电KM主触点断开主触点断开, 电动机停转。电动机停转。KM

46、辅助触点断开，取消自锁。辅助触点断开，取消自锁。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统FRKMKMSB1SB2控制电路控制电路KM停车停车(2) 控制原理控制原理断电断电主主电电路路 FR3MFUQ Q转动转动 按下停止按钮按下停止按钮SB1 , KM线圈断电线圈断电KM主触点断开主触点断开, 电动机停转。电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。辅助触点断开，取消自锁。 集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 元件：元件：采用熔断器。采用熔断器。 应用：应用：主电路和控制主电路和控制电路都装有熔断器电路都装有熔断器FU

47、。为什么？为什么？ 起动过程：起动过程：送电，送电，合合QS，按按SB1线圈线圈KM通电，通电，KM14触触头改变状态，头改变状态，电机通电机通电起动，指示灯电起动，指示灯HL1熄灭，熄灭，HL2点亮。点亮。8.2.1 短路电流保护短路电流保护书书P.125，图，图8-17【注意】：书上的图，热继电【注意】：书上的图，热继电器文字符号打错，应为器文字符号打错，应为FR。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 原理：原理：FR动作，动作，KM失电。失电。 特点：特点：短时过流短时过流/载时，不马上动作；载时，不马上动作；长期过载才动作。长期过载才动作。 过电

48、流保护：过电流保护：采采用电流继电器串联。用电流继电器串联。 注意：注意：过载与短过载与短路路/过流保护区别。过流保护区别。8.2.2 过载保护过载保护 书书P.125，图，图8-17中，中，FR1/2是早是早期产品，现只有一个常闭触头。期产品，现只有一个常闭触头。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 作用：作用：断电后恢复供电，不能自行起动。或者电断电后恢复供电，不能自行起动。或者电压太低，停车。压太低，停车。 元件：元件：采用电压继电器或接触器的常开触头作为采用电压继电器或接触器的常开触头作为自锁触头。主令控制器则采用零压或零位继电器。自锁触头。主令

49、控制器则采用零压或零位继电器。 要求：要求：用作零电压和欠电压保护的继电器或接触用作零电压和欠电压保护的继电器或接触器，应具备高返回系数，吸引线圈吸合电压器，应具备高返回系数，吸引线圈吸合电压Ux一般一般整定在整定在0.80.85额定电压之间，释放电压额定电压之间，释放电压Uf则整定在则整定在0.50.7额定电压之间。额定电压之间。8.2.3 零电压和欠电压保护零电压和欠电压保护集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 缺相的特点：缺相的特点：三相交流异步电动机运行时，任一三相交流异步电动机运行时，任一相断线相断线(或失电或失电)，会造成单相运行。，会造成单

50、相运行。此时电动机为此时电动机为得到同样转矩，得到同样转矩，(半载或以上时半载或以上时)定子电流将大大超过定子电流将大大超过其额定电流，导致电机发热烧坏。其额定电流，导致电机发热烧坏。缺相运行的电缺相运行的电机，还伴随着剧烈的电振动和机械振动。机，还伴随着剧烈的电振动和机械振动。 保护元件：热继电器保护元件：热继电器FR。 接线：接线：将热继电器的发热元件串接在三相主电路将热继电器的发热元件串接在三相主电路的任意两相之中，在任一相发生断路故障时，必然的任意两相之中，在任一相发生断路故障时，必然导致另两相电流的大幅度增加，为热继电器所检测导致另两相电流的大幅度增加，为热继电器所检测到。到。 用单

51、个发热行吗？用单个发热行吗？8.2.4 缺相保护缺相保护集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 电动机的保护种类电动机的保护种类(短路、缺相过载和失欠压短路、缺相过载和失欠压)、目的与实现。目的与实现。 了解各种故障对电动机的影响及现象。了解各种故障对电动机的影响及现象。 第二节要点第二节要点集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 本节主要内容本节主要内容 点动控制点动控制 联锁控制联锁控制 连续控制连续控制 双位控制双位控制 行程控制行程控制 时间控制时间控制 多地点控制多地点控制 典型控制电路典型控制电路 互锁控制

52、互锁控制集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 1. 控制系统内全部电机、电器或其它带电部分，都控制系统内全部电机、电器或其它带电部分，都应按标准绘制和标注图形和文字符号；应按标准绘制和标注图形和文字符号； 2. 电路图分为电路图分为主电路主电路和和控制电路控制电路两部分，主电路用两部分，主电路用粗实线绘制在左边或上部；粗实线绘制在左边或上部； 3. 各电器按各电器按“常开常开” (未通电或不受外力未通电或不受外力)绘制；绘制； 4. 同一电器的不同部件按作用画在不同位置，但标同一电器的不同部件按作用画在不同位置，但标以相同的文字符号（以数字进行区别）；以

53、相同的文字符号（以数字进行区别）； 5. 图中各元件动作顺序一般是：图中各元件动作顺序一般是：“从上到下，从左从上到下，从左到右到右”。直接连接点要用小圆圈或小黑点表示。图中。直接连接点要用小圆圈或小黑点表示。图中虚线表示机械联动。虚线表示机械联动。 电气原理图的基本规定电气原理图的基本规定( (补充补充) )集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 控制系统的组成：控制系统的组成：电器由元件组成，电器用导线电器由元件组成，电器用导线连接成电气线路，从而组成继电接触器控制系统。连接成电气线路，从而组成继电接触器控制系统。 常用控制电器：常用控制电器：各种继电

54、器、接触器、按钮、开各种继电器、接触器、按钮、开关及其它电器，电动机也是控制系统的一部分。关及其它电器，电动机也是控制系统的一部分。 图形符号和文字符号：符合图形符号和文字符号：符合GB4728-84、85和和GB7159-87的标准，见书附录。的标准，见书附录。 常用文字符号：常用文字符号：KM接触器，接触器，KA继电器，继电器，KT时时间继电器，间继电器，SB按钮，按钮，FR热继电器，热继电器，FU熔断器，熔断器，QS空气开关，空气开关，SA主令触点。主令触点。 动作触头改变状态，复位触头恢复原状。动作触头改变状态，复位触头恢复原状。 电气原理图的其它说明电气原理图的其它说明( (补充补充

55、) )集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统8.3.1 点动控制点动控制 应用场合：应用场合：需要场频繁调整和短时操作时。如：甲需要场频繁调整和短时操作时。如：甲板舷梯起落设备，主机盘车机等。板舷梯起落设备，主机盘车机等。 原理：原理：点则动，不点则不动。点则动，不点则不动。“点点”就是按压按钮；就是按压按钮；“动动”时线圈通电，触头改变状态；时线圈通电，触头改变状态；“不动不动”时则线时则线圈断电，触头恢复常态。圈断电，触头恢复常态。 控制线路：控制线路：书书P.127，图，图8-18(a)。 省略了熔断省略了熔断器、热继电器等元件。器、热继电器等元件。

56、按钮按钮线圈线圈点动控制线路点动控制线路集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统8.3.2 连续控制连续控制 特点：特点：起动和停止需人为操起动和停止需人为操作，运行时人不参与。作，运行时人不参与。 点点动运行人要参与动运行人要参与(按住按钮按住按钮)。 起动过程：起动过程：按压起动按钮按压起动按钮SB1，接触器，接触器KM的线圈通电，的线圈通电，其常开辅助触头其常开辅助触头KM2闭合、自闭合、自锁，主触头锁，主触头KM1(未画出未画出)，闭，闭合，电动机运行。合，电动机运行。 停止：停止：按压停止按钮按压停止按钮SB2，接触器接触器KM的线圈断电。的线圈断

57、电。 SB1 SB2返回返回跳过跳过 【注意】：【注意】： 综合题就是以连综合题就是以连续运行控制线路为基续运行控制线路为基础，分析线路是否错础，分析线路是否错误及其工作过程。误及其工作过程。集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 特点：特点：起动和停止需人为操起动和停止需人为操作，运行时人不参与。作，运行时人不参与。 点点动运行人要参与动运行人要参与(按住按钮按住按钮)。 起动过程：起动过程：按压起动按钮按压起动按钮SB1，接触器，接触器KM的线圈通电，的线圈通电，其常开辅助触头其常开辅助触头KM2闭合、自闭合、自锁，主触头锁，主触头KM1(未画出未画出

58、)，闭，闭合，电动机运行。合，电动机运行。 停止：停止：按压停止按钮按压停止按钮SB2，接触器接触器KM的线圈断电。的线圈断电。 SB1 SB2返回返回跳过跳过 【注意】：【注意】： 综合题就是以连综合题就是以连续运行控制线路为基续运行控制线路为基础，分析线路是否错础，分析线路是否错误及其工作过程。误及其工作过程。8.3.2 连续控制连续控制集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 特点：特点：起动和停止需人为操起动和停止需人为操作，运行时人不参与。作，运行时人不参与。 点点动运行人要参与动运行人要参与(按住按钮按住按钮)。 起动过程：起动过程：按压起动按钮

59、按压起动按钮SB1，接触器，接触器KM的线圈通电，的线圈通电，其常开辅助触头其常开辅助触头KM2闭合、自闭合、自锁，主触头锁，主触头KM1(未画出未画出)，闭，闭合，电动机运行。合，电动机运行。 停止：停止：按压停止按钮按压停止按钮SB2，接触器接触器KM的线圈断电。的线圈断电。 SB1 SB2返回返回跳过跳过 【注意】：【注意】： 综合题就是以连综合题就是以连续运行控制线路为基续运行控制线路为基础，分析线路是否错础，分析线路是否错误及其工作过程。误及其工作过程。8.3.2 连续控制连续控制集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电气设备及系统 运动部件行程范围需要限制时

60、，如船舶舵机的左运动部件行程范围需要限制时，如船舶舵机的左右舵角偏转限制在右舵角偏转限制在35以内；起货机防止吊索收尽造以内；起货机防止吊索收尽造成吊钩撞碰吊臂事故等时。可采用行程控制，将开成吊钩撞碰吊臂事故等时。可采用行程控制，将开关安置在设限的位置上。关安置在设限的位置上。 书书P.128，图，图8-19(a)。 ST1和和ST2：一个作为正常限位控制，另一个则作一个作为正常限位控制，另一个则作为极限保护用。为极限保护用。 即图中的即图中的SL1和和SL2。8.3.3 行程控制行程控制图图8-19(a)行程控制线路行程控制线路集美大学轮机工程学院集美大学轮机工程学院船舶电气设备及系统船舶电