电动机及基本电气控制线路第一课

1、课题一课题一 电动机与电动机与基本电气控制线路基本电气控制线路 任务一任务一 认识三相交流异步电动机认识三相交流异步电动机 任务二任务二 实现电动机点动控制实现电动机点动控制 任务三任务三 实现电动机自锁控制实现电动机自锁控制 任务四任务四 实现电动机点动与自锁混合控制实现电动机点动与自锁混合控制 任务五任务五 实现电动机正反转控制实现电动机正反转控制 任务六任务六 实现工作机械行程与位置控制实现工作机械行程与位置控制 任务七任务七 实现电动机实现电动机Y-Y-降压启动控制降压启动控制 任务八任务八 实现电动机调速控制实现电动机调速控制 在组装电气控制线路之前，要从以下几个方面认识三相交流异步

2、电动机：1三相交流异步电动机的结构；2三相交流异步电动机的转动原理；3三相交流异步电动机的额定值；4如何检查三相交流异步电动机。任务一任务一 认识三相交流异步电动机认识三相交流异步电动机 任务引入任务引入 一、三相交流异步电动机的结构一、三相交流异步电动机的结构相关知识相关知识1. 定子定子1. 定子定子2. 转子转子二、三相交流异步电动机的转动原理二、三相交流异步电动机的转动原理1鼠笼型转子跟随旋转磁铁转动的实验鼠笼型转子跟随旋转磁铁转动的实验2旋转磁场的产生旋转磁场的产生2旋转磁场的产生旋转磁场的产生1s60fnP表表1.1 磁极个数与旋转磁场转速的关系磁极个数与旋转磁场转速的关系磁极（磁

3、极（个）个）2极极4极极6极极8极极10极极12极极nsr/min3000150010007506005003三相交流异步电动机的转动原理和转差率三相交流异步电动机的转动原理和转差率 转差率是分析三相交流异步电动机工作特性的重要参数。电动机启动瞬间，s = 1，转差率最大，启动过程中随着转子转速升高，转差率越来越小。由于三相交流异步电动机的额定转速与旋转磁场的转速接近，所以额定转差率很小，通常为1%7%。 通常将旋转磁场的转速ns与转子转速n的差和旋转磁场的转速ns之比称为转差率，即ssnnsn （1）额定功率（kW）。指电动机在额定运行状态下，转轴上输出的机械功率。 （2）额定电压（V）。指

4、电动机在正常运行时，定子绕组规定使用的线电压。常用的中小功率电动机额定电压为380V。 （3）额定电流（A）。指电动机在输出额定功率时，定子绕组允许通过的线电流。由于电动机启动时转速很低，转子与旋转磁场的相对速度差很大，因此，转子绕组中感生电流很大，引起定子绕组中电流也很大，所以，电动机的启动电流约为额定电流的47倍。 三、三相交流异步电动机的额定值三、三相交流异步电动机的额定值 （4）额定频率（Hz）。指电动机在额定条件运行时的电源频率。我国交流电的频率为50Hz，在调速时则可通过变频器改变电源频率。 （5）额定转速（r/min）。指电动机在额定电压、额定频率及输出额定功率时的转速。 （6）

5、接法。指三相定子绕组的连接方式。当额定电压为380V时，小功率（3kW以下）电动机多为形连接，中、大功率电动机为形连接。三、三相交流异步电动机的额定值三、三相交流异步电动机的额定值 （1）机械方面的检查。电动机的安装基础应牢固。用手转动转轴，能平稳地旋转，不应出现异常摩擦声和机械撞击声。 （2）接线可靠。机壳采取接地或接零保护。 （3）定子绕组直流电阻的测试。各相绕组的阻值应均匀相等，正常阻值约为几欧姆至十几欧姆。 （4）定子绕组绝缘电阻的测试。用500V兆欧表测试三相定子绕组相互间的绝缘电阻和三相定子绕组对机座的绝缘电阻，阻值应为2M以上。 （5）运行电流的测试。三相交流电流是否对称和符合额

6、定值。四、三相交流异步电动机的日常检查与测试项目四、三相交流异步电动机的日常检查与测试项目任务实施任务实施 断开电源开关，在断电情况下检查电动机。 （1）检查三相交流异步电动机的安装是否牢靠。 （2）用手拨动转轴，转子转动应平稳无噪声。 （3）观察三相交流异步电动机的铭牌，熟悉铭牌上技术参数的意义。 （4）打开接线盒，按接线方式连接。 （5）检查三相交流异步电动机的接地保护线是否牢靠。 （6）用万用表电阻挡测试三相定子绕组的直流电阻并记录。 （7）用500V兆欧表测试三相定子绕组相互间的绝缘电阻和三相定子绕组对机座的绝缘电阻并记录。 任务二任务二 实现电动机点动控制实现电动机点动控制 任务引入

7、任务引入 点动控制适用于电动机较短时间运转。 电 动 机 点动 控 制 的 操作 为 ： 按 下点动按钮SB，电动机M启动运 转 ； 松 开点动按钮SB，电动机M停止。图图1.9 点动控制线路器件位置图点动控制线路器件位置图 图图1.8 点动控制线路安装接线图点动控制线路安装接线图 相关知识相关知识 电气控制线路可分为主电路和控制电路两大部分。主电路是电动机电流流经的电路，主电路的特点是电压高、电流大。控制电路是对主电路起控制作用的电路，控制电路的特点是电压不确定（通常电压范围为36V380V），电流小。在原理图中主电路绘在左侧，控制电路绘在右侧。同一个电气器件的各个部分可以分别绘在不同的电路

8、中，例如，接触器的主触头符号绘在主电路中，线圈符号绘在控制电路中，主触头和线圈的图形符号不同，但文字符号相同，表示为同一个电气器件。 一、电路构成一、电路构成 二、组合开关二、组合开关 三、按钮三、按钮 四、接触器四、接触器 四、接触器四、接触器 图图1.12 交流接触器交流接触器四、接触器四、接触器 4交流接触器的选用交流接触器的选用 （1）主触头额定电压的选择。接触器主触头的额定电压应大于或等于被控制电路的额定电压。 （2）主触头额定电流的选择。接触器主触头的额定电流应大于或等于电动机的额定电流。如果用作电动机频繁启动、制动及正反转的场合，应将接触器主触头的额定电流降低一个等级使用。 （3

9、）线圈额定电压的选择。线圈额定电压应与设备控制电路的电压等级相同，通常选用380V或220V，若从安全考虑需用较低电压时也可选用36V或110V。五、熔断器五、熔断器 五、熔断器五、熔断器 3熔体额定电流的选择熔体额定电流的选择 照明和电热负载：熔体额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。 电动机控制电路的选择应注意以下几点。 （1）对于单台电动机，熔体额定电流应大于或等于电动机额定电流的1.52.5倍。 （2）对于多台电动机，熔体额定电流应大于或等于其中最大功率电动机的额定电流的1.52.5倍，再加上其余电动机的额定电流之和。 对于启动负载重、启动时间长的电动机，熔体额定电流的倍数应适当增大，

10、反之适当减小。 任务实施任务实施 二、操作步骤二、操作步骤 （1）仔细观察各种不同类型、规格的按钮和接触器，熟悉它们的外形、结构、型号及主要技术参数的意义和动作原理。 （2）检测按钮和接触器的质量好坏，特别要注意检查接触器线圈电压是否符合控制电路的电压等级。 （3）按照图1.7、图1.8、图1.9所示在控制板上安装器件和接线，要求各器件安装位置整齐、匀称，间距合理。 （4）检查安装的线路是否符合安装及控制要求。 （5）经指导教师检查合格后进行通电操作。 闭合电源组合开关QS。 启动：按下按钮SBKM线圈通电KM主触头闭合电动机M通电运转。 停止：松开按钮SBKM线圈断电KM主触头分断电动机M断

11、电停止。 （6）断开电源组合开关QS。知识扩展知识扩展 中间继电器中间继电器 任务三任务三 实现电动机自锁控制实现电动机自锁控制 任务引入任务引入 自锁控制适用于电动机较长时间运转。图图1.16 自锁控制线路原理图自锁控制线路原理图图图1.17 自锁控制线路安装接线图自锁控制线路安装接线图 相关知识相关知识一、热继电器一、热继电器 一、热继电器一、热继电器 一、热继电器一、热继电器 一、热继电器一、热继电器 3选用方法选用方法 （1）选类型。一般情况可选择两相或普通三相结构的热继电器，但对于三角形接法的电动机，应选择三相结构并带断相保护功能的热继电器。 （2）选择额定电流。热继电器的额定电流要

12、大于或等于电动机的额定电流。 （3）合理整定热元件的动作电流。一般情况下，将整定电流调整在与电动机的额定电流相等即可。但对于启动时负载较重的电动机，整定电流可略大于电动机的额定电流。二、自锁控制线路工作原理二、自锁控制线路工作原理 任务实施任务实施 二、操作步骤二、操作步骤 （1）仔细观察热继电器，熟悉外形、结构、型号及主要技术参数的意义和动作原理。 （2）检测按钮、热继电器和接触器的质量好坏，特别要注意检查接触器线圈电压是否符合控制电路的电压等级。 （3）按照图1.16、图1.17所示在控制板上安装器件和接线，要求各器件安装位置整齐、匀称，间距合理。 （4）检查安装的线路是否符合安装及控制要

13、求。 （5）经指导教师检查合格后进行通电操作。 （6）按下启动按钮SB1，交流接触器KM通电，电动机M通电运行。 （7）按下停止按钮SB2，交流接触器KM断电，电动机M断电停止。 （8）操作完毕，关断电源开关。知识扩展知识扩展 多地控制多地控制 任务四任务四 实现电动机点动与自锁混合控制实现电动机点动与自锁混合控制 任务引入任务引入 有启动、停止、点动3个按钮。图图1.23 点动与自锁混合控制线路原理图点动与自锁混合控制线路原理图图图1.24 点动与自锁混合控制线路安装接线图点动与自锁混合控制线路安装接线图 相关知识相关知识一、低压断路器一、低压断路器 一、低压断路器一、低压断路器 一、低压断

14、路器一、低压断路器 3选用方法选用方法 （1）低压断路器的额定电压和额定电流应等于或大于线路的工作电压和工作电流。 （2）热脱扣器的额定电流应大于或等于线路的最大工作电流。 （3）热脱扣器的整定电流应等于被控制线路正常工作电流或电动机的额定电流。二、工作原理二、工作原理 任务实施任务实施 二、操作步骤二、操作步骤 （1）按照图1.23、图1.24所示在控制板上安装器件和接线，要求各器件安装位置整齐、匀称，间距合理。 （2）检查安装的线路是否符合安装及控制要求。 （3）经指导教师检查合格后进行通电操作。 （4）按下启动按钮SB1，交流接触器KM通电，电动机M通电运行。 （5）按下停止按钮SB2，

15、交流接触器KM断电，电动机M断电停止。 （6）按下点动按钮SB3，交流接触器KM通电，电动机M通电运行；松开点动按钮SB3，交流接触器KM断电，电动机M断电停止。 （7）操作完毕，关断电源开关。知识扩展知识扩展 电动机顺序控制电动机顺序控制1 电动机顺序控制电动机顺序控制2 电动机顺序控制电动机顺序控制3 任务五任务五 实现电动机正反转控制实现电动机正反转控制 任务引入任务引入 有正转、反转、停止3个按钮。相关知识相关知识电动机正反转工作原理电动机正反转工作原理 当改变三相交流电动机的电源相序时，电动机便改变转动方向。正反转控制线路中正转接触器KM1引入电源相序为L1L2L3，使电动机正转；反

16、转接触器KM2引入电源相序为L3L2L1，使电动机反转。 正转接触器与反转接触器不允许同时接通，否则会出现电源短路事故。主电路中的“”符号为机械联锁符号，表示KM1与KM2互相机械联锁。在控制电路中，也必须采用接触器联锁措施，联锁的方法是将接触器的常闭触头与对方接触器线圈相串联。在电路中起联锁作用的触头称为联锁触头。电动机正反转工作原理电动机正反转工作原理 任务实施任务实施 二、操作步骤二、操作步骤 （1）按照图1.31、图1.32所示在控制板上安装器件和接线，要求各器件安装位置整齐、匀称，间距合理。 （2）检查安装的线路是否符合安装及控制要求。 （3）经指导教师检查合格后进行通电操作。 （4

17、）按下正转按钮SB1，交流接触器KM1通电，电动机M通电正转运行。 （5）按下停止按钮SB3，交流接触器KM1断电，电动机M断电停止。 （6）按下反转按钮SB2，交流接触器KM2通电，电动机M通电反转运行。 （7）按下停止按钮SB3，交流接触器KM2断电，电动机M断电停止。 （8）操作完毕，关断电源开关。知识扩展知识扩展 双重联锁的正反转控制线路双重联锁的正反转控制线路 任务六任务六 实现工作机械行程与位置控制实现工作机械行程与位置控制 任务引入任务引入相关知识相关知识一、行程开关一、行程开关 一、行程开关一、行程开关 二、电路原理二、电路原理 二、电路原理二、电路原理 任务实施任务实施 二、

18、操作步骤二、操作步骤 （1）仔细观察行程开关，熟悉外形、结构、型号及主要技术参数的意义和动作原理。 （2）根据图1.36所示在控制板上安装器件和接线，要求各器件安装位置整齐、匀称，间距合理。 （3）检查安装的线路是否符合安装及控制要求。 （4）经指导教师检查合格后进行通电操作。 （5）按下前进按钮SB1，交流接触器KM1通电，电动机M通电正转运行。 （6）拨动前进位置行程开关SQ1，交流接触器KM1断电，电动机M断电停止。 （7）按下后退按钮SB2，交流接触器KM2通电，电动机M通电反转运行。 （8）拨动后退位置行程开关SQ2，交流接触器KM3断电，电动机M断电停止。 （9）无论电动机处于何种

19、状态，按下停止按钮SB3，电动机M断电停止。知识扩展知识扩展 自动往返控制自动往返控制 自动往返控制线路自动往返控制线路 任务七任务七 实现电动机实现电动机Y降压启动控制降压启动控制 任务引入任务引入相关知识相关知识一、时间继电器一、时间继电器 一、时间继电器一、时间继电器 一、时间继电器一、时间继电器 一、时间继电器一、时间继电器 4晶体管式时间继电器晶体管式时间继电器 晶体管式时间继电器延时精度高，时间长，调节方便。例如，图1.43（c）所示的晶体管式时间继电器的延时规格为30s，刻度调节范围010，图中所示调节旋钮指向刻度5，则延时时间为15s。JS20-D是断电延时型晶体管式时间继电器

20、的型号。主要技术数据如下。 （1）供电电压：交流（36V、110V、220V、380V）；直流（24V、27V、30V、36V、110V、220V）。 （2）延时规格：5s、10s、30s、60s、120s、180s；5min、10min、20min、30min、60min。一、时间继电器一、时间继电器 5空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器 JS7-A系列空气阻尼式时间继电器主要由电磁系统、工作触头和气室三部分组成。工作触头包括2对瞬时触头（1常开1常闭）和2对延时触头（1常开1常闭）。 空气阻尼式时间继电器是利用气室内的空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。主要技术数据如下。 （1）

21、供电电压：交流（24V、36V、110V、220V、380V）。 （2）延时规格：0.460s、0.4180s。一、时间继电器一、时间继电器 6选用选用 （1）根据系统的延时范围和精度选择时间继电器的类型和系列。在延时精度要求不高的场合，可选用空气阻尼式时间继电器；要求延时精度高、延时范围较大的场合，可选用晶体管式时间继电器。目前电气设备中较多使用晶体管式时间继电器。 （2）根据控制电路的要求选择时间继电器的延时方式（通电延时型或断电延时型）。 （3）时间继电器电磁线圈的电压应与控制电路电压等级相同。相关知识相关知识二、电路原理二、电路原理 任务实施任务实施 二、操作步骤二、操作步骤 （1）仔细观察时间继电器，熟悉它们的外形、结构、型号及主要技术参数的意义和动作原理。 （2）按照图1.41、图1.42所示在控制板上安装器件和接线，要求各器件安装