电工教学课件

1、三相笼型电动机直接起动控制长动和点动控制正反转控制线路接触器联锁的正反转控制线路接触器联锁的正反转控制线路 按钮联锁的正反转控制线按钮联锁的正反转控制线按钮 接触器复合联锁正反转控制线路SB1 停止按钮SB2 正传按钮SB3 反转按钮接触器的作用和分类接触器的作用和分类接触器是一种应用广泛的开关电器。接触器主要用于频繁接通或分断交、直流主电路和大容量的控制电路，并 通过线圈而达到小电流控制大电流的作用及失、欠压保护和实现远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制及各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机

2、、电容器组等。接触器按被控电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。这里主要介绍常用的交流接触器。交流接触器又可分为电磁式和真空式2种。1接触器的符号接触器的图形符号如图l所示，文字符号为KM。 图1 接触器的图形符号a)线圈 b)主触点 c)辅助触点常开触点常闭触点2接触器的型号说明例如：CJl0Z-403 为交流接触器，设计序号10，重任务型，额定电流40A主触点为3极。CJl2T-2503为改型后的交流接触器，设计序号12，额定电流250A，3个主触点。我国生产的交流接触器常用的有CJl0，CJl2，CJX1，CJ20等系列及其派生系列产品，CJ0系列及其改型产品已逐步被CJ20、CJX系

3、列产品取代。上述系列产品一般具有三对常开主触点，常开、常闭辅助触点各两对。直流接触器常用的有CZ0系列，分单极和双极两大类，常开、常闭辅助触点各不超过两对。交流接触器的结构交流接触器的结构如图l所示为交流接触器的外形与结构示意图。交流接触器由以下四部分组成： 1一灭弧罩 2一触点压力弹簧片 3一主触点 4一反作用弹簧 5一线圈 6一短路环 7一静铁心 8一弹簧 9一动铁心 10一辅助常开触点 11一辅助常闭触点1）电磁机构 电磁机构由线圈、动铁心(衔铁)和静铁心组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作。（2）触点系统 包括主触点和辅图1 CJ10-20型交流接触器助触点。主

4、触点用于通断主电路，通常为三对常开触点。辅助触点用于控制电路，起电气联锁作用，故又称联锁触点，一般常开、常闭各两对。（3）灭弧装置 容量在10A以上的接触器都有灭弧装置，对于小容量的接触器，常采用双断口触点灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量的接触器，采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。（4）其他部件 包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及外壳等。短路环的作用电磁机构的磁通是交变的,而电磁吸力与磁通的平方成正比,当磁通为零时,吸力也为零,这时候衔铁在弹簧的反力作用下被拉开,磁通过零后吸力增大,大吸力大与反力时衔铁又吸合,在如此反复循环的过程中衔铁产生强烈的振动和噪音,振

5、动使电器寿命缩短,并使触点接触不良.磨损.或溶焊,装了短路环后,线圈电流产生磁通， 一部分穿过短路环,将在环内产生感应电流,产生感应磁通,它们不仅相位不同而且幅值也不一样,有这两个磁通产生的电磁力就不再同时过零点,这时,合成磁力就相当平稳,只要最小吸力大于反力,那么衔铁将会牢牢地吸住,不会产生振动和噪音。直流接触器,因为直流电不是交变的,所以无需短路环. 灭弧系统灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠的熄灭，减少电弧对触点的损伤。为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般采用半封式纵缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。交流接触器的工作原理交流接触器的工作原理电磁式接触器的工

6、作原理如下：线圈通电后，在铁芯中产生磁通及电磁吸力。此电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合，带动触点机构动作，常闭触点打开，常开触点闭合，互锁或接通线路。线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力小于弹簧反力，使得衔铁释放，触点机构复位，断开线路或解除互锁。铁心线圈常开主触点常开辅助触点常闭辅助触点回力弹簧衔铁交流接触器的选用交流接触器的选用 主回路触点的额定电流应大于或等于被控设备的额定电流，控制电动机的接触器可按电动机额定电流的倍选择。为了防止频繁操作的接触器主触点烧蚀，频繁动作的接触器额定电流可降低使用。接触器的电磁线圈额定电压有36、110、220、380等，电磁线圈允许在额定电压的80%

7、105%范围内使用。 当然，低压电器作用远不止这些，随着科学技术的发展，新功能、新设备会不断出现。 对低压配电电器要求是灭弧能力强、分断能力好，热稳定性能好、限流准确等。对低压控制电器，则要求其动作可靠、操作频率高、寿命长并具有一定的负载能力。热继电器(FR) 热继电器(FR)主要用于电力拖动系统中电动机负载的过载保护。利用电流的热效应原理反时限动作的原理来工作的保护电器 电动机在实际运行中，常会遇到过载情况，但只要过载不严重、时间短，绕组不超过允许的温升，这种过载是允许的。但如果过载情况严重、时间长，则会加速电动机绝缘的老化，缩短电动机的使用年限，甚至烧毁电动机，因此必须对电动机进行过载保护

8、。热继电器的结构原理热继电器的测量元件通常用双金属片，它是由主动层和被动层组成。主动层材料采用较高膨胀系数的铁铬镍合金。被动层材料采用膨胀系数很小的铁镍合金。因此，这种膨胀系数较小的被动层一面弯曲。 一般由加热元件、控制触头和动作系统、复位机构三部分组成。当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，它便向上弯曲，因而脱扣，扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开，常闭触点是接在电动机的控制电路的。控制电路断开而使接触器的线圈断开，从而断开电动机主电路。 FR发 热 元 件双 金 属 片常 闭 触 点复位按钮弹 簧扣 板发 热 元 件常 闭 触 点IIFR热继电器的整定电流热继电器的整定电流：是指热继电

9、器连续工作而不动作的最大电流。由于热继电器主双金属片受热膨胀的热惯性及动作机构传递信号的惰性原因，热继电器从过载到触头动作需要一定的时间，因此热继电器不能作短路保护。但正因为此原因，保证了热继电器在电动机起动或短时过载时不会动作，从而满足了电动机的运行要求。热继电器的选择 1)类型选择： 一般情况下，可选用两相结构的热继电器，但当三相电压的均衡性较差，工作环境恶劣或无人看管的电动机，宜选用三相结构的热继电器。对于三角形接线的电动机，应选用带断相保护装置的热继电器。 (2)热继电器额定电流选择： 热继电器的额定电流应大于电动机额定电流。然后根据该额定电流来选择热继电器的型号。 (3)热元件额定电

10、流的选择和整定： 热元件的额定电流应略大于电动机额定电流。当电动机启动电流为其额定电流的6倍及启动时间不超过5S时，热无件的整定电流调节到等于电动机的额定电流；当电动机的启动时间较长、拖动冲击性负载或不允许停车时，热元件整定电流调节到电动机额定电流的1.1-1.15倍。 时间继电器 自得到动作信号起至触头动作或线路输出电路产生跳跃式改变,有一定延时时间，该延时时间又符合其准确度要求的继电器称为时间继电器。它广泛用于需要按时间顺序进行控制的电器控制线路中。 其种类很多，常用的有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等。其中,电磁式时间继电器的结构简单,价格低廉,但体积和重量较大,延时较短,且只能用

11、于直流断电延时;电动式时间继电器的延时精度高,延时可调范围大,但结构复杂,价格贵.目前在电力托动线路中应用较多的是空气阻尼式时间继电器.随着电子技术的发展,近年来晶体管式时间继电器的应用日益广泛. 时间继电器图形符号及文字符号时间继电器得触点图形符号主要是触点的半圆符号的开口的指向，遵循的原则是：半圆开口方向是触点延时动作的指向。 常开常开常闭常闭得电延时闭合，断电瞬时断开得电延时闭合，断电瞬时断开得电瞬时闭合，断电延时断开得电瞬时闭合，断电延时断开得电延时断开，断电瞬时闭合得电延时断开，断电瞬时闭合得电瞬时断开，断电延时闭合得电瞬时断开，断电延时闭合。 通电延时断电延时通用通用空气阻尼型时间

12、继电器在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器(下图) ,它是利用空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。空气阻尼型时间继电器的延时范围大(有0.460s和0.4180s两种) ，它结构简单,但准确度较低。当线圈通电时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动作触点接通或断开。但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹, 上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。经过一定时间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推动延时触点动作，使常闭触点断开，常开触

13、点闭合。从线圈通电到延时触点完成动作，这段时间就是继电器的延时时间。延时时间的长短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变。吸引线圈断电后，继电器依靠恢复弹簧的作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。静铁心静铁心托板托板时间继电器的选用时间继电器的选用 选用时间继电器时应注意：其线圈（或电选用时间继电器时应注意：其线圈（或电源）的电流种类和电压等级应与控制电路相同；源）的电流种类和电压等级应与控制电路相同；按控制要求选择延时方式和触头型式；校核触按控制要求选择延时方式和触头型式；校核触头数量和容量，若不够时，可用中间继电器进头数量和容量，若不够时，可用中间继电器进行扩展。行扩展。 新系列时间继电器产

14、品新系列时间继电器产品JS14A系列、系列、JS20系列半导体时间继电器、系列半导体时间继电器、JS14P系列数字式半系列数字式半导体继电器等具有体积小、延时精度高、寿命导体继电器等具有体积小、延时精度高、寿命长、工作稳定可靠、安装方便、触头输出容量长、工作稳定可靠、安装方便、触头输出容量大和产品规格全等优点，广泛用于电力拖动、大和产品规格全等优点，广泛用于电力拖动、顺序控制及各种生产过程的自动控制中。顺序控制及各种生产过程的自动控制中。 磁力起动器由电磁接触器和过载保护元件等组合而成的一种起动器起动器。又称磁力起动器。由于它是直接把电网电压加到电动机电动机的定子绕组上，使电动机在全电压下起动

15、，所以又称直接起动器。当电网和负载对起动特性均没有特殊要求时,常采用电磁起动器。因其不仅操作控制方便,而且具有过载和失压保护功能。过载保护指当电动机的负荷超过其额定负荷、并且超过一定的容许时间时，电磁起动器能够自动分断电动机电源。失压保护指电磁起动器接通电源，将电动机起动并投入正常运行后，遇到电源断电时,电磁起动器能够自动分断电路,以防止电源重新有电时电动机自行起动，从而免除设备受到损害和人员受到伤害。电磁起动器分为不可逆和可逆的两种。前者用于起动无需反转的感应电动机；后者用于需要反转的感应电动机。电磁起动器用按钮操作。不可逆电磁起动器有“起动”和“停止”两个按钮；可逆电磁起动器有“正转”、“

16、反转”和“停止”3个按钮。 为防止可逆起动器中的正常控制接触器接触器和反转控制接触器同时通电，以致发生电源短路，在控制电路中一般设有电气联锁，有时还要增设机械联锁，以保证只有当起动器中的一个接触器处于断开位置时，另一个接触器才有可能通电动作，而电动机也只向一个方向运转。 自耦变压器降起动器 这种方法利用自耦变压器降低电压，接在不同的抽头上，给电动机以减压起动。自耦变压器作Y形接法。工作时，自耦变压器的一次侧接电源，二次侧的抽头接电动机定子绕组。在电动机开始起动时，降低了电动机端电压，当电动机接近额定转速时，将自耦变压器切除，把电动机定子绕相直接接到交流电源上。 自耦变压器有 80% 和 65%

17、 两组抽头。改变抽头，可以改变起动转矩。这种方法起动器有过载和失压保护功能，可以减小电动机起动电流对电网的影响，起动转矩较大。其缺点中结构复杂，体积大，检修不方便，价格较高。这种方法适用于大、中型，容量在320kW 以下的笼型 高压熔断器高压熔断器是电网中的保护元件。利用易熔合金，串联在电路中，当过电流流过时，易熔件发热熔断，使电路断开，起到过电流保护作用。高压熔断器主要分户内(RN)和户外(RW)两大类。一般作为短路保护，有时可兼作过负荷保护。户外型除管式外还有跌落式和防污式两种。另外，高压熔断器还有限流电阻器式的熔断器。可作为35kV以下的变压器、电压互感器、电力电容器等设备的过载及短路保

18、护。 、户内式熔断器：RN:RN1、RN3、RN5用于保用于保护线路、设备。护线路、设备。RN2、RN4、RN6用于保护电压互感器1）作用：保护高压开关、变压器、电压互感器等高压电气设备及线路。2）结构：内部充石英砂：利于灭弧。3）冶金效应：降低熔点，利于灭弧。4）限流熔断器：熔断时间不超过0.01s。所保护的设备可以不校验动热稳定性 户内熔断器是内充石英砂填料的密封管式熔断器，当它通过过载电流或短路电流时熔体熔断，其金属蒸气与燃弧后的游离气体受到高温高压的作用，喷入石英砂之间的空隙，与石英砂表面接触受到冷却凝固，减少了熔体蒸发后所留于狭沟中的游离气体与金属蒸气，从而使电流自然过零，迫使电弧熄

19、灭。在熔体熔断时，熔断器弹簧的拉线也同时拉断，并从弹簧管内弹出。 RN型高压管式熔断器具有熄弧能力强、分断容量大、分断电路时无游离气体排出、能产生截流过电压等特点。能在短路电流未达到冲击值之前就可完全熔断，因此这种熔断器具有限流作用。 2、户外式高压熔断器作用：保护配电变压器。结构户外式熔断器一般为跌落式熔断器，用来保护10kV电力变压器和电力线路。由固定支持部分、活动熔管及熔体组成，固定支持部分为瓷或合成绝缘体，上端及下端均有触头，熔管合闸状态时，在上下触头间，形成导电回路；熔管跌落时，脱离上端带电触头，起到隔离作用。熔断器的熔体装在熔管内，当线路发生故障时，故障电流使溶体迅速熔断，在熔管内

20、产生电弧，熔管内衬的消弧管，在电弧的热作用下分解出大量气体，在电流过零时，沿熔管产生强烈的、向下的纵向吹弧，使电弧被拉长而熄灭。由于熔体熔断使熔管无法紧锁而下跌 ：图411。 操作：绝缘棒。 安装高压熔断器保证安全的技术要求(1)熔断器的部件、附件、备件齐全，外观无损伤变形及锈蚀，瓷件无裂纹及破损，无焊接残留斑点等缺陷，瓷铁粘合牢固。接线端子及载流部件清洁且接触良好，一般应将熔断器插入底座或将跌落熔断器的鸭嘴合上进行实际测量。触头镀银层无脱落。 (2)带钳口的熔断器，其熔丝管应紧密地插入钳口内，装有动作指示器的熔断器，应将指示器朝向便于检查的位置上，并保证检查时的安全距离。 (3)跌落式熔断器

21、的熔管应无裂纹、变形：熔断器轴线与铅垂线的夹角应为1530，转动部分灵活，跌落时不应碰及其他物体而损坏熔管。装好后应用拉杆做分合试验，应操作灵活，接触良好。 (4)熔断器的安装应牢固，带灭弧罩的跌落式熔断器，灭弧罩的安装必须牢固可靠，用拉杆作分合试验时，不得因任何原因而松动或掉下脱落。 (5)熔丝的规格必须按设计要求或运行要求选择，不得随意更换。熔丝应无弯曲、压扁或损伤，安装应紧密牢固。测量限流熔断器熔丝的直流电阻，其值与同型号产品相比不应有明显差别。 （6）正常切断RW系列型熔断器管时，要用专用操作杆操作，拉闸时，应先拉开中相，后拉开边上两相，合闸顺序相反，在有风时拉闸，应注意风向，从下风向

22、位置开始逐个拉闸。6.2三相异步电动机基本控制电路三相异步电动机基本控制电路 由于各种生产机械的工作性质和加工工艺不同，使得它们对电动机的控制要求不同。要使电动机按照生产机械的要求正常安全地运转，必须配备一定的电器，组成一定的控制线路，才能达到目的。在生产实践中，一台生产机械的控制线路可以比较简单， 也可能相当复杂，但任何复杂的控制线路总是由一些基本控制线路明机地组合起来的。 电动机常见的基本控制线路有以下几种：点动控制线路、正转控制线路、反转控制线路、位置控制线路、顺序控制线路、多地控制线路、降压启动控制线路、调速控制线路和制动控制线路等。1、电气原理图的绘制原则、电气原理图的绘制原则电路图

23、：电路图是根据生产机械运动形式对电气控制系统的要求，采用国家统一规定电路图：电路图是根据生产机械运动形式对电气控制系统的要求，采用国家统一规定的电气图形符号和文字符号，按照电气设备和电器的工作顺序，详细表示电路、设备或的电气图形符号和文字符号，按照电气设备和电器的工作顺序，详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置的一种简图。电路图能充分成套装置的全部基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置的一种简图。电路图能充分表达电气设备和电器的用途、作用和工作原理，是电气线路安装、调试和维修的理论依表达电气设备和电器的用途、作用和工作原理，是电气线路安装、调试和维修的理论依据

24、。电路图一般分电源电路、主电路和控制电路三部分组成。据。电路图一般分电源电路、主电路和控制电路三部分组成。(1)电源电路画成水平，三相交流电源相序、自上而下依次画电源电路画成水平，三相交流电源相序、自上而下依次画出，中线和地线画在相线的下面。出，中线和地线画在相线的下面。（）一般主电路（）一般主电路(是强电流通过的部分。）用粗实线绘制，控制电路用细实线绘制；是强电流通过的部分。）用粗实线绘制，控制电路用细实线绘制；主电路一般绘制于左侧（或上方），控制电路（弱电流通过的电路，主电路一般绘制于左侧（或上方），控制电路（弱电流通过的电路，5A以下）一般绘制以下）一般绘制于右侧（或下方）；各电气元件一

25、般按动作顺序由上到下、从左到右依次排列。于右侧（或下方）；各电气元件一般按动作顺序由上到下、从左到右依次排列。（）各种电气元件必须用国家统一规定的图形符号和文字符号画出。（）各种电气元件必须用国家统一规定的图形符号和文字符号画出。 （）各电器的触头位置都按电路未通电或电器未受外力作用时的常态位（）各电器的触头位置都按电路未通电或电器未受外力作用时的常态位置画出。分析原理时，应从触头的常态位置出发。置画出。分析原理时，应从触头的常态位置出发。 （）电路图中，同一电器的各元件不按它们的实际位置画在一起，而是（）电路图中，同一电器的各元件不按它们的实际位置画在一起，而是按其在线路中所起的作用分画在不

26、同电路中，但它们的动作却是相互关联的，按其在线路中所起的作用分画在不同电路中，但它们的动作却是相互关联的，因此，必须标注相同的文字符号。若图中相同的电器较多时，需要在电器文因此，必须标注相同的文字符号。若图中相同的电器较多时，需要在电器文字符号后面加注不同的数字，以示区别，如字符号后面加注不同的数字，以示区别，如KM1KM1、KM2KM2等。等。 （）画电路图时，应尽可能减少线条和避免线条交叉。对交叉相连导线（）画电路图时，应尽可能减少线条和避免线条交叉。对交叉相连导线的连接点，要用小黑圆点表示。的连接点，要用小黑圆点表示。2、三相异步电动机的启动电路、三相异步电动机的启动电路 2.1点动控制

27、电路点动控制电路MKMFRLPMKMFRLPQFFU1主电路主电路FR SBKMFU2FU2控制电路控制电路电路控制过程及原理电路控制过程及原理启动过程：接通三相电启动过程：接通三相电源开关源开关QF。按。按SBKM线圈得电线圈得电KM主触头主触头闭合闭合电动机电动机M通电运通电运转。转。停止过程：松开停止过程：松开SBKM线圈失电线圈失电KM主触头断主触头断开开电动机电动机M断电停止运断电停止运转转。三相异步电动机的异地控制电路三相异步电动机的异地控制电路M3QSFUK MK MSB21SB12K MFRFRSB22SB11三相异步电动机的异地控制电路三相异步电动机的异地控制电路5.1电动机

28、单向旋转两地点控制电路电动机单向旋转两地点控制电路主电路主电路控制电路控制电路MKMFRLPMKMFRLPQFFU1SB1：停止按钮（甲）停止按钮（甲）SB2：停止按钮（乙）停止按钮（乙）SB3：启动按钮（甲）启动按钮（甲）SB4：启动按钮（乙）启动按钮（乙）FRSB1KMSB2FU2FU2KMSB3SB4电动机双重互锁两地点控制电路电动机双重互锁两地点控制电路主电路主电路MFU1KM1FRLPKM2QFFU2FRSB1SB3KM2KM2SB6SB5KM2KM1SB2SB5SB3SB4KM1KM1SB6SB4FU2SB1:甲地停止按钮甲地停止按钮SB2:乙地停止按钮乙地停止按钮SB4:甲地正传按钮甲地正传按钮SB5:甲地反转按钮甲地反转按钮SB3:乙地乙地正传按钮正传按钮SB6:乙地反转按钮乙地反转按钮自动往复电路自动往复电路(行程控制电路行程控制电路)MFU1KM1FRLPKM2QFFRFU2SB1FU2SB3SB2KM1KM2KM2KM1SQ1SQ2SQ1SQ2SQ3SQ4KM1KM2控制电路控制电路位置控制（又称行程控制或限位控制）位置控制（又称行程控制或限位控制） 车间里的行车，每当走到轨道尽头时，都象长了眼睛一样能自动停下来，而不会朝着墙撞上去。这是为什么呢？ 在生产过程中，常遇到一些生产机械运动部件的行程要受到限制，