电机及拖动技术应用课题二课件

1、技能目标能够正确绘制、识读电路图、接线图和布置图。掌握三相异步电动机各种基本控制线路的安装和检修方法。任务七、安装与检修时间继电器自动控制Y-降压起动控制线路任务一、三相异步电动机的工作原理任务二、三相异步电动机的机械特性任务三、三相异步电动机的全压起动任务四、全压起动控制线路任务五、具有过载保护的接触器自锁控制线路的安装任务六、三相鼠笼式异步电动机降压起动任务十三、三相异步电动机的制动任务八、绕线式异步电动机的起动任务九、三相异步电动机的反转任务十、安装与检修接触器按钮双重联锁正反转控制线路任务十一、三相异步电动机的调速任务十二、时间继电器控制双速电动机控制线路的安装任务一 三相异步电动机的

2、工作原理一、旋转磁场的产生旋转磁场的定义所谓旋转磁场是指磁场的轴线位置随时间而旋转的磁场。产生条件：三相绕组必须对称，在定子铁心空间上互差120电角度；如图2-1（a）、（b）所示。通入三相对称绕组的电流也必须对称，大小、频率相同，相位相差120。如图2-1（c）所示。规定：三相交流电为正半周时，电流由绕组的首端流入（用 表示）尾端流出（用表示），在三相交流电负半周时，电流由绕组的末端流入，由首端流出。1）当 t =0时，iU为0，iW电流为正。电流方向W1流进为 ，W2流出为。iv电流为负，电流方向从V2流进，V1流出，根据“右手螺旋法则”，可以确定此瞬间磁场方向。如图2-1d所示。 2）

3、时，iV和iW为负值。V相绕组中电流V2流入为 ，V1流出为。W相绕组中电流W2流入为 ，W1流出为。iU是正值，U相绕组中电流由U1流入为 ，U2端流出为。用“右手螺旋法则”可以确定此瞬间磁场方向，如图2-1d所示。同理分析， t= 时，磁场方向如图2-1d、d、d所示。图2-1 三相（两极）定子绕组的旋转磁场的形成a)简化的三相绕组分布图 b)星型连接的三相绕组及三相电流参考方向c)三相对称电流的波形图 d)三相（两极）绕组旋转磁场的形成旋转磁场的旋转方向磁场的旋转方向与定子绕组中三相电流相序的排列方向有关，从图2-1可以看出，将定子U相绕组接电源A相，V相绕组接电源B相，W相绕组接电源C

4、相，定子绕组中三相电流的相序ABC按顺时针方向排列，磁场顺时针旋转。若将定子绕组与电源的连接导线中任意两条对调，如保持定子U相绕组接电源A相，而V相绕组接电源C相，W相绕组接电源B相，则定子绕组三相电流的相序ABC按逆时针方向排列。按图2-1的分析方法，可判断磁场的旋转方向为逆时针。由此可以得出结论：电动机的转向是由接入三相绕组的电流相序决定的，只要调换电动机任意两相绕组所接的电源接线（相序），旋转磁场即反向转动，电动机随之反转。在实际工作中，改变电动机转动方向的做法是：在接线盒内，将任意两接线柱上与电源连接的导线对调，或在电源开关上将与电动机连接的任意两条导线对调。旋转磁场的转速如图2-1所

5、示，对两极旋转磁场来说，当三相交流电变化一周时，磁场在空间旋转一周，若交流电的频率为 （50HZ），则磁场的转速 r/min。 如图2-2所示，对四极旋转磁场来说，当三相交流电变化一周时，磁场在空间旋转半周，若交流电的频率为 ，则磁场的转速 = r/min。 以此类推， 对磁极的电动机，旋转磁场的转速为： (2-1) 式中： 旋转磁场的转速，又称同步转速，r/min; 三相交流电频率，HZ; 磁极对数 图2-2 三相定子绕组四极旋转磁场的形成a)简化的三相绕组分布图 b)按星型连接的三相绕组接通三相电源c)三相对称电流的波形图 d)四极绕组的旋转磁场二、电磁转矩的产生当把异步电动机的定子绕组接

6、到电源后，在电机内就建立起旋转磁场。转子绕组的导体处于旋转磁场中，转子导体切割磁力线，产生感应电动势和感应电流（右手定则）；感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力（左手定则），电磁力作用在转子上将产生电磁转矩，并驱动转子沿旋转磁场方向转动，如图2-3所示。图23三相异步电动机的转动原理三、异步电动机的转差率异步的含义 异步电动机转子导体上的电流是感应产生的，所以异步电动机也可称为感应电动机。切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件。转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。感应电动机的转速总是小于旋转磁场的转速（同步转速），故称为异步电动机。转差率旋转磁场的转速与转子转速之差

7、称为转差。转差与旋转磁场转速的比值，称为转差率，用表示，即 （2-2） (2-3)转差率是衡量异步电动机性能的一个重要参数，对分析异步电动机的运行有着重要的作用，在运行状态下 0S1。再看三个重要的工作点：(1)电动机起动瞬间，n=0,S=1转子中的感应电动势和电流最大，反映在定子上，起动电流最大，可达47倍的额定电流。(2)电动机空载运行时，n接近于n1,S很小，一般在0.005左右，转子和定子中的感应电动势和电流最小。(3)电 动机额定运行时，有额定转速nN,额定转差率SN,SN一般在0.010.07之间，通常为0.05左右。任务二 三相异步电动机的机械特性一、固有特性当三相异步电动机的电

8、源电压、频率一定时，电动机的电磁转矩T与转差率S有关，,(C-电动机结构常数 X02-每相转子未转时漏电抗)把电磁转矩 近似为输出转矩 （忽略空载转矩 ），作为横坐标，利用公式作为纵坐标，将它画成曲线，如图2-4所示，这就是三相异步电动机的机械特性曲线。把转速n代替转差率S图2-4 三相异步电动机的机械特性曲线1、机械特性曲线上的几个特殊点起动瞬间n=0, S=1,起动电流最大，但功率因数很小，故起动转矩TSt并不大。同步运行时n=n1，S=0，此时I2=0，电机转矩T=0，实际上异步电动机是达不到同步转速的，这是一种理想状态。额定运行时，转速为nN，转差率为SN。最大转矩 Tm时，相应的 ，

9、称为临界转差率。此时， （2-4）一般SM值为0.040.14之间。结论：稳定运行区（0SSM），机械特性为硬特性。负载变化时，转速变化很小。非稳定运行区（SM S1），机械特性为软特性。负载变化时，转速变化很大。三相异步电动机的过载能力强，过载系数 值通常为1.82.5之间。 二、人为机械特性由公式(2-4)可知，最大转矩Tm与电压平方成正比，而与转子电阻r2无关，但转差率SM与r2 成正比。降低定子端电压的人为机械特性机械特性曲线如图2-5所示。图2-5 改变电动机电源电压的人为机械特性特点：降压后，同步转速n1不变。 降压后，最大转矩Tm与U12成比例下降，但临界转差率SM与固有机械特性

10、时一样。 降压后的起动转矩Tst也随U12成比例下降。转子回路中串电阻的人为机械特性这种机械特性只适用于绕线式异步电动机。其机械特性曲线如图2-6所示。特点：转子回路串电阻后，同步转速n1不变。 转子串电阻后，最大转矩Tm的大小不变。转子串电阻后，可增大Sm，可增大电动机的起动转矩。当r2=X02时，Sm =1电动机有最大起动转矩Tst=T。图2-6 转子电阻增大时的机械特性曲线 任务三 三相异步电动机的全压起动 电动机的起动是指电动机加入电压开始转动到正常运转为止的过程。在生产过程中，电动机要经常起动与停机。 一、对起动性能的要求产生足够大的起动转矩。起动电流尽可能不致过大。起动设备简单、可

11、靠、经济，操作方法简便。二、全压起动存在的问题 电动机起动时转子电流很大，反映到电动机的定子侧，使电动机的起动电流大大超过额定电流，一般为额定电流的47倍。大起动电流将引起两种情况：使电网电压产生波动，影响接在电网上的其他设备的正常工作。使电动机绕组发热，绝缘老化，缩短了电动机的使用寿命。三、笼型异步电动机的全压起动条件 电动机的全压起动是指起动时加在电动机定子绕组上的电压为额定电压，一台电动机只需满足下述三个条件中的一个即能全压起动：容量在7.5KW以下的三相异步电动机。电动机在起动瞬间造成电网电压波动小于10%的,对于不经常起动的电动机可放宽到15%； 如有专用变压器，其容量S变压器5P电

12、机，电动机允许直接频繁起动。满足下列经验公式的：（2-5）式中IST公用变压器容量,KVA;PN电动机的额定功率，KW； 电动机起动电流和额定电流之比。 任务四 全压起动控制线路一、认识涉及到的低压电器低压熔断器 熔断器是低压配电网络和电力拖动系统中主要用作短路保护的电器。熔断器主要由熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。使用时，熔断器应串联在被保护的电路中。正常情况下，熔断器的熔体相当于一段导线；而当电路发生短路故障时，熔体能迅速熔断分断电路，起到保护线路和电气设备的作用。 熔断器的结构与主要技术参数熔断器的结构 熔体是熔断器的核心，常做成丝状、片状或栅状，制作熔体的材料一般有铅锡合金、锌、

13、铜、银等。 熔管是熔体的保护外壳,用耐热绝缘材料制成,在熔体熔断时兼有灭弧作用。 熔座是熔断器的底座，作用是固定熔管和外接引线。熔断器的主要技术参数1）额定电压: 熔断器长期工作所能承受的电压。2）额定电流: 保证熔断器能长期正常工作的电流。3）分断能力: 在规定的使用和性能条件下，在规定电压下熔断器能分断的预期分断电流值。4）时间电流特性: 在规定的条件下，表征流过熔体的电流与熔体熔断时间的关系曲线，如图2-7所示。图2-7 熔断器的时间-电流特性熔断器的熔断电流与熔断时间的关系 见表2-1表2-1熔断电流IP(A)1.25IN1.6 IN2.0 IN2.5 IN3.0 IN4.0 IN8.

14、0 IN10.0 IN熔断时间t（s）36004084.52.510.4常用低压熔断器熔断器符号、型号及含义符号：型号及含义：认识几种常用类型熔断器 见表2-2表2-2名称结构特点应用RC1A系列瓷插式熔断器结构简单，价格低廉，更换方便，使用时将瓷盖插入瓷座，拔下瓷盖便可更换熔丝额定电压380V及以下、额定电流为5200A的低压线路末端或分支电路中，作线路和用电设备的短路保护，在照明线路中还可起过载保护作用 RL1系列螺旋式熔断器熔断管内装有石英砂、熔丝和带小红点的熔断指示器，石英砂用以增强灭弧性能。熔丝熔断后有明显指示在交流额定电压500V、额定电流200A及以下的电路中，作为短路保护器件

15、RM10系列封闭管式熔断器熔断管为钢纸制成，两端为黄铜制成的可拆式管帽，管内熔体为变截面的熔片，更换熔体较方便用于交流额定电压380V及以下、直流440V及以下、电流在600A以下的电力线路中RT0系列有填料封闭管式熔断器熔体是两片网状紫铜片，中间用锡桥连接。熔体周围填满石英砂起灭弧作用用于交流380V及以下、短路电流较大的电力输配电系统中，作为线路及电气设备的短路保护及过载保护 NG30系列有填料封闭管式圆筒帽形熔断器熔断体由熔管、熔体、填料组成，由纯铜片制成的变截面熔体封装于高强度熔管内，熔管内充满高纯度石英砂作为灭弧介质，熔体两端采用点焊与端帽牢固连接用于交流50Hz、额定电压380V、

16、额定电流63A及以下工业电气装置的配电线路中 RS0、RS3系列有填料快速熔断器在6倍额定电流时，熔断时间不大于20ms,熔断时间短，动作迅速主要用于半导体硅整流元件的过电流保护 自复式熔断器在故障短路电流产生的高温下，其中的局部液态金属钠迅速气化而蒸发，阻值剧增，即瞬间呈现高阻状态，从而限制了短路电流。当故障消失后，温度下降，金属钠蒸气冷却并凝结，自动恢复至原来的导电状态用于交流380V的电路中与断路器配合使用。熔断器的电流有100A.200A.400A.600A四个等级 熔断器的选择熔体和熔断器只有通过正确合理的选择才能起到应有的保护作用。1）熔体额定电流IRN的选择：对变压器、电炉及照明

17、等负载的短路保护，熔体的额定电流应稍大于线路负载的额定电流。对一台电动机负载的短路保护， 对几台电动机负载的短路保护，IRN应大于等于其中最大容量电动机额定电流的1.52.5倍再加上其余电动机额定电流的总和IN 即： 2）熔断器的选择：根据使用环境和负载性质选择适当结构形式的器。熔断器的额定电压必须大于或等于线路的额定压；额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。熔断器的分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。熔断器的安装与使用1）熔断器应完好无损，安装时应保证各部分接触良好，并具有额定电压、额定电流值标志。2）插入式熔断器应垂直安装；螺旋式熔断器的电源线应接在下接线座上，负载线接在上接线

18、座上。3）内装熔体要合格，不能用多根小规格熔体并联来代替。4）更换熔体时，必须切断电源，严禁带负荷操作。5）安装熔丝时，熔丝应压在垫圈下，并应沿顺时针方向缠绕，旋拧力度要适当，要在保证接触良好的情况下注意不能损伤熔丝。6）安装熔断器时，各级熔体应相互配合，并做到下一级熔体规格比上一级规格小。7）RM10系列熔断器在切断过三次相当于分断能力的电流后，必须更换熔断管。8）熔断器兼做隔离器件使用时，应装在控制开关的电源进线端，若仅做短路保护则接在控制开关的出线端。（二）低压开关低压开关一般为非自动切换电器，主要作为隔离、转换及接通和分断电路用。低压断路器低压断路器的功能低压断路器又叫自动空气开关，简

19、称断路器。它集控制和多种保护功能于一体，当电路中发生短路、过载和失压等故障时，它能自动跳闸切断故障电路。低压断路器的分类按结构型式可分: 塑壳式、万能式、限流式、直流快速式、灭磁式、漏电保护式按操作方式分:人力操作式、动力操作式、储能操作式按极数分:单极、二极、三极、四极式按安装方式又可分:固定式、插入式、抽屉式按断路器在电路中的用途可分:配电用断路器、电动机保护用断路器、其他负载用断路器低压断路器结构及原理 如图2-8所示图2-8低压断路器结构及原理图1-主触头 2-自由脱扣器 3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器6-失压脱扣器 7-按钮1）控制功能：由触头系统完成。正常状态通/断电路

20、：由操作机构手动、电动（分励脱扣器）合/分闸。2）保护功能：热脱扣器执行过载保护；电磁脱扣器执行短路保护；欠压脱扣器执行失压、欠压保护。3）工作原理：低压断路器的主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，。也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器则作为远距离控制用，在正常工作时，其线

21、圈是断电的，在需要距离控制时，按下起动按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构动作，使主触点断开。低压断路器的符号及型号含义符号：型号及含义：低压断路器的选用1）低压断路器的额定电压应不小于线路、设备的正常工作电压，额定电流应不小于线路、设备的正常工作电流。2）热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的额定电流。低压断路器的安装与使用1）低压断路器应垂直安装，电源线应接在上端，负载接在下端。2）低压断路器用作电源总开关或电动机的控制开关时，在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器等，以形成明显的断开点。3）低压断路器使用前应将脱扣器工作面上的防锈油脂擦净，以免影响其正常工作。同时应定期检修，清除断路器上的积

22、尘，给操作机构添加润滑剂。4）各脱扣器的动作值调整好后，不允许随意变动，并应定期检查各脱扣器的动作值是否满足要求。5）断路器的触头使用一定次数或分断短路电流后，应及时检查触头系统，如果触头表面有毛刺、颗粒等，应及时维修或更换。负荷开关开启式负荷开关1)结构组成 如图2-9所示图2-9开启式负荷开关外形及结构图a)外形图 b）结构图2）符号及型号含义符号型号及含义3）选用HK开启式负荷开关用于一般的照明电路和功率小于5.5kW的电动机控制线路中。用于照明和电热负载时，选用额定电压220V或250V，额定电流不小于电路所有负载额定电流之和的两极开关。用于控制电动机的直接起动和停止时，选用额定电压3

23、80V或500V，额定电流不小于电动机额定电流3倍的三级开关。4）安装与使用安装时，刀开关在合闸状态下手柄应该向上，不能倒装和平装，以防止闸刀松动落下时误合闸。电源进线应接在静触点一边的进线端（进线座应在上方），用电设备应接在动触点一边的出线端，保证更换熔丝时的安全。在分合闸操作时，应动作迅速，使电弧尽快熄灭。封闭式负荷开关1）结构 如图2-10所示 图2-10封闭式负荷开关外形及结构图a)外形图 b）结构图1-动触刀 2-静夹座 3-熔断器 4-进线孔 5-出现孔 6-速断弹簧 7-转轴 8-手柄 9-罩盖 10-罩盖锁紧螺栓特别指出封闭式负荷开关结构上具有两大特点：一是采用了储能分合闸方式

24、，使触头的分合速度与手柄操作速度无关，有利于迅速熄灭电弧；二是设置了联锁装置，保证开关在合闸状态下开关盘不能开启，而当开关盘开启时又不能合闸，保证安全。2）符号及型号含义符号：在电路图中符号与开启式符号相同型号及含义：3）选用 封闭式负荷开关的额定电压应不小于线路工作电压。封闭式负荷开关用于控制照明、电热负载时，开关的额定电流应不小于所有负载额定电流之和；用于控制电动机时，开关的额定电流应不小于电动机额定电流的3倍。 4）安装与使用封闭式负荷开关必须垂直安装，不能随意放在地面上使用，安装高度一般离地不低于1.31.5m。外壳必须可靠接地。接线时，应将电源进线接在静夹座一边的接线端子上，负载引线

25、接在熔断器一边的接线端子上，且进出线都必须穿过开关的进出线孔。分合闸操作时，要站在开关的手柄侧，不准面对开关。组合开关特点及用途 组合开关具有多触头、多位置、体积小、性能可靠、操作方便、安装灵活等特点。它适用于交流50赫兹、电压380伏和直流220伏以下的电源引入、5KW以下小容量异步电动机的直接起动、停止和正反转控制以及机床照明控制的电路中。HZ10-10/3组合开关结构 如图2-11所示图2-11 HZ10-10/3组合开关结构图1-手柄 2-转轴 3-弹簧 4-凸轮 5-绝缘垫板 6-动触头 7-静触头 8-接线端子 9-绝缘方轴HZ10系列组合开关的符号和型号符号：型号及含义：选用 根

26、据电源种类、电压等级、所需触头数、接线方式和负载容量进行选用。用于直接控制电动机起动和正、反转时，开关的额定电流一般取电动机额定电流的1.52.5倍。安装和使用HZ10系列组合开关应安装在控制箱内，手柄最好在控制箱前或侧面。断开时，手柄在水平旋转位置。主令电器主令电器功用和种类：主令电器是用于自动控制系统中发出指令的操作电器，在电路中主要作接通或断开控制电路以发出指令或程序控制的开关电器。常用的主令电器有按钮、位置开关、万能转换开关和主令控制器等。认识几种常用主令电器系列 如图2-12所示图2-12 常用主令电器a) LA2系列按钮 b) LA4系列按钮 c) LW6万能转换开关 d) YBL

27、X系列行程开关 e) LK5系列主令控制器 f) KTJ1系列凸轮控制器按钮 按钮的功能按钮是一种用来短时接通或分断小电流(一般不超过5A)电路的手动控制电器，在控制电路中，通过它发出“指令”控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路的通断。按钮的外形、结构、动作原理与符号1）按钮外形 如图2-13所示。图2-13 按钮外形2）按钮结构及符号 如图2-14所示图2-14按钮结构及符号1-按钮帽 2-复位弹簧 3-支柱连杆 4-常闭静触头 5-桥式动触头 6-常开静触头 7-外壳3）动作原理：常开按钮：未按下时，触头是断开的；按下时触头闭合；当松开后，按钮自动复位。常闭按钮：与常开按钮相反，

28、未按下时，触头是闭合的；按下时触头断开；当松开后，按钮自动复位。复位按钮：按下复位按钮时，其常闭触头先断开，然后常开触头再闭合；而松开时，与之相反，靠弹簧复位。按钮的型号及含义按钮的选用1）根据使用场合和具体用途选择按钮的种类。2）根据工作状态指示和工作情况要求，选择按钮或指示灯的颜色；例如起动按钮可选用白、灰或黑色，优先选用白色，也允许选用绿色。急停按钮可选用黑、灰或白色，优先选用黑色，也允许选用红色。3）根据控制回路的需要选择按钮的数量；如单联钮、双联钮和三联钮等。按钮的安装与使用1）按钮安装在面板上时，应布置整齐，排列合理。2）同一机床运动部件有几种不同的工作状态时，应使每一对相反状态的

29、按钮安装在一组。3）按钮的安装应牢固，安装按钮的金属板或金属按钮盒必须可靠接地。4）由于按钮的触头间距较小，应注意保持触头间的清洁。5）光标按钮一般不宜用于需长期通电显示处。接触器接触器是一种自动的电磁式开关，在电气自动控制系统中可以远距离频繁地接通或断开主电路及大容量控制电路；同时它具有失、欠压保护及实现连锁控制等作用。交流接触器常用系列 如图2-15所示图2-15 接触器常用系列a)CJT1系列 b)CJ20系列 c)CJ40系列 d)CJX1系列交流接触器的结构 如图2-16所示图2-16 交流接触器的结构交流接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧装置和辅助部件等组成。见表2-3表2-3电

30、磁系统交流接触器电磁系统结构形式1-静铁心 2-线圈 3-动铁心（衔铁） 4-轴触头系统灭弧装置 常用的灭弧装置1-静触头 2-短电弧 -灭弧栅片 4-灭弧罩 5-电弧 6-动触头交流接触器的符号、型号及含义符号接触器的型号及含义工作原理 如图2-17所示，当接触器线圈所加电源电压等于线圈额定电压时，产生的电磁吸力会克服反作用弹簧的反力作用，通过传动机构带动动触头移动，从而使常闭触头先断开，常开触头后闭合；线圈断电时，在复位弹簧作用下恢复到原来位置。图2-17 接触器工作原理图交流接触器的选用1）选择接触器的类型根据接触器所控制的负载性质选择接触器的类型。通常交流负载选用交流接触器，直流负载选

31、用直流接触器。如果控制系统中主要是交流负载，而直流负载容量较小的，也可用交流接触器控制直流负载，但触头的额定电流应适当选大一些。交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为AC1、AC2、AC3和AC4。一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯，电阻炉等；二类交流接触器用于绕线转子异步电动机的起动和停止；三类交流接触器的典型用途是笼型异步电动机的运转和运行中分断；四类交流接触器用于笼型异步电动机的起动、反接制动、反转和点动。2）选择接触器主触头的额定电压 接触器主触头的额定电压应大于或等于控制线路的额定电压。3）选择接触器主触头的额定电流 接触器控制电阻性负载时，

32、主触头的额定电流应等于负载的额定电流。控制电动机时，主触头的额定电流应大于或稍大于电动机的额定电流。或按下列经验公式计算（仅适用于CJ0、CJ10系列）式中 经验系数，一般取11.4；被控制电动机的额定功率（KW）；被控制电动机的额定电压（V）； 接触器主触头电流（A）。 接触器若使用在频繁起动、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。4）选择接触器吸引线圈的电压 交流接触器的线圈电压有85%105%额定电压时，能可靠工作；当控制线路简单，使用电器较少时，为节省变压器可直接选用380V或220V的电压。当线路复杂，使用电器超过5个时，从人身和设备安全角度考虑，吸引线圈电

33、压要选低一些，可用36V或110V电压的线圈。 5）选择接触器的触头数量及类型 接触器的触头数量、类型应满足控制线路的要求。安装和使用1)安装前的检查检查接触器铭牌与线圈的技术数据是否符合控制线路的要求。检查接触器外观，应无机械损伤。新近购置或搁置已久的接触器，最好做解体检查。检查接触器在85%额定电压时有无卡阻现象；失压或过低电压时能不能释放。检测产品的绝缘电阻。2)交流接触器的安装交流接触器一般应安装在垂直面上，倾斜度一般不超过5；若有散热孔，则应将有孔的一面放在垂直方向上。安装和接线时，安装孔的螺钉应装有弹簧垫圈和平垫圈，注意不要将零件失落或掉入接触器内部。直流接触器用途 远距离通断直流

34、电路或控制直流电动机的频繁起停。外形 如图2-18所示图2-18 直流接触器外形结构 见表2-4表2-4电磁系统触头系统灭弧装置交直流接触器结构区分 见表2-5表2-5 种类 项目交流接触器直流接触器线圈（圆筒形）匝数少、电阻小、形状粗而短匝数多、电阻大、形状长而薄有无骨架有（线圈绕于其上）没有铁心及衔铁会产生涡流、磁滞损耗，硅钢片叠压铆成铁心的主柱端面留有0.10.2mm的气隙端面嵌装短路环没有涡流、磁滞损耗，整块铸钢或铸铁制成端面无需嵌装短路环发热形式铁心为主线圈为主灭弧装置双断电动力灭弧、纵缝灭弧及栅片灭弧等磁吹式灭弧装置触头系统双断点桥式触头滚动接触的指形触头操作频率起动电流大，不适合

35、高频率频繁起动和断开，最高频率为600次/小时操作频率较高，最高可达1200次/小时工作原理 与交流接触器基本相同。直流接触器的选用直流接触器的选用方法与交流接触器相同。通常交流负载选用交流接触器，直流负载选用直流接触器；如果控制系统中主要是交流负载，而直流负载容量较小时，可用交流控制，但交流的额定电流应适当选大一些。继电器继电器是一种根据电气量（电压、电流等）或非电气量（时间、热、转速、压力等）的变化接通或断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。继电器一般由感测机构、中间机构和执行机构三部分组成。 继电器与接触器都是用来自动接通或断开电路，其主要区别如下：继电器一般用于控制小电流的电路，主

36、触点额定电流不大于5A，所以不加灭弧装置，而接触器一般用于控制大电流的电路，主触点额定电流不小于5A，有的加有灭弧装置。接触器一般只能对电压的变化作出反应，而各种继电器可以在相应的各种电量或非电量作用下动作。继电器种类和形式很多，主要按以下方法分类：按输入信号的性质可分为：电压继电器、电流继电器、速度继电器、压力继电器等。按工作原理可分为：电磁式继电器、电动式继电器、感应式继电器、晶体管式继电器和热继电器等。按输出方式可分为：有触点式和无触点式。热继电器热继电器是利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作的自动保护电器，用作电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护 。常用热继电器外

37、形 如图2-19所示图2-19 常用热继电器结构 如图2-20所示图2-20 JR16系列热继电器1-电流调节凸轮 2-片簧 3-手动复位按钮 4-弓簧 5-主双金属片 6-外导板 7-内导板 8-静触头 9-动触头 10-杠杆 11-复位调节螺钉 12-补偿双金属片13-推杆 14-连杆 15-压簧工作原理 如图2-21所示图2-21 热继电器原理当电动机过载时，流过电阻丝的电流超过热继电器的整定电流，电阻丝发热增多，温度升高，由于两块金属片的热膨胀程度不同而使主双金属片向右弯曲，通过传动机构推动常闭触头断开，分断控制电路。热继电器的符号、型号含义符号：型号含义热继电器的选用 1）根据电动机

38、的额定电流来确定其型号和热元件的电流等级。2）热继电器的整定电流一般取电动机额定电流的IN0.91.05倍，对于工作环境恶劣起动频繁的电动机可取(1.151.5) IN倍。3）在三相电压均衡的电路中，一般采用两相结构的热继电器进行保护。4）在三相电源严重不平衡或要求较高的场合，需要采用三相结构的热继电器进行保护。安装与使用1）双金属片式热继电器一般用于轻载或不频繁起动电动机的过载保护，因热元件受热变形需要一定的时间，所以热继电器不能作短路保护。对于重载、频繁起动的电动机，可选用过电流继电器作为过载和短路保护。2）热继电器在安装接线前，应清除触头表面污垢，触头表面不允许涂油，保证热继电器动作灵活

39、。安装位置应在其他电器的下方，以免受其他电器发热的影响。二、手动正转控制线路 如图2-22所示 图2-22 手动正转控制线路线路工作原理如下：起动：合上低压开关QS或QF,电动机M接通电源起动运转。停止：拉开低压开关QS或QF,电动机M脱离电源失电运转。三、点动正转控制线路点动控制的定义：按下按钮电动机就得电运转，松开按钮电动机就失电停转的控制方法，称为点动控制。控制线路 如图2-23所示图2-23 点动正转控制线路工作原理 ：四、具有过载保护的自锁正转控制线路控制线路 如图2-24所示图2-24 具有过载保护的自锁正转控制线路工作原理先合上电源开关QF由以上分析可见，当松开启动按钮SB1后，

40、SB1的常开触出头虽然恢复分断，但接触器KM的辅助常开触头闭合时已将SB1短接，使控制电路仍保持接通，接触器KM继续得电，电动机M实现了连续运转。当启动按钮松开后，接触器通过自身的辅助常开触头使其线圈保持得电的作用叫做自锁。与启动按钮并联起自锁作用的辅助常开触头叫做自锁触头。此控制线路称为接触器自锁控制线路。线路的保护功能：短路保护 由熔断器FU实现。过载保护 由热继电器KH实现，它的热元件串接在三相主电路中，常闭触头串接在控制电路中。若电动机在运行过程中，由于过载或其他原因使电流超过额定值，那么经过一定时间后，串接在主电路中的热元件因受热发生弯曲，通过传动机构使串接在控制电路中的常闭触头分断

41、，切断控制电路，接触器KM线圈失电，其主触头和自锁触头分断，电动机M失电停转，达到过载保护的目的。欠压和失压保护 1）欠压保护：欠压保护是指当线路电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源停转，避免电动机在欠压下运行的一种保护。 当线路电压下降到一定值（一般指低于额定电压的85%）时，接触器线圈两端的电压也同样下降到此值，使接触器线圈磁通减弱，产生的电磁吸力减小。当电磁吸力减小到小于反作用弹簧的拉力时，动铁心被迫释放，主触头和自锁触头同时分断，自动切断主电路和控制电路，电动机失电停转，起到欠压保护作用。2）失压（或零压）保护：失压保护是指电动机在正常运行中，由于外界某种原因引起突然断电时，能自

42、动切断电动机电源；当重新供电时，保证电动机不能自行起动的一种保护。接触器自锁控制线路中，接触器自锁触头和主触头在电源断电时已经分断，使控制电路和主电路都不能接通，所以在电源恢复供电时，电动机就不会自行起动运转，保证了人身和设备的安全。知识拓展一、绘制、识读电路图应遵循的原则：电路图一般分电源电路、主电路和辅助电路三部分。电源电路一般画成水平线，三相交流电源相序L1、L2、L3自上而下依次画出，中线N和保护地线PE依次画在相线之下。直流电源的“”端画在上边，“”端在下边画出。电源开关要水平画出。主电路是指受电的动力装置及控制、保护电器的支路等，是电源向负载提供电能的电路，它由主熔断器、接触器的主

43、触头、热继电器的热元件以及电动机等组成。主电路通过的电流是电动机的工作电流，电流较大，因此一般在图纸上用粗实线垂直于电源电路绘于电路图的左侧。 辅助电路一般包括控制主电路工作状态的控制电路、显示主电路工作状态的指示电路、提供机床设备局部照明的照明电路等。一般由主令电器的触头、接触器线圈及辅助触头、继电器线圈及触头、仪表、指示灯和照明灯等组成。通常，辅助电路通过的电流较小，一般不超过5A。 辅助电路要跨接在两相电源线之间，一般按照控制电路、指示电路和照明电路的顺序，用细实线依次垂直画在主电路图的右侧，且耗能元件（如接触器和继电器的线圈、指示灯、照明灯）要画在电路图的下方，与下边电源线相连，而电器

44、的触头要画在耗能元件与上边电源线之间。为读图方便，一般应按照自左至右、自上而下的排列来表示操作顺序。电路图中，电器元件不画实际的外形图，而应采用国家统一规定的电气图形符号表示。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别画在不同的电路中，但他们的动作是相互关联的，必须用统一文字符号标注。若同一电路图中，相同的电器较多时，需要在电器元件文字符号后面加注不同的数字以示区别。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。电路图采用电路编号法，即对电路中的各个接点用字母或数字编号。主电路在电源开关的出线端按相序依次编

45、号为U11、V11、W11。后按自上而下、从左至右的顺序，每经过一个电器元件后，编号要递增，如U12、V12、W12；U13、V13、W13。单台三相交流电动机（或设备）的三根引出线按相序依次编号为U、V、W。对于多台电动机引出线的编号，为了不致引起误解和混淆可在字母前用不同的数字加以区别，如1U、1V、1W；2U、2V、2W。 辅助电路编号按“等电位”原则自上而下、从左至右的顺序用数字依次编号，每经过一个电器元件后，编号要依次递增。控制电路编号的起始数字必须是1，其他辅助电路编号的起始数字依次递增100，如照明电路编号从101开始；指示电路编号从201开始等。布置图 布置图是根据电器元件在控

46、制板上的实际安装位置，采用简化的外形符号（如正方形、矩形、圆形等）绘制的一种简图。它不表达各电器的具体结构、作用、接线情况以及工作原理，主要用于电器元件的布置和安装。布置图中各电器的文字符号，必须与电路图和接线图的标注相一致。接线图 接线图是根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况绘制的，它只用来表示电气设备和电器元件的位置、配线方式和接线方式，而不明显表示电气动作原理和电气元件之间的控制关系。它是电气施工的主要图样，主要用于安装接线、线路的检查和故障处理。二、绘制、识读接线图的原则：接线图中一般示出如下内容：电气设备和电器元件的相对位置、文字符号、端子号、导线号、导线类型、导线截面积、屏蔽

47、和导线绞合等。所有的电气设备和电器元件都按其所在的实际位置绘制在图纸上，且同一电器的各元件根据其实际结构，使用与电路图相同的图形符号画在一起，并用点画线框上，其文字符号以及接线端子的编号应与电路图中的标注一致。接线图中的导线有单根导线、导线组（或线扎）、电缆等之分，可用连续线和中断线来表示。凡导线走向相同的可以合并，用线束来表示，到达接线端子板或电器元件的连接点时再分别画出。用线束表示导线组、电缆等时，可用加粗的线条表示，在不引起误解的情况下，也可采用部分加粗。另外，导线及管子的型号、根数和规格应标注清楚。在实际工作中，电路图、布置图和接线图应结合起来使用。任务五 具有过载保护的接触器自锁正转

48、控制线路的安装一、目标要求能正确安装具有过载保护的接触器自锁正转控制线路，理解线路的自锁作用以及欠压和失压保护作用二、准备工作工具器材准备 见表2-6表2-6项 目 内 容工具测电笔、螺钉旋具、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等电工常用工具仪表ZC25-3型兆欧表（500V、0500M）、MG3-1型钳形电流表、MF47型万用表器材代号名称型号规格数量MQFFU1FU2KMKHSBXT三相笼型异步电动机低压断路器螺旋式熔断器螺旋式熔断器交流接触器热继电器按钮端子板控制板一块主电路塑铜线控制电路塑铜线按钮塑铜线接地塑铜线紧固体和编码套管Y112M-4DZ5-20330RL1-6025RL1-152

49、CJT1-20JR36-20LA4-3HTD-15154KW、380V、接法、8.8A、1440rmin三极复式脱扣器、380V、20A500V、60A、配熔体额定电流25A500V、15A、配熔体额定电流2A20A、线圈电压380V三极、20A、热元件11A、整定电流8.8A保护式、按钮数3（代用）15A.15节、660V600mm500mm20mmBV1.5mm2和BVR1.5 mm2（黑色）BV1mm2（红色）BVR0.75 mm2（红色）BVR1.5 mm2（黄绿双色）113211111若干若干若干若干若干质量检查要求如下：根据电动机规格检验选配的工具、仪表、器材等是否满足要求；电器元

50、件外观应完整无损，附件、备件齐全；用万用表、兆欧表检测电器元件及电动机的技术参数是否符合要求；知识准备认真识读如图2-25a)所示具有过载保护的接触器自锁正转控制线路电气图；熟悉所用电器元件的作用和工作原理；绘制布置图和接线图如图2-25b) 2-25c)所示。三、安装步骤及工艺要求安装电器元件 按布置图安装电器元件，并贴上醒目的文字符号。 安装工艺要求如下：各电器元件的安装位置设计应以整齐、匀称、间距合理和便于更换为原则。组合开关、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧。紧固各元器件时，用力要均匀，紧固程度要适当。对熔断器、接触器等易碎裂器件进行紧固时，应用螺钉旋具轮换旋紧对角线上的螺钉，并掌

51、握好旋紧度，手摇不动后再在适当旋紧些即可。若需要导轨固定器件，应先固定好导轨，并将低压断路器、熔断器、接触器、热继电器等安装在导轨上。低压断路器的安装应正装，向上合闸为接通电路。熔断器应安装在电源进线端。布线 按图2-25c)接线图的走线方法进行板前明配线，套编码套管。板前明线布线工艺要求如下 ： 布线通道要尽可能少，同路并行时，主、控分类集中，单层密排，紧贴板面布线。同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。非交不可时，该根导线应在接线端子引出时就水平架空跨越，且须走线合理。布线应横平竖直，分布均匀。变换走向时应垂直转向。布线时严禁损伤线芯和导线绝缘。布线顺序一般以接触器为中心，由里向外

52、，由低到高，先控制电路后主电路的顺序进行，以不妨碍后续布线为原则。在每根剥去绝缘层的导线两端套上编码。所有从一个接线端子（或接线桩）到另一个接线端子（或接线桩）的导线必须连续，中间无接头。导线与接线端子（或接线桩）连接时，不得压绝缘层、不反圈及不露芯过长。同一元件、同一回路的不同接点的导线间距应保持一致。一个电器元件接线端子上的连接导线不得多于二根，每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。自检电路 安装完毕的控制线路板，必须经过认真检查以后，才允许通电试车，以防止错接、漏接造成不能正常运转或短路事故。检查导线连接的正确性按电路图从电源端开始逐段核对接线端子处线号是否正确，有无漏接、错接之

53、处。检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固。用万用表电阻档检查电路的通断情况用兆欧表检查线路的绝缘电阻的阻值应不小于1M。连接电动机 按电动机铭牌上要求的绕组连接方式接好电动机。交验：教师检查确认无误后，方可连接好三相电源、通电试车。通电试车清理好工作台面按安全操作规程的有关规定，一人监护（教师），一人操作，避免其他学生围观观察电动机的运行情况是否正常，若发现异常现象，应立即停车，待故障排除后方可再次试车，同时作好记录通电试车完毕停转，切断电源。先拆除三相电源线，再拆除电动机连接线。注意事项 接触器KM的自锁触头应并接在启动按钮SB1两端，停止按钮SB2应串接在控制电路中；热继电器KH的热元件

54、应串接在主电路中，它的常闭触头应串接在控制电路中。电源进线应接在螺旋式熔断器的下接线座上，出线则应接在上接线座上。按钮内接线时，用力不可过猛，以防螺钉打滑。电动机及按钮的金属外壳必须可靠接地。接至电动机的导线，必须穿在导线通道内加以保护，或采用坚韧的四芯橡皮线或塑料护套线进行临时通电校验。热继电器的整定电流应按电动机的额定电流进行自行调整，绝对不允许弯折双金属片。热继电器因电动机过载动作后，若需再次启动电动机，必须待热元件冷却并且热继电器复位后才可进行。编码套管套装要正确。起动电动机时，在按下起动按钮SB1的同时，手还必须按在停止按钮SB2上，以保证万一出现故障时，可立即按下SB2停车，防止事

55、故的扩大。评分标准 表2-7项目内容配分评分标准扣分装前检查5分电器元件漏检或错检 每处扣1分安装元件15分不按布置图安装扣15分元件安装不牢固每只扣4分元件安装不整齐、不匀称、不合理每只扣3分损坏元件扣15分布线40分不按电路图接线扣25分布线不符合要求每根扣3分接点松动、露铜过长、反圈等每个扣1分损伤导线绝缘层或线芯每根扣5分编码套管套装不正确每处扣1分漏接接地线扣10分通电试车40分热继电器未整定或整定错误扣15分熔体规格选用不当扣10分第一次试车不成功扣20分 第二次试车不成功扣30分 第三次试车不成功扣40分安全文明生产违反安全文明生产规程扣540分定额时间3h，每超时5min（不足

56、5min以5min计）扣5分备注出定额时间外，各项目的最高扣分不应超过配分数成绩开始时间结束时间实际时间相关知识电动机基本控制线路故障检修的一般步骤和方法一、一般步骤：用试验法观察故障现象，初步判定故障范围。在不扩大故障范围、不损坏电气设备和机械设备的前提下，对线路进行通电试验，通过观察电气设备和电器元件的动作是否正常、各控制环节的动作程序是否符合要求，初步确定故障发生的大致部位或回路。用逻辑分析法缩小故障范围。根据电气控制线路的工作原理、控制环节的动作顺序以及它们之间的联系，结合故障现象作具体分析，缩小故障范围，特别适用于对复杂线路的故障检查。用测量法确定故障点。利用电工工具和仪表对线路进行

57、带电或断电测量，常用的方法有电压测量法和电阻测量法。电压测量法 测量检查时，首先用万用表的转换开关置于交流电压500V的档位上，然后按图2-26所示的方法进行测量。图2-26 电压测量法接通电源，若按下起动按钮SB1时，接触器KM不吸合，则说明控制电路有故障。检测时，在松开按钮SB1的条件下，先用万用表测量0和1两点之间的电压，若电压为380V，则说明控制电路的电源电压正常。然后把黑表笔接到0点上，红表笔依次接到2、3各点上，分别测量0-2、0-3两点间的电压，若电压均为380V的话，再把黑表笔接到1点上，红表笔接到4各点上，测量14两点间的电压。根据测量结果即可找出故障点，见表2-8。表中“

58、”表示不需要再测量。表2-8电压测量法查找故障点故障现象0-20-30-4故障点按下SB1时，KM不吸合0KH常闭触头接触不良380V0SB2常闭触头接触不良380V380V0KM线圈断路380V380V380VSB1接触不良电阻分阶测量法 测量检查时，首先把万用表的转换开关置于倍率适当的电阻挡位上，（一般选R100以上的档位），然后按图2-27所示的方法进行测量。图2-27 电阻测量法接通电源，若按下起动按钮SB1时，接触器KM不吸合，则说明控制电路有故障。检测时，首先切断电路的电源（这点与电压测量法不同），用万用表依次测量1-2、1-3、0-4各两点之间的电阻值，根据结果即可找出故障点，见

59、表2-9所示。表2-9 电阻测量法查找故障点故障现象测试状态1-21-30-4故障点按下SB1时，KM不吸合按下SB1不放KH常闭触头接触不良0SB2常闭触头接触不良00KM线圈断路00RSB1接触不良注：R为接触器KM线圈的电阻值。以上是用测量法查找确定控制电路的故障点，对于主电路的故障点特说明如下：首先测量接触器电源端的U12-V12、U12-W12、W12-V12之间的电压。若均为380V，说明U12、V12、W12三点至电源无故障，可进行第二步测量。否则可再测量U11-V11、U11-W11、W11-V11顺次至L1-L2、L2-L3、L3-L1直到发现故障。其次断开主电路电源，用万用

60、表的电阻挡（一般选R10以上的档位）测量接触器负载端U13-V13、U13-W13、W13-V13之间的电阻，若电阻均很小（电动机定子绕组的直流电阻），说明U13、V13、W13三点至电动机无故障，可判断为接触器主触头有故障。否则可再测量U-V、U-W、W-V到电动机接线端子处，直到发现故障。根据故障点的不同情况，采用正确的维修方法排除故障。检修完毕，进行通电空载或局部空载校验。校验合格，通电正常运行。任务六 三相鼠笼式异步电动机降压起动认识所涉及低压电器时间继电器时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理来实现触头延时闭合或分断的自动控制电器。常用的时间继电器如图2-28所示。 图2-28