任务驱动课件(任务三 工业鼓风机的电气控制)

电控与PLC应用技术

任务（项目）三南京工业职业技术学院电气与自动化系任务（项目）三、工业鼓风机的电气控制一、任务（项目）描述在现代企业的生产车间中，为了通风、降温、除尘和物料输送等，使着大大小小各种不同型号的鼓风机，图列出了几种常见的工业鼓风机。这些鼓风机都是由三相异步电动机驱动的，工作在中还要根据生产的进度、环境温度的变化、气体的浓度等参数进行开关、高低速转换或自动控制。

锅炉鼓风机

离心鼓风机

轴流鼓风机水泥窑鼓风机

高压鼓风机

罗茨鼓风机任务（项目）三、工业鼓风机的电气控制二、教学目标了解电气控制线路的组成，熟悉基本电气控制线路的操作使用方法，掌握常用低压电器的作用、符号、选用和接线方法，具备收集和整理信息，进行简单方案的分析和设计的能力，具有团队合作的能力。三、任务（项目）分析工业鼓风机不同于一般的小电风扇，可以用一个小开关控制启动、停止和高低速切换，由于功率较大，必需采用专门的控制电器进行安装、接线；考虑到操作人员的安全，需要远距离控制；为了保证设备的安全，需要在技术上采取短路、过载和失压保护措施。最常见的工业鼓风机，功率从几百瓦到几千瓦之间，由小型三相异步电动机拖动，其电气控制线路相对比较简单，只要具备启动和停止的功能，再加上相应的保护措施即可。这种最基本的电气控制线路在工业、农业、矿山、运输和起重设备中随处可见。下图是最简单的小型三相异步电动机的控制线路。小型三相异步电动机简单控制线路四、知识点1.常用低压电器；2.基本电气控制线路的组成；3.电气控制线路的工作原理4.电气控制线路的保护环节

；5.

电气控制线路的设计注意事项五、任务（项目）实施：实现工业鼓风机的电气控制1.工业鼓风机的具体控制要求

一般的工业鼓风机由小型三相异步电动机驱动，电动机的额定电压为380V或220V，三相交流电源通过电源隔离开关引入，主电路和控制电路均需加装熔断器进行短路保护，小型三相异步电动机由交流接触器控制启动与停止，主电路还要加装热继电器进行过载保护，控制电路分别用绿、红颜色的按钮控制电动机的停止与启动，电动机启动后由接触器的常开触点进行自锁。

2.控制方案设计（1）绘制电气控制线路电气控制线路由主电路和控制电路两部分组成。根据工业鼓风机的具体控制要求，自行绘制其电气控制线路，参考电路如图所示。如果交流接触器线圈的额定电压是220V，想一想，应该如何修改控制电路。（2）列出元器件清单

根据所绘制的工业鼓风机的电气控制线路，列出实施该项目所需的元器件清单。

序号名称符号规格型号数量备注1三相异步电动机M100W/220V/0.5A/Δ接法1鼠笼型234563.电气控制线路的安装、接线和调试

（1）由小组讨论确定的最终电气控制线路方案，经指导教师认可后，按图接线。本项目的接线实物图如图所示。

（2）合上电源开关QS，接通三相交流电，将电压调到额定值220V；（3）按下启动按钮SB2，松手后观察电动机M是否继续运转？（4）运转半分钟后按下停止按钮SB1，松手后观察电动机M是否停转？（5）按照工业鼓风机的具体控制要求调试完毕后，准备接受项目验收。4、注意事项（1）本项目的电动机为220V，△接法，电源电压务必要调到220V。（2）为了设备安全，主电路和控制电路都应接入熔断器。（3）交流接触器线圈的额定电压为220V，因此控制电路的电压也应是220V。（4）接线完毕后，注意导线不要碰到联轴器，以防电机旋转拉断导线。5.项目验收

（1）参考维修电工中级工的国家职业标准，由师生组成的考核小组对项目的实施过程进行考核评分。

序号考核内容考核要求配分得分1项目实施的准备预习项目训练的内容102仪器、仪表、设备的使用正确使用按钮、接触器、热继电器、熔断器、实验台等设备203观察和记录电动机等设备的技术数据记录结果正确观察速度快104电气控制电路的接线电路绘制正确，接线速度快405电气控制电路的操作通电运行一次成功，操作规范

206合计得分7否定项发生重大责任事故、严重违反教学纪律者得0分（2）编写工业鼓风机电气控制线路的使用说明书

1）项目名称

2）主要功能

3）元器件清单

4）电气控制线路图

5）操作使用步骤

6）注意事项六、总结与拓展1、项目总结工业鼓风机的电气控制线路是最基本的、最典型的电气控制线路单元。三相异步电动机是工业生产设备的动力，是电气控制线路控制的对象。工业现场形形色色、复杂程度不同的电气控制线路均是由这种基本电气控制线路多个叠加和功能改进后组成的。基本电气控制线路由三相交流电源、低压断路器、熔断器、交流接触器、热继电器和按钮等组成。低压断路器的作用是进行电源的隔离；熔断器的作用是短路保护；交流接触器的作用是接通和断开主电路，并有附加的欠压和失压保护，利用辅助常开触点实现自锁；热继电器的作用是过载保护；按钮的作用是发出控制指令。电气控制线路中低压电器的规格型号是根据电源电压和电动机的容量来选用的。电气控制线路的绘制要求简洁、规范，符合国家标准。电气控制线路的操作使用要求大胆、细心，注意用电安全。

2、项目拓展（1）三相异步电动机启动、停止和点动的控制线路工业生产车间的吊车、起重机等加工机械的电动机，除了启动、停止功能外，还需要实现点动控制。将工业鼓风机的电气控制线路功能进行改进，在原有基础上增加一个点动按钮，实现既能长期连续工作，又能短时点动工作。试分析下图所示的电气控制线路能否实现上述功能。2．三相异步电动机启动、停止和点动控制线路的实施在学校的技能训练现场，绘制三相异步电动机启动、停止和点动的电气控制线路，并按图接线，在征得指导教师同意后，操作调试电路的功能，使之符合控制的要求。3．分析与思考试分析上述接线操作时，按下SB3为何是点动工作？若自锁的常开触点错接成常闭触点，会发生什么现象？改变电源进线的相序，将发生什么现象？为什么？4．试设计可以在甲、乙两地控制同一台三相异步电动机启动和停止的电气控制线路，绘制电气控制线路，并进行接线和操作使用。本单元内容到此结束，谢谢！一、常用低压电器刀开关是一种结构简单且应用广泛的手控电器，一般用来不频繁地接通和分断容量不很大的低压供电线路。

1.刀开关

低压电器是指交流1200V及以下与直流1500V及以下电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备。手动电器1.刀开关刀开关分为单刀、双刀、三刀三种，掷向可分为单掷、双掷两种。QQQQ刀开关的缺点是：不宜带负载切断电源，电源电压消失后，不能自动复原。双掷刀开关单掷刀开关

常用控制电器符号：图形符号和文字符号分类：按刀的极数可分为单极、双极和三极，其主要型号有HD(单投)系列和

HS(双投)系列。

特点：这种开关结构简单，价格低廉，常用作照明电路的电源开关，也可用来控制5.5kW以下异步电动机的启动和停止。2.组合开关组合开关也称转换开关，一般用作电源的引入开关。它比刀开关轻巧，也可以用来直接起动小容量异步电动机和对电动机进行正、反转控制。Q组合开关的表示符号组合开关的关、合次数不能太多，每小时不能超过二十次，其缺点同刀开关一样，电网电压突然消失时，不能自动复原。

M3~手柄转轴用组合开关起停异步电动机的接线图！当用手柄转动转轴时，就可将三个触点同时接通或断开。M3~手柄转轴用组合开关起停异步电动机的接线图！组合开关有单极、双极、三极和四极几种，额定持续电流有10，25，60，和100A等多种。安装和使用时应注意下列事项(1)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。这样当开关断开时，触刀和熔丝均不带电，以保证更换熔丝时的安全。(2)安装时，刀开关在合闸状态下手柄应该向上，不能倒装或平装，以防止触刀松动落下时误合闸。

2.熔断器

作用：短路保护

特点：结构简单、价格低廉、使用方便。原理：串联在被保护的电路中。正常情况下，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。

（a）RL1系列螺旋式（b）RL5系列矿用（c）RS0系列有填料快速熔断器

图形符号和文字符号：

组成：熔断器由熔体和安装熔体的熔管两部分组成。熔体材料：由铅锡合金和锌等低熔点金属制成，多用于小电流电路；由银、铜等较高熔点的金属制成，多用于大电流电路。

熔断器的主要技术参数（1）额定电压这是从灭弧的角度出发，规定保证熔断器能长期正常工作的电压。（2）额定电流额定电流是指保证熔断器能长期正常工作的电流。应该注意的是熔断器的额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。（3）极限分断电流

极限分断电流是指熔断器在额定电压下所能断开的最大短路电流。它取决于熔断器的灭弧能力，与熔体额定电流无关。

熔断器的使用注意事项（1）插座与插片的接触要保持良好。（2）熔体烧断后，应首先查明原因，排除故障。更换熔体时，新熔体的规格与原来的要一致。（3）更换熔体或熔管时，必须把电源断开，以防止触电。（4）对于有指示器的熔断器，应经常注意观察。若发现熔体已烧断，应及时更换。（5）安装螺旋式熔断器时，熔断器下接线板的接线端子应安装在上方，并与电源线连接；连接金属螺纹壳体的接线端子应装于下方，并与用电设备的导线相连。

3.接触器

(a)CJ20系列交流接触器

(b)CJ40系列交流接触器

(c)CJX2系列交流接触器

用途：用于远距离频繁地接通与断开主电路及大容量控制电路的一种自动切换电器。控制对象：电动机，也可用于控制其他电力负载，如电热器、电焊机等。

电磁式气动式液压式交流接触器直流接触器分类：1).按驱动力的不同分为2).按其主触点通过的电流可分为交流接触器的结构和符号：

由电磁系统、触点系统、灭弧装置、弹簧和支架底座等部分组成

1.交流接触器自动电器接触器是利用电磁力来接通和断开大电流电路的一种自动控制电器，它常用在控制电动机的主电路上。线圈KM交流接触器的图形及文字符号：KM辅触头KM辅触头KM主触头交流接触器的结构原理图复位弹簧动铁心线圈静铁心1231´2´3´主触头(常开)辅助触头常闭触头常开触头交流接触器线圈通电后的状态1231´2´3´常闭触头断开常开触头闭合i主触头闭合辅助触头线圈复位弹簧动铁心静铁心接触器的选用：1).根据所控制对象的电流类型来选用交流或直流接触器。2).接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压。主触点的额定电流应大于或等于负载的额定电流。在频繁启动、制动和正反转的场合，主触点的额定电流要选大一些。3).线圈电压从人身及设备安全角度考虑，可选择低一些。但从简化控制线路，节省变压器考虑，也可选用380V。线圈电压应与控制电路电压一致。4).接触器的触点数量和种类应满足控制电路要求。

功能：过载保护

4.热继电器

结构：主要由热元件、双金属片、触点和动作机构等组成。

结构原理图和图形文字符号

热继电器的结构原理图发热元件双金属片常闭触点复位按钮弹簧扣板II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，因而脱钩。热继电器的结构原理图发热元件双金属片常闭触点复位按钮弹簧II扣板热继电器的结构原理图发热元件双金属片常闭触点复位按钮弹簧II扣板常闭触点打开从而断开电动机的主电路技术参数1.热继电器的主要技术数据是整定电流。2.整定电流是指长期通过发热元件而不会动作的最大电流。电流超过整定电流20%时，热继电器应当在20min内动作，超过的数值越大，则发生动作的时间越短。整定电流的大小在一定范围内可以通过旋转凸轮来调节。3.选用热继电器时应取其整定电流等于电动机的额定电流。

注意事项热继电器由于其热惯性，当电路短路时不能立即动作切断电路，因此，不能用作短路保护。同理，当电动机处于重复短时工作时，亦不适宜用热继电器作其过载保护，而应选择能及时反映电动机温升变化的温度继电器作为过载保护。

5.按钮

按钮是一种短时接通或断开小电流电路的手动电器，通常用于控制电路中发出启动或停止等指令，以控制接触器、继电器等电器的接通或断开，再由它们去接通或断开主电路。另外，按钮之间还可实现电气联锁。

5.按钮通常用来短时间接通或断开控制电路的手动电器。常开触头常闭触头按钮帽复位弹簧表示符号：

当按下按钮帽时,常闭触头先断开,常开触头后闭合SB常开按钮SB常闭按钮SB复合按钮结构和符号：按钮的结构一般由按钮帽、复位弹簧、动触头、静触头和外壳等组成。常闭按钮

常开按钮

复合按钮

按钮的使用注意事项：1.蘑菇形按钮表示急停；2.一般红色表示停止按钮；绿色表示启动按钮。3.按钮必须有金属的防护挡圈，且挡圈必须高于按钮帽，这样可以防止意外触动按钮帽时产生误动作。

6.断路器

自动开关又叫自动空气断路器，简称断路器。它集控制和多种保护功能于一体，在正常情况下可用于不频繁地接通和分断电路；当电路中发生短路、过载和失压等故障时，能自动切断故障电路，保护线路和电气设备。

结构和符号：主要由动触头、静触头、灭弧装置、操作机构、热脱扣器、电磁脱扣器及外壳等部分组成。

工作原理演示返回三相异步电动机的基本控制线路

继电接触器控制电路：用按钮、刀开关等手动电器和交流接触器、行程开关、时间继电器等自动电器组成的控制电路，在生产实际中应用广泛。三相异步电动机的行程控制；三相异步电动机的顺序控制；三相异步电动机的时间控制；三相异步电动机的速度控制。本章重点讨论三相异步电动机的起动、正反转、调速、制动等控制线路。常用的有：三相异步电动机的点动、长动、正反转；二、电气控制线路的组成主电路：交流电源

L1、L2、L3经电源开关QS、熔断器

FU1、接触器

KM的主触点、热继电器

KH的热元件到电动机M，流过的电流较大控制电路：由启动按钮

SB2、停止按钮

SB1、接触器KM的线圈和常开辅助触点、热继电器

KH的动断触点和熔断器

FU2构成，流过的电流较小。

返回三、电气控制线路的工作原理电动机启动：合上电源开关QS，按下启动按钮SB2，接触器KM线圈通电吸合，其主触点闭合，电动机定子绕组接通三相电源启动运转。同时，与按钮SB2并联的接触器KM的常开辅助触点闭合。当松开SB2时，KM线圈通过自身常开辅助触点仍保持通电状态，从而使电动机保持连续运行。这种依靠电器自身触点保持其线圈通电状态的电路，称为自锁电路，该触点则称为自锁触点。电动机停止：可按下停止按钮SB1，接触器KM线圈断电释放，其动合主触点与辅助触点同时断开，切断电动机主电路及控制电路，电动机停止运转。

返回KMSB1KHQKHFUKMM3~~~点动、长动控制线路1.点动控制线路控制电路主电路先闭合开关Q，接通电源。按SB1→KM线圈得电→KM主触头闭合→M运转松SB1→KM线圈失电→KM主触头恢复→M停转M3~M3

~点动电路功能控制电机在很短时间内工作。工作原理KMSB1KMSB2KHQKHFUKMM3~~~2.长动控制线路控制电路主电路工作原理先闭合开关Q

接通电源。按SB1→KM线圈得电→KM主触头闭合→M运转按SB2→KM线圈失电→KM主触头恢复→M停转M3~M3

~→KM辅助触头闭合

—

自锁→KM辅助触头恢复—失去自锁长动电路功能控制电机长时间连续工作KMSB1KMSB2KHQKHFUKMM3~~~SB33.点动及长动控制线路(1)M3~M3~M3~M3

~控制电路主电路工作原理：先闭合Q，接通电源按SB1→KM线圈得电→KM触头闭合→M长动运转按SB3→KM线圈得电→KM触头闭合→M点动运转按SB2→KM线圈失电→KM触头恢复→M停转松SB3→KM线圈失电→KM触头恢复→M停转KASB1SB2KHQKHFUKMM3

~~~KMSB3KAKA中间继电器KA的功能：实现自锁

—从而实现M长动运转。3.点动及长动控制线路（2）按SB1→KA线圈得电→KM触头闭合→M长动运转按SB3→KM线圈得电→KM触头闭合→M点动运转→KM线圈得电→KA触头闭合——自锁按SB2→KM线圈失电→KM触头恢复→M停转工作原理

合QKMSB1SB4KH