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1、第四章 异步电动机及其控制,4.1 三相异步电动机的构造 4.2 异步电动机的工作原理 4.3 异步电动机的机械特性 4.4 异步电动机的启动和调速 4.5 异步电动机的铭牌数据和选择 4.6 常用低压电器 4.7 常用电动机控制线路,4.6 常用低压电器,是指工作在交流1200V、直流1500V及以下的电路中，以实现对电路或非电对象的控制、检测、保护、变换、调节等作用的电器。,采用电磁原理构成的低压电器，称为电磁式低压电器；,利用集成电路或电子元件构成的低压电器，称为电子式低压电器；,利用现代控制原理构成的低压电器，称为自动化电器、智能化电器或可通信电器等。,低压电器：,一、低压电器的分类,
2、低压 电器,配电 电器,控制 电器,开关 熔断器 ,接触器 继电器 起动器 ,时间继电器 热继电器 ,1 刀开关与组合开关,控制对象： 380V， 5.5kW 以下小电机,考虑到电机较大的起动电流，刀 闸的额定电流值应如下选择： （35)异步电机额定电流,电路符号,QS,二、常用低压电器结构与性能,胶盖瓷底刀开关的结构 1出线盒 2熔丝 3动触头 4手柄 5静触头 6电源进线座 7瓷座 8胶盖 9接用电器,组合开关HZ10系列-1,HZ10系列组合开关 HZ10系列组合开关(以下称开关)适用于交流50赫兹380及以下，直流220伏及以下的电气线路中，供手动作不频繁地接通或分断电路；换接电源或负
3、载；测量电路之用，也可控制小容量电动机。,组合开关HZ10系列-2,2、主令电器,主令电器主要用来接通或断开控制电路，以发布命令或信号，改变控制系统工作状况的电器。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。,（1）控制按钮,控制按钮结构示意图 1-按钮 2-复位弹簧 3-常闭静触头 4-动触头 5-常开静触头,控制按钮有3种结构形式,3、熔断器和热继电器,1) 熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器.广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护.,熔断器结构及工作原理,熔断器的符号,作用：用于短路和过电流保护。,2)
4、热继电器,热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护,功能：过载保护,热继电器,c.表示符号,发热元件,串联在主电路中,串联在控制电路中,1) 接触器的用途和分类 定义 电磁式的接触器是利用电磁吸力的作用使主触点闭合或断开电动机电路或负载电路的控制电器。 接触器是用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路的自动控制电器。 用途 控制电动机的起动、反转、制动和调速等 。 控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。 分类 交流接触器、直流接触器,4. 接触器,2) 接触器的组成和工作原理,
5、结构,接触器的工作原理与应用电路,KM,KM,KM,KM,3）图形和文字符号,4）接触器外形及技术参数,额定电压：主触点的额定电压 额定电流：主触点的额定电流 线圈额定电压 接通和分断能力：负载类型 额定操作频率,5）简单的接触器控制,A,B,C,M 3,刀闸起隔离作用,自保持,停止 按钮,起动 按钮,特点：小电流控 制大电流。,Q,FU,SB2,SB1,KM,KM,KM,选择交流接触器的经验法 对额定电压为380 V的接触器，如果知道了电动机的额定功率，则相应的接触器的额定电流约是电机功率的2倍。,接触器的选择,继电器的定义和分类 定义 继电器是根据某种输入信号来接通或断开小电流控制电路，实
6、现远距离控制和保护的自动控制电器。其输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量，而输出则是触头的动作或者是电路参数的变化。 继电器一般由输入感测机构和输出执行机构两部分组成，前者用以反映输入量的高低，后者用以接通或切断电路。 常用的继电器是有触点的，触点有通和断两种状态，状态的改变由某种机构带动。,5 继电器,分类 继电器的种类很多，按输入信号的性质分为：电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等。按工作原理分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等。按输出形式分为：有触点和无触点两类。按用途分为：控制用和保
7、护用继电器等。,电压继电器(KV)：触点的动作和线圈的电压大小有关的继电器叫电压继电器，它用于电力拖动系统的电压保护和控制，使用时电压继电器的线圈与负载并联。 特点：其线圈的匝数多而线径细。 分类：按线圈电流的种类可以分为交流和直流电压继电器，按吸合电压大小又可以分为过电压、欠电压和零电压继电器。 图形符号和选用,1）电磁式继电器,电流继电器(KI) 触点的动作和线圈的动作电流大小有关的继电器叫电流继电器，使用时电流继电器的线圈与负载串联。 特点：其线圈的匝数少而粗。 分类：按线圈电流的种类可以分为交流和直流电流继电器，按吸合电流大小又可以分为过电流和低电流继电器。 图形符号和选用,中间继电器
8、(KA)：是一种电压继电器 中间继电器的作用是增加被控制线路的数量 或加大触点允许的断开容量，以达到分配控制 信号和功率放大的目的。 表示符号,中间 继电器,技术参数：额定电压、额定电流、触点对数、线圈电压、规格。 选用： 中间继电器和接触器的区别： 相同点：输入信号都是电压，都是利用电磁机构的工作原理进行工作的。 不同点：中间继电器用于小电流的控制电路，在控制电路中起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用来扩展触点数量，实现逻辑控制。 接触器用于频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路。 它是一种执行电器。它的触点分为主触点和辅助触点，大部分情况下它还带有灭弧装置。,时间继电器
9、（KT） 最为常用的一种控制电器。 作用 分类：通电延时型、断电延时型。 按工作原理分类，有电磁式、电动机式、空气阻尼式、电子式等。最常用的是电子式时间继电器，其他产品已基本淘汰。 表示符号：文字符号：KT,时间继电器实物图,空气阻尼式时间继电器的工作原理,低压断路器 俗称空气开关，是一种自动开关。 作用 用于分配电能、不频繁地启动异步电动机以及对电源线路及电动机等的保护。当发生严重的过载、短路或欠电压等故障时能自动切断电路。是低压配电线路应用非常广泛的一种保护电器。 结构和工作原理 组成：触头、灭弧系统和各种脱扣器 结构和工作原理见图。 过电流脱扣器 热脱扣器 失压脱扣器 远程控制脱扣器,6
10、.低压断路器,表示符号 主要参数：额定电压、额定电流、通断能力 产品类型介绍 从小到大、从简单的到智能化负载的产品,6.低压断路器,6.低压断路器,低压断路器 产品图片,6.低压断路器,低压断路器选择 主要是选择额定电流、额定电压 热脱扣器的整定电流应与所控制负载的额定电流一致 欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。 过电流脱扣器的额定电流 大于或等于线路的最大负载电流。 对单台设备： IZKIq 式中，k为安全系数，可取1.51.7；Iq 电动机的起动电流。 对多台电动机：IZK(Iqmax+ 电路中其它的工作电流) 式中，k也可取1.51.7；Iqmax 为最大一台电动机的起动电流。,
11、当电网正常运行时，不论三相负载是否平衡，通过零序电流互感器主电路的三相电流的相量和等于零，因此其二次绕组中无感应电动势，漏电保护器也工作于闭合状态。一旦电网中发生漏电或触电事故，上述三相电流的相量和不再等于零，因为有漏电或触电电流通过人体和大地而返回变压器中性点。于是，互感器二次绕组中便产生感应电流加到漏电脱扣器上。当达到额定漏电动作电流时，漏电脱扣器就动作，推动开关装置的锁扣，使开关打开，分断主电路。,6.低压断路器漏电保护器,4.7 常用电动机控制线路,概述 三相笼型异步电动机在生产实际中用量最大。 其电气控制线路大都由继电器/接触器和按钮等有触点的低压电器组成。,1、全压启动控制线路 这
12、是最基本的电动机控制线路。是任何一个电气工程师需要熟记于心的电路。 组成： 主电路由刀开关QS、熔断器FU1、接触器KM的主触点、热继电器FR的热元件和电动机M构成。 控制电路由热继电器FR的常闭触点、停止按钮SB1、启动按钮SB2、接触器KM常开触点以及它的线圈组成。,4.7 常用电动机控制线路,工作原理 启动时，合上刀开关QS，主电路引入三相电源。 按下启动按钮SB2，接触器KM线圈通电，其常开主触点闭合，电动机接通电源开始全压启动，同时接触器KM的辅助常开触点闭合，使接触器KM线圈有两条通电路径。这样当松开启动按钮SB2后，接触器KM线圈仍能通过其辅助触点通电并保持吸合状态。 重要概念：
13、这种依靠接触器本身辅助触点使其线圈保持通电的现象称为自锁。起自锁作用的触点称为自锁触点。 要使电动机停止运转，按停止按钮SB1，接触器KM线圈失电，则其主触点断开。切断电动机三相电源，电动机M自动停车，同时接触器KM自锁触点也断开，控制回路解除自锁。松开停止按钮SB1，控制电路又回到启动前的状态。,4.7 常用电动机控制线路,全压启动控制线路 控制线路的保护环节 短路保护：FU1、FU2 过载保护：FR 失压和欠压保护: KM,4.7 常用电动机控制线路,点动控制线路 生产实际的需要 工作过程,2、正反转控制线路 生产实际的需要 工作原理,工作过程 基本控制线路（不能使用） 正停反 重要概念：
14、将其中一个接触器的常闭触点串入另一个接触器线圈电路中，则任一接触器线圈先带电后，即使按下相反方向按钮，另一接触器也无法得电，这种联锁通常称为互锁，即二者存在相互制约的关系。 正反停,3、多地点控制线路 生产实际的需要 工作过程,4、顺序控制线路 生产实际的需要 类型 基于动作先后顺序 基于时间控制 工作过程,基于时间控制,基于动作先后顺序,5、自动循环控制线路 生产实际的需要 工作过程,6、星形三角形降压启动控制线路 特点和适用场合 优点：启动电流特性好，结构简单，价格低； 缺点：由于启动转矩也降低到了原来的1/3，所以转矩特性差。 适合于轻载或空载启动的场合。,7、反接制动控制线路 工作过程
15、讲解,8、变极调速控制,8、变极调速控制,图 双速电动机变极调速控制电路,9、电气控制线路图 定义：为了表达生产机械的电气控制系统的结构、原理等设计意图，为了便于电气系统的安装、调试、使用和维修，需要将电气控制系统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来，这种图就是电气控制系统图。 种类：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图 绘制原则：应根据简明易懂的原则，采用统一规定的图形符号、文字符号和标准画法来绘制。,4.7 常用电动机控制线路,电气控制线路图的绘制原则 绘制电气原理图时应遵循的原则 电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。 主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机
16、之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。 辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。,电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。 电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。 电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件
