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1、常用低压电器和基本控制电路应用 内容提要 介绍三相交流异步电动机基本结构 和工作原理 讲述三相交流异步电动机 的名牌数据和施工现场常用电动机型号 阐述常用低压控制电器 引导同学识 读简单建筑机械控制电路 概 述 控制电能的器具或装置 作用是 对电能 进行控制 分配和调节 2 电力拖动自动控制系统 利用电器元件组成 实现对外界信号或要 求进行自动或手动地切断 接通电路 连续 断续地控制被控对象进行运行状态的变化 这 样的系统称为电力拖动自动控制系统 1 电器 1 按工作电压分类 以交流1000V 直流1200V为界 以上为高压 控制电器 以下为低压控制电器 2 按操作方式分类 自动控制电器 手动
2、控制电器和半自动控制电器 4 电器分类方法 3 电力系统的组成 控制设备电动机 电源 生产机械传动装置 第一节 三相交流异步电动机基本结构和 工作原理 一 三相交流异步电动机的基本结构 三相异步电动 机按转子结构 分有 绕线式异 步电动机 鼠笼式异 步电动机 只针对鼠笼式异 步电动机 异步电动机的定子是由机座 定子铁心 和定子绕组三个部分组成的 1 异步电动机的定子 异步电动机的转子是由转子铁心 转子绕 组和转轴组成的 2 异步电动机的转子 JZT系列是电磁调速异步电动机 二 常用异步电动机的型号 JZ2 和JZL2系列是起重和冶金用的三相异 步电动机 JZ2是鼠笼式 JZL2是绕线式 BJO
3、2 系列是防爆式鼠笼异步电动机 JPZ系列是旁磁式制动异步电动机 JD2 和JDO2系列是防护式和封闭式多速异 步电动机 JZZ系列是锥形转子制动异步电动机 三 三相交流异步电动机的工作原理 三相异步电动机定子 接三相电源后 电机 内便形成圆形旋转磁 动势 设其方向为逆时针转 若转子不转 转子鼠笼 导条与旋转磁密有相对 运动 导条中有感应电动势e 方向由右手定则确 定 由于转子导条彼此在端部短 路 于是导条中有电流 导条就在磁场中受力f 用左手定则确定受力方向 转子受力 产生转矩T 为电磁转矩 方向与旋转磁 动势同方向 转子便在该方向上旋转起来 转子旋转后 转速为n 只要n n1 n1为旋转磁
4、动势 同步转速 转子导条与磁场仍有相对运动 转子继续旋转 稳定运行在T TL情况下 在正常情况下 异步电动机的转子转速总是略低 与旋转磁场的转速 同步转速 转差率是一个表征 异步电动机运行状态的一个基本参数 感应电动机的 转速随负载的变化而变化 接触器的作用是通 断电动机电路或其它负 载电路 是可以实现远 距离控制的一种控 制电器 通 断电路的电 流种类不同 第二节 常用低压控制电器及基本控制电路 一 接触器 接触器可分为交流接触器和直流接触器两种 1 接触器的基本结构 由三大部分组成 电磁系统 触头系统和灭弧系统 1 2 3 4是静触点 5 6是动触点 7 8是吸引线圈 9 10分别是动 静
5、铁心 11是弹簧 注意 铁芯中的短路铜 环作用是减少交流电磁 铁芯的振动 1是灭弧室 2和5分别为动 静触点 3 为金属栅片4为电弧 灭弧栅是数片钢片制成的栅状装置 当触点断 开发生电弧时 电弧进入栅片内 被分割为数段 迅速熄灭 灭弧栅 2 交流接触器的工作原理 触头在弹簧的反作用力下复位 线圈通入单相交流电铁芯磁化吸合触头动作 线圈失电 3 图形文字符号 KM KM KM 线圈主触头 辅助触头 继电器是一种根据外界输入的电或非电信号 如电流 电压 时间 温度 转速等 进行触 头的接通或断开操作 是一种自动控制电器 继 电器的种类很多 分类的方法也较多 1 电磁式继电器 二 继电器 电磁系统
6、触头系统 复位弹簧系统等组成 1 基本结构 2 工作原理 信号电流通入线圈电磁铁芯吸合触头系统动作 常开触头闭合 常闭触头断开信号电流切断线圈失电 电磁铁芯释放在复位弹簧作用下 所有触头复位 回 到触头原始状态 电磁式继电器中最常用的是中间继电器 图形文字符号如下图所示 KAKAKA 2 时间继电器 接收信号到输出信号有一时间差的继电器我 们称之为时间继电器 时间继电器按其结构的不同 可分为电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式等 只介绍空气阻尼式时间继电器 JS7 A系列空气阻尼式时间继电器的基本结构 如下页图 1 结构 主要由电磁系统 触头系统 活 塞气室等组成 其中触头系统分 为瞬时动作触
7、头 延时动作触头 2 工作原理 线圈通电铁芯吸合 推板瞬时动作 1234瞬时动 作触头动作 活塞在宝塔形弹簧的作用下向上移动 经一段时间后活塞才推动扛杆移动到顶端 5678触头动作 常开触头延时闭合 常闭触头延时断 开 为下一次工作作好准备 问 移动速度由 谁决定 当线圈失电 铁芯系统释放 衔铁在弹簧作用下迅速将活塞推向最下方 1234 5678触头系统在复位弹簧的作用下迅速复位 3 时间继电器的图形文字符号 1 热继电器的基本结构 感应机构 热膨胀系数不同 的双金属片 加热元件 执 行机构 传动系统和触头系 统 等组成 如右图所示 2 工作原理 加热元件串接在被控制 电路中 通入额定电流 加
8、热元件不发热 双金属片不动作 触头不动作 当被控电路的电流增加超过额定电流 形成双金属片的定向弯曲 加热元件开始发热并缓慢地将热量传递给双金属片 双金属片推动导板 导板推动温 度补偿器 触头动作 切断被控电路电流 3 热继电器 绕组双金属 片 导板 3 图形文字符号 FRFR 1 按钮 1 基本结构 按钮帽 复位弹簧和触 头系统 2 工作原理 按钮按下 触头系统动作 弹簧储能 松手 触头系统复位 复位弹簧作用 三 其它控制电器 特点 受力触头动作 力 消失触头复位 3 图形文字符号 2 闸刀开关 刀开关种类很多 按极数分为单极 双极和三极 刀开关一般与熔断器串联 使用 以便在短路或过负 荷时熔
9、断器熔断而自动切 断电路 图形文字符号 3 3 自动开关 自动开关 基本结构 电流电磁系统 电压电磁系统 脱扣系统 触头系统 弹簧系统等组成 工作原理 正常工作时 手动控制接通或断开电路 电路出现下列情况时 短路 当线路电流大于或等于额定电流的10倍时 电流电磁系统产生大吸合力 电流电磁系统动作 脱扣器动作 锁钩脱扣 在弹簧作用下触头复位 切断被控制电路 起到短路保护的作用 欠电压 当线路电压下降到额定值的 时 电压电磁系统吸合力不够大 电压电磁系统释放 扛杆动作 脱扣器动作 锁钩脱扣 在弹簧作用下触头复位 切断被控制电路 起到欠电压保护的作用 过载 当线路电流增大 但又小于短路电流时 双金属
10、片定向弯曲 推动扛杆 脱扣器动作 在弹簧作用下触头复位 切断被控制电路起到过载保护的作用 锁钩脱扣 图形文字符号 QF 4 熔断器熔断器 熔断器主要作短路或过载保护用 串联在被保护 的线路中 线路 正常工作时起通路作用 当线路短 路或过载时熔断器熔断 起到保护线路上其他电器设 备的作用 图形文字符号 FU 用图形和文字来表示电气控制 说明控制原 理的一种电气图 1 电气控制原理图绘制原则 右图是一个单方向旋转电动机 控制电路 1 主电路在左 控制电路在右 或主在上控在下 2 主电路用粗实线绘制 控制电 路用细实线绘制 如右图 已更改 3 标注方法 四 基本控制电路 U1V1 W1 U2V2 W
11、2 1 2 3 主电路标注 总是在主电路的各个节点用英语26个字母和数字下 标标注 按照连接导线元器件的节点进行标注 控制电路标注 在各节点用数字标注 从左向 右用奇数 从右至左用偶数 分界 在电压元件处 看右图 4 电器元件可根据动作功能绘制 在电路的不同地方 但同一元件标 注统一 如右的接触器 5 各节点用实心 小圆点 交汇处 以曲线标注 有了FU 电路具有短路保护功能 有了KM 电路具有欠电压保护功能 请分析 SB受力系统运行 SB力消失系统停止运 行 这种控制称为点 控制 这是第一个电 路 设想若要电动机长期 运行 用什么办法 如右图所示 与上电路相比多了一 个SB和一个FR 2 单方
12、向连续运行控制电路 工作原理 QS SB1 KM主触头闭合 M得电旋转 SB2 KM线圈失电 M失电停止 KM线圈得电 KM辅助触头自锁 自锁 是电器元件为确保自己的通路而实 施的一种控制 KM所有触头复位 注意 自锁 的概念 这是我们讨论的第二电路 它的特性除上面讲的以外 还有 连续运行控制功能 过载保护功能 如何分析和解析这两种功能 若要求这一电路即能连续运行 又能点动控制 如何 能完成 否 方法 利用KM的辅助常 开触点的关联在起动按钮 的两端 三相交 流异步电 动机要改 变旋转方 向 只需 任意的改 变三相绕 组中的两 相绕组连 接 2 正反转控制电路 线路组成 QS FU SR KM
13、 FR M等组成 注意 数量的变化 工作原理 QS SB1 KM1主触头闭合 KM1线圈失电 M失电停止 电动机正转 KM1线圈得电 KM1自锁 电动机正向旋转 电动机反转 SB3 KM1所有触头复位 SB2 KM2主触头闭合 KM2自锁 KM2线圈得电电动机反向旋转 电路特性 1 短路保护 过载保护 欠电压保护 2 正转和反转功能 3 问还有什么 双重联锁正反转控制 电路 线路组成 一个QS 一个FU 二个KM 三个SB 一个FR 一个M 工作原理 QS KM1主触头闭合 KM1或KM2线圈失电 电动机正转 KM1自锁 电动机正 向旋转 电动机反转 SB3 KM1或KM2所有触头复位 电动机
14、反 向旋转 KM1线圈得电 KM1联锁 SB1 SB1联锁 KM2主触头闭合 KM2自锁 KM2线圈得电 KM2联锁 SB2 SB2联锁 电动机失电停止运行 线路特性 1 短路保护 过载保护 欠电压保护 2 正转和反转功能 3 电路具有双重联锁的功能 3 Y 转换控制电路 线路组成 1组QS 2组FU 3个KM 2个SB 1个 FR 1个KT 1个KM 工作原理 QS SB1 KM2得电 自锁 KM2主触闭 KT记时开始 经延时 KM1得电 自锁 断KT休息 M在全压状态下运行 KM3失电 KM3所有触头复位 KM3得电 KM3主触闭 M定子Y连接 降压起动 KM3联锁 切断KM1通路 延断触头延断 延闭触头闭 M脱离Y联接 联锁 KM3主触闭 线路特性 A 短路保护 过载保护 欠电压保护 B 具有Y 转换降压起动自动控制的功能 可再查看正式电路 思考 除时间继电器可在这里进行自动控制 还有什么 元件可实现同样的控制 速度继电器 电流继电器 4 自耦变压器降压起动自动控制电路 主设计思路 起动时 首先将电动机定子绕组接在自耦变压 器的副边 起动结束时 再将电动机定子绕组 直接接到电源 电动机在全压状态下运行 自耦变压器降 压起动自动控 制电路
