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1、电动机控制- 继电接触控制系统,4 行程控制,1 常用控制电器,2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路,3 鼠笼式电动机正反转的控制线路,5 时间控制,本章的主要内容：,1、了解常用控制电器的基本结构、动作原理和控制作用。 2、掌握三相电动机直接起动和正反转的控制电路，了解行程控制和时间控制。 3、了解自锁和互锁的概念，能分析控制线路图。,概述：为了安全、经济的发电、供电，对发电机、变压器、电动机、及电路进行测量、操作和保护而装设的辅助设备是各种测量仪表，控制开关，信号器具，继电器等等 。,连接这些设备的电路，称为控制电路。,如果依靠控制电路对发电厂的主要设备进行控制、保护与监视不但可以减轻值班人
2、员的劳动强度，还可以提高发电厂运行的可靠性和经济性。,利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为继电接触控制。,本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控制环节和保护环节的典型线路。,一、刀开关 1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关） 作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。 结构图和符号 ：,一、刀开关 2.带熔断器fuse 式刀开关用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。,（a）外形 （b） 符号 （c) 结构,控制按钮,按钮(手动切换电器),(b) 结构,按钮常用于接通和断开控制电路。,按钮的外形图和结构如图所示。,按钮开关的外形和符号,(a) 外形图,（
3、a） the structure,（b） chart and letter symbol,button,动画,按钮,通常接触器线圈的的通电和断电是用按钮控制的。,按钮的外形图,电路符号,常开(动合)按钮,常闭(动断)按钮,复合按钮,用于自动往复控制或限位保护等。,行程开关(限位开关),(b)示意图,结构与按钮类似，但 其动作要由机械撞击。,(a)外形图,行程开关的外形符号,行程开关,电磁型电器的基本结构：,螺管线圈式、 吸引衔铁式 、 转动舌片式,二 、electromagnetism equipment电磁式电器 1.电磁机构change electromagnetism energy to
4、 mechanical energy ,将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 组成 原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。,铁芯,衔铁,线圈,交流：硅钢片叠加 直流：整块铸铁或铸钢,直动式 转动式,Voltage winding：并联，匝数多、导线细。 Current winding：串联，匝数少、导线粗。 AC winding：短而粗，有骨架。 DC winding：细而长，无骨架。,二、电磁式电器 2.触头系统通过触头的开合控制电路通、断。 类型 材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银 质材料制成,桥式触头,指形触头,二、电磁式电器
5、 3.灭弧系统 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于 10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色 的光柱， 即电弧。 电弧的危害 ： 延长了切断故障的时间； 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； 形成飞弧造成电源短路事故。 灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、 利用介质灭弧、改善触头表面材料 。,Solenoids 螺线管,Relays 继电器,Contactors 接触器,Car doors,Valve solenoids,Robots,Solenoid applications,交流接触器接触器,用刀开关和电磁铁结合在一起的控制电器叫做接触器或电磁开关。,接触器是各种电器
6、控制设备中主要电器，利用它可以实现各种自动控制的要求。,结构如图：,动作过程：,线圈通电,衔铁被吸合,触点闭合,电动机与电源接通,用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。,线圈,辅助触点,铁心,衔铁,电源,电机,主触点,常闭,常开,动画,弹簧,符号：,线圈,KM,用于主电路 流过的大电流 (需加灭弧装置),用于控制电路流过 的小电流 (无需加 灭弧装置),动合(常开)辅助触点,动断(常闭)辅助触点,注意：属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示。,动合(常开)主触点,继电器,继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。 主要区别在于： 接触器的主触点可以通过大电流； 继电器的体积和触点容量小，触
7、点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。,1. 电流及电压继电器,电流继电器：可用于过载或过载保护， 电压继电器：主要作为欠压、失压保护。,2. 中间继电器,中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控 制线路。,通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可 直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。,(a) 外形,中间继电器外形与符号,作用：按整定时间长短通断电路 分类： 按构成原理分：电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式 按延时方式分：通电延时型 断电延时型,time relay继电器,1一线圈 2一电磁铁 3一可动铁心 4一返回弹簧 5、6一瞬时静触点 7一绝缘件
8、 8一瞬时动触点 9一压杆 10一平衡锤 11一摆动卡板 12一扇形齿轮 13一传动齿轮 14一主动触点 15一主静触点 16一标度盘 17一拉引弹簧 18一弹簧拉力调节器 19一摩擦离合器 20一主齿轮 21一小齿轮 22一掣轮 23、24一钟表机构传动齿轮,Time relay,a) 通电延时继电器,b) 断电延时继电器,延时继电器的外形与结构,(a) 外形,(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h),(a) 线圈一般符号 (b) 通电延时线圈 (c) 断电延时线圈 (d) 通电延时闭合动合（常开）触点 (e) 通电延时断开动断（常闭）触点 （f）断电延时断开动合（常开
9、）触点 （g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点,symbol,中间继电器 速度继电器 时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护）,常用继电器类型：,1.5 热继电器,为了保护电动机不受长期过载电流的危害，在电动机控制电路中常装有双金属片热力继电器过载保护。,热继电器,用于电动机的过载保护。,热继电器外形与结构,(a) 外形,(b) 结构,双金属片式热继电器原理示意图,热继电器的主要部分是两个热元件，它是一段电阻不大的电阻丝，绕在双金属片上。使用时，发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。,常
10、闭触点接在控制电路中，当它断开时，就切断了控制电路，使继电器线圈断电，于是就切断了电动机的主电路，起到了过载保护的作用。,热继电器的符号：,发热元件,常闭触点,FR,串联在主电路中,串联在控制电路中,热继电器的主要技术数据整定电流。 整定电流：即热元件中通过的电流超过此值的20%时，热继电器应在20分钟内动作。 通常是根据整定电流选择热继电器，整定电流与电动机的额定电流基本一致。,1.6 熔断器,用于低压线路中的短路保护。,熔断器：,保险丝,保险片,保险管,插入式熔断器 螺旋式熔断器 管式熔断器 有填料式熔断器,常用的熔断器：,符号：,熔断器额定电流IF的选择,(1) 电灯、电炉等电阻性负载,
11、IF IL,(3) 频繁起动的电机,(2) 单台电机,用于低压线路中的短路保护。,常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断 器、管式熔断器和有填料式熔断器。,万能式低压断路器结构图,自动空气断路器(自动开关),用于短路、过载、失压保护。,结构图：,主触点 手动闭合,锁钩,过流 脱扣器,欠压 脱扣器,塑壳式低压断路器原理图,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,2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路,主电路,控制电路,Q开关,FU保险丝,KM接触器,FR热继电器,SB按钮,一、直接起动的过程,和上闸刀开关Q，按下SB2，接触器线圈 KM通电，其主触头和辅助
12、触头同 时吸合，电动机 运行。按下SB1， 控制电路断电， 主触头和辅助 触头同时断开， 电动机 停车。,KM的辅助触点，起自锁作用。去掉KM辅助触点, 实现点动控制。,自锁触头,二、电动机的保护,短路保护：用熔断器 FU实现短路保护。 当电动机内部发生短路时，熔断器流过很大的短路 电流，熔丝迅速熔断，电动机就自动停转。,零压保护：当电网电压下降很多或停电时，交流接触器线圈中的电流也要减小或者消失，使主触头断开，电动机停转。,过载保护：常采用热继电器FR保护。 当电动机过载时，热元件发热使双金属片受热膨胀弯曲，使控制电路中热继电器的常闭触头断开，使接触器线圈断电，起到过载保护作用。,例：两地控
13、制一台电动机的控制线路,甲、乙的起动按钮并联；停止按钮串联。,.3 鼠笼式电动机正反转的控制线路,在生产上不仅需要控制电动机的起动和停车，有时 候还要求电动机能向正、反两个方向转动，例如应用异 步电动机使起重机提升与下降。,将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使 电动机反转。,需要用两个接触器来实现这一要求。当正转接触器工作 时，电动机正转；当反转接触器工作时，将电动机接到 电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。,正反转的控制线路,3,M,FR,FU,KMR,KMF,KMF,.,KMR,FR,Q,KMF,SB,.,.,SBF,KMF,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,正转、反转接
14、触 器不能同时动作,采取的措施是： 在正转接触器 的控制电路中， 串接了反转接 触器的一个常 闭触点KMR,在反转接 触器的控 制电路中， 串接了正 转接触器 的一个常 闭触点KMF,接触器KMF和KMR的这两个常闭辅助触头在控制电路 中所起的作用好比是两把锁门用的锁，当一个接触器的 线圈带电时，就把另一个接触器的控制电路锁住，所以 叫做联锁作用，这两个常闭触头就叫做联锁触头。 在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控 制作用，称为“联锁”。 利用接触器的触点实现联锁控制称 电气联锁。 电气联锁的缺点：正转过程中要求反转，必须先按停 止按钮，然后才能按反转按钮。 解决措施：在控制电路中加
15、入机械联锁。,利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。,机械联锁,机械联锁,4 行程控制,行程控制：控制某些机械的行程，当运动部件到达 一定行程位置时利用行程开关进行控制。,例如：提升机要求达到一定的高度自动停止；一些机床要求刀具或工件自动往返。,行程开关的工作原理：行程开关是由位置来决定其动作 的开关元件，它的结构基本与按钮一样，一般只具有一 个常开触点和一个常闭触点。,其结构与按钮类似，但其动作要 由机械撞击，其结构图为：,常闭触头,常开触头,电路符号：,用行程开关控制电动机自动往返运动：,行程开关,行程开关,常闭触头,常开触头,自动往返运动的控制电路：,按SBF时,KMF通电,KMF断电,KMR通电,电机正转,工作台前进,到达预定位置， 挡块1撞击STb,电机反转 (工作台后退),
