电工学第06章

1、第6章 低压电器及控制电路本章讲授学时本章讲授学时: 4: 4学时学时按适用的电压范围分为按适用的电压范围分为低压电器和高压电器低压电器和高压电器在额定电压在额定电压1kV及以下的电路及以下的电路中起通断、保中起通断、保护、控制或调节作用的电器。护、控制或调节作用的电器。低压电器是一种能根据外界的低压电器是一种能根据外界的信号和要求信号和要求，手动或自动地接通、断开电路手动或自动地接通、断开电路，以实现对电以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备。变换和调节的元件或设备。 在现代机床或其它生产机械中，为保在现代机床或其它生产机

2、械中，为保证生产过程和加工工艺合乎预定要求，就证生产过程和加工工艺合乎预定要求，就要生产机械的各部件的动作按顺序进行。要生产机械的各部件的动作按顺序进行。因此就要对电动机进行因此就要对电动机进行自动控制自动控制，主要是，主要是用来控制电动机的用来控制电动机的起动、停止、起动、停止、 正反转、正反转、调速、制动，以及按照时间顺序的控制调速、制动，以及按照时间顺序的控制。 本章介绍的对电动机的控制仅是对本章介绍的对电动机的控制仅是对起、起、停、正反转、制动进行控制停、正反转、制动进行控制，其控制方式，其控制方式是是断续、开环控制断续、开环控制，调速是连续、闭环控，调速是连续、闭环控制方式。制方式。

3、u三相异步电动机的直接起动控制三相异步电动机的直接起动控制u三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制u三相异步电动机的时间控制三相异步电动机的时间控制本章主要内容三相异步电动机直接起动控制一、开关控制一、开关控制二、按钮、接触器控制二、按钮、接触器控制三、顺序控制三、顺序控制1L2L3L三相异步电动机三相异步电动机文字符号和图形符号文字符号和图形符号鼠笼式异鼠笼式异步电动机步电动机绕线式异绕线式异步电动机步电动机M3M3M31L2L3L一一开开关关控控制制Q刀开关刀开关组合开关组合开关M3刀开关刀开关 组合开组合开关关文字符号和图形符号文字符号和图形符号QQ单极单极 三极三极1L2

4、L3L一一开开关关控控制制Q主电路主电路 特点特点1. 1. 简单简单2. 2. 手动控制，不能实现自动控制手动控制，不能实现自动控制3. 3. 只能对中小型电机实现控制只能对中小型电机实现控制4. 4. 没有失压保护，可能自起动没有失压保护，可能自起动M3解决方法解决方法引入引入接触器、按钮接触器、按钮等元件等元件交流接触器交流接触器文字符号和图形符号文字符号和图形符号常开触点常开触点（动合）（动合）常闭触点常闭触点（动断）（动断）KM吸引线圈吸引线圈KMKM按钮元件按钮元件文字符号和图形符号文字符号和图形符号SBSBSBSB常用于接通和断开控制电路。常用于接通和断开控制电路。常开触点常开触

5、点（动合）（动合）常闭触点常闭触点（动断）（动断）1L2L3L二二按按钮钮接接触触器器控控制制QKMKMM3控制电路控制电路2SB1L2L3L二二按按钮钮接接触触器器控控制制QKM2SBKM点点动动运运行行控制电路控制电路M3 把接触器的常开辅助触点和起把接触器的常开辅助触点和起动按钮并联称为动按钮并联称为自锁自锁，能够保证，能够保证电机通电后连续运行。电机通电后连续运行。1L2L3LQKMKM1SB2SBKM连连续续运运行行二二按按钮钮接接触触器器控控制制M3 把接触器的常开辅助触点和起把接触器的常开辅助触点和起动按钮并联称为动按钮并联称为自锁自锁，能够保证，能够保证电机通电后连续运行。电机

6、通电后连续运行。1L2L3LQKMKM1SB2SBKM连连续续运运行行二二按按钮钮接接触触器器控控制制失压保护失压保护接触器自身实现接触器自身实现M3 把接触器的常开辅助触点和起把接触器的常开辅助触点和起动按钮并联称为动按钮并联称为自锁自锁，能够保证，能够保证电机通电后连续运行。电机通电后连续运行。1L2L3LQKMKM1SB2SBKM连连续续运运行行二二按按钮钮接接触触器器控控制制失压保护失压保护接触器自身实现接触器自身实现M31L2L3LQKMKM1SB2SBKM运运行行保保护护二二按按钮钮接接触触器器控控制制M3短路故障短路故障熔断器熔断器文字符号和图形符号文字符号和图形符号FU 熔芯熔

7、芯是熔断器的主体部分，熔断是熔断器的主体部分，熔断器主要有以下几种类型：器主要有以下几种类型： 插入式熔断器插入式熔断器 螺旋式熔断器螺旋式熔断器 管式熔断器管式熔断器 FU1L2L3LQKMKM1SB2SBKM运运行行保保护护二二按按钮钮接接触触器器控控制制短路保护短路保护熔断器熔断器M31L2L3LQKMKM1SB2SBKM运运行行保保护护二二按按钮钮接接触触器器控控制制M3过载故障过载故障FU热继电器热继电器文字符号和图形符号文字符号和图形符号热元件热元件FRFRFR常开触点常开触点（动合）（动合）常闭触点常闭触点（动断）（动断）过载保护过载保护热继电器热继电器过载保护过载保护热继电器热

8、继电器FU1L2L3LQKMKM1SB2SBFRFRKM运运行行保保护护二二按按钮钮接接触触器器控控制制M3自动空气断路器自动空气断路器(自动开关自动开关) 可实现短路、过载、失压保护可实现短路、过载、失压保护 小结小结1. 1. 常用控制电器的结构、工作原理及文字和图形符号；常用控制电器的结构、工作原理及文字和图形符号； 开关开关 按钮按钮 交流接触器交流接触器 熔断器熔断器 热继电器热继电器2. 2. 电气原理图的基本组成：电气原理图的基本组成：主电路主电路和和控制电路控制电路；3. 3. 开关控制和按钮接触器控制的特点：开关控制和按钮接触器控制的特点：开关控制开关控制按钮接触器控制按钮接

9、触器控制简单简单容易实现更复杂的控制方式容易实现更复杂的控制方式手动控制手动控制自动控制自动控制对中小型电动机控制对中小型电动机控制小电流控制大电流，操作安全方便小电流控制大电流，操作安全方便没有失压保护功能没有失压保护功能具有失压保护功能具有失压保护功能4. 4. 控制系统的控制系统的3 3种保护功能以及实现方式：种保护功能以及实现方式： 失压保护失压保护接触器接触器 短路保护短路保护熔断器熔断器 过载保护过载保护热继电器热继电器思考题思考题 1.1.如何实现既可以点动运行，又可以连续运行的功能？如何实现既可以点动运行，又可以连续运行的功能？(1) 使接触器线圈使接触器线圈KM通电；通电；(

10、2) 使线圈使线圈KM不能自锁。不能自锁。SB3复合按钮复合按钮4. 4. 控制系统的控制系统的3 3种保护功能以及实现方式：种保护功能以及实现方式： 失压保护失压保护接触器接触器 短路保护短路保护熔断器熔断器 过载保护过载保护热继电器热继电器思考题思考题 1.1.如何实现既可以点动运行，又可以连续运行的功能？如何实现既可以点动运行，又可以连续运行的功能？2.2.如何实现两地起停控制？如何实现两地起停控制？FU1L2L3LQ1KM1KM1SB2SBFRFR1KM两两地地控控制制二二按按钮钮接接触触器器控控制制M4SB3SB两地起动两地起动起动按钮并联起动按钮并联两地停车两地停车停车按钮串联停车

11、按钮串联1KM1KM1SB2SB思思考考题题二二按按钮钮接接触触器器控控制制 考虑下面两组三相异步电动机单向考虑下面两组三相异步电动机单向连续运行的控制电路，试问应该选用哪连续运行的控制电路，试问应该选用哪一组更恰当？为什么？一组更恰当？为什么？1KM1KM1SB2SB三三顺顺序序控控制制1KM1KM1SB2SB2KM2KM2KM3SB4SB3KM3KM3KM5SB6SB1M2M3M起动顺序起动顺序M3 M2 M1停车顺序停车顺序M1 M2 M32KM三三顺顺序序控控制制1KM1KM1SB2SB2KM2KM2KM3SB4SB3KM1KM3KM3KM5SB6SB2KM1M2M3M起动顺序起动顺序

12、M3 M2 M1停车顺序停车顺序M1 M2 M3三相异步电动机正反转控制一、正反转控制一、正反转控制二、行程控制二、行程控制FU1L2L3L一一正正反反转转控控制制QFR1KMFUQ1KM1KM1SB2SBFR380V1L2L3SB2KM2KM1KM2SB电气互锁电气互锁机械互锁机械互锁2KM3SB2KM电气互锁：电气互锁： 禁止两个接触器的线圈同时通电禁止两个接触器的线圈同时通电机械互锁：机械互锁： 解决了正反转自动转换的问题解决了正反转自动转换的问题双重互锁双重互锁二二行行程程控控制制FUQ1KM1KM1SB2SBFR380V1L2L3SB2KM1KM2SB2KM3SB2KM 正反转控制电

13、路能够正反转控制电路能够通过手动切换电动机的两通过手动切换电动机的两个转向，在小车的往返运个转向，在小车的往返运动中如何实现自动切换电动中如何实现自动切换电动机的转向？动机的转向？正程正程逆程逆程电机电机STaSTb行程开关行程开关文字符号和图形符号文字符号和图形符号常开触点常开触点常闭触点常闭触点STST 也称限位开关。结构与按钮类似，靠机械力碰压而动也称限位开关。结构与按钮类似，靠机械力碰压而动作。用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。作。用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。A小车小车STaSTbCFR正转正转反转反转KM正正SB1KM正正KMKM反反KM正正SB2KM反反SB3

14、STaSTb3MFUQ.FRKMR三相异步电动机的时间控制一、时间继电器一、时间继电器二、时间控制电路二、时间控制电路时间控制概述时间继电器常见有：空气式和电子式时间继电器。常见有：空气式和电子式时间继电器。通电延时和断电延时两种通电延时和断电延时两种常开触头常开触头 延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头 延时打开延时打开 常开触头常开触头常闭触头常闭触头工作原理工作原理调节螺丝调节螺丝进气孔进气孔托板托板线圈线圈动铁心动铁心恢复弹簧恢复弹簧挡块挡块释放弹簧释放弹簧活塞杆活塞杆橡皮膜橡皮膜排气孔排气孔常闭常闭 延时闭合延时闭合 常开常开 延时断开延时断开 常开触头常开触头常闭触头常闭触头空气式时

15、间继电空气式时间继电器的延时范围大器的延时范围大(有有 0.4 60 s 和和0.4 180s两种两种)。结构简单，但准结构简单，但准确度较低。确度较低。时间继电器触头类型时间继电器触头类型断断 电电 式式断电延时断电延时延时闭合延时闭合常闭触点常闭触点断电延时断电延时延时断开延时断开常开触点常开触点通通 电电 式式瞬瞬时时动动作作延延时时动动作作常闭触点常闭触点常开触点常开触点通电延时通电延时延时闭合延时闭合常开触点常开触点通电延时通电延时延时断开延时断开常闭触点常闭触点KMFUQFR电机AxByCzKM -YKM- KM- KTKTKM-YKM-YKM- KM- KTKM- KMSB1SB

16、2KMY Y 起动起动控制电路控制电路FR时间继电器控制电路按按SB2SB2KMKM、KM-YKM-Y通电，通电，Y Y起动起动延时延时t t后后KM-YKM-Y断电、断电、KM-KM- 通电，通电， 运行运行1 电机电机M1控制要求：控制要求： 1. M1 1. M1 起动后，起动后，M2M2才能起动才能起动 2. M2 2. M2 可单独停可单独停2 电机电机M2（2）顺序控制）顺序控制顺序控制电路顺序控制电路（1）：）：两电机两电机只保证起动的先后顺序，只保证起动的先后顺序， 没有延时要求。没有延时要求。 FUKM2FR2AB CFUM3AB CKM1FR1M3主电路主电路KM1KM2S

17、B3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1控制电路控制电路不可以不可以 ! 两电机应有独立电源；两电机应有独立电源；否则，主触头否则，主触头（KM1）的负荷过重。）的负荷过重。M3KM1KHKM2KHM3主电路主电路KM2KM1SB2KM2KM1SB3SB1控制电路控制电路这样实现顺序这样实现顺序控制可不可以控制可不可以?KM1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KM2KT顺序控制电路顺序控制电路(2)(2)：M1起动后，起动后，M2延时起动。延时起动。SB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动KT M2起动起动主电路同前主电路同前控制电路控制电路KM1SB1SB

18、2KTKHKM1KM2KM2KT 实现实现M1起动后起动后M2延时起动的延时起动的顺序控顺序控制，用以下电路可不可以？制，用以下电路可不可以？SB2 KM1 KT 延时延时 KM2 M1起动起动 M2起动起动 不可以不可以！继电器、继电器、接触器的线接触器的线圈有各自的圈有各自的额定值，额定值，线圈不能串线圈不能串联联。 继电器、接触器控制电路读图和设计中应注意的问题：继电器、接触器控制电路读图和设计中应注意的问题：小小 结结1、同一电器同一电器的所有线圈、触头不论在什么位置都的所有线圈、触头不论在什么位置都统一符号统一符号；2、全部触头按常态给出。对接触器和各种继电器是指、全部触头按常态给出

19、。对接触器和各种继电器是指未通电时未通电时 的状态，对按钮、行程开关等是指的状态，对按钮、行程开关等是指未受外力作用未受外力作用时的状态。时的状态。3、主电路、控制电路主电路、控制电路分开阅读或设计，先看主电路，再看控制电分开阅读或设计，先看主电路，再看控制电 路。路。4、继电器、接触器的、继电器、接触器的线圈只能并联，不能串联线圈只能并联，不能串联；5、控制顺序只能由控制电路实现，不能由主电路实现。、控制顺序只能由控制电路实现，不能由主电路实现。 控制电路如图所示，试分析动作顺序及功能。控制电路如图所示，试分析动作顺序及功能。 SB2SB1KMKM1 1SB3SB4SB5SB6KMKM1 1

20、KMKM2 2KMKM3 3KMKM2 2KMKM3 3KM1KM2KM3停止顺序：停止顺序：起动顺序：起动顺序：KM3可单独停车；可单独停车；KM2停止，则停止，则KM3停止；停止；KM1停止，则停止，则KM2和和KM3都都停止。停止。 FRFR1FRFR2SBSB2SBSB1KMKM1 1SBSB3SBSB4SBSB5SBSB6KMKM1 1KMKM2 2KMKM3 3KMKM2 2SBSB7如图是某车床的控制电路，其中如图是某车床的控制电路，其中KM1，KM2，KM3分别分别是控制主轴、冷却液泵、小刀架电动机的继电器，试分是控制主轴、冷却液泵、小刀架电动机的继电器，试分析该控制电路的工作

21、过程和功能。析该控制电路的工作过程和功能。 接通电源，接通电源，刀架继电器通电，刀架继电器通电，主轴和冷却液可分别接主轴和冷却液可分别接通和停止。通和停止。主轴可两地起动和停止。主轴可两地起动和停止。主轴主轴冷却冷却液泵液泵小刀架小刀架分析分析断电延时断电延时的鼠笼式异步电动机的能耗制动控制电路。的鼠笼式异步电动机的能耗制动控制电路。 试画出一个试画出一个通电延时通电延时的鼠笼式异步电动机的能耗制动控制电路。的鼠笼式异步电动机的能耗制动控制电路。 FRSB1SB2KMKM1 1KMKM1 1KMKM2 2b.b.控制电路控制电路KMKM2 2KTKTKTKT+M3FRKM1a.a.主电路主电路

22、FU1- -KM2-运料小车的控制运料小车的控制设计一个运料小车控制电路，满足以下要求：设计一个运料小车控制电路，满足以下要求： 1. 小车启动后，前进到小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：地。然后做以下往复运动： 到到A地后停地后停2分钟等待装料，然后自动走向分钟等待装料，然后自动走向B。 到到B地后停地后停2分钟等待卸料，然后自动走向分钟等待卸料，然后自动走向A。 2. 有过载和短路保护。有过载和短路保护。 3. 小车可停在任意位置。小车可停在任意位置。 正程正程逆程逆程电机电机BA控制电路综合练习控制电路综合练习运料小车控制电路运料小车控制电路M3A BCKMFFUQ SFRKMRSTa 、STb 为为A、B 两端的限位开关两端的限位开关 KTa 、KTb 为为两个时间继电器两个时间继电器