电工基本知识5(电力拖动控制)要点

1、电工基本知识（5）电力拖动控制电力拖动是指由电动机作为原动机来拖动生产机械控制设备，它是利用各种有触点电器（接触器、继电器、按钮、刀开关等）组成电气控制电路，从而实现电力拖动系统的起动、 反转、制动和保护。本节从工厂机床的电气控制最基本的知识入手，介绍了电气控制常用的 电器，重点介绍了在机床电气控制电路最基本的控制电路。在学习过程中，应掌握各种机床电气控制电器的作用、文字与图形符号，便于更好的阅 读与分析电力拖动控制电气原理图，了解电动机的单向运转与正反转运行控制电路的分析方 法。一、常用低压电器介绍低压电器是电力拖动自动控制系统基本组成元件，控制系统的优劣与所用的低压电器性 能有直接关系，所

2、以必须熟悉常用低压电器的结构、原理，掌握使用与维护等方面的知识和 技能。低压电器通常指工作在交流 1200V以下、直流1500V以下电路中的电器。常用的低压电 器主要有：接触器、继电器、刀开关、断路器（自动空气开关）、转换开关、选种开关、按钮、熔断器等。1、刀开关（闸刀开关）刀开关是一种手动电器，广泛用于电源的引入开关，也可用于不频繁启动的小容量电动 机和照明电路的控制开关。1）刀开关的结构刀开关主要是由手柄、熔丝、触点、和瓷底座、胶盖等组成。按形式分为开启式负荷开 关和封闭式负荷开关两种，按刀数分为单极、双极和三极。2）刀开关的型号及电气符号（1）型号意义HZ 城一口口/O组合开关-设计序号

3、r极数开关专门用途代号 额定电流例：HK2 15/3表示开启式负荷开关，设计序号为2,额定电流为15A,极数为三极。（2）电气符号单极刀开关双极刀开关三极刀开关图344刀开关文字图形符号3）刀开关选择原则根据使用场合选择刀开关的类型、极数及操作方式。1.5 倍。刀开关额定电压应等于或大于线路的额定电流。对电动机负载，开启式刀开关。电流可取电动机额定电流的 3倍；封闭式刀刀开关额定电流可取电动机额定电流的2、低压断路器(自动开关)低压断路器是低压配电系统和电力拖动系统中非常重要的电器，它相当于刀开关、熔断 器、热继电器和欠电压继电器的组合，具有操作安全、使用方便、工作可靠、分断能力高等 到优点。

4、1)断路器的基本结构断路器主要由触点系统、灭弧装置、操作机构、脱扣器等部分组成。按用途和结构特点 可分为框架式、塑料外壳式、直流快速式限流式、漏电保护式等。2)低压断路器的型号含义及电气符号 (1)型号意义dz n n /塑料外壳式断路器设计序号额定电流(A)-用途代号1、配电用2、保护电机用3、照明电路用4、晶闸管保护用极数(2)电器符号1. LIIqf 空即QF rri图345断路器文字图形符号3)低压断路器选择原则(1)应根据使用场合和保护来选择其类型。(2)额定电压与电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压、工作电流。(3)极限通断能力大于或等于电路最大短路电流(4)欠电压脱扣器额定电

5、压应等于线路额定电压。(5)过电流脱扣器的额定电流应大于或等于线路的最大负载电流。3、转换开关(组合开关)转换开关是一种多触点、多位置式、可控制多个回路电器，一般用于电气设备中非频繁地通 断电路、换接电源和负载，测量三相电压以及控制小容量电动机。1)转换开关的结构转换开关由动触点、静触点、转轴、手柄、定位机构、绝缘垫板、凸轮、弹簧、接线柱、绝 缘方轴及外壳等部分组成。2)转换开关的型号含义及电气符号(1)型号意义hz n 0/极数组合开关专门用途代号设计序号 - 额定电流(A)(2)电气符号SAQS或 QS .(a)用作控制开关时的符号(b)用作电源开关时的版符号图3 46转换开关文字图形符号

6、3)转换开关选择原则(1)用于控制小容量电动机的启动与停止，其额定电流应为电动机额定电流的3倍。(2)用于接通电源，其额定电流可稍大于电动机的额定电流。(3)用于照明、电热电路，其额定电流应大于或等于被控电路的负荷电流的总和。4、熔断器熔断器是低压配电系统和电力拖动系统中起过载和短路保护作用的电器。1)熔断器的结构及种类熔断器由熔体和安装熔体的绝缘底座组成。按结构分为开启式、半封闭式和封闭式。常 用的有RC1A插入式、RL1螺旋式、RT有填料封闭管式、RM无填料封闭管式、RS有填料封 闭式快速、RLS有填料封闭螺旋式。2)熔断器的型号及电气符号(1)熔断器型号及含义R C 口熔断器 形式熔体额

7、定电流 熔断器额定电流 结构改型代号设计序号形式：C瓷插式 Z螺旋式 M无填料式 T有填料式 S快速式 Z自复式(2)电气符号FU图347熔断器文字图形符号3)熔断器的选择原则选择熔断器主要是选择熔体的额定电流，其选择原则是：(1)对电炉、照明等到电阻性负载的短路保护，熔体的额定电流应略大于负载的额定电(2)对单台电动机的短路保护，熔体的额定电流应为电动机额定电流的1.52倍。(3)对于多台电动机的短路保护，熔体的额定电流应等于功率最大的一台电动机的额定 电流的1.52.5倍，加上其余电动机的额定电流的总和。确定了熔体额定电流后，即可选择熔断器的额定电流，选择原则是：(1)熔断器的额定电流必须

8、大天或等于线路工作电压。(2)熔断器的额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。(3)熔断器类型选择应根据线路的要求、使用场合和安装条件选择。5、交流接触器交流接触器是用远距离频繁地接通或切断带负载的交流主电路及大容量控制电路的控制 电器。1 )交流接触器结构交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置和弹簧等到组成。(1)电磁系统 用来操作触点的闭合与他断，包括线圈、动铁心和静铁心。为了减少交 流电在铁心中的涡流损耗，避免铁心是热，交流接触器的铁心由硅钢片叠压而成。在铁心上 装有一个短路环作为减振器，使铁心中产生了不同相位的磁通量，以减少交流接触器吸合时 的振动和噪声。(2)触点系统 触点系

9、统用来直接接通和分断所控制的电路，分主触点和辅助触点。为 了使触点接触得更紧密，减少接触电阻，并消除开始接触时发生的有害振动，在触点上装在 接触弹簧，以加大触点闭合时势互压力。(3)灭弧装置灭弧装置用来熄灭主触点在切断电路时所产生的电弧，保护触点不受电弧灼伤。(4)弹簧 有反作用弹簧、缓冲弹簧。2)交流接触器的结构型号及含义/ _I一主触点数主触点额定(1)型号意义C _J接触器交流设计序号(2)电气符号KMKMKMKM线圈主触头常开辅助触头常闭辅助触头图3 48接触器图形符号3)接触器的选择原则(1)选择接触器的类型应根据电路中负载电流的种类来选择。如果直流电动机或直流 负载的容量较小，也可

10、选用交流接触器来控制，但触点的额定电流应选得大一些。(2)根据电动机的额定电压、额定电流选择接触器主触点的额定电压和额定电流，在频 繁起动的场合中，接触器的主触点额定电流应降一个等级。(3)选择触点的数目：主触点的数目应当满足电气线路的要求。(4)选择接触器吸引线圈的工作电压与控制线路和电源电压在相等。6、热继电器热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器。1)热继电器的结构由热元件、双金属片、触点和传动机构组成。2)热继电器的工作原理热继电器的热元件与主电路串联，当电动机电流超过额定电流时，双金属片受热弯曲推动操 作机构，操作机构使热继电器的触点动作，常闭触点断开切断电动机的控制电路

11、，从而 实现对电动机的过载保护。3)热继电器的型号及含义(1)热继电器的型号意义热继电器设计序号-特征代号D带断相保护极数额定电流(2)热继电器的电气符号FR热元件常闭触头图3 49热断电器图形符号常开触头3)热继电器的选择原则(1)热元件的额定电流等级略大于电动机的额定电流。(2)热继电器的整定值一般整定到与电动机额定相等。(3)对于过载能力较差的电动机，其所选热继电器的额定电流应适当小一些，整定电流 调整到电动机额定电流的 6080%。(4)对于冲击属于性负载(如冲床等)或电动机起动时间较长及环境温度高的场所，整 定值为电动机额定电流的1. 11. 15倍。7、主令电器主令电器是接通和分断

12、控制电路，用来“发命令”的控制电器，主令电器应用广泛，常 用有按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。1)按钮按钮是一种手动且可以自动复位或人工复位的主令电器。同按钮帽、复位弹簧、挤式触 点、外壳及接线端组成。有按钮式，旋钮式、钥匙式和紧急式等。(1)按钮型号意义主令电器 按钮设计序号LA 结构形式代号 常闭触点数 常开触点数结构形式代号：J蘑菇钮 D带灯钮 X旋转钮 Y钥匙钮无字的是平钮(2)按钮的电气符号SB 1SB F"SB F(常开触点常闭触点复合式触点图350按钮图形符号3)按钮的选择原则(1)根据使用场合选择控制按钮的种类。如开启式、防水式防腐式等。(2)根据用途选用

13、合适的形式。如钥匙式、紧急式、带灯式等。(3)按控制回路需要确定不同的按钮数。如单钮、双钮、三钮、多钮等。(4)按工作状态指示和工作情况的要求选择按钮及指示灯的颜色。-单轮或双轮。8、限位开关限位开关由操作头、触头系统、外壳组成。操作头可分为直动式和滚动式触头系统有常开和常闭触点。限位开关种类有LX19K JLXK1等系列1)限位开关型号意义能自动复位不能自动复位滚轮位置滚轮数目图3 51按钮图形符号J_ L _1_- 口口口J机床电器L-主令电器X-行程开关K-快速常闭触头数常开触头数滚轮数目设计序号2)图形及文字符号SQSQ常开触点常闭触点二、机床电气拖动控制环节（一）电动机单相运转控制电

14、路在实际应用中有的生产机械需要点动控制，有的机械在进行调整工作时也需要点动控制。点动控制是按下按钮时，电动机就得电运转，松开按钮时电动机就断电停止运转的电气控制。1、电动机点动控制L1 L2 L3图3 52电动机点动控制电路点动控制工作原理：合上电源开关QS起动：按下按钮 SB, SB常开触点闭合，则KM线圈得电吸合 KM主触点闭合 电动机M通入三相电源正转。停止：松开按钮 SB, SB常开触点断开复位，则KM线圈失电释放 一k KM主触点断开 一电动机M断电停转。2、电动机连续运转（长动）控制接触器线圈利用自身辅助常开触点的闭合，维持得电吸合使电动机在松开按钮时仍能继 续运转称自锁。KM图3

15、53电动机连续运转控制电路电动机连续运转控制工作原理：合上电源开关QSKM辅助常开触点闭合自锁KM主触点闭合，电动机正转KM自锁点断开，电动机 M断电停转。KM主触点断开起动：按下按钮 SB 2 KM线圈得电吸合匚停止：按下按钮 SB 1 KM线圈失电释放 :3）线路具备的保护短路保护：熔断器FU1、FU2在线路中具有短路保护作用，有效的防止线路短路而烧毁线路或电器元件。欠压保护接触器KM在线路中具有欠压保护作用。当线路电压下降、电动机转矩便要降低，转速随之下降，会影响电动机正常运行，电压下降严重时还会损坏电动机，发生事故。 在具有自锁的控制线路中，当电动机运转时，电源电压低到一定值（一般低于

16、工作电压85%）时，接触器线圈磁通减弱，电磁吸力不足，动铁芯释放，常开辅助触头断开，推动自锁；同 时主触头也断开，电动机停转得到保护。失压（或零压）保护接触器KM在线路中具有失压保护作用。采用自锁控制的电路，在电源临时停电恢复供电时，由于自锁触头已断开，控制电路不会接通，接触器线圈没有电 流通过，常开主触头不会闭合，因而电动机不会自行起动运转，可避免意外事故的发生，这 种保护称为失压（或零压）保护。过载保护热继电器在线路中具有过载保护作用。线路虽具有短路保护、欠压保护和零压保护，但还不够，因为电动机在运行过程中，如长期负载过大，或操作频繁，或者断相运 行等等原因，都可能使电动机的电流超过它的额

17、定值，有时熔断器在这种情况下尚不会熔断， 这将引起绕组过热，如温度超过允许温升就会使绝缘损坏，影响电动机的使用寿命，严重的 甚至烧坏电动机，因此，对电动机必须采取过载保护的措施，最常用的是利用热继电器进行 过载保护。热继电器的发热元件，串接在电动机的两相主电路中，它的常闭触头则串接在控制电路 中。如电动机在运行过程中，由于过载或其他原因，电流超过额定值时，经过一定时间，串 接在主电路中的热 继电器的双金属片（热元件）因受热弯曲，使串接在控制电路中的常闭触 头断开，切断控制电路，接触器KM的线圈断电，主触头断开，电动机M便脱离电源而停转， 达到了过载保护之目的。3、电动机点动、长动混合控制在一些

18、机床控制中，常常会碰到既需要长车控制，又需要点动控制，图354是点长车控制电气原理图。L1 L2L3QSFU1KMFR口口口 FU2KM图354电动机点动、长车运行控制电路电动机点动、长车运行控制电路工作原理:合上电源开关QS点动启动：按下按钮 SB3,KM线圈得电吸合常闭触点断开，使接触器自锁支路断开，常开触点闭合，则点动停止：松开按钮 SB3, KM线圈失电释放长车启动：按下按钮 SB2, KM线圈得电吸合长车停止：按下按钮 SB1, KM线圈失电释放CKM主触点闭合 一电动机KM自锁闭合常开触点断开，则CKM主触点断开 一电动机KM自锁断开长开触点闭合，使接触器线圈得电，CKM主触点闭合

19、 一电动机KM自锁闭合常闭触点断开，使接触器线圈失电，I*KM主触点断开 一电动机 KM自锁断开M通入三相电源运转。M断电停转。自锁支路闭合，则M通入三相电源运转。自锁支路断开，则M断电停转。SB3时，SB3的常闭触点断开,点车控制的工作原理与长车控制的工作原理不同处在按下 使KM线圈的自锁支路断开而不能自锁。二、电动机正反两个方向运转控制电路1、接触器联锁正、反转控制电路生产实践中，许多生产机械要求电动机能正反转实现可逆运行，如机床中主轴的正向和 反向运动，工作台的前后运动，电梯的上升、下降运动等。从电机原理中可知，只要改变电 动机任意两相电源的相序，就可以实现电动机的正反转控制。图355电

20、动机正反控制电路接触器联锁正、反转控制工作原理：利用本支路电器常闭触点控制其他不能同时得电的支路的方法称联锁（互锁）。正转：按下按钮SB 2SB2常开触点闭合 一KM 1线圈得电吸合 厂 KM 1主触点闭合，电动机 M正转 KM i辅助常开触点闭合自锁KM 1辅助常闭触点断开联锁反转：按下按钮SB 1KM i线圈失电广 KM 1辅助常开触点断开一 KM 1辅助常闭触点闭合一KM 1主触点断开 电动机 M停转再按下按钮SB3SB3常开触点闭合 KM 2线圈得电吸合KM2主触点闭合，电动机 M反转。卜> KM 2辅助常开触点闭合自锁 > KM 2辅助常闭触点断开连锁2、双重联锁正反转控制电路356在机床控制中为了提高工作效率、减辅助工时，常采用此种电路，电气原理图如图 所。L1 L2 L3图3 56电动机双重联锁控制电路双重联锁正、反转控制工作原理：正转：合上QS,按下SB2, SB2常闭触点断开联锁 KM2支路SB2常开触点闭合 KM1线圈得电KM1自锁触点闭合f KM1联锁触点断开 KM1主触点闭合，电机正转。反转:KM1线圈失电按下SB3 , SB3常闭触点断开，则EM1自锁触点断开KM1主触点断开，电机停转KM1联锁触点复位，SB3常开触点闭合，KM2线圈得电KM2自锁触点闭合 KM2联锁触点断开. KM2主触点闭合一电机反转停车：停