武汉理工大学电工学课件第八章

1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页本章要求：本章要求：1.了解常用低压电器的结构、功能和用途。了解常用低压电器的结构、功能和用途。2. 掌握自锁、联锁的作用和方法。掌握自锁、联锁的作用和方法。3. 掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。4. 掌握基本控制环节的组成、作用和工作过掌握基本控制环节的组成、作用和工作过 程。能读懂简单的控制电路原理图、能设程。能读懂简单的控制电路原理图、能设 计简单的控制电路。计简单的控制电路。8.1 常用控制电器常用控制电器8.2 三相异步电动机的基本控制线路三相异步电动机的基本控制线路下一页下一页总目

2、录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 在以电动机为动力的生产机械中，要根据生产在以电动机为动力的生产机械中，要根据生产过程的要求对电动机进行起动、停止、正转或反转、过程的要求对电动机进行起动、停止、正转或反转、调速及制动等方面的控制。调速及制动等方面的控制。 应用电动机拖动生产机械，称为应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动电力拖动。 对电动机的控制常要用到开关、继电器及接触器等对电动机的控制常要用到开关、继电器及接触器等控制电器控制电器组成的控制电路组成的控制电路这种控制电路称为这种控制电路称为继继电接触器控制系统电接触器控制系统。 控制电器可分为两大类：控制电器可分为两大类：手动电器手

3、动电器( (如按钮、如按钮、组合开关及闸刀开关等组合开关及闸刀开关等) )；自动电器自动电器( (如继电器、接如继电器、接触器及行程开关等触器及行程开关等) )。 本章主要介绍几种常用的低压电器的本章主要介绍几种常用的低压电器的用途用途及及电工电工表示表示符号符号 ，基本的控制环节和保护环节的典型线路。，基本的控制环节和保护环节的典型线路。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 通常用于接通或分断无负载电路，作为电源通常用于接通或分断无负载电路，作为电源引入开关或隔离开关。引入开关或隔离开关。 这种开关易被电弧这种开关易被电弧烧坏，烧坏，不宜带重负载不宜带重负载接接通或分断

4、电路，主要用通或分断电路，主要用于频率为于频率为50Hz，电压低，电压低于于380V，电流小于，电流小于60A的电力线路中。作为一的电力线路中。作为一般照明、电热等回路的般照明、电热等回路的控制开关，也可以用作控制开关，也可以用作分支线路的配电开关。分支线路的配电开关。8 . 1 . 1 刀闸开关刀闸开关下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 组合开关组合开关又称又称转换开关。转换开关。8 . 1 . 2 组合开关组合开关1. 用途：用途：常用于机床控制电路的电源开关，也用于常用于机床控制电路的电源开关，也用于小容量电动机的起小容量电动机的起 / 停控制或照明线路的开关控制

5、。停控制或照明线路的开关控制。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 由数层动、静触片组由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。装在绝缘盒而成的。 动触点装在转轴上，动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接实现多条线路、不同联接方式的转换。方式的转换。 实现三相电动机起停实现三相电动机起停控制的接线图。控制的接线图。 转换开关中的弹簧可转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，使动、静触片快速断开，利于熄灭电弧。但转换开利于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限，关的触片通流能力有限，一般用于

6、交流一般用于交流380V、直流、直流220V，电流，电流100A以下的电以下的电路中做电源开关。路中做电源开关。2. 结构：结构：对常用的三极开关来说，每一极有一对对常用的三极开关来说，每一极有一对 静触片与盒外接线柱相接，动触片受手柄控制静触片与盒外接线柱相接，动触片受手柄控制可以转动，以达到线路的通可以转动，以达到线路的通 / 断控制。断控制。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3. 种类：种类：有单极、双极、三极和有单极、双极、三极和四极等，额定电流有四极等，额定电流有10、25、60 和和 100A等多种。等多种。4. 4. 例：例：M3下一页下一页总目录总目录

7、章目录章目录返回返回上一页上一页(a) 外形图外形图(b) 结构结构常闭触点常闭触点8 . 1. 5 按钮按钮 (手动切换电器手动切换电器)1. 用途：用途：常用来接通或断开小电流的控制电路，常用来接通或断开小电流的控制电路， 以便进一步控制电动机或其它电气设备的运行。以便进一步控制电动机或其它电气设备的运行。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. 结构：结构：从剖面结构图可看到，有两对从剖面结构图可看到，有两对静触点静触点、 一对一对动触点动触点、按钮帽及弹簧等部分。、按钮帽及弹簧等部分。在常态时，静触点在常态时，静触点1由动触点由动触点接通、静触点接通、静触点2是断

8、开的；按是断开的；按下按钮帽时静触点的通断状下按钮帽时静触点的通断状态发生变化。态发生变化。3. 种类种类：单联按钮开关只有：单联按钮开关只有一组常开触点和常闭触点，一组常开触点和常闭触点，还有双联和三联等等。还有双联和三联等等。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1. 用途：用途：交流接触器用来接通或断开电动机或其它交流接触器用来接通或断开电动机或其它电气设备的主电路电气设备的主电路。如：电焊机、变压器等。如：电焊机、变压器等。 接触器从表面上看，它的作用与刀开关相似，但接接触器从表面上看，它的作用与刀开关相似，

9、但接触器不仅能接通或断开电路；还具有触器不仅能接通或断开电路；还具有低压保护作用。并具有控制容量大，低压保护作用。并具有控制容量大，适用频繁起动和远距离控制、工作适用频繁起动和远距离控制、工作可靠、寿命长等特点。可靠、寿命长等特点。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. 结构：结构：主要由主要由电磁铁电磁铁和和触点、灭弧装置触点、灭弧装置等部分组成。等部分组成。作用是用来操作触点的断开与闭合。作用是用来操作触点的断开与闭合。电路电路由线圈构成。线圈通电后产生由线圈构成。线圈通电后产生。磁路磁路是由是由0. 05mm的硅钢片冲成山字形、的硅钢片冲成山字形、 浸柒、绝缘叠成

10、。分动、静铁心。浸柒、绝缘叠成。分动、静铁心。静铁心固定在底坐上，线圈套在静铁心静铁心固定在底坐上，线圈套在静铁心上。动铁心由反力弹簧支撑着，动铁心上。动铁心由反力弹簧支撑着，动铁心上固定有带动动触点的横上固定有带动动触点的横梁。梁。 动、静触点上装有短路环，用来动、静触点上装有短路环，用来消除噪音。消除噪音。主触点主触点辅助触点辅助触点下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 主触点主触点为三个为三个常开触点常开触点 ，主触点一般接在主电，主触点一般接在主电路中，控制的开关电流较大，必须采取路中，控制的开关电流较大，必须采取灭弧措施灭弧措施。四个四个辅助触点辅助触点为两个常

11、开、两个常闭，一般接在控为两个常开、两个常闭，一般接在控制电路中。制电路中。 灭弧装置：灭弧装置： 主触点通过的电流较大，故断开时主触点通过的电流较大，故断开时容易产生电弧。为了迅速灭弧，在交容易产生电弧。为了迅速灭弧，在交流接触器上装有减弧罩和灭弧珊、或流接触器上装有减弧罩和灭弧珊、或采用双断灭弧。采用双断灭弧。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3. 交流接触器的工作原理：交流接触器的工作原理： 建立在电磁吸力的基础上。建立在电磁吸力的基础上。M3线圈线圈辅助触点辅助触点铁心铁心衔铁衔铁主触点主触点下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页QFUSBK

12、MFRM3M3M3n吸合后自锁下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页动合动合(常开常开)辅助触点辅助触点动断动断(常闭常闭)辅助触点辅助触点属于属于同一同一器件器件的线的线圈和触点圈和触点用用相同的相同的文字表示文字表示由于主电路流由于主电路流过的大电流过的大电流 (需需加灭弧装置加灭弧装置)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页注意：注意： 选择接触器时应注意触点的数量和允许选择接触器时应注意触点的数量和允许 通过的额定电流；还要注意接触器线圈通过的额定电流；还要注意接触器线圈 的额定电压值。的额定电压值。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回

13、上一页上一页（1）用途：）用途：中间继电器中间继电器常用于传递信号以及用于同时常用于传递信号以及用于同时 控制多个电路，也可直接用于小容量电动控制多个电路，也可直接用于小容量电动 机或其它电气的执行元件。机或其它电气的执行元件。（2）结构：）结构：中间继电器与交流接触器的结构基本相同，中间继电器与交流接触器的结构基本相同， 只是其电磁系统小一些，体积小一些只是其电磁系统小一些，体积小一些 , 触点触点 多一些。多一些。（3）种类：）种类：从工作电源分为直流、交流和交直流通用等从工作电源分为直流、交流和交直流通用等 类型。选用时主要应考虑额定电压及触点的类型。选用时主要应考虑额定电压及触点的 允

14、许额定电流值和触点数量。允许额定电流值和触点数量。1. 中间继电器中间继电器下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页发热元件发热元件杠杆杠杆双金属片双金属片常闭触头常闭触头 热继电器是一种保护电器热继电器是一种保护电器 , 用来保护电动机免受长期用来保护电动机免受长期过载的危害。过载的危害。（1）结构：）结构：热继电器是利热继电器是利用电流的热效用电流的热效应而动作的。应而动作的。 主电路主电路控制电路控制电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页（五版书）（五版书）（六版书）（六版书）图形符号：图

15、形符号：由于热惯性，由于热惯性，对电动机的瞬间过载不会造成不必要的停车现象。对电动机的瞬间过载不会造成不必要的停车现象。热继电器热继电器不能作短路保护不能作短路保护。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、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。管式熔断器和有填料式熔断器。 熔断器是最简便且有效的熔断器是最简便且有效的短路保护短路保护电器。电器。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 符号：符号：FU 熔断器额定电流熔断器额

16、定电流 IF 的选择：的选择：(1) 电灯、电炉等电阻性负载：电灯、电炉等电阻性负载：IF IL(3) 频繁起动的电机：频繁起动的电机：(2) 单台电机：单台电机：52.电电动动机机的的起起动动电电流流熔熔丝丝额额定定电电流流 26 . 1电动机的起动电流熔丝丝额定电 其中的熔片或熔丝俗称保险丝，常为电阻率较高其中的熔片或熔丝俗称保险丝，常为电阻率较高的易熔合金或用截面积很小的良导体制成。的易熔合金或用截面积很小的良导体制成。 线路在正常工作时，熔断器不应熔断；而当线路线路在正常工作时，熔断器不应熔断；而当线路发生短路或严重过载时，熔断器应立即熔断。发生短路或严重过载时，熔断器应立即熔断。常用

17、规格有常用规格有4、6、10、15、20A 乃至数百安等乃至数百安等。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页开关开关 自动空气断路器也叫自动开关或空气开关，可实自动空气断路器也叫自动开关或空气开关，可实现现短路短路、过载过载和和失压失压保护。是常用的多性能低压保护保护。是常用的多性能低压保护电器。电器。 自动空气断路器的结构形式很多。下面是其一般自动空气断路器的结构形式很多。下面是其一般原理图。原理图。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页锁钩锁钩主触点主触点手动闭合手动闭合 过流过流 脱扣器脱扣器 欠压欠压 脱扣器脱扣器衔铁释放衔铁释放连杆装置连杆装置

18、释放弹簧释放弹簧下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 自动空气断路器的工作原理自动空气断路器的工作原理:F释放拉簧释放拉簧主触点主触点脱扣连杆脱扣连杆锁钩连杆锁钩连杆欠压欠压过流脱扣器过流脱扣器空气开关可实现空气开关可实现短路短路、过载过载和和失压失压保护。保护。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 继电接触器控制线路是继电接触器控制线路是由一些基本控制环节由一些基本控制环节组成，下面介绍继电接触控制线路的组成，下面介绍继电接触控制线路的有关知识。有关知识。 在电工技术中所绘制的控制线路图为在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图原理图，它，它不考虑不

19、考虑电器的结构和实际位置，电器的结构和实际位置，突出突出的是的是电气原理电气原理。电器自动控制原理图的绘制原则及电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法读图方法：1. 按国家规定的按国家规定的电工图形符号电工图形符号和和文字符号文字符号画图。画图。2. 控制线路由控制线路由主电路主电路(被控制对象被控制对象(负载负载)所在电路所在电路) 和和控制电路控制电路 (控制主电路状态控制主电路状态)组成。组成。 3. 属同一电器元件的不同部分属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和如接触器的线圈和 触点触点)按其功能和所接电路的不同按其功能和所接电路的不同分别画分别画在不同在不同 的电路中，但的电路中

20、，但必须标注必须标注相同相同的文字符号。的文字符号。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4. 所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下 的正常状态画出，即的正常状态画出，即按按通电前通电前的状态绘制的状态绘制。5. 与电路无关的部件与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等如铁心、支架、弹簧等) 在控在控 制电路中不画出。制电路中不画出。熔断器熔断器 组合开关组合开关控制按钮控制按钮接触器接触器 辅助触点辅助触点下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页中间继电器中间继电器 时间继电器时间继电器 热继电器热继电器 常

21、开触点常开触点常闭触点常闭触点下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(1) 使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要 准确可靠准确可靠 。(2) 尽可能尽可能避免避免多个电器元件依次动作才能接通另一多个电器元件依次动作才能接通另一 个电器的控制电路。个电器的控制电路。(3) 必须必须保证保证每个线圈加每个线圈加额定电压额定电压工作，工作，不能不能将两个将两个 电压线圈串联。电压线圈串联。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页SB1SB2 25下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页SB1SB2 2

22、5421下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页起动时，接通起动时，接通组合开关组合开关Q，按动起动按钮按动起动按钮SB2，则交流接，则交流接触器通电，使触器通电，使衔铁吸合带动衔铁吸合带动触头将常开触触头将常开触点接通，电动点接通，电动机通电开始运机通电开始运行。行。QFUSBKMFRM3M3M3n吸合后自锁下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页M3nM3 SB1停止停止 停止时，按下停止时，按下停止按钮停止按钮SB1，则交流接触器则交流接触器断电，使衔铁断电，使衔铁释放触头将常释放触头将常开触点断开，开触点断开，电动机停转。电动机停转。M3下一页下一页

23、总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页SB1KMSB2FRKM FRKMFU3M.121354Q主主电电路路控制电路控制电路4 直接起动直接起动保险丝保险丝热继电器热继电器发热元件发热元件开关开关接触器接触器主触点主触点起动按钮起动按钮停止按钮停止按钮接触器接触器线圈线圈接触器接触器辅助触点辅助触点热继电器热继电器动断触点动断触点下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页SB1KMSB2FRKM FRKMFU3M.121354Q合上开关合上开关QKM辅助触点闭合自锁辅助触点闭合自锁 , 按下起动按钮按下起动按钮SB2 , KM线圈通电，线圈通电，KM主触点闭合，主触点闭

24、合， 电动机运转。电动机运转。通电通电转动转动Q自锁自锁自锁自锁下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页.3MQ转动转动 通电通电, KM线圈断电。线圈断电。KM主触点断开主触点断开, 电动机停转。电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。辅助触点断开，取消自锁。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3）点动控制：）点动控制：.3MQ 按下起动按钮电动机就转动，按下起动按钮电动机就转动，一松手就停止。点动控制在生产一松手就停止。点动控制在生产中也是常见的。中也是常见的。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页过载保护过载保护短路保护短路保护

25、零压、欠压保护零压、欠压保护SB1KMSB2FRKM FRKMFU3M.121354Q主主电电路路控制电路控制电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 交流接触器：交流接触器：M3线圈线圈辅助触点辅助触点铁心铁心衔铁衔铁主触点主触点发热元件发热元件下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页M3n短路保护演示短路保护演示当电路出现短路当电路出现短路时，线路电流突时，线路电流突然变大，熔断器然变大，熔断器烧断而切断线路烧断而切断线路电源，电动机停电源，电动机停转。常开触点断转。常开触点断开，线路恢复供开

26、，线路恢复供电后电机不会自电后电机不会自行起动行起动FUM3下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页M3n过载保护演示过载保护演示当电路电动机过当电路电动机过载时，热继电器载时，热继电器的发热元件将常的发热元件将常闭触点断开，使闭触点断开，使接触器线圈断电接触器线圈断电主触点断开，电主触点断开，电动机停转。动机停转。M3下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 在生产上往往要求运动部件向正反在生产上往往要求运动部件向正反两方向运动。也就是让电动机做两方向运动。也就是让电动机做正、反正、反转转运动。运动。如：起重机如：起重机提升提升和和下放下放货物，工作台货物

27、，工作台 的的前进前进与与后退后退移动等。移动等。 我们在学习电动机的工作原理时我们在学习电动机的工作原理时已经知道，只要将接到电源的任意已经知道，只要将接到电源的任意两根联线对调即可。为此我们采用两根联线对调即可。为此我们采用了下图所示的控制线路。了下图所示的控制线路。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 当正转接触器当正转接触器 KMF工作时，电动机工作时，电动机正转正转； 当当反转接触器反转接触器KMR工作时，工作时，反转接触器反转接触器将将电动机接到电源的电动机接到电源的任意任意两根联线对调两根联线对调了了一下，一下，电动机电动机反转反转。电机正、反转需要用电机正

28、、反转需要用两个两个接触器来实现接触器来实现这一要求。这一要求。BM3ACKMFKMRQ下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3MFRFU.FRQ.下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3MFRFU.FRQ.下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页.断开断开断电断电闭合闭合通电通电FR操作：操作：断电断电闭合闭合断开断开下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页.断电断电通电通电FR操作：操作：断电断电下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页KMFKMF4123FR.下一页下一页总目录总目录 章目录章目

29、录返回返回上一页上一页KMF通电通电闭合闭合闭合闭合FR.4123操作过程：操作过程：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 在生产上往往要求运动部件向正在生产上往往要求运动部件向正反两个方向运动。也就是让拖动部件反两个方向运动。也就是让拖动部件的电动机作正反转运动。的电动机作正反转运动。如：起重机的提升与下放货物。如：起重机的提升与下放货物。 工作台的前进与后退运动。工作台的前进与后退运动。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 结构与按钮类似，但结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。其动作要由机械撞击。常开触点常开触点常闭触点常闭触点下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页STaSTb电机电机限位开关限位开关货物货物下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页晶体管晶体管