第七章(少学时)

第7章电气自动控制自动控制可以通过电气、机械、液压或气动等手段来实现。其中以电气自动控制的应用最广泛、最方便。控制电路是由控制电器、保护电器和用电设备组成。用来控制用电设备工作状态的电器称为控制电器。用来保护电源和用电设备的电器称为保护电器。在低压供电系统中使用的电器称为低压电器。低压电器分为手动电器和自动电器。低压控制电器手动电器自动电器组合开关按钮……接触器继电器行程开关……由操作人员手动操纵按照指令、信号、或某个物理量的变化而自动动作7.1手动控制7.2起停控制电路7.3正反控制电路7.4顺序连锁控制电路7.5行程控制7.6时间控制第7章电气自动控制(一).刀开关（Q）1.作用：起接通电源的作用分为：单刀：用在某一相线上双刀：用在两相上三刀:用在三相上2.符号：Q7.1手动控制3.选择:

选择额定电压和额定电流分别等于或稍大于电动机的额定电压和额定电流刀开关在自动控制电路中，刀开关主要是用作电源的隔离开关，以便在更换熔断器、检修用电设备或用电设备长期不工作时用来断开电源。（二）熔断器符号FU用于低压线路中的短路保护。

结构：熔体、外壳。

种类：插入式、螺旋式、管式、填料式。额定电流：2A~600A。插入式熔断器

螺旋式熔断器

管式熔断器

填料式熔断器

空气开关又称自动空气断路器,当电流超过额定值或短路时，将主触头断开，起短路保护作用。M3~主触点弹簧连杆装置锁钩过流脱钩器（三）断路器（空气开关）一旦发生严重过载或短路时,过流脱钩器将吸合而顶开锁钩，将主触头断开，从而起到短路保护作用。M3~主触点弹簧连杆装置锁钩一旦发生严重过载或短路时,过流脱钩器将吸合而顶开锁钩，将主触头断开，从而起到短路保护作用。M3~主触点弹簧连杆装置锁钩断路器（空气开关）断路器在动作后，不必像熔断器那样更换熔体，故障排除后，若需要重新启动，只要通过操作手柄合上触点即可。Q×××1.作用:兼有刀开关和熔断器的作用2.符号:（一）按钮(b)结构按钮常用于接通和断开控制电路。(a)外形图常闭触点常开触点7.2起停自动控制笼式电动机的起停自动控制电路是控制电路中最简单、最常用的一种电路。复位弹簧支柱连杆常闭静触头桥式动触头常开静触头外壳4SBSBSB结构符号名称常闭按钮(停止按钮)常开按钮(起动按钮)复合按钮1234123按钮帽通常用来短时间接通或断开控制电路的手动电器。常开触点常闭触点按钮帽复位弹簧表示符号：当按下按钮帽时,常闭触头先断开,常开触头后闭合SB常开按钮SB常闭按钮SB复合按钮按钮功能：用来接通或切断电动机或其他负载的主电路的一种控制电器。二、交流接触器利用电磁吸力工作的自动电器。1.接触器的基本结构主触点辅助触点辅助触点上铁心下铁心绝缘支架

吸引线圈下铁心上铁心主触点动触点

静触点吸引线圈

CJ0线圈通电衔铁被吸合触点闭合或断开接通或断开被控制电路线圈通电线圈未通电3.接触器的图形符号和文字符号KM线圈主触点KM常开触点KM常闭触点KM线圈铁芯衔铁主触头弹簧M3~电机动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源~380~~常开触头常闭触头辅助触头M3~动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源

~220~380~~常闭触头断开常开触头闭合主触头闭合点动控制三、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)结构热继电器的结构原理图发热元件双金属片常闭触点复位按钮弹簧扣板II当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，它便向上弯曲，因而脱钩，常闭触点断开热继电器的结构原理图发热元件双金属片常闭触点复位按钮弹簧II扣板热继电器的结构原理图发热元件双金属片常闭触点复位按钮弹簧II扣板常闭触点打开从而断开电动机的主电路热继电器是利用电流的热效应而动作的电器，它是用来保护电动机使之免受常期过载的危害。热继电器的图形及文字符号发热元件将串联在电动机的主电路中FR常闭触点将串联在电动机的控制电路中由于热惯性，双金属片的温度升高需要一定时间。不会因电动机过载而立即动作。这样可发挥电动机的短时过载能力，又能保护电动机不致因为过载时间长而出现过热的危险。但发生短路时，热继电器也不会立即动作。FR四、控制电路1.直接起动熔断器FU刀开关QM3～21SB2交流接触器KM按扭SB35熔断器FU刀开关QM3～21SB2交流接触器KM按扭SB235熔断器FU刀开关QM3～21SB2交流接触器KM按扭SB35点动控制熔断器FU交流接触器KM刀开关Q按扭SBSB235M3～21熔断器FU交流接触器KM刀开关Q按扭SBSB235M3～21自锁熔断器FU交流接触器KM刀开关Q按扭SBSB1SB235M3～21熔断器FU交流接触器KM刀开关Q按扭SBSB1SB235M3～21熔断器FU交流接触器KM刀开关Q按扭SBSB1SB235M3～21熔断器FU交流接触器KM刀开关Q按扭SBSB1SB235M3～21熔断器FU交流接触器KM刀开关Q按扭SBSB1SB235M3～21电动机的保护

短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通常采用熔断器FU。

失压保护是指电源电压消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动(亦称自起动)，易造成人身或设备故障。常用的失压和欠压保护有：对接触器实行自锁。

过载保护是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR保护。熔断器FU交流接触器KM刀开关Q按扭SBSB1SB235热继电器FRM3～421(a)结构图在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：1.控制线路由主电路(被控制负载所在电路)

和控制电路(控制主电路状态)组成。

2.

属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但必须标注相同的文字符号。3.

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，即按通电前的状态绘制。主电路KMSB1KMSB2FRQFRFUKMM3~主电路：三相电源—Q—FU—KM（主触点）—FR（热元件）—M控制电路控制电路KMSB1KMSB2FRQFRFUKMM3~控制电路：1—SB2—SB1—KM（线圈）

KM（辅助触点）2———FR（常闭触点）KMSB2KMFRQFRFUKMM3~~~1、控制线路原理图(长动控制)控制电路主电路工作原理先闭合开关Q接通电源。按SB2→KM线圈得电→KM主触点闭合→M运转按SB1→KM线圈失电→KM主触点恢复→M停转M3~M3

~→KM辅助触点闭合

—

自锁→KM辅助触点恢复—失去自锁长动电路功能控制电机长时间连续工作SB1KMSB2FRQFRFUKMM3~~~2、点动控制线路控制电路主电路先闭合开关Q，接通电源。按SB2→KM线圈得电→KM主触点闭合→M运转松SB2→KM线圈失电→KM主触点恢复→M停转M3~M3

~点动电路功能控制电机在很短时间内工作。工作原理按下起动按钮，电动机运转，松开起动按钮，电动机停转。点动按钮SB3的作用：(1)使接触器线圈KM通电；(2)使线圈KM不能自锁。KMSB2FRKMSB1~SB3复合按钮3.点动及长动控制线路4123SB2FRKMSB1~后闭合先断开按下SB3闭合电机运转点动时：自锁触点不起作用通电KMSB3KMSB2SB1~先断开松开SB3SB3KM断电断开FR后闭合KMSB2FRKMSB1~SB3松开SB3电机停转实现点动用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。先断开后闭合断开断电7.2.(1)如图所示手动起停控制电路是否有短路保护、过载保护和失压（欠压）保护？QFUM3~答:有短路保护;

无过载保护和失压（欠压）保护.上一页下一页返回7.2.(2)热继电器的发热元件为什么要三个？用两个或一个是否可以？试从电动机的单相运行分析。答：用三个发热元件可以确保在电动机过载时能够安全断电。上一页下一页返回一般来说用两个发热元件也可以，但只用一个不行。因为当电动机在运行过程中，由于某种原因某相断相，而使电动机处于单相运行。若只用一个发热元件，并且恰好它就在这一断相上，此时电动机就失去了过载保护的作用。若用两个发热元件，即使断开一个，另一个也可以起作用。当然用三个更保险，而且在三相电流严重不对称时也会动作。例1：下列电路能否控制电机起停?SBstpSBstKMKMSBstpSBstKMKMSBstpSBstKMKMKMSBstpSBstKMKM能起动,不能停止不能起动,且造成电源短路非正常起动,且不能停止只能点动7.3

正反转控制 在生产上往往要求运动部件向正反两个方向运动。也就是让电动机做正反转运动。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两根联线对调即可。

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。KMRFRQFRFUM3

~~~SBRKMFKMRKMRKMFKMRKMF按SBF→KMF线圈得电→KMF触点动作→M正转；工作原理合Q，接通电源按SBR→KMR接触器不动作KMF按SB1→KMF线圈失电→KMF触点恢复→M停转；→M继续正转；SBFSB1ABCKMRFRQFRFUM3

~~~SBRKMFKMRKMRKMFKMRKMF按SBR→KMR线圈得电→KMR触点动作→M反转；KMF、KMR常闭触点——互锁：

防止KMF`KMR同时得电造成电源短路工作原理KMF按SBF→KMF接触器不动作→M继续反转；正转反转必须先按停止按钮SB1按SB1→KMF线圈失电→KMF触点恢复→M停转；SBFSB1ABC电源短路是如何造成的？KM2SBFSB1FRQFRFUM3

~~~SBRKMFKMRKMRKM1按SBF→KMF得电→KMF常开触点闭合→M运转误按SBR→KMR得电KMFKMR若去掉互锁—KMF、KMR常闭触点，合Q，→KMR常开触点闭合→ABC则电源A、C线间短路M3

~—

熔断器FU烧毁！KMF一定要加互锁触点KMFKMRKMRSBFSB1FRQFRFUM3

~~~SBRKMFKMRKMFKMRKMFKMRKMF正、反转控制线路利用复合按钮SBF、SBR,可以实现正转反转直接转换,不必再按SB1。KMRSBFSB1FRQFRFUM3

~~~SBRKMFKMRKMRKMF按SBF→KMF得电→KMF触点动作→M正转KMFKMF当电机正转时，按下反转按钮SBR先断开后闭合→KMF触点恢复→M停转常闭触点先断开常开触点再闭合→KMR触点动作→M反转KMRKMRSBFSB1FRQFRFUM3

~~~SBRKMFKMRKMFKMRKMFKMRKMF正、反转控制线路利用复合按钮SBF、SBR（机械互锁），可以实现正转反转直接转换,不必再按SB1。KMFKMR的电气互锁必不可少！工作更可靠！7.3.(1)归纳一下自锁和互锁的作用与区别？

1.作用自锁:能保证松开启动按钮时，交流接触器的线圈继续通电；互锁:能够保证两个交流接触器的线圈不会在同一时间都处于通电状态。2.区别自锁利用常开辅助触点;互锁利用常闭辅助触点.自锁环节与起动按钮并联;互锁环节与另一交流接触器的线圈串联.上一页下一页返回7.3.(2)试画出用刀开关和熔断器代替教材图7.3.1中的断路器的主电路.KMRQKMFFR3~3~KMRQKMFFR3~3~上一页下一页返回7.3.(3)试画出具有双重互锁的辅助电路.KMRKMRSBst1KMFKMFSBstpFRSBst2KMRKMF上一页下一页返回7.4顺序联锁控制1#2#

例如：皮带运输起动要求:1#电机先起动，2#电机才动。停车要求:2#电机先停，1#电机才停。KM1KM2为了起动顺序为了停止顺序KM1KM2用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。一、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。未撞击撞击(a)外形图7.5行程控制行程开关行程开关是利用运动部件的撞击来闭合和切断控制电路的。常开触点常闭触点运动部件结构示意图闭合断开常开（动合）触点电路符号SQ常闭（动断）触点电路符号SQSQ复合触点（二）行程控制自动往返运动：1.能正向运行也能反向运行2.到位后能自动返回行程控制：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。SQaSQb电机正程限位开关SQaSQb逆程SQaSQb前进(正转）后退12按SBF时KMF通电(其常闭断开，常开闭合)KMF断电KMR通电行程开关自动往返运动：挡块电机正转工作台前进到达预定位置，挡块1撞击SQbSBKMRSBFKMFKMFKMRSQbSQaKMFKMRSBR停止正转

电机反转(工作台后退)SQbSQa时间继电器是按一定要求来接通或断开被控制电路的控制电器，用以协调和控制生产机械的各种动作。时间继电器的分类通电延时型时间继电器断电延时型时间继电器在交流电路中常采用空气式时间继电器，它是利用空气阻尼作用而达到动作延时的目的。

是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时控制。7.6时间控制一、通电延时型空气式时间继电器释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心线圈微动开关2微动开关1恢复弹簧调节螺钉托板时间继电器线圈通电后瞬时动作的触点释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉延时动作的触点释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心线圈微动开关2微动开关1断电后立刻复位恢复弹簧调节螺钉通电延时型时间继电器符号KT线圈KT延时闭合的常开触头KT延时打开的常闭触头常开KTKT常闭释放弹簧橡皮膜杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心线圈恢复弹簧调节螺钉微动开关微动开关活塞二、断电延时型空气式时间继电器释放弹簧杠杆动铁心静铁心线圈进气孔出气孔调节螺钉瞬时动作的触点断电延时时间继电器通电后延时动作的触点橡皮膜活塞释放弹簧杠杆静铁心进气孔出气孔调节螺钉断电后开始延时线圈微动开关微动开关橡皮膜活塞释放弹簧杠杆静铁心进气孔出气孔调节螺钉断电后开始延时线圈微动开关微动开关橡皮膜活塞释放弹簧杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心线圈恢复弹簧调节螺钉微动开关断电后开始延时延时触点归位橡皮膜活塞通电延时型时间继电器符号KT线圈KT延时闭合的常开触头KT延时打开的常闭触头常开KTKT常闭断电延时型时间继电器的符号线圈KT延时恢复闭合的常闭触头KT延时打开的常开触头KT时间继电器主电路KM△KMYKMFRQ3~二、控制电路

Y－△起动控制电路自锁互锁互锁开始计时主电路接通

计时时间到KT断开KT恢复闭合主电路接成

YKM

KM△KMY

SBstP

KTKMY

FRSBstKTKMYKM

KM△主电路Y形联结解除

按下SBst

起动主电路换接成

△

时间控制1.Y–

换接起动控制线路Y接法KM3KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2U1U2V1W1V2W2通电通电.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电通电延时继电器通电延时断开复合按钮起动过程：按SB2KM1通电KM2断电绕组Y接KM2断电KM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y联接常闭断开常开闭合常闭延时断开电动机Y接起动常闭断开常开闭合自锁KT通电KM3通电通电瞬时闭合KM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y联接KT通电起动过程：按SB2KM1通