第一章机床电气部分

学习情境1继电器控制电路安装与调试任务1.1直接启动控制电路13任务1.3自锁控制电路2任务1.2点动控制电路

学习情境1继电器控制电路安装与调试4任务1.4正反转控制电路任务1.5行程控制电路56任务1.6星/三角形降压启动控制电路知识目标:

（1）熟悉低压电器的结构、原理、用途、图形符号及文字符号；

（2)熟悉低压电器的选用；

（3)掌握三相异步电动机的点动、自锁、正反转控制电路的工作原理；

（4)熟悉三相异步电动机多地、顺序、行程控制电路的工作原理；

（5)掌握三相异步电动机降压启动控制电路的工作原理。

学习情境1继电器控制电路安装与调试技能目标:

（1）能够正确识别、选用各种低压电器；

（2）能够熟练地进行三相异步电动机基本环节电路的安装与调试。

学习情境1继电器控制电路安装与调试【任务描述】

直接启动控制电路是电力拖动系统中最基本的控制电路。用刀开关、转换开关低压开关如何实现直接启动控制？使用时应进行哪些连线？

【任务分析】

要正确进行直接启动控制电路安装，就必须了解刀开关、转换开关的结构原理等基础知识。

任务1.1直接启动控制电路【知识链接】

1.1.1开启式刀开关

1．结构、电路符号和型号规格

开启式刀开关主要由静触点、动触点任务1.1直接启动控制电路开关和继电器及接触器随执行机构动作的触点为动触点和熔体构成，推动手柄使动触点紧紧插入静触点中，电路就被接通。这种开关应用于不频繁地接通或断开负载电路，具有短路保护作用。

图1-1开启式刀开关的结构、电路符号和型号规格负荷较大时，为防止出现闸刀本体相间短路，可与熔断器配合使用，装在刀闸负荷侧，原熔丝接点间接与导线截面相同的铜线2．选用方法

（1）用于照明和电热负载时，选用额定电压为220V或250V，额定电流稍大于电路所有负载的额定电流之和的两极刀开关。

（2）用于电动机直接启动控制时，选用额定电压380V或500V，考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择：（3~5)*异步电机额定电流的三极刀开关。

（3）由于开启式刀开关没有灭弧装置，其分断电流只能达到额定电流的1/3，所以只能接通或断开小于分断电流的负荷。

任务1.1直接启动控制电路3．安装与使用

（1）必须垂直安装在控制屏或开关板上，接通状态下手柄应该向上，不能倒装或平装，以防止动触点松动落下时误接通电路。

（2）电源进线应接在静触点一边的进线端，用电设备应接在动触点一边的出线端。这样，当开启式开关断开时，动触点和熔丝均不带电，以保证更换熔丝时的安全。

（3）在分断或接通电路时应迅速果断地拉合闸，以使电弧尽快熄灭。

任务1.1直接启动控制电路1.1.2封闭式负荷开关

1、结构、电路符号和型号规格

封闭式负荷开关又名铁壳开关，主要由操作机构、触点系统、熔断器和铁质外壳组成。封闭式负荷开关有以下特点。

（1）有封闭的铁壳，防护性能好。

（2）装有速断弹簧和灭弧装置，能迅速熄灭电弧。

（3）设有机械连锁装置；保证开关在合闸状态下开关盖不能开启，而当开关盖开启时又不能合闸，以确保操作安全。

任务1.1直接启动控制电路封闭式负荷开关的外形、内部结构、电路符号和型号规格2．选用方法

（1）封闭式负荷开关一般多用于电动机控制，其额定电流应大于或等于电动机额定电流的3倍，额定电压用大于或等于电路的工作电压。

（2）由于封闭式负荷开关有灭弧装置，其分断电流可以小于或等于电动机的额定电流。

3．安装与使用

（1）使用铁壳开关应注意外壳要可靠接地，以防止意外漏电造成触电事故。

（2）其他安装事项与开启式刀开关相同。

任务1.1直接启动控制电路1.1.3组合开关

组合开关又名转换开关，主要在电气设备中作为电源引入开关。

它由动触片、静触片、转轴、手柄、凸轮、绝缘杆等部件组成。当转动手柄时，每层的动触片随转轴一起转动，使动触片分别和静触片保持接通和分断。为了使组合开关在分断电流时迅速熄弧，在开关的转轴上装有弹簧，能使开关快速闭合和分断。图1-3所示为HZ10-10/3型组合开关的外型结构图，它具有三副静触点，每一副静触点的一端固定在绝缘垫板上，另一端伸出盒外并附有接线柱，以便和电源线及用电设备相连。三个动触点装在另外的绝缘垫板上，垫板套在附有绝缘手柄的绝缘杆上，手柄能沿任一方向每次转动90º，并带动三个动触片分别与三副静触片保持接通或分断。为了使开关切断负荷电流时迅速灭弧。

任务1.1直接启动控制电路一般刀开关的操作手柄是在垂直安装面的平面内向上或向下转动，组合开关的操作手柄则是平行于安装面的平面内向左或向右转动。组合开关①功能：常用在机床的控制电路中，作为电源的引入开关或是自我控制小容量电动机的直接起动、反转、调速和停止的控制开关等。②类型：组合开关有单极、双极和多极之分。组合开关④图形符号和文字符号QSQS（a）单极（b）三极组合开关的主要参数有额定电压额定电流有10A、25A、60A等极数组合开关HZ10系列-3电气元件—断路器4.断路器

断路器图片：

电气元件—断路器1.2断路器的作用：

低压断路器又叫自动空气开关，既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压过载和短路保护的电器。

用于电动机和其他用电设备的电路中，在正常情况下，它可以分断和接通工作电流；当电路发生过载、短路、失压等故障时，它能自动切断故障电路，有效地保护串接于它后面的电器设备；还可用于不频繁地接通、分断负荷的电路，控制电动机的运行和停止。作用：可实现短路、过载、失压保护。结构：过流脱扣器欠压脱扣器工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。电气元件—断路器1.3

断路器符号和型号：

1)文字符号：QF

2)图形符号：QFQF熔断器是一种在短路或严重过载时利用熔化作用而切断电路的保护电器，它主要由熔体和熔断管熔座组成。其中熔体既是敏感元件又是执行元件。由易溶金属制成，熔断管：安装熔体，作熔体的保护外壳并在熔体熔断时兼有灭弧作用。

熔座：起固定熔断管和连接引线作用。熔断器种类：常见有:插入式、螺旋式、封闭管式和自复式。任务1.1直接启动控制电路

熔断器FU装在电源开关下面1．外形、结构和电路符号

熔断器的外形、结构与电路符号如图所示。任务1.1直接启动控制电路插瓷式熔断器多用于照明电路，目前已被断路器所取代。

螺旋式熔断器熔体上的上端盖有一熔断指示器，一旦熔体熔断指示器马上弹出，可通过瓷帽上的玻璃孔观察到。它常用于机床电器控制设备中。

无填料密封管式熔断器常用于低压电力网或成套配电设备中。

有填料密封管式熔断器的绝缘管内装有石英砂作填料，用来冷却和熄灭电弧，常用于大容量的电力网或配电设备中。

任务1.1直接启动控制电路2．主要技术参数

（1）额定电压。熔断器长期安全工作的电压。

（2）额定电流。熔断器长期安全工作的电流。

3．熔体额定电流的选择

（1）电炉、照明等电阻性负载：熔体额定电流等于或稍大于负载的额定电流。

（2）单台电动机：熔体额定电流应大于或等于电动机额定电流的1.5～2.5倍。

（3）多台电动机：熔体额定电流应大于或等于其中最大功率电动机的额定电流的1.5～2.5倍，在加上其余电动机的额定电流之和。

任务1.1直接启动控制电路1.1.5负荷开关直接启动控制电路

负荷开关直接启动控制电路适用于小功率电动机。

1．电气原理图

电气原理图也称为电路图，表示电流从电源到负载的传送情况和电器元件的动作原理。电气原理图应采用国家标准统一规定的电路符号和文字符号，依据电路的工作原理绘制而成。它是分析电路工作原理，安装、调试和维修电气电路的重要依据。

任务1.1直接启动控制电路在电气原理图中通常电源线水平画在图纸上部，负载连线垂直画在图纸下部。电路中图形符号均表示电器的常态（指电气器件不受力或不通电的状态），电路中文字符号应标出电器的项目代号（其中种类代号是必须的）。当图形符号垂直放置时，电路中各元器件触点图形符号以“左开右闭”绘制，即垂线左侧的触点为常开触点，垂线右侧的触点为常闭触点。当图形符号水平放置时以“上闭下开”绘制，即在水平线上方的触点为常闭触点，水平线下方的触点为常开触点。

电器符号标注刀闸断路器熔断器按钮接触器热继电器行程开关时间继电器中间继电器QSQFFUSBKMFRSQKTKA

负荷开关直接启动控制电路负荷开关QS起控制作用，熔断器FU起短路保护作用。想一想：直接启动缺点？2．工作原理

启动：合上负荷开关QS→电动机M通电运转。

停止：断开负荷开关QS→电动机M断电停止运转。

任务1.1直接启动控制电路【任务实施】

1.1.6负荷开关直接启动控制电路安装与调试

1．实训要求

（1）能正确识别、选用负荷开关和熔断器。

（2）能正确安装和操作负荷开关直接启动控制电路。

任务1.1直接启动控制电路2．工具与器材

安装负荷开关直接启动控制电路所需工具与器材如表1-2所示。

任务1.1直接启动控制电路3．操作注意事项

（1）连接电气设备时，用力要适当，防止损坏电气设备。

（2）导线应尽量避免交叉，长短适宜。

（3）不得擅自接通电源。电路安装完应检查无误后，在教师的指导下通电。

4．操作步骤

（1）仔细观察负荷开关和熔断器，熟悉其外形、结构、型号及主要技术指标的含义。

（2）检查负荷开关和熔断器的好坏。

（3）在电路板上按照电气原理图安装器件，并进行相应的配线。

（4）经指导教师检查合格后进行通电操作。

任务1.1直接启动控制电路【任务评价】

按照成绩评分标准（见表1-3），对任务进行评价。

任务1.1直接启动控制电路【任务描述】

点动控制即按下按钮电动机工作，松开按钮电动机停止。点动控制常用来控制电动机的短时运行，如控制起重机械中吊钩的精确定位操作过程、机械加工过程中的“对刀”操作过程等。

【任务分析】

要正确进行点动控制电路安装，就必须了解接触器、按钮的结构原理等基础知识。

【知识链接】

负荷开关直接启动控制电路简单，但安全性差，也不便于实现自动控制。因此，通常采用按钮、接触器控制电动机的启动或停止，负荷开关仅起隔离电源作用。

任务1.2点动控制电路1.2.1按钮

按钮是一种手动且一般可以自动复位的控制电器

按钮不直接控制主电路的通断，而是在控制电路中，控制接触器、继电器的线圈，再由接触器的主触点去控制主电路的通断。

按钮是由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成。其外形结构示意图如图1-6所示：

按钮在外力作用下，首先断开常闭触头，然后再接通常开触头。复位时，常开触头先断开，常闭触头后闭合。

任务1.2点动控制电路3.按钮开关常开(动合)按钮电路符号SB常闭(动断)按钮电路符号SB复合按钮电路符号SB按钮的外形图和结构

常用于接通和断开控制电路。(b)结构(a)外形图常闭触点常开触点SBSB动合（常开）触头动断（常闭）触头复合触头SB按钮图形符号和文字符号常用按钮的额定电压为380V，额定电流为5A。按钮LA19系列-1LA19系列按钮适用于交流50Hz电压至380V及直流电压至220V的磁力起动器、接触器、继电器及其它电气线路中作遥远控制之用。电气元件—按钮4）按钮的使用：（1）选择时应根据所需的触头数、使用的场所来确定。如，手持移动操作应选用带有保护外壳的按钮；嵌装在操作面板上可选用开启式按钮；需显示工作状态可选用光标式按钮；为防止人员误操作，在重要场合应选用带钥匙操作的按钮。（2）按钮颜色要求：①“停止”和“急停”按钮是红色。②“起动”按钮的颜色是绿色。③“起动”与“停止”交替动作的按钮必须是黑色、白色或灰色，不得用红色和绿色。电气元件—按钮④“点动”按钮是黑色。⑤“复位”(如保护继电器的复位按钮)是蓝色。当复位按钮还有停止的作用时，则是红色。按钮的使用动画演示任务1.2点动控制电路

接触器是一种接通或切断电动机或其他负载主电路的自动切换电器。它是利用电磁力来使开关打开或断开的电器，适用于频繁操作、远距离控制强电电路，并具有低压释放的保护性能。接触器通常分为交流接触器和直流接触器。接触器电气符号KM交流接触器直流接触器1.其主要结构：电磁机构、触点系统、灭弧机构、回位弹簧力装置、支架与底座等。一接触器1-动触头2-静触头3-衔铁4-缓冲弹簧5-电磁线圈6-铁心7-垫毡8-触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力簧片

2.工作原理：当线圈得电后，衔铁被吸合，带动三对主触点闭合，接通电路，辅助触点也闭合或断开；当线圈失电后，衔铁被释放，三对主触点复位，电路断开，辅助触点也断开或闭合线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头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~~2.接触器工作原理电气元件—接触器接触器工作过程演示（1）电磁系统电磁系统由线圈、静铁心、动铁心（衔铁）等组成，其作用是操纵触头的闭合与分断。

交流接触器的铁心一般用硅钢片叠压铆成，以减少交变磁场在铁心中产生的涡流及磁滞损，避免铁心过热。线圈的额定电压分别为380V、220V、110V、36V，供使用不同电压等级的控制电路选用。

任务1.2点动控制电路（2）触头系统接触器的触头按功能不同分为主触头和辅助触头两类。主触头用于接通和分断电流较大的主电路，体积较大，一般由三对常开触头组成；辅助触头用于接通和分断小电流的控制电路，体积较小，一般由有2对辅助常开触头和2对辅助常闭触头组成。为使触头导电性能良好，通常用紫铜制成。由于铜的表面容易氧化生成不良导体氧化铜，故一般都在触头的接触点部分镶上银块，使之接触电阻小，导电性能好，使用寿命长。

任务1.2点动控制电路（3）灭弧装置交流接触器在分断大电流或高电压电路时，其动静触头间气体在强电场作用下产生放电，形成电弧。电弧发光、发热，灼伤触头，并使电路切断时间延长，引发事故。因此，必须采取措施，使电弧迅速熄灭。通常主触点额定电流在10A以上的接触器都有灭弧罩。

（4）其他部件交流接触器除上述三个主要部分外，还包括反作用弹簧，复位弹簧，缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构、接线柱、外壳等部件。

任务1.2点动控制电路3接触器有关符号图形符号、文字符号、产品型号KMKMKM

线圈主触点常开触点常闭触点

KM接触器主触头－用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）接触器辅助触头－用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）接触器线圈－连接于控制电路辅助触头3．交流接触器的选用

选择交流接触器时主要应考虑以下技术参数

（1）主触点控制电源的种类（交流还是直流）。

（2）主触点的额定电压和额定电流。

（3）辅助触点的种类、数量及触点额定电流。

（4）电磁线圈的电流种类、频率和额定电压。

（5）额定操作频率（次/h），即每小时允许接通的最多次数等。接触器的额定电压不得低于被控制电路的最高电压，电磁线圈的额定电压应与被控制辅助电路的电压一致，主触头额定电流应大于被控制电路的最大工作电流。如果控制电动机，电动机最大电流不应超过接触器额定电流的允许值。用于控制可逆运转或启动频繁的电动机时，接触器要增大一至二级使用，确保其工作安全可靠。

任务1.2点动控制电路4．交流接触器的安装及日常维护

交流接触器一般应安装在垂直面上，倾斜度不超过5ºC。注意要留有适当的飞弧空间，以免烧坏相邻电器。安装孔的螺钉应装有弹簧垫圈和平垫圈，并拧紧螺钉以防松脱或振动。

交流接触器的维护，应定期检查各个元件，对有故障的元件及时处理，当触点表面因电弧烧蚀而有金属颗粒时，应及时清除。但当银或银基合金触点表面因电弧而烧成黑色，不要锉去，因氧化银的导电能力很好。但当触点磨损到只剩1/3时，则应更换。灭弧罩往往较脆，拆装时应注意不要碰碎，不允许将灭弧罩去掉，因为这样容易发生电流短路。

任务1.2点动控制电路欠压保护外界电源由于某种原因下降（如下降到额定电压85%）接触器线圈磁通减弱，吸力减弱，使得主触头、自锁触头断开，切断电源，保护电机。失压(零压）保护突然断电，失电停止，重新来电，不会自动吸合继电器是一种利用电流、电压、时间、温度等信号的变化来接通或断开所控制的电路，以实现自动控制或完成保护任务的自动电器。继电器电气符号KA中间继电器电压继电器电流继电器时间继电器速度继电器…...继电器类型：

继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器的主触头可以通过大电流，而继电器的触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。中间继电器

在继电器控制电路中，为解决接触器触点较少的矛盾，常采用触点较多的中间继电器，其作用是作为中间环节传递与转换信号，或同时控制多个电路。中间继电器体积小，动作灵敏度高，其基本结构及工作原理与交流接触器相似，在10A以下电路中可代替接触器起控制作用。任务1.2点动控制电路中间继电器中间继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。主要区别：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，触点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于机床的控制电路中。KAKAKA

线圈

常开触头

常闭触头1.2.4控制电路

1.控制电路

控制电路原理图如图所示。图中组合开关QS不能直接控制电动机电路，只能起到电源引入的作用。熔断器FU起短路保护作用。任务1.2点动控制电路

电气控制电路可分为主电路和控制电路。

主电路包括从电源到电动机的电路，其特点是电压高（380V），电流大，绘制在原理图的左边。

控制电路是对主电路起到控制作用的电路，控制电路的特点是电压不确定（可通过变压器变压，通常电压范围为36V～380V），电流小，绘制在原理图的右边。

电气原理图中的电器元件采用展开图的画法，即同一电器元件的各个部件可不画在一起，但文字符号要相同，如接触器的主触点画在主电路中，线圈和辅助触点画在控制电路中。若有多个同一类的电器元件，可在文字符号后加上数字序号的下标，如KM1、KM2。

任务1.2点动控制电路电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出。电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90o，但文字符号不可倒置2.工作原理

点动控制电路的工作原理如下。

合上组合开关QS。

启动：按下按钮SB→KM线圈得电→KM主触点闭合→电动机M通电运转。

停止：松开按钮SB→KM线圈失电→KM主触点断开→电动机M断电停止运转。

任务1.2点动控制电路【任务实施】

1.2.5点动控制电路安装与调试

1.实训要求

（1）能正确检查、选用和安装按钮与交流接触器。

（2）能正确安装和操作接触器点动控制电路。

（3）布局整齐美观、走线横平竖直，导线改变方向时转角应为直角。

（4）安全操作、文明生产。

任务1.2点动控制电路2.工具与器材

安装点动控制电路所需工具与器材如表1-4所示。

任务1.2点动控制电路3．操作注意事项

（1）连接电气设备时，用力要适当，防止损坏电气设备。

（2）导线应尽量避免交叉，长短适宜。

（3）不得擅自接通电源。电路安装完应检查无误后，在教师的指导下通电。

4．操作步骤

（1）仔细观察组合开关、熔断器、按钮和接触器，熟悉其外形、结构、型号及主要技术指标的含义和动作原理。

（2）检查组合开关、熔断器、按钮和接触器的好坏，特别要注意检查接触器线圈电压是否符合控制电路的电压等级。

（3）在电路板上按照电气原理图安装器件，并进行相应的配线，要求各元器件安装位置整齐、均匀，间距合理。

（4）经指导教师检查合格后进行通电操作。任务1.2点动控制电路【任务评价】

按照成绩评分标准（见表1-5），对任务进行评价。

任务1.2点动控制电路任务1.3自锁控制电路

【任务描述】

在实际应用中经常要求电动机能够长时间连续运行，显然点动控制不能满足生产要求，需要具有连续运行功能的电路。

【任务分析】

要正确进行自锁控制电路安装，就必须了解热继电器、接触器、按钮的结构原理等基础知识。

任务1.3自锁控制电路自锁定义：交流接触器通过自身的常开辅助触头使线圈总是处于得电状态的现象叫做自锁。【知识链接】

1.3.1热继电器

电动机在长期运行过程中若过载时间长，过载电流大，电动机绕组的温升就会超过允许值，使电动机绕组绝缘老化，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会使电动机绕组烧毁。因此，要对其过载提供保护装置。热继电器是利用电流的热效应原理来工作的保护电器，主要用于电动机的过载保护。

任务1.3自锁控制电路1、热继电器电器符号FR外形结构(a)外形(b)结构导板触点热元件手动复位按钮触点接线柱主电路接线柱电流调节凸轮1．热继电器的结构、动作原理与电路符号

热继电器主要由热元件、双金属片、传动推杆、触头系统等组成。双金属片是热继电器的感测元件，它由两种不同膨胀系数的金属用机械辗压而成。热继电器的结构示意图如图1-12（a）所示。任务1.3自锁控制电路1热继电器作用及分类

热继电器是一种利用电流的热效应来切断电路的保护电器。专门用来对连续运转的电动机进行过载及断相保护，以防电动机过热而烧毁。按相数分为两相热继电器三相热继电器不带断相保护带断相保护热继电器工作原理

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，使其弯曲，推动导板运动，常闭触点断开。发热元件功能：过载保护结构：I常闭触头双金属片工作原理：

发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板热继电器主要参数及常用型号主要参数1.热继电器额定电流：指可以安装的热元件的最大整定电流2.相数3.热元件额定电流：指热元件的最大整定电流。4.整定电流：指长期通过热元件而不引起热继电器动作的最大电流。按电动机额定电流整定。5.调节范围：是指手动调节整定电流的范围。常用的热继电器有JR0、JR14、JR15、JR16、JR20等系列。热继电器的基本技术数据可查阅有关资料。热继电器的符号发热元件串联在主电路中串联在控制电路中常闭触头FRFR2．热继电器的选用

（1）热继电器结构形式的选择：星形联结的电动机可选用两相或三相结构热继电器；三角形联结的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器。

（2）热继电器热元件的额定电流选择：一般取电动机额定电流的0.95～1.05倍。

（3）热继电器热元件的动作电流选择：一般情况下，将整定电流调整与电动机的额定电流相等即可。但对于启动时负载较重的电动机，整定电流可略大于电动机的额定电流。

任务1.3自锁控制电路1.3.2具有过载保护的自锁控制电路

在点动控制线路启动按钮的两端并接一对接触器的辅助常开触点，当松开启动按钮后，虽然按钮复位分断，但依靠接触器的辅助常开触点仍可保持控制电路的接通。这种依靠接触器自身的辅助触点而使线圈保持通电的现象称为自锁，起自锁作用的辅助触点称为自锁触点。

任务1.3自锁控制电路1．具有过载保护的自锁控制电路

具有过载保护的自锁控制电路原理图如图1-13所示。

任务1.3自锁控制电路电动机起、停控制方式的演示电动机接触器起、停控制方式的演示2、工作原理

合上电源开关QS。

过载：电动机过载且时间较长→KM线圈失电→KM主触点断开→电动机M断电停止运转。

任务1.3自锁控制电路3、电路的保护环节

（1）主电路和控制电路分别通过熔断器FU1和FU2实现短路保护。

（2）电动机通过热继电器KH实现长期过载保护。

（3）启动按钮SB1与接触器KM配合实现欠压和失压保护。当出现欠电压或失压故障时，接触器的衔铁自动释放，接触器主触点和自锁触点同时断开，自动切断主电路和控制电路，使电动机断电停转。当电源电压恢复正常时，KM线圈不能自动通电，只能再次按下启动按钮SB1才会启动。

任务1.3自锁控制电路熔断器在电气线路中主要起短路保护和严重过载保护作用，而热继电器主要用于过载保护.两者不能互为代用，但可以互为补充.

如果用熔断器作电动机的过载保护，为了防止电动机在启动过程中熔断器熔断，熔断器熔体的额定电流一般应取电动机额定电流的1.5~2倍，这样即使电动机长时间过负荷50%，熔断器也不会熔断，而电动机可能因长时间过负荷而烧坏.所以不能用熔断器作过负载保护.

而热继电器是利用电流的热效应来工作的，由于热惯性的影响，尽管发生短路时电流很大，也不可能使热继电器立即动作，这样就延长了短路故障的影响时间，对供电系统及用电设备会造成危害.所以也不能用热继电器作为短路保护.在电动机控制接线中，主电路中装有熔断器，为什么还要加装热继电器?它们各起何作用，能否互相代替?1.3.3点动与自锁混合控制电路

在生产实践过程中，常常要求一些生产机械既有能持续不断的连续运行方式，又有在人工干预下实现手动控制的点动运行方式。点动与自锁混合控制电路就能实现这种工艺要求。

点动与自锁混合控制电路如图1-14所示，

图中SB1为自锁控制启动按钮，SB2为自锁控制停止按钮，SB3为点动按钮。需注意，点动按钮是一个复合按钮，其常闭触点与接触器自锁触点串联，在按下点动按钮时，分断了自锁电路，使自锁功能不起作用。

任务1.3自锁控制电路1．点动与自锁混合控制电路

图1-14点动与自锁混合控制电路原理图

任务1.3自锁控制电路2、工作原理

合上电源开关QS。

（1）连续控制

（2）点动控制

任务1.3自锁控制电路1.3.4多地控制电路

在大型设备中，为了操作方便，常要求在多个地点对同一台电动机进行控制。图1-15所示为三地点控制的自锁控制电路，其中SB11、SB12为安装在甲地的启动/停止按钮；SB21、SB22为安装在乙地的启动/停止按钮；SB31、SB32为安装在丙地的启动/停止按钮。按钮的连接原则是：把多地的启动按钮并联、停止按钮串联。

任务1.3自锁控制电路1.3.5顺序控制电路

在生产实践中，在多台电动机拖动的设备上，常需要电动机按先后顺序工作。例如机床中要求润滑电动机启动后，主轴电动机才能启动。像这种要求几台电动机的启动或停止必须按照一定的先后顺序来完成的控制方式，称为电动机的顺序控制。

任务1.3自锁控制电路１．顺序启动、同时停止

顺序启动、同时停止的控制电路如图1-16所示。控制线路通过接触器KM1的辅助常开触点来制约接触器KM2的线圈，显然，只有电动机M1启动运行之后M2才允许启动。按下停止按钮SB3时，M1、M2同时停止。

任务1.3自锁控制电路2．顺序启动、单独停止

顺序启动、单独停止的控制电路如图1-17所示，控制线路通过接触器KM1的辅助常开触点（7、8）来制约接触器KM2的线圈，显然，只有电动机M1启动运行之后M2才允许启动。电动机M2工作后，接触器KM2的常开辅助触点（6、7）并联在SB21与接触器KM1的常开辅助触点（7、8）的串联支路两端，SB21与接触器KM1的常开辅助触点（7、8）的串联支路不再起作用，所以按下停止按钮SB12时，接触器KM1线圈断电，电动机M1停止；如果按下停止按钮SB22时，接触器KM2线圈断电，电动机M2停止。

任务1.3自锁控制电路3．顺序启动、逆序停止

顺序启动、逆序停止的控制电路如图1-18所示，控制线路通过接触器KM1的辅助常开触点（7、8）来制约接触器KM2的线圈，显然，只有电动机M1启动运行之后M2才允许启动。接触器KM2的常开辅助触点（3、4）与停止按钮SB12并联，如果电动机M2未停止，接触器KM2的常开辅助触点KM2（3、4）闭合，按下停止按钮SB12无用；只有当电动机M2停止后，接触器KM2的常开辅助触点KM2（3、4）断开，按下停止按钮SB12，接触器KM1线圈断电，电动机M1才能停止。

任务1.3自锁控制电路【任务实施】

1.3.6具有过载保护的自锁控制电路安装与调试

1．实训要求

（1）能正确检查、选用和安装热继电器。

（2）能正确安装和操作具有过载保护的自锁控制电路。

（3）布局整齐美观、走线横平竖直，导线改变方向时转角应为直角。

（4）安全操作、文明生产。

任务1.3自锁控制电路2．工具与器材

安装具有过载保护的自锁控制电路所需工具与器材如表1-6所示。任务1.3自锁控制电路3.操作注意事项

（1）连接电气设备时，用力要适当，防止损坏电气设备。

（2）导线应尽量避免交叉，长短适宜。

（3）不得擅自接通电源。电路安装完应检查无误后，在教师的指导下通电。

任务1.3自锁控制电路4.操作步骤

（1）仔细观察热继电器，熟悉其外形、结构、型号及主要技术指标的含义和动作原理，并设定整定电流值。

（2）在电路板上按照电气原理图安装器件，并进行相应的配线，要求各元器件安装位置整齐、均匀，间距合理。

（3）经指导教师检查合格后进行通电操作。

任务1.3自锁控制电路【任务评价】

按照成绩评分标准（见表1-7），对任务进行评价。

任务1.3自锁控制电路任务1.4正反转控制电路

【任务描述】

在生产实践中，往往要求电动机能够实现正反两个方向的转动，如起重机吊钩的上升与下降、机床工作台的前进与后退等等。由电动机的工作原理可知，只要把电动机的三相电源进线中的任意两相对调，就可改变电动机的转动方向。如何利用接触器实现电动机的正反转控制？

【任务分析】

电动机的正反转电路需要控制两个接触器来改变电动机与电源连接的相序，控制中需注意，如果两个接触器同时闭合会照成电源短路。

任务1.4正反转控制电路中间线不变，两边线对调【知识链接】

1.4.1接触器联锁的正反转控制电路

1．接触器联锁的正反转控制电路

接触器联锁的正反转控制电路如图1-19所示。图中采用了两个接触器，KM1是正转接触器，KM2是反转接触器。显然KM1和KM2不允许同时接通，否则会引起电源短路。

在控制电路中，正转接触器KM1的线圈电路中串联了一个反转接触器KM2的常闭触点，反转接触器KM2的线圈电路中串联了一个正转接触器KM1的常闭触点。这样，每一个接触器线圈电路是否被接通，将取决于另一个接触器是否处于释放状态。任务1.4正反转控制电路例如，正转接触器KM1线圈接通得电，它的辅助常闭触点被断开，将反转接触器KM2线圈支路断开，KM2线圈在KM1接触器得电的情况下无法接通得电。两个接触器之间的这种相互关系称为联锁（互锁）。在图1-19所示电路中，联锁是依靠电气元件来实现的，所以也称为电气联锁。实现电气联锁的触点称为联锁触点。任务1.4正反转控制电路2、工作原理

合上组合开关QS。

（1）正转控制

（2）停止控制

（3）反转控制任务1.4正反转控制电路

接触器联锁正反转控制电路安全可靠，不会因故障而造成短路事故。例如，电动机正转接触器KM1主触点因弹簧老化或剩磁的原因而延迟释放，或者被卡住而不能释放时，此时KM1的常闭辅助触点（6、7）处于断开状态，如按下反转按钮SB3，KM2接触器不能得电，不会造成电源在主电路短路。但改变电动机转向需要先按下停止按钮，适合于对换向速度无要求的场合。

任务1.4正反转控制电路1.4.2按钮联锁的正反转控制电路

1．按钮联锁的正反转控制电路

按钮联锁的正反转控制电路如图1-20所示。图中SB1、SB2为复合按钮，各有一对常开触点和常闭触点，其中常闭触点分别串联在对方接触器线圈电路中，这样只要按下按钮，就自然切断了对方接触器线圈支路，实现联锁。这种联锁是利用按钮来实现的，所以称为按钮联锁。

任务1.4正反转控制电路2、工作原理

合上组合开关QS。

（1）正转控制

（2）反转控制

（3）停止控制任务1.4正反转控制电路

（3）停止控制

按下SB3，整个控制电路失电，KM1（KM2）主触点分断，电动机M断电停转。

按钮联锁正反转控制电路可以从正转直接转为反转，但其存在的主要问题是容易产生短路事故。例如，电动机正转接触器KM1主触点因弹簧老化或剩磁的原因而延迟释放，或者被卡住而不能释放时，如按下反转按钮SB2，KM2接触器又得电使其主触点闭合，电源会在主电路短路，因此该电路不能使用。

任务1.4正反转控制电路1.4.3双重联锁的正反转控制电路

1．双重联锁的正反转控制电路

双重联锁的正反转控制电路如图1-21所示。该电路中既有接触器联锁，保证电路的安全，又有复合按钮联锁，在改变电动机转向时不需要按下停止按钮，适用于要求换向迅速的场合。

任务1.4正反转控制电路2．工作原理

图1-21双重联锁的正反转控制电路原理图

合上组合开关QS。任务1.4正反转控制电路

（1）正转控制

（2）反转控制

（3）停止控制

按下SB3，整个控制电路失电，KM1（KM2）主触点分断，电动机M断电停转。

任务1.4正反转控制电路【任务实施】

1.4.4双重联锁的正反转控制电路安装与调试

1．实训要求

（1）能正确安装和操作双重联锁的正反转控制电路。

（2）布局整齐美观、走线横平竖直，导线改变方向时转角应为直角。

（3）安全操作、文明生产。

任务1.4正反转控制电路2．工具与器材

安装双重联锁的正反转控制电路所需工具与器材如表1-8所示。

任务1.4正反转控制电路3．操作注意事项

（1）连接电气设备时，用力要适当，防止损坏电气设备。

（2）导线应尽量避免交叉，长短适宜。

（3）不得擅自接通电源。电路安装完应检查无误后，在教师的指导下通电。

4．操作步骤

（1）在电路板上按照电气原理图安装器件，并进行相应的配线，要求各元器件安装位置整齐、均匀，间距合理。

（2）经指导教师检查合格后进行通电操作。

任务1.4正反转控制电路【任务评价】

按照成绩评分标准（见表1-9），对任务进行评价。

任务1.4正反转控制电路任务1.5行程控制电路

【任务描述】

在生产过程中，会遇到有些生产机械，如龙门刨床、铣床等要求工作台在一定距离内能自动往返循环运动的情况。而自动往返都是由运动部件运动的位置或行程来控制的，这种控制称为行程控制。

【任务分析】

实现行程控制的电器主要是行程开关，利用行程开关触点的闭合与分断控制电动机的正转或反转来实现行程控制。

任务1.5行程控制电路【知识链接】

1.5.1行程开关

行程开关又称限位开关，其作用与按钮开关相同，只是其触头的动作不是靠手动作，而是利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作。

1．外形与结构

行程开关的种类很多，在电气设备中常用的行程开关的外形、结构如图1-22所示。

任务1.5行程控制电路2、电路符号

行程开关的电路符号如图1-23所示任务1.5行程控制电路1.5.2小车自动往返的行程控制电路

1．小车自动往返的行程控制电路

小车自动往返的行程控制示意图如图1-24所示，小车自动往返的行程控制电路如图1-25所示。

任务1.5行程控制电路小车自动往返的控制要求是：

（1）小车处于停止状态，如按下正向启动按钮SB1，电动机正转带动小车前进，碰到行程开关SQ1，电动机自动转为反转，带动小车后退，碰到行程开关SQ2，电动机自动转为正转，带动小车前进……依此循环。

（2）小车处于停止状态，如按下反向启动按钮SB2，电动机反转带动小车后退，碰到行程开关SQ2，电动机自动转为正转，带动小车前进，碰到行程开关SQ1，电动机自动转为反转，带动小车后退……依此循环。

（3）按下停止按钮，小车停止工作。

任务1.5行程控制电路2．工作原理

合上电源开关QS。

（1）启动

不断重复上述过程，小车就在限定的行程内作自动往返运动。任务1.5行程控制电路（2）停止

按下SB3→整个控制电路失电→KM1（KM2）主触点分断→电动机M断电停转。

任务1.5行程控制电路【任务实施】

1.5.3小车自动往返的行程控制电路安装与调试

1、实训要求

（1）能正确安装和操作小车自动往返的行程控制电路。

（2）布局整齐美观、走线横平竖直，导线改变方向时转角应为直角。

（3）安全操作、文明生产。

任务1.5行程控制电路２、工具与器材

安装小车自动往返的行程控制电路所需工具与器材如表1-10所示。任务1.5行程控制电路3、操作注意事项

（1）连接电气设备时，用力要适当，防止损坏电气设备。

（2）导线应尽量避免交叉，长短适宜。

（3）不得擅自接通电源。电路安装完应检查无误后，在教师的指导下通电。

4、操作步骤

（1）仔细观察各种不同类型、规格的行程开关，熟悉它们的结构与动作原理。

（2）在电路板上按照电气原理图安装器件，并进行相应的配线，要求各元器件安装位置整齐、均匀，间距合理。

（3）经指导教师检查合格后进行通电操作。按照成绩评分标准（见表1-11），对任务进行评价。任务1.5行程控制电路【任务评价】

按照成绩评分标准（见表1-11），对任务进行评价。

任务1.5行程控制电路任务1.6星/三角形降压启动控制电路

【任务描述】

三相笼型异步电动机容量在10KW以上，为了减小和限制启动时对机械设备的冲击，可采用降压启动。在电源电压不变的情况下，启动时减小定子绕组上的电压，以限制启动电流。

任务1.6星/三角形降压启动控制电路【任务分析】

电动机由静止到通电正常运转的过程称为电动机的启动过程，在这一过程中，电动机消耗的功率较大，启动电流较大。通常启动电流是电动机额定电流的4～7倍，小功率电动机启动时，启动电流虽然较大，但和电网的总电流相比还是比较小，所以可以直接启动。若电动机的功率较大，若满负荷启动，则启动电流就较大，很可能会对电网造成影响，使电网电压降低而影响到其他电器的正常运行，此时要采用降压启动。在工业生产中，通常对额定功率10KW以上的三相交流异步电动机进行降压启动控制，减小启动电流，以减少对电网的冲击。常见的降压启动方法有：定子绕组串电阻降压启动、星/三角形降压启动等。

任务1.6星/三角形降压启动控制电路【知识链接】

1.6.1时间继电器

时间继电器是指从接收控制信号开始，经过一定的延时后，触点才能动作的继电器。常用于按时间原则进行控制的场合。

按工作原理划分，时间继电器可分为电磁式、空气阻尼式、晶体管式和数字式等。

按延时方式可分为通电延时型和断电延时型两种。通电延时型是指电磁线圈通电后触点延时动作；断电延时型是指电磁线圈断电后触点延时复位。通常在时间继电器上既有起延时作用的触点也有瞬时动作的触点。

任务1.6星/三角形降压启动控制电路1．空气阻尼式时间继电器

空气阻尼式时间继电器又称气囊式时间继电器，它是利用空气通过小孔时产生阻尼的原理而达到延时的目的，它由电磁机构、延时机构和触点系统组成。

空气阻尼式时间继电器的电磁机构可以是直流的或是交流的，它既可以做成通电延时型，也可以做成断电延时型。如国产的JS7型时间继电器外形如图1-26所示，只要改变该时间继电器电磁机构的安装方向，便可实现不同的延时方式，当衔铁位于铁心和延时机构之间时为通电延时型，工作原理如图1-27（a）所示；当铁心位于衔铁和延时机构之间时为断电延时型，工作原理如图1-27（b）所示。现以通电延时型时间继电器为例介绍其工作原理。

任务1.6星/三角形降压启动控制电路图1-27空气阻尼式时间继电器工作原理图

任务1.6星/三角形降压启动控制电路当线圈1通电后，衔铁3吸合，微动开关16受压其触点动作无延时，活塞杆6在塔形弹簧8的作用下带动活塞12及橡皮膜10向上移动，但由于橡皮膜下方气室空气稀薄，形成负压，因此活塞杆6只能缓慢地向上移动，其移动的速度视进气孔的大小而定，可通过调节螺杆13进行调整。经一定的延时后，活塞杆才能移动到最上端。这时通过杠杆7压动微动开关15，使其动断触点断开，动合触点闭合，起到通电延时作用。

当线圈1断电后，电磁吸力消失，衔铁3在反作用力弹簧4的作用下释放，并通过活塞杆6将活塞12推向下端，这时橡皮膜10下方气室内的空气通过橡皮膜10、弱弹簧9和活塞12的肩部所形成的单向阀，迅速地从橡皮膜上方的气室缝隙中排掉，微动开关15、16能迅速复位，无延时。

任务1.6星/三角形降压启动控制电路2．通电延时型时间继电器

通电延时型时间继电器的电路符号如图1-28所示。

3．断电延时型时间继电器

断电延时型时间继电器的电路符号如图1-29所示。

任务1.6星/三角形降压启动控制电路4、型号规格

时间继电器的型号规格如图1-30所示。任务1.6星/三角形降压启动控制电路5．时间继电器的选用

（1）根据