第四章异步电动机原理与控制剖析课件

26七月2023第四章异步电动机原理与控制26七月20232内容三相异步电动机结构工作原理单相异步电动机结构工作原理常用低压电器三相异步电动机的控制电路建筑工程设备控制电路26七月20233第一节三相异步电动机一、结构拆分图26七月20234

三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件。定子转子26七月202351、定子：产生旋转磁场，由外壳、定子铁心、定子绕组等部分组成。定子绕组是电动机的电路部分，由三相对称绕组组成，有六个出线端U1-U2、V1-V2、W1-W2，定子绕组按要求接成星形或三角形26七月20236绕组的始末端引到机座外壳接线盒内的接线柱上（A-X、B-Y、C-Z）26七月20237转子是异步电动机的旋转部分，由转轴、转子铁心和转子绕组组成。作用是输出机械转矩转子绕组分为绕线式和笼型两种。2、转子26七月20238笼型转子：笼型绕组是一个自己短路的绕组。在转子的每个槽里放上一根导体，在铁心的两端用端环连接起来，形成一个短路的绕组。如果把转子铁心拿掉，剩下来的绕组形状像个松鼠笼子，因此叫鼠笼转子。导条的材料有用铜的，也有用铝的。如果用的是铜料，就需要把事先做好的裸铜条插入转子铁心上的槽里，再用铜端环套在伸了两端的铜条上，最后焊在一起，如图(b)所示。如果用的是铸铝，就连同端环、风扇一次铸成，如图(c)所示。笼型转子结构简单、制造方便、是一种经济、耐用的电机，所以应用极广。26七月20239铜排转子铸铝转子26七月202310绕线式转子与定子绕组一样也是一个三相绕组，一般接成星形，三相引出线分别接到转轴上的三个与转轴绝缘的集电环上，通过电刷装置与外电路相连，这就有可能在转子电路中串接电阻或电动势以改善电动机的运行性能，集电环电刷变阻器定子绕组通入三相交流电流旋转磁场切割转子绕组转子绕组产生感应电势转子中产生感应电流转子电流与磁场作用产生电磁转矩运转问题:旋转磁场又是如何产生的呢?二、三相异步电动机的工作原理26七月2023121、旋转磁场旋转磁场的产生：三相交流电通入三相对称绕组后，便形成了一个旋转磁场。U1U2,V1V2,W1W2为三相定子绕组，在空间彼此相隔120°，接成Y形。三相绕组的首端U1,V1,W1接在三相对称电源上，有三相对称电流通过三相绕组。iAiBiCABCXYZiA=ImsintiB=Imsin(t–

120)iC=Imsin(t+120)iAiBiC相序A-B-C

对称三相电流流入对称三相绕组。

tiO旋转磁场的产生iAt=0°tiAZBXCYiA=0iB为负值iC为正值NS0°电流的流入端用+

表示iBiC电流的流出端用•

表示O旋转磁场的产生P1014-6a图t=90°AZBXCYNS90°iA为正值iB为负值iC为负值tiiAiBiCO旋转磁场的产生t=180°AZBXCYiA=0iB为正值iC为负值180°NStiiAiBiCO旋转磁场的产生

空间相差120角的三相绕组，通入对称三相电流时，产生的是一对磁极的旋转磁场，当电流经过一个周期变化时，磁场也沿着顺时针方向旋转了一周(在空间旋转的角度为3600电角度º)。综上分析可以得出：26七月202318以上分析的是电动机产生一对磁极时的情况，当定子绕组连接形成的是两对磁极时，运用相同的方法可以分析出此时电流变化一个周期，磁场只转动了半圈，即转速减慢了一半。由此类推，当旋转磁场具有p对极时（即磁极数为2p），交流电每变化一个周期，其旋转磁场就在空间转动1/p转。因此，三相电动机定子旋转磁场每分钟的转速n1、定子电流频率f及磁极对数p之间的关系是tiiAiBiCOABCXYZiAiC9060°0AZBXCYNS0°AZBXCYNS60°相序A-C-B-AAZBXCYNS90°iB旋转磁场的转向26七月202320旋转磁场的转速大小

一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则

同步转速（旋转磁场的速度）为：AXYCBZAXYCBZAXYCBZ26七月202321极对数（P）的概念AXBYCZ此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：AXYCBZ26七月202322极对数（P）的改变C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'

将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。AXBYCZ26七月202323极对数C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'26七月202324极对数和转速的关系26七月202325三相异步电动机的同步转速极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速

2．三相电动机的转动原理下图是三相异步电动机转动原理示意图。三相交流电通入定子绕组后，便形成了一个旋转磁场，其转速。旋转磁场的磁力线被转子导体切割，根据电磁感应原理，转子导体产生感应电动势。转子绕组是闭合的，则转子导体有电流流过。设旋转磁场按顺时针方向旋转，且某时刻为上为北极N下为南极S，如图3.7所示。根据右手定则，在上半部转子导体的电动势和电流方向由里向外，用⊙表示；在下半部则由外向里，用⊕表示。原理：定子旋转磁场以速度n0切割转子导体感生电动势（发电机右手定则），在转子导体中形成电流，使导体受电磁力作用形成电磁转矩，推动转子以转速n顺n0方向旋转（电动机左手定则），并从轴上输出一定大小的机械功率

(n不能等于n0)

特点：·电动机内必须有一个以n0旋

转的磁场。－实现能量转换的前提

；电动运行时n恒不等于n0（异步）

－必要条件n<n0；建立转矩的电流

由感应产生。－感应名称的来源。

流过电流的转子导体在磁场中要受到电磁力作用，力F的方向可用左手定则确定。电磁力作用于转子导体上，对转轴形成电磁转矩，使转子按照旋转磁场的方向旋转起来，转速为n。三相电动机的转子转速n始终不会加速到旋转磁场的转速n1。因为只有这样，转绕组与旋转磁场之间才会有相对运动而切割磁力线，转子绕组导体中才能产生感应电动势和电流，从而产生电磁转矩，使转子按照旋转磁场的方向继续旋转。由此可见，且，是异步电动机工作的必要条件，“异步”的名称也由此而来。

转差率

旋转磁场转速n1与转子转速n之差与同步转速n1之比称为异步电动机的转差率s，即

转差率是异步电动机的一个基本参数，对分析和计算异步电动机的运行状态及其机械特性有着重要的意义。当异步电动机处于电动状态运行时，电磁转矩和转速n同向。转子尚未转动时，n=0,；当时，，可知异步电动机处于电动状态时，转差率的变化范围总在0和1之间，即0＜s＜1。一般情况下，额定运行时=2%～6%。26七月202330三、三相异步电动机的机械特性定义：，它反映了在不同转速下，电动机所能提供的出力（转矩）情况。电磁转矩物理表达式表明：三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通与转子电流的有功分量相互作用产生的。1、电磁转矩26七月202331结论：T为m、I2’及cos2的函数，当异步电动机起动时，转子边电路cos2很低，尽管此时I2’很大，电磁转矩T却不大。26七月202332三相异步电动机的电磁转矩另一种表达式为：式中C是常数，U1是电源电压，S是电动机的转差率，R2是转子每相绕组的电阻，X20是转子静止时每相绕组的感抗，R2和X20基本上是常数。26七月202333定义：异步电动机电源电压恒定，电机参数已知时，转差率s与电磁转矩T的关系曲线，即曲线，称为异步电动机的机械特性曲线。2、机械特性异步电动机的机械特性26七月202334n0Tn额定转矩：电机在额定电压下，以额定转速运行，输出额定功率

时，电机转轴上输出的转矩。(1)（牛顿•米）nN（电动机在额定负载时的转矩。）三个转矩26七月202335

如果电机将会因带不动负载而停转。最大转矩：(2)电机带动最大负载的能力。n0Tn

最大转矩又叫停转转矩，如果超过这个转矩，电动机将停止运行，对应转差率sK为稳定运行最大转差率，称为临界转差率。26七月202336过载系数：三相异步机

工作时，一定令负载转矩，否则电机将停转。致使注意：

（1）三相异步机的和电压的平方成正比，所以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。

（2）电机严重过热26七月202337起动转矩：(3)其中则体现了电动机带载起动的能力。若电机能起动，否则将起动不了。

起动转矩（又叫堵转转矩）的大小决定电动机的起动性能。26七月202338四、三相异步机的起动、反转、调速和制动中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的4~7倍。原因：起动时n=0，转子导条切割磁力线速度很大。大电流使电网电压降低

影响其他负载工作频繁起动时造成热量积累电机过热影响：1、异步电动机的启动电机起动时主要有两个问题：启动电流过大26七月202339三相异步机的起动方法：（1）直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般采用直接起动。或电机容量小于变压器的7%~10%（2）降压起动。Y－起动自耦降压起动（3)绕线式电动机转子串电阻起动。启动转矩小26七月2023402、异步电动机的反转旋转方向：取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向：换接其中两相26七月202341

方法：把电源相接的任意两相互换，就可实现反转。

正转反转ABCM3~电源ABCM3~电源26七月2023423、异步电动机的调速定义：调速是指电动机在负载不变的情况下，用人为的方法改变它的转速。调速的方法有三种：变极调速，改变电机的磁极对数P。目前我国生产的有双速、三速、四速三种类型，主要用于各种加工机床。变频调速，采用专用变频装置改变输入到电机的电源频率，实现无极调速。该装置精度高应用范围广。26七月202343变转差率调速：主要用于绕线式异步电动机的调速，它是通过串接在转子电路的调速电阻来实现的，设备简单投资少，能耗大，主要用于起重运输机械设备。P1074、异步电动机的制动异步电动机的制动方法：电气制动和机械制动，电气制动有反接、能耗和回馈三种，机械主要是电磁抱闸。26七月202344五、三相异步电动机的技术数据Y132M-4型电动机三相异步电动机型号Y132M-4 功率7.5KW频率50Hz电压380V电流15.4A 接法 转速1440r/min 绝缘等级B工作方式：连续功率因数0.85效率(%)87

年月编号XX电机厂26七月2023451.型号：表明不同用途，不同环境。三相异步电动机机座中心高机座长度代号磁极数Y132M--4磁极数(极对数p=2)同步转速1500转/分26七月202346转差率2.转速:电机轴上的转速（n)。如：n=1440转/分26七月2023473.联接方式：Y/接法：

Y接法：

接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCXYZ接线盒：图1Y型

接法

图2∆型接法26七月20234826七月2023494.额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.

说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的5％。线电压AZBYXC相电压ABCXYZ例：380/220Y/是指：线电压为380V时采用Y接法；当线电压为220V时采用接法。26七月2023505.额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。如：

表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流为6.48A；星形接法时线、相电流均为6.48A。6.额定功率：

额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率（），不等于从电源吸收的功率（）。两者的关系为：其中鼠笼电机=72－93％26七月202351

额定负载时一般为0.7~0.9，空载时功率因数很低约为0.2~0.3。额定负载时，功率因数最大。注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马”拉“小车”的现象。7.功率因数(cos1)：P2PN此外还有绝缘等级、工作方式等参数，不一一介绍。cos126七月202352第二节单相异步电动机

1、单相异步电动机的应用及优缺点应用：家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、空调设备、电动工具、医疗器械及轻工设备中。优点：结构简单，成本低廉，噪音小。缺点：与同容量三相感应电动机相比较，体积较大，功率因数及过载能力都较低。故单相感应电动机只能作成小容量：微型：几瓦～750瓦；小型：550瓦～3700瓦。一、单相异步电动机的结构26七月2023532、单相异步电动机的结构与三相感应电动机相似，包括定子和转子两大部分。转子结构都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌有定子绕组。单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可，但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相运行的电动机没有起动转矩。为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组（又称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副绕组）。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。26七月202354单相异步电动机的结构26七月202355二、单相异步电动机的工作原理单相交流绕组通入单相交流电流将产生脉动磁势，一个脉动磁势可以分解为两个大小相等、转速相同、转向相反的圆形旋转磁势。分别用F+、F-表示，建立起正转和反转磁场ф+、ф-，这两个磁场切割转子导体，产生感应电动势和感应电流，从而形成正反向电磁转矩Tem+、Tem-，叠加后即为推动转子转动的合成转矩Tem。26七月202356分析：P1111）转子静止时，n=0,S=1，合成转矩为0。单相感应电动机无起动转矩，故单相异步电动机不能自行起动。

三相异步电动机电源断一相，相当于一台单相异步电动机，故不能起动。2）当s≠1时，T≠0，且T无固定方向，取决于s的正负。一旦旋转，转向依外力方向而定，即在外力矩作用下，电机可朝外力方向旋转。

三相感应电动机运行中断一相，电机仍能继续运转。3）由于存在负序转矩，使合成转矩减小，过载能力低，TF不变，n下降→S上升→I2`上升→I1上升→温升增加。26七月202357三、单相异步电动机的类型

根据获得旋转磁场方式的不同，主要分为分相电动机和罩极电动机

分相起动电动机包括电容起动电动机、电容电动机和电阻起动电动机1、电容起动电动机26七月202358特点：

ⅰ）起动绕组和电容按短时工作设计；

ⅱ）电容起分相和提高功率因数的作用。由于起动绕组和电容按短时工作设计，因此，当n达75～80%n1时，离心开关自动打开。电路图参见P111电容电动机实质是一台两相异步电动机，起动绕组和电容应按长期工作设计。26七月202359电容电动机的特点：ⅰ）起动绕组和电容器按长期工作设计；ⅱ）过载能力、功率因数和效率均较高；ⅲ）容量能做到五十瓦至几千瓦；ⅳ）应用比较广泛，如应用于压气机、空调等26七月2023602、罩极电动机结构特点：定子作成凸极式，由硅钢片叠压而成，工作绕组为集中绕组，套在定子磁极上，每个极靴表面1/3～1/4处开有一个小槽，放入罩极绕组（短路环），如图4-20：优缺点：起动转矩小，结构简单，不需要电容器。应用:用于小容量电动机中。如应用于小型风扇、电动模型和电唱机中。26七月202361第三节常用低压电器电器分为高压电器和低压电器。低压电器一般是指在交流50Hz、额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。由于在大多数用电行业及人们的日常生活中一般都使用低压设备，采用低压供电。而低压供电的输送、分配和保护，以及设备的运行和控制是靠低压电器来实现的，因此低压电器的应用十分广泛，直接影响低压供电系统和控制系统的质量。26七月202362电器有多种分类方法：按工作电压的等级分为高压电器和低压电器；按动作原理分为手动电器和自动电器；按工作原理分为电磁式电器和非电量控制电器；按用途分为以下几类。

1)配电电器配电电器主要用于供、配电系统中，进行电能输送和分配。有刀开关、自动开关、隔离开关、转换开关以及熔断器等。主要技术要求是分断能力强，限流效果好，动稳定及热稳定性能好。

2)控制电器控制电器主要用于各种控制电路和控制系统。有接触器、继电器、转换开关、电磁阀等。主要技术要求是有一定的通断能力，操作频率要高，电器和机械寿命要长。分类26七月2023633)主令电器主要用于发送控制指令。有按钮、主令开关、行程开关和万能转换开关等。主要技术要求是操作频率要高，抗冲击，电器和机械寿命要长。

4)保护电器主要用于对电路和电气设备进行安全保护。有熔断器、热继电器、安全继电器、电压继电器、电流继电器和避雷器等。主要技术要求是有一定的通断能力，反应要灵敏，可靠性要高。

5)执行电器主要用于执行某种动作和传动功能。有电磁铁、电磁离合器等。26七月202364作用电器的主要作用如下。

(1)控制作用。如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。

(2)保护作用。能根据设备的特点，对设备、环境以及人身安全实行自动保护，如电动机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。

(3)测量作用。利用仪表及与之相适应的电器，对设备、电网或其他非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温度、压力等。26七月202365(4)调节作用。低压电器可对一些电量和非电量进行调整，以满足用户的要求，如电动机速度的调节、柴油机油门的调整、房间温度和湿度的调节、光照度的自动调节等。

(5)指示作用。利用电器的控制、保护等功能，显示检测出的设备运行状况与电气电路工作情况。

(6)转换作用。在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行。以实现功能切换，如被控装置操作的手动与自动的转换、供电系统的市电与自备电源的切换等。26七月202366一、开关1、开启式负荷开关外形适用于照明、电热设备及小容量电动机控制线路中，供手动不频繁地接通和分断电路，并起短路保护。选用

在一般的照明电路和功率小于5.5kW的电动机控制线路中采用。不宜用于操作频繁的电路。用于照明和电热负载时，额定电流不小于电路所有负载额定电流之和的两极开关控制电动机的直接启动和停止时，额定电流不小于电动机额定电流3倍的三极开关安装与使用必须垂直安装，且合闸状态时手柄应朝上。不允许倒装或平装，以防发生误合间事故控制照明和电热负载使用时，要装接熔断器作短路和过载保护更换熔体时，必须在闸刀断开的情况下按原规格更换在分闸和合闸操作时，应动作迅速，使电弧尽快熄灭26七月2023702.封闭式负荷开关结构刀开关熔断器操作机构外壳灭弧罩选用

封闭式负荷开关的额定电压应不小于线路工作电压用于控制照明、电热负载时，开关的额定电流应不小于所有负载额定电流之和；用于控制电动机时，开关的额定电流应不小于电动机额定电流的3倍，或根据表选择安装与使用必须垂直安装，安装高度一般离地不低于1.3～1.5m开关外壳的接地螺钉必须可靠接地电源进线接在静夹座的接线端子上，负载引线接在熔断器一边的接线端子上分合闸操作时，要站在开关的手柄侧，不准面对开关一般不用额定电流100A及以上的封闭式负荷开关控制较大容量的电动机26七月20237526七月20237626七月2023774、按钮开关图形按钮的功能按钮是一种具有用人体某一部分（一般为手指或手掌）所施加力而操作、并具有储能（弹簧）复位的一种控制开关，允许通过的电流较小，一般不超过5A，不直接控制主电路的通断，而是在控制电路中发出指令或信号去控制接触器、继电器等电器结构按钮帽复位弹簧桥式动触头静触头支柱连杆外壳5、行程开关行程开关的功能图形行程开关是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定的位置或行程实现自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等用途行程开关的结构行程开关的外形由触头系统、操作机构和外壳组成接近开关作用又称为无触点行程开关，是一种与运动部件无机械接触而能操作的行程开关特点外形与符号动作可靠，性能稳定，频率响应快，使用寿命长。抗干扰能力强，并具有防水、防震。耐腐蚀等特点工作原理方框图工作原理当有金属物体靠近一个以一定频率稳定振荡的高频振荡器的感应头附近时，由于感应作用，该物体内部会产生涡流及磁滞损耗，以致振荡回路因电阻增大、能耗增加而使振荡减弱，直至停止振荡。检测电路根据振荡器的工作状态控制输出电路的工作，输出信号去控制继电器或其他电器，以达到控制目的二、低压断路器1、低压断路器的功能、特点2、低压断路器的分类功能特点结构形式塑壳式框架式限流式直流快速式灭磁式漏电保护式操作方式人力操作动力操作储能操作极数单极二极三极四极安装方式固定式插入式抽屉式用途配电用电机保护用其它负载用电力拖动控制系统中常用的是DZ系列塑壳式断路器，如DZ5系列和DZ10系列。DZ5为小电流系列，额定电流为10～50A。DZ10为大电流系列，额定电流有100A、250A、600A三种3、低压断路器的结构及工作原理DZ5－20型低压断路器的外形组成结构及特点动触头静触头灭弧装置操作机构热脱扣器电磁脱扣器断路器的工作原理线路发生过载时，电流流过热元件产生的热量，使双金属片受热弯曲，通过杠杆推动搭钩与锁扣脱开，在反作用弹簧的推动下，动、静触头分开，切断电路功能短路保护零压和欠压保护线路发生短路故障时，短路电流超过电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流，电磁脱扣器产生足够大的吸力将衔铁吸合，通过杠杆推动搭钩与锁扣分开，从而切断电路，实现短路保护。当线路上的电压消失或下降到某一数值时，欠压脱扣器的吸力消失或减小到不足以克服拉力弹簧的拉力时，衔铁在拉力弹簧的作用下撞击杠杆，将搭钩顶开，使触头分断4、低压断路器的符号及型号含义型号及含义符号如图例：DZ5—20/330的含义是什么？它表示第五次设计的塑壳式断路器额定电流为20A，三极复式脱扣器不带附件DZ5系列适用范围5、低压断路器的选用原则额定电压和额定电流应不小于线路的正常工作电压和计算负载电流。热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的额定电流瞬时脱扣整定电流应大于负载正常工作时可能出现的峰值电流欠压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压断路器的极限通断能力应不小于电路最大短路电流三低压熔断器1、熔断器的结构熔断器的结构熔体熔管熔座是熔断器的核心，常做成丝状、片状或栅状，制作的材料一般有铅锡合金、锌、铜、银等。是熔体的保护外壳,用耐热绝缘材料制成,兼有灭弧作用。是熔断器的底座，固定熔管和外接引线。外型按结构形式分半封闭插入式无填料封闭管式有填料封闭管式自复式熔断器型号及含义RC1A系列瓷插式熔断器1、结构如图2、应用及特点6-瓷座1-熔丝2-动触头3-瓷盖4-空腔5-静触头RL1系列螺旋式熔断器1、结构2、特点及用途6-瓷帽1-瓷套2-熔断管3-下接线座4-瓷座5-上接线座RM10系列封闭管式熔断器1、结构2、特点及用途7-刀型夹头1-夹座2-熔断管3-钢纸管4-黄铜套管5-黄铜帽6-熔体1、结构熔管底座夹头夹座2、特点与用途熔体是两片网状紫铜片，中间用锡桥连接。熔体周围填满石英砂起灭弧作用特点：26七月2023116熔断器的选用1、熔断器类型的选用根据使用环境、负载性质和短路电流的大小选用适当类型的熔断器。2、熔断器额定电压和额定电流的选用熔断器的额定电压必须等于或大于线路的额定电压。熔断器的额定电流必须等于或大于所装熔体的额定电流。26七月20231173、熔体额定电流的选用（1）对照明和电热等的短路保护，熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。（2）对一台不经常启动且启动时间不长的电动机的短路保护，应有：

IRN≥(1.5～2.5)IN

（3)对多台电动机的短路保护，应有：

IRN≥(1.5～2.5)INmax+∑IN

四、交流接触器接触器作用类型

控制主电路（电动机）大容量（大电流）、能实现远距离、自动操作（自动切换元件）、频繁操作、具欠压和失压保护的电路交流接触器和直流接触器外形CJ10系列种类很多，应用最为广泛的是空气电磁式。常用的有国产：CJ10（CJT1）、CJ20和CJ40等系列，国外的有CJX1（3TB和3TF）、CJX8（B）系列、CJX2系列等。1、型号及含义：交流接触器交流接触器的结构组成电磁系统触头系统灭弧装置辅助部件结构示意图电磁系统组成线圈、铁心（静铁心）和衔铁（动铁心）作用利用电磁线圈的通电或断电，使衔铁和铁心吸合或释放，从而带动动触头与静触头闭合或分断，实现接通或断开电路的目的1—静铁心2—线圈3—动铁心（衔铁）4—轴为了减少工作过程中交变磁场在铁心中产生的涡流及磁滞损耗，避免铁心过热，交流接触器的铁心和衔铁一般用E形硅钢片叠压铆成。交流接触器在运行过程中，线圈中通入的交流电在铁心中产生交变的磁通，因而铁心与衔铁间的吸力也是变化的。这会使衔铁产生振动，发出噪声。为消除这一现象，在交流接触器铁心和衔铁的两个不同端部各开一个槽，槽内嵌装一个用铜、康铜或镍铬合金材料制成的短路环，又称减振环或分磁环触头系统三对主触头辅助常闭触头辅助常开触头接线柱触头分类接触情况结构形式通断能力主触头和辅助触头指行触头双断点桥式灭弧装置灭弧罩双断口结构电动力灭弧装置纵缝灭弧装置

栅片灭弧装置1—静触头2—短电弧3—灭弧栅片4—灭弧罩

5—电弧6—动触头交流接触器的工作原理P121电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生足够的吸力克服弹簧反作用力将动铁心向下吸合，三对动合主触头闭合同时动合辅助触头闭合，动断辅助触头断开。当电磁线圈断电后，静铁心吸力消失，动铁心在弹簧反作用力的作用下复位，各触头也一起复位。

CJ10系列在85%～105%倍额定电压下，能保证可靠吸合。电压过高，磁路趋于饱和，线圈电流会显著增大。电压过低，电磁吸力不足，衔铁吸合不上，线圈电流会达到额定电流的十几倍，因此，电压过高或过低都会造成线圈过热而烧毁。是一种根据输入信号（电量或非电量）的变化，接通或断开小电流电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的电器五、继电器继电器的特点同接触器相比，继电器具有触头分断能力小、结构简单、体积小、重量轻、反应灵敏、动作准确、工作可靠等特点继电器的组成由感测机构、中间机构和执行机构三部分组成。感测机构把感测到的电量或非电量传递给中间机构，并将它与预定值（整定值）相比较，当达到预定值（过量或欠量）时，中间机构便使执行机构动作，从而接通或断开电路继电器的分类输入信号的性质工作原理输出方式电压继电器、电流继电器、速度继电器、压力继电器电磁式继电器、电动式继电器、感应式继电器、晶体管式继电器和热继电器有触点式和无触点式1、热继电器热继电器是利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作的自动保护电器，用作电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护。结构工作原理将热继电器的三相热元件分别串接在电动机的三相主电路中，常闭触头串接在控制电路的接触器线圈回路中。当电动机过载时，流过电阻丝的电流超过热继电器的整定电流，电阻丝发热，温度升高，由于两块金属片的热膨胀程度不同而使主双金属片向右弯曲，通过传动机构推动常闭出头断开，分断控制电路，再通过接触器切断主电路，实现对电动机的过载保护。电源切除后，主双金属片逐渐冷却恢复原位。热继电器的型号含2、时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理来实现触头延时闭合或分断的自动控制电器。JS7－A系列空气阻尼式时间继电器型号及含义空气阻尼式时间继电器又称气囊式时间继电器，是利用气囊中的空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。根据触头延时的特点，可分为通电延时动作型和断电延时复位型两种。结构空气阻尼式时间继电器又称气囊式时间继电器，主要由电磁系统、延时机构和触头系统三部分组成，电磁系统为直动式双E形电磁铁，延时机构采用气囊式阻尼器，触头系统是借用LX5型微动开关。空气阻尼式时间继电器的优点延时范围较大（0.4～180s），且不受电压和频率波动的影响；可以做成通电和断电两种延时形式；结构简单、寿命长、价格低。缺点延时误差大，难以精确地整定延时值，且延时值易受周围环境温度、尘埃等的影响。因此，对延时精度要求较高的场合不宜采用时间继电器在电路图中的符号时间继电器的选用根据系统的延时范围和精度选择时间继电器的类型和系列根据控制线路的要求选择时间继电器的延时方式（通电延时或断电延时）。同时，必须考虑线路对瞬时动作触头的要求根据控制线路电压选择时间继电器吸引线圈的电压根据控制线路电压选择时间继电器吸引线圈的电压安装与使用时间继电器应按说明书规定的方向安装整定值，应预先在不通电时整定好，并在试车时校正金属底板上的接地螺钉必须可靠接地通电延时型和断电延时型可在整定时间内自行调换应经常清除灰尘及油污26七月2023148第四节三相异步电动机的控制电路电路的组成所需器件交流接触器按钮热继电器一、直接启动控制电路26七月2023149控制电路图如何与实物对应？26七月2023150（1）起动过程。按下起动按钮SBl，接触器KM线圈通电，与SB1并联的KM的辅助常开触点闭合，以保证松开按钮SBl后KM线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM的主触点持续闭合，电动机连续运转，从而实现连续运转控制。（2）停止过程。按下停止按钮SB2，接触器KM线圈断电，与SBl并联的KM的辅助常开触点断开，以保证松开按钮SB2后KM线圈持续失电，串联在电动机回路中的KM的主触点持续断开，电动机停转。工作过程运行演示26七月2023152与SBl并联的KM的辅助常开触点的这种作用称为自锁。图示控制电路还可实现短路保护、过载保护和零压保护。起短路保护的是串接在主电路中的熔断器FU。一旦电路发生短路故障，熔体立即熔断，电动机立即停转。起过载保护的是热继电器FR。当过载时，热继电器的发热元件发热，将其常闭触点断开，使接触器KM线圈断电，串联在电动机回路中的KM的主触点断开，电动机停转。同时KM辅助触点也断开，解除自锁。故障排除后若要重新起动，需按下FR的复位按钮，使FR的常闭触点复位（闭合）即可。各电器的作用26七月2023153

起零压（或欠压）保护的是接触器KM本身。当电源暂时断电或电压严重下降时，接触器KM线圈的电磁吸力不足，衔铁自行释放，使主、辅触点自行复位，切断电源，电动机停转，同时解除自锁。详细动作图26七月2023155二、降压启动控制电路降压启动控制电路：1、适用对象2、降压启动的理解3、降压启动的优点4、常用的方法阅读教材P126回答下列问题26七月2023156一、串电阻(电抗器)降压起动1、控制线路26七月2023157

在电动机起动时，将电阻串联在定子绕组与电源之间，由于串联电阻起到了分压作用，电动机定子绕组上所承受的电压只是额定电压的一部分，这样就限制了起动电流，当电动机的转速上升到一定值时，再将电阻短接，电动机便在额定电压下正常运行。2、工作原理26七月2023158试写出启动流程？串电阻降压起动控制线路动画演示

26七月2023160二、定子串自耦变压器降压启动1、控制线路图26七月2023161合上QS→KM1触点先将自耦变压器做星形连接，→KM1接通电源→电动机定子绕组经自耦变压器实现减压启动→当电动机的转速接近于额定转速时，→KM1断开而KM2闭合直接将全电压加在电动机上→进入全压运行状态。2、工作原理26七月2023162试写出启动流程定子串自耦变压器降压启动动画演示26七月2023164三、丫-△降压起动控制线路1、控制线路图26七月2023165合上电源开关QS→按下起动按钮SB2→接触器KMI、KM3线圈得电，→电动机定子绕组联结成星形进行降压起动→同时时间继电器KT线圈得电→经一段延时后KT断开，KM3失电，延时闭合常开触点KT闭合→KM2线圈得电并自锁→电动机绕组联结成三角形全压运行。2、工作原理3、丫-△降压起动控制线路动画演示26七月2023167三、正反转控制电路1.控制线路图26七月20231682、工作原理（1）正向起动过程。按下起动按钮SBl，接触器KM1线圈通电，与SBl并联的KM1的辅助常开触点闭合，以保证KMl线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM1的主触点持续闭合，电动机连续正向运转。（2）停止过程。按下停止按钮SB3，接触器KMl线圈断电，与SBl并联的KM1的辅助触点断开，以保证KMl线圈持续失电，串联在电动机回路中的KMl的主触点持续断开，切断电动机定子电源，电动机停转。26七月2023169（3）反向起动过程。按下起动按钮SB2，接触器KM2线圈通电，与SB2并联的KM2的辅助常开触点闭合，以保证KM2线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM2的主触点持续闭合，电动机连续反向运转。特别注意：KM1和KM2线圈不能同时通电，因此不能同时按下SBl和SB2，也不能在电动机正转时按下反转起动按钮，或在电动机反转时按下正转起动按钮。如果操作错误，将引起主回路电源短路。26七月2023171带电气联锁的正反转控制电路主电路不变26七月2023172将接触器KM1的辅助常闭触点串入KM2的线圈回路中，从而保证在KMl线圈通电时KM2线圈回路总是断开的；将接触器KM2的辅助常闭触点串入KM1的线圈回路中，从而保证在KM2线圈通电时KMl线圈回路总是断开的。这样接触器的辅助常闭触点KMl和KM2保证了两个接触器线圈不能同时通电，这种控制方式称为联锁或者互锁，这两个辅助常开触点称为联锁或者互锁触点。26七月2023174存在问题：电路在具体操作时，若电动机处于正转状态要反转时必须先按停止按钮SB3，使联锁触点KMl闭合后按下反转起动按钮SB2才能使电动机反转；若电动机处于反转状态要正转时必须先按停止按钮SB3，使联锁触点KM2闭合后按下正转起动按钮SBl才能使电动机正转。26七月2023175同时具有电气联锁和机械联锁的正反转控制电路请与前面的比较？26七月2023176采用复式按钮，将SB1按钮的常闭触点串接在KM2的线圈电路中；将SB2的常闭触点串接在KMl的线圈电路中；这样，无论何时，只要按下反转起动按钮，在KM2线圈通电之前就首先使KM1断电，从而保证KM1和KM2不同时通电；从反转到正转的情况也是一样。这种由机械按钮实现的联锁也叫机械联锁或按钮联锁26七月2023178四、自动往返控制与限位控制电路与P129电路比较？26七月2023179

工作原理：按下正向起动按钮SB1，电动机正向起动运行，带动工作台向前运动。当运行到SQ2位置时，挡块压下SQ2，接触器KMl断电释放，KM2通电吸合，电动机反向起动运行，使工作台后退。工作台退到SQl位置时，挡块压下SQl，KM2断电释放，KM1通电吸合，电动机又正向起动运行，工作台又向前进，如此一直循环下去，直到需要停止时按下SB3，KMl和KM2线圈同时断电释放，电动机脱离电源停止转动。演示图26七月2023181第五节常用建筑工程设备的控制电路常用建筑工程设备的控制电路很多，有施工用的，还有工程安装的电气控制设备，比如水泵控制电路、电梯控制电路等，本节只针对建筑施工过程中涉及的的混泥土搅拌机、皮带运输机和塔式起重机的电气控制线路进行讲解。一、混泥土搅拌机的控制电路1、控制电路图如下图所示26七月2023182制动电磁阀给水电磁阀26七月20231832、工作原理（1）搅拌机构的控制：搅拌机构是由电动机M1的正反转运转来完成的，电动机M1正转时进行搅拌，反转时将搅拌的混凝土排出。

(1)搅拌过程:按下按钮SB1，接触器KM1得电吸合并自锁，其主触点闭合，电动机M1得电正转，进行搅拌。

(2)排料过程:按下按钮SB2,SB2常闭触点先断开，使接触器KMI失电释放，电动机M1停转。SB2常开触点闭合，使接触器KM2得电吸合并自锁，其主触点闭合，电动机M1反转，将混凝土排出。停止时，只需按动SB5即可。

26七月2023184（2）上料装置的控制

上料装置是由电动机M2的正反转运行完成的，电动机M2正转时料斗上升，M2反转时料斗下降，在其上升、下降运行的极限位置都设有极限位置开关SQ1,SQ2加以保护。为了防止料斗负载运行时停电，以保证运行时的安全，采用电磁制动器YB作机械制动装置。

(1)料斗上升:按下SB3，接触器KM3得电吸合并自锁，其主触点闭合，电动机M2正转，料斗上升。

26七月2023185(3)料斗下降:按下SB4,SB4常闭触点先断开，使接触器KM3失电释放，电动机M2停转。SB4常开触点闭合，使接触器KM4得电吸合并自锁，其主触点闭合，电动机M2反转，料斗下降。

料斗上升、下降的自动停车由限位开关SQ1利SQ2控制。在上升极限位置另设位置保护开关SQ3，且配有限位接触器KM5，当料斗上升碰到SQ1时，限位开关失控，料斗将继续上升碰到SQ3，使接触器KM5失电，其主触点分断，料斗立即停车。

26七月2023186为了使料斗能在规定或任何位置停下来，或避免突然停电而造成料斗下降，在料斗提升机M2主电路中增设一制动器YBo

3.供水系统操作供水系统操作由电磁阀EV得电供水。

搅拌需要用水时，按动SB7，电磁阀得电供水，松开按钮SB7，停止供水。26七月2023187下面介绍建筑工地最常见的JZC350型混凝土搅拌机26七月20231881上料系统上料系统的作用是将水泥、砂、石等物料投入到搅拌筒中。其上料过程是：首先通过人工将水泥、砂、石等投入到料斗中；按下料斗控制按钮，料斗在电动机的牵引作用下自动上升，到达预定位置后自动停止并卸下物料；卸料完成后按下料斗下放按钮，料斗自动下降，到达预定位置后自动停止。在上、下运行过程中，如果出现意外断电，料斗将被抱闸锁死，以防发生坠落事故。2搅拌系统搅拌系统的作用是将混凝土物料搅拌均匀，并送出26七月2023189搅拌筒。JZC350型混凝土搅拌机的搅拌筒正转时进料和搅拌物料，反转时送出物料，因此搅拌系统的拖动电动机有正、反两个旋转方向。3供水系统搅拌给水系统有两种方式，一是利用外部管网压力供水,二是搅拌机自带水泵供水,这两种情况都采用电磁阀控制供水水嘴。4电气系统上料机构、搅拌系统各需一个电动机作为原动力，电气系统负责对各部分的运行过程进行控制。5底盘底盘的作用是支撑搅拌机的各部分。26七月2023190搅拌机的控制过程分析P130图4-37为JZC350型双锥反转自落式搅拌机的控制电路,它由上料控制系统、搅拌出料控制系统和给水控制系统组成。电动机M1为搅拌电动机,M2为上料电动机。M1正转搅拌、反转出料；M2正转上料、反转放下料斗。利用外部管网压力供水，电磁阀YV控制给水水嘴。SQ1、SQ2为料斗上、下限位继电器。1上料系统控制过程26七月2023191①料斗上升过程②料斗放下过程搅拌、出料过程电动机M1正转时搅拌，反转时出料。①正转搅拌过程

②反转出料过程当混凝土搅拌完成后，控制搅拌筒出料有两种操作方式：一是先按下停止按钮SB1，再按下起动按钮SB3；二是直接按下反转出料按钮SB3。下面按照后一种方法介绍出料控制过程。26七月20231963给水控制搅拌机给水由具有机械自锁功能的按钮SB7控制，给水时按下按钮SB7，电磁阀YV通电，给水系统给水；不需要给水时，再次按下按钮SB7，解除自锁，电磁阀YV断电，水阀关闭停止供水。26七月2023197二、皮带运输机控制电路1、电路图26七月20231982、工作原理

利用皮带传送机构把粉料运送到施工现场或送入施工机械中加工，这既省时又省力。上图就是这样的一种皮带运输控制电路，如果采用两台电动机拖动，这是一个两台电动机顺序启动，反顺序停止的控制电路。为了防止运料皮带上运送的物料再带上堆积堵塞，在控制上要求：先启动第一条运输带的电动机M1，当M1运转后才能启动第二条皮带运输电动机M2，这样能保证首先将第一条运输带上的物料先清理干净，来料后能迅速运走，不至于堵塞。停止皮带运输时，要先停止第二条带，然后才能停止第一条皮带。

26七月2023199启动时，先按下启动按钮SB2时，接触器KM1得电吸合并自锁，其主触点闭合，使电动机M1运转，第一条皮带开始工作。KM1的另一个辅助常开触点闭合，为KM2通电做准备，这时按下启动按钮SB4，接触器KM2得电动作，M2运转，第二条皮带投入运行。

停止运输时，先按下停止按钮SB3，接触器KM2断电释放，M2停转，第二条皮带停止运输。再按下SB1，KM1断电释放，M1停转，第一条皮带也停止运输。工作过程如下：26七月2023200由于在KM2线圈回路串联了KM1的常开辅助触点使得在KM1未得电之前，KM2不得电；而又在停止按钮SB1上并联上KM2的常开辅助触点，能保证只有KM2先断电释放后，KM1才能断电释放。这就保证了第一条皮带先工作，第二条才能开始工作；第二条带先停止，第一条才能停止。防止了物料在皮带上的堵塞。26七月2023201三、塔式起重机控制电路26七月2023202

随着高层建筑施工项目的不断增多，高层建筑施工中的施工机械使用量也在不断加大，其中运送货物和人员的垂直运输设备——附墙式升降机更是广泛地使用在高层建筑的施工工地，成为高层建筑施工中必不可少的施工机械之一。附墙式升降机按用途划分有三种形式：载货电梯、载人电梯和人货两用电梯。为了提高工作效率，一般要求载货电梯有较强的起重能力和较快的起升速度。载人电梯或人货两用电梯则对安全装置和调速平层系统有较高的要求。目前，人货两用电梯在高层建筑施工中使用较为广泛。26七月202320326七月2023204

塔式起重机又称塔吊，是常用的起重运输机械。由于塔式起重机具有回转半径大、提升高度高、占地面积小、操作简单、拆装容易等优点，在多层、高层建筑的施工中得到了广泛应用。目前在建筑施工现场运用较多的是上回转、自升、固定、平臂式塔吊。自升是指塔吊依靠自身的专门装置，增、减标准节或整体爬升的塔吊。塔式起重机类型很多，不同类型的塔式起重机的构成及工作方式存在一些差异。QTZ80型塔式起重机为水平臂架、小车变幅、上回转自升式。该机的最大工作半径为55m；独立式起升高度为46m，附着式起升高度可达150m。下面以QTZ80型塔式起重机为例，介绍塔式起重机的运行工艺与工作过程。26七月2023205塔机主体结构26七月20232061塔式起重机的组成塔式起重机由金属结构部分、机械传动部分、电气系统和安全保护装置组成。电气系统由电动机、控制系统和照明系统组成。2QTZ80塔式起重机的工作机构重物的运输是通过操作控制开关，控制吊钩提升机构、塔臂回转机构和小车行走机构来实现的，塔身的升降是通过液压顶升机构完成的。①提升机构提升机构负责垂直方向的运输。为了提高生产效率，充分满足施工要求，针对不同的起吊重量，提升26七月2023207机构的运行速度不同。提升机构的驱动电动机M3采用YZR2254/8滑环涡流制动电动机，工作时有5挡速度，分别为变极调速、转子回路串电阻调速、液压推杆涡流制动调速和涡流制动调速。下图为提升机构实物图。提升机构采用液压推杆制动器制动，其制动器兼具调速功能。起动时液压电动机M2由电动机M3的转子绕组供电，该电压低于M2的额定电压，使制动器处于半制动状态，高速运转时由外接电源供电，制动器处于完全松闸状态，断电时制动机构处于制动锁死状态。涡流制动器在提升机构低速运转时通电制动，实现调速。26七月202320826七月2023209

提升机构设有力矩超限保护、提升高度限位保护和高速限重保护。当提升机构起吊的负载力矩超过允许值时，力矩超限保护动作，使提升机构断电抱闸。为了防止冲顶事故，当起吊重物上升的高度超过允许范围时，提升高度限位保护动作，使提升机构只能下降，不能上升。重载时，提升机构的运行速度不能太高；否则，高速限重保护将动作，使提升机构自动处于低速状态。②回转机构回转机构负责在吊臂半径平面范围内运送重物，驱动电动机M5型号为YD1324/8/16，运行速度有三种，分别在4、8、16极下运行。26七月2023210

制动方式为液压推杆制动，液压制动电动机为M4，M4通电时抱闸锁死进行准确定位。回转机构设有回转角度限位保护。其保护分为两级，一是临界减速，二是极限断电。当回转机构转动的角度超过临界位置时，临界限位保护装置动作，此时回转机构自动处于低速运转状态。回转机构超过极限位置时，系统将断电停车，以后只能反方向起动，直到离开极限位置后系统才能恢复正常状态。③小车牵引机构小车牵引机构是载重小车变幅的驱动装置，驱动电动机M6型号为YD1324/8/16，经由圆柱蜗轮减速器26七月2023211带动卷筒，通过钢丝绳使载重小车分别以三种速度在起重臂轨道上来回变幅运动。牵引钢丝绳一端缠绕后固定在卷筒上，另一端则固定在载重小车上。变幅时通过钢丝绳的收、放来保证载重小车正常工作。小车牵引机构采用直流电磁制动器YB断电抱闸制动，小车停止时抱闸锁死。小车牵引机构设有前后临近终点减速保护、前后终点极限保护和力矩超限保护。当小车行走至临近终点时，临近终点减速保护动作，小车自动从高速转换到低速运转；当小车行走到终点极限位置时，小车牵引机构将断电抱闸，小车停止行走，以后小车只能反方向起动；由于起重机的最大允许负载是用最大力矩来26七月2023212描述的，在不同的吊臂位置，同样的重物负载力矩不同。因此，小车在运载重物前进时，可能出现力矩超限，当力矩超限时力矩超限保护装置动作，系统将自动切断向前支路，小车只能后退运行。26七月202321326七月202321426七月2023215④液压顶升机构液压顶升机构的工作主要靠安装在爬升架内侧面的一套液压油缸、活塞、泵、阀和油压系统来完成。当需要顶升时，由起重吊钩吊起标准节，送进引入架，把塔身标准节与下支座的4个M45连接螺栓松开，开动电动机使液压缸工作，顶起上部机构，操纵爬爪支持上部重量，然后收回活塞，再次顶升，这样两次工作循环可加装一个标准节。26七月20232163安全保护装置

QTZ80设有吊钩提升高度限位保护、小车幅度限位保护、力矩超限保护、回转角度限位保护、零位保护、过载保护和短路保护等保护环节。①吊钩提升高度限位为了防止吊钩行程超越极限碰撞吊臂结构和触地乱绳，在提升机构的卷筒另一端装有提升高度限位器（多功能限位开关），高度限位器可根据实际需要进行调整。提升机构运行时，卷筒转动的圈数也就是吊钩提升的高度，通过一个小变速箱传递给行程开关。当吊钩上升到预定的极限高度时，行程开关动作，切断起升方向的运行。再次起动只能向下降钩。下图为吊钩提升高度限位实物图。26七月202321726七月2023218②小车幅度限位为了防止小车前进或后退发生越位和碰撞事故，在小车牵引机构旁设有限位装置，内有多功能行程开关，小车运行到臂头或臂尾时，碰撞多功能行程开关，小车将停止运行。再开动时，小车只能往吊臂中央运行。下图为小车幅度限位实物图。26七月202321926七月202322026七月202322126七月202322226七月2023223③力矩超限保护为了保证塔吊的起重力矩不大于额定力矩，塔吊设有力矩保护装置。力矩保护装置安装在塔顶结构主弦杆上。塔吊负载时，主弦杆因负载产生变形。当载荷超过额定值时，主弦杆的变形通过放大杆的作用压迫限位器触头，卷扬机的起升及变幅小车的向外运动将停止，这时只能将小车向内变幅方向运动，以减小起重力矩，然后再驱动提升方向。

26七月202322426七月2023225④回转角度限位保护回转机构的回转角度超过限度时，将损坏电缆，因此必须限制吊臂回转角度。其保护分为两级，一是临界减速，二是极限断电。当回转机构转动的角度超过临界位置时，临界限位保护装置动作，此时回转机构自动处于低速运转状态；当超过极限位置时，回转机构断电抱闸，并只能反方向转动。下图为回转角度限位保护实物图。26七月202322626七月202322726七月2023228⑤零位保护塔吊开始工作时，必须先把控制起升、回转、小车行走用的主令开关操作手柄置于零位，开启电源后，塔吊各机构才能开始工作，这样可以防止各机构在工作过程中突然掉电而再次来电引起的误动作。⑥短路保护与过载保护各工作机构电源的引入，使用低压断路器作为短路保护与过载保护之用。为了防止提升机构过载，在提升机构中专门设置了限流保护装置，当提升电动机内的电流超过额定值时，保护装置迅速动作。26七月2023229QTZ80型塔式起重机电气控制电路分析前面对QTZ80型塔吊的各工作机构及保护作了介绍，对其工作过程也有了基本的了解，下面将对其控制电路进行详细分析。1主电路分析图为QTZ80型塔式起重机主电路，M1是塔机自升系统液压顶升电动机，M3是YZR2254/8滑环变极涡流制动电动机，用于起升重物，M2、M4为涡流制动电动机，M5、M6分别为塔臂回转电动机和小车行走电动机，型号为YD1324/8/16，YB为直流磁力制动器。电源总开关QF1为DZ20100型低压断路器，可对主回路26七月2023230进行短路及过载保护。QF2、QF3、QF4、QF5分别为液压顶升电动机、起升电动机、旋转电动机、小车电动机主回路低压断路器，可分别对该回路进行短路及过载保护。1KM1为电源控制接触器，控制顶升机构之外各机构的电源和控制电路的电源。FA为限流保护器，当提升电动机M3电流超过额定值时动作，切断起升机构控制回路电源。26七月2023231QTZ80型塔吊的主电路26七月2023232(1)提升机构电动机的控制提升机构驱动电动机M3和液压制动电动机M2使用10个接触器控制它们的不同运行状态，其中2KM3、2KM4控制上升和下降，运行中必有一个吸合。其余接触器动作关系如下：①接触器2KM1、2KM5、2KM6吸合，电动机M3定子绕组接成8极、转子串两级电阻；涡流制动器将接通电源制动；电动机M2的电源引自电动机M3转子绕组，此时，作用在电动机M2上的实际电压低于额定电压，液压推杆制动器处于半制动状态。此时，电动机M3的轴上存在四个转矩：一是电磁转矩；二是液压推杆制动器产生的制动转矩；三是涡流制动器产生的制动转矩；四是负载转矩。在四个转矩的共同作用下，电动机M3处于低速运转状态。26七月2023233②接触器2KM2、2KM5、2KM6吸合，电动机M3定子绕组接成8极、转子串两级电阻；作用在电动机M2上的电压为额定电压，液压推杆制动器处于完全松闸状态；涡流制动器有两种情况，一是与电源连接产生涡流制动，二是断开电源无涡流制动。涡流制动转矩与负载转矩共同作用或只有负载转矩作用在电动机M3轴上，使电动机M3处于次低速运转状态。③接触器2KM2、2KM5、2KM6、2KM9、2KM10吸合，电动机M3定子绕组接成8极；电动机M2接外部电源，液压推杆制动器处于完全松闸状态；涡流制动器不工作。只有负载转矩作用在电动机M3轴上，使电动机M3处于较高速运转状态。26七月2023234④接触器2KM2、2KM6、2KM7、2KM8、2KM9、2KM10吸合，电动机M3定子绕组接成4极；电动机M2接外部电源，液压推杆制动器处于完全松闸状态；涡流制动器不工作。只有负载转矩作用在M3轴上，使电动机M3处于高速运转状态。(2)小车变幅电动机的控制小车变幅机构电动机M6和直流电磁抱闸装置由6个接触器控制。接触器4KM1、4KM2控制前进后退，运行中必有一个吸合,并使YB松闸。其余接触器动作关系如下：①4KM3吸合，电动机M6接成△16极低速运行。②4KM4吸合，电动机M6接成Ｙ8极中速运行。③4KM6、4KM5吸合，电动机M6按2△4极接法高速运转。26七月2023235(4)液压顶升机构电动机的控制液压顶升机构驱动电动机M1，工作在塔吊顶升状态，由接触器1KM3控制。2控制电路控制过程分析下图为QTZ80型塔吊的控制电路。下图中1SB1为塔吊总起动按钮，1SB2为总停车按钮，1SB3为紧急停车按钮；1SB4与1SB5分别为顶升机构停、起控制按钮；主令开关SA1、SA2、SA3分别控制起升机构、回转机构和小车变幅机构。(1)总电源控制过程合上低压断路器QF1、QF2、QF3、QF4、QF5，为系统起动做准备。在控制开关SA1、SA2、SA3手柄处于零位时，首先26七月2023236合上控制线路总开关QS1，再按下总起动按钮1SB1，此时，电流从一端经1SB3、1SB2、1SB1、SA1、SA2、SA3、1KM1流到另外一端，控制电源的接触器1KM1得电吸合并自锁，在力矩限位器1SQ1正常的情况下，接触器1KM2也通电吸合，主回路和控制回路电源分别接通，塔吊处于待命状态。电网断电时，1KM1失电，主回路和控制回路电源被切断。当恢复供电后，必须先将各控制开关返回零位，再按下总起动按钮1SB1方可重新起动，实现了零电压保护。26七月202323726七月2023238(2)力矩限位控制过程如果力矩保护开关1SQ1处于正常闭合状态，电源接触器1KM1闭合，力矩保护接触器1KM2吸合，小车行走(向前)和起升(上升)控制线路接通。当力矩超限时，1SQ1断开，1KM2失电，这时增大力矩(小车向前或起吊向上)操作被停止，只能进行减小力矩(小车向后或吊钩向下)操作，实现了力矩超限保护。在力矩减小到额定值范围以内时，1SQ1复位，此时，小车变幅机构向前或提升机构向上操作仍不能进行，必须重新按下总起动按钮1SB1才能恢复1KM2通电吸合状态。26七月2023239(3)提升机构控制过程提升控制主令开关SA1分别置于不同挡位，可用高低不同的速度起吊或下放重物。提升控制电路如图所示。为了清楚地描述提升控制电路的工作过程，下面将提升状态的五个挡位对应的控制电路分解叙述。26七月202324026七月2023241①控制开关拨至上升Ⅰ挡，触点S1、S3闭合，控制电路接通部分见图。接触器2KM1吸合；力矩限制接触器1KM2触头处于闭合状态，接触器2KM3得电；接触器2KM6、2KM5先后得电。主线路中触头2KM6闭合，电动机M3转子电阻全部接入；触头2KM1闭合，电动机M3转子电压加在液压制动器电动机M2的定子绕组上，电动机M2上的电压低于额定电压，电动机M2处于半制动状态；触头2KM5闭合，滑环电动机M3定子绕组按8极连接；触头2KM3闭合，电动机M3得电低速正转(上升)；触头2KM1闭合，75号线端与201号线端接通，110V26七月2023242的交流电经桥式整流后供给涡流制动器，产生制动转矩。在负载转矩、液压推杆制动器的半制动力矩、涡流制动器的制动力矩共同作用下，电动机M3在Ⅰ挡低速起动运转。26七月202324326七月2023244②控制开关拨至上升第Ⅱ挡，触点S2、S3、S7闭合，控制电路接