第13讲 起保停控制电路

三相异步电动机调速方法有哪些？复习旧课三相异步电动机制动方法有哪些？第6章启保停电路1.元件介绍刀开关熔断器交流接触器热继电器按钮

刀开关，又叫闸刀，主要作用是在电源切除后，将线路与电源明显的隔离开，以保障维修人员的安全。也可以用作不频繁的接通和分断空载电路或小电流电路之用。QG刀开关图形和文字符号1.1刀开关1.1刀开关HK2系列刀开关的结构和外型图由手柄、触刀、静插座、铰链支座和绝缘底板等组成。低压刀开关分类：1.按型式分：有单投（HD）和双投（HS）两类；2.按极数分：有单极、双极和三极；3.按灭弧结构分：有不带灭弧罩和带灭弧罩的两种。1.1刀开关将刀开关的闸刀换为RT0型熔断器的熔管，就构成熔断器式刀开关（HR型），简称刀熔开关。

将刀开关与熔断器串联，装在金属盒内，就构成低压负荷开关（HH型），亦称铁壳开关。1.1刀开关是一种广泛应用于低压配电系统、控制系统中的保护电器。作用：短路和严重过载保护应用：串接于被保护电路的首端，优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻分类：瓷插式RC、螺旋式RL、有填料式RT、无填料密封式RM、快速熔断器RS、自恢复熔断器等。1.2熔断器熔断器种类：瓷插式RC有填料式RT螺旋式RL快速熔断器RS自恢复熔断器1.2熔断器

1.熔断器的安秒特性熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现短路保护作用的，当电流较大时，熔体熔断所需的时间就较短。而电流较小时，熔体熔断所需用的时间就较长，甚至不会熔断。因此对熔体来说，其动作电流和动作时间特性即熔断器的安秒特性（熔断特性）。1.2熔断器熔断电流与熔断时间之间的关系如下表所示。熔断电流1.25～1.3IRN1.6IRN2IRN2.5IRN3IRN4IRN熔断时间∞1h40s8s4.5s2.5s1.2熔断器当I/IN>10时，熔体瞬时熔断。熔断器一般是根据线路的工作电压和额定电流来选择的。1.2熔断器对于一般电路、直流电动机和绕线异步电动机的保护来说，熔断器是按它们的额定电流选择的，但对笼形异步电动机却不能这样选择。

因为笼形交流异步电动机直接起动时启动电流为额定电流的5—7倍。因此，要保证熔体在启动过程中不熔断，其选用的熔体电流比额定电流大的多，一般笼形异步电动机的熔断器按起动电流的1/K（K=1.6～2.5）来选择。

2.几种常用的熔断器

1）插入式熔断器

常用于380V及以下电压等级的线路末端，作为配电系统导线或电器设备的短路保护用，也可作为民用照明等电路的短路保护。图1-17插入式熔断器1-动触点2-熔体3-瓷插件4-静触点5-瓷座1.2熔断器2）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，可透过瓷帽上的玻璃孔观察到，它常用于机床电气控制设备中。螺旋式熔断器分断电流较大，可用于电压等级500V及其以下、电流等级200A以下的电路中，作短路保护。图1-18螺旋式熔断器1-底座2-熔体3-瓷帽1.2熔断器

3）封闭式熔断器

封闭式熔断器分有填料熔断器和无填料熔断器两种。有填料熔断器一般用方形瓷管，内装石英砂及熔体，分断能力强，用于电压等级500V以下、电流等级1KA以下的电路中。无填料密闭式熔断器将熔体装入密闭式圆筒中，分断能力稍小，用于500V以下，600A以下电力网或配电设备中。1.2熔断器

4）快速熔断器

主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。由于半导体元件的过载能力很低，只能在极短时间内（数毫秒至数十毫秒）承受较大的过载电流，因此要求短路保护具有快速熔断的能力，而一般熔断器的熔断时间是以秒计的，所以不能用来保护半导体器件，因此必须采用在过载时能迅速动作的快速熔断器。1.2熔断器

5）自复熔断器

采用低熔点金属钠作熔体，在常温下具有高电导率。当电路发生短路故障时，短路电流产生高温使钠迅速汽化，汽态钠呈现高阻态，从而限制了短路电流。当短路电流消失后，温度下降，金属钠蒸气冷却并凝结，恢复原来的良好导电性能。自复熔断器只能限制短路电流，不能真正分断电路。其优点是不必更换熔体，能重复使用。1.2熔断器1.3交流接触器接触器是一种用来自动接通或断开大电流电路的自动电器。主要用来接通或断开带有负载的交、直流主电路或大容量控制电路，但不能切断短路电流。

交流接触器：主要用以控制交流电路

直流接触器：主要用以控制直流电路

接触器的种类：按主触头所接回路的电流种类分为：1.3交流接触器接触器由电磁机构、触点系统、灭弧装置、其它部件四部分组成。交流接触器结构图灭弧装置主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心吸引线圈动铁心1.3交流接触器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380V~1.3交流接触器M3~动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源~220~380V1.3交流接触器 1．电磁机构

电磁机构由线圈、动铁芯(衔铁)和静铁芯组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点闭合或断开。

接触器的图形、文字符号如下图所示:

1.3交流接触器2．触点系统

触点是接触器的执行元件，起分断和接通电路的作用。接触器的触点有主触点和辅助触点、常开触点和常闭触点之分。主触点用于通断主电路，允许通过较大的电流。通常为三对常开触点。辅助触点用于控制电路，只允许通过较小的电流，一般常开、常闭各两对。当线圈不带电时，动、静触点是分开的称为常开触点（也称动合触点）；当线圈不带电时，动、静触点是闭合的称为常闭触点（也称动断触点）。1.3交流接触器西门子接触器3TB4022-0X线圈接线端子主触点接线端子辅助触点接线端子1.3交流接触器3．接触器灭弧装置

当触点切断电路的瞬间，如果电路的电流（电压）超过某一数值，则在动、静点间将产生强烈的弧光放电现象，称为电弧。弧的出现会对电器产生以下影响：

①触点虽然已经打开，但是由于电弧的存在，使需要断开的电路实际上并未真正断开，降低接触器工作的可靠性；

②电弧的高温可能灼伤、氧化触点，增大触点间接触电阻，降低导电性；严重时造成触点粘结，损坏接触器；

③电弧向周围喷射，会损坏电器及周围物质，严重时会造成短路，引起火灾。容量在10A以上的接触器都有灭弧装置。1.3交流接触器主触点额定电压

交流接触器：127、220、380、500V直流接触器：110、220、440V交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A主触点额定电流

吸引线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、220、380V直流接触器：24、48、220、440V接触器的主要技术指标:

1.3交流接触器表示符号：作用：电动机的过载保护型式：双金属片式、热敏电阻式、易熔合金式结构：由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成。利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作发热元件KH，串接于主电路常闭触点KH，串接于控制电路1.4继电器a）外形b）结构图

1.电流整定装置2.主电路接线柱3.复位按钮

4.常闭触头5.动作机构6.热元件31.常闭触头接线柱32.公共动触头接线柱33.常开触头接线柱

双金属片式热继电器：1.4继电器热继电器主要组成：热元件、双金属片和触头等。

热元件由镍铬合金等电阻材料制成。

双金属片由两种热膨胀系数不同的金属辗压而成，由于两种金属紧密地贴合在一起，当产生热效应时，双金属片向膨胀系数小的一侧弯曲，并带动触头动作。图1-12三相式热继电器原理示意图1－支架2－双金属片3－发热元件4－导板5－补偿双金属片6－触点7－常开触点8－复位螺钉9－触点10－复位按钮11－调节旋钮12－支撑架13－压簧14－推杆1.4继电器复合按钮SB电路符号常开(动合)按钮SB电路符号常闭(动断)按钮SB电路符号1.5按钮（1）直接启动控制电路直接起动不经过任何起动设备，利用刀开关或接触器，直接将电动机接入电源，使电动机在额定电压下进行起动。自锁：利用电器自己的触头使自己的线圈得电从而保持长期工作的线路环节称为自锁环节。这种触头叫自锁触头。笼式异步电动机直接启动控制线路

图中左边部分为主回路，右边部分为控制回路。

（1）主回路：由电路可知：当S合上后，只有控制接触器KM的触头合上或断开时，才能控制电动机接通或断开电源而启动运行或停止运行。（2）控制回路：当S合上后，A、B两端有电压。初始状态时，接触器KM的线圈失电，其动合主触头和动合辅助触头均为断开状态；当按下启动按钮SB1时，接触器KM的线圈通电，其辅助动合触头自锁（松开按钮SB1使其复位后，接触器KM的线圈能维持通电状态的一种控制方法），动合主触头合上使电动机接通电源而运转；当按下停止按钮SB2后，接触器KM的线圈失电，其动合主触头断开使电动机脱离电网而停止运转。（3）保护：短路保护、过载保护、零压（欠压）保护

是一种根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现控制目的的自动控制电器。

继电器的分类：

按输入信号的性质分：电流继电器、电压继电器、速度继电器、压力继电器、热继电器等。

按作用原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式应用最广（90％以上继电器为电磁式）知识拓展继电器

电磁式继电器由电磁系统、触头系统和释放弹簧等组成。电磁式继电器一般用于接通、断开控制电路，触头容量较小，故不需要专门的灭弧装置,也无主、辅触点之分。

常用的电磁式继电器有电压继电器、中间继电器和电流继电器。1.电磁式继电器：电磁式继电器的图形、文字符号如下图所示：电磁式继电器的结构与工作原理知识拓展继电器电磁式继电器的特性

当继电器输入量X由零增至X2以前，继电器输出量Y为零;当输入量X增加到X2时，继电器吸合，输出量为Y1；若X继续增大，Y保持不变;当X减小到X1时，继电器释放，输出量由Y1变为零;若X继续减小，Y值均为零。

继电器的主要特性是输入-输出特性，又称继电特性。知识拓展继电器电磁式继电器的特性图中，X2称为继电器吸合值，欲使继电器吸合，输入量必须等于或大于X2；X1称为继电器释放值，欲使继电器释放，输入量必须等于或小于X1。继电器吸合值继电器释放值知识拓展继电器吸合时间：是指从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间；释放时间：是指从线圈失电到衔铁完全释放所需的时间。一般继电器的吸合时间与释放时间为0.05～0.15s，快速继电器为0.005～0.05s，它的大小影响继电器的操作频率。知识拓展继电器（3)常用电磁式继电器

电压继电器：电压继电器(KV)用于机电传动系统的电压保护和控制。触点的动作与线圈所加电压大小有关，使用时其线圈并联接入主电路，感测主电路的线路电压，触点接于控制电路，为执行元件。欠电压继电器（U<）

：过电压继电器（U>）：知识拓展继电器KV<KVKV>UKVKVKV欠电压继电器：正常工作时，衔铁是吸合的，当电压小于某值时，衔铁释放，控制接触器分断电动机电源。用于电压过小时切断电路。过电压继电器：当电压大于给定值时，衔铁吸合，动断触头断开，控制接触器分断电动机电源。用于电压过大时切断电路。电压继电器符号：U知识拓展继电器电流继电器(KI)：

根据电流信号而动作，用于机电传动系统的电流保护和控制。

触点的动作与线圈通过的电流大小有关。特点：

线圈导线粗、匝数少、阻抗小，串接于主电路中，用来感测主电路的线路电流变化；

触点接于控制电路，为执行元件。分类：过电流继电器、欠电流继电器过流电流继电器欠流电流继电器知识拓展继电器KII<KIKI>I