任务1.1 电动机点长动运行控制6.17

《数控机床电气控制》主讲人：刘保朝陕西工业职业技术学院项目1：机床电动机基本电气控制线路分析任务1.1三相异步电动机点/长动运行控制（课时：4学时）机床电气控制控制系统基本控制线路1基本控制线路2基本控制线路3基本控制线路4基本控制线路n基本元素：各种低压电器元件知识基础基本电路综合电路由简单到复杂项目1：机床电动机基本电气控制线路分析学习导航项目布置生产工艺对电动机点动、长动控制需求以及控制的任务描述知识准备低压电器的的定义与分类组合开关、熔断器、交流接触器：用途、结构、工作原理、主要参数、选用知识准备热继电器、三相交流电动机、控制按钮：用途、结构、工作原理、主要参数、选用知识准备任务实施任务实施低压电器的的定义与分类低压电器的的定义与分类任务1.1三相异步电动机点/长动运行控制学习导航【能力目标】1.能够正确判别各种低压电器的类别、用途和动作方式。2.能够准确识别低压电器元件名称，根据低压电器元件的铭牌看懂其型号、规格、主要技术参数。3.能够根据设备工作场景，正确选用常用低压电器元件。4.能够识别电动机的电动、长动、点/长动控制电路，并能正确分析控制电路的工作过程。1.了解低压电器的定义和分类；2.熟悉常用低压电器组合开关、熔断器、接触器、热继电器、电动机和按钮的用途、结构、工作原理、型号规格、符号、常见品牌、选用方法；3.掌握电动机基本控制电路的工作原理及安装接线方法。【知识目标】企业生产车间有很多设备采用三相异步电动机拖动。有些需要点动运行，如普通车床，为操作安全和节约辅助时间，在刀架换刀和卡盘上下物料时，要灵活调整溜板箱的位置，电动机需要采用点动方式运行。而有些设备，例如物料输送传送带，为使用方便需要拖动电动机长动运行。还有些设备在不同工况下即需要够灵活控制，也要满足使用方便，拖动电动机应采用点/长动方式运行一、任务引入任务1.1三相异步电动机点/长动运行控制现有1个组合开关、4个熔断器、1个交流接触器、2个按钮、1个旋钮、电路导线若干，请完成以下任务。二、任务描述任务1、电动机点动运控制任务2、电动机长动运控制任务3、电动机点长动运控制1.电动机点动运行的内涵是什么？2.电动机长动运行的内涵是什么？3.各种低压电器元件有什么用途？分别是怎么工作的？铭牌内容上包含哪些关键信息？4.电气控制系统原理如何表达？电器元件如何表示？和机械图纸有哪些主要区别？5.怎样分析电气控制线路的工作原理？三、问题思考四、知识准备知识点1：低压电器的定义与分类名称用途配电电器开关电器不频繁的接通或分断电源熔断器用于线路或设备短路或严重过载保护控制电器控制电器控制电动机的启动、停止、正转、反转及调速等动作。如按钮、继电器、接触器保护电器保护电动机。如熔断器、电流继电器、热继电器主令电器发布控制指令。如刀开关、按钮、位置开关等执行电器直接带动、操纵生产机械的电器。如电磁铁、电磁离合器、电磁工作台。定义：在交流1200V以下、直流1500V以下电压范围内工作的电器元件称低压电器。分类：1）按电器的动作方式分：手动电器和自动电器；2）按有无触点分：有触点电器和无触点电器；3）按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器；4）按电器的用途分：配电保护电器和控制电器；知识点2：组合开关（转换开关）可实现多组触点组合，用作电源开关。在机床上用作电源开关，不带负载接通或断开电源直接控制5kW以下的异步电动机的起动、停止等。组合开关不适于频繁操作的场所使用。结构紧凑、体积小、操作方便组合开关具有结构紧凑、体积小、操作方便。

组合开关的图形符号和文字符号一定要记牢呀！组合开关结构、工作原理和符号L1L2L3QSFU电路组成分析M3~QSFU起动：转动手柄，合上开关QS电动机运转M3~停止：转动手柄，断开开关QF电动机停转L1L2L3案例：组合开关直接启停控制小功率电动机组合开关额定电流有10、25、60和100A等多种。常见产品有HZ10系列、HZ5系列、HZ12系列、LW5万能转换开关。如品牌为人民电器型号为HZ10-10/03的组合开关，额定电流10A，3极。怎么选择组合开关呢？原理：当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔体熔化，从而分断电路。作用：低压配电系统及用电设备中作短路和严重过载保护（l0倍额定电流）应用：串接于被保护电路的首端组成：由熔体（是感测元件也是执行元件）、安装熔体的熔管（在熔体熔断时灭弧）和绝缘底座三部分组成优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻

知识点3：熔断器1铜圈2熔断管3管帽4插座5垫圈6熔体7熔片无填料式熔断器的分类熔断器的类型分为瓷插（插入）式、螺旋式、无填料封闭管式、有填料（石英砂等材料增加灭弧能力）封闭管式熔断器、快速熔断式和自恢复式等1)插入式和螺旋式熔断器的结构图1—动触头2—熔丝3—瓷盖4—静触头5—瓷座图1-RC1A插入式熔断器1—瓷帽2—熔管3—瓷套4—上接

线柱5—下接线柱6—底座图1-42螺旋式熔断器外形与结构2）有填料式熔断器3）无填料密封式熔断器瓷插式熔断器4）快速熔断器典型产品有：RL6、RL7、RL96、RLS2系列螺旋式熔断器，RL1B系列带断相保护螺旋式熔断器，RT18、RT18-□X系列熔断器以及RT14系列有填料密封管式熔断器。还有国外引进技术生产的NT系列有填料密闭式刀型触头熔断器与NGT系列半导体器件保护用熔断器等。有填料封闭管式熔断器5）自恢复熔断器RZ一定要记牢呀！隔离开关HRT0系列-2（熔断式刀开关）接触器功能：将电磁能转换成机械能，通过电磁力吸引衔铁带动触点动作，实现对电路的控制，用于中远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路的自动控制电器，并具有欠压和失压保护。知识点4：交流接触器交流接触器外形、结构形式交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置交流接触器的结构：由电磁机构、触点系统、灭弧系统、复位弹簧机构或缓冲装置、支架与底座等组成。铁芯通电线圈衔铁及其固定在衔铁上的动触头支撑弹簧静触点辅助常闭触点辅助常开触点交流接触器工作原理：1）线圈通电后，线圈电流在铁心中产生磁通，该磁通对衔铁产生克服复位弹簧反力的电磁吸力，使衔铁带动触点动作。2）触点动作时，常闭触点先断开，常开触点后闭合。3）当线圈断电时衔铁在复位弹簧的反力作用下复位。使主、辅触点的常开触点断开，常闭触点恢复闭合。3对3常开主触头交流接触器的工作原理结构示意图动画CJ20接触器，控制交流电动机CJ16（19）接触器，控制功率补偿的电容器的切除

CJ20接触器，控制交流电动机接触器按其主触点通过电流的种类，可分为交流接触器和直流接触器两种。CJ20系列CJ40系列CJ10系列CJ12接触器，控制起重设备

CJX2-N接触器，控制电动机正反转

CJT1接触器，控制大容量电动机

交流磁系统加短路环对交流电磁机构，铁心中的磁通量及吸力是一个周期函数。电磁吸力与磁通的平方成正比，当磁通为零时，吸力也为零。在f＝50Hz时，每周期内衔铁吸力两次过零，这时衔铁在弹簧反力作用下被拉开，磁通大于零后，吸力增大，当吸力大于反力时，衔铁又吸合，将产生频率为100Hz的强烈的持续撞击和噪声，振动会使电器寿命缩短。为了避免这种现象，改善工作状况，通常在铁心端面上装一个铜质分磁环或称短路环。短路环工作原理：短路环把极面上的交变磁通分成两个相位相差90°交变磁通。这两部分磁吸引力不会同时达到零值，其合吸引力就为零，就能消除震动。接触器的图形符号与文字符号加短路环后的磁通和电磁力图1-15装短路环后的磁通及电磁力分布图1-动铁心2-短路环3-静铁心4-线圈常用典型接触器简介常用的交流接触器有CJ0、CJ10、CJ12、CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、CJX2等系列，以及NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接触器等。CJ20系列型号含义：B系列型号含义：交流接触器：线圈通以交流电，主触点接通、切断交流主电路。

●交变磁通穿过铁心，产全涡流和磁滞损耗，使铁心发热。

●铁心用硅钢片冲压而成以减少铁损。●线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上以便于散热。●铁心端面上安装铜制的短路环，以防止交变磁通使衔铁产生强烈振动和噪声。●灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。直流接触器：线圈通以直流电，主触点接通、切断直流主电路。

●不产全涡流和磁滞损耗，铁心不发热。

●铁心用整块钢制成。●线圈制成长而薄的圆筒状。●250A以上的直流接触器采用串联双绕组线圈。●灭弧装置通常采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。

接触器分类及特点：(按主触头控制的电流种类）额定电压额定电流吸引线圈额定电压交流有36V、110V、220V、380V；直流有24V、48V、220V、440V。接触器铭牌上的额定电流是指主触点的额定电流，有5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A。接触器铭牌上的额定电压是指主触点的额定电压。交流有220V、380V、500V；直流有110V、220V、440V。额定电流寿命及操作频率通断能力通断能力可分为最大接通电流和最大分断电流。接触器的电气寿命是按规定使用类别的正常操作条件下，不需修理或更换零件的负载操作次数。额定操作频率（次/h）是指允许每小时接通的最多次数。接触器的主要技术参数CJ

20－〇

〇

/〇

〇交流设计额定电流用K表示矿用额定工作电压(03－380V)TH(湿热带产品)接触器序号启动器的接触器(06－660V；11－1140V)CZ

16－

〇

/〇

〇直流设计额定电流常开主触点数常闭主触点数接触器序号

交流接触器型号意义说明举例：

直流接触器型号意义说明举例：

怎么选择接触器呢？1.接触器主触点的额定电压应大于或等于被控电路的额定电压。2.接触器主触点的额定电流应大于或等于1.3倍的电动机的额定电流。3.接触器线圈额定电压选择。4.接触器的触头数量、种类应满足控制线路要求5.操作频率的选择。

知识点5：热继电器功能：热继电器是利用电流的热效应来推动动作机构使触点系统闭合和分断的保护电器。主要用于电动机的过载保护、断相保护及电流不平衡运行保护。发热元件功能：热继电器是利用电流的热效应来推动动作机构使触点系统闭合和分断的保护电器。主要用于电动机的过载保护、断相保护及电流不平衡运行保护。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。扣板双金属片式热继电器工作原理双金属片热继电器的结构及工作原理1-主双金属片2-电阻丝3-导板4--补偿双金属片5-螺钉6-推杆7-静触头8-动触头9-复位按钮10-调节凸轮11-弹簧图3-7双金属片式热继电器结构原理图热继电器外形与结构(a)外形(b)结构热继电器外形与结构1-上导板2-下导板3-双金属片4-动断触点5-杠杆差动式带断相保护的热继电器带断相保护热继电器工作原理当工作回路断开或正常通电时，如（a）（b）所示，杠杆没有推动动断触点，常闭触点导通。当工作回路过载或其中1或2相缺相时，杠杆推动动断触点移动，常闭触点断开，切断回路，保护负载。热继电器图形、文字符号带断相保护热继电器热继电器典型产品及主要技术参数常用的热继电器有：JR20、JRS1、JR36、JR21、3UA5、3UA6、LR1-D、T系列等型号热元件号整定电流范围/A型号热元件号整定电流范围/AJR20-10配CJ20-101R0.1~0.13~0.15JR20-10配CJ20-109R2.6~3.2~3.82R0.15~0.19~0.2310R3.2~4~63R0.23~0.29~0.3511R4~5~64R0.35~0.44~0.5312R5~6~75R0.53~0.67~0.813R6~7.2~8.46R0.8~1~1.214R8.6~10~11.67R1.2~1.5~1.815R0.1~0.13~0.158R1.8~2.2~2.6JR20系列热继电器技术数据3/25/20245:24PMJR20系列型号含义:热继电器产品热继电器由于其热惯性，当电路短路时不能立即动作切断电路。因此，不能用作短路保护。常用的热继电器有JR0、JR10系列。热继电器的整定电流一般应调节到与电动机额定电流相等，以便更好地起到过载保护作用。当热继电器通过的电流为其整定电流的20％时，在一定时间动作。

电动机回路中作短路保护时，对于单台直接起动电动机，应按下式计算Ifu=（1.5～2.5）INIIN

——

电动机的额定电流。

对于多台直接起动电动机，应按下式计算：

Ifu=（1.5～2.5）Inmax+∑IN

INmax——

功率最大的一台电动机额定电流。

∑IN——

其余电动机额定电流之和。怎么选择熔断器呢？三相笼型异步电动机结构组成:定子、气隙和转子三部分。定子主要由定子铁心、定子绕组和机座组成，转子主要由转子绕组和转子铁心组成。知识点6：三相笼型异步电动机主令电器是用来发布命令、改变控制系统工作状态的电器。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。控制按钮是一种主令电器，又叫按钮开关。在低压控制系统中，手动发出控制信号，可远距离操纵各种电磁开关，如继电器、接触器等，用作短时接通和分断5A以下的小电流电路。按用途和触点结构的不同，按钮分起动按钮，停止按钮和复合按钮。按钮结构简单、应用广泛。知识点7：控制按钮(a)外形图

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

SB常开触点（NO）常闭触点(NC)SB复合按钮SB按钮动作原理：1）按下按钮帽，动触点下移，先断开常闭触点，后接通常开触点。2）松开按钮帽，动触点上移，先断开常开触点，后接通常闭触点。控制按钮结构和原理控制按钮动作原理演示工作中为便于识别不同作用的按钮，避免误操作，按钮的颜色有如下规定：(1)停止和急停按钮：红色。按红色按钮时，必须使设备断电、停车。

(2)启动按钮：绿色。

(3)点动按钮：黑色。

(4)启动与停止交替按钮：必须是黑色、白色或灰色，不得使用红色和绿色。

(5)复位按钮：必须是蓝色；当其兼有停止作用时，必须是红色。怎么选择控制按钮呢？LA系列部分按钮接触器的图形符号与文字符号LA系列按钮他不直接控制主电路的通断，适用于交流50Hz、额定工作电压至380V，或直流工作电压至220V的工业控制电路中，在磁力起动器、接触器、继电器及其他电器线路中，主要作远程控制之用。1）开启式按钮:一般用于开关柜、控制台、控制柜的面板上。2）保护式按钮：有保护外壳，可防止内部的零件受机械损伤或操作者触电3）旋转式按钮：用手把旋转操作触头，接通或分断电路。4）钥匙式按钮：只有用钥匙插入，才可操作，防止误动作。5）紧急式按钮：有红色大蘑菇头突出于按钮螺帽之外，紧急切断电源时使用。此外，还有防水式按钮、防爆式按钮、防腐式按钮和带灯按钮等。钥匙式按钮紧急式按钮（蘑菇头按钮）按钮的型号及符号

一定要记牢呀！按钮的型号及符号

试述低压断路器有哪些保护功能

？你会做吗？热继电器主要由哪几部分构成？各部分应连接在电路的什么地方？其作用呢？

熔断器用于电动机控制时，熔体的额定电流应如何选择？接触器和按钮都是控制电路通断的电器，它们的控制对象有何不同？检验学习结果

试述接触器的主要组成及各部分功能，画出各部分的图形符号，标出相应文字符号。

电路元件清单、用途五、任务实施【1】电动机点动运行电路原理接触器接线端子按钮电动机熔断器断路器点动控制电路接线与调试M3~动合主触点3~起动按钮动铁心静铁心M3~点动!连续运行怎么办?电动机点动控制电路分析主电路控制电路L1L2L3QSFU2FU1KMSBKM点动控制工作原理分析线圈通电电机转动电机停止松开按钮线圈失电至此，整个动作过程结束。电路恢复原始状态。1、合上空气开关QS按下按钮SB电动机得电运转KM线圈通电KM主触头闭合2、启动3、停止松开按钮SBKM线圈失电电动机失电停转KM主触头断开工作原理：M3~FRFRL1L2L3KMSBQSKM

M3～FU1FU2点动按钮KM主触头闭合按下SBKM线圈得电松开SBKM线圈断电KM主触头复位电动机断电停转电动机M通电起动.工作过程：先接通电源开关QS。应用案例：常用于机床主轴或工作台的调整；机床的试车、检修等单向长动正转控制电路图【2】电动机长动运行电路原理电路元件清单、用途电动机长动运行电路接线与调试L1L2L3M3~停止按钮接常闭起动按钮接常开接触器停止按钮和起动按钮辅助常开起自锁作用电动机主电路

松开按钮后，电动机也能够继续运转的控制方式称为连续运转控制。电动机单向长动运行控制KMSB1SB2KMQSKMFRM3~L1L2L3FRFU1FU2自锁触头短路保护过载保护停止按钮起动按钮工作过程：先接通电源开关QS按下SB2KM线圈得电KM主触头闭合电动机运转KM动合