电机与电气控制技术（第2版）课件 项目五 三相异步电动机单向起动控制

1项目五三相异步电动机单向起动控制任务一单向手动控制电路任务二点动正转控制电路任务三具有自锁的单向起动控制电路

2认识三相交流异步电动机结构认识工作原理

铭牌参数电路符号3三相交流异步电动机的结构由两个基本部分组成：一是固定不动的部分，称为定子；二是旋转部分，称为转子。1、结构认识：视频播放14

三相绕组共有六个出线端，三个绕组的首端接头分别用U1、V1、W1表示，其对应的末端接头分别用U2、V2、W2表示。三相定子绕组可以联结成星形或三角形

星形联接三角形联接定子：机座、定子铁心、定子绕组和端盖等5转子绕组有两种结构：笼型和绕线型转子：转子铁心、转子绕组、转轴、风扇等笼型转子绕组是由嵌在转子铁心槽内的若干铜条组成的，两端分别焊接在两个短接的端环上。

绕线型转子的绕组与定子绕组相似，在转子铁心槽内嵌放对称的三相绕组，作星形联结。62、工作原理：三相电源→三相交变电流→旋转磁场→转子导线切割磁力线而产生感应电动势→转子感应电流→电磁力作用形成电磁转矩，驱动电动机旋转。7工作原理1、电生磁：三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋转磁场。2、磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。3、电磁力：转子电流在磁场作用下受电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转。U2U1W2V1W1V2n83、铭牌参数型号、功率、频率、电压、电流、转速、防护等级、接法、绝缘等级、工作方式等额定功率：电动机轴上输出的机械功率94、电路符号笼型异步电动机绕线转子异步电动机10任务一手动控制线路任务描述：单向手动控制线路是利用电源开关（负荷开关、组合开关或低压断路器）直接控制三相异步电动机的起动与停止。

负荷开关控制11手动控制线路案例低压断路器控制12（一）识别所用电器元件1、刀开关：作为电源开关胶盖闸刀开关：开启式负荷开关

13开启式负荷开关(胶盖闸刀开关

)

常用的型号有HK1、HK2系列。

闸刀开关安装与运行应注意：①电源进线应装在静插座上，而负荷应接在动触点一边的出线端。这样当开关断开时，闸刀和熔丝上不带电。②刀闸在合闸状态时，手柄应向上，不可倒装或平装，以防误操作合闸。1415（一）识别所用电器元件2、熔断器：作为电路短路保护熔断器型号16瓷插式熔断器RC1A系列 半封闭结构，熔丝熔断时有声光现象，对易燃易爆的工作场合应禁止使用

17螺旋式熔断器RL系列常用于机床控制线路（但安装时注意上下接线端接法）。18有填料封闭管式RT系列适用于交流380V及以下、短路电流大的配电装置中

19无填料封闭管式RM系列

两端为黄铜制成的可拆式管帽，管内熔体为变截面的熔片，更换熔体较方便20其它类型的熔断器快速熔断器RS系列自恢复熔断器21熔断器的主要参数额定电压、额定电流和极限分断能力。1）额定电压。保证熔断器长期正常工作的电压。2）额定电流。保证熔断器长期正常工作的电流，是由熔断器各部分长期工作时的允许温升决定的。熔体的额定电流是指在规定的工作条件下，长时间通过熔体而熔体不熔断的最大电流值。通常，一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体，但熔体的额定电流不能大于熔断器的额定电流值。3）极限分断能力。在额定电压下所能断开的最大短路电流。它代表熔断器的灭弧能力22熔断器的选用原则总体原则:

在电气设备正常运行时，熔断器不应熔断；在出现短路时，应立即熔断；在电流发生正常变动（如电动机起动过程）时，熔断器不应熔断。对熔断器的选用主要包括类型选择和熔体额定电流的确定。

选择熔断器的类型时，主要依据负载的保护特性和短路电流的大小。熔断器的额定电压要大于或等于电路的额定电压。熔断器的额定电流要依据负载情况而选择。先选定熔体的额定电流，进而选定熔断器的额定电流。23熔断器的选用原则①一般照明、电阻炉等负载，按负载额定电流的1~1.1倍选用熔体的额定电流②电动机等感性负载单台电动机，选择熔体额定电流为电动机额定电流的1.5~2.5倍。对于频繁起动的单台电动机，选择熔体额定电流为电动机额定电流的3~3.5倍对于多台电动机,要求IFU≥（1.5~2.5）INmax+∑IN

24熔断器的电路符号电路符号：总结：熔断器的作用是作为电路的短路保护。25（二）识读电路图1、电路图组成2、电路工作过程

合上QS，电动机得电运转；断开QS，电动机断电停止263、电路安装接线4、电路检查5、通电调试27电气接线工艺（1）走线合理，做到横平竖直，整齐，各接点不能松动。（2）避免交叉、架空线和叠线。（3）对螺栓式接点，导线连接时，应打羊眼圈，并按顺时针旋转。对瓦片式接点，导线连接时，直线插入接点固定即可。（4）导线变换走向要垂直，并做到高低一致或前后一致。（5）严禁损伤线芯和导线绝缘，接点上不能露铜丝太多。（6）每个接线端子上连接的导线根数一般以不超过两根为宜，并保证接线固定。（7）进出线应合理汇集在端子排上。28接线实例图（局部）29技能考核：单向手动控制电路的安装接线1．准备材料电工工具、万用表、网孔板、导线、闸刀开关、螺旋式熔断器、三相异步电动机。2．安装接线和试验用万用表检测所用电器元件的好坏。在网孔板上安装电器元件，接线安装应牢固，并符合工艺要求。将三相电源接入闸刀开关。经教师检验合格，通电试车。

30拓展知识：电气原理图的绘制原则电气图一般包括电气原理图、电器布置图和电气安装接线图

3种。电气原理图

电气原理图用图形和文字符号表示电路中各个电器元件的连接关系和电气工作原理，它并不反映电器元件的实际大小和安装位置。如右图所示。31电气原理图绘制原则1）电气原理图一般分为主电路、控制电路和辅助电路3个部分。

电动机的通路为主电路，接触器吸引线圈的通路为控制电路。此外还有信号电路、照明电路等。2）电气原理图中所有电器元件的图形和文字符号必须符合国家规定的统一标准。

在电气原理图中，同一电器的不同部件常常不画在一起，3）在电气原理图中，所有电器的可动部分均按原始状态画出。接触器和各种继电器，常态是指未通电时的状态；对按钮、行程开关等，则是指未受外力作用时的状态。

32图区：在电气原理图中可将图幅分成若干个图区，索引：在继电器、接触器线圈下方均列有触点表以说明线圈和触点的从属关系，即“符号位置索引”。也就是在相应线圈的下方，给出触点的图形符号（有时也可省去），对未使用的触点用“×”表明（或不作表明）。接触器各栏表示的含义如下：左栏中栏右栏主触点所在图区号辅助动合触点所在图区号辅助动断触点所在图区号继电器各栏表示的含义如下：左栏右栏动合触点所在图区号动断触点所在图区号33电器元件布置图

电器元件布置图反映各电器元件的实际安装位置，在图中电器元件用实线框表示，而不必按其外形形状画出；在图中往往还留有10%以上的备用面积及导线管（槽）的位置，以供走线和改进设计时用；在图中还需要标注出必要的尺寸。如下图所示。34思考与练习

1．判断题1）开启式负荷开关安装时，合闸状态手柄应向下。（）2）熔断器的额定电流应不小于熔体的额定电流。（）3）在螺旋式熔断器的熔管内要填充石英沙，起灭弧作用。（）4）闸刀开关可以用于分断堵转的电动机电源。（）5）异步电动机直接启动时的启动电流为额定电流的4～7倍，所以电路中配置的熔断器的额定电流也应按电动机额定电流的4～7倍来选择。（）2．有一台三相异步电动机，额定功率14kW，额定电压380V，功率因数0.85，效率0.9，若采用螺旋式熔断器，试选择熔断器用型号。35想一想：手动控制电动机起动停止电路的特点？优点是什么？不足是什么？导入电路简单所用电器少不能频繁操作、远距离控制36任务二点动控制线路一、任务描述要求电动机具有点动控制功能，即按下起动按钮，电动机运转；松开起动按钮，电动机停转。37点动控制线路案例1：升降控制38点动控制线路案例2：调整试车刀架按钮操作人员在快速移动车床刀架时，只要按下按钮，刀架就快速移动；松开按钮，刀架立即停止移动。39点动控制的主要组成元件:

是用按钮和交流接触器来控制电动机运转的。点动控制的定义:点动控制是指按下按钮，电动机就得电运行；松开按钮，电动机就失电停转。一般应用场合：电动葫芦的起重电动机控制和车床的快速移动电动机控制及机床的调整对刀等。40二、任务目标1．会识别和使用组合开关、熔断器、接触器和按钮。2．能正确识读电动机点动正转控制电路原理图，根据原理图绘制安装接线图，并按电气接线工艺要求完成安装接线。3．能够对所接电路进行检测和通电试验，会用万用表检测电路和排除常见电气故障。4.会在需要应用点动控制场合选用点动控制电路..41三、任务实施认识电器元件（一）组合开关实物展示电路符号42三、任务实施（二）接触器用途：接触器是一种用来频繁接通和断开交、直流主电路及大容量控制电路的自动电器。分类按操作方式分:有电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器按主触点控制的电流性质分:有交流接触器、直流接触器。43交流接触器---结构认识交流接触器结构图主触点常闭辅助触点常开辅助触点灭弧装置静铁心动铁心吸引线圈44交流接触器---结构认识电磁机构:组成（3部分）、类型（拍合式和直动式）交流电磁铁的线圈一般采用电压线圈（直接并联在电源电压上的具有较高阻抗的线圈），通以单相交流电，其铁心一般用硅钢片迭铆而成，线圈一般做成短而粗的矮胖形。触点系统：按其接触情况，可分为点接触、线接触和面接触三种按其结构形式，可分为桥式触点和指形触点两种根据用途的不同，交流接触器触点分为主触点和辅助触点两种。触点按其初始位置可分为：常闭触点和常开触点。常闭触点（又称动断触点）——常态时动、静触点是闭合的。常开触点（又称动合触点）——常态时动、静触点是分开的。灭弧系统：

容量较小（10A以下）的交流接触器一般采用双断口触点的电动力灭弧。容量较大（20A）以上的交流接触器一般采用灭弧栅片灭弧和窄缝灭弧。45衔铁直线运动式衔铁绕轴转动拍合式46触点认识指形触点桥式触点47触点的三种接触情况

a)点接触b）线接触c)面接触48电磁机构：电磁机构用来操纵触点的闭合和分断。它由静铁心、线圈和衔铁三部分组成

触点系统：用来接通和断开电路，分主触点和辅助触点灭弧装置：灭弧罩及灭弧栅片灭弧主触点用于主电路,流过的电流大，需加灭弧装置）用于主电路辅助触点用于控制电路,（流过的电流小，无需加灭弧装置）交流接触器---结构总结49交流接触器---工作原理线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触点断开，常开触点闭合；线圈电压消失，所有触点恢复常态。交流电磁铁（三相的没有）的铁心端面都嵌有一铜质分磁环（又称短路环），其作用是减少交流接触器吸合时产生的振动和噪音

短路环短路环50交流接触器---实物图示1CJ20系列交流接触器51CJ12系列交流接触器52直流接触器用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。

铁心是由整块铸钢或铸铁制成。由于铁心中不会产生涡流，而线圈匝数多，阻值大，所以线圈本身易发热，因此线圈制成长而薄的瘦高形。直流接触器一般采用磁吹灭弧装置。

工作原理：与交流接触器基本相同。常用直流接触器有：CZ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。53直流接触器---实物图CZ0直流接触器54接触器的主要技术指标额定电压

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、440V55常用型号常用的交流接触器有CＪ20、CJX1、CJX2、CJ12和CJ10、CJ0等系列，直流接触器有CZ18、CZ21、CZ22和CZ10、CZ2等系列。56接触器的使用选择原则

根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。57接触器的电路符号

线圈KM主触点KM常开辅助触点KM58（三）按钮

发出指令信号的手动电器，接通或断开电流较小的控制电路三、任务实施59

按钮由按钮帽1、复位弹簧2、桥式触点

3、4、5和外壳等组成，通常做成复合式，即具有动合触点和动断触点，其结构示意图见下图所示。60按钮的种类很多，指示灯式按钮内可装入信号灯显示信号；紧急式按钮装有蘑菇形钮帽，以便于紧急操作；旋钮式按钮用于扭动旋钮来进行操作。61按钮颜色：为了便于识别各个按钮的作用，避免误动作，通常在按钮帽上作出不同标记或涂上不同颜色。一般红色表示停止按钮，绿色表示起动按钮。62三、任务实施（四）点动控制线路：识读电路图、安装接线与通电调试1、电路组成63三、任务实施2、分析电路工作过程合上电源开关SCB。①起动过程。按下SB→KM线圈得电→KM主触点闭合→电动机M得电运转。②停止过程。松开SB→KM线圈失电→KM主触点断开→电动机M断电停转64三、任务实施3、电路安装接线65三、任务实施4、电路断电检查1）主电路检查：方法与判断2）控制电路检查：方法与判断5、通电试车及故障排除

66四、技能考核：点动控制线路的安装接线在规定时间内按工艺要求完成点动正转控制电路的安装接线，且通电试验成功。1．安装接线（30分）

2．不通电测试（30分，每错一处扣5分，扣完为止）3．通电试验（40分）

67五、拓展知识：绘制电气安装接线图

1．绘制电气安装接线图原则2．绘制电气安装接线图的简要步骤3．电气控制线路的制作68课后思考:1.什么是点动控制？2.点动控制一般应用于哪些场合？3.画出点动控制的电气原理图（控制线路），并写出其工作过程。69任务三具有自锁的单向起动控制线路

一、任务描述要求电路实现电动机连续运转控制功能，即按下起动按钮，电动机运转；松开起动按钮，电动机保持运转，只有按下停止按钮时，电动机才停转。

70具有自锁的单向起动控制电路动画演示：71二、任务目标1．能识别和使用低压断路器和热继电器。2．能识读具有自锁的电动机单向起动控制电路原理图，明确电路中所用电器元件的作用。会根据原理图绘制安装接线图，并按工艺要求完成安装接线。3．能够对所接电路进行检测和通电试验，并能用万用表检测电路和排除常见电气故障。72三、任务实施（一）低压断路器功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。特点：操作安全，分断能力较高。分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。（1）触头和灭弧系统—通断电路的部件（2）各种脱扣器—检测电路异常状态并作出反应，即保护动作的部件；（3）操作机构和自动脱扣机构——中间联系部件。73万能式低压断路器结构图万能式(又称框架式)有DW15、DW16、CW等系列74塑壳式低压断路器原理图线路短路或严重过载保护线路过载保护电动机的失压保护75过电流脱扣器线圈和主电路串联，当线路工作正常时，所产生的电磁吸力不能将衔铁吸合，只有当电路发生短路或产生很大的过电流时，电磁吸力才能将衔铁吸合,撞击杠杆，顶开搭钩，使触点断开，从而将电路分断。欠压脱扣器的线圈并联在主电路上，当线路电压正常时，欠压脱扣器产生的电磁吸力能够克服弹簧的拉力而将衔铁吸合，如果线路电压降到某一值以下，电磁吸力小于弹簧的拉力，衔铁被弹簧拉开，衔铁撞击杠杆使搭钩顶开，则触点分断电路。当线路发生过载时，过载电流通过热脱扣器的发热元件而使双金属片受热弯曲，于是撞杆顶开搭钩，使触点断开，从而起到过载保护作用。根据不同的用途，自动开关可配备不同的脱扣器。低压断路器既是一种开关电器又是一种保护电器!!!76断路器的型号含义和电气符号77常用断路器78798081作用：电动机的过载保护利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触点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。三、任务实施（二）热继电器82发热元件工作原理：利用电流的热效应原理制成的保护电器，结构：I常闭触点双金属片工作原理简述：

发热元件接入电动机主电路，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，常闭触点断开。扣板FR83a）

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-常闭触点5-动作机构6-热元件31-常闭触点接线柱32-公共动触点接线柱33-常开触点接线柱

841-1.接线端子2-主双金属片3-热元件4-推动导板5-补偿双金属片

6-常闭触点7-常开触点8-复位调节螺钉9-动触点

110-复位按钮11-偏心轮12-支撑件13-弹簧

8586总结热继电器主要由热元件、触点系统两部分组成热元件有两个的，也有三个的。热继电器的电路符号发热元件串联在主电路中FR串联在控制电路中常闭触点FR87热继电器的选用1）一般情况下可选用两相结构的热继电器。三相绕组作三角形接法的电动机，应采用有断相保护装置的三相热继电器作过载保护。2）热元件的额定电流等级一般大于或等于电动机的额定电流。热元件选定后，再根据电动机的额定电流调整热继电器的整定电流，使整定电流与电动机的额定电流基本相等。3）对于工作时间较短，间歇时间较长的电动机，以及虽然长期工作但过载的可能性很小的电动机（例如排风机），可以不设过载保护。热继电器本身的额定电流等级并不多，但其发热元件编号很多。每一种编号都有一定的电流整定范围，故在使用上先应使发热元件的电流与电动机的电流相适应，然后根据电动机实际运行情况再做上下范围的适当调节。88三、任务实施（四）具有自锁的单向起动控制电路：识读电路图、安装接线与通电调试1、电路图组成

主电路控制电路89三、任务实施2、电路工作过程

主电路：合上QF，当KM主触点闭合时，M起动运行。控制电路：①起动过程如下。按下SB2→KM线圈得电→KM主触点闭合→M起动运行