《电工电子技术应用》-学习情境三

学习情境3电动机控制电路的制作子情境2

三相异步电动机正反转控制电路的制作1.知识准备2.任务实施3.能力与知识拓展思考与练习3-2上一页返回子情境1三相异步电动机单向旋转控制电路的制作【学习目标】1.认识三相负载Y、△形接法。2.计算三相电路的功率。3.说出三相异步电动机的基本构造。4.掌握三相异步电动机的基本原理。5.会用按钮接触器控制电动机的起停。6.处理三相异步电动机的常见故障。7.认识常用低压电器元件。8.制作三相异步电动机控制电路。下一页返回子情境1三相异步电动机单向旋转控制电路的制作【看一看】三相异步电动机单向放置控制电路图3-1所示为三相异步电动机单向旋转带点动控制电路的连接板。该电路主要由按钮和交流接触器来实现线路的自动控制，线路简单易懂，主要用于机床电机的旋转控制。上一页返回1.知识准备1.1认识三相交流电【看一看】认识三相交流电在电力系统中，发电和输配电一般都采用三相制供电，工厂生产用电是三相交流电。三相交流电路如图3-2所示。三相交流电源是由三个幅值相等、频率相同、相位相差1200的三相正弦电压源按一定的方式连接而成的。三相交流电是由三相交流发电机产生的，如图3-3(a)所示。交流发电机分为定子绕组和转子绕组两部分，三相定子绕组按照彼此相差120。电角度分布在壳体上，转子绕组由两块极靴组成。当转子绕组接通直流电时即被励磁，两块极靴形成N极和S极。磁力线由N极出发，透过空气间隙进入定子铁芯再回到相的S极。下一页返回1.知识准备转子旋转时，转子绕组就会切割磁力线，在定子绕组中产生互差1200电度角的正弦电动势eA,eB,eC，且eA,eB,eC有相同的幅值和频率，若绕组中电动势的参考方向选定为如图3-3(b)、(c)所示，当N极的轴线转到X处时，A相的电动势达到正的最大值;达到正的最大值;旋转1200后，N极的轴线转到Y处时，B相的电动势达到正的最大值;再经1200旋转后，N极的轴线转到Z处时，C相的电动势达到正的最大值。所以，从相位上eA前eB1200;eB超前eC1200;eC超前eA1200

。三相电动势的波形图如图3-4所示。相量图如图3-5所示。上一页下一页返回1.知识准备【学一学】三相电源和三相负载的连接1.三相电源的连接1)三相电源的星形连接三相电源的星形连接如图3-6所示。三相绕组的末端联在一起，形成电源的中性点或零点，用N表示。从三相绕组的首端A,B,C分别引出三根导线，称为相线或端线，俗称火线。从中性点N引出的导线称为中线或零线。相线和中线构成了三相四线制供电方式，若不引出中性线，则形成三相三线制供电方式。在图3-6中，任一相线与中线间的电压称为相电压，有效值用UA,UB,UC表示，一般用UP表示;任意两根相线间的电压称为线电压，其有效值用UAB,UBC,UCA表示，一般用UL表示。上一页下一页返回1.知识准备上一页下一页返回1.知识准备2)三相电源的三角形连接三相电源的三角形连接如图3-7所示。三相绕组的首端与末端依次相连构成三角形，从三角形的三个顶点引出三根火线为用户供电，线电压等于相电压，即2.三相负载的连接1)三相负载的星形连接三相负载星形连接如图3-8所示。每相负载承受的电压等于电源的压，通过负载每一相的相电流IP等于流过相应每根火线的线电流IL为上一页下一页返回1.知识准备若三相负载对称，则三个相线电流刀互相对称，中线电流等于三相电流之和，即2)三相负载的三角形连接三相负载三角形连接如图3-9所示。各相负载的相电压就是电源的线电压，即上一页下一页返回1.知识准备上一页下一页返回负载IP(IAB,IBC,ICA)的相电流与线电流IL(IA,IB,IC)不同。流过每相负载的相电流为流过每根相线的电流为线电流，即1.知识准备3.三相电路的功率三相电路的功率分为有功功率、无功功率和视在功率。(1)负载星形连接时:式中，分别是每相负载的阻抗角，即每相负载相电压与相电流之间的相位差。若负载对称连接，因为所以上一页下一页返回1.知识准备上一页下一页返回(2)负载三角形连接时:对于对称功率，每相的有功功率相同若对称负载为三角形连接时，因为1.知识准备【测一测】测量三相电路的功率1.三相电路有功功率的测量1)瓦特表法对于三相四线制供电的三相星形连接的负载，可以采用一瓦特表法测量各相的有功功率，如图3-10所示。用一只功率表分别测量各相的有功功率PA,PB,PC，三相总功率P=PA+PB+PC。若三相负载是对称的，只需测量一相的功率，再乘以3即可得到三相总的有功功率。2)二瓦特表法对于三相三线制供电系统中，用二瓦特表法测量负载的总有功功率，如图3-11所示。上一页下一页返回1.知识准备(1)当负载为纯电阻时,=0,p1=p2，即两个功率表读数相等。(2)当相位差=600时，有一个功率表的读数为零。(3)当相位差>600时，则有一个功率表的读数为负值，该功率表指针将反方向偏转，这时应将功率表电流线圈的两个端子调换(不能调换电压线圈端子)，而读数应记为负值。对于数字式功率表将出现负读数。2.三相电路无功功率的测量对于三相三线制供电的三相对称负载，可用一瓦特表法测得三相负载的总无功功率Q，测量电路如图3-12所示。功率表读数W=ULILsin，则三相负载的无功功率Q=W。上一页下一页返回1.知识准备1.2三相笼型异步电动机的认识【看一看】认识三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机如图3-13所示。【学一学】三相异步电动机的工作原理1.三相异步电动机的组成三相异步电动机主要由定子和转子组成，定子与转子之间是气隙，如图3-14所示。1)定子异步电动机的定子由机座、定子铁芯和定子绕组三部分组成。机座用铸铁或铸钢制成，它支承着定子铁芯。定子铁芯用0.5mm厚、互相绝缘的硅钢片叠压而成。铁芯的内圆有槽孔，定子绕组嵌在糟内，是三相对称绕组，如图3-15所示。定子的作用是产生旋转磁场。上一页下一页返回1.知识准备2)转子笼型异步电动机转子是由转子铁芯、转子绕组和转轴等部分组成。转子铁芯是由外圆有槽孔的硅钢片叠制而成，槽内放置铜条(或铸铝)，在铁芯两端分别用导电的端环将槽孔内的铜条连接起来，形成回路。如果去掉转子铁芯，转子的结构呈笼型，如图3-16所示。绕线型异步电动机只是在转子的构造上不同，它的转子是由绕组组成，和定子绕组一样也是三相的。转子的作用是产生电磁转矩。2.三相异步电动机的工作原理1)旋转磁场在定子绕组中通入三相对称电流:上一页下一页返回1.知识准备上一页下一页返回随着电流的变化，会产生一种极性和大小不变、且以一定转速旋转的磁场。旋转磁场的方向由通入三相绕组中的电流的相序决定。该旋转磁场的转速为式中f1—交流电的频率(Hz);p—磁极对数;n1—同步转速(旋转磁场的转速)。1.知识准备2)三相异步电动机的转动原理三相交流电通人定子绕组后，便在定、转子之间的气隙形成了一个转速为n1旋转磁场。磁场旋转时，转子导体做切割磁力线运动，根据电磁感应原理，转子导体会产生感应电动势，方向可由右手定则确定。转子绕组是闭合的，则转子导体有电流流过，电流方向与感应电动势方向相同。设旋转磁场按顺时针方向旋转，且某时刻上为北极N，下为南极S，如图3-17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;下半部则由外向里，用表示。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始终不会加速到旋转磁场的转速n1。因为只有这样，转子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。上一页下一页返回1.知识准备3)转差率旋转磁场转速n1与转子转速n之差与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。一般情况下，额定运行时为1%~5%。3.三相异步电动机的铭牌数据在三相异步电动机的机座上有一个铭牌。铭牌上注明这台三相电动机的主要技术数据，是选择、安装、使用和修理三相电动机的重要依据。铭牌的主要内容如下:上一页下一页返回1.知识准备上一页下一页返回1.知识准备上一页下一页返回2)额定值(1)额定功率PN:指在满载运行时三相电动机轴上输出的额定机械功率，单位为W或kW。(2)额定电压UN:指电动机正常工作时，定子绕组所加的线电压，单位为V。(3)额定电流IN:指三相电动机在额定电源电压下，输出额定功率时，流人定子绕组的线电流，单位为A。(4)额定频率fN:指电动机所接的交流电源每秒钟内周期变化的次数，单位为Hz。我国标准电源频率为50Hz。(5)额定转速nN:指三相电动机在额定工作情况下运行时每分钟的转速，单位为r/min(6)绝缘等级:指三相电动机所采用绝缘材料的耐热能力，它表明三相电动机允许的最高工作温度。1.知识准备(7)工作方式:是对电动机在铭牌规定的技术条件下运行持续时间的限制，以保证电动机的温度不超过允许值。电动机的工作方式有连续工作方式、短时工作方式和断续周期工作方式。(8)接法:指电动机定子绕组在额定运行时应采取的连接方式。连接方法有星形(Y)和三角形(△)两种。【测一测】三相异步电动机使用前的检查1.机械检查检查引出线是否齐全、牢靠;转子转动是否灵活、匀称，有无异常声响等。2.电气检查1)用兆欧表检查电机绕组间及绕组与机壳之间的绝缘性能。上一页下一页返回1.知识准备电动机的绝缘电阻可以用兆欧表进行测量。对额定电压1kV以下的电动机，其绝缘电阻值最低不得小于1000Ω/V，测量方法如图3-18所示。一般500V以下的中、小型电动机最低应具有2MΩ的绝缘电阻。2)定子同名端的判别异步电动机三相定子绕组的六个出线端有三个首端和三相末端。由于某种原因定子绕组六个出线端标记无法辨认时，可以通过图3-19所示方法来判别其首、末端(即同名端)。用万用电表欧姆挡从六个出线端确定哪一对引出线是属于同一相的，分别找出三相绕组，并标以符号，如A,X;B,Y;C,Z。(1)将其中的任意两相绕组串联，如图3-19(a)所示。上一页下一页返回1.知识准备(2)将三相自藕调压器手柄置零位，开启电源总开关，按下启动按钮，接通三相交流电源。(3)调节调压器输出，在串联两相绕组的出线端施以单相低电压U=80V~100V，测出第三相绕组的电压，如测得的电压值有一定读数，表示两相绕组的末端与首端相联，如图3-19(a)所示。反之，如测得的电压近似为零，则两相绕组的末端与末端(或首端与首端)相连，如图3-19(b)所示。(4)用同样方法测出第三相绕组的首、末端。【看一看】如何判断异步电动机的连接形式是(Y)型或△型？上一页下一页返回1.知识准备1.3手动低压电器的认识1.3.1闸刀开关头【看一看】认识闸刀开关闸刀开关实物如图3-20所示。【学一学】闸刀开关的结构和电路符号闸刀开关是一种手动控制电器，结构如图3-21所示，主要由操作手柄、熔体、触刀、静触头和胶盖等构成。开关内装有熔体，起短路保护作用。闸刀开关的电路符号如图3-22所示。闸刀开关常用作电源的隔离开关，以便对负载端的设备进行检修。在负载较小的场合，可以用作电源开关，进行直接开停操作。在安装闸刀开关时，电源线应接在静触点上，负荷线接在与闸刀相连的端子上。上一页下一页返回1.知识准备对有熔断丝的闸刀开关，负荷线应接在闸刀下侧熔断丝的另一端，以确保闸刀开关切断电源后闸刀和熔断丝不带电。在垂直安装时，手柄向上合为接通电源，向下拉为断开电源，不能反装，否则会因闸刀松动自然落下而误将电源接通。1.3.2转换开关【看一看】认识转换开关图3-23所示为几种常见的转换开关。转换开关又名组合开关，是一种多触点、多位置式、可控制多外回路的电器。一般用于电气设备中非频繁地通断电路、换接电源和负载，测量三相电压以及控制小容量异步电动机的正反转等。上一页下一页返回1.知识准备【学一学】转换开关的结构·图形文字符号1.结构组合开关由静触点、动触点、转轴、手柄、定位机构及外壳等部分组成。其动、静触点分别安装于数层绝缘壳内，结构如图3-24所示。当转动手柄时，每层的动触点随转轴一起转动，从而同时实现对各层电路的通、断控制。2.电路符号转换开关电路符号如图3-25所示。1.3.3按钮【看一看】认识按钮开关常见的按钮开关如图3-26所示。上一页下一页返回1.知识准备【学一学】按钮开关的结构·电路符号1.结构按钮开关的结构如图3-27所示。按钮开关是一种专门用来发出控制信号、改变控制系统工作状态的电器，用来接通或断开控制电路。按钮开关在结构上有按钮式、紧急式、钥匙式、旋钮式和保护式等五种，可根据使用场合和具体用途来选用。2.电路符号按钮开关的电路符号如图3-28所示。上一页下一页返回1.知识准备1.4自动低压电器的认识1.4.1低压断路器【看一看】认识低压断路器低压断路器如图3-29所示。低压断路器又称自动空气开关，是低压电路中广泛应用的一种控制保护电器。当电路发生短路、严重过载以及失压等故障时，能自动切断故障电路，可有效地保护串接在它后面的电气设备。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用，又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的开关电器。上一页下一页返回1.知识准备【学一学】低压断路器的结构·电路符号如图3-30所示，过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件均串联在被保护的三相主电路中(只画出一相保护电路)，失压脱扣器的线圈与电路并联。按下闭合按钮，搭钩钩住锁链，使主触头闭合，接通电动机电源。在正常工作时，过电流脱扣器的铁芯和线圈所产生的吸力不能吸合衔铁，但当电路发生短路时，线圈流过非常大的电流，使吸力猛增，于是衔铁被吸合，并撞击滑杆，顶开搭钩，在弹簧的作用下主触头分断，切断电源。当电动机发生过载时，过载电流使双金属片弯曲，同样可顶开搭钩而切断电源。当电路失压时，失压脱扣器的衔铁释放，也使搭钩动作，断路器自动跳闸，使主触头断开分断电路。上一页下一页返回1.知识准备1.4.2熔断器【看一看】认识熔断器低压熔断器如图3-31所示。熔断器俗称保险丝，它是一种最简单有效的保护电器。在使用时，熔断器串接在所保护的电路中，作为电路及用电设备的短路和严重过载保护，其主要作用是短路保护。【学一学】熔断器的结构及电路符号熔断器主要由熔体和安装熔体的熔壳(管)两部分组成。它们的外形结构和图形文字符号如图3-32所示。上一页下一页返回1.知识准备

熔体由易熔金属材料铅、锡、锌、银、铜及其合金制成，通常制成丝状或片状。熔壳是装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。常见的熔断器有瓷插式、螺旋式和管式三种。1.4.3交流接触器【看一看】认识交流接触器交流接触器如图3-33所示。【学一学】交流接触器的结构及电路符号交流接触器结构如图3-34所示，电路符号如图3-35所示。上一页下一页返回1.知识准备1.4.4继电器【看一看】认识继电器常见继电器如图3-36所示。继电器是一种根据特定输入信号(如电压、电流、时间、速度、压力等)而动作的自动控制电器，有中间继电器、时间继电器、热继电器、速度继电器和压力继电器等类型。【学一学】继电器的结构和电路符号1.中间继电器中间继电器常用来传递信号，也可用来直接控制小容量电动机或其他电气执行元件。中间继电器的结构和工作原理与接触器相似，其结构如图3-37所示，主要由电磁机构、触点系统等组成。电路符号如图3-38所示。上一页下一页返回1.知识准备2.热继电器热继电器的外形结构和工作原理及电路符号如图3-39所示。热继电器的作用是利用电流所产生的热效应而反时限电流，常用于电动机的过载保护。3.时间继电器时间继电器分为通电延时和断电延时继电器，其结构原理如图3-40所示。时间继电器的电路符号如图3-41所示。上一页下一页返回1.知识准备1.5三相异步电动机单向旋转控制电路基本知识【看一看】单向旋转控制电路(图3-42)【学一学】电路的基本保护和工作原理1.电路的基本保护在电气控制系统中，常用的基本保护环节有短路保护，过电流、过载保护，过电压、欠电压和零压保护等。1)短路保护当电动机、电器元件以及导线的绝缘损坏或线路发生故障时，都可能造成短路事故。大的短路电流可能使电器设备毁坏。因此，发生短路故障时，控制线路必须能迅速切除电源，达到保护目的。常用的短路保护电器元件是熔断器和断路器。上一页下一页返回1.知识准备2)过载保护电动机在长期超载运行时，其绕组温升将超过允许值，易造成绝缘材料变脆，使用寿命缩短，严重时会使电动机烧毁。所以，有必要对电动机进行过载保护。常用的过载保护电器元件是热继电器或断路器。3)零电压和欠电压保护在电网失电后再恢复供电时，防止电动机自起动的保护叫做零压保护。在电源电压降到规定值以下时，采用保护措施及时切断电源，就是欠电压保护。通常是采用欠电压继电器，或设置专门的零电压继电器来实现。如果利用按钮的自动复位功能和接触器的自锁作用，则可不必另设零压欠压保护继电器。上一页下一页返回1.知识准备2.电路工作原理1)点动控制电路的工作原理点动控制电路如图3-42(b)所示。(1)起动控制。合上电源开关QS，按下点动按钮SB→接触器KM线圈通电吸合→KM主触点闭合→电动机M旋转。(2)停止控制。松开按钮SB→KM线圈失电→KM主触点断开→电动机M停止旋转。2)点动连续控制电路的工作原理点动连续控制电路如图3-42(c)所示。

上一页下一页返回1.知识准备上一页下一页返回3)点动连续双重控制电路的工作原理点动连续双重控制电路如图3-42(d)所示。(1)点动运转。合上电源开关QS,SA置于断开位:①起动控制。合上电源开关QS，按下点动按钮SB2→接触器KM线圈通电吸合→KM主触点闭合→电动机M旋转;1.知识准备②停止控制。松开按钮SB2→KM线圈失电→KM主触点断开→电动机M停止旋转。(2)连续运转。合上电源开关QS,SA置于接通位:【想一想】低压状态下，电动机连续工作会引起哪些不良后果？上一页返回2.任务实施【选一选】制作点动连续双重控制电路的准缸作1.制订工作计划表工作计划表如表3-1所列。2.元器件选择根据电气控制电路，列出电气设备清单，如表3-2所示。3.选择电工工具根据所用工具，列出电工工具清单，如表3-3所列。【做一做】制作三相异步电动机单向旋转控制电路1.安装电气元件根据电气安装位置图3-43所示安装电气元件，并布线。布线时，要严格按照线路安装的基本工艺要求执行:下一页返回2.任务实施(1)元件布置、排列应符合电气要求。(2)配线应符合电气要求。(3)安装时，应按“先主电路，后控制电路”的顺序。(4)走线应平整，转角处应弯成直角，即做到“横平竖直”。(5)控制线路走线应避免交叉。(6)导线不能裸露;接线桩应压紧导线头，但不能压住绝缘层，不能反圈。(7)与控制板外的设备相连接时，要通过接线端子排。【测一测】通电前的检查与调试上一页下一页返回2.任务实施1.自检根据图3-43所示，检查主电路和控制电路的连线，注意有要带电检查线路。(1)检查外观，看有无接错或漏接;导线的接点是否牢靠。(2)用万用表电阻挡测量控制电路两端的电阻值，应等于交流接触器线圈的阻值，否则控制电路有短路或断路的情况。2.指导老师检查在通电调试之前，指导教师应对电路进行全面检查。3.通电调试(1)合上电源开关QS，按下启动按钮SB2，观察电动机的运行状态。(2)若电动机能正常启动运行，按下停止按钮SB1使电动机停转。若不能正常启动，关闭QS，重新检查线路，并记录故障原因。上一页返回思考与练习3-11.试分析三相星形连接不对称负载在无中线情况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况?若接上中线，情况又如何?2.三相对称负载星形连接，其电源线电压为380V，线电流10A，功率5.7kW。求负载的功率因数、电路的无功功率和视在功率。3.一个车间由三相四线制供电，电源线电压为380V，其中一相接有220V,100W的白炽灯10盏;另两相分别接有220V,100W的白炽灯20盏。试求各相电流、线电流和中线电流。4.画出下列电器元件的电路符号，并注明文字符号。(1)闸刀开关(2)交流接触器(3)熔断器(4)热继电器(5)空气开关(6)中间继电器(7)时间继电器下一页返回思考与练习3-15.在用万用表测量交流接触器线圈时，为什么双手不能同时接触线圈?若双手同时接触，则万用表所测量的电阻值是交流接触器的线圈电阻吗?6.中间继电器与交流接触器有何异同?7.电动机的主电路中已装有热继电器，是否可以不装熔断器，为什么?8.用兆欧表摇测设备绝缘时，如果摇表的转速不均匀(由快变慢)，测得的结果与实际值有什么不同?9.在三相异步电动机起动或运转时缺相，会出现什么现象?有何后果?10.三相鼠笼异步电动机转子被卡住不能转动，会发生什么后果?11.自锁环节是怎样组成的?它起到什么作用?具有什么功能?上一页下一页返回思考与练习3-112.已知一台三相异步电动机的额定功率PN=30kW，额定电压UN=380V,额定功率cos=0.77，额定效率ηN=0.84，额定转速nN=960r/min。求该电动机的额定电流IN。13.根据以下要求画出三相异步电动机的主电路和控制电路:(1)短路保护;(2)过载保护;(3)电动机运行时绿色指示灯亮，停车时红色指示灯亮。设接触器的线圈和指示灯的额定电压均为220V。上一页返回子情境2

三相异步电动机正反转控制电路的制作【学习目标】1.熟悉三相异步电动机正反转的控制原理。2.掌握常用三相异步电动机基本控制电路。3.了解控制系统中保护、自锁、互锁环节的作用。4.学会正反转控制电路的故障分析及排除故障的方法。【看一看】三相异步电动机正反转实物图图3-44所示为三相异步电机正反转控制接线实物图，它由一个闸刀开关、两个接触器、三个按钮以及一些辅助控制元件组成。通过控制三个按钮就可以控制电机的正反转。三相异步电动机正反转控制的组成如图3-45所示。返回1.知识准备电机正反转控制电路在生产机械中应用极为广泛，许多生产机械往往要求运动部件可以正、反两个方向运动，如机床工作台的前进与后退;主轴的正转与反转;起重机的上升与下降等。这就要求电动机能正、反双向旋转来实现。正、反转控制电路是通过改变通入电动机定子绕组的三相交流电源相序，即把接入电动机的三相交流电源进线中的任意两根接线对调后，就能达到改变电动机旋转方向的目的。常用的正、反转电路有以下四种:(1)接触器联锁的正反转控制线路。(2)按钮联锁的正反转控制线路。(3)双重联锁的正反转控制线路。(4)位置开关控制正反转控制线路。下一页返回1.知识准备1.1接触器联锁的正反转控制线路【看一看】认识接触器联锁的电动机正反转控制线路接触器联锁的电动机正反转控制线路如图3-46所示。【学一学】接触器联锁的电动机正反转控制线路的工作原理接触器联锁的电动机正反转控制线路能够实现电机直接从正转到反转的控制，线路保证了KM1,KM2不能同时通电，否则它们的主触点同时闭合，将造成两相电源短路。但该电路有个缺点，即要使电机反转，必须按下按钮SB1使线圈KM1失电，KM1常闭触点闭合，然后按下SB2电机才能反转。假如不按下SB1,直接按下SB3，电机不会反转。联锁—在同一时间里，两个接触器只允许一个工作的控制作用称为联锁(互锁)。上一页下一页返回1.知识准备

联锁的控制规律如下:(1)当要求甲接触器工作时，乙接触器就不能工作。此时，应在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的动断触点。(2)当要求甲接触器工作时，乙接触器不能工作;而乙接触器工作时，甲接触器不能工作。此时，应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的动断触点。动作原理如下:(1)合上电源开关QS，按下SB2启动按钮，线圈KM1得电，主触点KM1闭合，常开触点KM1闭合自锁，电动机正转，按下SB1停止按钮，使电动机停止转动。上一页下一页返回1.知识准备(2)按下SB3启动按钮，线圈KM2得电，KM2常闭触点断开，KM2常开触点闭合自锁，电动机反转。1.在电机正反转控制线路中，为什么必须保证两个接触器不能同时工作?上面的电路采用哪些措施解决此问题?2.在控制线路中，短路、过载、失、欠压保护等功能是如何实现的?在实际运行过程中，这几种保护有何意义?上一页下一页返回1.知识准备1.2按钮联锁的正反转控制线路【看一看】认识按钮联锁的电动机正反转控制线路按钮联锁的电动机正反转控制线路如图3-47所示。【学一学】按钮联锁的电动机正反转控制线路的工作原理利用复合按钮实现联锁控制，从而使两个接触器线圈不能同时得电，防止了主电路的短路事故。动作原理如下:(1)合上电源开关QS，按下SB2启动按钮，线圈KM1得电，主触点KM1闭合，常开触点KM1闭合自锁，电动机正转。上一页下一页返回1.知识准备(2)按下SB3启动按钮，线圈KM2得电，KM2常开触点闭合自锁，电动机反转。(3)SB1为停止按钮。【想一想】(1)在按钮联锁控制电机正、反转控制线路中，两个接触器能不能同时工作?为什么？(2)电机由正转变为反转过程中，必须按下停止按钮SB1吗?上一页下一页返回1.知识准备1.3按钮—接触器双重联锁的正反转控制线路【看一看】认识按钮一接触器双重联锁的电动机正反转控制线路按钮一接触器双重联锁的电动机正反转控制线路如图3-48所示。【学一学】按钮一接触器双重联锁的电动机正反转控制线路的工作原理按钮一接触器双重联锁控制电路是在电路中增加了复合式按钮的机械互锁环节，即利用到了接触器的互锁，又利用到了按钮的互锁，实现了双重保护，具有电气和机械双重互锁功能，不但提高了控制的可靠性，而且可以任意控制电机的正反转，使电路更加安全。动作原理如下:(1)合上电源开关QS，按下复合按钮SB2启动按钮，线圈KM1得电，主触点KM1闭合，常闭触点KM1断开，常开触点KM1闭合自锁，电动机正转。上一页下一页返回1.知识准备(2)按下复合按钮SB3启动按钮，线圈KM2得电，常闭触点KM2断开KM2常开触点闭合自锁，电动机反转。(3)SB1为停止按钮。【想一想】(1)在按钮联锁控制电机正、反转控制线路中，两个接触器能不能同时工作?为什么?(2)电动机由正转变为反转过程中，必须按下停止按钮SB1吗?(3)电路中有哪些保护措施?上一页下一页返回1.知识准备1.4行程开关一接触器双重联锁的正反转控制线路【看一看】认识行程开关一接触器双重联锁的正反转控制线路行程开关一接触器双重联锁的正反转控制线路如图3-49所示。【想一想】行程开关一接触器双重联锁的正反转控制线路的工作原理某些生产机械的运动状态的转换是依靠行程开关(位置开关)发出信号进行自动控制的。如行车运动到终端位置自动停车，工作台在制定区域内自动往返，都是由运动部件的位置或行程来控制。这种控制成为行程控制。行程控制是以行程开关代替按钮来实现对电机的正、反转控制。上一页下一页返回1.知识准备动作原理如下:合上电源开关QS，按下按钮SBf启动按钮，线圈KM1得电，主触点KM1闭合，常闭触点KM1断开，常开触点KM1闭合自锁，电动机正转，工作台前进。到达预定位置，挡块1撞击行程开关STb(其常闭断开，常开闭合)，线圈KM1断电，电机停止正转，线圈KM2得电，电机反转，工作台后退，直到挡块2撞击行程开关STa，电机又开始正转，往复循环。上一页返回2.任务实施【选一选】制作按钮一接触器双重联锁正反转控制电路的准备工作1.制订工作计划表工作计划表的制作如表3-5所列。2.元器件选择根据电气控制电路，列出电气设备清单，如表3-6所列。3.选择电工工具根据所用工具，列出电工工具清单如表3-7所列。【做一做】制作按钮一接触器双重联锁正反转控制电路1.安装电气元件下一页返回2.任务实施根据电路原理图3-48和电气安装位置图3-50所示安装电气元件，并布线。布线时，要严格按照线路安装的基本工艺要求执行:(1)元件布置、排列应符合电气要求。(2)配线应符合电气要求。(3)安装时，应按“先主电路，后控制电路”的顺序。(4)走线应平整，转角处应弯成直角，即做到“横平竖直”。(5)控制线路走线应避免交叉。(6)导线不能裸露;接线桩应压紧导线头，但不能压住绝缘层;不能反圈。(7)与控制板外的设备相连接时，要通过接线端子排。上一页下一页返回2.任务实施【测一测】通电前的检查与调试1.自检根据图3-48所示，检查主电路和控制电路的连线，注意有要带电检查线路。(1)检查外观，看有无接错或漏接，导线的接点是否牢靠。(2)用万用表电阻挡测量控制电路两端的电阻值，应等于交流接触器线圈的阻值，否则控制电路有短路或断路的情况。2.指导老师检查在通电调试之前，指导教师要对电路要进行全面检查。3.通电调试(1)合上电源开关QS，按下启动按钮SB2，观察电动机的运行状态。(2)若电动机能正常启动运行，按下停止按钮SB1使电动机停转;若不能正常启动，关闭QS，重新检查线路，并记录故障原因。上一页返回3.能力与知识拓展【学一学】三相异步电动机降压启动控制容量较大的鼠笼式异步电动机(大于10kW)常采用降压启动方式来启动电动机。也就是启动时降压，正常运行是电压恢复到额定值，以拖动额定负载。(1)电动机启动的概念:电动机接通电源后，由静止状态逐渐加速到稳定运行状态的过程，称为电动机的启动。(2)直接启动:若将额定电压直接加到电动机定子绕组上，使电动机启动，称为直接启动或全压启动。全压启动电路简单，是一种简单、可靠、经济的启动方法。通常对中、小容量的异步电动机均采用直接启动方式。启动时，将鼠笼式电动机的定子绕组直接接在交流电源上，电动机在额定电压下直接启动。下一页返回3.能力与知识拓展(3)直接启动的限制:全压启动电流很大(可达电动机额定电流的4倍~7倍)，过大的启动电流会使电网电压显著降低，直接影响在同一电网工作的其它设备的稳定运行，甚至使其他电动机停转或无法启动。(4)降压启动的方式:降压启动方法的实质就是在电源电压不变的情况下，启动时降低加在定子绕组上的电压，以减小启动电流;待电动机启动后，再将电压恢复到额定值，使电动机在额定电压下运行。对于大容量的电动机，当电动机容量超过其供电变压器的某定值(变压器只供动力用时取25%;变压器供动力和照明公用时取5%)，一般应采用降压启动方式，以防止过大的启动电流引起电源电压的下降。常用的三相鼠笼式异步电动机降压启动方式有:串接电阻降压启动、星形一三角形降压启动、自藕变压器降压启动、延边三角形等启动方法。延边三角形启动方法参照参考文献[1]。上一页下一页返回3.能力与知识拓展1.串接电阻降压启动工作过程:刚启动时，利用电阻电压降低加在电动机定子上的电压，限制了启动电流。当电动机转速接近额定转速时，再将降压电阻R短接，定子绕组承受额定电压，使电动机全压运转，这种降压启动的自动控制线路如图3-51所示。此启动方法适应于中等容量的鼠笼式异步电动机要求平稳启动的场合串接电阻启动的优点:在于按时间原则切除电阻，动作可靠;降压启动提高了功率因数，有利于电网质量;电阻价格低廉，结构简单。缺点:电阻上功率损耗大，通常仅在中、小容量电动机不经常启、停时采用这种方式。上一页下一页返回3.能力与知识拓展2.星形一三角形启动的控制这一线路的设计思想仍是按时间原则控制启动过程，所不同的是启动时将电动机定子绕组接成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定值的1/3,从而减小了启动电流对电网的影响。待启动后，按预先整定的时间换接成三角形接法，使电动机在额定电压下正常运转。星形一三角形降压启动线路如图3-52所示。工作过程:正常运行时，定子绕组接成三角形的三相鼠笼式异步电动机，均可采用星形一三角形降压启动方法，以达到限制启动电流的目的。图3-52为星形一三角形降压启动控制线路。当合上闸刀开关QS后，按下启动按钮SB2，接触器KM1,KM3及通电延时型时间继电器KT的线圈通电，并由KM1的常开辅助触点自锁。上一页下一页返回3.能力与知识拓展此时，主电路中电动机绕组首端U,V,W接入三相电源，未端U',V',W’被短接，形成星形接法。这时电动机每相绕组承受的电压为额定电压的，启动电流(线电流)只有三角形接法时的1/3。当电动机转速升高到一定值时，时间继电器KT延时动作，其延时断开触点断开，KM3线圈断电，其主触点断开;同时，KT延时闭合触点闭合，KM2线圈通电并自锁，其常闭辅助触点(与KM3动断辅助触点形成互锁，以防止同时通电造成主电路短路)断开，使KT断电，避免时间继电器长期通电工作。其主触点闭合，将U与V',V与W’,W与U’连在一起形成三角形接法。此时，电动机绕组承受全部额定电压，即全压运行。三相鼠笼形异步电动机星形一三角形降压启动具有投资少、线路简单的优点。但启动转矩只有直接启动时的1/3。因此，它只适用于空载或轻载启动的场合。上一页下一页返回3.能力与知识拓展3.自藕变压器减压启动自藕变压器减压启动过程中，电动机在启动时先经自藕变压器降压限制启动电流，当转速接近额定转速时再切除自藕变压器，电动机转入全压运转状态。按下启动按钮SB2,KM1和KT线圈同时通电并自锁，将自藕变压器T接入，电动机定子绕组经自藕变压器供电做降压启动。当电动机转速接近额定转速时，时间继电器KT动作，其通电延时常开触点KT(3~7)闭合，使KA线圈