常用低壓電器與基本控制電路

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1、,*,*,第三章常用低壓電器與基本控制電路,內(nèi)容提要：,介紹三相交流異步電動機基本結(jié)構(gòu)和工作原理；講述三相交流異步電動機的名牌數(shù)據(jù)和施工現(xiàn)場常用電動機型號；闡述常用低壓控制電器；引導(dǎo)同學(xué)識讀簡單建筑機械控制電路。,概述,控制電能的器具或裝置；作用是，對電能進行控制、分配和調(diào)節(jié)。,2,、電力拖動自動控制系統(tǒng)：,利用電器元件組成，實現(xiàn)對外界信號或要求進,行自動或手動地切斷、接通電路，連續(xù)、斷續(xù)地控制被控對象進行運行狀態(tài)的變化，這樣的系統(tǒng)稱為電力拖動自動控制系統(tǒng),1,、電器：,（1）按工作電壓分類,以交流,1000,V,、,直流,1200,V,為界，以上為高壓控制電器，以下為低壓控制電器,（2）按操

2、作方式分類,自動控制電器、手動控制電器和半自動控制電器,4、電器分類方法,3、電力系統(tǒng)的組成,控制設(shè)備,電動機,電源,生產(chǎn)機械,傳動裝置,第一節(jié)三相交流異步電動機基本結(jié)構(gòu)和工作原理,一、三相交流異步電動機的基本結(jié)構(gòu),三相異步電動機按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分有,繞線式異步電動機,鼠籠式異步電動機,只針對,鼠籠式異步電動機,異步電動機的定子是由機座、定子鐵心和定子繞組三個部分組成的。,1、異步電動機的定子：,異步電動機的轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成的。,2、異步電動機的轉(zhuǎn)子：,JZT,系列是電磁調(diào)速異步電動機,二、常用異步電動機的型號,JZ2,和,JZL2,系列是起重和冶金用的三相異步電動機，,JZ2,

3、是鼠籠式，,JZL2,是繞線式。,BJO2,系列是防爆式鼠籠異步電動機。,JPZ,系列是旁磁式制動異步電動機。,JD2,和,JDO2,系列是防護式和封閉式多速異步電動機,JZZ,系列是錐形轉(zhuǎn)子制動異步電動機。,三、三相交流異步電動機的工作原理,三相異步電動機定子接三相電源后，電機內(nèi)便形成圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢,設(shè)其方向為逆時針轉(zhuǎn),若轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子鼠籠導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁密有相對運動,導(dǎo)條中有感應(yīng)電動勢,e,，方向由右手定則確定,由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)條彼此在端部短路，于是導(dǎo)條中有電流,導(dǎo)條就在磁場中受力,f,，用左手定則確定受力方向,轉(zhuǎn)子受力，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,T,，為電磁轉(zhuǎn)矩，方向與旋轉(zhuǎn)磁動勢同方向，轉(zhuǎn)子便在該方向上旋轉(zhuǎn)起來,

4、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)速為,n,，只要,n,n1,（,n1,為旋轉(zhuǎn)磁動勢同步轉(zhuǎn)速），轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與磁場仍有相對運動,轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，穩(wěn)定運行在,T=T,L,情況下,在正常情況下，異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）。轉(zhuǎn)差率是一個表征異步電動機運行狀態(tài)的一個基本參數(shù)。感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化而變化。,接觸器的作用是通、斷電動機電路或其它負(fù)載電路,是可以實現(xiàn)遠距離控制的一種控制電器,通、斷電路的電流種類不同,第二節(jié)常用低壓控制電器及基本控制電路,一、接觸器,接觸器可分為,交流接觸器,和,直流接觸器,兩種,1、接觸器的基本結(jié)構(gòu),由三大部分組成：,電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng),1、2，3、4

5、是靜觸點,5、6是動觸點,7、8是吸引線圈,9、10分別是動、靜鐵心,11是彈簧,注意：鐵芯中的短路銅環(huán)作用是減少交流電磁鐵芯的振動,1是滅弧室,2和5分別為動、靜觸點,3 為金屬柵片,4為電弧,滅弧柵是數(shù)片鋼片制成的柵狀裝置，當(dāng)觸點斷開發(fā)生電弧時，電弧進入柵片內(nèi)，被分割為數(shù)段，迅速熄滅。,滅弧柵,2交流接觸器的工作原理,觸頭在彈簧的反作用力下復(fù)位,線圈通入單相交流電,鐵芯磁化吸合,觸頭動作,線圈失電,3圖形文字符號,KM,KM,KM,線圈,主觸頭,輔助觸頭,繼電器是一種根據(jù)外界輸入的電或非電信號（如電流、電壓、時間、溫度、轉(zhuǎn)速等）進行觸頭的接通或斷開操作，是一種自動控制電器。繼電器的種類很多

6、，分類的方法也較多。,1、電磁式繼電器,二、繼電器,電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、復(fù)位彈簧系統(tǒng)等組成。,（1）基本結(jié)構(gòu),（2）工作原理,信號電流通入線圈,電磁鐵芯吸合,觸頭系統(tǒng)動作,常開觸頭閉合、常閉觸頭斷開,信號電流切斷,線圈失電,電磁鐵芯釋放,在復(fù)位彈簧作用下,所有觸頭復(fù)位（回到觸頭原始狀態(tài)）,電磁式繼電器中最常用的是中間繼電器,圖形文字符號如下圖所示,KA,KA,KA,2、時間繼電器,接收信號到輸出信號有一時間差的繼電器我們稱之為時間繼電器。,時間繼電器按其結(jié)構(gòu)的不同，可分為電磁式、電動式、空氣阻尼式、晶體管式等,只介紹空氣阻尼式時間繼電器,JS7A,系列空氣阻尼式時間繼電器的基本結(jié)構(gòu),如下頁圖,

7、(1)結(jié)構(gòu),主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、活塞氣室等組成。其中觸頭系統(tǒng)分為瞬時動作觸頭延時動作觸頭,(2)工作原理：,線圈通電,鐵芯吸合,推板瞬時動作,1234,瞬時動作觸頭動作,活塞在寶塔形彈簧的作用下向上移動,經(jīng)一段時間后活塞才推動扛桿移動到頂端,5678,觸頭動作（常開觸頭延時閉合、常閉觸頭延時斷開）,為下一次工作作好準(zhǔn)備。,問：移動速度由誰決定？,當(dāng)線圈失電,鐵芯系統(tǒng)釋放,銜鐵在彈簧作用下迅速將活塞推向最下方,1234、5678,觸頭系統(tǒng)在復(fù)位彈簧的作用下迅速復(fù)位,(3)時間繼電器的圖形文字符號,(1)熱繼電器的基本結(jié)構(gòu),感應(yīng)機構(gòu)：,熱膨脹系數(shù)不同的雙金屬片、加熱元件；執(zhí)行機構(gòu)：傳動系統(tǒng),

8、和觸頭系統(tǒng)）等組成，如右圖所示。,(2)工作原理,加熱元件串接在被控制電路中,通入額定電流,加熱元件不發(fā)熱,雙,金屬片不動作,觸頭不動作,當(dāng)被控,電路的電流增加超過額定電流,形成雙金屬片的定向彎曲,加熱元件開始發(fā)熱并緩慢地將熱量傳遞給雙金屬片,雙金屬片推動導(dǎo)板,導(dǎo)板推動溫度補償器,觸頭動作,切斷被控電路電流,3、熱繼電器,繞組,雙金屬片,導(dǎo)板,(3)圖形文字符號,FR,FR,1、按鈕,（1）基本結(jié)構(gòu),按鈕帽、復(fù)位彈簧和觸頭系統(tǒng),（2）工作原理,按鈕按下,觸頭系統(tǒng)動作,彈簧儲能,松手,觸頭系統(tǒng)復(fù)位,復(fù)位彈簧作用,三、其它控制電器,特點：,受力觸頭動作，力消失觸頭復(fù)位,（3）圖形文字符號,2、閘刀

9、開關(guān),刀開關(guān)種類很多,按極數(shù)分為單極、雙極和三極,刀開關(guān)一般與熔斷器串聯(lián)使用，以便在短路或過負(fù)荷時熔斷器熔斷而自動切斷電路,圖形文字符號,3、自動開關(guān),基本結(jié)構(gòu)：,電流電磁系統(tǒng)、電壓電磁系統(tǒng)、脫扣系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、彈簧系統(tǒng)等組成。,工作原理：,正常工作時，手動控制接通或斷開電路,電路出現(xiàn)下列情況時：,短路，當(dāng)線路電流大于或等于額定電流的10倍時：,電流電磁系統(tǒng)產(chǎn)生大吸合力,電流電磁系統(tǒng)動作,脫扣器動作,鎖鉤脫扣,在彈簧作用下觸頭復(fù)位,切斷被控制電路,起到短路保護的作用,欠電壓，當(dāng)線路電壓下降到額定值的%時：,電壓電磁系統(tǒng)吸合力不夠大,電壓電磁系統(tǒng)釋放,扛桿動作,脫扣器動作,鎖鉤脫扣,在彈簧作用下

10、觸頭復(fù)位,切斷被控制電路,起到欠電壓保護的作用,過載，當(dāng)線路電流增大，但又小于短路電流時：,雙金屬片定向彎曲,推動扛桿,脫扣器動作,在彈簧作用下觸頭復(fù)位,切斷被控制電路,起到過載保護的作用,鎖鉤脫扣,圖形文字符號：,QF,4、,熔斷器,熔斷器主要作短路或過載保護用，串聯(lián)在被保護的線路中。線路，正常工作時起通路作用；當(dāng)線路短路或過載時熔斷器熔斷，起到保護線路上其他電器設(shè)備的作用,圖形文字符號,FU,用圖形和文字來表示電氣控制，說明控制原理的一種電氣圖。,1、電氣控制原理圖繪制原則,右圖是一個單方向旋轉(zhuǎn)電動機控制電路,（1）主電路在左，控制電路在右或主在上控在下,（2）主電路用粗實線繪制，控制電路

11、用細實線繪制。如右圖，已更改。,（3）標(biāo)注方法,四、基本控制電路,U1,V1,W1,U2,V2,W2,1,2,3,主電路標(biāo)注：,總是在主電路的各個節(jié)點用英語26個字母和數(shù)字下標(biāo)標(biāo)注；,按照連接導(dǎo)線元器件的節(jié)點進行標(biāo)注,控制電路標(biāo)注,在各節(jié)點用數(shù)字標(biāo)注，從左向右用奇數(shù)，從右至左用偶數(shù)，分界在電壓元件處?？从覉D。,(4)電器元件可根據(jù)動作功能繪制在電路的不同地方，但同一元件標(biāo)注統(tǒng)一，如右的接觸器。,5、各節(jié)點用實心小圓點，交匯處以曲線標(biāo)注,有了,FU，,電路具有短路保護功能,有了,KM，,電路具有欠電壓保護功能,請分析,SB,受力系統(tǒng)運行，,SB,力消失系統(tǒng)停止運行，這種控制稱為點控制。這是第一個

12、電路。,設(shè)想若要電動機長期運行，用什么辦法,如右圖所示：,與上電路相比多了一個,SB,和一個,FR,2、單方向連續(xù)運行控制電路,工作原理,QS,SB1,KM,主觸頭閉合,M,得電旋轉(zhuǎn),SB2,KM,線圈失電,M,失電停止,KM,線圈得電,KM,輔助觸頭自鎖,“自鎖”是電器元件為確保自己的通路而實施的一種控制,KM,所有觸頭復(fù)位,注意：,“自鎖”,的概念,這是我們討論的第二電路，它的特性除上面講的以外，還有：,連續(xù)運行控制功能，過載保護功能。,如何分析和解析這兩種功能,若要求這一電路即能連續(xù)運行又能點動控制，如何？能完成否？,方法：利用,KM,的輔助常開觸點的關(guān)聯(lián)在起動按鈕的兩端,三相交流異步電

13、動機要改變旋轉(zhuǎn)方向，只需任意的改變?nèi)嗬@組中的兩相繞組連接。,2、正反轉(zhuǎn)控制電路,線路組成：,QS、FU、SR、KM、FR、M,等組成，注意數(shù)量的變化。,工作原理,QS,SB1,KM1,主觸頭閉合,KM1,線圈失電,M,失電停止,電動機正轉(zhuǎn),KM1,線圈得電,KM1,自鎖,電動機正向旋轉(zhuǎn),電動機反轉(zhuǎn),SB3,KM1,所有觸頭復(fù)位,SB2,KM2,主觸頭閉合,KM2,自鎖,KM2,線圈得電,電動機反向旋轉(zhuǎn),電路特性,（1）短路保護、過載保護、欠電壓保護,（2）正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)功能,（3）問還有什么？,雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路,線路組成：,一個,QS、,一個,FU、,二個,KM、,三個,SB、,一個,FR

14、、,一個,M,工作原理,QS,KM1,主觸頭閉合,KM1,或,KM2,線圈失電,電動機正轉(zhuǎn),KM1,自鎖,電動機正向旋轉(zhuǎn),電動機反轉(zhuǎn),SB3,KM1,或,KM2,所有觸頭復(fù)位,電動機反向旋轉(zhuǎn),KM1,線圈得電,KM1,聯(lián)鎖,SB1,SB1,聯(lián)鎖,KM2,主觸頭閉合,KM2,自鎖,KM2,線圈得電,KM2,聯(lián)鎖,SB2,SB2,聯(lián)鎖,電動機失電停止運行,線路特性,（1）短路保護、過載保護、欠電壓保護,（2）正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)功能,（3）電路具有雙重聯(lián)鎖的功能,3、Y,轉(zhuǎn)換控制電路,線路組成,1組,QS、2,組,FU、3,個,KM、2,個,SB、1,個,FR、1,個,KT、1,個,KM,工作原理,QS,S

15、B1,KM2,得電,自鎖,KM2,主觸閉,KT,記時開始,經(jīng)延時,KM1,得電,自鎖,斷,KT,休息,M,在全壓狀態(tài)下運行,KM3,失電,KM3,所有觸頭復(fù)位,KM3,得電,KM3,主觸閉,M,定子,Y,連接降壓起動,KM3,聯(lián)鎖,切斷,KM1,通路,延斷觸頭延斷,延閉觸頭閉,M,脫離,Y,聯(lián)接,聯(lián)鎖,KM3,主觸閉,線路特性,A、,短路保護、過載保護、欠電壓保護；,B、,具有,Y,轉(zhuǎn)換降壓起動自動控制的功能。,可再查看正式電路,思考：除時間繼電器可在這里進行自動控制，還有什么元件可實現(xiàn)同樣的控制,速度繼電器,電流繼電器,4、自耦變壓器降壓起動自動控制電路,主設(shè)計思路：,起動時，首先將電動機定子繞組接在自耦變壓器的副邊，起動結(jié)束時，再將電動機定子繞組直接接到電源，電動機在全壓狀態(tài)下運行。,自耦變壓器降壓起動自動控制電路,第三節(jié)簡單建筑機械控制電路,