《电工基础》第四章 工作机械电气控制线路
电工基础第五版第四章ppt课件
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第四章 磁场与电磁感应
2.磁通
设在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一个与磁场方 向垂直的平面,面积为S,则把B与S 的乘积定义为穿过这 个面积的磁通量，简称磁通。用Φ 表示磁通,则有
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第四章 磁场与电磁感应
平面与B垂直
平面与B不垂直 磁通
如果磁场不与所讨论的平面垂直,则应以这个平面在垂直
b点以后的部分近似平坦,这表明即使再增大线圈中的电流
I,Φ 也已近似不变了,铁心磁化到这种程度称为磁饱和。
a点到b点是一段弯曲的部分,称为曲线的膝部。这表明从未饱 和到饱和是逐步过渡的。
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磁化曲线
第四章 磁场与电磁感应
各种电器的线圈中,一般都装有铁心以获得较强的磁场。 为了尽可能增强线圈中的磁场,还常将铁心制成闭合的 形状,使磁感线沿铁心构成回路。
高频感应炉冶炼金属 家用电磁炉示意图
精选课涡件流的利用
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第四章 磁场与电磁感应
单层铁心涡流损耗大 多层铁心涡流损耗小 采用多层铁心减小涡流损耗
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第四章 磁场与电磁感应
二、互感器 互感器有两个或两个以上绕组,它利用互感原理使交流
电从一个绕组传向另一个(或几个)绕组,以实现电能或信号的 “隔空” 传递。
通电直导体 间的电磁力
第四章 磁场与电磁感应
三、磁场对通电线圈的作用 磁场对通电矩形线圈的作用是电动机旋转的基本原理。
直流电动机的原理
磁电式仪表的结构
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磁1场8 对通电线圈的作用
第四章 磁场与电磁感应
磁悬浮列车
磁悬浮原理
劳动版(第四版)《电工基础》第四章
电阻混联电路
电阻混联定义
既有电阻串联又有电阻并联的电路称 为电阻混联电路。
电阻混联的特点
在分析混联电路时，应从内到外逐步 化简，先将并联部分等效为一个电阻 ，再将串联部分等效为一个电阻，最 后得到整个电路的总电阻和总电流。
电路中电位变化规律
电位定义
在电场中，某点的电荷的电势能跟它所带的电荷量（与正负有关，计算时将电势能和电 荷的正负都带入即可判断该点电势大小及正负）之比，叫做这点的电势（也可称电位），
在RLC并联电路中，各元件上的电压 相同，电流不同。总阻抗的倒数等于 各元件阻抗倒数之和。
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电感在交流电路中储存和释放能量，不消耗能量。
RLC串联和并联正弦交流电路分析
RLC串联电路分析
在RLC串联电路中，总阻抗等于电阻、 电感、电容阻抗之和。电流相同，各 元件上的电压不同。
RLC并联电路分析
谐振现象
当RLC串联或并联电路的谐振频率等于输入 信号的频率时，电路发生谐振。此时，电路 中的电流或电压达到最大值，且相位差为零 。
1mA=1000μA。
电压
电场中两点的电位差称为电压。 电压的大小用电压值来衡量，其
单位是伏特（V）， 1V=1000mV，1mV=1000μV。
电动势
电源力将单位正电荷从电源的负 极通过电源内部移送到正极所做 的功称为电动势。电动势是反映 电源把其他形式的能转换成电能
的本领的物理量。
电阻与欧姆定律
04 暂态过程及RC电路分析
换路定律及初始值确定
换路定律
在电路发生换路（开关通断或参 数突变）的瞬间，电感电流和电 容电压不能突变，即保持原值。
《电工技术基础与技能》课程标准
《电工技术基础与技能》课程标准一、课程性质焊接技术课程是大专业、小工种课程模式的大专业课程之一，是中等职业教育电子类专业的专业基础课程。
本课程的学习情境是通过学习使学生了解电工相关知识和技术，熟悉安全用电与电气事故应急处理的基本常识，掌握一般电路图的识读技术，能正确选用电工测量仪器仪表，具备检测、分析常用机床电气电路的初步能力。
着重培养学生的科学思维方法、分析与解决的能力，使其成为具有创新精神和实践能力的高素质技术人才，并为后续课程的学习打下必要的基础。
本课程的设计突破了学科体系模式，打破了原来各学科体系的框架，围绕专业培养目标，根据本课程在专业教学中的作用地位，以“工作过程为导向，典型工作任务为基点，综合能力为本位”，以学生将来从事的职业岗位必备的相关知识和技术为依据，兼顾了企业和学生两者的需求，着眼于人的全面发展，即以培养全面素质为基础，以提高综合职业能力为核心。
本课程结构以相关岗位必备的电工基础知识和实用技术为主线，删除繁冗的计算和原理推演，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力。
通过本课程的学习，使学生具备安全用电、直流电路安装与检测、常用电工电子元件的检测、电机和变压器、单相交流电路、三相交流电路、电气控制图的识读知识、电气设备常见故障的处理等专业知识与技能应用能力，具备资料收集、制订和实施工作计划、检查和判断、总结和汇报等方法能力；具备沟通协作、语言表达、爱岗敬业的职业道德、安全与自我保护的等社会能力。
二、课程基本理念该课程基于我校电子电器应用与维修专业“对接行业、工学结合、校企共育”的人才培养模式，以培养学生电工技术基础与技能应用能力为目的，以电工技术基础操作技能为重点，实行“教、学、做”一体化的教学模式。
三、课程设计思路本课程以电工技术基础与技能工作过程为主线，以真实企业实际维修业务为背景，以维修电工从业资格考试标准为参考，以融“做、教、学、评”理论学习与实践操作一体化为手段，以面向电工工作全过程和各岗位的维修电工职业能力需求为目标建构课程内容，重视学生在校学习与实际工作的一致性，采用“工学结合”的行动导向的教学模式，灵活运用任务驱动、仿真教学、案例教学、角色扮演等多种教学方法，课程内容充分体现了职业教育的职业性、实践性和开放性的要求。
电工基础知识
产必须安全，安全促进生产”的基本原则，不断提高安全意识。
就岗位安全职责而言，专业电工应做到以下几点：
（1）严格执行各项安全标准、法规、制度和规程。包括各种电气标准、电气安装规范和验收 规范、电气运行管理规程、电气安全操作规程及其他有关规定。
第一章、电工作业和电工作业人员
第一章、电工作业和电工作业人员
电工作业指从事电气装置的安装、运行、检修、试验等工作的作业 电工作业包括低压运行维修、高压运行维修及行业专业性电工作业。
关于高压与低压的划分存在着不同的说法 。
《电业安全规程》和《电工作业人员安全考核标准》按照设备对地电压，250V （工
（1）、人体允许的电流 1、感知电流—指人体对通电有感觉的最小电流，为0.1mA。 2、反应电流—指通过人体能引起肌肉不自觉地收缩的最小电流，为0.5mA。 3、摆脱电流—指人体触电后不需要外来帮助能自主摆脱电源的最大电流，为10mA。 4、心室纤维性颤动电流也叫致命电流指通过人体能引起致命的心室纤维性颤动的 最小电流为30mA，因此漏电保护器就是根据这一电流来设定的。
电工基础知识
目录
第一章、电工作业和电工作业人员 第二章、电工作业人员的安全 第三章、直流电路 第四章、半导体 第五章、三相交流电 第六章、低压配电 第七章、电线电缆 第八章、电线电缆的连接 第九章、常用电工工具及使用 第十章、常用电器元件及三相异步电机 第十一章、电气控制电路 第十二章、电气识图 附录1、电工必备基础常识 附录2、电工电路的符号字母大全
第二章、电工作业人员的安全
3、触电
触电
触电是指人体触及带电体后，电流对人体造成的伤害。它有两种类型，即电击和电伤。
《电工基础》电工基础
1第一章 电路的基本概念序号 内 容 学 时 1 绪论0.5 2 第一节 电路1 3 第二节 电流和电压 4 第三节 电阻1 5 第四节 部分欧姆定理 6 第五节 电能和电功率 1.5 7 本章小结与习题 8本章总学时4第一节 电 路一、电路的基本组成1．什么是电路电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。
2．电路的基本组成电路的基本组成包括以下四个部分：(1) 电源(供能元件)：为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。
(2) 负载(耗能元件)：使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。
图1-1 简单的直流电路1． 电路的基本组成、电路的三种工作状态和额定电压、 电流、功率等概念。
2．掌握电流、电压、电功率、电能等基本概念。
3．掌握电阻定律、欧姆定律、焦尔定律，了解电阻与 温度的关系。
1．了解电路的三种工作状态特点。
2．理解理想元件与电路模型、线性电阻与非线性电阻的概念。
图1-2手电筒的电路原理图(3) 控制器件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。
(4) 联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。
3．电路的状态(1) 通路(闭路)：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。
(2) 开路(断路)：电路中没有电流通过，又称为空载状态。
(3) 短路(捷路)：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。
二、电路模型(电路图)由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。
例如，图1-2所示的手电筒电路。
理想元件：电路是由电特性相当复杂的元器件组成的，为了便于使用数学方法对电路进行分析，可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的理想元件(模型)来代替，而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。
《电工基础》---第四章工作机械电气控制线路
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（2）当旋转磁场具有p对磁极时，每当交流电变化一
周，旋转磁场就在空间转过1/p周，即当交流电的频率为 f 时，具有 p 对磁极的磁场转速为 n1= 60f / p 。
安装封闭式负荷开关时应注意： 1.电源进、出线应分别穿入铁壳上方进、出线孔，并将 电源进线接在开关的下接线柱，出线接在开关的上接线柱。 2.负荷开关的外壳一定要可靠接地，以防意外漏电引起 触电。
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（二） 组合开关（转换开关）
1.HZ10系列组合开关 2.HZ3-132型倒顺开关
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一、 点动控制线路
点动控制线路是用按钮和接触器控制电动机的最简 单的控制线路。
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二、 接触器自锁控制线路
接触器自锁控制线路 可以控制电动机在启动后 连续运转，并具有失压保 护作用。其主电路和点动 控制线路相同，但在控制 电路中增加了一个常闭的 按钮SB1，在常开的启动 按钮SB2的两端并接了接 触器的一对常开辅助触头 KM。
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（一）三相笼型异步电动机的工作原理
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（二）两极定子绕组的旋转磁场 1.三相对称定子绕组的排列
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2.三相绕组中的电流
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3.不同瞬时三个磁场的合成磁场
ωt 0 ωt 90 ωt 180 ωt 270 ωt 360
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第一节 三相笼型异步电动机
【电工标准】电工基础课程标准
《电工基础》课程标准课程名称：《电工基础》课程类型：专业基础课程总学时： 108学时适应专业：应用电子专业长沙工商职业中专赵浩2010年6月《电工基础》课程标准课程名称：《电工技术基础》课程类型： 专业基础课总学时：104适应专业：电子产品的装配与调试一、课程概述本学习领域是针对电子企业职业岗位应具备的安全用电、触电急救、电气线路的安装于应用、电气设备检修调试等专业能力而设计的学习领域课程，同时通过实践项目培养学生的团队协作、沟通表达、工作责任心、职业素质等综合素质和能力。
本学习领域的学习情境是以行动领域为导向，典型工作任务为基础，综合理论知识、实践能力和职业素养为一体的思路设计的，安排了6个学习情境：用双联开关在两地控制一盏灯的安装、白炽灯照明电路安装与测试、日光灯电路的分析与制作、照明配电箱的安装、吊扇电路的安装与测试、三相异步电动机的控制电路分析与制作。
本课程的前设课程为《初中数学》、《初中物理》。
本课程的后续课程为《电子技术》、《电气自动化》等。
二、课程目标1.专业能力通过该课程的学习，使学生掌握电工技术的基本知识和基本技能，初步形成解决生产现场实际问题的应用能力；培养学生的思维能力和科学精神，培养学生学习新技术的能力；提高学生的综合素质，培养创新意识。
1)基本知识点：a.理解电路模型及理想电路元件的电压、电流关系，及其参考方向的意义。
b.理解电压源、电流源概念，掌握其等效变换的方法。
c.学会应用基尔霍夫定律及电路分析方法，分析计算电路中各电量。
d.理解正弦交流电路基本概念，了解正弦交流电路基本定律的相量形式，学会分析计算一般的正弦交流电路。
e.理解并掌握功率的概念和提高功率因数的经济意义。
f.了解串联、并联谐振的条件和特征。
g.掌握对称三相交流电路电压、电流、功率的计算方法，了解三相四线制供电系统中线的作用和负载的正确接法。
h.了解分析非正弦周期信号线性电路的概念和方法。
i.了解变压器工作原理、三相异步电动机的工作原理、结构特点、机械特性、经济运行和额定值等。
电气控制与PLC课程标准精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版一、课程性质及定位本课程是机电专业的一门专业主干核心课程，适用于机械制造与自动化、机电一体化等专业，属于B类课程。
本课程定位于电气控制线路的工作原理与PLC 编程两大方面的内容，培养学生的分析和设计电气控制线路的能力，是一门既有系统理论又有实践性的专业课程。
二、本课程教学目标与任务通过本课程的学习，学生应能掌握PLC的基本工作原理和电气控制的基础知识。
为此，必须完成继电-接触器控制电路的基本知识和常用控制电路的教学任务，培养学生熟练地掌握继电-接触器系统基本控制电路，并能设计、安装、调试各种简单的电气控制电路的能力。
三、先修及后续课程先修课程：《电工基础》、《电子技术》、《电机与拖动》后续课程：《伺服系统》、《机电一体化技术》、《数控机床调试与维护》等。
四、本课程教学内容及基本要求第一章常用低压电器教学内容：接触器、熔断器；电磁式接触器；低压断路器；继电器。
基本要求：了解控制电器的分类与应用特点；了解常用典型控制电器的主要特点及结构特征；掌握常用典型控制电路的用法，会识别常用控制电器及图形符号。
第二章电气控制线路的基本原则及基本控制电路教学内容：三相异步电动机的点动、长动控制电路；三相笼型异步电动机单向全压起动控制线路；三相笼型异步电动机降压起动控制线路；三相笼型异步电动机正、反转控制线路；三相笼型异步电动机制动控制线路；电动机的保护电路。
基本要求：了解电气控制线路绘制的国家标准化；能绘制和阅读简单的电气控制原理图；理解常用的几种基本控制电路的工作原理；能利用常用的控制电器和基本电路进行简单的控制电路设计制作。
第三章常用机床电气控制教学内容：CA6140车床的电气控制；M7130平面磨床的电气控制；Z3050搖臂钻床的电气控制；铣床电路电气控制。
基本要求：能阅读各种机床的电气控制原理图；理解常用的几种基本控制电路的工作原理。
第四章可编程序控制器的基本概况教学内容：可编程序控制器的基本概；基本要求：了解可编程控制器的历史与发展，应用领域与发展趋势。
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举例：CA6140车床电气控制线路
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二、
识读电路图的一般方法和步骤
1.识读电路图一般先看标题栏，了解电路图的名称 及标题栏中的有关内容，对电路图有个初步认识。 . 2.其次看主电路，了解主电路控制的电动机有几台， 各具有什么功能，如何与机械配合。 3.最后看控制电路，了解用什么方法来控制电动机， 与主电路如何配合，属哪一种典型电路。
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（一）三相笼型异步电动机的工作原理
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（二）两极定子绕组的旋转磁场 1.三相对称定子绕组的排列 三相对称定子绕组的排列
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2.三相绕组中的电流 三相绕组中的电流
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3.不同瞬时三个磁场的合成磁场 不同瞬时三个磁场的合成磁场
ωt = 0° ωt =90° ωt =180° ωt = 270° ωt =360°
结论： 结论： （1）由此可见，对称三相电流分别流入三相绕组后， 能产生一个随时间旋转的磁场（称为旋转磁场）。上述讨 论的旋转磁场只有一对磁极，所以叫做两极旋转磁场。
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（2）当旋转磁场具有p对磁极时，每当交流电变化一 周，旋转磁场就在空间转过1/p周，即当交流电的频率为 f 时，具有 p 对磁极的磁场转速为 n1= 60f / p 。 式中 n1－旋转磁场转速，也叫同步转速，r/min ； f－三相交流电源的频率，Hz ； p－旋转磁场的磁极对数。 磁极对数 旋转磁场转速 1 2 3 4 750 5 600 6 500
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（一）
1.开启式负荷开关 开启式负荷开关 （1）开启式负荷开关实物
刀开关
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（2）开启式负荷开关的电路符号
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2.封闭式负荷开关 封闭式负荷开关
安装封闭式负荷开关时应注意： 1.电源进、出线应分别穿入铁壳上方进、出线孔，并将 1. 电源进线接在开关的下接线柱，出线接在开关的上接线柱。 2.负荷开关的外壳一定要可靠接地，以防意外漏电引起 2. 触电。
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（六）额定转速 指电动机满载时的转子转速，单位是 r/min。 （七）绝缘等级 指绝缘材料的耐热等级，通常分为以下七个等级。
绝缘等级 最高工作 温度/℃ 温度 ℃ Y 90 A 105 E 120 B 130 F 155 H 180 C 大于 180
（八）接法 指电动机定子绕组的连接方法。 （九）定额 指电动机的运转状态，通常分连续、短时和断续三种。
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3000 1500 1000
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（三）旋转磁场对转子的作用 转子转速 n 必定小于同步 转速 n1 。若 n=n1 ，则转子和 旋转磁场之间没有相对运动，转 子不切割磁力线，转子中不会产 生感应电动势和感应电流，不能 形成电磁转矩，也就不能转动。 实际上转子转速小于同步转速， 即 n < n1 ，也就是说，转子转 速与旋转磁场的转速是异步的， 这就是异步电动机名称的由来。
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（三）
空气断路器
空气断路器带有多种保护 功能，当线路中发生短路、过 载、欠压等不正常现象时，能 自动切断故障电路，因此，空 气断路器又称为自动空气开关。
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（四） 模数化组合开关
模数化组合开关是一种集总开关、分路开关、 熔断器、漏电保护器、各种类型的插座等于一体 的综合型组合开关。在组合开关箱内的底座上有 供整体安装用的 安装孔，有供安装开关用的导轨 及安装零线、接地线用的接线端子。其最大特点 是根据控制要求可随意进行组合。
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三、
具有过载保护的自锁控制线路
具有过载保护 的自锁 控制线路： 当由于过载或 启动频繁等原因， 电动机的电流超过 了额定值时，热继 电器能够自动切断 控制线路，进而切 断主电路，迫使电 动机M停转。
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第五节
三相笼型异步电动机的 正反转控制线路
一、接触器联锁的正反转控制线路 二、双重联锁的正反转控制线路
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第四节 三相笼型异步电动机的 直接启动控制线路
一、点动控制线路 二、接触器自锁控制线路 三、具有过载保护的自锁控制线路
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一、
点动控制线路
点动控制线路是用按钮和接触器控制电动机的最简 单的控制线路。
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二、
接触器自锁控制线路
接触器自锁控制线路 可以控制电动机在启动后 连续运转，并具有失压保 护作用。其主电路和点动 控制线路相同，但在控制 电路中增加了一个常闭的 按钮SB1，在常开的启动 按钮SB2的两端并接了接 触器的一对常开辅助触头 KM。
第四章 工作机械的基本电气控制线路
第一节 三相笼型异步电动机 第二节 常用低压电器 第三节 电气控制线路原理图的 有关知识 第四节 三相笼型异步电动机的 直接启动控制线路 第五节 三相笼型异步电动机的 正反转控制线路 第六节 三相笼型异步电动机的 制动控制线路 第七节 工作台的限位和自动往 返控制线路
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二、
熔断器
熔断器是配电电路 及电动机控制电路中用做 过载或短路保护的电器。 （一）磁插式熔断器 （二）螺旋式熔断器 熔断器的主要元件是熔 体。熔体的材料有两种：在 小容量线路中，一般用低熔 点的铅—锡合金，俗称保险 丝；在大容量线路中，一般 用铜、银等作成薄片。
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四、
用按钮和接触器相 配合来控制电动机的启 动和停止有如下优点： 1.能对电动机实 现远距离的自动控制。 2.以小电流控制大 电流，操作安全。 3.减轻劳动强度 。
按
钮
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五、
行程开关又称位 置开关或限位开关， 是一种小电流的控制 电器。
行程开关
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第三节
电气控制线路原理图的有关知识
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以识读CA6140型车床电气控制线路为例： （1）从识读主标题栏得知该电路图是CA6140型车 床电气控制线路图。 （2）该图采用电路编号来绘制，对电路或支路数 用数字编号来表示其位置。 （3）从功能栏来看，该电路图有主轴电动机、冷 却泵电动机、刀架快速移动电动机、主轴控制，以及 信号灯、照明灯等，并与相应电路对应。 （4）从布局来看，电路图自左至右分别为主电路、 控制电路、信号电路、照明电路，布局清晰、简单明 了，能方便地进行原理分析。 （5）电路图采用垂直为主的画法。
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组合开关（转换开关） （二） 组合开关（转换开关）
1.HZ10系列组合开关 系列组合开关 2.HZ3-132型倒顺开关 型倒顺开关 使用组合开关时应注意： （1）组合开关本身不带过载和短路保护装置，因此，在 它所控制的电路中，必须另外加装保护设备，才能保证线路 和设备的安全。 （2）用组合开关控制电动机全压启动，其开关容量应大 于电动机额定电流的1.5~2.5倍，每小时切换开关的次数不宜 超过15~20次。 （3）接线时要注意倒顺开关的线号和位置，电源进线接 在L1、L2、L3接线柱，出线接在U、V、W接线柱。
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（二）额定功率 指在额定转速下电动机转轴输出的功率，单位是W或kW。 （三）额定频率 指电动机在额定运行时的电源频率，一般国产交流电 动机的额定频率为50Hz。 （四）额定电压 指电动机定子绕组规定使用的线电压，单位是V或kV。 （五）额定电流 指电动机在输出额定功率时，定子绕组所允许通过的线 电流，单位是A。
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一、
接触器联锁的正反转控制线路
接触器联锁的正反转控制线路： 采用了两个接触器 KM1和KM2，分别控制电动机的正转与反转。
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二、 双重联锁的正反转控制线路
双重联锁的正反转控制线路：将接触器联锁可逆控制 线路与按钮联锁可逆控制线路复合组成的控制线路。
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第六节
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第一节 三相笼型异步电动机
一、三相笼型异步电动机的基本结构 二、三相笼型异步电动机的工作原理 三、三相笼型异步电动机的铭牌
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一、
三相笼型异步电动机的基本结构
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二、
三相笼型异步电动机的工作原理
（一）三相笼型异步电动机的工作原理 （二）两极定子绕组的旋转磁场 （三）旋转磁场对转子的作用
三相笼型异步电动机的 制动控制线路
一、机械制动控制线路 二、电力制动控制线路
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一、
所谓机械制动 是指电动机切断 电源后利用机械 装置使其立即停 转。目前使用较 多的是电磁抱闸。
机械制动控制线路
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二、
电力制动控制线路
电动机在断电停转过程中， 通过线路的转换或改变供应条 件使其产生与实际运转方向相 反的电磁转矩—制动转矩，从 而使电动机停转（或限制其转 速）的制动方式叫电力制动。 （一）反接制动 反接制动是通过改变电动机定子绕组中三相电源相序， 使定子绕组中的旋转磁场反向，从而产生与原有转向相反的 电磁转矩，迫使电动机迅速停转。