低压电器的分类及三相异步电动机的控制电路
常用低压电器的主要种类和用途
常用低压电器的主要种类和用途低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动地改变电路的状态、参数，实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节。
低压电器的作用有：（1）控制作用如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。
（2）保护作用能根据设备的特点，对设备、环境、以及人身实行自动保护，如电机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。
（3）测量作用利用仪表及与之相适应的电器，对设备，电网或其它非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温度、湿度等。
（4）调节作用低压电器可对一些电量和非电量进行调整，以满足用户的要求，如柴油机油门的调整、房间温湿度的调节、照度的自动调节等。
（5）指示作用利用低压电器的控制、保护等功能，检测出设备运行状况与电气电路工作情况，如绝缘监测、保护掉牌指示等。
（6）转换作用在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行，以实现功能切换，如励磁装置手动与自动的转换，供电的市电与自备电的切换等．当然，低压电器作用远不止这些，随着科学技术的发展，新功能、新设备会不断出现，常用低压电器的主要种类和用途如表所示。
对低压配电电器要求是灭弧能力强、分断能力好，热稳定性能好、限流准确等。
对低压控制电器，则要求其动作可靠、操作频率高、寿命长并具有一定的负载能力。
常用的低压电器的文字符号及作用：刀开关（QS）：主要用作电源切除后，将线路与电源明显地隔离开，以保障检修人员的安全组合开关（QS）：用于手动不频繁地接通、分断电路，换接电源或负载，也可以控制小容量异步电动机自动空气开关（QF）：主要用于低压动力电路分配电能和不频繁通、断电路，并具有故障自动跳闸功能控制按纽（SB）：在控制电路中用于短时间接通和断开小电流控制电路行程开关（SQ）：利用机械运动部件的碰撞而动作，用来分断或接通控制电路。
主要用于检测运动机械的位置，控制运动部件的运动方向、行程长短以及限位保护接近开关（SP）：靠移动物体与接近开关的感应头接近时，使其输出一个电信号来控制电路的通断接触器（KM）：可以频繁地接通和分断交、直流主电路，并可以实现远距离控制，主要用来控制电动机，也可以控制电容器、电阻炉和照明器具等电力负载中间继电器（KA）：扩展触点的数量和信号的放大电流继电器（KA）：根据输入电流大小变化控制输出触点动作电压继电器（KV）：根据输入电压大小变化控制输出触点动作时间继电器（KT）：按照预定时间接通或分断电路热继电器（FR）：对连续运行的电动机进行过载保护，以防止电动机过热而烧毁。
电气基础知识
5、接触器
（二）结构：磁铁分静铁心和动铁心，触点分主触点和
辅助触点辅。助触点 主触点 静铁心
动铁心
弹簧
线圈 结构示意图
KM
KM
KM
KM
符号
动断 动合 动合主触点
线圈
主触点接电动机主电路，辅助触点用于控制电路。
11
5、接触器
利用线圈中小电流的通断来控制主电路中大电流的通
断。
当线圈通电时：主触点闭合，电动机旋转。
静触点
动断触点：动触点与上面的静触点接通。
动合触点：动触点与下面的静触点断开。 按下按钮时：上面的动断触点断开，下面的 动合触点接通。
当松开按钮时：动触点在复位弹簧作用下复位，动断触点和
动合触点都恢复原态。
9
5、接触器
一种依靠电磁力作用使触点闭合或分离的自动电器。 (一)作用：用于接通和断开电动机或其它用电设备电路。
控制电路用垂直线绘制在图面的右侧，
二、绘制、识读电气控制系统图的原则
➢原则： ✓同一电器的各元件采用同一文字符号表明。 ✓所有电路元件的图形符号，均按电器未接通电源和没有受 外力作用时的状态绘制。 ✓循环运动的机械设备，在电气原理图上绘出工作循环图。 ✓转换开关、行程开关等绘出动作程序及动作位置示意图表。 ✓由若干元件组成具有特定功能的环节，用虚线框括起来， 并标注 出环节的主要作用，如速度调节器、电流继电器等。 ✓电路和元件完全相同并重复出现的环节，可以只绘出其中 一个环节的完整电路，其余的可用虚线框表示，并标明该环 节的文字号或环节的名称。
2、组合开关
（一）结构：也是一种刀开关，刀片可转动，由装在同 一轴上的单个或多个单极旋转开关叠装组成。转动手柄， 可使动触片与静触片接通与断开。
三相异步电动机基本控制线路的安装与调试
三相异步电动机基本控制线路的安装与调试任务1-1 三相异步电动机的单向运行控制学习内容: 1、常用低压电器的基本结构、工作原理、图形符号和文字符号、主要技术参数及其应用;2、三相异步电动机的启/停、点动/长动控制。
学习目标: 1、知道:常用低压电器的工作原理、图形符号和文字符号;常用低压电器的用途。
2、能根据控制要求正确选择低压电器。
3、了解:常用低压电器的基本结构;主要技术参数。
4、掌握三相异步电动机的启/停、点动/长动控制电路的原理。
学习重点:工作原理、图形符号、文字符号、选择使用。
学习难点:工作原理、选择使用§1-1 机床电气控制中常用的低压电器目标任务: 1、了解低压电器的基本知识,熟悉常用的低压电器种类;2、熟悉常用的各种低压电器的结构及原理、符号、选用;3、熟练掌握常用低压电器的使用。
相关知识:1-1. 低压电器基本知识凡是对电能的生产、输送、分配和应用能起到切换、控制、调节、检测以及保护等作用的电工器械,均称为电器。
低压电器通常是指在交流1200V及以下、直流1500V及以下的电路中使用的电器。
机床电气控制线路中使用的电器多数属于低压电器。
一、低压电器的分类低压电器是指工作在交流电压 1200V 、直流电压 1500V 以下的各种电器。
生产机械上大多用低压电器。
低压电器种类繁多,按其结构、用途及所控制对象的不同,可以有不同的分类方式。
1 .按用途和控制对象不同,可将低压电器分为配电电器和控制电器。
用于电能的输送和分配的电器称为低压配电电器,这类电器包括刀开关、转换开关、空气断路器和熔断器等。
用于各种控制电路和控制系统的电器称为控制电器,这类电器包括接触器、起动器和各种控制继电器等。
2 .按操作方式不同,可将低压电器分为自动电器和手动电器。
通过电器本身参数变化或外来信号(如电、磁、光、热等)自动完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为自动电器。
常用的自动电器有接触器、继电器等。
三相异步电动机连续控制线路安装
▲接线工艺：
（1）不同元器件之间接线走线槽，同一个元 器件同一侧的接线可以用短导线直接连接， 元器件本身的接线讲究接线工艺：单层、水 平、竖直、不交叉。
（2）同一个触点上的线头最多两个，按钮盒 里线头也要标上号码管。
（3）按钮、行程开关与配电板上的元器件连 接时必须通过接线端子，并编号。
小结
• 1.三相异步电动机的连续启动方法有手动控 制直接启动和接触器连续控制直接启动电路。
SB1
SB2
SB2
KM
KM
A
KM B
KM C
三、操作安装
1、电路图
QF
L1 L2
L3
FU
FU
FR
SB2
KM
KM
SB1 FR
KM
M 3
2、布线图
QF FU
KM
FR 96
95
XT L1 L2 L3 U V W
432
SB1 SB2
3、安装电气控制线路的安装步骤
• 识读电气控制线路图。明确电路所用电器元件名称 及其作用，熟悉线路的操作过程和工作原理。
• 根据接线图布线，同时将剥去绝缘层的两端 线头套上标有与电路图相一致编号的编号套 管。
• 学生自检。检查主电路接线是否正确；用万 用表电阻挡检查电路接线是否正确，防止因 接线错误造成不能正常运转或短路事故。
• 安装电动机。
• 连接电动机和所有电器元件金属外壳的保护 接地地线及控制板外部的导线。
• 通电试车。为保证人身安全，必须在教师监 护下通电试车。
• 4. 长动：就是电动机较长时间地连续转 动。自锁：又称自保，将接触器自身的 辅助常开触头并联在起动按钮两端，当 按钮松开后，其线圈保持得电。
三相异步电动机的控制电路
返回
（a） （b） 图4-1-14 交流接触器的外形 （a）CJ10系列交流接触器 （b）CJ20系列 交流接触器
烟台工程职业技术学院
背景知识 4.1 4.2 图4-1-15为CJ10-20型交流接触器的结构示意图。它主要 由电磁机构、触点系统、灭弧装置及辅助部件四部分组成。 电磁机构由电磁线圈、静铁心和衔铁三部分组成。当电磁 线圈通电或断电时，衔铁和铁心吸合或释放，从而带动动触 点与静触点闭合或分断，来实现接通或分断电路。
背景知识 4、行程开关 4.1 4.2 行程开关也是主令电器的一种，通常行程开关被用来限 制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定的位置或行程 实现自动停止，反向运动，变速运动或自动往返运动等。图 4-1-10为各类行程开关的外形图。
图4-1-10 行程开关的外形
从结构上来看，行程开关可分为三个部分，触点系统、操作 机构和外壳。 返回
3．时间继电器
（a）
返回
（b） （c） 图4-1-17 时间继电器的外形 a）空气阻尼式时间继电器 b）电子式时间继电器 c）电动式时间继电器
烟台工程职业技术学院
背景知识 4.1 4.2 时间继电器也是利用电磁原理 控制触点的闭合或分断。但其一部 分触点自线圈得电或断电时，延迟 一段时间再动作。故称时间继电器。 它的种类很多，按动作原理分，有 电磁式、电动式、空气阻尼式、晶 体管式等，本书只介绍空气阻尼式 时间继电器。 空气阻尼式时间继电器又称 气囊式时间继电器，是利用空气 阻尼的原理获得延时的。图4-118为通电延时型空气阻尼式时间 继电器原理示意图。 返回
按钮一般由按钮帽、复位弹簧、 桥式动触点、静触点、支柱连杆及 外壳等部分组成。如图4—1-8所示。 按钮按静态（不受外力作用） 时触点的分合状态，可分为常开按 钮（启动按钮）、常闭按钮（停止 按钮）和复合按钮。
常用低压配电电器的种类及其功能
常用低压配电电器的种类及其功能在工矿企业的电气控制设备中，采用的基本上都是低压电器。
因此，低压电器是电气控制中的基本组成元件，控制系统的优劣与低压电器的性能有直接的关系。
作为电气工程技术人员，应该熟悉低压电器的结构、工作原理和使用方法。
可编程控制器在电气控制系统中需要大量的低压控制电器才能组成一个完整的控制系统，因此熟悉低压电器的基本知识是学习可编程控制器的基础。
低压电器是指额定电压等级在交流1200V、直流1500V以下的电器。
在我国工业控制电路中最常用的三相交流电压等级为380V，只有在特定行业环境下才用其他电压等级，如煤矿井下的电钻用127V、运输机用660V、采煤机用1140V等。
单相交流电压等级最常见的为220V，机床、热工仪表和矿井照明等采用127V电压等级，其他电压等级如6V、12V、24V、36V和42V等一般用于安全场所的照明、信号灯以及作为控制电压。
直流常用电压等级有110V、220V和440V，主要用于动力；6V、12V、24V和36V 主要用于控制；在电子线路中还有5V、9V和15V等电压等级。
1.1 常用低压电器的分类低压电器种类繁多，功能各样，构造各异，用途广泛，工作原理各不相同，常用低压电器的分类方法也很多。
1．按用途或控制对象分类（1）配电电器：主要用于低压配电系统中。
要求系统发生故障时准确动作、可靠工作，在规定条件下具有相应的动稳定性与热稳定性，使电器不会被损坏。
常用的配电电器有刀开关、转换开关、熔断器和断路器等。
（2）控制电器：主要用于电气传动系统中。
要求寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠。
常用的控制电器有接触器、继电器、起动器、主令电器和电磁铁等。
2．按动作方式分类（1）自动电器：依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作，如接触器和继电器等。
（2）手动电器：用手动操作来进行切换的电器，如刀开关、转换开关和按钮等。
3．按触点类型分类（1）有触点电器：利用触点的接通和分断来切换电路，如接触器、刀开关和按钮等。
授课教案(电气控制技术)
7、典型调速控制电路分析(与降压启动对比，两者的实质有何不同)
（详见PPT）
8、布置作业。
教案
第4课次
项目（章节）
单元1：三相异步电动机拖动电路分析
项目5：三相异步电动机的制动控制
项目6：C650卧式车床电气控制线路分析与故障诊断
学时
4
教学目标
1)掌握三相异步电动机的制动方法;
2）能熟练分析C650车床的电气线路工作原理；
3、画出下列电气元件的图形符号，并标出其文字符号:
(1）熔断器；(2）热继电器的动断触点;（3）热继电器的热元件；(4）接触器的线圈；（5)断路器.
课后小结
教学过程
（可续页）
1、新学期第一次课，首先介绍电气控制技术的发展现状、本课程的性质和任务、学习本课程可以掌握哪些能力,本课程的考核方式。
2、通过工业和日常生活中的典型应用，引入三相异步电机的启保控.
（a)S7-200的扩展规则是什么？；
(b）S7—200如何运行的？;
（c）什么是软元件?S7—200有哪些软元件?
（d）S7-200的寻址方式有哪几种？
2、通过工业生产要求,引出PLC控制。
图3—1 PLC改造启保停控制电路
3、PLC输入软件与仿真软件介绍
4、结合PLC仿真软件讲解基本输入输出指令。
课后小结
教学过程
（可续页）
1、复习：
（a）几种常几降压启动电路对比；
（b）电气调速的方式；
（c）电气调速电路分析。
2、通过工业生产要求,引出制动控制。
3、常用制动控制方式介绍
（详见PPT）
4、常用继电器介绍，通过图片、动画介绍原理、分类、选用.
4、典型电气制动控制电路分析
电工电子技术基础课件——9
9.2 三相异步电动机的基本控制电路 9.2.1 直接控制电路 1．手动控制电路 如图9-1a、b、c所示，图a中仅使用组合开关SA或刀开关QS实现对电 动机的控制，合上SA，电动机M起动运行；断开SA，电动机M断电停止。 这种电路器件少，电路简单、可靠，适用于小容量电动机不频繁起动的 场合。 图b中使用铁壳开关或胶盖刀开关QS—FU，这种电路控制原理与上面 相同，并具有短路保护措施。
图c中使用短路器QF，该电路不仅具有手动控制电动机M的起动、停止 的功能，而且具有短路保护、过载保护、失电压、欠电压保护的功能。
a)
b)
c)
图 9-1 手动控制电路
2．点动控制电路
手动控制仅能实现对小容量电动机的不频繁起动、停止控制，不能
实现远距离控制。
如图9-2所示，采用接触器和按钮等组合，实现对电动机的点动控制
2）停止过程：按下动断按钮SB1，接触器KM的线圈断电，KM 的主触点断开，切断三相交流电源，电动机停止运转；同时接触器 KM的辅助触点因断电而断开，控制电路自锁解除，松开动断按钮 SB1，对电路无影响。
9.2..3 正反转控制电路 1．组合开关控制的电动机正、反转控制电路 如图9-4所示，利用组合开关SA进行手动切换。SA打在“Ⅰ”位 置，电动机M获得正相序电源正转；SA打在“Ⅱ”位置，电动机M获 得逆相序电源反转；SA打在“O”位置，电动机停止。
第9章 电气控制基础
本章要点 常用低压电器 三相异步电动机的基本控制电路 可编程控制器简介 单片机简介
教学要求 本章介绍常用低压电器、三相异步电动机的基本控制电路、 可编程控制器简介和单片机简介等内容。通过对本章的学习， 要求掌握常用低压电器的主要参数、选择和使用，掌握三相 异步电动机的基本控制电路工作原理，会进行电路分析和排 故。了解可编程控制器和单片机。
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低压电器
第一节低压电器的分类
第二节低压配电电器
一、熔断器（FU)
1)型号及含义
2）熔断器的选用
二、刀开关与转换开关
1、刀开关
1）开启式负荷开关(磁底胶盖闸刀开关）
开启式负荷开关安装时注意：
①、手柄要朝上，不能倒装或平装，防止震动而造成下落现象;
②、接线时，电源接上端,负载解下端;
③、拉闸时操作要迅速,一次到位,保证与电源的良好接触；
④、带负载运行时不能进行合分闸。
２）自动空气断路器（自动开关）
可实现电路的短路、过载或失电压与欠电压保护，能自动分段故障电路。
３）封闭式负荷开关（铁壳开关)
优势:①采用储能机构进行合分闸操作,当扳动操作手柄时，通过弹簧储蓄能量,扳到一定位时，弹簧储存能量瞬时爆发出来，推动触点合分闸。
②具有连锁机构，当铁盖打开时，不能进行合分闸，对于操作者而言,避免了人身安全。
使用铁壳开关应注意外壳要可靠接地，以防止意外漏电造成触电事故。
2)转换开关（组合开关)
转换开关用于照明电路中，额定电流应大于被控制电路中各负载电流的总和；用于设备电源引入开关时也应大于负载电流的总和;用于电动机中,额定电流是电动机额定电流的2~３倍；也可用于5KW以下小容量电动机的启停和正反转控制，以及机床照明电路中的开关控制。
三、按钮
安装:①按钮安装在面板上时,应布置整齐,排列合理,
如根据电动机启动的先后顺序，从上到下或从左到
右排列；
②同一机床运动部位有几种不同的工作状态时（如
上、下、前、后、松、紧等），应使每一对相反状态的按钮安装在
一起;
③按钮的安装应牢固，安装按钮的金属板或金属按钮盒必须可靠接地。
按钮常见故障及处理方法故障现象故障原因处理方法
触点接触不良触点烧损
触点表面有尘垢
触点弹簧失效
修理触点或更换产品
清理触点表面
重绕弹簧或更换产品
触点间短路塑料受热变形，导致接线螺钉相碰
短路
杂物或油污在触点间形成通路
更换产品，并查明发热原因,如白炽灯发热所
致，可降低电压
清洁按钮内部
低压控制电器
四、接触器
交流接触器直流接触器作用通断交流电路通断直流电路
结构铁芯用硅钢片叠加而成,减少涡流和磁滞损
耗,
铁芯用整块钢板制造
端面装有短路环不装短路环
线路短而粗,呈圆筒状，铁心发热为主线圈薄而长,呈圆筒状，以线圈发热为主
灭弧栅片灭弧磁吹式灭弧
操作频率启动电流大，操作频率不能太高，6００次/
小时
无启动电流，操作频率较高，12００次/小时
Ⅰ、当交流接触器的额定值与直流接触器相同时，能否互换使用?
答:不能,交流接触器线圈匝数少,直流接触器线圈匝数多，直流电阻较大,若将交流接触器用于直流,其线圈电流将大大超过正常值，导致线圈过热损坏，若将直流接触器用于交流,因电阻过大，线圈电流远小于额定值，衔铁难于吸合，无法正常工作。
Ⅱ、如果交流接触器在工作时噪声过大的原因有哪些？
答:①电源电压过低；②触头弹簧压力过大；③铁芯或衔铁歪斜，造成机械卡住；④铁芯或衔铁端面有油污、灰尘或其他异物；⑤短路环断裂。
Ⅲ、接触器在运行过程中不能切断短路电流，所以必须与熔断器配合使用。
Ⅳ、交流接触器通电后,若衔铁因故卡住,不能吸合，
线圈电流将比正常工作电流大得多，很快将烧坏，由于电源电压一定时,交流衔铁线圈的主磁通基本上是一个常数，当铁芯卡住不能吸合时,磁路的磁阻大大增加,磁动势也将大大增加，即电流增加。
Ⅴ、交流接触器的铁芯一般用硅钢片叠加后铆成,以减少交变电流在铁芯中产生的涡流与磁滞损耗，防止铁芯过热。
交流接触器型号的含义:
安装注意事项:1）一般应安装在垂直面上,倾斜度不超过50。
注意留有适当的飞弧空间，以免烧坏相邻电器；2）安装孔的螺钉应装有弹簧垫圈和平垫圈,并拧紧螺钉以防松脱或振动。
注意不要有零件落入电器内部。
五、继电器
继电器与接触器主要区别主要区别：继电器一般用于控制小电流的电路，触点的额定电流不大于5A,所以不加灭弧装置；接触器一般用于控制大电流的电路,触点的额定电流不小于5Ａ，有的加有灭弧装置。
熔断器能否作过载保护？热继电器能否作短路保护?
答：熔断器对过载反映不灵敏,当系统轻度过载时,熔断器将持续很长时间才熔断，有时甚至不熔断，所以熔断器一般不作过载保护。
由于热继电器的主双金属片受热膨胀的热惯性及动作机构
传递信号的惰性原因,热继电器从电动机过载到触头动作需要一定的时间，也就是说,即使电动机严重过载甚至短路,热继电器也不会瞬间动作，因此,热继电器不能用作短路保护。
项目一安装三相交流异步电动机的电动控制电路
项目二安装三相交流异步电动机的长动控制电路
项目三安装三相交流异步电动机的点动、长动混合控制电路
项目四安装电动机双重互锁正反转控制电路
项目五工作台自动往返控制电路的安装
项目六三相异步电动机降压启动控制电路
项目七安装双速电机按钮控制电路
项目八安装双速电机自动控制电路。