电气控制技能训练
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电气控制技能训练
主讲教师：桑林
工程训练与基础实验中心
电气控制技能练训
1.课程性质、任务与目的 2.实践环节与内容 3.注意事项
课程性质、任务及目的
电气控制技能训练主要是围绕交流电 动机的控制，训练工科学生一些简单的电 气控制方法、控制手段，使之理解电气控 制方面的基本知识和操作技能，了解电气 控制在工程中的应用。
交流接触器产品外形图
交流接触器的结构
交流接触器由电磁系统、 触点系统、灭弧装置及其他 部分组成。 接触器结构组成及作用：
铁芯、衔铁 电磁系统 触头系统 通电线圈 三对主触头：控制主电路 的 通、断. 两对辅助常开触头、两对 辅助常闭触头：自锁和互 锁
接触器的型号： CJ10、CJ12、 CJ10X、CJ20、3TB、 3TD等 CJ20系列为全国统一新产品。
高压电器是指额定电压3kV及以上的电器。 低压电器是指交流电压为1000V或直流电压为1200V以下的电
器。
一、 开关类电器
低压开关主要用作隔离、转换以及接通和分段电 路用。常作为机床电路的电源开关，或用于局部照明 电路的控制以及小容量电动机的启动、停止和正反转 的控制等。
开关类电器之一
1）刀开关
定子是用来产生旋转磁场 的。三相电动机的定子一般 由外壳、定子铁心、定子绕 组等部分组成。
定 子 绕 组
定子绕组是三相电动 机的电路部分，三相电 动机有三相绕组，通入 三相对称电流时，就会 产生旋转磁场。
定 子 铁 心：异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分， 铁心内圆有均匀分布的槽口，用来嵌放定子绕圈。 机 座 ： 铸铁或铸钢 浇铸成型，它的作用是 保护和固定定子铁心及 端盖，具有较强的机械 强度和刚度。
1一灭弧罩 2一触点压力弹簧片 3一主触点
4一反作用弹簧
5一线圈 6一短路环
7一静铁心
8一弹簧 9一动铁心 10一辅助常开触点 11一辅助常闭触点
CJ10-20型交流接触器
• （1）电磁机构 电磁机构由线圈、动铁心(衔铁)和 静铁心组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产 生电磁吸力带动触点动作。 • （2）触点系统 包括主触点和辅助触点。主触点 用于通断主电路，通常为三对常开触点。辅助触点 用于控制电路，起电气联锁作用，故又称联锁触点， 一般常开、常闭各两对。 • （3）灭弧装置 容量在10A以上的接触器都有灭弧 装置。
热继电器(FR)主要用于 电力拖动系统中电动机 负载的过载保护。热继 电器主要由热元件、双 金属片和触点组成 。 I
热继电器产品图
发热元件 双金 属片 扣板
工作原理：
常闭触头
热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路以保护电器的设备。发 热元件接入电机出电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属 片下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。
电 动 机 正 反 转 控 制
三相交流电动机基本知识
主要内容
一、三相异步电动机的基本结构 二、三相异步电动机的工作原理
电动机
直流电动机 交流电动机 异步电动机 同步电动机
三相异步电动机分成两个基本部分：
定子 (固定部分)：由机座、机座内圆筒铁心和定子绕组组成。
笼形 转子 (旋转部分)
绕线形
一、定子部分
文字符号：文字符号分为基本文字符号和补充文字符号
单字母、双字母及辅助文字符号
常用低压电器
电器是对于电能的生产、输送、分配和应用起控制、调节、检 测及保护等作用的工具之总称。如开关、熔断器、变压器都属于 电器。 控制电器：可以按照外界指定的信号手动或自动的接通或断 开电路，实现对电路控制的电器。 按工作电压高低，电器可分为高压电器和低压电器两大类。
点之分，触点容量相同。中间继电器的触点容量较小，对于电动机额定电 流不超过5 A的电气控制系统，可以用其替换接触器来控制，所以中间继电 器也是小容量的接触器。
用途：① 当电压或电流继电器触点容量
不够时，也可借助中间继电器来控制，用
中间继电器作为执行元件， 这时中间继电 器被当作一级放大器用； ② 当其他继电器或接触器触点数
复合按钮
SB
电路符号 常开(动合)按钮
SB 电路符号
SB 电路符号
常闭(动断)按钮
三、位置开关（行程开关）
SQ SQ
位置开关产品外形图
结构原理图及图符号
工作原理：当运动机构的挡铁压到位置开关的滚轮上时，转动
杠杆连同转轴一起转动，凸轮撞动撞块使得常闭触点断开，常开 触点闭合；挡铁移开后，复位弹簧使其复位。
电气控制的基本线路
电气控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电 路和控制电路。主电路包括从电源到电动机的电路， 是强电流通过的部分，画在原理图的左边。控制电路 是通过弱电流的电路，一般由按钮、电器元件的线圈、 接触器的辅助触点、继电器的触点等组成，画在原理 图的右边。 采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的 各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。 若有多个同类电器，可在文字符号后加上数字序号， 如KM1、KM2等。
衔铁 线圈
延时打开触头
延时闭合触头
线圈通电 衔铁吸合（向下）
连杆动作
触头动作
时间继电器是电路中控制动作时间的设备。它利用电磁原理来实现触 头的延时接通和断开。 通电延时：当线圈通电时触头延时动作，线圈断电时使触头瞬时复位； 断电延时：线圈断电时使触头延时复位，线圈通电时使触头瞬时动作。
3、热继电器
4）安全电压：人体触电时所承受的电压越低， 通过人体的电流就越小，触电伤害就越轻。 5）触电急救
1.关断电源
2.用干燥的带有绝缘柄的工具 3.用干燥的木棒、皮带等挑开导线
二、电气控制理论知识
1、控制元、器件的符号
电气控制线路图是电气工程技术的通用语言，它 由各种电器元件的图形符号、文字符号组成. 图形符号：通常用于图样或其他文件以表示一个设备或 概念的图形、标记或字符，统称为图形符号。
电气控制技能的主要内容
1. 2. 3. 4. 5. 控制元、器件的符号 常用低压控制电器 电气控制线路绘制的基本原则 典型控制线路的分析 交流电动机的控制
一、安全用电常识
有关人体触电的知识
1）人体触电的种类 电击 ：是指电流通过人体时所造成的内伤。 电伤 ：是在电流的热效应、化学效应、机械效应 以及电流本身作用下造成的人体外伤。 2）人体触电的方式 单相触电 两相触电 3）安全电流：人体允许电流是指发生触电后触电 者能自行摆脱电源，解除触电危害的最大电流。
工作原理
根据电磁原理工作：当电磁 线圈通电后，线圈电流产生磁场， 使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁， 并带动触点动作，使常闭触点断 开，常开触点闭合，两者是联动 的。当线圈断电时，电磁力消失， 衔铁在释放弹簧的作用下降放， 使触点复原，即常开触点断开， 常闭触点闭合。
六、继电器
1、中间继电器：中间继电器原理与接触器相同，只是触电系统无主、辅触
四、熔断器
熔断器主要由熔体和安装 熔体的绝缘管(绝缘座)组 成。使用时，熔体串接于 被保护的电路中。当流过 熔体的电流大于它的整定 值时，熔体立刻熔断，切 断电源，起到保护作用。
FU 图符号
熔断器的种类
2、螺旋式熔断器
1. 插入式熔断器 它常用于380V及
以下电压等级的线路末端，作为配 电支线或电气设备的短路保护用。 1-底座 2-熔体 3-瓷帽
开关类电器之三
3）自动空气开关
自动空气开关又称自动空气断 路器，它集控制和多种保护功能 于一身，除能完成接通和分断电 路外，还能对电路或电气设备发 生的短路、严重过载及失压等进 行保护。
二、控制按钮
控制按钮是一种结构 简单，应用广泛的主 令电器。 控制按钮由按钮帽、 复位弹簧、支柱连杆、 桥式动触头、静触头 和外壳构成。
刀开关的典型结构由操作手柄、动触头、 静夹座和绝缘底板等组成，推动手柄使动触 刀插入静夹座中，电路就会被接通。 闸刀开关的主要结构如图示
开关类电器之二
2） 转换开关
转换开关又成为组合开关，它实质上也是一种特殊 刀开关，它具有多触头、多位置、体积小、性能可靠、 操作方便、安装灵活等特点。
如果组合开关用于控制电动机正反转， 则在从正转切换到反转的过程中，必须先 经过停止位置。
三相笼型异步电动机顺序控制线路
按起动按钮SB1KM线圈得电KM常开主辅触点闭合M转动； 自锁 按停止按钮SB2KM线圈失电KM常开主辅触点断开M停车。
三 相 笼 型 异 步 电 动 机 自 锁 控 制 线 路
三相笼型异步电动机自动往返控制线路
• 按SB1M正转、台右行SQ1 M正转停 M反转、台左行 SQ2 M反转停 M正转，台右行 • 按SB3 M停车 • 按SB2台先左行然后自动往返运行，按SB3可随时停车。
定子铁心及冲片示意图
二、转子部分
笼形绕组
（1）转子铁心 是用0.5mm厚的硅钢片叠 压而成，套在转轴上，作用和 定子铁心相同，一方面作为电 动机磁路的一部分，一方面用 来安放转子绕组。 （2）转子绕组 异步电动机的转子绕组分 为绕线形与笼形两种，由此分 为绕线转子异步电动机与笼形 异步电动机。
在转子铁心的每一个 槽中插入一根铜条，在铜条两端各 用一个铜环（称为端环）把导条连 接起来，称为铜排转子
3、封闭式熔断器
1-动触点 2-熔体 3-瓷插件 4-静触点 5瓷座
1-铜圈 2-熔断管 3-管帽 4-插 座 5-特殊垫圈 6-熔体 7-熔片
五、接触器
接触器，是一种用来 自动接通或断开大电流电 路的电器。其主要控制对 象是电动机。 接触器具有控制容量 大、过载能力强、寿命长、 设备简单经济等特点，是 电力拖动自动控制线路中 使用最广泛的电器元件。 按照所控制电路的种类、 接触器可分为交流接触器 和直流接触器两大类。
量不够时，可利用中间继电器来切换多条
控制电路。
2、时间继ຫໍສະໝຸດ Baidu器
时间继电器是 一种利用电磁原理或机械 动作原理实现触点延时接 通或断开的自动控制电器， 主要适用于需要按时间顺 序进行控制的 电气控制系统中，其种 类很多，常用的有电磁式、 空气阻尼式、电动式和晶 体管式等 。
调整螺钉
气室
时间继电器工作原理
主讲教师：桑林
工程训练与基础实验中心
电气控制技能练训
1.课程性质、任务与目的 2.实践环节与内容 3.注意事项
课程性质、任务及目的
电气控制技能训练主要是围绕交流电 动机的控制，训练工科学生一些简单的电 气控制方法、控制手段，使之理解电气控 制方面的基本知识和操作技能，了解电气 控制在工程中的应用。
交流接触器产品外形图
交流接触器的结构
交流接触器由电磁系统、 触点系统、灭弧装置及其他 部分组成。 接触器结构组成及作用：
铁芯、衔铁 电磁系统 触头系统 通电线圈 三对主触头：控制主电路 的 通、断. 两对辅助常开触头、两对 辅助常闭触头：自锁和互 锁
接触器的型号： CJ10、CJ12、 CJ10X、CJ20、3TB、 3TD等 CJ20系列为全国统一新产品。
高压电器是指额定电压3kV及以上的电器。 低压电器是指交流电压为1000V或直流电压为1200V以下的电
器。
一、 开关类电器
低压开关主要用作隔离、转换以及接通和分段电 路用。常作为机床电路的电源开关，或用于局部照明 电路的控制以及小容量电动机的启动、停止和正反转 的控制等。
开关类电器之一
1）刀开关
定子是用来产生旋转磁场 的。三相电动机的定子一般 由外壳、定子铁心、定子绕 组等部分组成。
定 子 绕 组
定子绕组是三相电动 机的电路部分，三相电 动机有三相绕组，通入 三相对称电流时，就会 产生旋转磁场。
定 子 铁 心：异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分， 铁心内圆有均匀分布的槽口，用来嵌放定子绕圈。 机 座 ： 铸铁或铸钢 浇铸成型，它的作用是 保护和固定定子铁心及 端盖，具有较强的机械 强度和刚度。
1一灭弧罩 2一触点压力弹簧片 3一主触点
4一反作用弹簧
5一线圈 6一短路环
7一静铁心
8一弹簧 9一动铁心 10一辅助常开触点 11一辅助常闭触点
CJ10-20型交流接触器
• （1）电磁机构 电磁机构由线圈、动铁心(衔铁)和 静铁心组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产 生电磁吸力带动触点动作。 • （2）触点系统 包括主触点和辅助触点。主触点 用于通断主电路，通常为三对常开触点。辅助触点 用于控制电路，起电气联锁作用，故又称联锁触点， 一般常开、常闭各两对。 • （3）灭弧装置 容量在10A以上的接触器都有灭弧 装置。
热继电器(FR)主要用于 电力拖动系统中电动机 负载的过载保护。热继 电器主要由热元件、双 金属片和触点组成 。 I
热继电器产品图
发热元件 双金 属片 扣板
工作原理：
常闭触头
热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路以保护电器的设备。发 热元件接入电机出电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属 片下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。
电 动 机 正 反 转 控 制
三相交流电动机基本知识
主要内容
一、三相异步电动机的基本结构 二、三相异步电动机的工作原理
电动机
直流电动机 交流电动机 异步电动机 同步电动机
三相异步电动机分成两个基本部分：
定子 (固定部分)：由机座、机座内圆筒铁心和定子绕组组成。
笼形 转子 (旋转部分)
绕线形
一、定子部分
文字符号：文字符号分为基本文字符号和补充文字符号
单字母、双字母及辅助文字符号
常用低压电器
电器是对于电能的生产、输送、分配和应用起控制、调节、检 测及保护等作用的工具之总称。如开关、熔断器、变压器都属于 电器。 控制电器：可以按照外界指定的信号手动或自动的接通或断 开电路，实现对电路控制的电器。 按工作电压高低，电器可分为高压电器和低压电器两大类。
点之分，触点容量相同。中间继电器的触点容量较小，对于电动机额定电 流不超过5 A的电气控制系统，可以用其替换接触器来控制，所以中间继电 器也是小容量的接触器。
用途：① 当电压或电流继电器触点容量
不够时，也可借助中间继电器来控制，用
中间继电器作为执行元件， 这时中间继电 器被当作一级放大器用； ② 当其他继电器或接触器触点数
复合按钮
SB
电路符号 常开(动合)按钮
SB 电路符号
SB 电路符号
常闭(动断)按钮
三、位置开关（行程开关）
SQ SQ
位置开关产品外形图
结构原理图及图符号
工作原理：当运动机构的挡铁压到位置开关的滚轮上时，转动
杠杆连同转轴一起转动，凸轮撞动撞块使得常闭触点断开，常开 触点闭合；挡铁移开后，复位弹簧使其复位。
电气控制的基本线路
电气控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电 路和控制电路。主电路包括从电源到电动机的电路， 是强电流通过的部分，画在原理图的左边。控制电路 是通过弱电流的电路，一般由按钮、电器元件的线圈、 接触器的辅助触点、继电器的触点等组成，画在原理 图的右边。 采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的 各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。 若有多个同类电器，可在文字符号后加上数字序号， 如KM1、KM2等。
衔铁 线圈
延时打开触头
延时闭合触头
线圈通电 衔铁吸合（向下）
连杆动作
触头动作
时间继电器是电路中控制动作时间的设备。它利用电磁原理来实现触 头的延时接通和断开。 通电延时：当线圈通电时触头延时动作，线圈断电时使触头瞬时复位； 断电延时：线圈断电时使触头延时复位，线圈通电时使触头瞬时动作。
3、热继电器
4）安全电压：人体触电时所承受的电压越低， 通过人体的电流就越小，触电伤害就越轻。 5）触电急救
1.关断电源
2.用干燥的带有绝缘柄的工具 3.用干燥的木棒、皮带等挑开导线
二、电气控制理论知识
1、控制元、器件的符号
电气控制线路图是电气工程技术的通用语言，它 由各种电器元件的图形符号、文字符号组成. 图形符号：通常用于图样或其他文件以表示一个设备或 概念的图形、标记或字符，统称为图形符号。
电气控制技能的主要内容
1. 2. 3. 4. 5. 控制元、器件的符号 常用低压控制电器 电气控制线路绘制的基本原则 典型控制线路的分析 交流电动机的控制
一、安全用电常识
有关人体触电的知识
1）人体触电的种类 电击 ：是指电流通过人体时所造成的内伤。 电伤 ：是在电流的热效应、化学效应、机械效应 以及电流本身作用下造成的人体外伤。 2）人体触电的方式 单相触电 两相触电 3）安全电流：人体允许电流是指发生触电后触电 者能自行摆脱电源，解除触电危害的最大电流。
工作原理
根据电磁原理工作：当电磁 线圈通电后，线圈电流产生磁场， 使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁， 并带动触点动作，使常闭触点断 开，常开触点闭合，两者是联动 的。当线圈断电时，电磁力消失， 衔铁在释放弹簧的作用下降放， 使触点复原，即常开触点断开， 常闭触点闭合。
六、继电器
1、中间继电器：中间继电器原理与接触器相同，只是触电系统无主、辅触
四、熔断器
熔断器主要由熔体和安装 熔体的绝缘管(绝缘座)组 成。使用时，熔体串接于 被保护的电路中。当流过 熔体的电流大于它的整定 值时，熔体立刻熔断，切 断电源，起到保护作用。
FU 图符号
熔断器的种类
2、螺旋式熔断器
1. 插入式熔断器 它常用于380V及
以下电压等级的线路末端，作为配 电支线或电气设备的短路保护用。 1-底座 2-熔体 3-瓷帽
开关类电器之三
3）自动空气开关
自动空气开关又称自动空气断 路器，它集控制和多种保护功能 于一身，除能完成接通和分断电 路外，还能对电路或电气设备发 生的短路、严重过载及失压等进 行保护。
二、控制按钮
控制按钮是一种结构 简单，应用广泛的主 令电器。 控制按钮由按钮帽、 复位弹簧、支柱连杆、 桥式动触头、静触头 和外壳构成。
刀开关的典型结构由操作手柄、动触头、 静夹座和绝缘底板等组成，推动手柄使动触 刀插入静夹座中，电路就会被接通。 闸刀开关的主要结构如图示
开关类电器之二
2） 转换开关
转换开关又成为组合开关，它实质上也是一种特殊 刀开关，它具有多触头、多位置、体积小、性能可靠、 操作方便、安装灵活等特点。
如果组合开关用于控制电动机正反转， 则在从正转切换到反转的过程中，必须先 经过停止位置。
三相笼型异步电动机顺序控制线路
按起动按钮SB1KM线圈得电KM常开主辅触点闭合M转动； 自锁 按停止按钮SB2KM线圈失电KM常开主辅触点断开M停车。
三 相 笼 型 异 步 电 动 机 自 锁 控 制 线 路
三相笼型异步电动机自动往返控制线路
• 按SB1M正转、台右行SQ1 M正转停 M反转、台左行 SQ2 M反转停 M正转，台右行 • 按SB3 M停车 • 按SB2台先左行然后自动往返运行，按SB3可随时停车。
定子铁心及冲片示意图
二、转子部分
笼形绕组
（1）转子铁心 是用0.5mm厚的硅钢片叠 压而成，套在转轴上，作用和 定子铁心相同，一方面作为电 动机磁路的一部分，一方面用 来安放转子绕组。 （2）转子绕组 异步电动机的转子绕组分 为绕线形与笼形两种，由此分 为绕线转子异步电动机与笼形 异步电动机。
在转子铁心的每一个 槽中插入一根铜条，在铜条两端各 用一个铜环（称为端环）把导条连 接起来，称为铜排转子
3、封闭式熔断器
1-动触点 2-熔体 3-瓷插件 4-静触点 5瓷座
1-铜圈 2-熔断管 3-管帽 4-插 座 5-特殊垫圈 6-熔体 7-熔片
五、接触器
接触器，是一种用来 自动接通或断开大电流电 路的电器。其主要控制对 象是电动机。 接触器具有控制容量 大、过载能力强、寿命长、 设备简单经济等特点，是 电力拖动自动控制线路中 使用最广泛的电器元件。 按照所控制电路的种类、 接触器可分为交流接触器 和直流接触器两大类。
量不够时，可利用中间继电器来切换多条
控制电路。
2、时间继ຫໍສະໝຸດ Baidu器
时间继电器是 一种利用电磁原理或机械 动作原理实现触点延时接 通或断开的自动控制电器， 主要适用于需要按时间顺 序进行控制的 电气控制系统中，其种 类很多，常用的有电磁式、 空气阻尼式、电动式和晶 体管式等 。
调整螺钉
气室
时间继电器工作原理