电工学少学时第七章

可实现短路、过载、失压保护。 锁钩
释放弹簧
过流 脱扣器
欠压 脱扣器
主触点 手动闭合
连杆装置
衔铁释放
自动空气断路器原理图
1.作用:兼有刀开关和熔断器的作用 2.符号:
Q
× × ×
断路器在动作后，不必像熔断器那样更换熔体， 故障排除后，若需要重新启动，只要通过操作手柄 合上触点即可。
断路器（空气开关）
(b)示意图
行程开关是利用运动部件的撞 击来闭合和切断控制电路的。
运动部件
常闭触点断开 常开触点闭合
结构示意图
常闭（动断）触点
SQ
常开（动合）触点
SQ
电路符号
SQ
电路符号
复合触点
（二）行程控制 SQb
SQa
限位开关 逆程 正程
行程控制： 控制某些机械的行 程，当运动部件到达 一定行程位置时利用 行程开关进行控制。 自动往返运动： 1. 能正向运行也能 反向运行 2. 到位后能自动返 回
7.2
起停自动控制
笼式电动机的起停自动控制电路是控制电路中最 简单、最常用的一种电路。
（一）按钮
按钮常用于接通和断开控制电路。
常闭触点
(a) 外形图
常开触点
(b) 结构
按钮帽
结 复位弹簧 支柱连杆
常闭静触头
构 1 2 3 符 SB SB 4 1 3 2 4
桥式静触头
常开静触头 外壳
号
名 称 常闭按钮 (停止按钮) 常开按钮 (起动按钮)
电机
SQb
SQa
挡块
1
前进(正转）
后退
2
SQb
SQa
按SBF时 KMF通电 电机正转 工作台前进 到达预定位置， 挡块1撞击SQb (其常闭断开， 常开闭合) KMF断电 停止正转 KMR通电 电机反转 (工作台后退)
行程开关 自动往返运动： KMF SQ KM b R SB SB
F
SQa
KMF SBR
KMR
SQa
KMF KMR
SQb
7.6 时间控制
时间继电器是按一定要求来接通或断开被控制 电路的控制电器，用以协调和控制生产机械的各种 动作。 是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过 一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时控制。 在交流电路中常采用空气式时间继电器，它是 利用空气阻尼作用而达到动作延时的目的。
KM2 接法 Y接法
KM3
KM2
KM2
.
.
SB1
通电瞬 时闭合
通电延 时断开
SB2
KT
KM1 复合 按钮
KT KM3 KM2
KM1
通 电
KT
通 电 通 电
通电延时 继电器
KM1接通电源 KM2—绕组联接 KM3—绕组Y联接 起动过程：
KM3
断 电
KM1
常闭断开 KM1通电 常开闭合 按SB2 KM 断电 自锁 2 电动机Y接起动
SB
闭合
. . .
“联锁”触点 KMF KMR 通电 SB
F
按下SBF 电机正转
.
KMF SBR
.
KMF
KMR 断电
缺点： 改变转向时必须 先按停止按 钮。
KMR 断开 在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工 作的控制作用，称为“联锁”。 利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。 解决措施：在控制电路中加入机械连锁。
扣板
双金属片
弹簧
复位按钮
热继电器的结构原理图
I 发热元件 I
常闭触点打开从而断
开电动机的主电路
常闭触点
扣板
双金属片
wk.baidu.com
弹簧
复位按钮
四、控制电路
刀开关Q 按扭SB SB 13 SB 2 5 2
熔断器FU 交流接触器KM 1
4 M 3～
热继电器FR
(a)结构图
电动机的保护 短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘 损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产 生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通 常采用熔断器 FU和过流继电器等。 欠压是指电动机工作时，引起电流增加甚至 使电动机停转，失压(零压)是指电源电压消失而 使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能 自动重新起动(亦称自起动)，易造成人身或设备 故障。常用的失压和欠压保护有：对接触器实行 自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。 过载保护是为防止三相电动机在运行中电流 超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR 保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。
SB
机械联锁
SBF
KMR KMF
KMF SBR KMR
KMF KMR 电气联锁
利用复合 按钮的触 点实现联 锁控制称 机械联锁。
鼠笼式电动机正反转的控制线路
SB
断开
SBF
KMR KMF 先断开 KMF KMR 闭合 停止正转 断电 通电
KMF SBR 闭合 闭合 当电机正转时， 按下反转按钮SBR
SB
复合按钮
二、交流接触器
功能： 用来接通或切断电动 机或其他负载的主电 路的一种控制电器。
利用电磁吸力工作 的自动电器。
1. 接触器的基本结构
主触点
绝缘支架 辅助触点
动触点 静触点 上铁心
主触点
辅助触点
CJ0
吸引线圈 上铁心
下铁心
吸引 线圈
下铁心
3. 接触器的图形符号和文字符号
主触点 KM
KM
第7章 电气自动控制
7.1 手动控制
7.2 起停控制电路 7.3 正反控制电路 7.4 顺序连锁控制电路
7.5 行程控制
7.6 时间控制
7.1 手动控制
(一).刀开关（Q） 1.作用：起接通电源的作用
单刀：用在某一相线上 分为： 双刀：用在两相上 三刀: 用在三相上 2.符号：
Q
3.选择: 选择额定电压和额定电流分别等于或稍大 于电动机的额定电压和额定电流
第 7 章
电气自动控制
自动控制可以通过电气、机械、液压或气动 等手段来实现。其中以电气自动控制的应用最广 泛、最方便。 控制电路是由用电设备、控制电器和保护电 器组成。 用来控制用电设备工作状态的电器称为控制 电器。
用来保护电源和用电设备的电器称为保护电 器。 在低压供电系统中使用的电器称为低压电器。 低压电器分为手动电器和自动电器。
通电延 时断开
SB1
SB2
KT
时间继电器的分类
通电延时型时间继电器
断电延时型时间继电器
一、通电延时型空气式时间继电器
出气孔 橡皮膜 活塞 进气孔 调节螺钉 微动开关2
释放弹簧 恢复弹簧
动铁心 线 圈
杠杆
托板
微动开关1
静铁心
时间继电器线圈通电后
出气孔 橡皮膜 活塞 进气孔 调节螺钉
释放弹簧
恢复弹簧 动铁心 静铁心
杠杆
i
瞬时动作的触点
出气孔 橡皮膜
进气孔 调节螺钉 活塞
释放弹簧
恢复弹簧 动铁心 静铁心
杠杆
i
瞬时动作的触点
出气孔 橡皮膜
进气孔 调节螺钉 活塞
释放弹簧
恢复弹簧 动铁心 静铁心
杠杆
i
瞬时动作的触点
出气孔 橡皮膜
进气孔 调节螺钉 活塞
释放弹簧
恢复弹簧 动铁心 静铁心
杠杆
i
瞬时动作的触点
出气孔 橡皮膜
进气孔 调节螺钉 延时动作的触点
静铁心
释放弹簧
杠杆
微动开关
线 圈
出气孔
进气孔
调节螺钉
微动开关
断 橡皮膜 电 后 活塞 开 始 延 时
静铁心
释放弹簧
杠杆
微动开关
线 圈
出气孔
进气孔
调节螺钉
延时触点归位
断 橡皮膜 电 后 开 始 延 时
活塞 释放弹簧 杠杆 静铁心
微动开关
动铁心 线 圈
恢复弹簧
通电延时型时间继电器符号
KT KT
KT
刀开关
在自动控制电路中，刀开关主要是用作电 源的隔离开关，以便在更换熔断器、检修用电 设备或用电设备长期不工作时用来断开电源。
（二）熔断器
用于低压线路中的短路保护。 符号 FU
• 结构：熔体、外壳。 • 种类： 插入式、螺旋式、 管式、填料式 。 额定电流 ： 2 A ~ 600 A。
(三)自动空气断路器(自动开关)
KM2断电
KM2
KM2
常闭延时断开 KT通电 常开闭合 KM3通电 绕组Y接 常闭断开
.
.
SB1
SB2
KT
KT KM3
KM1
通 电
KT
通 电
KM1接通电源 KM2—绕组联接 KM3—绕组Y联接 起动过程：
KM1
KM2
通 电
KM3
断 电
KM1 KM2
KM2
常闭断开 KM2断电 KM1通电 常开闭合 常闭延时断开 KT通电 按SB2 KM 断电 常开闭合 自锁 2 KM3通电 绕组Y接 电动机Y接起动 松开SB2, 电机仍处于Y 接起动状态。常闭断开
继电接触控制线路由一些基本控制环节组成， 下面介绍继电接触控制线路的绘制。 在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图， 它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原 理。 电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法： 1. 按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。 2. 控制线路由主电路(被控制负载所在电路) 和控制电路 (控制主电路状态)组成。 3. 属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和 触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同 的电路中，但必须标注相同的文字符号。
活塞 释放弹簧
恢复弹簧 动铁心 静铁心 瞬时动作的触点
杠杆
i
断电后立刻复位
出气孔 橡皮膜 活塞 进气孔 调节螺钉 微动开关2
释放弹簧
恢复弹簧 动铁心 线 圈 静铁心
杠杆
微动开关1
通电延时型时间继电器符号
KT KT
线圈
延时闭合的常开触头
KT
常闭
KT
KT
延时打开的常闭触头 常开
二、断电延时型空气式时间继电器
线圈 常开触点 KM
常闭触点
KM
~ ~380
主触头 弹簧
动作过程 线圈通电 衔铁被吸合 触头闭合
线圈
铁芯 衔铁 电机
M 3~
常 开 触 头
常 闭 触 头
电机接通 电源
辅助触头
点动控制
~ ~380
主触头闭合
动作过程 线圈通电 衔铁被吸合 触头闭合
常 开 触 头 闭 合 常 闭 触 头 断 开
~ 220
电机接通 电源
M 3~
三、热继电器
用于电动机的过载保护。
(a) 外形
(b) 结构
热继电器外形与结构
热继电器的结构原理图
I 发热元件 I
常闭触点
扣板
双金属片
当主电路中电流超 过容许值而使双金 属片受热时，它便 向上弯曲，因而脱 钩，常闭触点断开
弹簧
复位按钮
热继电器的结构原理图
I 发热元件 I
常闭触点
Q
FR KM
控 制
FU
主
SB2 KM FR
SB1
电
路
电
路
KM
主电路： M 3~
三相电源—Q—FU—
KM（主触点）—FR（热元件）—M
Q FU SB2 KM FR SB1
FR KM
控
制
电 路
KM
控制电路： M 3~
1—SB2—SB1—KM（线圈）
KM（辅助触点） 2———FR（常闭触点）
点动及长动控制线路
按下起动按钮，电动机运转，松开起动按钮 ， 电动机停转。 FR
~ SB1
SB2 SB3 KM
KM
点动按钮SB3的作用： (1) 使接触器线圈KM通电； (2) 使线圈KM不能自锁。
复合按钮
点动时： 按下SB3
电机运转
FR
~ SB1
SB2 SB3
KM
通电
KM
先断开 闭合
后闭合
自锁触点不起作用
松开SB3
KMR
电机反转
7.4 顺序联锁控制
例如：皮带运输
2#
1#
起动要求: 1#电机先起动，2#电机才动。 停车要求: 2#电机先停，1#电机才停。
KM1
KM2
7.5 行程控制
一、行程开关(限位开关)
用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。 结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。 未撞击 撞击
(a)外形图
常闭
延时闭合的常开触头
KT
线圈
KT
常开 断电延时型时间继电器的符号
KT
延时打开的常闭触头
KT
KT
线圈
延时恢复闭合 的常闭触头
延时打开的 常开触头
时间控制
Q FU 1. Y– 换接起动控制线路
.
V1
.
SB1
SB2
KT
KT KM3
KM2
KM1 KT KM3 KM1
KM1
U1 W1
KM1
U2
V2 W2
出气孔
橡皮膜 活塞 进气孔 调节螺钉 微动开关
释放弹簧
杠杆 静铁心 微动开关 动铁心 恢复弹簧 线 圈
断 电 出气孔 延 时 时 橡皮膜 间 活塞 继 电 器 释放弹簧 通 电 后
静铁心
进气孔
调节螺钉 延时动作的触点
杠杆
瞬时动作的触点
动铁心 线 圈
出气孔
进气孔
调节螺钉
微动开关
断 橡皮膜 电 后 活塞 开 始 延 时
4. 所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下 的正常状态画出，即按通电前的状态绘制。 5. 与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等) 在控 制电路中不画出。
分析和设计控制电路时应注意以下几点：
(1) 使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准 确可靠 (2) 尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一 个电器的控制电路。 (3) 必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈 串联。
FR
~ SB1
SB2 SB3
KM
KM
后闭合 断开
断电
先断开
松开SB3
电机停转
实现点动
用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。 FR
~ SB1
SB2 SB3 KM
KM
断电
断开
后闭合
先断开
7.3 正反转控制
在生产上往往要求运动部件向正反两个方向 运动。也就是让电动机做正反转运动。我们在学习 电动机的工作原理时已经知道，只要将接到电源的 任意两根联线对调即可。 需要用两个接触器来实现这一要求。 当正转接触器工作时，电动机正转； 当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任 意两根联线对调一下，电动机反转。