电力拖动教案

绪论

一、电力拖动

电力拖动是指用电动机拖动生产机械的工作机构，使之运转的一种方法。 电力拖动系统一般由四个子系统组成： —-————电源

↓↓

控制设备 —-→电动机 ——→传动机构 ——→工作机构 电源：电动机和控制设备的能源，分为交流电源和直流电源。

控制设备:用来控制电动机的运转，由各种控制电动机、电器、自动化元件及工业控制计算机组成。 电动机：生产机械的原动机,将电能转换成机械能，分为交流电动机和直流电动机。

传动机构:在电动机和工作机构之间传递动力的装置，如减速箱、联轴器、传动带等。

二、学习目标

1、熟悉机床电力拖动的特点及控制要求； 2、正确选择、安装、测量和使用低压电器； 3、识读电路图；

4、能设计简单的电路.

第一单元 常用低压电器及其安装、检测与维修

§1-1 低压电器的分类和常用术语

学习目标：熟悉低压电器的分类方法和常用术语的含义

凡是采用电力拖动和生产机械,其电动机的运转都是由各种电器构成的控制线路来进行控制的。

电器：所谓电器就是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通或断开电路，实现对电路或非电对象地切换、控制、保护、检测和调节的元件或设备。 电器的种类:

根据工作电压的高低，电器可分为： 1、高压电器

2、低压电器 ———- 交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的

电器称为低压电器.

一、低压电器的分类

1、按低压电器的用途和所控制的对象分为：

低压配电电器 ———— 包括低压开关、低压熔断器等。主要用于低压配

电系统及动力设备中.

低压控制电器 ———— 包括接触器、继电器、电磁铁等，主要用于电力

拖动及自动控制系统中。

2、按低压电器的动作方式分：

自动切换电器 —-—- 依靠电器本身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通

或分断等动作的电器，如接触器、继电器等。

非自动切换电器 -—-— 主要依靠外力直接操作来进行切换的电器,如按

钮、低压开关等.

3、按低压电器的执行机构分：

有触点电器 —--— 具有可分离的动触点和静触点，主要利用触点的接触

和分离来实现电路的接通和断开控制，如接触器、继电器等.

无触点电器 ———— 没有可分离的触点,主要利用半导体元器件的开关效

应来实现电路的通断控制，如接近开关、固态继电器等。

二、低压电器的常用术语

1、通断时间 —- 从电流开始在开关电器的一个极流过的瞬间起，到所有

极的电弧最终熄灭的瞬间为止的时间间隔。

2、燃弧时间 —— 电器分断过程中，从触头断开(或熔体熔断）出现电弧的瞬

间开始，至电弧完全熄灭为止的时间间隔.

3、分断能力 —— 开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下分断的预期

分断电流值.

4、接通能力—— 开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下接通的预期接

通电流值。

5、通断能力—— 开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下接通和分断的

预期电流值。

6、短路接通能力—-在规定的条件下，包括开关电器的出线端短路在内的接通

能力。

7、短路分断能力——在规定的条件下,包括开关电器的出线端短路在内的分断

能力.

8、操作频率 —— 开关电器在每小时内可能实现的最高循环操作次数。

9、通电持续率 —— 开关电器的有载时间和工作周期之比,常以百分数表示。 10、电寿命 —- 在规定的正常工作条件下，机械开关电器不需要修理或更换

的负载操作循环次数。

§1—2 低压熔断器

学习目标：能正确识别、选择、安装、使用低压熔断器，熟悉其功能、基本结构、工作原理及型号含义，熟记其图形符号和文字符号。

低压熔断器的作用：在线路中作短路保护。

使用时，熔断器应串联在被保护的电路中。 图形、文字符号如下：

一、熔断器的结构与主要技术参数

1、熔断器主要有熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。

熔体 —— 是熔断器的核心，常做成丝状、片状或栅状，材料有铅锡合金、

锌、铜、银等.

熔管 -— 是熔体的保护外壳,用耐热绝缘材料制成，在熔体熔断时兼有灭弧

作用。

熔座 -— 是熔断器的底座，用于固定熔管和外接引线。 2、熔断器的主要技术参数

（1）额定电压 —— 指熔断器长期工作所能承受的电压。 （2)额定电流 —- 指保证熔断器能长期正常工作的电流。

熔体的额定电流 —— 熔体的额定电流是指在规定的工作条件下，长时间通过

熔体而熔体不熔断的最大电流值。

一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体，但要保证：

IN熔断器＞ IN熔体

(3）分断能力 —— 在规定的使用和性能条件下，在规定电压下熔断器能分断

的预期分断电流值。

（4）时间 - 电流特性 —--也称为安 - 秒特性或保护特性,是指在规定的条件

下,表征流过熔体的电流与熔体熔断时间的关系曲线.是反时限特性。

最小熔化电流或临界电流IRmin—— 在1～2小时内能熔断的最小电流值作为最小熔断电流。

熔断器对过载的反应是很不灵敏的，当电气设备发生轻度过载时，熔断器将持续很长时间才能熔断，有时甚至不熔断。因此，除照明和电加热电路外，熔断器一般不宜作过载保护电器，主要用于短路保护。

二、常用低压熔断器 熔断器型号及含义如下:

□□□－□／□

从左至右：1、R -- 熔断器

2、型式：C — 瓷插式；L - 螺旋式；M — 无填料密封管式； T — 有填料密封管式；S — 快速式；Z — 自复式 3、设计代号

4、熔断器额定电流 （A） 5、熔体额定电流 （A） 常用熔断器:

1、RC1A系列瓷插式： 组成 —- 瓷座、瓷盖、动触头、静触头及熔丝。

特点：极限分断能力较差，在易燃易爆的工作场合应禁

止使用。

应用场合：50HZ、380V以下，电流为5～200A的低压线

路和用电设备中,在照明线路中还可起过载保护.

2、RL1系列螺旋式熔断器：

组成：瓷帽、熔断管、瓷套、上接线座、下接线座及瓷底座等。

特点：分断能力较高，结构紧凑，体积小,安装面积小，更换熔体方便,工作

安全可靠，熔丝熔断后有明显指示.

应用场合:用于控制箱、配电屏、机床设备及振动较大的场合,交流额定电压

500V、额定电流200A及以下的电路中。

3、RM10系列封闭管式：

组成：熔断管、熔体、夹头及夹座等部分组成。熔体为变截面的熔片。 应用场合:用于交流额定电压380V、直流440V及以下、电流在600A以下的

电力线路中。

4、RT0系列有填料封闭管式:

组成:熔管、底座、夹头、夹座等组成.

熔管（高频电工瓷）；熔体(两片网状紫铜片,中间锡桥)；

特点:分断能力比同容量的RM10型大2。5~4倍。熔体熔断后有醒目的红色熔

断信号。应用场合：交流380V及以下短路电流较大的电力输配电系统中。

§1-2 低压熔断器

5、NG30系列有填料封闭管式圆筒帽形： 组成：熔断体及支持件组成.

熔断体由熔管、熔体填表料纯铜片（或铜丝)变截面.内有石英砂。 支持件由底板、载熔体、插座组成.有熔断指示灯. 应用场合:交流50HZ、额定电压380V、额定电流63A及以下工业装置的电线

路中。

6、RS0、RS3系列有填料快速熔断器：

要求:在6倍额定电流时，熔断时间不大于20ms。熔断时间短，动作迅速

(小于5ms)。内有石英填表料熔体采用变截面状银片。

应用场合：用于半导体硅整流元件的过电流保护。 7、自复式：

组成：是采用气体、超导体或液态金属钠等作熔体的限流元件。

特点：限流作用显著、动作时间短、动作后不必更换熔体、能重复使用、

能实现自动重合闸。

应用场合：用于交流380V的电路与断路器配合使用。 三、熔断器的选用

熔断器的要求：在电气设备正常运行时，熔断器应不熔断；在出现短路

故障时,应立即熔断；在电流发生正常变动（如电动机启动过程)时，熔断器应不熔断;在用电设备持续过载时，应延时熔断。

选用内容:熔断器类型、额定电压、额定电流和熔体额定电流。 1、熔断器类型的选用

根据使用环境、负载性质和短路电流的大小选用。

如：照明 —- 选RT或RC1A； 易燃气体环境 -— 选用RT0系列有填料

封闭管式； 机床控制线路 —— 选用RL系列；半导体保护 —- 选用RS或RLS系列快速熔断器。

2、熔断器额定电压和额定电流的选用

URN≥UN线路； IRN≥IN熔体； 分断能力＞Imax最大短路 3、熔体额定电流的选用

(1）对照明和电热等电流较平稳、无冲击电流的负载:熔体的额定电流应

等于或稍大于负载的额定电流。

（2)对一台不经常启动且启动时间不长的电动机：

IRN≥(1。5～2.5）ＩN电机

（3）对多台电动机：IRN≥（1.5～2。5）ＩN max电机＋ΣIN

例题：P15页.

四、熔断器的安装与使用

1、检查是否完整无损,标有额定电压、额定电流值.

2、安装时应保证熔体与夹头、夹头与夹座接触良好。瓷插式应垂直安装；螺旋式接线：电源线接在下接线座上，负载线接在上接线座上。 3、不能用多根小规格的熔体并联代替一根大规格的熔体。 多级保护: I上级＞ 2 I下级

4、必须切断电源更换熔体或熔管，禁止带负荷操作,管式熔体应用专用基金的绝缘插拨器进行更换。

5、对RM10系列，在切断过三次相当于分断能力的电流后，须更换熔断管。 6、熔体熔断后应分析、排除故障后，再更换同规格的熔体,禁止用铜丝或铁丝代替。

7、熔断器兼作隔离器时,应装在开关的电源进线端;若公作短路保护用，应装在开关的出线端.

五、熔断器常见故障及处理

1、瞬间熔断 —— 熔体选小;负载短路或接地； 熔体受机械损伤。 2、熔体未断，但电路不通 —- 熔体或接线座接触不良。

§1—3 低压开关

学习目标：能正确识别、选用、安装、使用低压断路器、负荷开关、组合开关，熟悉它们的功能、基本结构、工作原理及型号含义熟记它们的图形符号和文字符号。 一、低压断路器

1、低压断路器的功能又叫自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器。为非自动切换电器,在线路工作正常时，它作为电源开关接通和分断电路；当电路中发生短路、过载和失压或欠压时，能自动要断故障电路。

应用场合：操作不频繁的机床电路的电源开关和局部照明电路的控制开关,也可直接控制小容量电动机的启动、停止和正反转。

优点：操作安全、安装使用方便、工作可靠、动作值可调、分断能力较高、兼作多种

保护、动作后不需更换元件等.

2、低压断路器的分类

(1）按结构型式分 —— 塑壳式（装置式）、万能式（框架式）、限流式、直流快速式、

灭磁式和漏电保护式。

（2）按操作方式分 —— 人力操作式、动力操作式和储能操作式. （3）按极数分 -— 单极、二极、三极和四极式。 (4）按安装方式分 —— 固定式、插入式和抽屉式。

（5）按用途分 —- 配电用、电动机保护用和其他负载用. 通常使用较多的是按结构型式分类。 3、低压断路器结构及原理

组成:由触头系统、灭弧装置、操作机构、热脱扣器、电磁胶扣器及绝缘外壳等。 结构:有三对主触头，一对常开、一对常闭辅助触头。按钮有绿色“合”和红色“分”。 热脱扣器 —- 用于过载保护，整定电流的大小由电流调节装置调节。

电磁脱扣器—— 用于短路保护，瞬时脱扣整定电流的大小由电流调节装置调节，出厂

时为10 IN.

欠压脱扣器 -— 作零压和欠压保护。 4、低压断路器的符号及型号含义 DZ 5 － □／□□□ 从左至右：

（1） DZ:塑壳式断路器 （2）5：设计序号 (3）额定电流 (4）极数

（5）脱扣器代号：0 - 无脱扣器;1 — 热脱扣器式；2 — 电磁脱扣式； 3 — 复式 （有热、电磁、欠电压脱扣器）

（6)附件代号： 0 - 不带附件；2 — 有辅助触头 图形、文字符号:P20页图1—10b

QF

5、低压断路器的选用

常用系列：DZ5 — 用于交流50HZ、380V、10A～50A;

DZ10 —用于交流50HZ、380V。规格有：100A、250A、600A。 低压断路器的选用原则： (1）UN＞UN线路 ; IN＞IN线路 （2）I热脱扣器整定值＝IN负载

（3）I电磁脱扣器瞬时脱扣整定值＞I负载峰值 控制电动机时: IZ≥Kist

IZ-- 电磁脱扣器整定;K -—安全系数，取1。5～1。7；Ist ——电动机的启动电流；（取7IN电机） (4）UN欠压 ＝ UN线路

(5）极限通断能力 ＞ I线路最大短路 例题：P22页

6、低压断路器的安装与使用

（1）应垂直安装，电源线接在上端，负载线接在下端。

（2）当用作电源总开关或电动机的控制开关时,在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器，形成明显的断点。

（3）使用前,各脱扣器应清除防锈油，定期检查脱扣器。 （4）各脱扣器动作值调整好后，不允许随意变动.

（5)触头使用一定次数或分断短路电流后，应及时检查触头系统。 7、低压断路器的常见故障及处理方法 表1—10

（1）不能合闸:欠压脱扣器无电压或线圈损坏；储能弹簧变形；反作用弹簧力过大；操作机构不能复位。

（2）电流达整定值,断路器不动作：热脱扣器双金属片损坏；电磁脱扣器衔铁与铁心距离

太大或电磁线圈损坏；主触头熔焊。

(3）启动电机时立即分断：电磁脱扣器瞬时整定值过小或零件损坏。 (4）闭合后一定时间自行分断：热脱扣器整定值过小。

(5)温升过高：触头压力过小；触头表面过分磨损或接触不良；连接螺钉松动.

§1-3 低压开关

二、负荷开关

分类 —— 开启式、 封闭式. 1、开启式负荷开关

（1)功能 又称瓷底胶盖刀开关。

优点：结构简单,价格便宜，手动操作。

应用场合:交流50HZ、单相220V或三相380V、额定电流10A～100A的照明、电

热设备及小容量电动机等不需频繁操作线路的接通和分断，没有灭弧装置.

(2）结构与符号

组成:进线座、静触头、熔体、出线座和带瓷质手柄的刀式动触头、胶盖。 胶盖——用以绝缘和防电弧伤人. 型号含义: HK □－□／□ 从左至右：

1）HK-—开启式负荷开关 2）设计序号 3)额定电流 4)极数

图形、文字符号：P23页图1—11c

(3)选用

用于照明电路和功率小于5。5KW的电动机控制线路中.

1）照明和电热负载: UN选220V或250V、IN ＞ ΣIN线路的两极开关. 2）电动机：选UN 380V或500V、IN ＞ 3 IN电机三极开关。 （4）安装与使用

1）须垂直安装,且合闸状态时手柄朝上，不允许倒装或平装。

2）照明和电热负载:电源进线接静触头的进线座；负载接动触头一边的出线座。 3）控电动机时，应将熔体用铜导线连接,出线端另外加装熔断器。

4）操作应动作迅速，换熔体时，须断开闸刀更换原规格。 （5）常见故障处理： 触头接触不良、发热。 2、封闭式负荷开关

(1）功能 又称铁壳开关, 应用场合：交流50HZ、UN 380V 、IN至400A、控制15KW以下小容量交流电动机，手动不频繁接通、分断线线路,有短路保护。 （2)结构特点与型号含义

组成：操作机构、熔断器、触头系统和铁壳。

侧面旋转操作。

特点：1）具有快速分断装置； 2)有灭弧室；

3）联锁装置（手柄、触头） 型号含义：

HH□－□／□

从左至右:

1）HH ——封闭式负荷开关; 2）设计序号； 3）额定电流； 4）极数

图形、文字符号与开启式相同.

（3）选用 UN ＞ UN线路；IN(等于或稍大于)≥ I电路工作 电动机： IN ＞ 3 IN电机 （4）安装与使用

1）垂直安装于无强烈振动和冲击的场合,高度:1。3～1。5m,外壳须可靠接地。

2）电源进线接静夹座边的端子上，负载接熔断器一边的端子上。进出线须穿入线孔。 3）操作时，要站在手柄侧,不准面对开关. （5）常见故障及处理方法 表1—12

1)手柄带电：外壳末接地或接地线松脱；电源线绝缘损坏碰壳。

2）夹座（静)过热或烧坏：夹座表面烧毛；闸刀与夹座压力不足；负载过大。 目前，封闭式负荷开关的使用有逐步减少的趋势，而大量使用低压断路器。 三、组合开关 又称为转换开关.

特点：体积小,触头对数多，接线方式灵活；操作方便。

适用范围:交流50HZ、380V以下或直流220V及以下,手动不频繁地接通和分断电路，或

控制5KW以下小容量电动机。

1、组合开关的结构与型号含义 ① 静触头(与接线柱相接）、动触头（随转轴转动）,手柄和转轴能沿顺时针或逆时针方向

转动90°,有三个动、静触头，采用扭簧储能与手动操作速度无关。

型号含义：

HZ 10 － □□□ 从左至右：1)HZ：组合开关; 2)10：设计序号； 3）额定电流；

4）开关专门用途代号； 5)极数；

图形、文字符号：如图1-13c

②倒顺开关 又称可逆转换开关，专为控制小容量三相异步电动机的正反转而设计。手

柄有“倒”“停”“顺”三个位置，手柄只能从“停”的位置左转或右转45°。

图形、文字符号:如图1-14b

2、组合开关的主要技术数据及选用

分类：单极、双极和多极三类， 参数：UN、IN、极数等。

选用应根据:电源种类、电压等级、接线方式、所需触头数和负载容量.

控制电动机：IN ＝ （1。5～2。5）IN电机

3、组合开关的安装与使用

1）箱内安装时，手柄最好伸出箱前或侧面，断开为水平位置;接通为垂直位置，倒顺开

关外壳可靠接地。

2）箱内操作时，应装在右上方，且其上方有安装其他电器，否则应隔离或

绝缘.

3）组合开关的通断能力较低，不能用来分断故障电流.

4）当操作频率过高或负载功率因数较低时，应降低开关的容量使用. 4、组合开关的常见故障及处理方法 表1-14

§1—4 主 令 电 器

学习目标：能正确识别、选择、安装、使用按钮、行程开关、万能转换开关、

主令控制器等常用的主令电器，熟悉它们的功能、基本结构、工作原理及型号含义,熟记它们的图形符号和文字符号.

主令电器是用作接通或断开控制电路，以发出指令或用于程序控制的开关电器。

常用的有:按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等. 1、按钮的功能

按钮是一种用人体某一部分（一般为手指或手掌)施加力而操作、并具有弹簧储能复位的控制开关。

应用场合:其触头允许通过的电流较小，一般不超过5A。不能直接控制主电路（大电流），而是发出指令或信号，控制接触器等电器。

2、按钮的结构原理与符号

(1）组成 —— 由按钮帽、复位弹簧、桥式动触头、静触头、支柱连杆及外壳等组成。

(2)触头种类 -— 启动按钮（常开);停止按钮（常闭）；和复合按钮（常开、常闭组合在一起）

复合按钮的动作顺序：按下时-— 常闭先断，常开才合； 松开时—— 常开先断，常闭再合.

（3)符号:

SB SB SB

知识拓展: 按钮和指示灯的颜色 3、按钮的型号及含义

L A □－□□□ 从左至右： (1)L:主令电器； （2）A：按钮； （3）设计序号; （4）常开触数;

（5)常闭触头数；

(6）结构形式代号：K ——开启式；H ——保护式；S ——防水式；F --防

腐式；J —-紧急式；X ——旋钮式；Y --钥匙操作式；D -—光标按钮。

4、按钮的选用

（1）根据使用场合和用途选种类。

（2)据工作状态指示和工作情况要求选颜色。 （3）据控制需要选数量. 5、按钮的安装与使用

（1)在面板上应布置整齐，排列合理，从上到下或从左到右. （2)每一对相反状态的按钮安装在一组. （3)安装牢固，金属板或按钮盒须可靠接地. （4）保持触头清洁。

（5）光标按钮不宜长期通电显示.

6、按钮的常见故障及处理方法 表1—21

§1-4 主 令 电 器

二、行程开关

1、行程开关的功能

行程开关是一种选用生产机械某些运动部件的碰撞来了出控制指令的主令电器。

用途：用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置，是一种自动控制电器。 2、行程开关的结构原理、符号及型号含义 常用的有：LX19和JLXK1

（1） 组成：由操作机构、触头系统和外壳组成。

（2） 按操作机构分类:按钮式（直动式）和旋转式（滚轮式）.——单、双轮。 （3)触头分类：一常开一常闭、一常开二常闭、二常开一常闭、二常开二常闭等。 （4）按动作方式分：瞬动式、蠕动式 和 交叉从动式三种。 （5）按复位方式分：自动复位和非自动复位两种。 型号含义： L X 19 □ － □□□ 1）L：主令电器； 2）X：行程开关； 3）19：设计序号；

4）K 表示开启式，无字母表示保护式； 5）0 —无滚轮；1 —单滚轮；2 -双滚轮；

6）0 —直动式：1 —滚轮装在传动杆内侧；2 —滚轮装在传动杆外侧； 3 -滚轮装在传动杆凹槽内或内外各有一个滚轮. 7）1 -能自动复位；2 —不能自动复位。

JLXK1－□□□□ 从左至右：

1)J：机床电器；2）L:主令电器；3）X：行程开关；4）K：快速;5）1：设计序号; 6）1 —单轮；2 —双轮；3 -直动不带轮；4 —直动带轮；5 —万向型。 7）常开触头数；8）常闭触头数;9）派生型号，M表示密封式. 3、行程开关的选用

参数有:型式、工作行程、UN、IN；

根据动作要求、安装位置及触头数量进行选择. 4、行程开关的安装与使用

1)位置要准确,安装牢固；滚轮方向不能装反,与挡铁可靠碰撞. 2）要定期检查和保养。 6、接近开关

又称为无触点行程开关，是一种与运动部件无机械接触而能操作的行程开关。 也可

说是开关型位置传感器，既有行程开关、微动开关的特性，又有传感性能，且动作可

靠,性能稳定，频率响应快，使用寿命长，抗干扰能力强,并具有防水、防震、耐腐蚀等到

特点。 分类：

（1)按产品分有:电感式、电容式、霍尔式等；（2）按电源种类分：有交流型和直流型； （3）按原理分：高频振荡型、感应电桥型、霍尔效应型、光电型、永磁及磁敏元件型、

电容型和超声波型。

型式：有圆柱型、方型、普通型、分离型、槽型等。

用途：行程控制、限位保护、检测金属体的存在、高速计数、测速、定位、变换运动方向、

检测零件尺寸、液面控制及用作无触点按钮。 工作原理:

检测距离：接近开关刚好动作时感应头与检测体之间的距离。 型号含义及符号: LJ □□□ － □□ ／ □□ 从左至右:

1）LJ：代号 LJ -电感式；CJ —电容式;SJ —霍尔式；

2)结构形式 M —圆柱形;B —小方形；C -大方形；D -普通型; E —槽型;F —分离型；

3）感应形式 T —埋入式；A —非埋入式；G —分离式；S -左侧； K -右侧;I -顶端; 4）检测距离

5）电源种类 Z -直流；J —交流；

6）输出形式 NK -NPN常开；NH —NPN常闭；NU -NPN一常开一常闭； PK —PNP常开；PH —PNP常闭；PU —PNP一常开一常闭； W —继电器输出； 符号：

SQ

SQ

§1-4 主 令 电 器

三、万能转换开关 1、功能

万能转换开关是由多组相同的触头组件叠装而成、控制多回路的主令电器.

应用场合：适用于交流50HZ、额定电压为500V及以下，直流至440V的电路中转换电气控制线路（线圈、电气测量仪表和伺服电动机等），也可直接控制5.5KW三相笼型异步电动机、可逆转换、变速等。

常用的有：LW5、LW6、LW15等系列。 2、结构原理、符号及型号含义

组成：由接触系统、操作机构、转轴、手柄、定位机构等部件组成，用螺栓组装成一

个整体。

接触系统 -—由许多接触元件组成，每个均有一胶木触头座，中间装有一对或三对触

头，分别由凸轮通过支架操作。 符号如图1-27所示。图中“

\"代表一路触头，竖的虚线表示手柄位置.

接通标注“·”，不标的为断开；也可用触头分合表来表示:表中“×”表示触头闭合，空白表示分断.

LW5系列分类：

1）按用途分：有主令控制用和直接控制5。5KW电动机用两种； 2)按操作方式分：定位型和自复型两种；

3）按接触系统节数分：有1节～16节共16种； 4）按操动器外形分：有旋钮式和球形捏手式两种。 作主令控制的型号含义： LW5 － □□□ ／ □ 1）LW：万能转换开关; 2）5：设计序号； 3）约定发热电流（A）； 4）定位特征代号； 5）接线图编号; 6)接触系统节数；

直接控制电动机的型号含义: LW 5 － □ ／ □□□ 1）LW：万能转换开关; 2）5：设计序号;

3）约定发热电流（A）；

4）被控电动机最大功率5。5KW；

5）用途代号 Q1、Q2 -直接启动；N -可逆转换；S —双速电动机变速； SN -双速电动机变速、可逆； 6）接触系统节数； 3、万能转换开关的选用

根据用途、接线方式、所需触头挡数和额定电流选择. 4、安装与使用

（1）应与其他电器有一定的间隙。

（2）应水平安装在夹板上，也可倾斜或垂直安装。

（3）通断能力不高,当控制电动机时LW5只能控制5.5KW以下的电动机。若用于正反转,

必须停止后才能反向启动。

（4）本身不带保护，使用时须与其他电器配合。 （5）当有故障时,必须立即切断电路。 四、主令控制器

1、功能：主令控制器是按照预定程序换接控制电路接线的主令电器，主要用于电力拖动系统中.控制电动机的的启动、制动、调速及反转，也可实现联锁.

常用的有LK1、LK4、LK5、LK16等系列。

2、结构原理、符号及型号含义

组成：由基座、转轴、动触头、静触头、凸桦鼓、操作手柄、面板支架及外护罩组成。 触头的闭合和分断顺序是由凸轮块的形状决定的。 型号含义 L K □ － □ ／ □

从左至右：1)L：主令电器； 2）控制器； 3）设计序号; 4）控制回路数； 5）结构形式代号；

符号及分合表见图1—30和表1—24。

分类：按结构形式分 ——凸轮调整式和凸轮非调整式。LK1、LK5、LK16属非调整式；LK4

属调整式。

3、选用

根据使用环境、所需控制的回路数、触头闭合顺序等进行选择。 4、安装与使用

（1）安装前应操作手柄不少于5次,检查触头分合顺序是否符合分合表。

（2)运行前，用500～1000V兆欧表测量绝缘电阻，应大于0。5MΩ，检查接线

是否正确。

(3)外壳接地应可靠。

（4）定期清洁、润滑.

（5）不使用时,手柄应停在零位。 5、常见故障及处理方法 见表1—26 五、凸轮控制器

1、功能 是利用凸轮来操作动触头动作的控制器。

用途：用于控制容量不大于30 ＫＷ的中小型绕线转子异步电动机的启动、调速和换向. 常用的有：KTJ1、KTJ15、KT10、KT14及KT15等。 组成:由手轮（手柄）、触头系统、转轴、凸轮和外壳等部分组成. 2、结构原理、符号及型号含义：

触头系统共有12对触头，9对常开，3对常闭。 4对常开为主电路用(电机正反转，

有灭弧罩），其余8对用于控制电路(无灭弧罩）。

型号含义： KT J 1 － □ ／ □ 从左至右： （1）KT：凸轮控制器； （2）J：交流； （3）1:设计序号； （4）额定电流； (5）线路特征代号；

KT 10 － □ J ／ □ 从左至右: （1）KT：凸轮控制器； (2）10：设计代号; (3）额定发热电流; （4）J:交流； （5)线路牲代号； 3、选用

根据所控制电动机的容量、额定电压、额定电流、工作制和控制位置数目。 4、安装与使用

（1）安装前应检查外观。

(2）安装前应操作手轮不少于5次,检查机械、触头情况。 (3）须固定牢固(在墙壁或支架上），接地可靠. （4)按分合表或电路图接线，检查无误后才能通电.

（5)安装后，先进行空载试验。若手轮在2位时电机不转动，则应停止启动检查线路。 (6)手轮不能转动太快，应逐级启动（防电流过大),停止使用时，应停在零位。 5、常见故障及处理方法 见表1—28

§1-5接 触 器

接触器

用途: 控制主电路（电动机）大容量（大电流）、能实现远距离、自动操作（自

动切换元件)、频繁操作、具欠压和失压保护的电路.

分类:据主触头通过的电流种类，分为交流接触器和直流接触器两类。 一、交流接触器 种类很多，应用最为广泛的是空气电磁式。 常用的有国产：CJ10（CJT1)、CJ20和CJ40等系列,国外的有CJX1（3TB和3TF)、CJX8(B）系列、CJX2系列等。 1、型号及含义: C J □□ － □□ ／ □ 从左至右:

（1）C：接触器; (2）J：交流； （3）设计序号；

（4）Z -重任务；X —消弧；B —栅片去游离灭弧; (5）额定电流(A）；

（6）A、B改型产品；Z -直流线圈；S —带锁扣； （7）极数（以数字表示，三极产品不标注）； 2、结构和符号

组成：由电磁系统、触头系统、灭弧装置和辅助部件等组成。 （1）电磁系统

由线圈、静铁心和动铁心（衔铁)三部分组成。

静铁心在下、动铁心在上，线圈装在静铁心上。铁心是交流接触器发热的主要部件。铁心用“E”形硅钢片叠压而成（减少磁滞和涡流损耗）。中柱端面有0.1~0.2mm气隙，两端面上嵌有短路环，线圈做成粗而短的圆筒形。

运动方式有：IN在40A及以下的采用衔铁直线运动的螺管式,60A及以上的,采

用衔铁绕轴转动的拍合式。

（2）触头系统

1）按通断能力分：主触头（三对常开)和辅助触头（两对常开、两对常闭）。

联动的常开、常闭动作顺序；联动时的时间差。

2）按接触情况分:点、线、面 接触式。

3）按结构形式分：桥式和指形触头.（CJ10一般采用双断点桥式) (3)灭弧装置

1）电弧 —-触头在高电压(12～20V以上）、大电流（0。25～1A以上）分

断时，动、静触头间气体在强电场作用下产生放电现象(强光、高温的导电气体）。

危害:烧伤（或熔化）触头、分断时间延长、引起弧光短路（或火灾）. 分类：有双断口结构的电动力灭弧；纵缝灭弧；栅片灭弧装置。 ①容量较小的接触器一般用双断口结构的电动力灭弧装置；

②CJ10在20A及以上的常采用纵缝灭弧装置 ； ③容量较大的多采用栅片灭弧。

（4)辅助部件

组成：反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构、底座、接线

柱等。

反作用弹簧 —-安装在衔铁和线圈之间，起线圈断电后，推动衔铁释放,

使触头复位。

缓冲弹簧 ——安装在静铁心和线圈之间，起吸合时，缓冲冲击力，保护

外壳的作用。

触头压力弹簧 -—安装在动触头上面，起增加动、静触头间的压力，增大

接触面积，减少接触电阻。

传动机构 --带动动触头实现与静触头的接通或分断。 符号：

KMKMKMKM KM

3、工作原理

在85％～105％倍额定电压下，能保证可靠吸合。电压过高，磁路趋于饱和,线圈电流会显著增大。电压过低，电磁吸力不足,衔铁吸合不上，线圈电流会达到额定电流的十几倍，因此,电压过高或过低都会造成线圈过热而烧毁。

CJ10系列替代产品是CJT1 -- 适用于50HZ（或60HZ)、电压至380V、电流至150A的电力线路中。

型号含义： CJ T1 － □

1）CJ：交流接触器； 2）T1：设计代号; 3）额定电流(A）;

二、直流接触器

应用范围:远距离接通和分断额定电压440V、额定电流1600A以下的直流电力线路。

1、型号及含义 C Z □ － □ ／ □□ 从左至右 1)C:接触器； 2）Z：直流； 3）设计序号; 4)额定电流； 5）常开主触头数; 6）常闭主触头数; 2、结构

组成:由电磁系统、触头系统和灭弧装置三大部分组成。 （1）电磁系统 由线圈、铁心和衔铁组成。

直流电，铁心中不会产生涡流和磁滞损耗而发热，铁心用整块铸钢或铸铁制成,铁心端面无短路环.在磁路中常垫有非磁性垫片，以减少剩磁的影响，其线圈匝数比交流接触器多，电阻大，铜损大,所以以线圈本身发热为主.做成长又薄的圆筒形.

（2）触头系统 有主（指形）、辅（双断点桥式，可有若干对）之分。 （3）灭弧装置

由于直流不过零点，因此在同样的电气参数下,熄灭直流电弧比熄灭交流电弧要困难,一般采用磁吹式灭弧结合其他方法灭弧。 为减小线圈功耗，往往采用串联双绕组。 3、工作原理和符号 同交流接触器. 三、选择

1、选择类型

根据所控制的负载选类型。交流负载选交流接触器，直流负载选直流。

如主要是交流负载，直流负载容量较小,也可选交流接触器，但触头的额定电流应适当选大些。 交流接触器按负荷种类分: 一类（AC1），控制无感或微感负荷。（如白炽灯、电阻炉等）; 二类（AC2），用于绕线转子异步电动机的启动和停止； 三类（AC3）,用于笼型异步电动机的运转和运行中分断； 四类(AC4），用于笼型异步电动机的启动、反接制动、反转和点动. 2、选择主触头的额定电压

UN ≥ UN线路

3、选择额定电流

PN103IN ≥IN负载 控制电动机时（仅适用于CJ10系列）：IC＝

KUN K —-经验系数，一般取1～1.4；

PN——被控制电动机的额定功率； UN——被控制电动机的额定电压；V IC-—接触器主触头电流,A。 若在频繁启动、制动及正反转的场合，应将接触器主触头的额定电流降低一个等级使用。

4、选择线圈的额定电压

（1） 当控制线路简单、电器较少时，可选380V或220V；

（2)若线路较复杂、使用电器个数超过5只时,可选36V或110V。 5、触头的数量和种类

应满足控制线路的要求。 四、安装与使用 1、安装前的检查

（1）检查铭牌与线圈的技术数据（UN、IN、操作频率等)。

（2）检查外观。无机械损伤；动作灵活，无卡阻；灭弧罩无损，固定牢固。 （3）将铁心极面上的油擦净. （4）测线圈电阻和绝缘电阻。 2、安装

（1）应安装在垂直面上,倾斜度不得超过5°；若有散热孔,应垂直向上，

并留有适当的飞弧空间。

（2）防止零件掉入接触器内部。固定螺钉应装弹簧垫圈和平垫圈.

(3）检查接线无误，在主触头不带电的情况下操作几次，测量动作值和释放

值，应符合产品的规定要求。

3、日常维护

（1）应定期检查，（螺钉松动，可动部分是否灵活). （2）定期清扫，保持清洁.不允许涂油.

(3）拆装时不要损坏灭弧罩。不允许不带灭弧罩或带破损的灭弧罩运行. 五、常见故障及处理方法 见表1—34

几种常用接触器简介

1、机械联锁(可逆）交流接触器

由两个相同规格的交流接触器再加上机械联锁机构和电器联锁机构组成.（两个都不能同时吸合)

机械联锁主要用于电动机的可逆控制和双路电源的自动切换，也可用于频繁进行可逆换接的电气设备上.厂家以附件的形式提供.

CJX2—N系列用于50或60HZ、UN至660V、IN至95A以下的电路中作可逆控制。

2、切换电容器接触器

用于在低压无功补偿设备中投入或切除并联电容器组，以调整用电系统的功率因数。带有抑制浪涌装置,能抑制接通电容器组时出现的合闸流对电容器的冲击和断开时的过电压.其结构为正装式,采用封闭式自然灭弧。

CJ19（16）系列主要用于交流50或60HZ、UN至380V的电力线路中。供低压无功轼率补偿设备投入或切除低压并联电容器。

3、真空交流接触器

以真空为灭弧介质，主触头封闭在真空管内。用于恶劣的环境中。 常用的有CKJ（国产）和EVS系列。

CKJ为三极式，用于交流660V或1140V、IN至630A的电力线路中； EVS为重任务真空接触器以单极为基础单元的多级驱动结构,可根据需要组装成1、2、…、n极接触器.

§1—6 继 电 器

学习目标：能正确识别、选择、安装、使用各种常用的继电器,熟知它们的分类、功能、基本结构、工作原理及型号含义，熟记它们的图形符号和文字符号,会调整、校验热继电器、时间继电器等的整定值。

继电器是一种根据输入信号（电量或非电量）的变化，来接通或分断小电流（如控制电路)，实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。

种类:（1)按输入信号的性质分：电压、电流、时间、温度、速度、压力继电器等。 （2）按工作原理分：电磁式、电动式、感应式、晶体管式和热继电器等。 (3）按输出方式分：有触点和无触点继电器。

结构组成：由感测机构、中间机构和执行机构三部分组成。 一、电磁式继电器

组成：电磁机构和触头系统组成。 种类：（1）按线圈电流和种类分：有直流和交流电磁式继电器； (2)按电路中的作用分：中间、电流和电压继电器. 1、中间继电器 （1）功能

是用来增加控制电路中的信号数量或将信号放大的继电器。

输入信号-—线圈的通电和断电； 输出信号——触头的动作；

（2）结构原理、符号及型号含义

原理与接触器基本相同，又称接触器式继电器。其触头对数多（8对），没有主、辅触头之分（5A)。对工作电流小于5A的电气控制线路，可用中间继电器代替接触器。

JZ14系列有交流和直流操作两种，采用螺管式电磁系统和双断点桥式触头。 交流铁心——为平顶形；

直流铁心与衔铁——为圆锥形接触面,触头采用直列式分布.

符号：

KA KA KA

型号含义： J Z □ － □□

① J：继电器；② Z：中间；③ 设计序号；④ 常开触头数；⑤ 常闭触头数； (3）选用

根据被控制电路的电压等级、所需触头的数量、种类、容量等要求来选择。 2、电流继电器

反映输入量为电流的继电器叫电流继电器.

使用时，其线圈串联在被测电路中，当通过线圈的电流达到预定值时,其触头动作。为降低线圈对原电路工作状态的影响，其线圈匝数少，导线粗，阻抗小。 分类:过电流和欠电流继电器两种.

（1）过电流继电器

当通过继电器的电流超过预定值时就动作的继电器称为过电流继电器。

I吸合＝(1。1~4）IN 当电路中发生短路或过载故障时吸合。 常用的有：JT4、JL5、JL12及JL14等。

用途：用于直流或绕线转子电机的控制；频繁及重载启动；作电动机和主电路的

过载或短路保护。

（2)欠电流继电器

当通过继电器的电流减小到低于其整定值时就动作的继电器称为欠电流继电器.

I吸引＝（0.3～0。65）IN线圈； I释放＝（0。1～0。2）IN；

正常工作时是吸合的，当电流降至低于整定值时释放。

应用场合：直流电动机和电磁吸盘电路中做弱磁保护。 符号:

KA 过电流线圈 KA欠电流线圈 KA常开KA常闭

(3)型号含义 常用交流通用JT4和交直流通用JL14型。

J T 4 － □□□ 从左至右

① J：继电器；② T：通用；③ 4:设计序号；④ 常开触头数;

⑤ 常闭触头数；⑥ P—零电压;L—过电流;L—手动复位；A—过电压；

J L 14 － □□□□ 从左至右

①J：继电器；② L：电流；③ 14:设计序号；④ 常开触头数；

⑤ 常闭触头数；⑥ Z—直流；J—交流;⑦ S—手动复位；Q—欠电流；G-高返回系数;

JT4交流通用系列装不同的线圈，可制成过电流、欠电流、过电压或欠电压等继电器。 （4）选用

1）IN继电器＝IN电动机，对频繁启动应大一个等级。

2)电流继电器的触头种类、数量、额定电流及复位方式应满足控制线路的要求。 3)I过电流＝(1。7～2）I电动机；

频繁启动I过电流＝（2。25～2。5）IN电动机; I欠电流＝(0.1～0.2）I电动机;

（5）安装与使用

1）检查IN和I整定是否符合使用要求，动作部分是否灵活、可靠,外罩及壳体

的检查。

2）触头不通电,吸引线圈通电操作几次。检查动作是否可靠。 3）定期检查各零部件是否有松动及损坏，保持触头清洁。 (6）常见故障及处理方法 同接触器。 3、电压继电器

反映输入量为电压的继电器叫电压继电器。

其线圈并联在被测量的电路中，为不影响电路状态，其线圈导线细、匝数多、阻抗大。

分类:过电压、欠电压、零电压继电器。 符号:

KV欠电压线圈 KV过电压线圈 KV 常开 KV 常闭

过电压继电器是当电压大于其整定值就动作。(正常工作不吸合，过压时吸合)。 用途： 用于对电路或设备的过电压保护。 常用的有JT4，动作值在（1。05～1.20）

UN范围内调节。

欠电压继电器是当电压降至某一规定范围时就释放.（正常工作时吸合，欠压时释放）。 零电压继电器是欠压继电器的一种特殊形式，是当电压降至接近消失时才释放

（正常工作吸合，零压释放）。

用途：对电路实现欠压和零压保护.常用有JT4-P系列

U欠电压释放＝（0.40～0。70）UN范围内整定；

U零压释放＝（0.10～0。35)UN 范围内调节。

选用：根据线圈的额定电压、触头数目和种类进行。 结构: 同电流继电器.

二、时间继电器

是利用电磁原理或机械动作原理来实现触头延时闭合或分断的自动控制电器。

它从得到动作信号到触头动作有一定的延时，用于需按时间顺序进行自动控制的

电气线路中。

根据原理分类：有电磁式、电动式、空气阻尼式(常用)、晶体管式（常用）等。 根据触头延时特点分:通电延时动作型和断电延时复位型两种。 1、JS7—A系列空气阻尼式时间继电器 （1)结构和原理

又称气囊式时间继电器.

组成:由电磁系统、延时机构和触头系统三部分组成。 电磁系统 -— 直动式双E形电磁铁； 延时机构 —— 采用气囊式阻尼器；

触头系统 —— 用LX5型微动开关，有两对瞬时触头（1常开1常闭）和两对

延时触头(1常开1常闭）。 原理：

JS7—A系列断电延时型和通电延时型的组成元件是通用的。反转180°安装。 （2）符号

KT KT KT KT KTKT KT KT

（3）型号含义

J S 7 － □ A 从左至右

1）J：继电器； 2）S：时间； 3）7:设计序号；

4)基本规格代号：1-通电延时,无瞬时触头；2-通电延时，有瞬时触头；3-断电延时，无瞬

时触头；4—断电延时，有瞬时触头；

5）结构设计稍有改动;技术数据见表1-41 （4）常见故障及处理方法 见表1-42。 2、JS20系列晶体管式时间继电器

也称半导体或电子式时间继电器。

优点:机械结构简单、延时范围宽、整定精度高、体积小、耐冲击、耐振动、消耗功率小、

调整方便及寿命长。

分类：1）按结构分：阻容式和数字式；

2）按延时方式分：通电延时型、断电延时型及带瞬动触点的通电延时型。 适用范围:交流50HZ、电压380V及以下或直流电压220V及以下的控制电路中作延时元件按

预定的时间接通或分断电路.

（1)结构

组成:保护外壳、印刷电路组件、安装和接线采用专用插接座，下标牌作接线指示, 上标盘有发光二极管作动作指示。

分类：按结构形式分：外接式（电位器可用导线外接）、装置式(有接线端子底座）、面

板式（采用通用脚插座，有刻度、延时旋钮）。

（2）工作原理

（3）型号含义及技术数据 JS 20 －□□／□□ 从左至右 1）JS:时间继电器； 2）20：设计序号； 3）标准延时值； 4）延时型式：不标注表示通电延时；D表示断电延时； 5）0无波段开关；1有波段开关；

6）安装型式：0装置式;1面板式;2外接式；3装置式带瞬动触点； 4面板式带瞬动触点；5外接式带瞬动触点； 技术参数风表1—43

（4)适用场合 电磁式不能满足要求,延时精度较高，或需要无触点输出。 3、选用

（1）根据系统的延时范围和精度选类型和系列。

精度不高选JS7-A; 精度高选晶体管式。

（2）根据控制线路的要求选延时方式（通电或断电延时）。考虑瞬动触头。 (3）根据控制线路电压选吸引线圈的电压。 4、安装与使用

（1）应按规定的方向安装。在断电后，释放时衔铁的运动方向垂直向下，其 倾斜度不得超过5°。

(2）整定值在不通电时整定好，并在试车时校正. （3）金属底板接地螺钉须接地可靠.

（4)通电和断电延时型可在整定时间内自行调换。 (5）应经常清除灰尘及油污. 三、热继电器

是利用渡过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作的自动保护电器. 反时限动作 -— 指电器的延时动作时间随通过电路电流的增加而缩短.

作用：作电动机的过载、断相、电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制。 分类： 常用双金属片式。

1)按极数分：单极、两极和三极(三极又包括带断相和不带断相保护装置)

2)按复位方式分:自动复位式和手动复位式两种。 1、结构及工作原理

(1）结构：由热元件、传动机构、常闭触头、电流整定装置和复位按钮组成。 (2）工作原理:热元件串联在主电路中，常闭触头串联在控制电路中。 自动复位时间不大于5 min,手动复位时间不大于2 min。

整定电流 —- 指热继电器连续工作而不动作的电大电流。大小可通达旋转整定旋钮来调节.超

过整定电流,热继电器将在负载未达到其允许的过载极限之前动作。 符号：

KH 热元件 KH 常闭触头

接成Y形的电动机 —— 用普通两极或三极能实现断相保护。

接成Δ形的电动机 —— 必须用三极带断相保护装置的才能实现断相保护。

热继电器由于有热惯性及传动机构传递信号的惰性，从过载到触头动作需要一定的时间,因此不能作短路保护。

2、型号含义及技术数据 JR 36 － □ 从左至右 1）JR：热过载继电器； 2）36：设计序号； 3）额定电流（A）；

JR36系列是在JR16B上改进设计的。具有断相保护、温度补偿、自动与手动复位等功

能.

适用场合：用于50HZ、660V（或690V）、电流0。25～160A的电路中。 3、热继电器的选用

主要根据电动机的IN来确定热继电器的规格和热元件的电流等级。 （1)根据IN电动机选规格。一般应使IN热 略大于IN电动机.

（2)根据需要的整定电流值选热元件的编号和电流等级。一般情况下，热元件的整

定电流 I热元件整定＝（0.95～1。05）I电机。

（3)据电动机定子绕组的连接方式选择热继电器的结构形式。

Y形连接选用普通三相结构的热继电器；Δ形连接的应选用三相结构带

断相保护装置的热继电器.例题1—3

4、安装与使用

（1）须按产品说明书中规定的方式安装.环境温度应与电动机所处环境温度基

本相同。应将热继电器安装在其他电器的下方。 （2）应清除触头表面尘污。

（3）出线端连接导线，应按表1—45规定选用.如导线过细，轴向导热性差，

可能提前动作；导线过粗，轴向导热快，可能滞后动作.

（4）应定期通电校验。若热元件变形或不准确时,只能调整其可调部件，而

绝不能弯折热元件。

（5）出厂时均调整为手动复位方式，如需自动复位,将复位螺钉沿顺时针方向

旋转3~4圈，并稍微拧紧即可.

（6）应定期用布擦净尘埃和污垢，若双金属片上有锈斑，应用清洁棉布蘸汽

油轻轻擦除，切忌用砂纸打磨。

5、热继电器常见故障及处理方法 见表1—46。

四、速度继电器

反映转速和转向的继电器.

用途: 其主要作用是以旋转速度的快慢为指令信号，与接触器配合实现对电动

机的反接制动控制，故也称为反接制动继电器。

常用型号有：JY1和JFZ0型。广泛用于生产机械运动部件的速度控制和反接

控制快速停车。

1、结构和原理

（1）结构： 它主要由定子、转子、可动支架、触头及端盖组成。 转子 —— 由永久磁铁制成,固定在转轴上;

定子 -— 由硅钢片叠成并装有笼型短路绕组,能做小范围偏转; 触头 ——有两组，一组在转子正转时动作，另一组在反转时动作. 符号：

KSKSKS

（2）原理JY1型速度继电器的原理如图1—b所示。 2、型号含义及技术数据

动作转速一般不低于100~300 r/min，复位转速约在100 r/min以下.JY1

型能在3000 r/min以下可靠地工作。JFZ0型额定工作转速有300～1000 r/min（JFZ0-1型）和1000～3000 r/min（JFZ0-2型）两种。 JFZ0型型号含义： J F Z 0 － □ 从左到右

1）J：继电器； 2）F：反接； 3)制动； 4）设计序号； 5)转速等级；

技术数据见表1-47。

3、选用根据所需控制的转速大小、触头数量和电压、电流来选用. 4、安装与使用

(1）转轴应与电动机同轴连接，且使两轴的中心线重合.可用联轴器与电机

轴连接。

(2）正反向触头不能接错，否则不能实现反接制动控制. (3）金属外壳应可靠接地。

5、常见故障及处理方法 见表1—48。 五、压力继电器

能根据压力源压力的变化情况决定触头的断开或闭合，以便对机械设备提

供某种保护或控制。

用途：用于机械设备的液压或气压控制系统中。

常用的有：YJ系列；YT—126系列和TE52系列等。 1、结构及原理

由缓冲器、橡皮膜、顶杆、压缩弹簧、调节螺母和微动开关等组成。

微动开关和顶杆的距离一般大于0.2 mm 。 符号：

KP KP

常开触头 常闭触头

压力继电器的调整非常方便，只要放松或拧紧调节螺母即可改变控制压力。YJ系列技术数据见表1—49。

六、固态继电器

固态继电器SSR又叫半导体继电器,是由半导体器件组成的电器。是一种无触点电子开关器件，利用分立元件、集成电路及微电子技术实现控制回路(输入端）与负载回路（输出端）之间的电隔离及信号耦合，没有任何可动部件和触点。

是一种四端组件，其中两个为输入端，两个输出端。

SSR按使用场合分：交流和直流型两大类。分别在交流或直流电源上做负载的开关. 组成：由输入电路、驱动电路和输出电路组成。 直流型——内部的开关元件是功率晶体管。 交流型—-内部的开关元件是双向晶闸管。

型号含义： JG □ － □□ ／ □□□□ 从左至右

1）JG:固态继电器； 2)X—小型;C—超小型； 3）产品序号；

4）分类代号：F-交流输出；FA—直流输出； 5）规格序号; 技术参数见表1—50

§2-1 三相异步电动机的正转控制线路

一、手动正转控制线路

图形符号的绘制尺寸没有作统一的规定，布置一般为水平或垂直位置。

连接线 ——导线、电缆线、信号通路及元器件、设备的引线均称为连

接线。应采用实线，无线电信号通路虚线.对有直接电联系的交叉导线的连接点，应用小黑圆点表示，无电联系的不画.

电源电路用细实线画成水平线，对表示三相相电源的相序符号L1、L2、

L3自上而下依次标在电源线的左端。流过电动机的是工作电流，称为控制线路的主电路，应垂直电源电路画出。电路图中的各个接点用字母或数字编号,主电路从电源开始,经电源开关或熔断器的出线端按相序依次编号为U11、V11、W11。单台三相交流电动机的三根引出线，按相序依次编号为U、V、W。 电路工作原理 如图2—1c

启动:合上断路器QF → 电动机M接通电源启动运转；

停止:断开断路器QF → 电动机M脱离电源停止运转。

各电器元件的作用：

负荷开关和组合开关起接通、断开电源用; 熔断器作短路保护用；

二、点动正转控制线路

1、点动正转控制线路的原理

点动控制:按下按钮电动机就得电运转,松开按钮电动机就失电停转的控制方法，称为点动控制。

电气图常用电路图、布置图和接线图来表示.

组成：1）三相交流电源：L1、L2、L3与低压断路器QF组成;

2）主电路：由熔断器FU1、接触器KM主触头和三相异步电动机M

构成；

3）控制电路:由熔断器FU2、启动按钮SB和KM的线圈组成。 2、绘制、识读电路图、布置图和接线图的原则 (1）电路图

作用：电路图能充分表达电气设备和电器的用途、作用及线路的工作

原理，是电气线路安装、调试和维修的理论依据。 绘制、识读原则:

1）电路图一般分电源电路、主电路和辅助电路。

电源画成水平线，三相交流电源相序L1、L2、L3自上而下依次画出，若有中线N和保护地线PE，应依次画在相线之下。直流“+”在上，“-\"在下。开关水平画出.

主电路 ——指受电的动力装置及控制、保护电器的支路等，是电源

向负载提供电能的。垂直于电源绘于左侧。

辅助电路 --包括控制、显示及照明电路。由主令电器的触头、KM线

圈和辅助触头、KA线圈和辅助触头、仪表、指示灯及照明灯。电流不超过5A。 跨接在两相电源之间，用细实线垂直画在主电路的右侧，耗能元件在下方,触头在耗能元件与电源之间，按自左至右、自上而下画出.

2）电路图：采用规定的电气图形符号表示，同一元件各部件可分别分别

画在不同的电路中，但须用同一文字符号标注.多种相同电器用数字区别。触头按常态（未通电或未受力)位置画出。

3)电路中的各个接点用字母或数字编号。

电源出：U11、V11、W11。每经过一元件递增，U12、V12、W12;单台电机为：U、V、W；如多台：1U、1V、1W；2U、2V、2W； 编号：从上至下、从左至右，用数字依次编号，起始数字为1，至100，照明从101开始,指示从201开始。

（2）布置图表示电器元件在控制析上的实际安装位置.

文字符号必须与电路图和接线图一致。

（3）接线图 表示电气设备和电器元件的位置、配线方式和接线方式,用

于安装接线、检查和故障处理。 三、接触器自锁正转控制线路 1、原理

当启动按钮松开后，接触器通过自身的辅助常开触头使其线圈

保持得电的作用叫做自锁.与启动按钮并联起自锁作用的辅助常开触头叫做自锁触头.

自锁线路具有欠压和失压(或零压)保护. 2、具有过载保护的自锁正转线路 四、连续与点动混合正转控制线路

§2-2 三相异步电动机的正反转控制线路

改变通入电动机定子绕组的三相电源相序，任意两相对调接线时，电动机就可以反转. 一、倒顺开关正反转控制线路

正转： L1 — U 、 L2 — V 、L3 — W； 反转： L1 — W 、 L2 - V 、L3 — U； 控制原理：当通入三相异步电动机定子绕组的三相电源的电流相序改变

时,电动机的转向即会改变。

二、接触器联锁的正反转控制线路

用接触器KMl和 KM2分别控制电动机的正转和反转。KMl和KM2的主触点不可同时接通，否则将形成电源短路，造成事故。为此，分别在正转和反转的控制回路中接入了对方接触器的动断辅助触

点，从而保证一个回路工作，而另一个回路不能工作。这种相互制约的控

制关系叫做联锁 （或互锁)。

正转接触器KMl和反转接触器KM2接通的电源相序不同，KMl按

U—-V——W相序接人，KM2按W--V-—U相序接人,即改变了输入电源的相序.所以当两个接触器分别工作时，即可实现电动机正反转. 合上Qs后,线路的动作过程是： 正转控制:

KMl主触点闭合—电动机正转启动

按压SBl，KMl线圈获电KMl 辅助触点闭合，实现自锁。

KMl辅助触点断开,实现联锁。

停止控制：

KMl主触点断开——电动机失电运转

按压SB3，KMl线圈断电 KMl辅助触点断开,解除自锁。

KMl辅助触点闭合，解除联锁。

反转控制：

KM2主触点闭合——电动机反转启动

按压SB2，KM2线圈获电 KM2辅助触点闭合，实现自锁。

KM2辅助触点断开，实现联锁.

这种线路的缺点是，改变电动机运转方向必先按停止按钮SB3，然后再按反向的启动按钮，所以对于频繁改变转向的场合不宜使用。

§2-2 三相异步电动机的正反转控制线路

三、采用复合按钮开关控制的直接正反转线路 合上Qs后，线路的动作过程是:

正转控制:

KMl主触点闭合--电动机正转启动

按压SBlKMl线圈获电KMl辅助触点闭合，实现自锁.

KMl辅助触点断开,实现联锁。

SB1常闭断开实现联锁

反转控制:

KMl主触点断开——电动机失电运转

按压SB3，KMl线圈断电 KMl辅助触点断开，解除自锁。

KMl辅助触点闭合，解除联锁。

KM2主触点闭合——电动机反转启动

按压SB2，KM2线圈获电 KM2辅助触点闭合,实现自锁。

KM2辅助触点断开，实现联锁.

SB2常闭断开实现联锁

正转启动时，按下SBl，其动断触点先切断KM2反转控制线路，经过机械延时后动合触点接通KMl正转控制线路，使电动机正转启动.

反转启动时，要按下SB2，其动断触点先切断KMl正转控制线路，KMl主触点断开,电动机断电停转，然后其动合触点接通反转控制线路，使电动机反转启动.

这种线路操作简便,安全可靠，在机床中广泛应用。如X6132铣床进给电动机的控制、 Z3040摇臂钻床摇臂升降电动机和液压泵电动机的正反转控制均采用这种线路。

上图所示控制线路是接触器、按钮双重联锁的正反转控制线路，克服了上述缺点。 SBl和SB2为复合按钮，按下按钮时，动断触点先断开，经过一段机械延时——按钮从起始位置至按到底的时间，动合触点才能接通，这样就保证KMl和KM2接触器不会同时动作。

§2—3 位置控制与自动往返控制线路

行程控制是按照生产机械的某一运动部件的行程或位置的变化来进行控制。行程控制靠位置开关来实现。位置开关又称限位开关、行程开关，它由传动机构和微动开关组成,是一种将机械信号转变为电信号来控制运动机械的控制电器.

1、线路分析：线路中有四个行程开关：SQl,SQ2，SQ3，SQ4，用于控制电动机的正反转和限位停车。 2、工作原理：

合上Qs后，线路的动作过程如下:

KMl主触点闭合-电动机正转启动→工作台

向左运动

按压SBl，KMl线圈获电→KMl辅助触点闭合，实现自锁。

KMl辅助触点断开,实现对KM2联锁。

当工作台向左移动至调定位置，挡铁1碰撞SQ1→

SQ1—1断开→KM1失电→电动机停转，工作台停止运动，同时解除

对KM2的联锁.

SQ1-2闭合→KM2获电并自锁→电动机反转→工作台向右运动，同时

对KM1实现联锁.

当工作台向右移动至调定位置，挡铁2碰撞SQ2→

SQ2—1断开→KM2失电→电动机停转，工作台停止运动，同时解除

对KM1的联锁。

SQ2—2闭合→KM1获电并自锁→电动机正转→工作台向左运动，同

时对KM2实现联锁.

重复上述动作，从而实现了工作台的自动往返行程控制。

SQ3、SQ4分别置于工作台的左右极限位置上，起终端保护作用.当SQ1或SQ2失灵,工作台将越过调定位置,挡铁1或2将碰撞SQ3或SQ4，自动切断控制线路，迫使电动机停转,从而使工作台停在极限位置以内,避免工作台冲出发生事故。

§2-4 顺序控制与多地控制

一、顺序控制:有一些生产机械常装有几台电动机，它们的作用不同，且

需要按一定的顺序先后进行启动，协调工作。这样按照一定顺序要求实现的控制，叫做顺序控制。

二、线路分析：

如上图所示线路就是实现M1、M2两电动机顺序控制线路。要求M1启动后M2才能启动。 工作原理：

分析：由线路图可知接触器KM1控制电动机M1的启动，接触器 KM2控制了电动机M2的启动。 2、工作原理：

首先闭合电源引入开关QS。 M1启动控制：

按下按钮开关SB1→接触器KM1线圈获电→KM1主触点闭合电动机M1获电启动工作,KM1辅助触点闭合完成自锁并且为电动机M2的启动做

下准备。

M2启动控制：

在电动机M2启动的基础上按下按钮开关SB2→接触器KM2线圈获电→KM2主触点闭合电动机M2获电启动工作，KM2辅助触点闭合实现自锁。 M1、M2电动机停止控制：

按下按钮开关SB3→接触器KM1、KM2线圈均失电→KM1、KM2主触点复位电动机M1、M2均失电停转。

三、引申思考

1、在上图电气控制的基础上进行改进，要求：两电动机M1、M2顺序控制，M1启动后M2才能启动,两电动机均可单独停止。

2、在上图电气控制的基础上进行改进，要求:两电动机M1、M2顺序控制，M1启动后M2才能启动，M2停止后M1才能停止。

§2-5 三相异步电动机的降压启动控制

一、问题提出：为什么电动机要采用降压启动的方式启动？

由于电动机在启动过程中启动电流大，约为额定电流的4～7倍；较大容量的电动机的启动电流会引起车间电网电压的很大波动，致使电网电压下降，启动转矩减小，将影响电网中其它电气设备的正常工作。在电源容量较大（180kVA以上)、电动机容量较小(7kW以下）时,允许用直接全压启动，而电源容量小（小于180kVA）、电动机容量较大（大于7kW)时，采用降压启动. 二、降压启动的概念:

概念：即利用启动设备先将电压适当降低后，再加到电动机的定子绕

组上,以启动电流。当电动机启动后，再将电压恢复到额定值，使电动机在正常电压下运行。 应用：由于电动机的转矩与电压成正比，所以降压启动将使启动转矩

大大降低，故降压启动仅适用于空载或轻载下启动.

三、降压启动的方法

1、在定子绕组中串联电阻

2、星形Y连接 — 三角形△换接 3、自耦变压器降压 4、延边三角形启动

五、定子绕组串联电阻的降压启动控制线路

1、线路分析

由原理图可知：当主电路中接触器KM1的主触点闭合时，电动机串接电阻R启动,此时为电动机的降压启动过程。

当主电路中接触器KM1、KM2的主触点都闭合，此时电动机短接电阻R，全压运转。 2．电气控制线路

合上QS后，动作过程如下：

KM1主触点闭合，电动机串联电阻降压启动 KM1线圈获电

按下SB1 KM1自锁触点闭合实现自锁.

KT线圈获电→KT动合触点延时闭合→KM2线圈获电→KM2主触点闭合，短接电阻R，电动机全压运行。

按下SB2，KM1、KT均失电，电动机停转.

§2-5 三相异步电动机的降压启动控制

二、星形Y—三角形Δ降压启动控制线路 绕组有6个抽头。

1、控制原理： I线y= 1/I线Δ

合上电源引入开关QS后，电动机的此法仅适用于正常运转时定子绕组接成三角形的三相笼型异步电动机。启动时，定子绕组接成星形，降低启动电压,启动电流。当电动机转速升到一定值时，再转换成三角形正常运行。

对称三相负载星形连接时的线电流是三角形连接时的1／2，由于星形接法时的启动转矩只有全压启动（三角形接法)时的1／3，故只适用于空载或轻载下启动。 2、线路分析：

由机床电气控制原理图可知：当主电路中接触器KM1、KM2主触点同时闭合时,电动机定子绕组接成Y形，降压启动.

当主电路中接触器KM2主触点断开，KM3和KM1主触点同时闭合,电动机定子绕组接成Δ形，全压运转。 3、工作原理：

三、自耦变压器降压

四、延边三角形启动 绕组有9个抽头.

五、定子绕组串联电阻的降压启动控制线路

第二学期

§2-6 三相异步电动机的制动控制线路

电动机从断电到完全停转，由于惯性的原因总要经过一段时间,这就不能适应某些生产机械的工艺要求，所以要柒取一些制动措施,使电动机的惯性旋转时间尽量缩短。

制动就是给电动机一个与转动方向相反的转矩，促使它很快地减速停转。通常采用的方法有机械制动与电力制动两类方式。 一、机械制动控制线路

机械制动是在电动机切断电源后利用机械装置使其迅速停转的方式，其制动力的大小是可调的.常用的如电磁抱闸.

电动机运转时，制动电磁铁YA同时通电而吸合，使抱闸松开；而断电时，制动电磁铁也断电释放,弹簧力使抱闸抱紧转轴制动. 这种制动装置在起重机械中广泛应用，采用这种线路可避免由于线路故障或突然断电时重物落下的事故。 二、电力制动控制线路

电力制动指电动机在停转过程中，产生一个与电动机实际旋转方向相反的制动电磁力矩，使电动机迅速制动停转。对于笼型异步电动机，电力制动常采用反接制动和能耗制动两种方式。 1、反接制动控制线路

反接制动通过改变定子绕组中的电源相序，产生与原转向相反的制动转矩，迫使电动机，迅速停转. 工作原理：

合上QS后，动作过程如下:

启动时：按SBl一KMl线圈获电 KMl自锁触点闭合 KMl联锁触点断开 KMl主触点闭合一电动机正转启动,转速达到某值时SR动合触点闭合，为制动做准备。

制动时:KMl线圈断电 KMl主触点断开，电动机惯性运动 KMl自锁触点断开 KMl联锁触点闭合后KM2线圈获电—KM2联锁触点断开，KM2主触点接通，电动机反接制动一转速低于调定值时，SR动合触点断开一KM2线圈断电，KM2主触点断开，KM2联锁触点复位。

R为制动电阻,用来反接制动电流。反接制动的制动力较大，但不够平稳.反接制动适用于制动不太频繁的场合。如铣床、镗床的制动。

SR为转速继电器，其动合触点在高转速(120r／min以上)时闭合，低转速 （100r／rain以下）时断开。此断开转速是可调的。

§2—6 三相异步电动机的制动控制线路

二、电气制动方式

2、能耗制动控制线路 a、控制原理

在电动机切断电源后，立即将一直流电流接人电动机定子绕组中的任意两相，使其在定子铁心中产生一静止直流磁场。这样仍在惯性运转的转子导体切割磁场,产生感应电流,并感生磁场,内外磁场所形成的转矩与转子惯性旋转力矩相反，是一个反向的制动转矩，它迫使转子迅速减速停转。这种利用消耗转子惯性运动的动能来进行的制动，称为能耗制动，又叫动能制动。

b、有变压器全波整流能耗制动线路

对于10kW(含）以上的电动机的能耗制动，多采用这种线路,线路中制动电流通过单相桥式全波整流取得,所以整流效率较高。 工作原理：

合上QS后，动作过程如下：

启动时：按SBl一KMl线圈获电，KMl主触点闭合，电动机启动并运行，KMl自锁触点闭合,KMl联锁触点断开。

制动时按下SE2先KMl线圈断电，KMl主触点断开,电动机断电,作

惯性运转,KMl自锁触点断开，KMl联锁触点闭合下后KM2线圈获电，KM2

主触点闭合一电动机能耗制动，KM2联锁触点断开，KM2自锁触点闭合后KT线圈获电一KT动断触点延时断开KM2线圈断电，KM2自锁触点断开一KT线圈断电复位，KM2联锁触点复位,KM2主触点断开一断开电动机直流电源。

电阻R用来调节制动电流，从而调节制动快慢,以获得较好的制动效果。

C、特点：

能耗制动的优点是制动准确、平稳，能量消耗较小，其制动电流比反接制动的制动电流小得多，所以广泛应用于制动要求准确和平稳的场合，如磨床和龙门刨床等的控制线路中. 三、电容制动

四、再生发电制动（又称回馈制动）

§2-7 多速异步电动机的控制线路

一些生产机械在工作时往往需要调节速度.在同一负载下，改变电动机的转速，称为调速.

异步电动机调节转速有三种途径：改变电源频率f1；改变定子绕组的极对数p；改变转差率S。

笼型异步电动机一般采用改变定子绕组的接法来改变极对数实现调速. 线绕式异步电动机，一般采用改变转子绕组串联的附加电阻值来改变转差率S,进行调速。

二、双速异步电动机的控制线路 1、控制原理

电动机低速工作时,将电动机绕组三个出线端U1，V1，W1和三相电源U,V，W相连，三项绕组首尾相连，形成三角形连接，磁极为4极,同步转速为1500r／min。

若要电动机以高速工作,须把电动机绕组三个出线端U1，V1，W1连接在一起,三相电源分别接到U2,V2，W2三个出线端上。这时电动机绕组以双星形连接，磁极为2极,同步转速为3000r／min。可见双速电动机的转速是成倍变化的。 2、控制线路

合上QS。

低速运转时：按下SBl一KMl线圈获电, KMl主触点闭合，电动机以三角形连接，低速启动 KMl自锁触点闭合 KMl联锁触点断开。

高速运转时：按下SB2一KMi线圈断电，KMl主触点断开，电动机断电作惯性运转 KMl自锁触点断开·KMl联锁触点闭合一KM2,KM3线圈获电’KM2，KM3两组主触点闭合，电动机以双星形连接，高速运行·KM2,KM3自锁触点闭合·KM2,KM3联锁触点断开需要恢复低转速时：按下SBl一KM2， KM3线圈断电'KM2，KM3两组主触点断开，电动机断电作惯性运转·KM2，KM3自锁触点断开·KM2,KM3联锁触点闭合一KMl线圈获电·KMl主触点闭合,电动机以三角形连接，低速运转·KMl自锁触点闭合，KMl联锁触点断开 SB3为停止按钮。按下SB3，则电动机停转。

§2-8 绕线转子异步电动机的控制线路

学习目标：熟悉绒线转子异步电动机控制线路的构成和工作原理，能正确

安装与检修凸轮控制器控制线路。

特点：通过滑环在转子绕组中串接电阻来改善电动机的机械特性，从而达

到减小启动电流、增大启动转矩以及调节转速的目的。

一、转子绕组串接电阻启动控制线路

1、转子串接三相电阻启动原理（图2-72）

启动时，在转子回路串入作Y形连接、分级切换的三相启动电阻器，

以减小启动电流、增加启动转矩。随着电动机转速的升高，逐级减小可变电阻。启动完毕后，切除可变电阻器，转子绕组被直接短接，使电动机在额定状态下运行.

2、按钮操作控制线路（图2—73）

3、时间继电器自动控制线路（图2-74）

(1）该线路利用三个时间继电器和三个接触器的相互配合依次自动切

除绕组中的三级电阻.

（2）工作原理分析

4、电流继电器自动控制线路(图2—75) 工作原理分析

二、转子绕组串接频敏变阻器启动控制线路 1、频敏变阻器

频敏变阻器是一种阻抗值随频率明显变化、静止的无触点电磁元件.

它实质上是一个铁心损耗非常大的三相电抗器。在电动机启动时，将频敏变阻器串接在转子绕组中，由于频敏变阻器的等效阻抗随转子电流频率的减小而减小，从而达到自动变阻的目的.因此，只需用一级频敏变阻器就可以平稳地把电动机启动起来。启动完毕短接切除频敏变阻器.

频敏变阻器由铁心和绕组两部分组成。 频敏变阻器的绕组备有四个抽头：

（1)一个抽头在绕组背面，标号为N；另外三个抽头在绕组的正面，标号

分别为1、2、3。抽头1--N之间为100%匝数，2—N之间为85%匝数，3—N之间为71%匝数。出厂时三组线圈均接在85%匝数抽头处，并接成Y形。

（2）频敏变阻器的系列应根据电动机所拖动生产机械的启动负载特性和

操作频繁程度来选择，再按电动机功率选择其规格。

2、转子绕组串接频敏变阻器启动控制线路 线路工作原理

三、凸轮控制器控制线路

中、小容量绕线转子异步电动机的启动、调速及正反转控制,常常采用

凸轮控制器来实现，以简化操作。

工作原理：将凸轮控制器AC的手轮置于“0”位后,合上电源开关QS,

这时AC最下面的3对触头AC10～AC12闭合，为控制电路的接通作准备.按下SB1，接触器KM得电自锁,为电动机的启动作准备。

正转控制：将凸轮控制器AC的手轮从“0”位转到正转“1”位置，这时

触头AC10仍闭合，保持控制电路接通;触头AC1、AC3闭合，电动机M接通三相电源正转启动。AC5～AC9均断开，转子绕组串接全部电阻R启动。

停止： 将AC手轮扳回零位即可.

反转控制：将AC手轮扳到反转“1”～“5\"位置时，触头AC2、AC4闭

合,接入电动机的三相电源相序改变，电动机将反转.

§2-10 并励直流电动机的基本控制线路

学习目标：学会安装与检修直流电动机的基本控制线路. 特点： 交流电动机和直流电动机使用的电源不同，交流电动机采用交

流电源，而直流电动机使用直流电源。与交流电动机相比直流电动机具有启动转矩大、调速范围广、调速精度高、能够实现无级平滑调速以及可以频繁启动等优点.

分类：按主磁极绕组与电枢绕组接线方式的不同，可以分为他励式和自励

式两种，自励式又可分为并励、串励和复励等几种.

并励电动机励磁绕组与电枢绕组并联，并可通过调节电阻RP的大小来调

节励磁电流。

一、启动控制线路 思考：

交流电动机在启动时为避免过大启动电流会采用降压启动等措

施，那么直流电动机是否也存在这样的问题？它又是采用什么方法来解决的？

直流电动机常用的启动方法有两种：一是电枢回路串联电阻启动;二是

降低电源电压启动。

并励直流电动机常采用的是电枢回路串联电阻启动。

1、手动启动控制线路

BQ3直流电动机启动变阻器用于小容量而电压不超过220V的直流电动

机启动。它主要由电阻元件、调节转换装置和外壳三大部分组成。

由于并励电动机的励磁绕组具有很大的电感,所以当手轮回复到0位时，

励磁绕组会因突然断电而产生很大的自感电动势,可能会击穿绕组的绝缘材料,在手轮和铜条间还会产生火花,将动触头烧坏。因此,为了防止发生这些现象,应将弧形铜条7与静触头1相连,在手轮回到0位时，使励磁绕组、电枢绕组和启动电阻组成一闭合回路，作为励磁绕组断电时的放电回路。

2、电枢回路串电阻二级启动控制线路

KA1为欠电流继电器，作为励磁绕组的失磁保护，以免励磁绕组因断

线或接触不良引起“飞车\"事故；KA2为过电流继电器，对电动机进行过载和短路保护；电阻R为电动机停转时励磁绕组的放电电阻；V为续流二极管，使励磁绕组正常工作时电阻R上

没有电流流入。 3、线路工作原理分析。

提示:并励直流电动机在启动时,励磁绕组的两端电压必须保证为额定电

压,否则即使启动电流很大，启动转矩也可能很小，甚至仍不能启动。

§2-12 电动机的控制、保护与选择

学习目标:熟悉电动机的各种控制原则、保护措施及选择。 一、电动机的控制原则

思考：图2-103中都有哪些低压电器?它们在电气控制线路中能实现什么控制功能？

对电动机控制的一般原则有：行程控制原则、时间控制原则、速度控制原则和电流控制原则。 1、行程控制原则

利用行程开关来控制电动机工作状态的原则称为行程控制原则。 2、时间控制原则

利用时间继电器按一定时间间隔来控制电动机工作状态的原则称为时间控制原则。

3、速度控制原则

利用速度继电器等电器来控制电动机工作状态的原则称为速度控制原则。 （1）直接测速 速度继电器、测速发电机 电压继电器-— 用于直流电机的感应电动势. （2）间接测速

频率继电器—-用于交流绕线转子异步电机的转子频率。 4、电流控制原则

根据电动机主回路电流的大小，利用电流继电器来控制电动机工作状态的原则称为电流控制原则。 二、电动机的保护

思考: 前面所学电动机基本控制线路中，都有哪些保护措施?各由什么电器来实现？

常用的保护环节有短路保护、过载保护、过电流保护、过压保护、失压保护、断相保护等到。

选择和设置保护装置在电动机免受损坏的同时,还应使电动机得到充分的利用.因此,一个正确的保护方案应该是：在免于损坏的情况下使电动机充分发挥过载能力。 电动机的保护:

(1）短路保护 —— 熔断器和低压断路器 （2）过载保护 —— 热继电器

（3）欠压保护 —— 接触器和电磁式电压继电器

（4）失压保护、零压保护 —- 接触器和中间继电器

(5）过流保护 -— 电磁式过电流继电器

（6)弱磁保护 -- 弱磁继电器（即欠电流继电器） 三、电动机的选择

选择电动机应遵循以下基本原则：

第一，电动机能够完全满足生产机械在机械特性方面的要求。

第二，电动机在工作过程中，其功率能被充分利用，即温升应达到国家标准规定的数值.

第三，电动机的结构形式应适合周围环境的条件。 时机的选择主要包括以下内容:

电动机的额定功率、额定电压、额定转速、种类、结构形式等。其中以电动机额定功率的选择最为重要. 1、电动机额定功率的选择

如选电动机功率过小，时机将过载运行，使温度超过允许值，缩短电动机的使用寿命,甚至烧坏电动机;如选得过大，其用电效率和功率因数较低,电动机的容量得不到充分利用，造成电力浪费，并且设备投资大，运行费用高，很不经济.

电动机的工作方式有连续工作制、短期工作制和周期性断续工作制三种. （1）连续工作制电动机额定功率的选择 1）恒定负载下电动机额定功率的选择

只要电动机的额定功率等于或略大于生产机械所需要的功率即

可。

PN PL

2)变化负载下电动机额定功率的选择

一般是为恒定负载工作而设计的，因此，使用时必须进行发热校验. （2）短期工作制电动机额定功率的选择

温升末升到规定的稳定值，而停止,温度降到环境温度.

其标准工作时间有：15、30、60、90 min四种.

选择电动机的额定功率PN只要不小于负载功率PL即可。 即满足PN PL .

(3）周期性工作制电动机额定功率的选择

测试末升到稳定值而停止，温度末降到周围温度值。

标准负载持续率FC（工作时间与周期之比)有关15%、25%、40%和60%四种.

一个周期的时间规定不大于10min。

2、电动机额定电压的选择

过大易烧毁;过小不能启动或因电流过大而减少使用寿命甚至烧毁。 中小型交流电动机的额定电压一般为80V，大型交流电动机的额定电压一般为3KV、6KV等.直流电动机的额定电压一般为了110V、220V、440V等。最常用的

直流电压等级为220V。 3、电动机额定转速的选择

在电动机性能生产机械要求的前提下，力求电能损耗少,设备投资少，维护费用少。通常，电动机的额定转速选在工作中50～1500r/min比较合适。

4、电动机种类的选择

在考虑电动机的性能必须满足生产机械的要求下，优先选用结构简单、价格便宜、运行可靠、维修方便的电动机。 5、电动机形式的选择

原则上，电动机与和间机械的工作方式应该一致，在连续工作制、短期工作制和周期性断续工作制三种方式中选取。

（1)按安装方式不同可分为卧式和立式两种。一般应选用卧式电动机。 (2)按轴伸个数分为音轴伸和双轴伸两种。

一般情况下，选用音轴伸电动机；特殊情况下才选用双轴伸电动机.如需要一边安装测速发电机，另一边需要拖动生产机械时，则必须选用双轴伸电动机.

（3）按防护形式分为开启式、防护式、封闭式和防爆式四种。

开启式电动机价格便宜，散热好,但灰尘、铁屑、水滴及油考等容易进入其内部，因此，只能在干燥、清洁的环境中使用。 防护式电动机只能用于比较干燥、灰尘不多、无腐蚀性气体和爆炸性气体的环境.

封闭式电动机分为自扇冷式、他扇冷式和密闭式三种。 防爆式电动机主要用于有易燃、易爆气体的危险环境中，

总之，选择电动机时，应从额定功率、额定电压、额定转速、种类和形式几方面综合考虑，做到既经济双合理.

§2—13 电气控制线路设计基础

学习目标： 熟悉电气控制线路设计的基本原则、经验设计方法及应注意的问题。

一、设计电气控制线路的基本原则

电气控制线路的设计应遵循以下基本原则：

1、应最大限度地满足机械设备对电气控制线路的控制要求和保护要求.

2、在满足生产工艺要求的前提下,应力求使控制线路简单、经济、合理。

3、保证控制的可靠性和安全性。 4、操作和维修方便。 二、设计电气控制线路举例

设计电气控制线路可采用经验设计法。所谓经验设计法就是根据生产机械的工艺要求选择适当的基本控制线路，再把它们综合地组合在一起。

现用某专用机床给一箱体加工两侧平面.要求如下:

第一，加工前滑台应快速移动到加工位置,然后改为慢进给.快进速 度为慢进速度的20倍，滑台速度的改变是由齿轮变速机构和电磁铁

来实现的，即电磁铁吸合时为快速，电磁铁释放时为慢速。 第二，滑台从快速移动到慢速进给应自动变换，铣削完毕要自动停车，

然后由人工操作滑台快速退回原位后自动停车.

第三，具有短路、过载、欠压和失压保护.

1、选择基本控制线路

2、修改完善线路 3、校核完成线路

三、设计电气控制线路应注意的问题

1、尽量缩减电器的数量，采用标准和尽可能选用相同的电器 2、昼缩短连接导线的数量和长度 3、正确连接电器的线圈 4、正确连接电器的触头

5、在满足控制要求的情况下,应尽量减少电器通电的数量 6、应昼避免采用许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制

线路

7、在控制引路中应避免出现寄生回路 8、保证控制线路工作可靠和安全 9、线路应具有必要的保护环节.

第三单元 常用生产机械的电气控制线路及其安装、调试与维修

§3—1 工业机械电气设备维修的一般要求和方法

学习目标：熟悉工业机械电气设备维修的一般要求,掌握工业机械电气设备维修的一般方法及注意事项。

一、工业机械电气设备维修的一般要求

1、采取的维修步骤和方法必须正确，切实可行。 2、不可损坏完好的电器元件.

3、不可随意更换电器元件及连接导线的型号规格。 4、不可擅自改动线路。

5、损坏的电气装置应尽量修复使用,但不能降低其固有性能。 6、电气设备的各种保护性能必须满足使用要求。

7、绝缘电阻合格，通电试车能淢电路的各种功能,控制环节的动作程序符合要求。

8、修理后的电器装置必须满足其质量标准要求。电器装置的检修质量标准是: （1）外观整洁，无破损和炭化现象。

(2)所有的触头均应完整、光洁、接触良好。 （3）压力弹簧和反作用弹簧应具有足够的弹力. （4）操纵、复位机构都必须灵活可靠。 （5）各种衔铁运动灵活，无卡阻现象。 (6）灭弧罩完整、清洁,安装牢固.

（7）整定数值大小应符合电路使用要求。 （8)指示装置能正常发出信号。 二、工业机械电气设备维修的一般方法 包括日常维护保养和故障检修两方面 1、电气设备的日常维护保养

人为故障：由于操作使用不当、安装不合理或维修不正确等人为因素造成的。 自然故障:在运行时过载、机械振动、电弧的烧损、长期动作的自然磨损、周围环境温度和温度的影响 、金属屑和油污等有害介质的侵蚀以及电器元件的自身质量问题或使用寿命等原因而产生的。

（1）控制设备的日常维护保养 其主要内容包括：

1）电气柜(配电箱)的门、盖、锁及门框周边的耐油密封垫均应良好。 2)操纵台上的所有操作按钮、主令开关的手柄、信号灯及仪表护罩都应保

持清洁完好。

3）检查接触器、继电器等电器的触头系吸合是否良好、有无噪声、卡信或

迟滞现象,触头接触面有无烧蚀、毛刺或穴坑;电磁线圈是否过热；各种弹簧弹力是否适当；灭弧装置是否完好无损等。

4)试验门开关能否起保护作用。

5）检查各电器的操作机构是否灵活可靠，有关整定值是否符合要求. 6）检查各线路接头与端子板的连接是否可靠，各部件之间的连接导线、电

缆或保护导线的软管，不得被冷却液、油污等腐蚀,管接头处不得产生脱落或散头等现象。

7）检查电气柜及导线通道的散热情况是否良好。 8）检查各类指示信号装置和照明装置是否安好。

9）检查电气设备和生产机械上所有裸露导体是否接到保护接地专用端子

上，是否达到了保护电路连续性要求。

（2)电气设备的维护保养周期

其维护保养周期应根据电气设备的构造、使用情况及环境条件等来确

定。

一级保养： 一季度左右，6～12h

（1）清扫配电箱内的积灰异物。

(2）修复或更换即将损坏的电器元件。

（3）整理内部接线，使之整齐美观.特别是在平时应急修理处，应尽

量复原成正规状态。

（4）坚固熔断器的可动部分，使之接触良好.

（5）坚固接线端子和电器元件上的压线螺钉，使所有压接线头牢固

可靠，以减小接触电阻。

（6）对电动机进行小修和中修检查.

（7）通电试车，使电器元件的动作程序正确可靠。 二级保养：一年左右，3～6d

（1)机床一级保养时，对机床电器所进行的各项维护保养工作。 （2）检修动作频繁且电流较大的接触器、继电器触头。 （3）检修有明显噪声的接触器和继电器.

（4）校验热继电器，看其是否能正常工作，校验结果应符合热继电

器的动作特性。

(5）校验时间继电器，看其延时时间是否符合要求。 2、电气故障检修的一般步骤和方法 （1)电气故障检修的一般步骤

1）检修前的故障调查：应通过问、看、听、摸、闻来了解。

2）确定故障范围： 对简单的线路，可采取每个电器元件、每根连接导线

逐一检查；对复杂的线路,应采用逻辑分析法结合外观检查法、通电试验法来确定故障范围。

3）查找故障点:方法有：直观法、电压测量法、电阻测量法、短接法、试灯

法、波形测试法等。

4）拔除故障 5）通电试车