第2章基本電氣控制電路【第3講】

2基本電氣控制電路2.2.1、手動直接啟動2.2.2、帶接觸器控制的直接啟動電路2.2.3、電動機(jī)單向連動啟動電路2.2.4、既能點(diǎn)動又能單向連動的控制電路2.2.5、兩地對同一臺電動機(jī)的啟?？刂?.2、三相籠型異步電動機(jī)的直接啟動控制電路2.3、三相籠型異步電動機(jī)減壓啟動控制電路2.3.1、定子繞組串接電阻降壓啟動控制線路2.3.2、星—三角形(Y-△)降壓啟動控制電路2.3.3、自耦降壓啟動控制電路回顧2/6/20231機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所2基本電氣控制電路2.3.2、三相繞線式異步電動機(jī)的啟動控制線路(1)轉(zhuǎn)子繞組串電阻啟動控制線路起動前，起動電阻全部接入電路，隨著起動過程的結(jié)束，起動電阻被逐段短接。多段式，使得起動過程更加平滑。控制方式：◆按時間原則控制◆按電流原則控制回顧2/6/20232機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所2基本電氣控制電路2.3.2、三相繞線式異步電動機(jī)的啟動控制線路1)時間原則控制繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動控制線路（a）基本電路時間原則控制轉(zhuǎn)子電路串電阻起動控制線路回顧2/6/20233機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所基本電路的動作時序回顧2/6/20234機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所2基本電氣控制電路2.3.2、三相繞線式異步電動機(jī)的啟動控制線路2)電流原則控制繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動控制線路電流原則控制轉(zhuǎn)子電路串電阻起動控制線路利用電流繼電器根據(jù)電動機(jī)轉(zhuǎn)子電流大小的變化來控制電阻的分級切除。KA1、KA2、KA3為欠電流繼電器，三個電流繼電器吸合電流值相同，但釋放值不同,KA1釋放電流最大，首先釋放?；仡?/6/20235機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所2基本電氣控制電路2.4、交流異步電動機(jī)的制動控制線路制動方式：機(jī)械制動：機(jī)械抱閘、液壓或氣壓制動電氣制動：反接制動、能耗制動、電容制動等，

實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生反向制動轉(zhuǎn)矩。交流異步電動機(jī)定子繞組脫離電源后，由于系統(tǒng)慣性作用，轉(zhuǎn)子需經(jīng)一段時間才能停止轉(zhuǎn)動，這往往不能滿足某些生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，也影響生產(chǎn)效率的提高，并造成運(yùn)動部件停位不準(zhǔn)，工作不安全。制動就是指示電動機(jī)脫離正常工作電源后迅速停轉(zhuǎn)的措施。制動要求：電動機(jī)制動，迅速停車或準(zhǔn)確定位。2/6/20236機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所2基本電氣控制電路2.4.1、反接制動控制線路電動機(jī)反接制動方法就是在想要停車時，將電動機(jī)上三相電源的相序改變，使之產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩，這樣電動機(jī)的轉(zhuǎn)速就能迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時將電源切除。假設(shè)電動機(jī)正在正向運(yùn)行，若將電源反接，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速急劇降到零。如果反接電源不及時切除，則電動機(jī)又要從零速方向運(yùn)行。如何在電動機(jī)轉(zhuǎn)速為零時及時切除電源呢？控制電路是采用速度繼電器來完成這一功能的，速度繼電器的轉(zhuǎn)子與電動機(jī)的軸同軸相連，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速即反映為速度繼電器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。速度繼電器的工作原理是：當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于120r/min時，其觸點(diǎn)動作；當(dāng)轉(zhuǎn)速小于100r/min時，其觸點(diǎn)復(fù)位。問題：措施：2/6/20237機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所1常用低壓電器——速度繼電器◆結(jié)構(gòu)a)外形b)實(shí)物c)結(jié)構(gòu)原理速度繼電器1—螺釘；2—反力彈簧；3—常閉觸點(diǎn)；4—動觸點(diǎn)；5—常開觸點(diǎn)；6—返回杠桿；7—杠桿；8—定子導(dǎo)體；9—定子；10—轉(zhuǎn)軸；11—轉(zhuǎn)子知識點(diǎn)回顧2/6/20238機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所2基本電氣控制電路2.4.1、反接制動控制線路熱繼電器正常運(yùn)行時,該觸點(diǎn)閉合,KM1與KM2不能同時吸合,應(yīng)加互鎖反接制動時，電動機(jī)的定子繞組要串接一個制動電阻，限制較大制動電流反接制動時，該觸點(diǎn)閉合，改變電源的通電相序，產(chǎn)生較大的制動轉(zhuǎn)矩，快速制動速度繼電器,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為零時切除電源。熱繼電器的動斷觸點(diǎn)啟動按鈕制動復(fù)合按鈕互鎖按鈕啟動時該線圈得電互鎖按鈕自鎖觸點(diǎn)反接制動時該線圈得電失電繼電器的動斷觸點(diǎn)，當(dāng)其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于120r/min時，其觸點(diǎn)動作;當(dāng)轉(zhuǎn)速小于100r/min時，觸點(diǎn)復(fù)位。——單向反接制動控制KS2/6/20239機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所2基本電氣控制電路2.4.1、反接制動控制線路工作過程：按下SB2啟動按鈕KM1得電并自鎖M正向起動并運(yùn)行速度繼電器KS的動合觸點(diǎn)合上按下SB1SB1動斷觸點(diǎn)斷開KM1失電電動機(jī)M斷電，繼續(xù)作慣性運(yùn)轉(zhuǎn)SB1動合觸點(diǎn)合上KS動合觸點(diǎn)仍合上KM2得電并自鎖電動機(jī)反接電源，開始制動KS動合觸點(diǎn)復(fù)位KM2斷電，電動機(jī)制動結(jié)束制動復(fù)合按鈕——單向反接制動控制2/6/202310機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所2基本電氣控制電路2.4.1、反接制動控制線路電動機(jī)反接制動時，轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度接近于兩倍的同步轉(zhuǎn)速，所以定子繞組中流過的反接制動電流相當(dāng)于全壓直接啟動時電流的兩倍。因此一般10kW以上的電動機(jī)采用反接制動，應(yīng)在電動機(jī)反接制動主電路中串接一電阻，以限制反接制動電流。電動機(jī)反接制動方式的優(yōu)點(diǎn)是制動力矩大，制動迅速；缺點(diǎn)是制動精確性差，制動過程中沖擊強(qiáng)烈，易損壞傳動零件，能量消耗較大。所以，反接制動一般只適用于系統(tǒng)慣性較大，制動要求迅速、操作不頻繁的場合，如銑床、鏜床、中型車床等主軸的制動?！獑蜗蚍唇又苿涌刂?/6/202311機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所2基本電氣控制電路2.4.1、反接制動控制線路——單向反接制動控制2/6/202312機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所2基本電氣控制電路2.4.1、反接制動控制線路——可逆運(yùn)行反接制動控制線路KS1KS2正向啟動按鈕正轉(zhuǎn)接觸器線圈反轉(zhuǎn)接觸器線圈短接電阻接觸器線圈中間繼電器線圈速度繼電器正轉(zhuǎn)閉合觸點(diǎn)反轉(zhuǎn)閉合觸點(diǎn)啟動與制動電阻自鎖按鈕互鎖按鈕停止按鈕反向啟動按鈕2/6/202313機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所正向啟動：合上電源QS啟動按鈕SB2KM1線圈得電KM1常開觸點(diǎn)閉合自鎖KM1常閉觸點(diǎn)斷開互鎖KM1常開觸點(diǎn)閉合為KM3線圈準(zhǔn)備KM1主觸點(diǎn)閉合電機(jī)M串電阻R降壓啟動轉(zhuǎn)速上升至120r/min速度繼電器KS動作正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)KS1閉合KM3線圈得電KM3主觸點(diǎn)閉合短接啟動電阻R電動機(jī)全壓繼續(xù)啟動并正常運(yùn)行2/6/202314機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所反接制動：按下停止按鈕SB1斷開啟動電路KA3線圈得電SB1常開觸點(diǎn)閉合KA3常閉觸點(diǎn)斷開KA3常閉觸點(diǎn)斷開KM3線圈斷電KM3主觸點(diǎn)斷開KA3常開觸點(diǎn)閉合KA1線圈斷電KA1常開觸點(diǎn)閉合KA3線圈得電KA1常開觸點(diǎn)閉合KM1線圈斷電KM1常閉觸點(diǎn)閉合為KM2線圈準(zhǔn)備KM1主觸點(diǎn)斷開電機(jī)斷電慣性運(yùn)轉(zhuǎn)KM2線圈得電2/6/202315機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所反接制動：KM2線圈得電KM2常閉觸點(diǎn)斷開互鎖KM2主觸點(diǎn)閉合電機(jī)得電串反接制動電阻R進(jìn)行反接制動當(dāng)轉(zhuǎn)速下降至100r/minKS1斷開KA1線圈斷電KA1常開觸點(diǎn)斷開KA3線圈失電KA1常開觸點(diǎn)斷開KM2線圈失電反控制動結(jié)束電機(jī)自由停車至零電動機(jī)反方向啟動和停車反接制動過程與上述過程相同。2/6/202316機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所注意點(diǎn)：◆電阻R具有限制啟動電流和反接制動電流的雙重作用?！魺崂^電器可避免啟動電流和制動電流的影響。

停止按鈕SB1在按下時一定要按到底并保持一定時間，以保證KA3能可靠得電，否則將無法實(shí)現(xiàn)反接制動。2/6/202317機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所優(yōu)點(diǎn)：制動力強(qiáng)，制動迅速。缺點(diǎn)：制動準(zhǔn)確性差，制動過程中沖擊強(qiáng)烈，易損害傳動部件，制動能量消耗大，不宜頻繁制動。場合：一般適用于制動要求迅速，系統(tǒng)慣性大，不經(jīng)常啟動與制動的場合，如銑床、鏜床、中型車床等主軸的制動。2/6/202318機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所課后習(xí)題解答2/6/202319機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所第一章習(xí)題解答1.1如何區(qū)分直流電磁系統(tǒng)和交流電磁系統(tǒng)？如何區(qū)分電壓線圈和電流線圈？答：直流電磁鐵鐵心由整塊鑄鐵鑄成，而交流電磁鐵的鐵心則用硅鋼片疊成，以減小鐵損。◆直流電磁鐵僅有線圈發(fā)熱，線圈匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)，制成細(xì)長形，且不設(shè)線圈骨架，鐵心與線圈直接接觸，利于線圈的散熱。◆交流電磁鐵由于鐵心和線圈均發(fā)熱，所以線圈匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，制成短粗形，吸引線圈設(shè)有骨架，且鐵心與線圈隔離，利于鐵心與線圈的散熱。2/6/202320機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所第一章習(xí)題解答1.2交流電磁系統(tǒng)中短路環(huán)的作用是什么？三相交流電磁鐵有無短路環(huán)？為什么？答：交流接觸器線圈通過的是交變電流，電流正負(fù)半波要經(jīng)過零點(diǎn)，在電流過零點(diǎn)時線圈電磁吸力接近于零，如此動鐵芯會與靜鐵芯發(fā)生振動和噪聲。在鐵心端面上開槽安放短路環(huán)后，交變的磁通使得短路環(huán)產(chǎn)生同頻交變感應(yīng)電流，該電流使短路環(huán)內(nèi)產(chǎn)生與鐵心磁通變化相反的逆磁通。如此在鐵心端面上，短路環(huán)內(nèi)的磁通與環(huán)外磁通在時間上錯開，避免了吸力過零產(chǎn)生噪聲和振動現(xiàn)象。沒有短路環(huán)，因?yàn)槎搪翻h(huán)是在電流過零時產(chǎn)生感應(yīng)電流維持鐵芯吸合，三相交流電磁鐵一相電流過零時其余兩相不為零，鐵芯還是吸合的，因此不再需要短路環(huán)。2/6/202321機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所第一章習(xí)題解答1.3交流電磁線圈誤接入直流電源、直流電磁線圈誤接入交流電源，將發(fā)什么問題？為什么？答：交流電磁線圈誤接入對應(yīng)直流電源,時間長了有可能將線圈燒掉，因?yàn)榻涣骶€圈的電感一般很大，其電阻阻值較小，所以當(dāng)通直流電源后，電流會很大，電磁閥不會動作。直流電磁線圈誤接入對應(yīng)交流電源，不會有什么影響，因?yàn)橹绷麟姶啪€圈的阻值大，相應(yīng)的電感也大，一般比交流電磁線圈的大。2/6/202322機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所第一章習(xí)題解答1.4電弧是如何產(chǎn)生的？有哪些危害？直流電弧與交流電弧各有什么特點(diǎn)？低壓電器中常用的滅弧方式有哪些？

答：開關(guān)觸頭在大氣中斷開電路時，如果電路的電流超過0.25～1A，電路斷開后加在觸頭間的電壓超過12～20V，則在觸頭間隙（又稱弧隙）中便會產(chǎn)生一團(tuán)溫度極高、發(fā)出強(qiáng)光和能夠?qū)щ姷慕茍A柱形的氣體。電弧的危害：(1)延長了切斷故障的時間；(2)高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞；(3)形成飛弧造成電源短路事故；(4)電弧是造成電器的壽命縮短的主要原因。2/6/202323機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所第一章習(xí)題解答1.4電弧是如何產(chǎn)生的？有哪些危害？直流電弧與交流電弧各有什么特點(diǎn)？低壓電器中常用的滅弧方式有哪些？

交流是成正弦變化的，當(dāng)觸點(diǎn)斷開時總會有某一時刻電流為零，此時電流熄滅。直流電弧由于其不過零點(diǎn)，導(dǎo)致開關(guān)不能斷開電弧，與交流電相比，直流電弧不易熄滅。機(jī)械性拉弧、磁吹式滅弧、窄縫滅弧、柵片滅弧法、固體產(chǎn)氣滅弧、石英砂滅弧、油吹滅弧、氣吹滅弧等。2/6/202324機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所第一章習(xí)題解答1.5接觸器的主要結(jié)構(gòu)有哪些？交流接接觸器和直流接觸器如何區(qū)分？

答：接觸器的結(jié)構(gòu)主要由電磁系統(tǒng)，觸頭系統(tǒng)，滅弧裝置和其他部件等組成。直流接觸器與交流接觸器相比，直流接觸器的鐵心比較小,線圈也比較小,交流電磁鐵的鐵心是用硅鋼片疊柳而成的。線圈做成有支架式,形式較扁。因?yàn)橹绷麟姶盆F不存在電渦流的現(xiàn)象，區(qū)分方式如下：(1)銘牌：AC是交流，DC是直流；(2)滅弧罩：交流接觸器設(shè)有滅弧裝置，以便迅速切斷電弧，免于燒壞主觸頭，大的有滅弧柵片。直流接觸器由于直流電弧比交流電弧難以熄滅，直流接觸器常采用磁吹式滅弧裝置滅??；(3)極數(shù)：交流的主極為三、直流的主極為二；(4)線圈的鐵芯和銜鐵(交流的為硅鋼片、直流為整體式）。2/6/202325機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所第一章習(xí)題解答1.6交流接觸器在銜鐵吸合時，線圈中會產(chǎn)生沖擊電流，為什么？直流接觸器會產(chǎn)生這種現(xiàn)象嗎？為什么？

答：交流接觸器的線圈是一個電感，是用交流電工作的。吸合前線圈內(nèi)部沒有鐵心，電感很小，阻抗也就很小，所以電流大；吸合后鐵心進(jìn)入線圈內(nèi)部，電感量增大，阻抗增大，所以電流就降下來了。直流接觸器工作電流主要取決于其內(nèi)部電阻，所以不會產(chǎn)生沖擊電流。2/6/202326機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所第一章習(xí)題解答1.7中間繼電器的作用是什么？中間繼電器與接觸器有何異同？

答：中間繼電器的作用是將一個輸入信號變成多個輸出信號或?qū)⑿盘柗糯蠹丛龃笥|頭容量的繼電器。中間繼電器的觸頭對數(shù)多，觸頭容量較大（額定電流5A～10A），動作靈敏。其主要用途是當(dāng)其它繼電器的觸頭對數(shù)或觸頭容量不夠時，可借助中間繼電器來擴(kuò)大觸頭數(shù)目，起到中轉(zhuǎn)或變換作用；接觸器觸點(diǎn)有主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)之分，而中間繼電器沒有主、輔助觸點(diǎn)之分。2/6/202327機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所第一章習(xí)題解答1.8對于星形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī)能否用一般三相結(jié)構(gòu)熱繼電器作斷相保護(hù)？為什么？對于三角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī)必須使用三相具有斷相保護(hù)的熱繼電器，對嗎？答：可以。因?yàn)闊崂^電器內(nèi)部有雙金屬片。當(dāng)電機(jī)電源缺相時，包括機(jī)械方面的原因造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)，電機(jī)的電流會增加。電流增加使金屬片受熱到一定程度，根據(jù)熱膨脹系數(shù)的不同金屬片會分開。從而來斷開熱繼電器的輔助觸頭，被控制的接觸器會釋放，切斷電源，熱繼電器有過熱過載保護(hù)，保護(hù)電機(jī)不會因?yàn)殡娏鞯脑黾颖粺龎?。必須使用三相具有斷相保護(hù)的熱繼電器。三角形接法的電動機(jī)，線電流是相電流的1.732倍。當(dāng)發(fā)生斷相時，線電流等于相電流。同樣的相電流下，斷相時的線電流較小，造成普通熱繼電器在斷相時保護(hù)靈敏度下降，因此要用斷相熱繼電器才行。2/6/202328機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所第一章習(xí)題解答1.9試比較電磁式時間繼電器、空氣阻尼式時間繼電器、電動式時間繼電器與電子式時間繼電器的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用場合？答：1、電磁式時間繼電器是根據(jù)電磁阻尼原理產(chǎn)生延時的,延時時間短(0.3~1.6s)，但它結(jié)構(gòu)比較簡單，通常用在斷電延時場合和直流電路中。2、空氣阻尼式時間繼電器又稱為氣囊式時間繼電器，它是根據(jù)空氣壓縮產(chǎn)生的阻力來進(jìn)行延時的，其結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，延時范圍大(0.4~180s)，但延時精確度低。3、電動式時間繼電器的原理與鐘表類似，它是由內(nèi)部電動機(jī)帶動減速齒輪轉(zhuǎn)動而獲得延時的。這種繼電器延時精度高，延時范圍寬(0.4~72h)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價格很貴。4、電子式時間繼電器又稱為晶體管式時間繼電器，它是利用延時電路來進(jìn)行延時的，這種繼電器精度高，體積小。2/6/202329機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所第一章習(xí)題解答1.10在電動機(jī)的控制電路中，熱繼電器與熔斷器各起什么作用？兩者能否互相替換？為什么？答：熱繼電器主要是起到過載保護(hù)作用還有因三相電流不平衡、缺相引起的過載保護(hù)，而熔斷器主要起短路保護(hù)作用和嚴(yán)重過載保護(hù)。兩者不能互相替換，熱繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有熱慣性作用，當(dāng)線路發(fā)生短路時熱繼電器需要內(nèi)部的保護(hù)機(jī)構(gòu)一定時間來發(fā)熱令原本是常閉的觸點(diǎn)斷開，響應(yīng)時間自然要比保險絲要長，起不到及時的保護(hù)作用，而且熱繼電器當(dāng)常閉觸點(diǎn)斷開后（令控制回路斷開）過來一段時間內(nèi)部的保護(hù)機(jī)構(gòu)慢慢的冷卻后原本斷開起保護(hù)的常閉觸點(diǎn)又復(fù)位閉合了，此時如果短路還沒有解決的，常閉觸點(diǎn)又一次的斷開，這樣如此的循環(huán)下去。2/6/202330機(jī)電系統(tǒng)與測控技術(shù)研究所第一章習(xí)題解答1.11在使用和安裝HK系列刀開關(guān)時，應(yīng)注意些什么？鐵殼開關(guān)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？試比較膠底瓷蓋刀開關(guān)與鐵殼刀開關(guān)的差異及各自用途？答：▼電源進(jìn)線應(yīng)接在靜觸點(diǎn)一邊的進(jìn)線端（進(jìn)線座應(yīng)在上方），用電設(shè)備應(yīng)接在動觸點(diǎn)一邊的出線端。這樣當(dāng)開關(guān)斷開時，閘刀和熔絲均不帶電，以保證更換熔絲時的安全。▼在合閘狀態(tài)下，刀開關(guān)的手柄應(yīng)該向上，不能倒裝或平裝，以防止閘刀松動落下時誤合閘。(1)設(shè)有連鎖裝置，保證在合閘狀態(tài)下開關(guān)蓋不能開啟，而開啟時不能合閘，以確保操作安全；(2)采用儲能分合閘方式，在手柄轉(zhuǎn)軸與底座之間裝有速動彈簧，能使開關(guān)快速接通或斷開，