常用低压电器与基本控制电路

,*,*,第三章常用低压电器与基本控制电路,内容提要：,介绍三相交流异步电动机基本结构和工作原理；讲述三相交流异步电动机的名牌数据和施工现场常用电动机型号；阐述常用低压控制电器；引导同学识读简单建筑机械控制电路。,概述,控制电能的器具或装置；作用是，对电能进行控制、分配和调节。,2,、电力拖动自动控制系统：,利用电器元件组成，实现对外界信号或要求进,行自动或手动地切断、接通电路，连续、断续地控制被控对象进行运行状态的变化，这样的系统称为电力拖动自动控制系统,1,、电器：,（1）按工作电压分类,以交流,1000,V,、,直流,1200,V,为界，以上为高压控制电器，以下为低压控制电器,（2）按操作方式分类,自动控制电器、手动控制电器和半自动控制电器,4、电器分类方法,3、电力系统的组成,控制设备,电动机,电源,生产机械,传动装置,第一节三相交流异步电动机基本结构和工作原理,一、三相交流异步电动机的基本结构,三相异步电动机按转子结构分有,绕线式异步电动机,鼠笼式异步电动机,只针对,鼠笼式异步电动机,异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。,1、异步电动机的定子：,异步电动机的转子是由转子铁心、转子绕组和转轴组成的。,2、异步电动机的转子：,JZT,系列是电磁调速异步电动机,二、常用异步电动机的型号,JZ2,和,JZL2,系列是起重和冶金用的三相异步电动机，,JZ2,是鼠笼式，,JZL2,是绕线式。,BJO2,系列是防爆式鼠笼异步电动机。,JPZ,系列是旁磁式制动异步电动机。,JD2,和,JDO2,系列是防护式和封闭式多速异步电动机,JZZ,系列是锥形转子制动异步电动机。,三、三相交流异步电动机的工作原理,三相异步电动机定子接三相电源后，电机内便形成圆形旋转磁动势,设其方向为逆时针转,若转子不转，转子鼠笼导条与旋转磁密有相对运动,导条中有感应电动势,e,，方向由右手定则确定,由于转子导条彼此在端部短路，于是导条中有电流,导条就在磁场中受力,f,，用左手定则确定受力方向,转子受力，产生转矩,T,，为电磁转矩，方向与旋转磁动势同方向，转子便在该方向上旋转起来,转子旋转后，转速为,n,，只要,n,n1,（,n1,为旋转磁动势同步转速），转子导条与磁场仍有相对运动,转子继续旋转，稳定运行在,T=T,L,情况下,在正常情况下，异步电动机的转子转速总是略低与旋转磁场的转速（同步转速）。转差率是一个表征异步电动机运行状态的一个基本参数。感应电动机的转速随负载的变化而变化。,接触器的作用是通、断电动机电路或其它负载电路,是可以实现远距离控制的一种控制电器,通、断电路的电流种类不同,第二节常用低压控制电器及基本控制电路,一、接触器,接触器可分为,交流接触器,和,直流接触器,两种,1、接触器的基本结构,由三大部分组成：,电磁系统、触头系统和灭弧系统,1、2，3、4是静触点,5、6是动触点,7、8是吸引线圈,9、10分别是动、静铁心,11是弹簧,注意：铁芯中的短路铜环作用是减少交流电磁铁芯的振动,1是灭弧室,2和5分别为动、静触点,3 为金属栅片,4为电弧,灭弧栅是数片钢片制成的栅状装置，当触点断开发生电弧时，电弧进入栅片内，被分割为数段，迅速熄灭。,灭弧栅,2交流接触器的工作原理,触头在弹簧的反作用力下复位,线圈通入单相交流电,铁芯磁化吸合,触头动作,线圈失电,3图形文字符号,KM,KM,KM,线圈,主触头,辅助触头,继电器是一种根据外界输入的电或非电信号（如电流、电压、时间、温度、转速等）进行触头的接通或断开操作，是一种自动控制电器。继电器的种类很多，分类的方法也较多。,1、电磁式继电器,二、继电器,电磁系统、触头系统、复位弹簧系统等组成。,（1）基本结构,（2）工作原理,信号电流通入线圈,电磁铁芯吸合,触头系统动作,常开触头闭合、常闭触头断开,信号电流切断,线圈失电,电磁铁芯释放,在复位弹簧作用下,所有触头复位（回到触头原始状态）,电磁式继电器中最常用的是中间继电器,图形文字符号如下图所示,KA,KA,KA,2、时间继电器,接收信号到输出信号有一时间差的继电器我们称之为时间继电器。,时间继电器按其结构的不同，可分为电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式等,只介绍空气阻尼式时间继电器,JS7A,系列空气阻尼式时间继电器的基本结构,如下页图,(1)结构,主要由电磁系统、触头系统、活塞气室等组成。其中触头系统分为瞬时动作触头延时动作触头,(2)工作原理：,线圈通电,铁芯吸合,推板瞬时动作,1234,瞬时动作触头动作,活塞在宝塔形弹簧的作用下向上移动,经一段时间后活塞才推动扛杆移动到顶端,5678,触头动作（常开触头延时闭合、常闭触头延时断开）,为下一次工作作好准备。,问：移动速度由谁决定？,当线圈失电,铁芯系统释放,衔铁在弹簧作用下迅速将活塞推向最下方,1234、5678,触头系统在复位弹簧的作用下迅速复位,(3)时间继电器的图形文字符号,(1)热继电器的基本结构,感应机构：,热膨胀系数不同的双金属片、加热元件；执行机构：传动系统,和触头系统）等组成，如右图所示。,(2)工作原理,加热元件串接在被控制电路中,通入额定电流,加热元件不发热,双,金属片不动作,触头不动作,当被控,电路的电流增加超过额定电流,形成双金属片的定向弯曲,加热元件开始发热并缓慢地将热量传递给双金属片,双金属片推动导板,导板推动温度补偿器,触头动作,切断被控电路电流,3、热继电器,绕组,双金属片,导板,(3)图形文字符号,FR,FR,1、按钮,（1）基本结构,按钮帽、复位弹簧和触头系统,（2）工作原理,按钮按下,触头系统动作,弹簧储能,松手,触头系统复位,复位弹簧作用,三、其它控制电器,特点：,受力触头动作，力消失触头复位,（3）图形文字符号,2、闸刀开关,刀开关种类很多,按极数分为单极、双极和三极,刀开关一般与熔断器串联使用，以便在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切断电路,图形文字符号,3、自动开关,基本结构：,电流电磁系统、电压电磁系统、脱扣系统、触头系统、弹簧系统等组成。,工作原理：,正常工作时，手动控制接通或断开电路,电路出现下列情况时：,短路，当线路电流大于或等于额定电流的10倍时：,电流电磁系统产生大吸合力,电流电磁系统动作,脱扣器动作,锁钩脱扣,在弹簧作用下触头复位,切断被控制电路,起到短路保护的作用,欠电压，当线路电压下降到额定值的%时：,电压电磁系统吸合力不够大,电压电磁系统释放,扛杆动作,脱扣器动作,锁钩脱扣,在弹簧作用下触头复位,切断被控制电路,起到欠电压保护的作用,过载，当线路电流增大，但又小于短路电流时：,双金属片定向弯曲,推动扛杆,脱扣器动作,在弹簧作用下触头复位,切断被控制电路,起到过载保护的作用,锁钩脱扣,图形文字符号：,QF,4、,熔断器,熔断器主要作短路或过载保护用，串联在被保护的线路中。线路，正常工作时起通路作用；当线路短路或过载时熔断器熔断，起到保护线路上其他电器设备的作用,图形文字符号,FU,用图形和文字来表示电气控制，说明控制原理的一种电气图。,1、电气控制原理图绘制原则,右图是一个单方向旋转电动机控制电路,（1）主电路在左，控制电路在右或主在上控在下,（2）主电路用粗实线绘制，控制电路用细实线绘制。如右图，已更改。,（3）标注方法,四、基本控制电路,U1,V1,W1,U2,V2,W2,1,2,3,主电路标注：,总是在主电路的各个节点用英语26个字母和数字下标标注；,按照连接导线元器件的节点进行标注,控制电路标注,在各节点用数字标注，从左向右用奇数，从右至左用偶数，分界在电压元件处。看右图。,(4)电器元件可根据动作功能绘制在电路的不同地方，但同一元件标注统一，如右的接触器。,5、各节点用实心小圆点，交汇处以曲线标注,有了,FU，,电路具有短路保护功能,有了,KM，,电路具有欠电压保护功能,请分析,SB,受力系统运行，,SB,力消失系统停止运行，这种控制称为点控制。这是第一个电路。,设想若要电动机长期运行，用什么办法,如右图所示：,与上电路相比多了一个,SB,和一个,FR,2、单方向连续运行控制电路,工作原理,QS,SB1,KM,主触头闭合,M,得电旋转,SB2,KM,线圈失电,M,失电停止,KM,线圈得电,KM,辅助触头自锁,“自锁”是电器元件为确保自己的通路而实施的一种控制,KM,所有触头复位,注意：,“自锁”,的概念,这是我们讨论的第二电路，它的特性除上面讲的以外，还有：,连续运行控制功能，过载保护功能。,如何分析和解析这两种功能,若要求这一电路即能连续运行又能点动控制，如何？能完成否？,方法：利用,KM,的辅助常开触点的关联在起动按钮的两端,三相交流异步电动机要改变旋转方向，只需任意的改变三相绕组中的两相绕组连接。,2、正反转控制电路,线路组成：,QS、FU、SR、KM、FR、M,等组成，注意数量的变化。,工作原理,QS,SB1,KM1,主触头闭合,KM1,线圈失电,M,失电停止,电动机正转,KM1,线圈得电,KM1,自锁,电动机正向旋转,电动机反转,SB3,KM1,所有触头复位,SB2,KM2,主触头闭合,KM2,自锁,KM2,线圈得电,电动机反向旋转,电路特性,（1）短路保护、过载保护、欠电压保护,（2）正转和反转功能,（3）问还有什么？,双重联锁正反转控制电路,线路组成：,一个,QS、,一个,FU、,二个,KM、,三个,SB、,一个,FR、,一个,M,工作原理,QS,KM1,主触头闭合,KM1,或,KM2,线圈失电,电动机正转,KM1,自锁,电动机正向旋转,电动机反转,SB3,KM1,或,KM2,所有触头复位,电动机反向旋转,KM1,线圈得电,KM1,联锁,SB1,SB1,联锁,KM2,主触头闭合,KM2,自锁,KM2,线圈得电,KM2,联锁,SB2,SB2,联锁,电动机失电停止运行,线路特性,（1）短路保护、过载保护、欠电压保护,（2）正转和反转功能,（3）电路具有双重联锁的功能,3、Y,转换控制电路,线路组成,1组,QS、2,组,FU、3,个,KM、2,个,SB、1,个,FR、1,个,KT、1,个,KM,工作原理,QS,SB1,KM2,得电,自锁,KM2,主触闭,KT,记时开始,经延时,KM1,得电,自锁,断,KT,休息,M,在全压状态下运行,KM3,失电,KM3,所有触头复位,KM3,得电,KM3,主触闭,M,定子,Y,连接降压起动,KM3,联锁,切断,KM1,通路,延断触头延断,延闭触头闭,M,脱离,Y,联接,联锁,KM3,主触闭,线路特性,A、,短路保护、过载保护、欠电压保护；,B、,具有,Y,转换降压起动自动控制的功能。,可再查看正式电路,思考：除时间继电器可在这里进行自动控制，还有什么元件可实现同样的控制,速度继电器,电流继电器,4、自耦变压器降压起动自动控制电路,主设计思路：,起动时，首先将电动机定子绕组接在自耦变压器的副边，起动结束时，再将电动机定子绕组直接接到电源，电动机在全压状态下运行。,自耦变压器降压起动自动控制电路,第三节简单建筑机械控制电路,