1、第5章 三相异步电动机与控制5.1 三相异步电动机5.2 三相异步电动机的运行5.3 单相异步电动机5.4 常用控制电动机5.5 低压电器5.6 基本控制电路5.7 行程、时间控制电路第1页，共52页。5.1 三相异步电动机三相异步电动机 三相异步电动机是由三相交流电供电的电动机，又称异三相异步电动机是由三相交流电供电的电动机，又称异步电动机。它的结构简单、制造容易、价格低廉、效率高、步电动机。它的结构简单、制造容易、价格低廉、效率高、运行经济可靠且便于维护，获得了广泛的应用。其缺点是调运行经济可靠且便于维护，获得了广泛的应用。其缺点是调速性能差、功率因数低，在有些场合受到限制，但随着当前速性
2、能差、功率因数低，在有些场合受到限制，但随着当前变频调速技术的发展，该问题已得到了解决。变频调速技术的发展，该问题已得到了解决。一、三相异步电动机的结构一、三相异步电动机的结构 三相异步电动机的结构主要包括定子（固定部分）和三相异步电动机的结构主要包括定子（固定部分）和转子（旋转部分）两大部件转子（旋转部分）两大部件 第2页，共52页。1.定子定子 定子是指电动机中静止不动的部分，有定子铁芯、定子定子是指电动机中静止不动的部分，有定子铁芯、定子绕组、机座、端盖等部件。定子铁芯用绕组、机座、端盖等部件。定子铁芯用0.5 mm厚的表面有绝厚的表面有绝缘层的硅钢片叠压成圆筒状。在定子铁芯的内圆冲有均
3、匀分缘层的硅钢片叠压成圆筒状。在定子铁芯的内圆冲有均匀分布的槽孔，用以嵌置三相定子绕组，每相绕组分布在几个槽布的槽孔，用以嵌置三相定子绕组，每相绕组分布在几个槽内，线圈按一定规则连接成三相定子绕组，如图所示。三相内，线圈按一定规则连接成三相定子绕组，如图所示。三相定子绕组结构完全对称，一般有六个接线端定子绕组结构完全对称，一般有六个接线端U1、U2、V1、V2、W1、W2置于接线盒内，根据需要接成星形或三角形置于接线盒内，根据需要接成星形或三角形 第3页，共52页。2.转子转子 转子是电动机的旋转部分，由转子铁芯、转子绕组和转转子是电动机的旋转部分，由转子铁芯、转子绕组和转轴组成。转子铁芯也是
4、由轴组成。转子铁芯也是由0.5 mm厚的硅钢片叠成的圆柱体，厚的硅钢片叠成的圆柱体，固定在转轴上，转轴上加机械负载，与定子相同在圆周外表固定在转轴上，转轴上加机械负载，与定子相同在圆周外表面冲面冲 有槽孔，用以嵌置转子绕组，如图所示。转子绕组的有槽孔，用以嵌置转子绕组，如图所示。转子绕组的构造分为笼式和绕线式两种。构造分为笼式和绕线式两种。第4页，共52页。笼式转子绕组是用铜条和铜环焊接成的笼形闭合电路，笼式转子绕组是用铜条和铜环焊接成的笼形闭合电路，如图如图5-4（b）所示，由于转子绕组的形状像鼠笼，故称笼）所示，由于转子绕组的形状像鼠笼，故称笼式转子。式转子。绕线式转子的特点是可以通过滑环
5、和电刷，在转子电路绕线式转子的特点是可以通过滑环和电刷，在转子电路中接入附加的电阻，以便电动机中接入附加的电阻，以便电动机 启动时调节电动机的转速。启动时调节电动机的转速。在需要大启动转矩时，往往采用绕线式异步电动机。在需要大启动转矩时，往往采用绕线式异步电动机。第5页，共52页。二、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动机的工作原理1.旋转磁场的产生旋转磁场的产生U=msinV=msin（-120）W=msin（+120）第6页，共52页。如图如图5-7（a）所示，）所示，=0（=0）时，）时，U=0，V为负值，为负值，W为正值，为正值，V的大小与的大小与W的大小相同，电流通过三个绕组的的
6、大小相同，电流通过三个绕组的方向及形成磁场的磁力线方向可用右手螺旋法则判断出，该方向及形成磁场的磁力线方向可用右手螺旋法则判断出，该磁场的磁力线由一对磁极产生，下边是磁场的磁力线由一对磁极产生，下边是N极，上边是极，上边是S极。极。在在 t=（=）时刻，）时刻，U为正，为正，V、W均为负，合成均为负，合成的磁场如图的磁场如图 5-7（b）所示。左边是）所示。左边是N极，右边是极，右边是S极，磁场极，磁场在空间顺时针旋转在空间顺时针旋转 弧度。弧度。24T2第7页，共52页。第8页，共52页。以上研究的磁场是一对磁极（以上研究的磁场是一对磁极（=1），如果将定子绕组），如果将定子绕组作不同的空间
7、排列，可以制成两对磁极（作不同的空间排列，可以制成两对磁极（=2）和三对磁极）和三对磁极（=3）或更多对磁极的旋转磁场。三相异步电动机的转速）或更多对磁极的旋转磁场。三相异步电动机的转速与旋转磁场的转速有关，而旋转磁场的转速又与磁极的对数与旋转磁场的转速有关，而旋转磁场的转速又与磁极的对数有关。根据前面分析可知，电流变化有关。根据前面分析可知，电流变化 一周期，电流频率为一周期，电流频率为（Hz），旋转磁场的转速），旋转磁场的转速 1=60（r/min）。可以证明，若）。可以证明，若旋转磁场为四极（旋转磁场为四极（=2），电流变化一周期，旋转磁场旋转），电流变化一周期，旋转磁场旋转半周，则半周
8、，则 1=60/2。依此类推，。依此类推，对磁极的旋转磁场的转速对磁极的旋转磁场的转速为为 160nf第9页，共52页。在图在图5-7中，旋转磁场是顺时中，旋转磁场是顺时针方向旋转，旋转磁场的方向是针方向旋转，旋转磁场的方向是由线圈中电流的相序决定的，如由线圈中电流的相序决定的，如果将电源接到定子绕组的三根引果将电源接到定子绕组的三根引线中的任意两根对调，如图线中的任意两根对调，如图5-8所示，这时三相定子绕组中的电所示，这时三相定子绕组中的电流相序就按逆时针方向排列，将流相序就按逆时针方向排列，将使旋转磁场按逆时针方向旋转。使旋转磁场按逆时针方向旋转。第10页，共52页。2.转子转动原理转子
9、转动原理 11nnsn或 或11100%nnsn第11页，共52页。【例【例5-1】有一台三相异步电动机，其额定转速有一台三相异步电动机，其额定转速 N=975 r/min，试求电动机的磁极对，试求电动机的磁极对 数和额定负载时的转差率。电源数和额定负载时的转差率。电源频率频率 1=50Hz。解解 :由于电动机的额定转速接近而略小于旋转磁场的转速，而由于电动机的额定转速接近而略小于旋转磁场的转速，而同步转速对应于不同的磁极对数，显然同步转速对应于不同的磁极对数，显然975 r/min与与1000 r/min最相近，从而确定磁极对数最相近，从而确定磁极对数=3。额定负载时的转差率为额定负载时的转
10、差率为 111000975100%100%2.5%1000nnsn第12页，共52页。三、机械特性三、机械特性 电动机产生的电磁转矩电动机产生的电磁转矩 与转子转速与转子转速 的关系曲线，即的关系曲线，即=（）曲线称为电动机的机械特性曲线，如图）曲线称为电动机的机械特性曲线，如图5-10所示。所示。在电动机启动时，即在电动机启动时，即=0时，对应于机械特性曲线上的时，对应于机械特性曲线上的 点，电动机轴上的电磁转矩称为启动转矩（又称为堵转转矩），点，电动机轴上的电磁转矩称为启动转矩（又称为堵转转矩），用用 st表示。表示。当电动机带额定负载时，对应于机械特性曲线上的当电动机带额定负载时，对应于
11、机械特性曲线上的 点点 电动机在运行中对应的最大转矩用电动机在运行中对应的最大转矩用 m表示，对应图表示，对应图5-10中的中的 点。点。电动机空载时，对应图中的电动机空载时，对应图中的D点。点。第13页，共52页。由三相异步电动机的机械特性曲线可知，当启动转矩大由三相异步电动机的机械特性曲线可知，当启动转矩大于负载转矩时，转子在电磁转矩的作用下逐渐加速，转速沿于负载转矩时，转子在电磁转矩的作用下逐渐加速，转速沿 段上升，电磁转矩也随之增加，一直增加到最大转矩段上升，电磁转矩也随之增加，一直增加到最大转矩 m。以后转速沿以后转速沿 段增加而电磁转矩开始减小，当电磁转矩等于段增加而电磁转矩开始减
12、小，当电磁转矩等于负载转矩时，电动机就以某一转速稳定运行。负载转矩时，电动机就以某一转速稳定运行。电动机正常运行过程中，由于外界因素而使电动机转速发电动机正常运行过程中，由于外界因素而使电动机转速发生变化，电动机在生变化，电动机在 段自动调节电磁转矩与负载转矩平衡，段自动调节电磁转矩与负载转矩平衡，并稳定在新的转速上稳定运行。显然，并稳定在新的转速上稳定运行。显然，段电动机的机械特段电动机的机械特性较硬，这种特性适合大多数生产机械对拖动的要求。但为了性较硬，这种特性适合大多数生产机械对拖动的要求。但为了使电动机安全可靠地工作，使电动机安全可靠地工作，电动机一般工作在电动机一般工作在 段。段。电
13、动机的启动转矩与额定转矩之比称为电动机的启动能力。电动机的启动转矩与额定转矩之比称为电动机的启动能力。一般电动机的启动能力为一般电动机的启动能力为 1.42.2，即，即 启动能力启动能力=1.42.2 stNTT第14页，共52页。电动机的最大电磁转矩与额定转矩之比称为电动机的过载电动机的最大电磁转矩与额定转矩之比称为电动机的过载能力。一般电动机的过载能力为能力。一般电动机的过载能力为1.62.5，即，即 过载能力过载能力=1.62.5 mNTT第15页，共52页。电动机从电源输入的功率为电动机从电源输入的功率为 式中式中 1与与1分别为线电压和线电流，分别为线电压和线电流，cos1为电动机功
14、率为电动机功率因数，轴上输出功率（铭牌上标出的功率）因数，轴上输出功率（铭牌上标出的功率）2（kW）为旋转）为旋转体体 的机械功率，等于作用在旋转体上的转矩的机械功率，等于作用在旋转体上的转矩 与它的机械角与它的机械角速度速度的乘积。所以电动机的输出功率为的乘积。所以电动机的输出功率为 2=当电动机在额定状态运行时，则有当电动机在额定状态运行时，则有 11 113cosPU I3222106095502PPPTnnNNN9550PTn第16页，共52页。三相异步电动机铭牌上标注的主要额定数据有三相异步电动机铭牌上标注的主要额定数据有:（1）型号）型号:Y-112M-4，Y表示异步电动机，中心高
15、度为表示异步电动机，中心高度为112 mm，机座类型为中机座（机座类型为中机座（L表示长机座，表示长机座，S表示短机座，表示短机座，M表示中表示中机座），机座），4表示磁极数为表示磁极数为4级。级。（2）额定功率）额定功率:N=4.0 kW表示电动机在额定工作状态下运行表示电动机在额定工作状态下运行时，轴上输出的机械功率，单位是时，轴上输出的机械功率，单位是kW。（3）额定电压）额定电压:N=380 V表示电动机在额定工作状态下运行表示电动机在额定工作状态下运行时，定子绕组所加的线电压。通常有两种电压值时，定子绕组所加的线电压。通常有两种电压值220 V/380 V，当定子绕组采用星形接法时为
16、，当定子绕组采用星形接法时为220 V，采用三角形接法时，采用三角形接法时为为380 V。（4）额定电流）额定电流:N=8.8 A表示电动机在额定工作状态下运行时表示电动机在额定工作状态下运行时定子绕组的线电流，定定子绕组的线电流，定 子绕组有星形和三角形接法，故额子绕组有星形和三角形接法，故额定电流就有两种。定电流就有两种。第17页，共52页。三相异步电动机铭牌上标注的主要额定数据有三相异步电动机铭牌上标注的主要额定数据有:（5）额定转速）额定转速:=1440 r/min表示电动机在额定工作状态下运表示电动机在额定工作状态下运行时的转速。行时的转速。（6）接法）接法:定子绕组与三相电源的连接
17、方法，接错会烧毁电动定子绕组与三相电源的连接方法，接错会烧毁电动机。机。（7）防护式）防护式:IP44表示电动机和外壳防护的方式为封闭式电动表示电动机和外壳防护的方式为封闭式电动机。机。（8）频率）频率:=50 Hz表示电动机定子绕组输入交流电源的频率。表示电动机定子绕组输入交流电源的频率。（9）工作制）工作制:S1表示电动机在额定工作状态下连续运行，表示电动机在额定工作状态下连续运行，S2为为短时运行，短时运行，S3为短时重复运行。为短时重复运行。（10）绝缘等级）绝缘等级:根据绝缘材料允许的最高温度，分为根据绝缘材料允许的最高温度，分为Y、A、E、B、F、H、C级。级。第18页，共52页。
18、5.2 三相异步电动机的运行三相异步电动机的运行一、启动一、启动 常采用的启动方法有以下几种常采用的启动方法有以下几种:1.直接启动（全压启动）直接启动（全压启动）直接启动是给定子绕组直接加额定电压启动。直接启动直接启动是给定子绕组直接加额定电压启动。直接启动的异步电动机要受到供电变压器的限制，当电动机由单独的的异步电动机要受到供电变压器的限制，当电动机由单独的变压器作为它的电源时，电动机的容量不超过变压器容量的变压器作为它的电源时，电动机的容量不超过变压器容量的20%30%便可采用，以电动机启动时电源电压降低不超过便可采用，以电动机启动时电源电压降低不超过额定电压的额定电压的5%为原则。为原
19、则。2.降压启动降压启动 电动机启动时，降低加在电动机定子绕组上的电压，待电动机启动时，降低加在电动机定子绕组上的电压，待启动结束时再恢复额定电压运行。由于启动转矩将明显减小，启动结束时再恢复额定电压运行。由于启动转矩将明显减小，所以降压启动适用于容量较大的笼式三相异步电动机及对启所以降压启动适用于容量较大的笼式三相异步电动机及对启动转矩要求不高的生产机械负载。动转矩要求不高的生产机械负载。第19页，共52页。第20页，共52页。3.绕线式异步电动机的启动绕线式异步电动机的启动 第21页，共52页。二、制动二、制动 三相异步电动机常用的制动方法有以下几种三相异步电动机常用的制动方法有以下几种:
20、1.能耗制动能耗制动 第22页，共52页。2.反接制动反接制动 第23页，共52页。三、反转三、反转 三相异步电动机的转子转动方三相异步电动机的转子转动方向与定子产生的旋转磁场方向相同，向与定子产生的旋转磁场方向相同，而旋转磁场的转向取决于定子绕组而旋转磁场的转向取决于定子绕组通入的三相电流的方向，所以只要通入的三相电流的方向，所以只要将三根电源线中的任意两根对调，将三根电源线中的任意两根对调，就可使转子的转动方向改变，实现就可使转子的转动方向改变，实现电动机反转，如图电动机反转，如图5-8所示。所示。第24页，共52页。四、调速四、调速 1.变极（变极（）调速）调速 改变电动机定子绕组的磁极
21、对数改变电动机定子绕组的磁极对数 来改变电动机的转速。来改变电动机的转速。要求电动机的定子有几套绕组或绕组有多个抽头引到外部，要求电动机的定子有几套绕组或绕组有多个抽头引到外部，通过转换开关改变绕组接法，以改变磁极对数，形成多速电通过转换开关改变绕组接法，以改变磁极对数，形成多速电动机，如双速电动机等动机，如双速电动机等 2.变频（变频（）调速）调速 改变电动机定子绕组的电源频率来实现调速。三相交流改变电动机定子绕组的电源频率来实现调速。三相交流电先经整流器变成直流电，再经逆变器输出电压和频率可调电先经整流器变成直流电，再经逆变器输出电压和频率可调的三相交流电，作为电源给电动机供电，实现三相异
22、步电动的三相交流电，作为电源给电动机供电，实现三相异步电动机的无级调速。如图机的无级调速。如图5-18所示电路是目前广泛应用的变频所示电路是目前广泛应用的变频调速方法。调速方法。60(1)fnsp第25页，共52页。3.变转差率调速变转差率调速 该方法适用于绕线式异步电动机。在绕线式异步电动机该方法适用于绕线式异步电动机。在绕线式异步电动机的转子电路中接入调速电阻改变转差率，达到调整转速的目的转子电路中接入调速电阻改变转差率，达到调整转速的目的。这种方法能平滑调速且调整范围大，但能耗较大。的。这种方法能平滑调速且调整范围大，但能耗较大。第26页，共52页。5.3 单相异步电动机单相异步电动机1
23、.单相异步电动机的结构单相异步电动机的结构 2.单相异步电动机的工作原理单相异步电动机的工作原理 第27页，共52页。3.单相异步电动机的反转与调速单相异步电动机的反转与调速 s 单相异步电动机的调速常用改变定子绕组电压的方法来实单相异步电动机的调速常用改变定子绕组电压的方法来实现，可用定子绕组串电抗器调压和用晶闸管调压，目前大多数现，可用定子绕组串电抗器调压和用晶闸管调压，目前大多数采用串电抗器调压，如图采用串电抗器调压，如图5-22所示为台式风扇调速电路。所示为台式风扇调速电路。第28页，共52页。5.4 常用控制电动机常用控制电动机一、交流伺服电动机一、交流伺服电动机 交流伺服电动机就是
24、两相异步电动机。它的定子上装有交流伺服电动机就是两相异步电动机。它的定子上装有两个绕组两个绕组:一个绕组为励磁绕组，另一个绕组为控制绕组，一个绕组为励磁绕组，另一个绕组为控制绕组，它们在空间上相差它们在空间上相差90。转子有笼式和杯式两种。转子有笼式和杯式两种。图图5-23（a）所示为电容分相的交流伺服电动机的接线）所示为电容分相的交流伺服电动机的接线原理图，励磁绕组回路中串入电容原理图，励磁绕组回路中串入电容 后接到交流电源上。控后接到交流电源上。控制绕组接在放大器的输出端，控制电压就是放大器的输出电制绕组接在放大器的输出端，控制电压就是放大器的输出电压压 2。它与电容分相的单相异步电动机具
25、有同样的两相旋。它与电容分相的单相异步电动机具有同样的两相旋转磁场，只是转磁场，只是 2受到控制信号的控制。受到控制信号的控制。在一定负载下，当控制电压在一定负载下，当控制电压 2在控制信号作用下变化在控制信号作用下变化时，电动机转子的转速做相应的变化。控制电压大，电动机时，电动机转子的转速做相应的变化。控制电压大，电动机转得快转得快;控制电压小，电动机转得慢。当控制电压反相时，控制电压小，电动机转得慢。当控制电压反相时，旋转磁场和转子也都反转。如果控制电压为零，电动机就停旋转磁场和转子也都反转。如果控制电压为零，电动机就停转。图转。图5-23（b）所示为交流伺服电动机在不同控制电压下）所示为
26、交流伺服电动机在不同控制电压下的机械特性曲线。的机械特性曲线。第29页，共52页。第30页，共52页。二、直流伺服电动机二、直流伺服电动机 直流伺服电动机的励磁方式分为电磁式和永磁式两种。直流伺服电动机的励磁方式分为电磁式和永磁式两种。工作时，励磁绕组和电枢绕组分别由两个独立电源供电。直工作时，励磁绕组和电枢绕组分别由两个独立电源供电。直流伺服电动机通常采用电枢控制，即在保持励磁电压流伺服电动机通常采用电枢控制，即在保持励磁电压 f 一一定的条件下，改变电枢上的控制电压定的条件下，改变电枢上的控制电压 a来改变电动机的转来改变电动机的转速和转动方向。图速和转动方向。图5-24（a）所示）所示
27、为直流伺服电动机的接为直流伺服电动机的接线原理图。线原理图。第31页，共52页。三、步进电动机三、步进电动机 步进电动机是一种将电脉冲信步进电动机是一种将电脉冲信号转换为直线位移或角位移的电动号转换为直线位移或角位移的电动机，近年来在自动控机，近年来在自动控制系统、数控制系统、数控机床领域应用较多。例如，在开环机床领域应用较多。例如，在开环控制的数控机床中，在系统的控制控制的数控机床中，在系统的控制下，脉冲分配器下，脉冲分配器CNC每发一个进给每发一个进给脉冲，步进电动机便转过一定角度，脉冲，步进电动机便转过一定角度，带动进给工作台或刀架移动一个很带动进给工作台或刀架移动一个很小的距离（或转过
28、一个很小的角小的距离（或转过一个很小的角度）。脉冲一个接着一个发来，步度）。脉冲一个接着一个发来，步进电动机便一步一步地转动，实现进电动机便一步一步地转动，实现自动机械加工。自动机械加工。第32页，共52页。步进电动机是按脉冲节拍工作的。图步进电动机是按脉冲节拍工作的。图5-26所示为单三拍工所示为单三拍工作方式的转动原理图。作方式的转动原理图。第33页，共52页。5.5 低压电器低压电器 低压电器通常是指工作在交流电压低压电器通常是指工作在交流电压1200 V及以下电路中的及以下电路中的电器。电器。低压电器可分为低压配电电器和低压控制器两类。刀开关、低压电器可分为低压配电电器和低压控制器两类
29、。刀开关、空气开关、熔断器等是低压配电电器，接触器、各种继电器、启空气开关、熔断器等是低压配电电器，接触器、各种继电器、启动器等为低压控制器。动器等为低压控制器。按低压电器动作的方式又可将其分为自动切换电器和非自按低压电器动作的方式又可将其分为自动切换电器和非自动切换电器两种。动切换电器两种。一、组合开关一、组合开关 组合开关又称转换开关，常用来作为电源引入开关，也可用组合开关又称转换开关，常用来作为电源引入开关，也可用来直接启动和停止小容量笼式电动机或使电动机正反转，局部照来直接启动和停止小容量笼式电动机或使电动机正反转，局部照明电路也常用它来控制。明电路也常用它来控制。第34页，共52页。
30、组合开关有单极、双极、三极和四极等几种，额定持续组合开关有单极、双极、三极和四极等几种，额定持续电流有电流有10 A、25 A、60 A和和100 A等多种。等多种。第35页，共52页。二、按钮二、按钮 按钮通常用来接通或断开控制电路（其中电流很小），从按钮通常用来接通或断开控制电路（其中电流很小），从而控制电动机或其他电气设备的运行。而控制电动机或其他电气设备的运行。图图5-29所示为一种按钮的剖面图。将按钮帽按下时，下所示为一种按钮的剖面图。将按钮帽按下时，下面一对原来断开的静触点被动触点接通，以接通某一控制电路面一对原来断开的静触点被动触点接通，以接通某一控制电路;而上面一对静触点则被断
31、开，以断开另一控制电路。而上面一对静触点则被断开，以断开另一控制电路。通电前就接通的触点称为常闭触点，通电前就断开的触通电前就接通的触点称为常闭触点，通电前就断开的触点称为常开触点，它们的符号见表点称为常开触点，它们的符号见表5-4。图。图5-29所示的按钮有所示的按钮有一个常闭触点和一个常开触点。有的按钮只有一个常闭触点或一个常闭触点和一个常开触点。有的按钮只有一个常闭触点或一个常开触点，也有具有两个常开触点或两个常开触点和两个一个常开触点，也有具有两个常开触点或两个常开触点和两个常闭触点的。常见的双联按钮如图常闭触点的。常见的双联按钮如图5-30所示，它由两个按钮组所示，它由两个按钮组成，
32、一个用于电动机启动，一个用于电动机停止。成，一个用于电动机启动，一个用于电动机停止。第36页，共52页。三、交流接触器三、交流接触器 交流接触器常用来接通和断开电动机或其他设备的主电交流接触器常用来接通和断开电动机或其他设备的主电路，每小时可开闭几百次。路，每小时可开闭几百次。交流接触器主要由电磁铁和触点两部分组成，它是利用交流接触器主要由电磁铁和触点两部分组成，它是利用电磁铁的吸引力而动作的。电磁铁的吸引力而动作的。第37页，共52页。根据用途不同，交流接触器的触点分为主触点和辅助触根据用途不同，交流接触器的触点分为主触点和辅助触点两种。辅助触点通过电流较小，常接在电动机的控制电路点两种。辅
33、助触点通过电流较小，常接在电动机的控制电路中中;主触点能通过较大电流，接在电动机的主电路中。如主触点能通过较大电流，接在电动机的主电路中。如CJ10-20型交流接触器有三个常开主触点、四个辅助触点（两型交流接触器有三个常开主触点、四个辅助触点（两个常开，两个常闭）。个常开，两个常闭）。第38页，共52页。在选用交流接触器时，应注意它的额定电流、线圈电压在选用交流接触器时，应注意它的额定电流、线圈电压及触点数量等。及触点数量等。CJ10系列交流接触器的主触点额定电流有系列交流接触器的主触点额定电流有5 A、10 A、20 A、40 A、75 A、120 A等数种等数种;线圈额定电压线圈额定电压通
34、常是通常是220 V或或380 V。常用的交流接触器还有常用的交流接触器还有CJ12、CJ20和和3TB等系列。等系列。四、中间继电器四、中间继电器 中间继电器通常用来传递信号和同时控制多个电路，也中间继电器通常用来传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。常用的中间继电器有常用的中间继电器有JZ7系列和系列和JZ8系列两种，后者是系列两种，后者是交直流两用的。此外，还有交直流两用的。此外，还有JTX系列小型通用继电器，常用系列小型通用继电器，常用在自动装置上以接通或断开电路。在自动装置上以接通或断开电路。第3
35、9页，共52页。五、热继电器五、热继电器 热继电器用来保护电动机使之免受长期过载的危害。热继电器用来保护电动机使之免受长期过载的危害。通常用的热继电器有通常用的热继电器有JR0、JR10及及JR16等系列。热继等系列。热继电器的主要技术数据是整定电流。所谓整定电流，就是当热电器的主要技术数据是整定电流。所谓整定电流，就是当热元件中通过的电流超过此值的元件中通过的电流超过此值的20%时，热继电器应当在时，热继电器应当在20 min内动作。内动作。JR10-10型的整定电流从型的整定电流从0.25 A到到10 A，热元，热元件有件有17种规格种规格;JR0-40型的整定电流从型的整定电流从0.6
36、A到到40 A，热元，热元件有件有9种规格。种规格。第40页，共52页。六、熔断器六、熔断器 熔断器是最简便且有效的短路保护电器。熔断器是最简便且有效的短路保护电器。选择熔丝的方法如下选择熔丝的方法如下:（1）电灯支线的熔丝）电灯支线的熔丝 熔丝额定电流熔丝额定电流支线上所有电灯的工作电流支线上所有电灯的工作电流 （2）一台电动机的熔丝）一台电动机的熔丝 为了防止电动机启动时电流较大而将熔丝烧断，熔丝不为了防止电动机启动时电流较大而将熔丝烧断，熔丝不能按电动机的额定电流来选择。能按电动机的额定电流来选择。第41页，共52页。七、自动空气断路器七、自动空气断路器 自动空气断路器也叫自动开关，是常
37、用的一种低压保护自动空气断路器也叫自动开关，是常用的一种低压保护电器，可实现短路保护、过载保护和失压保护。电器，可实现短路保护、过载保护和失压保护。第42页，共52页。5.6 基本控制电路基本控制电路一、笼式电动机直接启动的控制电路一、笼式电动机直接启动的控制电路 第43页，共52页。采用上述控制电路还可实现短路保护、过载保护和零压保护。采用上述控制电路还可实现短路保护、过载保护和零压保护。热继电器有两相结构的，即有两个热元件分别串接在任热继电器有两相结构的，即有两个热元件分别串接在任意两相中。这样不仅在电动机过载时起保护作用，而且当任意两相中。这样不仅在电动机过载时起保护作用，而且当任意一相
38、中的熔丝熔断后做单相运行时，仍有一个或两个热元意一相中的熔丝熔断后做单相运行时，仍有一个或两个热元件中通有电流，电动机因而也得到保护。为了更可靠地保护件中通有电流，电动机因而也得到保护。为了更可靠地保护电动机，热继电器做成三相结构，即有三个热元件分别串接电动机，热继电器做成三相结构，即有三个热元件分别串接在各相中。在各相中。电动机直接启动的控制电路可分为主电路和控制电路两电动机直接启动的控制电路可分为主电路和控制电路两部分。主电路由三相电源、组合开关部分。主电路由三相电源、组合开关Q、熔断器、熔断器FU、交流接、交流接触器触器KM（主触点）、热继电器热元件（主触点）、热继电器热元件FR、三相异
39、步电动机、三相异步电动机M构成。控制电路由按钮构成。控制电路由按钮SB、交流接触器线圈、交流接触器线圈KM、辅助触、辅助触点点KM、热继电器常闭触点、热继电器常闭触点FR构成。控制电路的功率很小，构成。控制电路的功率很小，因此可以通过小功率的控制电路来控制功率较大的电动机。因此可以通过小功率的控制电路来控制功率较大的电动机。第44页，共52页。二、笼式电动机正反转的控制电路二、笼式电动机正反转的控制电路 第45页，共52页。当电动机正转时，按下反转启动按钮当电动机正转时，按下反转启动按钮SBR，它的常闭触点，它的常闭触点断开，而使正转交流接触器的线圈断开，而使正转交流接触器的线圈KMF断电，主
40、触点断电，主触点KMF断断开。与此同时，串接在反转控制电路中的常闭触点开。与此同时，串接在反转控制电路中的常闭触点KMF恢复闭恢复闭合，反转交流接触器的线圈通电，电动机就反转。同时串接在合，反转交流接触器的线圈通电，电动机就反转。同时串接在正转控制电路中的常闭触点正转控制电路中的常闭触点KMR断开，起着联锁保护的作用。断开，起着联锁保护的作用。在图在图5-38（a）所示的控制电路中，正转交流接触器）所示的控制电路中，正转交流接触器KMF的一个常闭辅助触点串接在反转交流接触器的一个常闭辅助触点串接在反转交流接触器KMR的线的线圈电路中，而反转交流接触器的一个常闭辅助触点串接在正圈电路中，而反转交
41、流接触器的一个常闭辅助触点串接在正转交流接触器的线圈电路中，这两个常闭触点称为联锁触点。转交流接触器的线圈电路中，这两个常闭触点称为联锁触点。这样一来，当按下正转启动按钮这样一来，当按下正转启动按钮SBF时，正转交流接触器线时，正转交流接触器线圈通电，主触点圈通电，主触点KMF闭合，电动机正转。与此同时，联锁触闭合，电动机正转。与此同时，联锁触点断开了反转交流接触器点断开了反转交流接触器KMR的线圈电路。因此，即使误的线圈电路。因此，即使误按反转启动按钮按反转启动按钮SBR，反转交流接触器也不能动作。，反转交流接触器也不能动作。第46页，共52页。5.7 行程、时间控制电路行程、时间控制电路一
42、、行程开关一、行程开关 根据生产机械运动部件的位置进行控制称为行程控制。根据生产机械运动部件的位置进行控制称为行程控制。行程控制可以分为限位控制和行程控制可以分为限位控制和 往复运动控制，这两种控制往复运动控制，这两种控制使用的电器元件是行程开关。使用的电器元件是行程开关。1.限位控制限位控制 第47页，共52页。2.往复运动控制往复运动控制 生产机械的某个运动部件，如机床的工作台，需要在一定生产机械的某个运动部件，如机床的工作台，需要在一定的行程范围内往复循环运动，以便连续加工，这种情况要求拖的行程范围内往复循环运动，以便连续加工，这种情况要求拖动运动部件的电动机必须能自动实现正、反转控制。
43、动运动部件的电动机必须能自动实现正、反转控制。第48页，共52页。三、时间控制三、时间控制 1.时间继电器时间继电器 （1）空气式时间继电器）空气式时间继电器 空气式时间继电器的结构如图空气式时间继电器的结构如图5-44（a）所示。图）所示。图5-44（b）是通电延时动作的触点，括号中所示符号是同功能触点的另一是通电延时动作的触点，括号中所示符号是同功能触点的另一种表示方法。图种表示方法。图5-44（c）是时间继电器的线圈符号。）是时间继电器的线圈符号。第49页，共52页。（2）电子式时间继电器）电子式时间继电器 常用的电子式时间继电器有阻容式和数字式两种。常用的电子式时间继电器有阻容式和数字
44、式两种。阻容式时间继电器是利用阻容式时间继电器是利用 RC电路充放电原理构成的。电路充放电原理构成的。继电器线圈的电压取自继电器线圈的电压取自 RC电路的电容电压，只有当电容电电路的电容电压，只有当电容电压升至一定数值后，继电器的衔铁才被吸动，触点才动作。压升至一定数值后，继电器的衔铁才被吸动，触点才动作。数字式时间继电器采用计数器式延时电路，由输入的信数字式时间继电器采用计数器式延时电路，由输入的信号频率决定延时的时间。号频率决定延时的时间。2.时间控制电路举例时间控制电路举例 （1）高频加热时间控制）高频加热时间控制 控制电路工作原理如下控制电路工作原理如下:放好工件，按下按钮放好工件，按
45、下按钮SB2，交流，交流接触器接触器KM线圈通电，主触点接通调频电流电路，工件加热，线圈通电，主触点接通调频电流电路，工件加热，辅助触点辅助触点KM自锁并接通时间继电器自锁并接通时间继电器KT线圈，时间继电器线圈，时间继电器KT的延时动断触点在线圈通电之后延时一段时间再断开，的延时动断触点在线圈通电之后延时一段时间再断开，使交流接触器使交流接触器KM线圈断开，主回路主触点线圈断开，主回路主触点KM断开，停止加断开，停止加热。这个电路从按下按钮热。这个电路从按下按钮SB2到时间继电器到时间继电器KT的延时动断的延时动断触点打开的这段时间是工件加热时间，其长短由时间继电器触点打开的这段时间是工件加热时间，其长短由时间继电器控制。控制。第50页，共52页。（2）三相异步电动机星）三相异步电动机星-角启动自动控制角启动自动控制 三相异步电动机启动时定子绕组星接，启动后将电动机三相异步电动机启动时定子绕组星接，启动后将电动机改为角接。用时间继电器可以改为角接。用时间继电器可以 控制电动机星接启动，经延控制电动机星接启动，经延时后自动改为角接，实现星时后自动改为角接，实现星-角启动自动转换，控制电路如角启动自动转换，控制电路如图图5-46 所示。所示。第51页，共52页。第52页，共52页。
