1、第4章第四章1.了解三相笼型异步电动机的结构，掌握其工作原理。2.了解常见低压电器的结构和图形符号，掌握其正确的使用方法。3.掌握电气控制电路图绘制的方法，能分析简单电气控制电路的工作原理。4.了解电气控制电路在机械工业中的应用场合。1.学会正确使用三相四线制电路，能对电动机进行星形和三角形联结。2.学会常用低压电器的结构、工作原理和用途，并根据工作环境正确选用。3.能根据电路图正确安装、调试电气控制电路。4.会使用万用表检查电路，分析和排除电路故障。一、电动机的用途和分类二、三相笼型异步电动机的基本结构三、三相笼型异步电动机的工作原理第四章四、旋转磁场的转向五、三相笼型异步电动机的铭牌一、低
2、压电器的基本知识二、低压开关三、主令电器四、熔断器五、接触器六、继电器一、电源电路的绘制二、主电路的绘制三、辅助电路的绘制一、手动正转控制电路二、点动正转控制电路第四章三、接触器自锁控制电路四、具有过载保护的自锁控制电路一、倒顺开关正反转控制电路二、接触器联锁正反转控制电路三、按钮联锁正反转控制电路四、双重联锁正反转控制电路一、机械制动控制电路二、电力制动控制电路一、实验目的二、实验器材三、实验电路(见实验图4-1)四、实验内容和步骤五、实验报告4.会使用万用表检查电路，分析和排除电路故障。图4-1电力拖动设备组成框图二、三相笼型异步电动机的基本结构图4-2三相笼型异步电动机的组成1.定子二、
3、三相笼型异步电动机的基本结构图4-3未装绕组的定子、转子冲片a)定子冲片b)转子冲片二、三相笼型异步电动机的基本结构图4-4定子三相绕组的接线方法a)绕组接法b)出线盒接法2.转子二、三相笼型异步电动机的基本结构图4-5笼型铸铝转子的结构a)铸铝转子绕组b)铸铝转子二、三相笼型异步电动机的基本结构图4-6笼型铜条转子的结构a)铜条转子绕组b)铜条转子三、三相笼型异步电动机的工作原理图4-7旋转磁场带动笼型转子旋转1.定子旋转磁场的产生三、三相笼型异步电动机的工作原理图4-8三相(两极)定子绕组的旋转磁场的形成a)简化的三相绕组分布b)星形联结的三相绕组及三相电流参考方向c)三相对称电流的波形d
4、)三相(两极)绕组旋转磁场的形成三、三相笼型异步电动机的工作原理1)三个绕组必须对称，在定子铁心的空间位置上互差120电角度。2)通入三相对称定子绕组的电流也必须对称，大小、频率相同，相位互差120。2.旋转磁场的旋转速度3.三相异步电动机的转动原理图4-9三相异步电动机的转动原理四、旋转磁场的转向图4-10旋转磁场转向的改变1)三相对称定子绕组通入三相对称交流电即可使电动机转动起来(无机械卡阻时)。四、旋转磁场的转向2)调换电动机任意两相绕组所接的电源线，即可改变电动机的转向。五、三相笼型异步电动机的铭牌图4-11三相异步电动机的铭牌(1)型号(Y112M4)Y为电动机的系列代号，112为基
5、座至输出转轴的中心高度(mm)，M为机座类别(L为长机座，M为中机座，五、三相笼型异步电动机的铭牌S为短机座)，4为磁极数。(2)额定功率(4.0kW)电动机在额定工作状态下，即额定电压、额定负载和规定冷却条件下运行时，转轴上输出的机械功率，单位为W或kW。(3)额定电流(8.8A)电动机在额定工作状况下运行时定子电路输入的线电流，单位为A。(4)额定电压(380V)电动机正常运行时的电源线电压，单位为V。(5)额定转速(1440r/min)电动机在额定状态下运行时的转速，单位为r/min。(6)接法()电动机定子绕组与交流电源的连接方法，小型电动机(3kW以下)多采用星形()联结，大中型电动
6、机(4kW以上)多采用三角形()联结。五、三相笼型异步电动机的铭牌(7)防护等级(IP44)电动机外壳防护的形式，IP44属于封闭式。(8)频率(50Hz)电动机使用的交流电源的频率。(9)噪声等级(LW82dB)在规定安装条件下，电动机运行时噪声不得大于铭牌值。(10)绝缘等级(B级)它与电动机绝缘材料所能承受的温度有关。(11)工作制(S1)指电动机的运转状态，通常分为连续、短时和断续三种。一、低压电器的基本知识1.按动作原理分(1)非自动切换电器依靠人手操作发出动作指令的电器，如刀开关、按钮等。(2)自动切换电器依靠电器本身参数变化或外来信号(如电、磁、光、热等)而自动完成动作指令的电器
7、，如接触器、继电器、电磁阀等。2.按用途分(1)控制电器用于各种控制电路和控制系统的电器，如接触器、继电器、电动机起动器等。(2)配电电器用于电能的输送和分配的电器，如断路器等。(3)主令电器用于自动控制系统中发送动作指令的电器，如按钮、转换开关等。一、低压电器的基本知识(4)保护电器用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器等。(5)执行电器用于完成某种动作或传送功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等。二、低压开关1.刀开关(1)开启式开关熔断器组如图4-12所示为HK系列开启式开关熔断器组。图4-12HK系列开启式开关熔断器组a)结构b)符号1瓷质手柄2动触头3出线座4瓷底座5静触头6进
8、线座7胶盖紧固螺钉8胶盖二、低压开关图4-13封闭式开关熔断器组a)结构b)符号(2)封闭式开关熔断器组它是在刀开关基础上改进设计的一种开关二、低压开关。2.转换开关图4-14HZ10系列组合开关a)结构b)符号二、低压开关图4-15倒顺开关a)结构b)符号3.低压断路器二、低压开关图4-16DZ520型低压断路器a)结构b)符号三、主令电器图4-17按钮结构及符号四、熔断器1.瓷插式熔断器图4-18RC1A系列瓷插式熔断器a)结构b)符号1瓷盖2底座3静触头4动触头5熔丝四、熔断器图4-19RL1系列螺旋式熔断器a)结构b)符号1瓷帽2熔断管3瓷套4上接线端5下接线端6底座四、熔断器2.螺旋
9、式熔断器1)对于电炉、照明等电阻性负载的短路保护，熔体的额定电流应大于或等于负载额定电流。2)对一台电动机负载的短路保护，熔体的额定电流IRN应等于1.52.5倍的电动机额定电流。3)对于多台电动机的短路保护，熔体的额定电流应满足：IRN=(1.52.5)INmax+IN，式中IN是指电路中所有电动机的额定电流之和，INmax是功率最大的一台电动机额定电流。五、接触器1.接触器的结构图4-20交流接触器的结构和工作原理a)结构b)工作原理1反作用弹簧2主触头3触头压力弹簧4灭弧罩5辅助常闭触头6辅助常开触头7动铁心8缓冲弹簧9静铁心10短路环11线圈五、接触器(1)电磁系统交流接触器的电磁系统
10、主要由线圈、铁心(静铁心)和衔铁(动铁心)三部分组成。(2)触头系统交流接触器的触头按接触情况划分，可分为点接触型、线接触型和面接触型三种，如图4-21所示。图4-21触头的三种接触形式a)点接触型b)线接触型c)面接触型五、接触器图4-22触头的结构形式a)双断点桥式触头b)指形触头1静触头2动触头3触头压力弹簧五、接触器图4-23接触器的图形和文字符号a)线圈b)主触头c)辅助常开触头d)辅助常闭触头五、接触器(3)灭弧装置接触器在分断大电流电路时，在动、静触头之间会产生较大的电弧，它不仅会灼伤触头，缩短触头的使用寿命，延长电路的分断时间，而且严重时甚至会造成弧光短路或引起火灾事故。2.接
11、触器的工作原理六、继电器1.热继电器图4-24热继电器的工作原理和符号a)工作原理b)符号1、2主双金属片3、4热元件5导板6温度补偿片7推杆8动静头9静触头10螺钉11复位按钮12凸轮13弹簧2.中间继电器六、继电器图4-25JZ7型中间继电器的结构及符号a)结构b)符号3.速度继电器六、继电器图4-26JY1型速度继电器a)结构b)工作原理c)符号1可动支架2、7转子3、8定子4端盖5连接头6电动机轴9定子绕组10胶木摆杆11簧片(动触头)12静触头六、继电器图4-27MZD1型制动电磁铁与制动器a)结构b)电磁铁的一般符号c)电磁制动器符号d)电磁阀符号1线圈2衔铁3铁心4弹簧5闸轮6杠
12、杆7闸瓦8轴二、点动正转控制电路图4-28电动机手动正转控制电路二、点动正转控制电路图4-29点动正转控制电路(1)起动控制按下起动控钮SB，接触器KM线圈得电，KM常开主触头闭合，电动机定子绕组接入电源，电动机起动运转。二、点动正转控制电路(2)停止控制松开按钮SB，接触器线圈断电，其常开主触头断开，电动机失电而停转。三、接触器自锁控制电路图4-30接触器自锁控制电路(1)起动控制按下起动按钮SB2，接触器KM线圈获电，其主触头闭合，辅助常开触头也同时闭合，电动机M的定子绕组接通电源，三、接触器自锁控制电路电动机运转，起动按钮被接触器辅助常开触头短接。(2)停止控制按下停止按钮SB1，接触器
13、KM线圈断电，其主触头和辅助常开触头断开复位，致使电动机M定子绕组脱离电源停转。四、具有过载保护的自锁控制电路图4-31具有过载保护的自锁控制电路一、倒顺开关正反转控制电路图4-32倒顺开关正反转控制电路1静触头2动触头二、接触器联锁正反转控制电路图4-33接触器联锁正反转控制电路(1)正转控制按下正转起动按钮SB1，接触器KM1线圈通电，KM1辅助常闭触头断开，切断反转回路，KM1主触头闭合，二、接触器联锁正反转控制电路KM1辅助常开触头也同时闭合，此时电动机定子绕组接通电源，电源相序分别为L1U、L2V、L3W，电动机M正转。(2)反转控制按下反转起动按钮SB2，接触器KM2线圈通电，KM
14、2常闭触头断开，切断正转回路，KM2主触头和辅助常开触头同时闭合，此时电动机定子绕组接通电源，电源相序为L1W、L2V、L3U，电动机反转。(3)停止控制按下停止按钮SB3，无论是正转还是反转的电动机都会因脱离电源而停转。三、按钮联锁正反转控制电路图4-34按钮联锁正反转控制电路四、双重联锁正反转控制电路图4-35双重联锁正反转控制电路一、机械制动控制电路图4-36电磁抱闸断电制动控制电路(1)起动控制按下起动按钮SB1，使接触器KM线圈通电，其自锁触头和主触头闭合，电动机M接通电源，一、机械制动控制电路同时电磁抱闸线圈YB得电，衔铁吸合，从而使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。(2)制
15、动控制按下停止按钮SB2，接触器KM线圈失电，KM自锁触头及主触头分断，电动机失电，同时电磁抱闸线圈YB失电，衔铁与铁心分断。二、电力制动控制电路1.反接制动图4-37单向起动反接制动控制电路二、电力制动控制电路(1)单向起动控制按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电，其联锁触头断开对接触器KM2联锁，其自锁触头和主触头闭合，电动机M起动运转，当电动机的转速上升到120r/min 左右时，速度继电器KS常开触头闭合为反接制动做准备。(2)反接制动控制按下复合停止按钮SB1，SB1常闭触头先断，接触器KM1线圈失电，其自锁触头和主触头断开，电动机M暂时脱离电源慢性旋转，此时由于SB1常开触头和
16、接触器KM1常闭触头都闭合接通，使接触器KM2线圈得电，其联锁触头断开对接触器KM1联锁，其自锁触头和主触头闭合，电动机M串接限流电阻R进行反接制动，当电动机的转速低于120r/min时，速度继电器KS的常开触头打开，接触器KM2线圈断电，其所有的触头恢复原状，电动机M断电,制动结束。二、电力制动控制电路2.能耗制动1)电动机是根据电磁感应原理，将电能转换成机械能并输出机械转矩的原动机。2)三相笼型异步电动机产生旋转磁场的条件是：在三相对称的定子绕组中(空间互差120电角度)，通入三相对称的交流电流。3)改变通入三相异步电动机定子绕组的三相电源的相序，便可改变旋转磁场的转向，从而也改变了电动机
17、转子的转向。4)低压电器一般分为配电电器和控制电器两大类。5)刀开关一般作为电源的隔离开关，也可作为负荷开关控制小功率的电动机的直接起动、停止和正反转。6)空气断路器具有过载保护、短路保护和欠电压保护等功能。二、电力制动控制电路7)接触器是一种自动的电磁式开关，适用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路，它具有欠电压保护功能。8)熔断器和热继电器属于保护电器。9)工作机械的电气控制电路一般由电源电路、主电路和辅助电路三大部分组成。10)三相笼型异步电动机的基本控制电路是电力拖动的基本环节。1.什么是低压电器？按其在电气控制电路中的地位和作用可分为哪两大类？2.在使用和安装HK系列
18、刀开关时，应注意什么？3.转换开关的用途是什么？按操作机构不同，它可分为哪两类？4.电力拖动控制系统中常用的断路器为哪一种结构形式？一般它具有哪几种保护功能？二、电力制动控制电路5.请画出HK、HZ10、HZ3及DZ5等系列开关的图形符号，并标注其文字符号。6.位置开关的主要作用有哪些？什么是位置控制？7.熔断器的主要作用是什么？常用的类型有哪几种？如何选用？8.电动机的起动电流大，当电动机起动时，热继电器会不会动作？为什么？9.为什么在照明电路和电热电路中只装熔断器，而在电动机控制电路中既装熔断器，又装热继电器？10.中间继电器和交流接触器有何异同？在什么情况下可使用中间继电器来代替接触器起
19、动电动机？11.什么是速度继电器？其主要作用是什么？二、电力制动控制电路12.什么叫做自锁？为什么说接触器自锁控制电路有欠电压保护和失电压保护？13.什么是点动控制？试分析题图4-1所示各图能否实现点动控制？若不能，试分析原因，并加以改正。14.在接触器联锁正反转控制电路中，为什么必须在控制电路中接入联锁触头？15.题图4-2所示为电动机正反转控制电路，检查图中哪些地方画错了？试加以改正。题图4-1二、电力制动控制电路题图4-216.制动的方法有哪两大类？简述反接制动的原理。二、实验器材1.万用表(MF47型)1块2.螺钉旋具、尖嘴钳、电工刀等1套3.起动按钮、停止按钮、接触器、熔断器、刀开关
20、、热继电器、电动机及适量导线4.实验安装板1块三、实验电路(见实验图4-1)实验图4-1四、实验内容和步骤1)按实验图4-1，清理并检测所需元器件，并将元器件的型号、规格、质量检查情况填入实验表41中。四、实验内容和步骤表格元器件名称型号规格数量质量检查情况接触器起动按钮停止按钮热继电器熔断器(主)熔断器(控制)刀开关电动机四、实验内容和步骤2)将所需的实验元器件放在实验安装板上，根据实验图4-1进行布置，并考虑各元器件所放的位置是否合理，接线是否简便。3)用螺钉固定各元器件。4)按实验图4-1接线。5)经检查，各元器件的安装位置合理、接线正确无误后，通电运行。6)观察实验电路是否符合动作要求，能否控制电动机正反转运行。五、实验报告1)为什么主电路所用导线与控制电路所用导线的导线横截面积不同，导线颜色也不相同？2)接触器联锁正反转控制电路中，为什么要用接触器的常闭触头进行互锁？3)根据下面的故障点写出故障现象，填入实验表4-2中。五、实验报告表格故障点故障现象正转接触器常开自锁触头不通反转接触器主触头有一组不通热继电器动作后不复位正转接触器常闭联锁触头不通反转按钮常开触头不通控制电路熔断器熔丝断
