电气控制技术.

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1 电气控制技术

2 授课内容 常用低压电器 电气制图 直流电机 交流电机 控制电机 继电接触控制电路

3 常用低压电器 问题1：什么是低压电器呀？工作电压范围呢？作用呢？ 问题2：说说你见过的低压电器有哪些？举例说明？

4 常用低压电器 一、低压电器的含义 通常是指工作在交流1200V和直流1500V以下，用来切换、控制、调节和保护用电设备的电器。按其控制和保护对象不同，低压电器分为配电电器和控制电器两大类。

5 低压配电电器主要用于低压配电系统中。要求系统系统发生故障时准确动作、可靠工作，在规定条件下具有相应的动稳定性与热稳定性，使电器不会被损坏。常用的配电电器有刀开关、转换开关、熔断器、断路器等。
低压控制电器主要用于电力传动系统。要求寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠。常用的控制电器有接触器、继电器、起动器、主令电器等。

6 常用低压电器型号分类 采用我国《国产低压电器产品型号编制办法》（JB )的分类方法，将低压电器分为13个大类，每个大类用一位汉语拼音字母作为该产品型号的首字母，第二位汉语拼音字母表示该类电器的各种形式。 （1）刀开关H，例如HS为双投式刀开关（刀型转换开关），HZ为组合开关。 （2）熔断器R，例如RC为磁插式熔断器，RM为密封式熔断器。 （3）断路器D，例如DW为万能式断路器，DZ为塑壳式断路器。 （4）控制器K，例如KT为凸轮控制器，KG为鼓型控制器。 （5）接触器C，例如CJ为交流接触器，CZ为直流接触器。 （6）起动器Q，例如QJ为自耦变压器降压起动器，QX为星三角起动器。 （7）控制继电器J，例如JR为热继电器，JS为时间继电器。 （8）主令电器L，例如LA为按钮，LX为行程开关。 （9）电阻器Z，例如ZG为管型电阻器，ZT为铸铁电阻器。 （10）变阻器B，例如BP为频敏变阻器，BT为起动调速变阻器。 （11）调整器T，例如TD为单相调压器，TS为三相调压器。 （12）电磁铁M，例如MY为液压电磁铁，MZ为制动电磁铁。 （13）其他A，例如AD为信号灯，AL为电铃。

7 二、刀开关 作用：隔离电源，不频繁通断电路
★问题：刀开关的电气符号怎么表示呢？ 作用：隔离电源，不频繁通断电路 类型：HD型单投刀开关、HS型双投刀开关、HR型熔断器式刀开关、HZ型组合开关、HK型闸刀开关、HY型倒顺开关等。 HD型单投刀开关、HS型双投刀开关、HR型熔断器式刀开关主要用于在成套配电装置中作为隔离开关，装有灭弧装置的刀开关也可以控制一定范围内的负荷线路。作为隔离开关的刀开关的容量比较大，其额定电流在100A～1500A之间，主要用于供配电线路的电源隔离作用。隔离开关没有灭弧装置，不能操作带负荷的线路，只能操作空载线路或电流很小的线路，如小型空载变压器、电压互感器等。操作时应注意，停电时应将线路的负荷电流用断路器、负荷开关等开关电器切断后再将隔离开关断开，送电时操作顺序相反。隔离刀开关由于控制负荷能力很小，也没有保护线路的功能，所以通常不能单独使用，一般要和能切断负荷电流和故障电流的电器（如熔断器、断路器和负荷开关等电器）一起使用。 HZ型组合开关、HK型闸刀开关一般用于电气设备及照明线路的电源开关。 HY型倒顺开关、HH型铁壳开关装有灭弧装置，一般可用于电气设备的起动、停止控制。

8 1、HD型单投刀开关 （a）直接手动操作 （b）手柄操作 图 HD型单投刀开关示意图及图形符号 （c）一般图形符号
（d）手动符号 （e）三极单投刀开关符号 图 HD型单投刀开关示意图及图形符号

9 2、HS型双投刀开关（转换开关） 常用于双电源的切换或双供电线路的切换等。
由于双投刀开关具有机械互锁的结构特点，因此可以防止双电源的并联运行和两条供电线路同时供电。

10 3、HR型熔断器式刀开关（刀熔开关） 实际上是将刀开关和熔断器组合成一体的电器 ，刀熔开关可以切断故障电流，但不能切断正常的工作电流，所以一般应在无正常工作电流的情况下进行操作。 图 HR型熔断器式刀开关示意图及图形符号

11 （a）内部结构示意图 （b）外形示意图 （c）图形符号
4、组合开关（转换开关） 控制容量比较小，结构紧凑，常用于空间比较狭小的场所，如机床和配电箱等。组合开关一般用于电气设备的非频繁操作、切换电源和负载以及控制小容量感应电动机和小型电器。常用的产品有HZ5、HZ10和HZ15系列。HZ5系列是类似万能转换开关的产品 。 （a）内部结构示意图 （b）外形示意图 （c）图形符号 图 组合开关的结构示意图和图形符号

12 ★问题：刀开关的安装方法？接线的安全做法？
5、开启式负荷开关和封闭式负荷开关 开启式负荷开关和封闭式负荷开关是一种手动电器，常用于电气设备中作隔离电源用，有时也用于直接启动小容量的鼠笼型异步电动机。 （1）HK型开启式负荷开关（闸刀或胶壳刀开关） 如图（a），该开关主要用作电气照明电路和电热电路、小容量电动机电路的不频繁控制开关，也可用作分支电路的配电开关。 1—上胶盖 2—下胶盖 3—插座4—触刀 —操作手柄 6—固定螺母7—进线端 —熔丝9—触点座10—底座11—出线端 （a）开启式负荷开关

13 （2）HH型封闭式负荷开关 （铁壳开关） 如图（b），刀开关带有灭弧装置，能够通断负荷电流，熔断器用于切断短路电流。一般用于小型电力排灌、电热器、电气照明线路的配电设备中，用于不频繁地接通与分断电路，也可以直接用于异步电动机的非频繁全压启动控制。 （b）封闭式负荷开关 （c）图形文字符 12—触刀 13—插座 14—熔断器 15—速断弹簧 16—转轴 17—操作手柄

14 三、熔断器 作用：短路保护作用。 应用：串接于被保护电路的首端
优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体积小、重量轻、分断能力较高、限流能力良好等。 1、熔断器的主要技术参数 （1）额定电压：指保证熔断器能长期正常工作的电压。 （2）熔体额定电流：指熔体长期通过而不会熔断的电流。 （3）熔断器额定电流：指保证熔断器能长期正常工作的电流。 （4）极限分断能力：指熔断器在额定电压下所能开断的最大短路电流。

15 2、常用熔断器种类 （1）插入式熔断器。常用的产品有RC1A系列，俗称“瓷插保险”，主要用于低压分支电路的短路保护，有很好的保护特性，因其分断能力较小，多用于照明电路和小型动力电路中。其特点是外形尺寸小，价格低廉，更换方便。其额定电压380V（50Hz），额定电流5～200A。

16 （2）螺旋式熔断器。常用产品有RL6、RL7和RLS2等系列，其中RL6和RL7多用于机床配电电路中；RLS2为快速熔断器，主要用于保护半导体元件。
产品型号 额定电流（A） 熔体额定电流（A） 极限分断能力 kA cos RL1—15 15 2，4，5，6，10，15 50 0.35 RL1—60 60 20，25，30，35，40，50，60 RL1—100 100 60，80，100 0.25 RL1—200 200 120，150，200 0.15

17 （3）RM10型密封管式熔断器 为无填料管式熔断器。主要用于供配电系统作为线路的短路保护及过载保护。

18 （4）RT系列有填料密封管式熔断器 为限流式熔断器，常用于大容量电力网或配电设备中。
常用产品有RT12、RT14、RT15和RS3等系列，RT18系列熔断器式隔离开关主要作为终端组合电器中的总开关，适用于交流额定电压220/380V配电和控制回路。也可用于控制各类电动机、小功率电器和照明，作为电流隔离，并具有过载保护和短路保护之用。广泛应用于工矿企业、建筑施工、商业及家庭等场所。 表 RT18 系列熔断器主要技术数据 型号 额定电流（A） 交流380V 分断能力（kA） 额定短路接通能力 三极 32 6 20 20 IN 10 16 25

19 3、 熔断器的选用原则 （1）熔断器类型的选择。根据被保护线路的需求、使用场合及安装条件选择适当的熔断器类型。如保护可控硅要选择快速熔断器；机床控制线路要选择螺旋熔断器或有填料的RT系列熔断器。 （2）熔断器额定电压的选择。熔断器额定电压要大于或等于线路的工作电压。 （3）熔断器额定电流的选择。熔断器的额定电流与熔体的额定电流不同，某一额定电流等级的熔断器可以装入几个不同额定电流的熔体。所以选择熔断器作线路和用电设备的保护时，首先要明确选用熔体的规格，然后再根据熔体去选定熔断器额定电流。要求熔断器的额定电流必须大于或等于熔体的额定电流。

20 熔断器保护电阻炉、照明线路时，熔体额定电流略大于或等于线路工作电流。
熔断器保护电动机为避免熔体在三相异步电动机启动过程中熔断，通常在不经常启动或启动时间不长的场合（如一般机床），熔体的额定电流为： IRN＝（1.5～2.5）IN 式中IN为异步电动机的额定电流；IRN为熔体的额定电流。在电动机轻载或启动时间短的情况下系数可取1.5；启动频繁或启动时间较长的场合（如吊车电动机）系数可取2.5。 （4）在配电系统中，各级熔断器必须相互配合以实现可选择性保护，一般要求前一级熔体比后一级熔体的额定电流大一定的倍数，同型号的熔断器上下级熔体之间相差至少一个电流等级，这样才能避免因发生短路时越级动作而扩大停电范围。当线路中发生短路或过载等故障时，应该由故障最近点的熔断器熔断，切除故障电流，保证连接在低压供电线路中的其他用电设备的正常运行，而与该熔断器相串联的上一级熔断器不应立刻熔断。

21 4、 熔断器的安装和维护 在安装和维护熔断器时应注意以下要求： （1）安装熔体时必须保证接触良好，并应经常检查。如果接触不良会使接触部位过热并传至熔体，熔体温升过高就会造成误动作。有时因接触不良产生火花也会干扰弱电信号装置。 （2）熔断器及熔体的安装均必须接触可靠，若一相断路，会使电动机单相运行而过热烧毁。 （3）拆换熔断器时，要检查新熔体的规格和形状是否与被更换的熔体一致。 （4）安装熔体时，不能有机械损伤，否则相当于截面变小，电阻增加，保护特性变化。 （5）检查熔体发现氧化腐蚀或损伤时，应及时更换新熔体。一般应保存必要的备用件。

22 （6）熔断器周围温度应与被保护对象的周围温度基本一致，若相差太大，也会使保护动作值发生变化。
5、熔断器的常见故障与处理 （1）电路不通：接触不良或熔体熔断。 处理方法：重新安装或更换熔体。 （2）接通瞬间熔体熔断：熔体电流选择太小或负载端短路。 处理方法：更换合适的熔体或排除短路故障。

23 四、低压断路器（自动开关、空气开关） 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路，是一种控制兼保护用电器开关。按其用途和结构特点可分为DW型框架式断路器、DZ型塑料外壳式断路器、DWX型限流式断路器等。框架式断路器主要用作配电线路的保护开关，而塑料外壳式断路器除可用作配电线路的保护开关外，还可用作电动机、照明电路及电热电器的控制开关。 特点：操作安全，分断能力较高。

24 ★问题：当线路电流大于整定电流时，断路器是如何跳闸呢？
1、塑壳断路器的结构组成 断路器主要由3个基本部分组成，即触头与灭弧系统、各种脱扣器和外壳组成，包括过电流脱扣器、失压（欠电压）脱扣器、热脱扣器、分励脱扣器和自由脱扣器。 当电路发生上述故障时，通过各自的脱扣器使自由脱扣机构动作，自动跳闸以实现保护作用。过电流脱扣器用于线路的短路和过电流保护。热脱扣器用于线路的过载保护。失压（欠电压）脱扣器用于失压保护。分励脱扣器用于远程控制。 1．主触头 2．自由脱扣器 3．过电流脱扣器 4．分励脱扣器 5．热脱扣器 6．失压脱扣器 7．按钮

25 2、低压断路器的选择原则 低压断路器的选择应从以下几方面考虑： （1）根据使用场合和保护要求来选择断路器类型。如照明线路、电动机控制一般选用塑壳式；配电线路短路电流很大时选用限流型断路器；额定电流比较大或有选择性保护要求时选用框架式。控制和保护含有半导体器件的直流电路时应选用直流快速断路器等。 （2）断路器额定电压、额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压、工作电流。 （4）断路器极限通断能力大于或等于线路最大短路电流。 （5）欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。 （6）过电流脱扣器额定电流大于或等于线路的最大负载电流。

26 3、低压断路器的常见故障与排除 (1) 产生触头不能闭合故障的原因有：
① 欠压脱扣器无电压或线圈损坏，则衔铁不闭合，使搭钩被顶无法锁住锁链。 ② 反作用弹簧力过大，机构不能复位再行锁扣。 (2) 产生自由脱扣器不能使开关分断故障的原因有： ① 反作用弹簧弹力不足。 ② 贮能弹簧弹力不足。 ③ 机械部件卡阻。

27 五、接触器 接触器主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等，能频繁地接通或断开交直流主电路，实现远距离自动控制。它具有低电压释放保护功能，在电力拖动自动控制线路中被广泛应用。接触器有交流接触器和直流接触器两大类型。

28 常用的交流接触器

29 1 交流接触器结构 （1）电磁机构：电磁机构由线圈、动铁芯（称为衔铁）、静铁芯、反力弹簧组成。
★问题：实物图中常闭触点和常开触点在哪？ （1）电磁机构：电磁机构由线圈、动铁芯（称为衔铁）、静铁芯、反力弹簧组成。 （2）触头系统：触头系统包括主触头和辅助触头。主触头用于通断大电流主电路，一般有3对或4对常开触头；辅助触头用于控制线路，起电气联锁或控制作用，通常有两对常开（2NO）两对常闭（2NC）触头。 （3）灭弧装置：容量在10A以上的接触器都有灭弧装置。对于小容量的接触器，常采用双断口桥式触头以利于熄灭电弧；对于大容量的接触器，低压接触器常采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧结构，高压接触器多采用真空灭弧。 图 直动式接触器结构与图形符号

30 2、工作原理 交流接触器工作过程演示

31 3、主要技术参数和类型 （1）额定电压：接触器的额定电压有两种，一是指主触头的额定电压（线电压），交流有220V、380V和660V，在特殊场合应用的额定电压高达1140V；二是指吸引线圈的额定电压，交流有36V、127V、220V和380V。直流有24V、48V、220V和440V。 （2）额定电流：接触器的额定电流是指主触头的额定工作电流。它是在一定的条件（额定电压、使用类别和操作频率等）下规定的，目前常用的电流等级为10A～800A。 （3）机械寿命和电气寿命：接触器是频繁操作电器，应有较高的机械和电气寿命，该指标是产品质量的重要指标之一。

32 （4）额定操作频率：接触器的额定操作频率是指每小时允许的操作次数，一般为300次/h、600次/h和1200次/h 。
（5）动作值：动作值是指接触器的吸合电压和释放电压。规定接触器的吸合电压大于线圈额定电压的85%时应可靠吸合，释放电压不高于线圈额定电压的70%。 （6）极数：一般指的是主触头极数，有单极、三极、四极、五极。 交流接触器的种类很多，常用的有CJ0、CJ10及CJ20等系列，有国外引进的B系列、3TB系列，另外，还有比较先进的CJK1系列真空接触器及CJW1－200A/N型晶闸管接触器。

33 4、接触器的选择 （1）根据负载性质选择接触器的结构形式及使用类别。 （2）额定电压应大于或等于主电路工作电压。
（3）额定电流应大于或等于被控电路的额定电流。对于异步电动机负载，还应根据其运行方式（有无反接制动）适当增大或减小。 （4）吸引线圈的额定电压与频率要与所在控制电路的使用电压和频率相一致。 （5）接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求。

34 5、安装前的检查 （1）检查接触器的铭牌及线圈的技术数据，如额定电压，电流，操作频率和通电持续率等，是否符合实际使用要求。
（2）将铁芯极面上的防锈油擦净，以免油垢粘滞造成接触器线圈断电后铁芯不释放。用手分合接触器的活动部分，要求动作灵活，无卡住现象。 （3）检查与调整触电的工作参数，如开距、超程、触头压力等，并要求各级触点接触良好，分合同步。 （4）安装接线时，应注意勿使螺钉、垫圈、接线头等零件失落，以免落入接触器内部造成卡住或短路现象。要将螺钉拧紧，以免振动松脱。 （5）安装时，接触器底面与地面的倾斜度应不大于5o。

35 （7）使用时，应定期检查接触器的各部件，要求可动部分无卡住，紧固件无松脱。如有损坏，应及时检修。
（6）检查线路正确无误后，应在主触点不带电的情况下，先使吸引线圈通电分合数次，检查其动作是否可靠，然后才能投入使用。 （7）使用时，应定期检查接触器的各部件，要求可动部分无卡住，紧固件无松脱。如有损坏，应及时检修。 （8）触点表面应经常保持清洁，不允许涂油。当触点表面因电弧作用形成金属小珠时，应及时铲除，但银合金触点表面产生的氧化膜接触电阻很小，不必锉修，否则将缩短触点的寿命。当触点严重磨损后，应及时调整超程，当厚度只剩下原来1/3时，应调换触点。 （9）原来有灭弧室的接触器，一定要带灭弧室使用，以免发生相间短路事故。 ★问题：交流接触器常见故障？

36 6、常见故障与排除 (3) 线圈过热或烧毁 (1) 触头过热。 产生此故障的原因是： ① 触头压力不足。 ② 触头接触不良。
③ 电弧将触头表面烧坏。 (2) 触头磨损 接触器磨损分为电气磨损和机械磨损两种。 ① 电气磨损属于正常磨损，是因电弧高温使触头金属气化蒸发而造成的。 ② 机械磨损是由触头闭合时的撞击和触头表面的相对滑动摩擦造成的。 (3) 线圈过热或烧毁 产生这种故障的原因是： ① 线圈匝间短路。 ② 动、静铁心端面变形或有污垢，闭合后有间隙。 ③ 操作过于频繁。 ④ 外加电压高于线圈额定电压，电流过大， 产生热效应，严重时会烧毁线圈。

37 (4) 触头不复位 产生这种故障的原因是： ① 触头熔焊(电弧的高温将动、 静触头焊在一起而不能分断的现象称为熔焊)。 ② 反作用弹簧弹力不够。 ③ 机械运动部件被卡住。 ④ 铁心端面有油污。 ⑤ 铁心剩磁太大。 (5) 衔铁振动噪声 ① 短路环损坏。 ② 动、静铁心由于衔铁歪斜或端面有污垢而造成接触不良。 ③ 活动部件卡阻而使衔铁不能完全吸合。

38 7、交流接触器的拆装步骤 下面以CJ10－10交流接触器为例，一般接触器的拆装步骤如下： （1）松开灭弧罩的紧固螺丝钉，取下灭弧罩。
（2）拉紧主触头的定位弹簧夹，取下主触头及主触头的压力弹簧片。拉出主触头时必须将主触头旋转45°后才能取下。 （3）松掉辅助常开静触头的接线桩螺丝钉，取下常开静触头。 （4）松掉接触器底部的盖板螺丝，取下盖板。在松盖板螺丝时，要用手按住盖板，慢慢放松。 （5）取下静铁芯缓冲绝缘纸片、静铁芯、静铁芯支架及缓冲弹簧。

39 （6）拔出线圈接线端的弹簧导电夹片，取出线圈。 （7）取出反力弹簧。 （8）抽出动铁芯和支架。在支架上拔出动铁芯的定位销钉。
（9）取下动铁芯及缓冲绝缘纸片。 （10）仔细观察各零部件的结构特点，并做好记录。 （11）按拆卸的逆序进行装配。装配完后进行如下检查：用万用表欧姆挡检查线圈及各触头接触是否良好，用兆欧表测量各触头间绝缘电阻是否符合要求，用手按主触头检查运动部分是否灵活，以防产生接触不良、振动和噪声。 图 接触器拆卸后的零部件

40 接触器组装后必须进行校验，否则接触器不能投入使用，校验器材如表所示。
8、交流接触器组装后的校验 接触器组装后必须进行校验，否则接触器不能投入使用，校验器材如表所示。 表 交流接触器校验器材 代 号 名 称 规 格 型 号 数 量 KM 交流接触器 CJ10—10 1 T 自耦调压器 TDGC2—10/500 QS1 三极开关 HK1—15/3 QS2 二极开关 HK1—15/2 EL 指示灯 220V，15W 3 安装木板 300mm×200mm×20mm 导线 BV—1.0；BRV—1.0 各10m

41 （1）将装配好的接触器按图所示接入校验电路。 （2）选好电流表、电压表量程并调零，将调压变压器输出置于零位。
（3）合上QS1和QS2 开关，均匀调节调压变压器，使电压上升到接触器铁芯吸合为止，此时电压表的指示值即为接触器吸合动作的电压值。该电压应小于或等于线圈额定电压的85%。 （4）保持吸合电压值，分合开关QS2，做两次冲击合闸试验，以校验动作的可靠性。 （5）均匀地降低调压变压器的输出电压，直至衔铁分离。此时电压表的指示值即为接触器的释放电压。释放电压值应大于线圈额定电压的50%。 （6）将调压变压器的输出电压调至接触器线圈的额定电压，观察铁芯应该无振动及噪声，从三个指示灯的明暗可判断主触头的接触情况 图 交流接触器校验电路

42 六、继电器 作用：控制、放大、联锁、保护和调节 分类： 按用途分 ：控制和保护继电器 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、 机械式
按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力 按动作时间分：瞬时、延时继电器 特点：额定电流不大于5A

43 1、电流继电器 特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。
分类：过电流继电器：用于欠电流保护或控制，如直流电动机励磁绕组的弱磁保护、电磁吸盘中的欠电流保护、绕线式异步电动机起动时电阻的切换控制等。欠电流继电器的动作电流整定范围为线圈额定电流的30%-65%。 欠电流继电器：用于过电流保护或控制，如起重机电路中的过电流保护。过电流继电器动作时其常开接点闭合，常闭接点断开。过电流继电器整定范围为（110%-400%）额定电流，其中交流过电流继电器为（110%-400%）IN，直流过电流继电器为（70%-300%）IN。 常用的电流继电器的型号有JL12、JL15等。

44 欠电流继电器 KA I < 过电流继电器 > 过流电流继电器 欠流电流继电器

45 2、电压继电器 KA U < > 特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细 分类：过电压继电器和欠电压继电器
过电压继电器动作电压范围为（105%-120%）UN；欠电压继电器吸合电压动作范围（20%-50%）UN；释放电压调整范围为（7%-20%）UN；零电压继电器当电压降低至（5%-25%）UN时动作，它们分别起过压、欠压、零压保护。 欠电压继电器 KA U < 过电压继电器 >

46 3、中间继电器 中间继电器在控制电路中起逻辑变换和状态记忆的功能，以及用于扩展接点的容量和数量。另外，在控制电路中还可以调节各继电器、开关之间的动作时间，防止电路误动作的作用。实际上是一种电压继电器，一般触点对数多，触点容量额定电流为5A-10A左右。 特点：体积小，动作灵敏度高，一般不用于直接控制电路的负荷，但当电路的负荷电流在5A-10A以下时，也可代替接触器起控制负荷的作用。常用型号有JZ7、JZ14等。 KA KA KA 吸引线圈 常开触头 常闭触头

47 作用：主要是用于电气设备（主要是电动机）的过负荷保护。主要与接触器配合使用，用于对三相异步电动机的过负荷和断相保护。
4、热继电器 作用：主要是用于电气设备（主要是电动机）的过负荷保护。主要与接触器配合使用，用于对三相异步电动机的过负荷和断相保护。 图 双金属片式热继电器的结构示意图 图 热继电器图形符号和文字符号

48 （1）工作原理 ☆问题：热继电器工作过程？ 热继电器的工作过程演示：

49 热继电器的种类很多，常用的有JR0、JR16、JR16B、JRS和T等系列。JR16系列热继电器，是一种双金属片热继电器，适用于交流50Hz，电压至380V，长期工作或间断长期工作的一般交流电动机的过载保护之用，带有断相保护装置的热继电器，能在三相电动机一相断线的情况下起保护作用，热继电器具有电流调节和自动与手动复位装置，并有温度补偿装置可以补偿由于环境温度变化而引起的误差。 表 JR16—20热继电器技术参数 型号 额定电流 热元件额定电流 调整范围 JR16—20 20A 0.5 0.32～0.5 0.72 0.45～0.72 1.1 0.68～1.1 1.6 1.0～1.6 2.4 1.5～2.4 3.5 2.2～3.5 5 3.2～5 7.2 4.5～7.2 11 6.8～11 16 10～16 22 14～22

50 (2) 热继电器的选择原则 热继电器主要用于电动机的过载保护，使用中应考虑电动机的工作环境、起动情况、负载性质等因素，具体应按以下几个方面来选择： （1）热继电器结构型式的选择：星形接法的电动机可选用两相或三相结构热继电器，△接法的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器。 （2）热继电器的动作电流整定值一般为电动机额定电流的1.05～1.1倍。 （3）对于重复短时工作的电动机（如起重机电动机），由于电动机不断重复升温，热继电器双金属片的温升跟不上电动机绕组的温升，电动机将得不到可靠的过载保护。因此，不宜选用双金属片热继电器，而应选用过电流继电器或能反映绕组实际温度的温度继电器来进行保护。

51 (3) 热继电器的使用 ① 安装前检查热继电器的铭牌及技术数据，如额定电压，电流是否符合实际使用要求。 ② 安装接线时，应注意勿使螺钉、垫圈、接线头等零件失落，以免落入电器元件内部造成动作卡住或短路现象。并将螺钉拧紧，以免振动松脱。 ③ 安装时，热继电器底面与地面的倾斜度应不大于5°。 (4)常见故障及处理方法 热继电器的常见故障分为整体故障和零部件故障。

52 5、时间继电器 作用：按整定时间长短通断电路 分类： 按构成原理分：电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式 按延时方式分：通电延时型
☆问题：通电延时与断电延时区别？ 5、时间继电器 作用：按整定时间长短通断电路 分类： 按构成原理分：电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式 按延时方式分：通电延时型 断电延时型

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54 空气阻尼式时间继电器的优点是结构简单、延时范围大、寿命长、价格低廉，且不受电源电压及频率波动的影响，其缺点是延时误差大、无调节刻度指示，一般适用延时精度要求不高的场合。常用的产品有JS7－A、JS23等系列，其中JS7－A系列的主要技术参数为延时范围，分0.4～60s和0.4～180 s两种，操作频率为600次/h，触头容量为5A，延时误差为±15%。在使用空气阻尼式时间继电器时，应保持延时机构的清洁，防止因进气孔堵塞而失去延时作用。 JS7—A空气阻尼式时间继电器技术数据 型 号 线圈低压 （V） 触头额定电压（V） 触头额定电流（A） 延时范围 （s） 延时触头 辅助触头 通电延时 断电延时 常开 常闭 JS7—1A 36，110，127，220，380 380 交流5 直流180（VA） 0.4～60 0.4～180 1 JS7—2A JS7—3A JS7—4A

55 6、速度继电器（反接制动继电器） 作用：根据速度的大小通断电路，主要用于三相鼠笼式异步电动机的反接制动控制。 结构：定子、转子和触头
类型：JY1型和JFZ0型两种。其中JY1型可在 rpm，JFZ0型适用于 rpm。 参数：动作转速：=130rpm 复位转速：<100rpm 触点额定电压为380V，额定电流2A。

56 7、其它继电器 光电继电器 压力继电器 温度继电器

57 七、主令电器 作用：在控制电路中以开关接点的通断形式来发送控制命令，使控制电路执行对应的控制任务。 分类：控制按钮 万能转换开关 主令控制器
行程开关 接近开关

58 1．控制按钮 （1）按钮的结构、种类及符号。 按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳等组成，其结构示意图及图形符号如图所示。触点采用桥式触点，额定电流在5A以下。触点又分常开触点（动断触点）和常闭触点（动合触点）两种。 图 按钮结构示意图及图形符号

59 按钮从外形和操作方式上可以分为平钮和急停按钮，急停按钮也叫蘑菇头按钮，常用按钮的外形如图所示，除此之外还有钥匙钮、旋钮、拉式钮、万向操纵杆式、带灯式按钮等多种类型。
图 常用按钮开关外形

60 （2）按钮的颜色 红色按钮用于“停止”、“断电”或“事故”； 绿色按钮优先用于“起动”或“通电”，但也允许选用黑、白或灰色按钮； 一钮双用的“起动”与“停止”或“通电”与“断电”，即交替按压后改变功能的，不能用红色按钮，也不能用绿色按钮，而应用黑、白或灰色按钮； 按压时运动，抬起时停止运动（如点动、微动），应用黑、白、灰或绿色按钮，最好是黑色按钮，而不能用红色按钮。 用于单一复位功能的，用蓝、黑、白或灰色按钮。 同时有“复位”、“停止”与“断电”功能的用红色按钮。灯光按钮不得用作“事故”按钮。

61 ① 根据使用场合，选择控制按钮的种类，如开启式、防水式、防腐式等。 ② 根据用途，选用合适的型式，如钥匙式、紧急式、带灯式等。
（3）按钮的选择原则 ① 根据使用场合，选择控制按钮的种类，如开启式、防水式、防腐式等。 ② 根据用途，选用合适的型式，如钥匙式、紧急式、带灯式等。 ③ 按控制回路的需要，确定不同的按钮组数，如单钮、双钮、三钮、多钮等。 ④ 按工作状态指示和工作情况的要求，选择按钮的颜色。 颜 色 含 义 用 途 红 处理事故 紧急停机 “停止”或“断电” 正常停机 停止一台或多台电动机 装置的局部停机 绿 “起动”或“通电” 正常起动 起动一台或多台电动机 装置的局部起动 黄 参与 防止意外情况，情况将有变化 参与抑制反常的状态 避免不需要的变化（事故） 蓝 任何指定用意 凡红、黄和绿色未包含的用意，皆可用自蓝色定义 黑、灰、白 无特定用意（自定义） 除单功能的“停止”或“断电”按钮外的任何功能

62 2．行程开关（限位开关） （1）行程开关的结构、种类及符号。 按触点的性质分可为有触点式和无触点式。无触点的行程开关又称为接近开关。 行程开关用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置等，其结构形式多种多样。目前国内生产的行程开关有LXK3、3SE3、LX19、LXW和LX等系列。常用的行程开关有LXK3、LX19、LXW5、LX32和LX33等系列。

63 ① 根据应用场合及控制对象的特点选择，要求适应场合、触点组数够用。 ② 适应被控制回路的电压和电流要求。
（2）行程开关的选择与注意事项 有触点行程开关的选择应注意以下几点： ① 根据应用场合及控制对象的特点选择，要求适应场合、触点组数够用。 ② 适应被控制回路的电压和电流要求。 ③ 根据机械与行程开关的传力与位移关系选择合适的动作头部形式。 ④安装环境选择防护形式，如开启式或保护式。 图 常用行程开关外形图

64 （3）接近开关的选择 ① 工作频率、可靠性及精度。 ② 检测距离、安装尺寸。 ③ 触点形式（有触点、无触点）、触点数量及输出形式（NPN型、PNP型）。 ④电源类型（直流、交流）、电压等级。

65 电气制图知识 电气图是电气技术领域中各种图的总称，常见的有框图或系统图、电路图、位置图、接线图和印刷图等。

66 1 电气原理图绘制 （1）电路图在布局上按功能分开画出(即按主电路、控制电路、照明电路及信号电路分开绘制)。且按因果关系从左到右或从上到下布置，并尽可能按工作顺序排列。电路图的电路可水平布置或者垂直布置。水平布置时电源垂直画，其他电路水平画，控制电路中的耗能元件画在电路的最右端；垂直布置时，电源线水平画，其他电路垂直画，控制电路中的耗能元件画在电路的最下端。 （2）电路图中各电气元器件，一律采用《电气简图用图形符号》规定的图形符号给出，并用 《电气技术中的文字符号制订通则》规定的文字符号标记。同一电器的各个部件按其在电路中所起的作用，其图形符号可以不画在一起，但必须用相同的文字符号标注。

67 （3）各主要元件尽量排列在同一条水平线或垂直线上；同类元器件尽量在横向上或纵向上对齐。
（4）电路图中的所有元器件的可动部分通常表示在电器非激励或不工作的状态和位置。如:继电器、接触器、制动器等的线圈处在非激励状态；机械控制的行程开关和按钮在其未受机械压合的状态；零位操作的手动控制开关在零位状态。 （5）表示导线、信号通路、连线等的图线都应是交叉和拐弯最少的直线，并应水平(或垂直)地布置。转弯处应为直角，线路相交处应为实心圆点。

68 图 XJ01自耦变压器自动起动控制电路图

69 绘制接线图，可参照《电气制图接线图和接线表》(GB/T6988.5-1997)规定的接线图的编制规则，其主要有：
2接线图 绘制接线图，可参照《电气制图接线图和接线表》(GB/T )规定的接线图的编制规则，其主要有： （1）元、器件的位置和外形尺寸应按比例绘制，元、器件的图形可以简化或用图形符号代替。图中各元、器件图形符号、文字符号以及它们之间的连线编号均应以电路图为准，并保持一致。与接线无关的固定件或元件不予画出。 （2）在接线图中，一般都应标出项目的相对位置，项目代号；端子间的电连线关系，端子号、导线号、导线类型、截面积等。或者在接线图中附一接线表，填写与接线图中的项目代号、端子、导线等一致的内容。

70 （3）导线通常均用细实线绘制，但由若干根导线组成的线扎部分(干线)用粗实线绘制。在导线与干线交接处应画成小圆弧或45°斜线，以表示导线走向。
（4）互连接线图中，各个单元项目的外形轮廓围框用点画线表示。 （5）同一控制箱或控制屏的各电器元件直接相连，而箱(或屏)内与外部电器元件连接时必须经接线端子排。 线图上所有表示的电气连接，一般并不表示实际走线的路径。在配线时，由电工师傅根据经验选择最佳路径。

71 图 单元接线图示例

72 直流电机（他励） 1 直流电动机的起动 电动机的起动是指电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状态的过程。
起动瞬间，起动转矩和起动电流分别为 起动时由于转速为零，电枢电动势为零，而且电枢电阻很小，所以起动电流将达很大值。 过大的起动电流将引起电网电压下降、影响电网上其它用户的正常用电、使电动机的换向恶化；同时过大的冲击转矩会损坏电枢绕组和传动机构。一般直流电动机不允许直接起动。 为了限制起动电流，他励直流电动机通常采用电枢回路串电阻或降低电枢电压起动。

73 （1） 电枢回路串电阻起动 （2） 降压起动 当直流电源电压可调时，可采用降压方法起动。 起动时，以较低的电源电压起动电动机，起动电流随电源电压的降低而正比减小。随着电动机转速的上升，反电动势逐渐增大，再逐渐提高电源电压，使起动电流和起动转矩保持在一定的数值上，保证按需要的加速度升速。

74 2 直流电动机的制动 当电磁转矩的方向与转速方向相同时,电机运行于电动机状态;当电磁转矩方向与转速方向相反时,电机运行于制动状态。
（1） 能耗制动 电动 将开关S投向制动电阻 上即实现制动. 制动

75 反向的电枢电流产生反向的电磁转矩，从而产生很强的制动作用——电压反接制动。
（2） 反接制动 一、电压反接制动 电动 制动 开关S投向“电动”侧时，电枢接正极电压，电机处于电动状态。进行制动时，开关投向“制动”侧，电枢回路串入制动电阻 后，接上极性相反的电源电压，电枢回路内产生反向电流。 反向的电枢电流产生反向的电磁转矩，从而产生很强的制动作用——电压反接制动。 二、倒拉反转反接制动 倒拉反转反接制动只适用于位能性恒转矩负载

76 电动状态下运行的电动机，在某种条件下会出现 情况，此时 ， 反向， 反向，由驱动变为制动。从能量方向看，电机处于发电状态——回馈制动状态。
（3） 回馈制动 电动状态下运行的电动机，在某种条件下会出现 情况，此时 ， 反向， 反向，由驱动变为制动。从能量方向看，电机处于发电状态——回馈制动状态。 电压反接制动带位能性负载进入第四象限 当电车下坡时，运行转速可能超过理想空载转速,进入第二象限

77 交流电机 实现 转速 转差率 异步电机有三种运行状态 能量关系 电磁转矩 发电机 电磁制动 电动机 状态
根据转差率的大小和正负,异步电机有三种运行状态 机械能转变为电能 电能和机械能变成内能 电能转变为机械能 能量关系 制动 驱动 电磁转矩 转差率 转速 外力使电机快速旋转 外力使电机沿磁场反方向旋转 定子绕组接对称电源 实现 发电机 电磁制动 电动机 状态

78 接线 对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活地接成“Y”形或“D”形。 Y联结 D联结
U V W1 U V W1 W U V2 W U V2 D联结 Y联结

79 1 三相鼠笼式异步电动机的起动 （1）直接起动 可以直接起动的条件：起动电流倍数 （2）降压起动 1.Y-△ 降压起动
起动电流关系: 起动转矩关系: Y- △ 降压起动多用于空载或轻载起动

80 2.自耦变压器降压起动 直接起动时的起动电流： 降压后二次侧起动电流： 变压器一次侧电流： 电网提供的起动电流减小倍数： 起动转矩减小的倍数： 自耦变压器一般有三个分接头可供选用。

81 2 三相绕线型异步电动机的起动 （1）转子回路串电阻起动 在转子回路中串联适当的电阻,既能限制起动电流，又能增大起动转矩。

82 （2）转子串频敏变阻器起动 频敏变阻器是一铁损很大的三相电抗器。 起动时，S2断开，转子串入频敏变阻器,S1闭合，电机通电开始起动。

83 3 三相异步电动机的制动 （1） 能耗制动 实现：制动时，S1断开,电机脱离电网，同时S2闭合,在定子绕组中通入直流励磁电流。
制动过程中，转子的动能转变为电能消耗在转子回路电阻上——能耗制动。

84 （2） 反接制动 一、电源两相反接的反接制动 实现：将电动机电源两相反接可实现反接制动。

85 二、倒拉反转的反接制动 条件: 适用于绕线式异步电动机带位能性负载情况。 实现：在转子回路串联适当大电阻RB。

86 （3） 回馈制动 实现：电动机转子在外力作用下，使n>n1. 回馈制动状态实际上就是将轴上的机械能转变成电能并回馈到电网的异步发电机状态。

87 控制电机 伺服电动机又称执行电动机。其功能是将输入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角速度，驱动控制对象。
1 伺服电动机 伺服电动机又称执行电动机。其功能是将输入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角速度，驱动控制对象。 伺服电动机可控性好，反应迅速。是自动控 制系统和计算机外围设备中常用的执行元件。 伺服电动机可分为两类： 交流伺服电动机 直流伺服电动机

88 （1） 交流伺服电动机 交流伺服电动机的特点：不仅要求它在静止状态下，能服从控制信号的命令而转动，而且要求在电动机运行时如果控制电压变为零，电动机立即停转。 但如果交流伺服电动机的参数选择和一般单相异步电动机相似，电动机一经转动，即使控制等于零，电动机仍继续转动，电动机失去控制，这种现象称为“自转”。 应用: 交流伺服电机的输出功率一般为 W，电源频率分50Hz、400Hz等多种。它的应用很广泛，如用在各种自动控制、自动记录等系统中。

89 （2） 直流伺服电动机 应用： 直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬。通常应用于功率稍大的系统中，如随动系统中的位置控制等。
直流伺服电机输出功率一般为1-600W。

90 2 测速发电机 测速发电机是一种转速测量传感器。在许多自动控制系统中，它被用来测量旋转装置的转速，向控制电路提供与转速大小成正比的信号电压。 测速发电机的作用是将机械速度转变为电压信号，在自动控制系统和计算装置中作为检测元件、校正元件等。如在恒速控制系统中，测速发电机将速度转换为电压信号作为反馈信号，达到调节速度的作用。 测速发电机分为交流和直流两种类型。

91 3 步进电动机 步进电机是利用电磁铁的作用原理，将脉冲 信号转换为线位移或角位移的电机。每来一个电脉
冲，步进电机转动一定角度，带动机械移动一小段 距离。 特点: (1) 来一个脉冲，转一个步距角。 (2) 控制脉冲频率，可控制电机转速。 (3) 改变脉冲顺序，可改变转动方向。 由于步进电动机的这一工作职能正好符合数字控制系统要求，因此它在数控机床、钟表工业及自动记录仪等方面都有很广泛的应用

92 步进电动机的应用非常广泛，如各种数控 机床、自动绘图仪、机器人等。 应用：
数控装置 步进 电动机 电位器 放大器 液压缸 机械手 电液 伺服阀 步进电动机根据数控装置发出的指令带动电位器的动触电转动，使其偏离中点产生电位差，经放大后 控制伺服阀的开口量，压力油经阀口进入油缸，使机械手按照存储在数控装置中的指令动作。

93 电动机接触器起、停控制方式的演示

94 继电接触控制 . . . . . 1. 电机的顺序控制 Q 控制顺序：M1起动后M2才能起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。 FU
通电 KM1 闭合 . SB SB1 KM1 KM2 KM1 闭合 KM2 闭合 SB2 M1 M2 3~ 3~ KM2 闭合 通电

95 2、点动控制

96 3、长动控制

97 4、正反转控制

98 5、Y-Δ降压起动

99 6、行程控制 线路中的SQ1、SQ2是用于自动往返的行程开关，SQ3、SQ4作为限位保护，工作台上有两块挡块，向左移动时，左挡块撞到行程开关SQ1，电动机正转控制电路断开，由于行程开关SQ1的常开触头并联在反转控制电路的自锁环节上，因此同时接通了反转控制电路，电动机反转，工作台返回右移。一旦SQ1失灵，则工作台继续左移，左挡块撞到行程开关SQ3，切断正转控制电路，进行保护。同理，SQ2、SQ4在工作台向右移动时起到类似向左移动时的位置控制和限位保护作用。

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