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第第1章章 电气控制电路电气控制电路1.1 三相交流异步电动机三相交流异步电动机 1.2  直接启动控制电路直接启动控制电路 1.3  点动控制电路点动控制电路 1.4  自锁控制电路自锁控制电路 1.6  正反转控制电路正反转控制电路 1.5  点动和自锁混合控制、多地控制以及顺序控制电路点动和自锁混合控制、多地控制以及顺序控制电路 1.7  位置控制和自动往返控制电路位置控制和自动往返控制电路 1.8  Y-△ △形降压启动控制电路形降压启动控制电路 1.9  三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速 1.10  机床电气控制电路机床电气控制电路 1教学教资1.1 三相交流异步电动机三相交流异步电动机 1.1.1  三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机主要由定子和转子构成如图三相交流异步电动机主要由定子和转子构成如图1-1所示图1-1  三相交流异步电动机的构件分解图 2教学教资1. 定子定子定子由基座、定子铁芯和三相定子绕组组成定子由基座、定子铁芯和三相定子绕组组成基座：基座：支撑转子，作为磁路一部分和散热的作用支撑转子，作为磁路一部分和散热的作用。

定子铁芯：定子铁芯：由绝缘硅钢片叠成，减少涡流损耗如图由绝缘硅钢片叠成，减少涡流损耗如图1-2所示三相定子绕组：三相定子绕组：由漆包线绕制而成，分为由漆包线绕制而成，分为U相、相、V相和相和W相，可以连接为相，可以连接为Y形和形和△△形如图1-3所示图1-2  三相交流异步电动机的机座与定子铁芯 图1-3  三相交流异步电动机的定子绕组连接方式3教学教资2．转子．转子转子由转轴、转子铁芯和转子绕组等组成如图转子由转轴、转子铁芯和转子绕组等组成如图1-4所示转轴：转轴：支撑转子，保证定子和转子之间的气隙支撑转子，保证定子和转子之间的气隙转子铁芯：转子铁芯：由硅钢片叠成，用来嵌入转子绕组由硅钢片叠成，用来嵌入转子绕组转子绕组：转子绕组：由铜条或铝浇铸而成，形似鼠笼，称鼠笼转子由铜条或铝浇铸而成，形似鼠笼，称鼠笼转子图1-4  三相交流异步电动机的鼠笼型转子绕组 4教学教资1.1.2  三相交流异步电动机的转动原理三相交流异步电动机的转动原理1．鼠笼型转子随旋转磁极而转动的实验．鼠笼型转子随旋转磁极而转动的实验图1-5  鼠笼型转子随旋转磁极而转动的实验由上面实验可以可得：鼠笼转子与磁铁的旋转方向始终相同。

由上面实验可以可得：鼠笼转子与磁铁的旋转方向始终相同原理：原理：磁铁旋转磁铁旋转切割转子导体切割转子导体感应电动势和感生电流感应电动势和感生电流感生电流与磁场作用感生电流与磁场作用感生电流与磁场作用感生电流与磁场作用产生电磁转矩产生电磁转矩产生电磁转矩产生电磁转矩旋转旋转旋转旋转5教学教资2．旋转磁场的产生．旋转磁场的产生三相交流电流在转子空间产生的磁场如图三相交流电流在转子空间产生的磁场如图1-6所示所示 图1-6  转子空间旋转磁场的变化6教学教资式中：式中：ns ——旋转磁场的转速（旋转磁场的转速（r/min）；）；      f1 ——交流电源的频率（交流电源的频率（Hz）；）；          P ——电动机定子绕组的磁极对数电动机定子绕组的磁极对数旋转磁场的转速：旋转磁场的转速：　　设电源频率为　　设电源频率为50 Hz，电动机磁极个数与旋转磁场的转速关系见表，电动机磁极个数与旋转磁场的转速关系见表1-1磁极（个）2极4极6极8极10极12极ns（r/min）3 0001 5001 000750600500表1-1磁极个数与旋转磁场转速的关系　　将定子绕组接至三相交流电源的导线任意对调两根，则　　将定子绕组接至三相交流电源的导线任意对调两根，则旋转磁场即反向转动，电动机也随之反转。

旋转磁场即反向转动，电动机也随之反转7教学教资3．三相交流异步电动机的转动原理和转差率．三相交流异步电动机的转动原理和转差率　　通常将旋转磁场的转速　　通常将旋转磁场的转速ns与转子转速与转子转速n的差和旋转磁的差和旋转磁场的转速场的转速ns之比称为转差率，即之比称为转差率，即　　由于三相交流异步电动机的额定转速与旋转磁场的　　由于三相交流异步电动机的额定转速与旋转磁场的转速接近，所以额定转差率很小，通常为转速接近，所以额定转差率很小，通常为1%～～7% 8教学教资1.1.3  三相交流异步电动机的额定值三相交流异步电动机的额定值（（1）额定功率（容量）（）额定功率（容量）（kW）指电动机在额定）指电动机在额定运行状态下，转轴上输出的机械功率运行状态下，转轴上输出的机械功率2）额定电压（）额定电压（V）指电动机在正常运行时，定）指电动机在正常运行时，定子绕组规定使用的线电压子绕组规定使用的线电压3）额定电流（）额定电流（A）指电动机在输出额定功率时，）指电动机在输出额定功率时，定子绕组允许通过的线电流定子绕组允许通过的线电流4）额定转速（）额定转速（r/min）指电动机在额定电压、）。

指电动机在额定电压、额定频率及输出额定功率时的转速额定频率及输出额定功率时的转速5）额定频率（）额定频率（Hz）指电动机在额定条件运行时）指电动机在额定条件运行时的电源频率的电源频率6）接法指三相定子绕组的连接方式在）接法指三相定子绕组的连接方式在380V的的额定电压下，小功率（额定电压下，小功率（3kW以下）电动机多为以下）电动机多为Y形形（星形）（星形）连接，中、大功率接，中、大功率电动机机为△△形（三角形）形（三角形）连接 9教学教资1.1.4  三相交流异步电动机的检查与测试三相交流异步电动机的检查与测试（（1）机械方面的检查机械方面的检查2）接线可靠接线可靠3）定子绕组直流电阻的测试定子绕组直流电阻的测试4）定子绕组绝缘电阻的测试定子绕组绝缘电阻的测试5）运行电流的测试运行电流的测试10教学教资1.2  直接启动控制电路直接启动控制电路 1.2.1  开启式刀开关开启式刀开关1．结构、电路符号和型号规格．结构、电路符号和型号规格图1-7  开启式刀开关的结构、电路符号和型号规格 11教学教资2．选用方法．选用方法 （（1）用于照明和电热负载时，选用额定电压为）用于照明和电热负载时，选用额定电压为220V或或250V，额，额定电流稍大于电路所有负载的额定电流之和的两极刀开关。

定电流稍大于电路所有负载的额定电流之和的两极刀开关2）用于电动机直接启动控制时，选用额定电压）用于电动机直接启动控制时，选用额定电压380V或或500V，，额定电流大于或等于电动机额定电流额定电流大于或等于电动机额定电流3倍的三极刀开关倍的三极刀开关3．安装与使用．安装与使用（（1）必须垂直安装在控制屏或开关板上，不允许倒装或平装，以防）必须垂直安装在控制屏或开关板上，不允许倒装或平装，以防止发生误合闸事故止发生误合闸事故2）在分断或接通电路时应迅速果断地拉合闸，以使电弧尽快熄灭在分断或接通电路时应迅速果断地拉合闸，以使电弧尽快熄灭3）由于开启式刀开关没有灭弧装置，其分断电流只能达到额定电）由于开启式刀开关没有灭弧装置，其分断电流只能达到额定电流的流的1/3 12教学教资1.2.2  封闭式负荷开关封闭式负荷开关 1．结构、电路符号和型号规格．结构、电路符号和型号规格图1-8  封闭式刀开关13教学教资1.2.3  组合开关组合开关　　组合开关又称为转换开关，主要在电气设备中作　　组合开关又称为转换开关，主要在电气设备中作为电源引入开关为电源引入开关图1-9   HZ10-10/3型组合开关 14教学教资1.2.4  隔离开关隔离开关图1-10   HL32型隔离开关 15教学教资1.2.5  熔断器熔断器表1-2常用熔体的安秒特性 熔体通过电熔体通过电流（流（A））1.25IN1.6IN1.8IN2IN2.5IN3IN4IN8IN熔断时间熔断时间（（s））∞3 6001 2004084.52.51熔断器由熔体、熔断管和熔座三部分组成。

熔断器由熔体、熔断管和熔座三部分组成熔体：熔体常做成丝状或片状，制作熔体的材料一般有熔体：熔体常做成丝状或片状，制作熔体的材料一般有铅锡合金和铜铅锡合金和铜熔断管：安装熔体，作熔体的保护外壳并在熔体熔断时熔断管：安装熔体，作熔体的保护外壳并在熔体熔断时兼有灭弧作用兼有灭弧作用熔座：起固定熔断管和连接引线作用熔座：起固定熔断管和连接引线作用 1．外形、结构与电路符号．外形、结构与电路符号16教学教资图1-11  熔断器外形、结构与电路符号17教学教资2．主要技术参数．主要技术参数 （（1）额定电压熔断器长期安全工作的电压额定电压熔断器长期安全工作的电压2）额定电流熔断器长期安全工作的电流额定电流熔断器长期安全工作的电流 3．熔体额定电流的选择．熔体额定电流的选择照明和电热负载：照明和电热负载：熔体额定电流应等于或稍大于负载的额定电流熔体额定电流应等于或稍大于负载的额定电流电动机控制电路：电动机控制电路：对于启动负载重、启动时间长的电动机，熔体额定对于启动负载重、启动时间长的电动机，熔体额定电流的倍数应适当增大，反之适当减小电流的倍数应适当增大，反之适当减小对于单台电动机对于单台电动机：熔体额定电流应大于或等于电动机额定电流的：熔体额定电流应大于或等于电动机额定电流的1.5～～2.5倍。

倍对于多台电动机对于多台电动机：熔体额定电流应大于或等于其中最大功率电动机的：熔体额定电流应大于或等于其中最大功率电动机的额定电流的额定电流的1.5～～2.5倍，再加上其余电动机的额定电流之和倍，再加上其余电动机的额定电流之和 18教学教资1.2.6  负荷开关直接启动控制电路负荷开关直接启动控制电路1．电气原理图．电气原理图 电气原理图是分析电路工作原理，安装、电气原理图是分析电路工作原理，安装、调试和维修电气电路的重要依据调试和维修电气电路的重要依据 　　在如图　　在如图1-12所示控制电路中，负荷所示控制电路中，负荷开关开关QS起控制作用，熔断器起控制作用，熔断器FU起短路起短路保护作用保护作用 2．工作原理．工作原理启动：启动：合上负荷开关合上负荷开关QS→电动机电动机M通电运转通电运转停止：停止：断开负荷开关断开负荷开关QS→电动机电动机M断电停转断电停转 图1-12  负荷开关直接启动控制电路电气原理图 19教学教资1.2.7  实习操作：安装和操作负荷开关直接启动控制电路实习操作：安装和操作负荷开关直接启动控制电路1．课题要求．课题要求（（1）能正确识别、选用负荷开关和熔断器。

能正确识别、选用负荷开关和熔断器2）能正确安装和操作负荷开关直接启动控制电路能正确安装和操作负荷开关直接启动控制电路2．工具及器材．工具及器材表1-3工具及器材 序号序号名名 称称型号与规格型号与规格单单 位位数数 量量1三相交流电源三相交流电源～～3×380V处处12电工通用工具电工通用工具验电笔、钢丝钳、螺丝刀（包括十字口螺丝刀、验电笔、钢丝钳、螺丝刀（包括十字口螺丝刀、一字口螺丝刀）、电工刀、尖嘴钳、活扳手等一字口螺丝刀）、电工刀、尖嘴钳、活扳手等套套13低压开关低压开关封闭式负荷开关（封闭式负荷开关（HH4系列）系列）只只14低压熔断器低压熔断器RT系列系列个个35电动机电动机根据实习设备自定（小功率电动机）根据实习设备自定（小功率电动机）台台16导线导线BVR1.5mm2塑铜线塑铜线若干若干20教学教资3．操作注意事项．操作注意事项      不允许带电安装元器件或连接导线，断开电源后才能进行接不允许带电安装元器件或连接导线，断开电源后才能进行接线操作通电检查和运行时必须通知指导教师，在有指导教师线操作通电检查和运行时必须通知指导教师，在有指导教师现场监护的情况下才能接通电源。

现场监护的情况下才能接通电源 4．操作步骤．操作步骤（（1）仔细观察负荷开关和熔断器，熟悉它们的外形、结构、型号及主要）仔细观察负荷开关和熔断器，熟悉它们的外形、结构、型号及主要技术参数的意义技术参数的意义2）检查负荷开关和熔断器的好坏检查负荷开关和熔断器的好坏3）在电路板上按照电气原理图安装器件，进行相应的配线在电路板上按照电气原理图安装器件，进行相应的配线4）经指导教师检查合格后进行通电操作经指导教师检查合格后进行通电操作 21教学教资1.3  点动控制电路点动控制电路 1.3.1  按钮按钮 图1-13  按钮 1．分类与型号规格．分类与型号规格 按钮一般分为常开按钮、按钮一般分为常开按钮、常闭按钮和复合按钮常闭按钮和复合按钮 2．按钮的选用．按钮的选用 （（1）根据使用场合和）根据使用场合和用途选择按钮的种类用途选择按钮的种类2）合理选用按钮的）合理选用按钮的颜色 22教学教资1.3.2  接触器接触器 1．结构．结构2．电路符号与．电路符号与型号规格型号规格图1-14  交流接触器23教学教资3．交流接触器的工作原理．交流接触器的工作原理 图1-15  交流接触器工作原理 4．交流接触器的选用．交流接触器的选用 （（1）主触点额定电压的选择。

主触点额定电压的选择2）主触点额定电流的选择主触点额定电流的选择3）线圈额定电压选择线圈额定电压选择 24教学教资1.3.3  中间继电器中间继电器 图1-16  中间继电器与电路符号 25教学教资1.3.4  点动控制电路点动控制电路 1．点动控制电路．点动控制电路 2．工作原理．工作原理 合上电源组合开关合上电源组合开关QS启动：按下按钮启动：按下按钮SB→KM线圈得电线圈得电→KM主触点闭合主触点闭合→电动机电动机M通电运转通电运转停止：松开按钮停止：松开按钮SB→KM线圈失电线圈失电→KM主触点分断主触点分断→电动机电动机M断电停止断电停止 图1-17  点动控制电路原理图 图1-18  点动控制电路安装接线图26教学教资1.4  自锁控制电路自锁控制电路 1.4.1  自锁控制电路自锁控制电路 1．自锁控制电路．自锁控制电路图1-20  自锁控制电路原理图 27教学教资合上电源隔离开关合上电源隔离开关QS 2．工作原理．工作原理图1-21  自锁控制电路安装接线图 28教学教资1.4.3  热继电器热继电器图1-22  常用热继电器外形29教学教资1．热继电器结构与电路符号．热继电器结构与电路符号图1-23  热继电器的结构、动作原理和电路符号 2．型号规格．型号规格图1-24  热继电器的型号规格3．选用方法．选用方法 （（1）选类型。

选类型2）选择额定电流选择额定电流3）合理整定热元件的动作电流合理整定热元件的动作电流30教学教资1.4.4  具有过载保护的自锁控制电路具有过载保护的自锁控制电路 图1-25  具有过载保护的自锁控制电路原理图图1-26  具有过载保护的自锁控制电路安装接线图隔离开关31教学教资1.5  点动和自锁混合控制、点动和自锁混合控制、多地控制以及顺序控制电路多地控制以及顺序控制电路 1.5.1  低压断路器低压断路器 1．．DZ5系列低压断路器的内部结构和电路符号系列低压断路器的内部结构和电路符号  图1-27   低压断路器图1-28   DZ5系列低压断路器的内部结构和电路符号 32教学教资2．型号规格．型号规格 图1-29   DZ5系列低压断路器的型号规格 3．选用方法．选用方法 （（1）低压断路器的额定电压和额定电流应等于或大于电路的）低压断路器的额定电压和额定电流应等于或大于电路的工作电压和工作电流工作电压和工作电流2）热脱扣器的额定电流应大于或等于电路的最大工作电流热脱扣器的额定电流应大于或等于电路的最大工作电流3）热脱扣器的整定电流应等于被控制电路正常工作电流或）热脱扣器的整定电流应等于被控制电路正常工作电流或电动机的额定电流。

电动机的额定电流33教学教资1.5.2  点动与自锁混合控制电路点动与自锁混合控制电路 图1-30  点动与自锁混合控制电路原理图 34教学教资（（1）连续控制）连续控制 （（2）点动控制）点动控制 35教学教资1.5.4  多地控制电路多地控制电路 图1-32  多地控制电路原理图 36教学教资1.5.5  顺序控制电路顺序控制电路 1．顺序控制电路．顺序控制电路1图1-33  顺序控制电路1原理图 37教学教资2．顺序控制电路．顺序控制电路2图1-34  顺序控制电路2原理图 38教学教资3．顺序控制电路．顺序控制电路3 图1-35  顺序控制电路3原理图39教学教资1.6  正反转控制电路正反转控制电路 1.6.1  接触器联锁的正反转控制电路接触器联锁的正反转控制电路1．接触器联锁的正反转控制电路．接触器联锁的正反转控制电路 图1-36  接触器联锁的正反转控制电路 40教学教资2．工作原理．工作原理 （（1）正转控制）正转控制 （（2）停止控制）停止控制 （（3）反转控制）反转控制 41教学教资1.6.3  双重联锁的正反转控制电路双重联锁的正反转控制电路 1．双重联锁的正反转控制电路．双重联锁的正反转控制电路 图1-38  双重联锁的正反转控制电路 42教学教资按下按下SB3，整个控制电路失电，主触点分断，电动机，整个控制电路失电，主触点分断，电动机M断电停转。

断电停转 2．工作原理．工作原理（（1）正转控制）正转控制（（2）反转控制）反转控制（（3）停止控制）停止控制43教学教资1.7  位置控制和自动往返控制电路位置控制和自动往返控制电路 图1-39  设备运动工作台的左、右限位行程开关 44教学教资1.7.1  行程开关行程开关 1．外形、结构和电路符号．外形、结构和电路符号图1-40  行程开关外形、结构与电路符号 45教学教资图1-41  行程开关的型号规格 2．型号规格．型号规格46教学教资1.7.2  位置控制电路位置控制电路 1．位置控制电路．位置控制电路 图1-42  位置控制电路原理图47教学教资此时，即使再按下此时，即使再按下SB1，由于，由于SQ1常闭触点已分断，接触器常闭触点已分断，接触器KM1线圈也不会得线圈也不会得电，保证行车不会超过电，保证行车不会超过SQ1所在的位置所在的位置停车时只需按下停车时只需按下SB3即可2．电路原理．电路原理（（1）行车向前运动）行车向前运动（（2）行车向后运动）行车向后运动48教学教资1.7.3  自动往返控制电路自动往返控制电路 图1-43  磨床工作台 49教学教资图1-44  工作台自动往返控制电路原理图50教学教资不断重复上述过程，工作台就在限定的行程内作自动往返运动不断重复上述过程，工作台就在限定的行程内作自动往返运动（（1）启动）启动（（2）停止）停止51教学教资1.8  Y-△ △形降压启动控制电路形降压启动控制电路 1.8.1  时间继电器时间继电器1．通电延时．通电延时型时间继电型时间继电器器                                                图1-46  时间继电器1—线圈　2—反力弹簧　3—衔铁　4—铁芯　5—弹簧片　6—瞬时触点　7—杠杆　8—延时触点　9—调节螺钉　10—推杆　11—空气室　12—宝塔形弹簧 52教学教资图1-47  通电延时型时间继电器的电路符号 2．断电延时型时间继电器．断电延时型时间继电器图1-48  断电延时型时间继电器的电路符号53教学教资3．型号规格．型号规格（（1）供电电压：交流（）供电电压：交流（36V、、110V、、220V、、380V）；直流（）；直流（24V、、27V、、30V、、36V、、110V、、220V）。

2）延时规格：）延时规格：5s、、10s、、30s、、60s、、120s、、180s；；5min、、10min、、20min、、30min、、60min图1-49  时间继电器的型号规格4．晶体管式时间继电器．晶体管式时间继电器主要技术数据为：主要技术数据为：54教学教资（（1）根据系统的延时范围和精度选择时间继电器的类型和系列根据系统的延时范围和精度选择时间继电器的类型和系列2）根据控制电路的要求选择时间继电器的延时方式（通电延时）根据控制电路的要求选择时间继电器的延时方式（通电延时型或断电延时型）型或断电延时型）3）时间继电器电磁线圈的电压应与控制电路电压等级相同时间继电器电磁线圈的电压应与控制电路电压等级相同5．空气阻尼式时间继电器．空气阻尼式时间继电器（（1）供电电压：交流（）供电电压：交流（24V、、36V、、110V、、220V、、380V）；）；（（2）延时规格：）延时规格：0.4～～60s、、0.4～～180s6．选用．选用主要技术数据为：主要技术数据为：55教学教资1.8.2  Y-△ △形降压启动控制电路形降压启动控制电路 图1-50 图1-50  Y-△形降压启动控制电路原理图56教学教资停止时，按下停止时，按下SB2即可实现。

即可实现电路工作原理电路工作原理合上电源开关QF57教学教资1.9  三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速 1.9.1  三相交流异步电动机的调速方法三相交流异步电动机的调速方法　　为了满足生产工艺的要求，常常需要改变电动机的转速由电动　　为了满足生产工艺的要求，常常需要改变电动机的转速由电动机的转速公式机的转速公式1．．变极极调速速改变电动机的磁极对数改变电动机的磁极对数P来达到调速的目的称为变极调速来达到调速的目的称为变极调速2．改．改变转差率差率调速速改变转差率改变转差率S调速适用于绕线式转子绕组的电动机调速适用于绕线式转子绕组的电动机3．．变频调速速改变电动机电源频率改变电动机电源频率f1来达到调速的目的称为变频调速来达到调速的目的称为变频调速 可知，改变三相交流异步电动机的转速可通过以下三种方法来实现可知，改变三相交流异步电动机的转速可通过以下三种方法来实现58教学教资1.9.2  双绕组变极调速双绕组变极调速 图1-52  双绕组变极调速电动机控制电路原理图59教学教资1.9.3  双双Y形绕组变极调速形绕组变极调速图1-53 双速电动机定子绕组的△/YY形接线图60教学教资图1-54 双Y形绕组变极调速电动机控制电路原理图61教学教资1.10  机床电气控制电路机床电气控制电路 图1-55  CA6140车床电气控制电路图62教学教资接通电源开关接通电源开关QS，信号灯，信号灯HL亮。

亮1）主轴启动按下启动按钮）主轴启动按下启动按钮SB2，接触器，接触器KM1通电自锁，通电自锁，KM1主触点闭合，主触点闭合，M1通电启动通电启动2）冷却泵启动拨动开关）冷却泵启动拨动开关SA1，因，因KM1常开触点已接通，所常开触点已接通，所以接触器以接触器KM2通电，通电，KM2主触点闭合，主触点闭合，M2通电启动通电启动3）刀架快速移动按下点动按钮）刀架快速移动按下点动按钮SB3，接触器，接触器KM3通电，通电，KM3主触点闭合，主触点闭合，M3通电启动；松开点动按钮通电启动；松开点动按钮SB3，接触器，接触器KM3断断电，电，KM3主触点分断，主触点分断，M3停止4）停止按下停止按钮）停止按下停止按钮SB1，主轴、冷却泵电动机均停止工作主轴、冷却泵电动机均停止工作5）照明灯工作车床工作时，接通开关）照明灯工作车床工作时，接通开关SA2，照明灯，照明灯EL工作工作结束后，断开电源开关工作结束后，断开电源开关QS，信号灯，信号灯HL灭 工作原理工作原理63教学教资THE      END64教学教资。