1、第第1章章 電氣控制電路電氣控制電路1.1 三相交流異步電動機三相交流異步電動機 1.2 直接啟動控制電路直接啟動控制電路 1.3 點動控制電路點動控制電路 1.4 自鎖控制電路自鎖控制電路 1.6 正反轉控制電路正反轉控制電路 1.5 點動和自鎖混合控制、多地控制以及順序控制電路點動和自鎖混合控制、多地控制以及順序控制電路 1.7 位置控制和自動往返控制電路位置控制和自動往返控制電路 1.8 Y-形降壓啟動控制電路形降壓啟動控制電路 1.9 三相異步電動機的調速三相異步電動機的調速 1.10 機床電氣控制電路機床電氣控制電路 1.1 三相交流異步電動機三相交流異步電動機 1.1.1 三相交流

2、異步電動機的結構三相交流異步電動機的結構三相交流異步電動機主要由定子和轉子構成。如圖三相交流異步電動機主要由定子和轉子構成。如圖1-1所示。所示。圖1-1 三相交流異步電動機的構件分解圖 1. 定子定子定子由基座、定子鐵芯和三相定子繞組組成。定子由基座、定子鐵芯和三相定子繞組組成。基座：基座：支撐轉子，作為磁路一部分和散熱的作用。支撐轉子，作為磁路一部分和散熱的作用。定子鐵芯：定子鐵芯：由絕緣硅鋼片疊成，減少渦流損耗。如圖由絕緣硅鋼片疊成，減少渦流損耗。如圖1-2所示。所示。三相定子繞組：三相定子繞組：由漆包線繞制而成，分為由漆包線繞制而成，分為U相、相、V相和相和W相，可以連接為相，可以連接

3、為Y形和形和形。如圖形。如圖1-3所示。所示。圖1-2 三相交流異步電動機的機座與定子鐵芯 圖1-3 三相交流異步電動機的定子繞組連接方式2轉子轉子轉子由轉軸、轉子鐵芯和轉子繞組等組成。如圖轉子由轉軸、轉子鐵芯和轉子繞組等組成。如圖1-4所示。所示。轉軸：轉軸：支撐轉子，保證定子和轉子之間的氣隙。支撐轉子，保證定子和轉子之間的氣隙。轉子鐵芯：轉子鐵芯：由硅鋼片疊成，用來嵌入轉子繞組。由硅鋼片疊成，用來嵌入轉子繞組。轉子繞組：轉子繞組：由銅條或鋁澆鑄而成，形似鼠籠，稱鼠籠轉子。由銅條或鋁澆鑄而成，形似鼠籠，稱鼠籠轉子。圖1-4 三相交流異步電動機的鼠籠型轉子繞組 1.1.2 三相交流異步電動機的

4、轉動原理三相交流異步電動機的轉動原理1鼠籠型轉子隨旋轉磁極而轉動的實驗鼠籠型轉子隨旋轉磁極而轉動的實驗圖1-5 鼠籠型轉子隨旋轉磁極而轉動的實驗由上面實驗可以可得：鼠籠轉子與磁鐵的旋轉方向始終相同。由上面實驗可以可得：鼠籠轉子與磁鐵的旋轉方向始終相同。原理：原理：磁鐵旋轉磁鐵旋轉切割轉子導體切割轉子導體感應電動勢和感生電流感應電動勢和感生電流2旋轉磁場的產生旋轉磁場的產生三相交流電流在轉子空間產生的磁場如圖三相交流電流在轉子空間產生的磁場如圖1-6所示所示 圖1-6 轉子空間旋轉磁場的變化1s60 fnP式中：式中：ns 旋轉磁場的轉速（旋轉磁場的轉速（r/min）；）； f1 交流電源的頻率

5、（交流電源的頻率（Hz）；）； P 電動機定子繞組的磁極對數。電動機定子繞組的磁極對數。旋轉磁場的轉速：旋轉磁場的轉速：設電源頻率為設電源頻率為50 Hz，電動機磁極個數與旋轉磁場的轉速關系見表，電動機磁極個數與旋轉磁場的轉速關系見表1-1。磁極（個）2極4極6極8極10極12極ns（r/min）300015001000750600500表1-1磁極個數與旋轉磁場轉速的關系將定子繞組接至三相交流電源的導線任意對調兩根，則將定子繞組接至三相交流電源的導線任意對調兩根，則旋轉磁場即反向轉動，電動機也隨之反轉。旋轉磁場即反向轉動，電動機也隨之反轉。3三相交流異步電動機的轉動原理和轉差率三相交流異步電

6、動機的轉動原理和轉差率通常將旋轉磁場的轉速通常將旋轉磁場的轉速ns與轉子轉速與轉子轉速n的差和旋轉磁的差和旋轉磁場的轉速場的轉速ns之比稱為轉差率，即之比稱為轉差率，即ssnnsn由于三相交流異步電動機的額定轉速與旋轉磁場的由于三相交流異步電動機的額定轉速與旋轉磁場的轉速接近，所以額定轉差率很小，通常為轉速接近，所以額定轉差率很小，通常為1%7%。 1.1.3 三相交流異步電動機的額定值三相交流異步電動機的額定值（1）額定功率（容量）（）額定功率（容量）（kW）。指電動機在額定）。指電動機在額定運行狀態下，轉軸上輸出的機械功率。運行狀態下，轉軸上輸出的機械功率。（2）額定電壓（）額定電壓（V）

7、。指電動機在正常運行時，定）。指電動機在正常運行時，定子繞組規定使用的線電壓。子繞組規定使用的線電壓。（3）額定電流（）額定電流（A）。指電動機在輸出額定功率時）。指電動機在輸出額定功率時，定子繞組允許通過的線電流。，定子繞組允許通過的線電流。（4）額定轉速（）額定轉速（r/min）。指電動機在額定電壓、）。指電動機在額定電壓、額定頻率及輸出額定功率時的轉速。額定頻率及輸出額定功率時的轉速。（5）額定頻率（）額定頻率（Hz）。指電動機在額定條件運行時）。指電動機在額定條件運行時的電源頻率。的電源頻率。（6）接法。指三相定子繞組的連接方式。在）接法。指三相定子繞組的連接方式。在380V的的額定電

8、壓下，小功率（額定電壓下，小功率（3kW以下）電動機多為以下）電動機多為Y形（形（星形）連接，中、大功率電動機為星形）連接，中、大功率電動機為形（三角形）連形（三角形）連接。接。 1.1.4 三相交流異步電動機的檢查與測試三相交流異步電動機的檢查與測試（1）機械方面的檢查。）機械方面的檢查。（2）接線可靠。）接線可靠。（3）定子繞組直流電阻的測試。）定子繞組直流電阻的測試。（4）定子繞組絕緣電阻的測試。）定子繞組絕緣電阻的測試。（5）運行電流的測試。）運行電流的測試。1.2 直接啟動控制電路直接啟動控制電路 1.2.1 開啟式刀開關開啟式刀開關1結構、電路符號和型號規格結構、電路符號和型號規格

9、圖1-7 開啟式刀開關的結構、電路符號和型號規格 2選用方法選用方法 （1）用于照明和電熱負載時，選用額定電壓為）用于照明和電熱負載時，選用額定電壓為220V或或250V，額，額定電流稍大于電路所有負載的額定電流之和的兩極刀開關。定電流稍大于電路所有負載的額定電流之和的兩極刀開關。（2）用于電動機直接啟動控制時，選用額定電壓）用于電動機直接啟動控制時，選用額定電壓380V或或500V，額定電流大于或等于電動機額定電流額定電流大于或等于電動機額定電流3倍的三極刀開關。倍的三極刀開關。3安裝與使用安裝與使用（1）必須垂直安裝在控制屏或開關板上，不允許倒裝或平裝，以防）必須垂直安裝在控制屏或開關板上

10、，不允許倒裝或平裝，以防止發生誤合閘事故。止發生誤合閘事故。（2）在分斷或接通電路時應迅速果斷地拉合閘，以使電弧盡快熄滅。）在分斷或接通電路時應迅速果斷地拉合閘，以使電弧盡快熄滅。（3）由于開啟式刀開關沒有滅弧裝置，其分斷電流只能達到額定電）由于開啟式刀開關沒有滅弧裝置，其分斷電流只能達到額定電流的流的1/3。 1.2.2 封閉式負荷開關封閉式負荷開關 1結構、電路符號和型號規格結構、電路符號和型號規格圖1-8 封閉式刀開關1.2.3 組合開關組合開關組合開關又稱為轉換開關，主要在電氣設備中作組合開關又稱為轉換開關，主要在電氣設備中作為電源引入開關。為電源引入開關。圖1-9 HZ10-10/3

11、型組合開關 1.2.4 隔離開關隔離開關圖1-10 HL32型隔離開關 1.2.5 熔斷器熔斷器表1-2常用熔體的安秒特性 熔體通過電熔體通過電流（流（A）1.25IN1.6IN1.8IN2IN2.5IN3IN4IN8IN熔斷時間（熔斷時間（s）360012004084.52.51熔斷器由熔體、熔斷管和熔座三部分組成。熔斷器由熔體、熔斷管和熔座三部分組成。熔體：熔體常做成絲狀或片狀，制作熔體的材料一般有熔體：熔體常做成絲狀或片狀，制作熔體的材料一般有鉛錫合金和銅。鉛錫合金和銅。熔斷管：安裝熔體，作熔體的保護外殼并在熔體熔斷時熔斷管：安裝熔體，作熔體的保護外殼并在熔體熔斷時兼有滅弧作用。兼有滅弧

12、作用。熔座：起固定熔斷管和連接引線作用。熔座：起固定熔斷管和連接引線作用。 1外形、結構與電路符號外形、結構與電路符號圖1-11 熔斷器外形、結構與電路符號2主要技術參數主要技術參數 （1）額定電壓。熔斷器長期安全工作的電壓。）額定電壓。熔斷器長期安全工作的電壓。（2）額定電流。熔斷器長期安全工作的電流。）額定電流。熔斷器長期安全工作的電流。 3熔體額定電流的選擇熔體額定電流的選擇照明和電熱負載：照明和電熱負載：熔體額定電流應等于或稍大于負載的額定電流。熔體額定電流應等于或稍大于負載的額定電流。電動機控制電路：電動機控制電路：對于啟動負載重、啟動時間長的電動機，熔體額對于啟動負載重、啟動時間長

13、的電動機，熔體額定電流的倍數應適當增大，反之適當減小。定電流的倍數應適當增大，反之適當減小。對于單臺電動機對于單臺電動機：熔體額定電流應大于或等于電動機額定電流的：熔體額定電流應大于或等于電動機額定電流的1.52.5倍。倍。對于多臺電動機對于多臺電動機：熔體額定電流應大于或等于其中最大功率電動機：熔體額定電流應大于或等于其中最大功率電動機的額定電流的的額定電流的1.52.5倍，再加上其余電動機的額定電流之和。倍，再加上其余電動機的額定電流之和。 1.2.6 負荷開關直接啟動控制電路負荷開關直接啟動控制電路1電氣原理圖電氣原理圖 電氣原理圖是分析電路工作原理，安裝、電氣原理圖是分析電路工作原理，

14、安裝、調試和維修電氣電路的重要依據。調試和維修電氣電路的重要依據。 在如圖在如圖1-12所示控制電路中，負所示控制電路中，負荷開關荷開關QS起控制作用，熔斷器起控制作用，熔斷器FU起短起短路保護作用。路保護作用。 2工作原理工作原理啟動：啟動：合上負荷開關合上負荷開關QS電動機電動機M通電運轉。通電運轉。停止：停止：斷開負荷開關斷開負荷開關QS電動機電動機M斷電停轉。斷電停轉。 圖1-12 負荷開關直接啟動控制電路電氣原理圖 1.2.7 實習操作：安裝和操作負荷開關直接啟動控制電路實習操作：安裝和操作負荷開關直接啟動控制電路1課題要求課題要求（1）能正確識別、選用負荷開關和熔斷器。）能正確識別

15、、選用負荷開關和熔斷器。（2）能正確安裝和操作負荷開關直接啟動控制電路。）能正確安裝和操作負荷開關直接啟動控制電路。2工具及器材工具及器材表1-3工具及器材 序號序號名名稱稱型號與規格型號與規格單單位位數數量量1三相交流電源三相交流電源3380V處處12電工通用工具電工通用工具驗電筆、鋼絲鉗、螺絲刀（包括十字口螺絲刀、驗電筆、鋼絲鉗、螺絲刀（包括十字口螺絲刀、一字口螺絲刀）、電工刀、尖嘴鉗、活扳手等一字口螺絲刀）、電工刀、尖嘴鉗、活扳手等套套13低壓開關低壓開關封閉式負荷開關（封閉式負荷開關（HH4系列）系列）只只14低壓熔斷器低壓熔斷器RT系列系列個個35電動機電動機根據實習設備自定（小功率

16、電動機）根據實習設備自定（小功率電動機）臺臺16導線導線BVR1.5mm2塑銅線塑銅線若干若干3操作注意事項操作注意事項 不允許帶電安裝元器件或連接導線，斷開電源后才能進行接不允許帶電安裝元器件或連接導線，斷開電源后才能進行接線操作。通電檢查和運行時必須通知指導教師，在有指導教師線操作。通電檢查和運行時必須通知指導教師，在有指導教師現場監護的情況下才能接通電源。現場監護的情況下才能接通電源。 4操作步驟操作步驟（1）仔細觀察負荷開關和熔斷器，熟悉它們的外形、結構、型號及主）仔細觀察負荷開關和熔斷器，熟悉它們的外形、結構、型號及主要技術參數的意義。要技術參數的意義。（2）檢查負荷開關和熔斷器的好

17、壞。）檢查負荷開關和熔斷器的好壞。（3）在電路板上按照電氣原理圖安裝器件，進行相應的配線。）在電路板上按照電氣原理圖安裝器件，進行相應的配線。（4）經指導教師檢查合格后進行通電操作。）經指導教師檢查合格后進行通電操作。 1.3 點動控制電路點動控制電路 1.3.1 按鈕按鈕 圖1-13 按鈕 1分類與型號規格分類與型號規格 按鈕一般分為常開按鈕、按鈕一般分為常開按鈕、常閉按鈕和復合按鈕。常閉按鈕和復合按鈕。 2按鈕的選用按鈕的選用 （1）根據使用場合和）根據使用場合和用途選擇按鈕的種類。用途選擇按鈕的種類。（2）合理選用按鈕的）合理選用按鈕的顏色。顏色。 1.3.2 接觸器接觸器 1結構結構2

18、電路符號與電路符號與型號規格型號規格圖1-14 交流接觸器3交流接觸器的工作原理交流接觸器的工作原理 圖1-15 交流接觸器工作原理 4交流接觸器的選用交流接觸器的選用 （1）主觸點額定電壓的選擇。）主觸點額定電壓的選擇。（2）主觸點額定電流的選擇。）主觸點額定電流的選擇。（3）線圈額定電壓選擇。）線圈額定電壓選擇。 1.3.3 中間繼電器中間繼電器 圖1-16 中間繼電器與電路符號 1.3.4 點動控制電路點動控制電路 1點動控制電路點動控制電路 2工作原理工作原理 合上電源組合開關合上電源組合開關QS。啟動：按下按鈕啟動：按下按鈕SBKM線圈得電線圈得電KM主觸點閉合主觸點閉合電動機電動機

19、M通電運轉。通電運轉。停止：松開按鈕停止：松開按鈕SBKM線圈失電線圈失電KM主觸點分斷主觸點分斷電動機電動機M斷電停止。斷電停止。 圖1-17 點動控制電路原理圖 圖1-18 點動控制電路安裝接線圖1.4 自鎖控制電路自鎖控制電路 1.4.1 自鎖控制電路自鎖控制電路 1自鎖控制電路自鎖控制電路圖1-20 自鎖控制電路原理圖 合上電源隔離開關合上電源隔離開關QS。 2工作原理工作原理圖1-21 自鎖控制電路安裝接線圖 1.4.3 熱繼電器熱繼電器圖1-22 常用熱繼電器外形1熱繼電器結構與電路符號熱繼電器結構與電路符號圖1-23 熱繼電器的結構、動作原理和電路符號 2型號規格型號規格圖1-2

20、4 熱繼電器的型號規格3選用方法選用方法 （1）選類型。）選類型。（2）選擇額定電流。）選擇額定電流。（3）合理整定熱元件的動作電流。）合理整定熱元件的動作電流。1.4.4 具有過載保護的自鎖控制電路具有過載保護的自鎖控制電路 圖1-25 具有過載保護的自鎖控制電路原理圖圖1-26 具有過載保護的自鎖控制電路安裝接線圖1.5 點動和自鎖混合控制、點動和自鎖混合控制、多地控制以及順序控制電路多地控制以及順序控制電路 1.5.1 低壓斷路器低壓斷路器 1DZ5系列低壓斷路器的內部結構和電路符號系列低壓斷路器的內部結構和電路符號 圖1-27 低壓斷路器圖1-28 DZ5系列低壓斷路器的內部結構和電路

21、符號 2型號規格型號規格 圖1-29 DZ5系列低壓斷路器的型號規格 3選用方法選用方法 （1）低壓斷路器的額定電壓和額定電流應等于或大于電路的）低壓斷路器的額定電壓和額定電流應等于或大于電路的工作電壓和工作電流。工作電壓和工作電流。（2）熱脫扣器的額定電流應大于或等于電路的最大工作電流。）熱脫扣器的額定電流應大于或等于電路的最大工作電流。（3）熱脫扣器的整定電流應等于被控制電路正常工作電流或）熱脫扣器的整定電流應等于被控制電路正常工作電流或電動機的額定電流。電動機的額定電流。1.5.2 點動與自鎖混合控制電路點動與自鎖混合控制電路 圖1-30 點動與自鎖混合控制電路原理圖 （1）連續控制）連

22、續控制 （2）點動控制）點動控制 1.5.4 多地控制電路多地控制電路 圖1-32 多地控制電路原理圖 1.5.5 順序控制電路順序控制電路 1順序控制電路順序控制電路1圖1-33 順序控制電路1原理圖 2順序控制電路順序控制電路2圖1-34 順序控制電路2原理圖 3順序控制電路順序控制電路3 圖1-35 順序控制電路3原理圖1.6 正反轉控制電路正反轉控制電路 1.6.1 接觸器聯鎖的正反轉控制電路接觸器聯鎖的正反轉控制電路1接觸器聯鎖的正反轉控制電路接觸器聯鎖的正反轉控制電路 圖1-36 接觸器聯鎖的正反轉控制電路 2工作原理工作原理 （1）正轉控制）正轉控制 （2）停止控制）停止控制 （

23、3）反轉控制）反轉控制 1.6.3 雙重聯鎖的正反轉控制電路雙重聯鎖的正反轉控制電路 1雙重聯鎖的正反轉控制電路雙重聯鎖的正反轉控制電路 圖1-38 雙重聯鎖的正反轉控制電路 按下按下SB3，整個控制電路失電，主觸點分斷，電動機，整個控制電路失電，主觸點分斷，電動機M斷電停轉。斷電停轉。 2工作原理工作原理（1）正轉控制）正轉控制（2）反轉控制）反轉控制（3）停止控制）停止控制1.7 位置控制和自動往返控制電路位置控制和自動往返控制電路 圖1-39 設備運動工作臺的左、右限位行程開關 1.7.1 行程開關行程開關 1外形、結構和電路符號外形、結構和電路符號圖1-40 行程開關外形、結構與電路符

24、號 圖1-41 行程開關的型號規格 2型號規格型號規格1.7.2 位置控制電路位置控制電路 1位置控制電路位置控制電路 圖1-42 位置控制電路原理圖此時，即使再按下此時，即使再按下SB1，由于，由于SQ1常閉觸點已分斷，接觸器常閉觸點已分斷，接觸器KM1線圈也不會得線圈也不會得電，保證行車不會超過電，保證行車不會超過SQ1所在的位置。所在的位置。停車時只需按下停車時只需按下SB3即可。即可。2電路原理電路原理（1）行車向前運動）行車向前運動（2）行車向后運動）行車向后運動1.7.3 自動往返控制電路自動往返控制電路 圖1-43 磨床工作臺 圖1-44 工作臺自動往返控制電路原理圖（1）。點點

25、點點點點點點點點點點點點點點點點點點點點點點-點點-點點點點點點點點點點（2）。不斷重復上述過程，工作臺就在限定的行程內作自動往返運動不斷重復上述過程，工作臺就在限定的行程內作自動往返運動（1）啟動）啟動（2）停止）停止1.8 Y-形降壓啟動控制電路形降壓啟動控制電路 1.8.1 時間繼電器時間繼電器1通電延時通電延時型時間繼電型時間繼電器器 圖1-46 時間繼電器1線圈2反力彈簧3銜鐵4鐵芯5彈簧片6瞬時觸點7杠桿8延時觸點9調節螺釘10推桿11空氣室12寶塔形彈簧 圖1-47 通電延時型時間繼電器的電路符號 2斷電延時型時間繼電器斷電延時型時間繼電器圖1-48 斷電延時型時間繼電器的電路符

26、號3型號規格型號規格（1）供電電壓：交流（）供電電壓：交流（36V、110V、220V、380V）；直流（）；直流（24V、27V、30V、36V、110V、220V）。）。（2）延時規格：）延時規格：5s、10s、30s、60s、120s、180s；5min、10min、20min、30min、60min。圖1-49 時間繼電器的型號規格4晶體管式時間繼電器晶體管式時間繼電器主要技術數據為：主要技術數據為：（1）根據系統的延時范圍和精度選擇時間繼電器的類型和系列。）根據系統的延時范圍和精度選擇時間繼電器的類型和系列。（2）根據控制電路的要求選擇時間繼電器的延時方式（通電延）根據控制電路的要求

27、選擇時間繼電器的延時方式（通電延時型或斷電延時型）。時型或斷電延時型）。（3）時間繼電器電磁線圈的電壓應與控制電路電壓等級相同。）時間繼電器電磁線圈的電壓應與控制電路電壓等級相同。5空氣阻尼式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器（1）供電電壓：交流（）供電電壓：交流（24V、36V、110V、220V、380V）；）；（2）延時規格：）延時規格：0.460s、0.4180s。6選用選用主要技術數據為：主要技術數據為：1.8.2 Y-形降壓啟動控制電路形降壓啟動控制電路 圖1-50圖1-50 Y-形降壓啟動控制電路原理圖停止時，按下停止時，按下SB2即可實現。即可實現。電路工作原理電路工作原理合上電源開關QF。1.9 三相異步電動機的調速三相異步電動機的調速 1.9.1 三相交流異步電動機的調速方法三相交流異步電動機的調速方法為了滿足生產工藝的要求，常常需要改變電動機的轉速。由電動為了滿足生產工藝的要求，常常需要改變電動機的轉速。由電動機的轉速公式