【正文】 器等。它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉、控制有效的特點。用于三相異步電動機(jī)的開關(guān)在直接啟動時，應(yīng)注意組合開關(guān)的額定電流必須不小于電動機(jī)額定電流的 3倍，并需另外配置熔斷器。而動觸頭又套裝在有手柄的絕緣方軸上，方軸隨手柄而旋轉(zhuǎn)。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 組合開關(guān)的外形如圖 。組合開關(guān)由多節(jié)觸點組合而成，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝面積小、壽命長、滅弧性能較好、操作不是用手扳動而是用手?jǐn)Q轉(zhuǎn)，故操作方便、省力。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 2) 選用方法 開啟式負(fù)荷開關(guān)用于照明負(fù)載時，選用額定電壓為 220V或 250V、額定電流稍大于負(fù)載電流的兩極刀開關(guān)。 圖 單投刀開關(guān)的型號規(guī)格 設(shè)計代號： 11— 中央手柄式； 12— 側(cè)方正面杠桿操作機(jī)構(gòu)式； 13— 中央正面杠桿操作機(jī)構(gòu)式； 14— 側(cè)面手柄式。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 1) 結(jié)構(gòu)、電路符號和型號規(guī)格 刀開關(guān)外形如圖 。 非電量控制電器。通過人力做功來完成接通、分?jǐn)唷?、反向和停止等動作的電器稱為手動電器。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 2) 按操作方式可分為自動電器和手動電器 自動電器。對配電電器的主要技術(shù)要求是斷流能力強(qiáng)、限流效果好；在系統(tǒng)發(fā)生故障時保護(hù)動作準(zhǔn)確、工作可靠；有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。低壓電器的種類繁多，工作原理各異，因而有不同的分類方法。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 2．常用低壓控制電器分類 低壓電器的發(fā)展，取決于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)自動化發(fā)展的需要，以及新技術(shù)、新工藝、新材料研究與應(yīng)用，目前正朝著高性能、高可靠性、小型化、數(shù)?；?、模塊化、組合化和零部件通用化的方向發(fā)展。 (6) 額定功率因數(shù)指電動機(jī)在額定運行時定子的功率因數(shù)。 (2) 額定電壓 UN 這是指額定運行時加在定子繞組上的線電壓，單位為 V。轉(zhuǎn)子繞組由熔鋁澆鑄而成，形似鼠籠，所以又被稱為籠型轉(zhuǎn)子，如圖 。定子繞組的首端和末端通常都接在電動機(jī)接線盒內(nèi)的接線柱上，一般按圖 ，這樣可以很方便地接成星形 (見圖 )或三角形 (見圖 )。定子鐵心是電動機(jī)磁路的一部分，它由硅鋼片疊壓而成，片與片之間是絕緣的，以減少渦流損耗。 本書所講述的電動機(jī)驅(qū)動主要指三相交流異步電動機(jī) 。 (3) 必須在認(rèn)真檢查安裝完畢的控制線路后，才允許通電試運行。 (7) 布線順序一般以接觸器為中心，由里向外，由低至高，先控制線路后主電路，以不妨礙后續(xù)布線為原則。 (3) 主電路用黑色線，控制電路用紅色線，接地線用黃綠雙色線。 (2) 對控制線路進(jìn)行元器件安裝接線和操作。 2．設(shè)計目的認(rèn)識控制系統(tǒng)中常用的電氣元件，根據(jù)控制要求設(shè)計電氣原理圖并進(jìn)行電氣接線。 培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，增強(qiáng)動手實踐能 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 項目案例導(dǎo)入 本章通過三相交流電動機(jī)的點動運行、連續(xù)運行、正反轉(zhuǎn)、星角降壓啟動電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的實現(xiàn)過程，熟悉電動機(jī)的控制方式，掌握根據(jù)電氣原理圖進(jìn)行電氣安裝的過程。 電動機(jī)正反轉(zhuǎn)電氣控制設(shè)計。第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 本章要點 低壓電器的基本結(jié)構(gòu)、原理、用途、圖形和文字符號。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 技能目標(biāo) 按照控制任務(wù)的要求，設(shè)計電氣原理圖、繪制電氣安裝接線圖、進(jìn)行元器件的接線。 現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的大多數(shù)機(jī)械設(shè)備都是通過電動機(jī)進(jìn)行拖動的，要使電動機(jī)按照控制要求正常地運轉(zhuǎn)，就要安裝具備相應(yīng)控制功能的電氣線路，這些電路無論是簡單還是復(fù)雜，一般都是由點動、正反轉(zhuǎn)、自鎖等基本控制線路組合而成的。 3．設(shè)計條件 電工通用工具：測電筆、旋具、尖嘴鉗、斜口鉗、剝線鉗、電工刀、兆歐表、鉗形電流表、萬用表。 (3) 檢查無誤，通電調(diào)試運行。 (4) 同一平面的導(dǎo)線應(yīng)高低一致或前后一致，不能交叉，若非交叉不可，則該導(dǎo)線應(yīng)在接線端子引出時，水平架空跨越，但必須走線合理。 (8) 通電試運行前，必須征得老師的同意，并由老師接通三相電源 L L L3，同時要有老師在現(xiàn)場監(jiān)護(hù)。 (4) 電動機(jī)外殼必須接地。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 1．三相交流異步電動機(jī)介紹 1) 三相交流異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu) 三相交流異步電動機(jī)由定子 (固定部分 )和轉(zhuǎn)子 (旋轉(zhuǎn)部分 )兩部分組成。硅鋼片內(nèi)圓上有均勻槽口，用于安裝定子繞組。 圖 定子繞組接線方式 圖 定子繞組星形連接 圖 定子繞組三角形連接 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。 圖 三相異步電動機(jī)籠形轉(zhuǎn)子繞組 (a) 銅條繞組； (b) 轉(zhuǎn)子外形； (c) 鋁鑄的轉(zhuǎn)子 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 2) 三相交流異步電動機(jī)的額定值 三相交流異步電動機(jī)和直流電動機(jī)一樣，機(jī)座上都有一個銘牌，銘牌上標(biāo)注著額定數(shù)據(jù)。 (3) 額定電流 IN 這是指電動機(jī)定子繞組加上額定頻率的額定電壓，且軸上輸出額定功率時定子繞組的線電流，單位為 A。 則三相異步電動機(jī)的功率為 式中 ηN為電動機(jī)的額定效率?？偟膩碚f，低壓電器是成套電氣設(shè)備的基本組成元件。以下介紹三種分類方式 。 低壓控制電器。通過電磁 (或壓縮空氣 )做功來完成接通、分?jǐn)唷?、反向和停止等動作的電器稱為自動電器。常用的手動電器有刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)和控制按鈕等。這類電器是以非電物理量作為控制量進(jìn)行工作的，它包括按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、刀開關(guān)、熱繼電器、速度繼電器等。 圖 刀開關(guān)的外形 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 一般刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖 ，轉(zhuǎn)動手柄 (操作桿 )后，刀極(動觸頭 )即與刀夾座 (靜觸頭 )相連接或分離，從而接通或斷開電路。 刀開關(guān)的種類很多。 開啟式負(fù)荷開關(guān)用于電動機(jī)直接啟動時，選用額定電壓為380V或 500V、額定電流大于或等于電動機(jī)額定電流 3倍的三極刀開關(guān)。組合開關(guān)可根據(jù)接線方式的不同而組合成各種類型，如：同時通斷型、交替通斷型、兩位轉(zhuǎn)換型和四位轉(zhuǎn)換型等。 圖 組合開關(guān)的外形 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 1) 組合開關(guān)的結(jié)構(gòu) 圖 HZ10系列組合開關(guān)的示例圖。于是每層動觸頭隨方軸轉(zhuǎn)動而變化位置來與靜觸頭分?jǐn)嗪徒佑|。 HZ10系列組合開關(guān)的額定電壓為 380V(直流 220V)，額定電流分別有 10A、 25A、 60A和 100A等多種，極數(shù)有二極和三極。熔斷器串聯(lián)在電路中使用，當(dāng)電路或用電設(shè)備發(fā)生短路或過載時，熔體能自身熔斷，切斷電路，阻止事故蔓延，因而能實現(xiàn)短路或過載保護(hù)，無論是在強(qiáng)電系統(tǒng)或弱電系統(tǒng)中都得到廣泛的應(yīng)用。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 熔斷器的外形如圖 。熔體串聯(lián)在電路中，當(dāng)電路的電流為正常值時，熔體由于溫度低而不熔化。它表示熔斷時間 t與 通過熔體的電流 I的關(guān)系，熔斷器 的安秒特性如圖 。 ② 極限分?jǐn)嗄芰Α? 圖 熔斷器的符號 熔斷器的型號規(guī)格如圖，其中形式的表示如下： C為瓷插式； L為螺旋式； M為無填料式； T為有填料式； S為快速式；Z為自復(fù)式。 ① 熔斷器形式的選擇。這就要求選用的熔體在電動機(jī)啟動過程中或在線路合閘送電瞬間有沖擊電流作用的情況下，熔體不被熔斷，同時又能保證在線路或用電設(shè)備過載至一定數(shù)值或短路時，在一定時間內(nèi)熔斷。 熔斷器的額定電壓必須大于或等于線路的工作電壓。 在檢查中，若發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象，應(yīng)及時修復(fù)，以保證熔斷器的安全運行。熔體在過載下熔斷時，響聲不大，熔絲僅在一兩處熔斷，變截面熔體只有小截面熔斷，熔管內(nèi)沒有燒焦的現(xiàn)象；熔體在短路下燒斷時響聲很大，熔體熔斷部位大，熔管內(nèi)有燒焦的現(xiàn)象。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 6．控制按鈕 控制按鈕簡稱按鈕，是一種用來接通或分?jǐn)嘈‰娏麟娐返牡蛪菏謩与娖?，結(jié)構(gòu)簡單且應(yīng)用廣泛，屬于控制電器。由動觸頭和靜觸頭組合成具有動合觸頭與動斷觸頭的復(fù)合式結(jié)構(gòu)。 圖 按鈕外形結(jié)構(gòu)、圖形與文字符號 (a) 按鈕外形； (b) 按鈕結(jié)構(gòu)； (c) 圖形與文字符號 1— 接線柱； 2— 按鈕帽； 3— 復(fù)位彈簧； 4— 常閉靜觸頭； 5— 常開靜觸頭 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 2) 控制按鈕的型號 通?？刂瓢粹o有單式、復(fù)式和三聯(lián)式三種類型。 LA20系列有帶指示燈和不帶指示燈兩種。 圖 按鈕型號規(guī)格 其中機(jī)構(gòu)代號的含義如下。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 7．接觸器 自動電器含有電磁鐵或其他動力機(jī)構(gòu)，它按照指令、信號或參數(shù)變化而自動動作，使工作電路接通和切斷，如接觸器、繼電器等，從而實現(xiàn)以小電流低壓控制電路控制高壓大電流主電路。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 接觸器的外形如圖 。此外還有勵磁線圈為直流，主觸頭用來控制交流電路的稱為交直流接觸器。直流接觸器一般分為單極和雙極的，交流接觸器大多數(shù)是三極的，四極、五極接觸器用于多速電動機(jī)控制或者自耦降壓啟動器的自動控制。 電磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)鐵心形狀和銜鐵運動方式可分為銜鐵繞棱角轉(zhuǎn)動拍合式、銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動拍合式和銜鐵直線運動螺管式三種。觸頭是接觸器的執(zhí)行元件，用來接通或斷開被控制電路。 觸頭按其原始狀態(tài)可分為常開 (動合 )觸頭和常閉 (動斷 )觸頭：原始狀態(tài)時 (即線圈未通電時 )斷開，線圈通電后閉合的觸頭叫常開觸頭；原始狀態(tài)時閉合，線圈通電后斷開的觸頭叫常閉觸頭。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 (3)滅弧裝置 當(dāng)接觸器點切斷電路時，如電路中電壓超過10～ 12V和電流超過 80～ 100mA，在拉開的兩個觸點之間將出現(xiàn)強(qiáng)烈火花，這實際上是一種氣體放電的現(xiàn)象，通常稱之為 “ 電弧 ” 。當(dāng)勵磁線圈通電后，線圈電流將產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作：常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開，兩者是聯(lián)動的。交流接觸器線圈通以交流電，主觸頭接通、分?jǐn)嘟涣髦麟娐?。這樣，交流電源頻率的變化，會使銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈振動和噪聲，甚至?xí)硅F心松散。 直流接觸器線圈通以直流電流，主觸頭接通、切斷直流主電路。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 用途：遠(yuǎn)距離通斷直流電路或控制直流電動機(jī)的頻繁起停。 圖 接觸器圖形、文字符號 (a) 線圈； (b) 常開主觸頭； (c) 常閉主觸頭； (d) 常開輔助觸頭； (e) 常閉輔助觸頭 4) 接觸器的型號及代表意義 (1) 交流接觸器。 CJ0系列是專為機(jī)床配套的產(chǎn)品。 CJ20系列可供遠(yuǎn)距離接通或分?jǐn)嚯娐分?，并適宜于頻繁的啟動及控制交流電機(jī)。 直流接觸器是用于頻繁的操作和控制直流電動機(jī)的一種控制元件，常用的有 CZ CZ3等系列和新產(chǎn)品 CZ0系列。 直流接觸器： 220V、 440V、 660V。 直流接觸器： 25A、 40A、 60A、 100A、 150A、 250A、400A、 600A。如果上述諸條件改變了，就要相應(yīng)修正其電流值。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 (3) 勵磁線圈的額定電壓。 (4) 觸頭數(shù)目。 接觸器線圈電壓一般從安全性考慮，可選低一些，但當(dāng)控制線路簡單，所用電器不多時，為了節(jié)省變壓器，可選 380V和 220V。 ? 小組成員研討任務(wù)，明確點動控制系統(tǒng)的要求，確定控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。 ? 由其他組成員或老師進(jìn)行評估。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 3) 繪制電氣原理圖 點動控制適合于短時間的啟動操作，在起吊重物、生產(chǎn)設(shè)備調(diào)整工作狀態(tài)時應(yīng)用。安裝接線圖如圖 。接觸器的主觸頭接入主電路，線圈接入控制電路，兩者的圖形符號不同，但文字符號相同，即表示為同一個電氣器件。 啟動：按下按鈕 SB，接觸器KM線圈得電， KM主觸頭閉合，電動機(jī) M啟動運行。 或 135176。對于接觸器需仔細(xì)辨認(rèn)元件上的標(biāo)識，分清線圈觸點、主觸點和輔助觸點，沒有用到的觸點不接。通電過程中為保證安全，手不要再觸摸元器件。 3．檢查與評估 工作過程結(jié)束時，要進(jìn)行設(shè)計結(jié)果檢查與評估，評估項目參照電工職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 3．設(shè)計條件 電工通