【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的開關在直接啟動時，應注意組合開關的額定電流必須不小于電動機額定電流的 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)設計 組合開關的外形如圖 。組合開關由多節(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擰轉(zhuǎn)，故操作方便、省力。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 2) 選用方法 開啟式負荷開關用于照明負載時，選用額定電壓為 220V或 250V、額定電流稍大于負載電流的兩極刀開關。 圖 單投刀開關的型號規(guī)格 設計代號： 11— 中央手柄式； 12— 側(cè)方正面杠桿操作機構(gòu)式； 13— 中央正面杠桿操作機構(gòu)式； 14— 側(cè)面手柄式。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 1) 結(jié)構(gòu)、電路符號和型號規(guī)格 刀開關外形如圖 。 非電量控制電器。通過人力做功來完成接通、分斷、啟動、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要求是斷流能力強、限流效果好；在系統(tǒng)發(fā)生故障時保護動作準確、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、新工藝、新材料研究與應用，目前正朝著高性能、高可靠性、小型化、數(shù)?；⒛K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驅(qū)動主要指三相交流異步電動機 。 (3) 必須在認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) 對控制線路進行元器件安裝接線和操作。 2．設計目的認識控制系統(tǒng)中常用的電氣元件，根據(jù)控制要求設計電氣原理圖并進行電氣接線。 培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，增強動手實踐能 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 項目案例導入 本章通過三相交流電動機的點動運行、連續(xù)運行、正反轉(zhuǎn)、星角降壓啟動電氣控制系統(tǒng)設計的實現(xiàn)過程，熟悉電動機的控制方式，掌握根據(jù)電氣原理圖進行電氣安裝的過程。 電動機正反轉(zhuǎn)電氣控制設計。第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 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)設計 技能目標 按照控制任務的要求，設計電氣原理圖、繪制電氣安裝接線圖、進行元器件的接線。 現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的大多數(shù)機械設備都是通過電動機進行拖動的，要使電動機按照控制要求正常地運轉(zhuǎn)，就要安裝具備相應控制功能的電氣線路，這些電路無論是簡單還是復雜，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) 同一平面的導線應高低一致或前后一致，不能交叉，若非交叉不可，則該導線應在接線端子引出時，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。 (4) 電動機外殼必須接地。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 1．三相交流異步電動機介紹 1) 三相交流異步電動機的結(jié)構(gòu) 三相交流異步電動機由定子 (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)設計 三相異步電動機的轉(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)設計 2) 三相交流異步電動機的額定值 三相交流異步電動機和直流電動機一樣，機座上都有一個銘牌，銘牌上標注著額定數(shù)據(jù)。 (3) 額定電流 IN 這是指電動機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。 則三相異步電動機的功率為 式中 ηN為電動機的額定效率。總的來說，低壓電器是成套電氣設備的基本組成元件。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、分斷、啟動、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、轉(zhuǎn)換開關和控制按鈕等。這類電器是以非電物理量作為控制量進行工作的，它包括按鈕開關、行程開關、刀開關、熱繼電器、速度繼電器等。 圖 刀開關的外形 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 一般刀開關的結(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。 刀開關的種類很多。 開啟式負荷開關用于電動機直接啟動時，選用額定電壓為380V或 500V、額定電流大于或等于電動機額定電流 3倍的三極刀開關。組合開關可根據(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 組合開關的外形 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 萬能轉(zhuǎn)換開關 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 1) 組合開關的結(jié)構(gòu) 圖 HZ10系列組合開關的示例圖。于是每層動觸頭隨方軸轉(zhuǎn)動而變化位置來與靜觸頭分斷和接觸。 HZ10系列組合開關的額定電壓為 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，當電路或用電設備發(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，無論是在強電系統(tǒng)或弱電系統(tǒng)中都得到廣泛的應用。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 熔斷器的外形如圖 。熔體串聯(lián)在電路中，當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的關系，熔斷器 的安秒特性如圖 。 ② 極限分斷能力。 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為自復式。 ① 熔斷器形式的選擇。這就要求選用的熔體在電動機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，應及時修復，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)設計 6．控制按鈕 控制按鈕簡稱按鈕，是一種用來接通或分斷小電流電路的低壓手動電器，結(jié)構(gòu)簡單且應用廣泛，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)設計 2) 控制按鈕的型號 通?？刂瓢粹o有單式、復式和三聯(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 其中機構(gòu)代號的含義如下。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 7．接觸器 自動電器含有電磁鐵或其他動力機構(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)設計 (3)滅弧裝置 當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、分斷交流主電路。這樣，交流電源頻率的變化，會使銜鐵產(chǎn)生強烈振動和噪聲，甚至會使鐵心松散。 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)設計 用途：遠距離通斷直流電路或控制直流電動機的頻繁起停。 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系列是專為機床配套的產(chǎn)品。 CJ20系列可供遠距離接通或分斷電路之用，并適宜于頻繁的啟動及控制交流電機。 直流接觸器是用于頻繁的操作和控制直流電動機的一種控制元件，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，就要相應修正其電流值。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 (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，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行評估。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 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)設備調(diào)整工作狀態(tài)時應用。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 M啟動運行。 或 135176。對于接觸器需仔細辨認元件上的標識，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，要進行設計結(jié)果檢查與評估，評估項目參照電工職業(yè)標準。 第 1章 電氣控制系統(tǒng)設計 3．設計條件 電工通