【正文】 繼電器、控制器、按鈕等。 接通時(shí)：主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生熔焊。 一、 繼電器 定 義 繼電器分類： 用途分：控制繼電器、保護(hù)繼電器、中間繼電器。 結(jié)構(gòu)及工作原理： 主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸點(diǎn)三部分組成。 按鈕實(shí)物及工作原理 1按鈕帽 2復(fù)位彈簧 3 一動(dòng)觸點(diǎn) 圖 122 按鈕符號(hào)（圖形及文字符號(hào)） a)常開觸點(diǎn) b)常閉觸點(diǎn) c)復(fù)合按鈕 圖 123 按鈕的選用及維護(hù) 選用：電壓 /電流 維護(hù)：看、搖、測、磨 二、行程開關(guān) 作用： 依據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的行程發(fā)出命令以控制其運(yùn)行方向或行程長短的主令電器，稱為行程開關(guān)。 一、 電氣控制系統(tǒng)圖的分類 按用途和表達(dá)式方式的不同，電氣控制系統(tǒng)圖可分為電氣原理圖、電器布置圖和電氣安裝接線圖。它是用規(guī)定的圖形符號(hào)，按各電器元件相對 位置繪制的實(shí)際接線圖，它清楚地表示了各電器元件的相對位置和它們之間的電路連接，所以安裝接線圖不僅要把同一電器的各個(gè)部件畫在一起，而且各個(gè)部件的布置要盡可能符合這個(gè)電器的實(shí)際情況，但對比例和尺寸沒有嚴(yán)格要求。 原理圖中，有直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)，要用黑圓點(diǎn)表示；無直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)不畫黑圓點(diǎn)。 線路動(dòng)作原理如下： 接觸器主觸點(diǎn) KM 閉合 —— 電機(jī) M 得電運(yùn)轉(zhuǎn) 合上刀開關(guān) QS 按下按鈕 SB1—— 接觸器線圈 KM 得電接觸器 KM 輔助常開觸點(diǎn)閉合 —— 自鎖 這種依靠 按下按鈕 SB2—— 接觸器線圈 KM 失電 —— 接觸器主觸點(diǎn)恢復(fù)常開 —— 電機(jī) M 失電直至停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 熔斷器 FU： 短路保護(hù) 接觸器線圈 KM： 欠壓保護(hù) 第二節(jié) 正、反轉(zhuǎn)控制 各種生產(chǎn)機(jī)械常常要求具有上、下、左、右、前、后等相反方向的運(yùn)動(dòng)，這就要求電動(dòng)機(jī)能夠正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)。例如車床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，要求油泵先給潤滑油，主軸停止后，油泵方可停止?jié)櫥?，即要求油泵電?dòng)機(jī)先起動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)后起動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)停止后，才允許油泵電動(dòng)機(jī)停止。一、自動(dòng)往返控制 下圖是最基本的自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)的工作示意圖，它是利用行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的。接觸器 KM 控制電機(jī) M，合上刀開關(guān) QS，電源引入，按下起動(dòng)按鈕 SB1，中間繼電 器 KA 的線圈得電并自鎖，同時(shí)其輔助觸點(diǎn)也閉合，輔助觸點(diǎn)閉合的結(jié)果是時(shí)間繼電器的線圈 KT 得電， KT 的延時(shí)常開觸點(diǎn)經(jīng)過時(shí)間 t 閉合使接觸器的線圈KM 得電，主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。 圖 31 籠型異步電動(dòng)機(jī)串電阻降壓起動(dòng)的控制線路 定子串電阻降壓起動(dòng)的方法由于不受電動(dòng)機(jī)接線形式的限制，設(shè)備簡單，所以在中小型生產(chǎn)機(jī)械上應(yīng)用廣泛。圖中的 KM KM3 常閉觸點(diǎn)是互鎖控制，防止 KM2, KM3 線圈同時(shí)通電而造成電源短路。它的缺 點(diǎn)是自耦變壓器價(jià)格較貴，而且不允許頻繁起動(dòng)。圖中， KM1 為單向旋轉(zhuǎn)接觸器， KM2 為反接制動(dòng)接觸器， KV 為速度繼電器， R 為反接制動(dòng)電阻。圖中利用 KM1 和 KM2 的常閉觸點(diǎn)進(jìn)行互鎖的目的是防止交流電和直流電同時(shí)加人電動(dòng)機(jī) 定子繞組。當(dāng)按下 SB3 時(shí)，接觸器線圈有電，主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。 如圖 37 (3)自鎖觸點(diǎn)未接通，電動(dòng)機(jī)在點(diǎn)動(dòng)控制狀態(tài)。三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的主電路是互相獨(dú)立的，控制電路也基本相似，但在 KM2 支 路中串聯(lián)了 KM1 常開觸點(diǎn)，在 KM3 支路中串聯(lián)了 KM2 常開觸點(diǎn)，保證了電動(dòng)機(jī)的工作順序。當(dāng)時(shí)的工業(yè)控制，主要還是以繼電 — 接觸器組成控制系統(tǒng)。所以，通常稱為可編程序邏輯控制器（ PLC— Programmable Logic Controller）。在第三稿中，對 PLC 作了如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。 二、 可編程序控制器的定 義 可編程序控制器一直在發(fā)展中，所以至今尚未對其下最后的定義。早期的可編程序控制器是為取代繼電器控制線路、存儲(chǔ)程序指令、完成順序控制而設(shè)計(jì)的。 一、 編程序控制器的產(chǎn)生 上世紀(jì) 60 年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)已開始應(yīng)用于工業(yè)控制了。試?yán)L出控制線路。 (2)可能有兩個(gè)原因：① A相熔斷器熔絲燒斷，電動(dòng)機(jī)單相供電，無起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；②電動(dòng)機(jī)三相繞組上沒接通電源；例如丫形接法只將 Ul， V1， W1，接向電源，而 U2， V2， W2未接在一 起。其中 SB2 為連續(xù)工作起動(dòng)按鈕。經(jīng)過一定時(shí)間后， KT 延時(shí)結(jié)束，其常閉延時(shí)打開的觸點(diǎn)打開， KM2 線圈斷電釋放，切斷直流電源，并且 KT 線圈斷電，為下次制動(dòng)做好準(zhǔn)備。因此它的控制要求是制動(dòng)時(shí)使電源反相序，制動(dòng)到接近零轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)電源自動(dòng)切除。 圖 33 自耦變壓器降壓起動(dòng)控制線路 自耦變壓器降壓起動(dòng)方法適用于電動(dòng)機(jī)容量較大、正常工作時(shí)接成星形或三角形的電動(dòng)機(jī)。當(dāng)時(shí)間繼電器 KT 延時(shí)時(shí)間已到， KT 的延時(shí)常閉觸點(diǎn)斷開，切斷 KM3 線圈電路， KM3 斷電釋放，其主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)復(fù)位；同時(shí)， KT 的延時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，使 KM2 線圈通電自鎖，主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)接三角接線示意圖成三角形運(yùn)行。其中 KM1 將電阻 R 接入電路，用來降壓啟動(dòng)，KM1 為全壓運(yùn)行接觸器。利用時(shí)間繼電器可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間控制。 五、順起順停控制線路 圖 29 第四節(jié) 繼電器 —— 接觸器控制 在生產(chǎn)中，有些機(jī)械的工作需要自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，例如鉆床的刀架、萬能銑床的工作臺(tái)等。 一、 順序控制 同起同?？刂凭€路 順起同?？刂凭€路 同起順停控制線路 順起順?？刂凭€路 二、同起同?？刂凭€路 啟動(dòng)按鈕一個(gè)，停車按鈕一個(gè)。另外，當(dāng)電網(wǎng)電壓較低時(shí)，達(dá)到釋放電壓，接觸器的銜鐵釋放，主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)均斷開，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，它可以防止電動(dòng)機(jī)在低壓下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)。 注意： 刀開關(guān) QS：電源引入 熔斷器 FU：短路保護(hù) 四、 長動(dòng)控制線路 長動(dòng)是指按下按鈕電動(dòng)機(jī)得電起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開按鈕電動(dòng)機(jī)仍繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，只有按下停車按鈕，電機(jī)才停轉(zhuǎn)。 中元件、器件和設(shè)備的可動(dòng)部分，都按沒有通電和沒有外力作用時(shí)的開閉狀態(tài)畫出。通常電器布置圖與電氣安裝接線圖組合在一起，既起到電氣安裝接線圖的作用，又能清晰表示出電器的布置情況。 ③ 各種繼電器的符號(hào)圖 ④熟練刀開關(guān)符號(hào)圖 ⑤接觸器、熔斷器的符號(hào)圖 第二章 電氣控制線路 教 學(xué)目的要求： ① 掌握電氣圖的三種方法 ② 掌握電氣線路圖的繪制方法 ③ 掌握點(diǎn)動(dòng)、長動(dòng)、正、反轉(zhuǎn)控制線路 . ④ 掌握自鎖、互鎖的概念及控制線路 ⑤掌握順序控制線路的繪制 主要教學(xué)內(nèi)容： ① 電氣圖的三種方法及繪制方法 ② 點(diǎn)動(dòng)、長動(dòng)及正、反轉(zhuǎn)控制線路 . ③ 多點(diǎn)、時(shí)間、自動(dòng)往返、順序控制線路 . 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 重點(diǎn)： ① 點(diǎn)動(dòng)、長動(dòng)及正、反轉(zhuǎn)控制線路 ② 電氣線路圖的繪制方法 ③ 掌握自鎖的概念 難點(diǎn)： ① 電氣線路圖的繪制方法 ② 雙重互鎖控制線路 ③ 自動(dòng)往返控制線路 教具： 掛圖 第一節(jié) 電氣控制 線路基本概念 按用途和表達(dá)式方式的不同，電氣控制系統(tǒng)圖可分為電氣系統(tǒng)圖和框圖、電氣原理圖、電器布置圖、電氣安裝接線圖、功能圖、電器元件明細(xì)表等幾種。 一、 按鈕 分類 緊急式裝有突出的蘑菇形鈕帽，以便于緊急操作； 指示燈式在透明的按鈕內(nèi)裝入信號(hào)燈，用作信號(hào)顯示； 鑰匙式 為了安全起見，需用鑰匙插入方可旋轉(zhuǎn)操作等。 結(jié)構(gòu)原理圖 圖 111 圖形符號(hào)及文字符號(hào) 圖 112 型號(hào) 圖 113 三、中間繼電器 作用 在電路中起信號(hào)傳遞與轉(zhuǎn)換作用 結(jié)構(gòu) 圖 114 符號(hào) 圖 115 型號(hào) 圖 116 四、時(shí)間繼電器 定義： 當(dāng)吸引線圈通電或斷電后其觸點(diǎn)經(jīng)過一定延時(shí)再動(dòng)作的繼電器。 第三節(jié) 繼電器 （ 4 學(xué)時(shí)） 繼電器是一種根據(jù)電量（電壓、電流等）或非電量（熱、時(shí)間、轉(zhuǎn)速、壓力等）的變化使觸點(diǎn)動(dòng)作，接通或斷開控制電路，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)電力拖動(dòng)裝置的電器。 ③欠壓保護(hù) 分類： 交流接觸器、直流接觸器。 高壓電器：交流 1200V 以上、直流 1500V 以上。從而減緩了油的變質(zhì)。變壓器油起兩個(gè)作用：①在變壓器繞組與繞組、繞組與鐵心及油箱之間起絕 緣作用。 二、基本工作原理 A X u1 i1 Φ0 e1 a x e2 i2 u2 圖 31 變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。 （ 2）由于電樞回路沒有外串電阻，因?yàn)?Ra很小，則 β 很小，那么轉(zhuǎn)速降 Δn 很小，因此，它是一條微微下降的直線，所以固有機(jī)械特性屬于硬特性。一般情況直流電動(dòng)機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式，直流發(fā)電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是他勵(lì)式、并勵(lì)式和和復(fù)勵(lì)式。 2． 并勵(lì)直流電機(jī) 并勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組相并聯(lián)，接線如圖 25（ b）所示。 第二節(jié) 直流電機(jī)的基本特性 （ 2 學(xué)時(shí)） 把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿碾姍C(jī)是直流發(fā)電機(jī)；把直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電機(jī)稱為直流電 動(dòng)機(jī)。于是在線圈 abcd 中有電流流過。感應(yīng)電動(dòng)勢 e 的大小用式（ 1）確定。它包括直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。 通過改變定子繞組的連接方式來實(shí)現(xiàn)。由于電源相序改變，圓形旋轉(zhuǎn)磁場反向，而轉(zhuǎn)子不可能立即改變轉(zhuǎn)向，因而轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢反向，電流反向，則電磁轉(zhuǎn)矩也反向，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，電動(dòng)轉(zhuǎn)速迅速下降，直到轉(zhuǎn)速 ，電機(jī)將停轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了快速制動(dòng)停車。結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，應(yīng)用廣泛。 圖 18 自耦變壓器降壓運(yùn)動(dòng) 三、三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 對于三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子回路串接適當(dāng)?shù)娜鄬ΨQ電阻，既能限制起動(dòng)電流，又能增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，且能使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于最大轉(zhuǎn)矩。 圖 16 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的串電抗器起動(dòng) ② Y △ 啟動(dòng) 對應(yīng)運(yùn)行時(shí)定子繞組接成△形的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)時(shí)接成ㄚ形（接線原理圖如圖 17 所示），則定子每相電壓降為額定電壓的 1/3，從而實(shí)現(xiàn)了降壓起動(dòng)。 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，以加速啟動(dòng)過程， 縮短啟動(dòng)時(shí)間。 ⑤ 空載時(shí)， n 接近 n1，則 sN≈～ 。 3．轉(zhuǎn)差率 S 異步電動(dòng)機(jī)工作的必要條件是 n＜ n1，二者之差稱做轉(zhuǎn)差，即： n2＝ n1 一 n。 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與三相電源通入定子繞組電流的相序一致?？刂品椒◤氖謩?dòng)的到自動(dòng)控制，功能從簡單到復(fù)雜，控制技術(shù)從單機(jī)到群控，操作從笨重到輕便，推動(dòng)了生產(chǎn)技術(shù)的不斷更新和高速發(fā)展。 三、電力拖動(dòng)的組成 電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)是用電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)機(jī)械運(yùn)行的系統(tǒng)。此時(shí)電磁學(xué)得到了興起和發(fā)展。三相異步電動(dòng)機(jī)被廣泛用來驅(qū)動(dòng)各種金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、中、小型鼓風(fēng)機(jī)、水泵及紡織機(jī)械等。 2．三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理 如圖為一臺(tái)兩極三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的剖面圖。就是異步電機(jī)電動(dòng)狀態(tài)時(shí)， s 的微小變化，也會(huì)引起轉(zhuǎn)速較大變化，即 n＝（ 1 一 s） n1 。 圖 12 圖 13 三、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌 三相異步 電動(dòng)機(jī)出廠時(shí)，電機(jī)機(jī)座上都固定著一塊銘牌，如表 所示，主要標(biāo)注電機(jī)的型號(hào)和主要技術(shù)數(shù)據(jù)，供正確選擇和使用電動(dòng)機(jī)時(shí)參考。 ？ 如何判斷是否能起動(dòng)： ①起動(dòng)電流；②起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；二者必須同時(shí)滿足。 圖 17 ③ 耦變壓器降壓啟動(dòng) 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)采用自耦變壓器降壓起動(dòng)接線原理圖如圖 18 所示。因?yàn)?，繞線式異步電動(dòng)機(jī)與鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)相比較，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，控制維護(hù)較困難，制造成本較高，價(jià)格較貴。異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)就是使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 T 與轉(zhuǎn)速 n 反向，即 T 起反抗運(yùn)動(dòng)的作用。 圖 111 反接制動(dòng) 二 、 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 三相異步電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速公式為 n=60f/p (1s) 式中 f為異步電動(dòng)機(jī)的定子電壓供電頻率； P 電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)； S 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率。當(dāng)轉(zhuǎn)差率 s 一定時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 基本上正比于 f。它包括直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。 v—— 導(dǎo)體 ab 或 cd 與 B之間的相對線速度 (m/s）。 四、 直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及用途 圖 23