变配电工程培训课件第三章常用低压电器与基本控制电路.ppt

1、第三章常用低压电器与基本控制电路第三章常用低压电器与基本控制电路内容提要：内容提要：介绍三相交流异步电动机基本结构介绍三相交流异步电动机基本结构和工作原理；讲述三相交流异步电动机和工作原理；讲述三相交流异步电动机的名牌数据和施工现场常用电动机型号；的名牌数据和施工现场常用电动机型号；阐述常用低压控制电器；引导同学识读阐述常用低压控制电器；引导同学识读简单建筑机械控制电路。简单建筑机械控制电路。概述概述 控制电能的器具或装置；作用是，对电能控制电能的器具或装置；作用是，对电能进行控制、分配和调节。进行控制、分配和调节。2、电力拖动自动控制系统：、电力拖动自动控制系统：利用电器元件组成，实现对外界

2、信号或要利用电器元件组成，实现对外界信号或要求进求进行自动或手动地切断、接通电路，连续、行自动或手动地切断、接通电路，连续、断续地控制被控对象进行运行状态的变化，这断续地控制被控对象进行运行状态的变化，这样的系统称为电力拖动自动控制系统样的系统称为电力拖动自动控制系统 1、电器：、电器：（1）按工作电压分类）按工作电压分类 以交流以交流1000V、直流直流1200V为界，以上为高压为界，以上为高压控制电器，以下为低压控制电器控制电器，以下为低压控制电器（2）按操作方式分类）按操作方式分类 自动控制电器、手动控制电器和半自动控制电器自动控制电器、手动控制电器和半自动控制电器 4 4、电器分类方法

3、、电器分类方法 3、电力系统的组成、电力系统的组成控制设备控制设备电动机电动机电源电源生产机械生产机械传动装置传动装置 第一节三相交流异步电动机基本结构和第一节三相交流异步电动机基本结构和工作原理工作原理 一、三相交流异步电动机的基本结构一、三相交流异步电动机的基本结构三相异步电动三相异步电动机按转子结构机按转子结构分有分有 绕线式异绕线式异步电动机步电动机 鼠笼式异鼠笼式异步电动机步电动机只针对只针对鼠笼式异鼠笼式异步电动机步电动机异步电动机的定子是由机座、定子铁心异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。和定子绕组三个部分组成的。1、异步电动机的定子：、异步电动机的定子：

4、异步电动机的转子是由转子铁心、转子绕异步电动机的转子是由转子铁心、转子绕组和转轴组成的组和转轴组成的。2、异步电动机的转子：、异步电动机的转子：JZT系列是电磁调速异步电动机系列是电磁调速异步电动机二、常用异步电动机的型号二、常用异步电动机的型号JZ2 和和JZL2系列是起重和冶金用的三相异系列是起重和冶金用的三相异步电动机，步电动机，JZ2是鼠笼式，是鼠笼式，JZL2是绕线式。是绕线式。BJO2 系列是防爆式鼠笼异步电动机。系列是防爆式鼠笼异步电动机。JPZ系列是旁磁式制动异步电动机。系列是旁磁式制动异步电动机。JD2 和和JDO2系列是防护式和封闭式多速异系列是防护式和封闭式多速异步电动机

5、步电动机JZZ系列是锥形转子制动异步电动机。系列是锥形转子制动异步电动机。三、三相交流异步电动机的工作原理三、三相交流异步电动机的工作原理三相异步电动机定子三相异步电动机定子接三相电源后，电机接三相电源后，电机内便形成圆形旋转磁内便形成圆形旋转磁动势动势设其方向为逆时针转设其方向为逆时针转若转子不转，转子鼠笼若转子不转，转子鼠笼导条与旋转磁密有相对导条与旋转磁密有相对运动运动导条中有感应电动势导条中有感应电动势e，方向由右手定则确定方向由右手定则确定由于转子导条彼此在端部短由于转子导条彼此在端部短路，于是导条中有电流路，于是导条中有电流导条就在磁场中受力导条就在磁场中受力f，用左手定则确定受力

6、方向，用左手定则确定受力方向转子受力，产生转矩转子受力，产生转矩T，为电磁转矩，方向与旋转磁，为电磁转矩，方向与旋转磁动势同方向，转子便在该方向上旋转起来动势同方向，转子便在该方向上旋转起来转子旋转后，转速为转子旋转后，转速为n，只要，只要nn1（n1为旋转磁动势为旋转磁动势同步转速），转子导条与磁场仍有相对运动同步转速），转子导条与磁场仍有相对运动转子继续旋转，稳定运行在转子继续旋转，稳定运行在T=TL情况下情况下在正常情况下，异步电动机的转子转速总是略低在正常情况下，异步电动机的转子转速总是略低与旋转磁场的转速（同步转速）。转差率是一个表征与旋转磁场的转速（同步转速）。转差率是一个表征异步

7、电动机运行状态的一个基本参数。感应电动机的异步电动机运行状态的一个基本参数。感应电动机的转速随负载的变化而变化。转速随负载的变化而变化。接触器的作用是通、断电动机电路或其它负接触器的作用是通、断电动机电路或其它负载电路载电路 是可以实现远是可以实现远距离控制的一种控距离控制的一种控制电器制电器 通、断电路的电通、断电路的电流种类不同流种类不同 第二节常用低压控制电器及基本控制电路第二节常用低压控制电器及基本控制电路一、接触器一、接触器接触器可分为接触器可分为交流接触器交流接触器和和直流接触器直流接触器两种两种 1、接触器的基本结构、接触器的基本结构 由三大部分组成：由三大部分组成：电磁系统、触

8、头系统和灭弧系统电磁系统、触头系统和灭弧系统 1、2，3、4是静触点是静触点5、6是动触点是动触点7、8是吸引线圈是吸引线圈9、10分别是动、静铁心分别是动、静铁心11是弹簧是弹簧注意：铁芯中的短路铜注意：铁芯中的短路铜环作用是减少交流电磁环作用是减少交流电磁铁芯的振动铁芯的振动 1是灭弧室是灭弧室2和和5分别为动、静触点分别为动、静触点3 为金属栅片为金属栅片4为电弧为电弧灭弧栅是数片钢片制成的栅状装置，当触点断灭弧栅是数片钢片制成的栅状装置，当触点断开发生电弧时，电弧进入栅片内，被分割为数段，开发生电弧时，电弧进入栅片内，被分割为数段，迅速熄灭。迅速熄灭。灭弧栅灭弧栅2 2交流接触器的工作

9、原理交流接触器的工作原理 触头在弹簧的反作用力下复位触头在弹簧的反作用力下复位 线圈通入单相交流电线圈通入单相交流电铁芯磁化吸合铁芯磁化吸合触头动作触头动作线圈失电线圈失电3 3图形文字符号图形文字符号 KMKMKM线圈线圈主触头主触头辅助触头辅助触头继电器是一种根据外界输入的电或非电信号继电器是一种根据外界输入的电或非电信号（如电流、电压、时间、温度、转速等）进行触（如电流、电压、时间、温度、转速等）进行触头的接通或断开操作，是一种自动控制电器。继头的接通或断开操作，是一种自动控制电器。继电器的种类很多，分类的方法也较多。电器的种类很多，分类的方法也较多。1、电磁式继电器、电磁式继电器二、继

10、电器二、继电器电磁系统、触头系统、电磁系统、触头系统、复位弹簧系统等组成。复位弹簧系统等组成。（1 1）基本结构）基本结构（2）工作原理）工作原理信号电流通入线圈信号电流通入线圈电磁铁芯吸合电磁铁芯吸合触头系统动作触头系统动作常开触头闭合、常闭触头断开常开触头闭合、常闭触头断开信号电流切断信号电流切断线圈失电线圈失电电磁铁芯释放电磁铁芯释放在复位弹簧作用下在复位弹簧作用下所有触头复位（回所有触头复位（回到触头原始状态）到触头原始状态）电磁式继电器中最常用的是中间继电器电磁式继电器中最常用的是中间继电器图形文字符号如下图所示图形文字符号如下图所示KAKAKA2、时间继电器、时间继电器 接收信号到

11、输出信号有一时间差的继电器我接收信号到输出信号有一时间差的继电器我们称之为时间继电器。们称之为时间继电器。时间继电器按其结构的不同，可分为电磁式、时间继电器按其结构的不同，可分为电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式等电动式、空气阻尼式、晶体管式等 只介绍空气阻尼式时间继电器只介绍空气阻尼式时间继电器 JS7JS7A A系列空气阻尼式时间继电器的基本结构系列空气阻尼式时间继电器的基本结构如下页图如下页图(1)(1)结构结构主要由电磁系统、主要由电磁系统、触头系统、活塞触头系统、活塞气室等组成。其气室等组成。其中触头系统分为中触头系统分为瞬时动作触头延瞬时动作触头延时动作触头时动作触头(2)工作原

12、理：工作原理：线圈通电线圈通电铁芯吸合铁芯吸合 推板瞬时动作推板瞬时动作1234瞬时动瞬时动作触头动作作触头动作活塞在宝塔形弹簧的作用下向上移动活塞在宝塔形弹簧的作用下向上移动经一段时间后活塞才推动扛杆移动到顶端经一段时间后活塞才推动扛杆移动到顶端 5678触头动作（常开触头延时闭合、常闭触头延时触头动作（常开触头延时闭合、常闭触头延时断开）断开）为下一次工作作好准备。为下一次工作作好准备。问：移动速度由问：移动速度由谁决定？谁决定？当线圈失电当线圈失电 铁芯系统释放铁芯系统释放衔铁在弹簧作用下迅速将活塞推向最下方衔铁在弹簧作用下迅速将活塞推向最下方1234、5678触头系统在复位弹簧的作用下

13、迅速复位触头系统在复位弹簧的作用下迅速复位(3)(3)时间继电器的图形文字符号时间继电器的图形文字符号(1)(1)热继电器的基本结构热继电器的基本结构 感应机构：感应机构：热膨胀系数不同热膨胀系数不同的双金属片、加热元件；执的双金属片、加热元件；执行机构：传动系统行机构：传动系统和触头系和触头系统）等组成，如右图所示。统）等组成，如右图所示。(2)(2)工作原理工作原理 加热元件串接在被控制加热元件串接在被控制电路中电路中 通入额定电流通入额定电流 加热元件不发热加热元件不发热 双双金属片不动作金属片不动作触头不动作触头不动作 当被控当被控电路的电流增加超过额定电流电路的电流增加超过额定电流

14、形成双金属片的定向弯曲形成双金属片的定向弯曲加热元件开始发热并缓慢地将热量传递给双金属片加热元件开始发热并缓慢地将热量传递给双金属片 双金属片推动导板双金属片推动导板 导板推动温导板推动温度补偿器度补偿器 触头动作触头动作 切断被控电路电流切断被控电路电流3、热继电器、热继电器绕组绕组双金属双金属片片导板导板(3)(3)图形文字符号图形文字符号 FRFR1、按钮、按钮（1）基本结构）基本结构按钮帽、复位弹簧和触按钮帽、复位弹簧和触头系统头系统（2）工作原理）工作原理按钮按下按钮按下 触头系统动作触头系统动作 弹簧储能弹簧储能 松手松手触头系统复位触头系统复位复位弹簧作用复位弹簧作用三、其它控制

15、电器三、其它控制电器特点：特点：受力触头动作，力受力触头动作，力消失触头复位消失触头复位（3）图形文字符号）图形文字符号2、闸刀开关、闸刀开关刀开关种类很多刀开关种类很多按极数分为单极、按极数分为单极、双极和三极双极和三极刀开关一般与熔断器串联刀开关一般与熔断器串联使用，以便在短路或过负使用，以便在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切荷时熔断器熔断而自动切断电路断电路图形文字符号图形文字符号基本结构：基本结构：电流电磁系统、电压电磁系统、脱扣系统、电流电磁系统、电压电磁系统、脱扣系统、触头系统、弹簧系统等组成。触头系统、弹簧系统等组成。工作原理：工作原理：正常工作时，手动控制接通或断开电路正常工作

16、时，手动控制接通或断开电路电路出现下列情况时：电路出现下列情况时：短路，当线路电流大于或等于额定电流的短路，当线路电流大于或等于额定电流的10倍时：倍时：电流电磁系统产生大吸合力电流电磁系统产生大吸合力 电流电磁系统动作电流电磁系统动作脱扣器动作脱扣器动作锁钩脱扣锁钩脱扣在弹簧作用下触头复位在弹簧作用下触头复位切断被控制电路切断被控制电路 起到短路保护的作用起到短路保护的作用欠电压，当线路电压下降到额定值的欠电压，当线路电压下降到额定值的%时：时：电压电磁系统吸合力不够大电压电磁系统吸合力不够大 电压电磁系统释放电压电磁系统释放扛杆动作扛杆动作脱扣器动作脱扣器动作锁钩脱扣锁钩脱扣在弹簧作用下触

17、头复位在弹簧作用下触头复位切断被控制电路切断被控制电路 起到欠电压保护的作用起到欠电压保护的作用过载，当线路电流增大，但又小于短路电流时：过载，当线路电流增大，但又小于短路电流时：双金属片定向弯曲双金属片定向弯曲 推动扛杆推动扛杆脱扣器动作脱扣器动作在弹簧作用下触头复位在弹簧作用下触头复位切断被控制电路切断被控制电路起到过载保护的作用起到过载保护的作用锁钩脱扣锁钩脱扣图形文字符号：图形文字符号：QF4 4、熔断器主要作短路或过载保护用，串联在被保护熔断器主要作短路或过载保护用，串联在被保护的线路中。线路，正常工作时起通路作用；当线路短的线路中。线路，正常工作时起通路作用；当线路短路或过载时熔断

18、器熔断，起到保护线路上其他电器设路或过载时熔断器熔断，起到保护线路上其他电器设备的作用备的作用图形文字符号图形文字符号FU用图形和文字来表示电气控制，说明控制原用图形和文字来表示电气控制，说明控制原理的一种电气图。理的一种电气图。1、电气控制原理图绘制原则、电气控制原理图绘制原则右图是一个单方向旋转电动机右图是一个单方向旋转电动机控制电路控制电路（1）主电路在左，控制电路在右）主电路在左，控制电路在右或主在上控在下或主在上控在下（2）主电路用粗实线绘制，控制电）主电路用粗实线绘制，控制电路用细实线绘制。如右图，已更改。路用细实线绘制。如右图，已更改。（3）标注方法）标注方法四、基本控制电路四、

19、基本控制电路U1V1 W1U2V2 W2123主电路标注：主电路标注：总是在主电路的各个节点用英语总是在主电路的各个节点用英语26个字母和数字下个字母和数字下标标注；标标注；按照连接导线元器件的节点进行标注按照连接导线元器件的节点进行标注控制电路标注控制电路标注在各节点用数字标注，从左向在各节点用数字标注，从左向右用奇数，从右至左用偶数，分界右用奇数，从右至左用偶数，分界在电压元件处。看右图。在电压元件处。看右图。(4)电器元件可根据动作功能绘制电器元件可根据动作功能绘制在电路的不同地方，但同一元件标在电路的不同地方，但同一元件标注统一，如右的接触器。注统一，如右的接触器。5、各节点用实心、各

20、节点用实心小圆点，交汇处小圆点，交汇处以曲线标注以曲线标注有了有了FU，电路具有短路保护功能电路具有短路保护功能有了有了KM，电路具有欠电压保护功能电路具有欠电压保护功能请分析请分析SB受力系统运行，受力系统运行，SB力消失系统停止运力消失系统停止运行，这种控制称为点行，这种控制称为点控制。这是第一个电控制。这是第一个电路。路。设想若要电动机长期设想若要电动机长期运行，用什么办法运行，用什么办法如右图所示：如右图所示：与上电路相比多了一与上电路相比多了一个个SB和一个和一个FR2、单方向连续运行控制电路、单方向连续运行控制电路工作原理工作原理QS SB1KM主触头闭合主触头闭合M得电旋转得电旋

21、转SB2KM线圈失电线圈失电M失电停止失电停止KM线圈得电线圈得电KM辅助触头自锁辅助触头自锁“自锁自锁”是电器元件为确保自己的通路而是电器元件为确保自己的通路而实施的一种控制实施的一种控制KM所有触头复位所有触头复位注意：注意：“自锁自锁”的概的概念念这是我们讨论的第二电路，它的特性除上面讲的以外，还有：这是我们讨论的第二电路，它的特性除上面讲的以外，还有：连续运行控制功能，过载保护功能。连续运行控制功能，过载保护功能。如何分析和解析这两种功能如何分析和解析这两种功能若要求这一电路即能连续运行若要求这一电路即能连续运行又能点动控制，如何？能完成又能点动控制，如何？能完成否？否？方法：利用方法

22、：利用KM的辅助常的辅助常开触点的关联在起动按钮开触点的关联在起动按钮的两端的两端三相交三相交流异步电流异步电动机要改动机要改变旋转方变旋转方向，只需向，只需任意的改任意的改变三相绕变三相绕组中的两组中的两相绕组连相绕组连接。接。2、正反转控制电路、正反转控制电路线路组成：线路组成：QS、FU、SR、KM、FR、M等组成，注等组成，注意数量的变化。意数量的变化。工作原理工作原理QSSB1KM1主触头闭合主触头闭合KM1线圈失电线圈失电M失电停止失电停止电动机正转电动机正转KM1线圈得电线圈得电KM1自锁自锁电动机正向旋转电动机正向旋转电动机反转电动机反转SB3KM1所有触头复位所有触头复位SB

23、2KM2主触头闭合主触头闭合KM2自锁自锁KM2线圈得电线圈得电电动机反向旋转电动机反向旋转电路特性电路特性（1）短路保护、过载保护、欠电压保护）短路保护、过载保护、欠电压保护（2）正转和反转功能）正转和反转功能（3）问还有什么？）问还有什么？双重联锁正反转控制双重联锁正反转控制电路电路线路组成：线路组成：一个一个QS、一个一个FU、二个二个KM、三个三个SB、一个一个FR、一个一个M工作原理工作原理QSKM1主触头闭合主触头闭合KM1或或KM2线圈失电线圈失电电动机正转电动机正转KM1自锁自锁电动机正电动机正向旋转向旋转电动机反转电动机反转SB3KM1或或KM2所有触头复位所有触头复位电动机

24、反电动机反向旋转向旋转KM1线圈得电线圈得电KM1联锁联锁SB1SB1联锁联锁KM2主触头闭合主触头闭合KM2自锁自锁KM2线圈得电线圈得电KM2联锁联锁SB2SB2联锁联锁电动机失电停止运行电动机失电停止运行线路特性线路特性（1）短路保护、过载保护、欠电压保护）短路保护、过载保护、欠电压保护（2）正转和反转功能）正转和反转功能（3）电路具有双重联锁的功能）电路具有双重联锁的功能3、Y转换控制电路转换控制电路线路组成线路组成1组组QS、2组组FU、3个个KM、2个个SB、1个个FR、1个个KT、1个个KM工作原理工作原理QSSB1 KM2得电得电自锁自锁KM2主触闭主触闭KT记时开始记时开始经

25、延时经延时KM1得电得电自锁自锁断断KT休息休息M在全压状态下运行在全压状态下运行KM3失电失电 KM3所有触头复位所有触头复位KM3得电得电 KM3主触闭主触闭M定子定子Y连接连接降压起动降压起动KM3联锁联锁切断切断KM1通路通路延断触头延断延断触头延断延闭触头闭延闭触头闭M脱离脱离Y联接联接联锁联锁KM3主触闭主触闭线路特性线路特性A、短路保护、过载保护、欠电压保护；短路保护、过载保护、欠电压保护；B、具有具有Y转换降压起动自动控制的功能。转换降压起动自动控制的功能。可再查看正式电路可再查看正式电路思考：除时间继电器可在这里进行自动控制，还有什么思考：除时间继电器可在这里进行自动控制，还有什么元件可实现同样的控制元件可实现同样的控制速度继电器速度继电器电流继电器电流继电器4、自耦变压器降压起动自动控制电路、自耦变压器降压起动自动控制电路主设计思路：主设计思路：起动时，首先将电动机定子绕组接在自耦变压起动时，首先将电动机定子绕组接在自耦变压器的副边，起动结束时，再将电动机定子绕组器的副边，起动结束时，再将电动机定子绕组直接接到电源，电动机在全压状态下运行。直接接到电源，电动机在全压状态下运行。自耦变压器降自耦变压器降压起动自动控压起动自动控制电路制电路第三节简单建筑机械控制电路第三节简单建筑机械控制电路