实验四三相异步电动机及继电接触控制
一、实验目的
1．了解三相鼠笼式异步电动机的结构及铭牌数据的含义。
2. 了解交流接触器、热继电器、按钮等元件的结构、动作原理及其使用方法。
3．学习异步电动机正、反转控制线路的接线和调试。
4．学会由时间继电器、行程开关组成时间控制和行程控制电路的接线。
5. 学会使用兆欧表、转速表、钳形电流表。
二、实验原理简述
1．三相异步电动机
三相鼠笼式电动机主要由定子和转子两部分组成。定子绕组是三相对称绕组，有六个出线端V1、U1、W1、V2、U2、W2分别接在机座线盒上。其中V2、V1为一相定子绕组的首端和末端, U2、U1为另一相定子绕组的首末端， W2、W1为第三相定子绕组的首末端，如图1-4-2所示。根据电动机的铭牌数据和三相电源电压确定连接成星形（Y形）还是接成三角形（Δ形）。具体接法如图l-4-1所示。
(a) Y接法 （b） △接法
1-4-1 三相鼠笼式电动机的接法
三相鼠笼式异步电动机的主要额定值都标注在电动机的铭牌上。
为了电动机能安全可靠地运行，除了保证电动机正常工作所需的一切外部条件外，电动机内部绕组间、绕组与机壳间还必须有良好的绝缘。因此，使用电动机之前和使用期间都应作绝缘电阻的检测。测试电动机绝缘电阻的接线图如图l-4-2所示。通常对额定电压500V 以下的电动机采用500V兆欧表进行测试。三相380V电动机的各种绝缘电阻都必须大于0.5兆欧方可使用。
图1-4-2 电动机绝缘电阻的测量
2．低压控制电器
以继电器、接触器为主体的继电接触控制电路是广泛应用的电动机控制电路。异步电动机的正、反转控制电路在不少生产机械中得到了广泛的应用。
交流接触器是一种受电磁作用而动作的电器，其主触点容量大，用于电动机主电路以实现三相电压的加入。其辅助触点分为动合（常开）触点和动断（常闭）触点，辅助触点容量小，一般用于电动机的控制电路，起自锁或互锁作用。交流接触器的主要技术数据为触点额定电流、额定电压和吸引线圈的工作电压。
热继电器是一种依靠双金属片受热变形而动作的电器，用来作负载的过载保护。一般发热元件串联在主电路中，动断（常闭）触点接于控制电路，与接触器的吸引线圈串联。主要技术数据为热元件的额定电压和整定电流。
时间继电器的型式有多种，有气囊式、晶体管式等等，实验中所用的是晶体管式时间继电器，接入控制电路中以控制电动机起动时刻及运行时间的长短，其主要技术数据为吸引线圈的工作电压和时间整定范围。
行程开关是一种利用推杆通过机械碰撞实现动作的开关电器，接于控制电路中以实现限位或往返的控制。 3．继电接触控制电路
三相异步电动机正、反转控制线路如图1-4-3所示。
由三相异步电动机工作原理可知，要改变电动机的转向，只要改变通入电动机定子的三相电源的相序即可，也就是调换电源通向定子三根相线中的任意两根。如图1-4-3所示的主电路中，当正转接触器的主触点KM F 闭合，定子绕组三个首端V 2、U 2、W 2分别接入电源的L 1、L 2、L 3相，而当反转接触器的主触点KM R 闭合，定子绕组三个首端V 2、U 2、W 2分别接入电源的L 3、L 2、L 1相。可见，当正转、反转接触器分别单独闭合时，通入定子绕组的电源相序发生改变，也就实现了电动机的正反转。（注意：KM F 和KM R 不能同时闭合！
） （a ）绕组与机壳间绝缘电阻的测量 （b ）绕组与绕组间绝缘电阻的测量
W W
控制电路中，用起动按钮SB 3控制KM F 动作，实现电动机的正转；用SB 2控制KM R 动作，实现电动机的反转。
图1-4-3的控制电路中，动合（常开）触点KM F 、KM R 为自锁触点，它保证电动机起动后，
即使松开起动按钮SB 2（或SB 3）
，电动机仍能继续运转。
动断（常闭）触点KM F 、KM R 为互锁触点，它保证电动机正转时断开反转电路，电动机反转时断开正转电路，以防止KM F 、KM R 同时动作，使主电路发生短路故障。
控制电路一般具有失压保护、短路保护和过载保护，如图l-4-3所示。
失压保护：电动机运行时，由于电源突然停电，使接触器线圈失电，电动机停止运转；一旦电源恢复供电，不按起动按钮，电动机不会自行起动，这就称失压保护，它能避免因电动机自行起动而造成人身、设备事故。
短路保护：由熔断器FU 实现，当电路发生短路事故时，熔断器FU 自动熔断，整个线路断开。
过载保护：由热继电器KH 实现，其作用是限制电动机绕组的温升，当电动机发生过载时，接在主电路中的热元件弯曲变形，使KH 的动断（常闭）触点断开，控制电路断电，电动机停转；排除故障后，按下KH 的复位按钮，为继续工作做好准备。一般电动机接入两相发热元件即可。在实验室中，为了延长电器零件的寿命和接线方便，常把电器固定在一块板上，把它的线圈、触点的接线头也在板上引出。
有些生产机械要求按时间顺序起动、控制电动机，图l-4-4就是实现电动机M 1起动后，经过若干时间，电动机M 2自行起动的控制线路。当按下起动按钮SB 2时，接触器KM 1线圈得
KM F KH
V 2
电，使电动机M 1起动，同时时间继电器KT 的线圈也得电。由于时间继电器KT 有一定的整定时间，因此它的延时闭合的动合（常开）触点不会立即闭合，这时M 2仍不工作，待时间继电器的整定时间到，其延时闭合的动合（常开）触点KT 闭合，使接触器KM 2线圈得电，于是电动机M 2才自行起动起来。
图1-4-4 两台异步电动机顺序起动控制电路
生产实际中，有时要求对电动机的行程进行控制，即行程控制。行程控制通常利用行程开关来实现。图1-4-5就是利用行程开关自动控制电动机正、反转的控制线路。
图
1-4-5 异步电动机自动往返控制电路
SQ 1
L 2
L 1
FU KM 2 KH 12 L 2
L 1
图1-4-5中SQ1、SQ2是两个行程开关，它们分别安装在预先确定的两个位置上（即原位和终点），由装在工作台上的撞块来撞动。当撞块压下行程开关时，其动合（常开）触点闭合，动断（常闭）触点断开。其实这是按一定的行程用撞块撞动开关，代替了人按按钮的动作。
按下正向起动按钮SB2，接触器KM F得电动作并自锁，电动机正转，带动工作台前进。当工作台运行到达终点时，撞块撞动终点行程开关SQ2，SQ2的动断（常闭）触点断开，接触器KM F失电，电动机停止正转。同时SQ2的动合（常开）触点闭合，使接触器KM R得电动作并自锁，电动机反转，带动工作台后退到原位，当撞块撞动SQ1时，SQ1的动断（常闭）触点断开使接触器KM R失电，电动机停止反转。同时SQ1的动合（常开）触点闭合，接触器圈KM F得电动作并自锁，电动机又正转，使工作台前进，这样可一直循环下去。图中SB1为停止按钮，SB3为反向起动按钮。
三、实验仪器设备
表1-4-1 实验仪器设备
序号名称型号规格数量备注
1 三相异步电动机AE-5614 1台或2台
2 钳形电流表DM6019 1只
3 兆欧表ZC25-3 1只
4 转速表DM-6234 1只
5 数字万用表GDM8135 1只
6 时间控制实验板1块
7 行程控制实验板1块
8 电工学实验台SBL 1台
四、预习要求
1．阅读第二篇中关于钳形表、兆欧表、转速表的工作原理和使用方法。
2．是否可用普通万用表测试电动机的绝缘电阻（可以／不可以），为什么？
3．直接起动电动机时，出现下列故障，你认为其故障的原因何在？
（1）合上电源开关，电动机不转动，亦无其它异常现象，其故障的原因可能是_______。
（2）合上电源开关后，电动机不转动，但发出嗡嗡的电磁噪声，其故障的原因可能是_____。
(3）合上电源开关后，电动机迅速转动起来，但不多久电动机温升很高，可闻到焦糊味，其故障的原因是__________。
4．三相异步电动机的空载转速应_______(大于、略大于、小于、等于）电动机铭牌上标注的转速。
5．改变电动机的转向只需要换接______(任何二相／三相)的接线。
6．在电动机的正、反转控制电路中，如图l-4-3的控制电路中，若不接KM F和KM R的
动合（常开）触点，则电路将处于_____工作方式；若不接KM F和KM R动断（常闭）触点，则电路可能会出现_______故障。
7．在接线、拆线或实验过程中检查电路时，首先必须_______三相电源。
五、实验步骤
1.三相异步电动机的铭牌数据记录于表1-4-2中。
表1-4-2 三相异步电动机的铭牌数据
型号 绝缘等级
编号 频率
定额 连 续 额定功率
电压 电流
转速
2.测量电动机的绝缘电阻
（1）用兆欧表测量电动机绕组与机壳之间的绝缘电阻。首先按图1-4-2(a)接线，注意：电动机机壳表面的被测点要擦干净，以获得正确的测量数据，并记入表1-4-3 中。
(2)用兆欧表分别测量两相绕组之间的绝缘电阻。将电动机定子绕组出线端上的联接片断开， 分别取出两相绕组的一端，按图1-4-1(b)接线，测量绕组间绝缘电阻，并记入表1-4-3中。
表1-4-3 电动机的绝缘电阻值
绕组间绝缘电阻（M?） 绕组对机壳间绝缘电阻（M?）
R(V2 U2)R(U2 W2)R(W2 V2)R(V2)R(U2) R(W2)
3.电动机正反转控制及空载电流I0、转速n的测量。
先将电动机绕组V2、U2、W2的连接线均断开，按图1-4-3 接线 ，经检查无误后，合上三相电源，按SB2按钮，观察电动机的转向，再按SB1使电动机停止，然后按SB3观察电动机反转。
接线方法：接线采取先主电路后控制电路，先串联后并联接线的原则。
主电路接线顺序为：
（1）电源三根相线L1、L2、L3→KM F三个主触点（1、3、5端）→其中两相（2、6端）接KH发热元件（1、5端）→电动机定子绕组的三个出线端（V2、U2、W2分别和KH的2、6端及KM F的4端连接）。
（2）将KM R三个主触点并联在KM F主触点两端，但要注意交叉接线，即并联的KM R三个主触点使电动机改变相序。
控制电路接线顺序为：
（l）电源一根相线（L1）→SB1停止按钮→SB2正转启动按钮→KM R动断（常闭）触点→KM F 线圈→KH动断（常闭）触点→电源另一根相线（L2）。
（2）SB2两端并联KM F动合（常开）触点。
（3）接线端a→KM F动断（常闭）触点→KM R线圈→接线端b。
(4) SB3两端并联KM R动合（常开）触点。
接线正确后，起动电动机，用钳形电流表和转速表测出电动机的空载电流I0和空载转速n0。
I0=____________(A)
n0=_____________(r/min)
4.电动机顺序起动控制
按图1-4-4接线，经检查无误后，合上Q通电。按下起动按钮SB2，观察是否电动机M1先起动，经过一定时间后，M2自行起动。按下停止按钮SB1，观察M1、M2是否同时停止转动。调节时间继电器KT的延时时间，观察两台电动机先后起动的时间间隔变化情况。
5.电动机自动往返控制
按图1-4-5接线，经检查无误后，合上Q通电。压动SQ1，观察电动机转向。然后压动SQ2（模拟撞块往返一次），观察电动机转向是否合乎电路设计的要求。
六、实验总结
根据实验情况，总结完成本实验需注意的问题。
1.为什么实验中所测得的转速略大于电动机的铭牌上所标注的转速？
2.在电动机的正、反转控制实验电路图中，为什么不能用熔断器作为过载保护？
3.在图1-4-4的控制电路中，KT延时闭合的动合触点的两端为何要并联KM2动合（常开）
触点？
七、实验注意事项
1．注意安全用电，接线、拆线或实验过程中检查电路时，必须切断三相电源。
2．实验中若出现异常现象，应首先切断三相电源，然后分析原因，检查电路并报告指导教师。
第5章三相异步电动机及其控制线路 5.1 三相异步电动机 实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能的相互转换。把机械能转换成电能的设备称为发电机，而把电能转换成机械能的设备叫做电动机。 在生产上主要用的是交流电动机，特别三相异步电动机，因为它具有结构简单、坚固耐用、运行可靠、价格低廉、维护方便等优点。它被广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。 对于各种电动机我们应该了解下列几个方面的问题：（1）基本构造；（2）工作原理；（3）表示转速与转矩之间关系的机械特性；（4）起动、调速及制动的基本原理和基本方法；（5）应用场合和如何正确使用。 5.1.1 三相异步电动机的结构与工作原理 1．三相异步电动机的构造 三相异步电动机的两个基本组成部分为定子（固定部分）和转子（旋转部分）。此外还有端盖、风扇等附属部分，如图5-1所示。 图5-1 三相电动机的结构示意图 1）．定子 三相异步电动机的定子由三部分组成： 定子定子铁心由厚度为0.5mm的，相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片 内圆上有均匀分布的槽，其作用是嵌放定子三相绕组
AX、BY、CZ。 定子绕组三组用漆包线绕制好的，对称地嵌入定子铁心槽内的相同的线圈。这三相绕组可接成星形或三角形。 机座机座用铸铁或铸钢制成，其作用是固定铁心和绕组2）．转子 三相异步电动机的转子由三部分组成： 转子转子铁心 由厚度为0.5mm的，相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片 外圆上有均匀分布的槽，其作用是嵌放转子三相绕组。 转子绕组 转子绕组有两种形式： 鼠笼式-- 鼠笼式异步电动机。 绕线式-- 绕线式异步电动机。 转轴转轴上加机械负载 鼠笼式电动机由于构造简单，价格低廉，工作可靠，使用方便，成为了生产上应用得最广泛的一种电动机。 为了保证转子能够自由旋转，在定子与转子之间必须留有一定的空气隙，中小型电动机的空气隙约在0.2~1.0mm之间。 2．三相异步电动机的转动原理 1）．基本原理 为了说明三相异步电动机的工作原理，我们做如下演示实验，如图5-2所示。 图5-2 三相异步电动机工作原理
电动机基本控制线路的动作原理和特点 1. 电动机手动直接启动控制线路 利用刀开关直接启动电动机的控制线路 1.1 电动机手动直接启动线路的动作原理 闭合刀开关QS，电动机M启动旋转；断开刀开关QS，电动机M 断电减速直至停转。 1.2 电动机手动直接启动线路的特点 线路只用一个刀开关和一个熔断器，是最简单的电动机启、停控制线路，有以下几点不足： ①只适用于不需要频繁启、停的小容量电动机。 ②只能就地操作，不便于远距离控制。 ③无失压和欠压保护功能。
2. 电动机点动与长动控制线路 2.1 电动机点动控制线路 点动控制是指按下按钮电动机得电启动运转，松开按钮电动机失电直至停转。电动机点动控制线路如下图所示。 2.1.1 电动机点动控制线路的动作原理 合上刀开关QS。 启动：SB+ —KM+ —M+ （启动） 停止：SB——KM——M—（停止） 其中，SB+表示按钮SB按下，SB—表示按钮SB松开。
2.1.2 电动机点动控制线路的特点 该控制电路中，QS为刀开关，不能直接给电动机M供电，只起到电源引入的作用。主回路熔断器FU起短路保护作用。 2.2 电动机长动控制线路 长动控制是指按下按钮后，电动机通电启动运转，松开按钮后，电动机仍继续运行，只有按下停止按钮，电动机才失电直至停转。电动机长动控制线路如下图所。 2.2.1 电动机长动控制线路的动作原理 合上刀开关QS。 启动：SB2±—KM自+ —M+ （运转） 停止：SB1±—KM——M—（停车）
其中，SB±表示先按下，后松开；KM自表示“自锁”。 2.2.2 电动机点动控制线路的特点 电动机长动控制线路是在电动机点动控制线路的SB2两端并联一个接触器的辅助动合触点KM，再串联一个动断（停止）按钮SB1而实现的。电动机长动控制线路有“自锁”功能，带有“自锁”功能的控制线路具有失压（零压）和欠压保护作用，即一旦发生断电或电源电压下降到一定值（一般降低到额定值85%以下）时，自锁触点就会断开，接触器KM线圈就会断电，不重新按下启动按钮SB2，电动机将无法自动启动。 2.3 几种电动机点动和长动控制线路 2.3.1 利用开关控制电动机点动和长动的控制线路 利用开关控制电动机点动、长动的控制线路如下图所示。
三相异步电动机基本控制线路的安装与调试 任务1-1 三相异步电动机的单向运行控制 学习内容: 1、常用低压电器的基本结构、工作原理、图形符号和文字符号、主要技术参数及其应用； 2、三相异步电动机的启/停、点动/长动控制。 学习目标: 1、知道：常用低压电器的工作原理、图形符号和文字符号；常用低压电器的用途。 2、能根据控制要求正确选择低压电器。 3、了解：常用低压电器的基本结构；主要技术参数。 4、掌握三相异步电动机的启/停、点动/长动控制电路的原理。 学习重点:工作原理、图形符号、文字符号、选择使用。 学习难点:工作原理、选择使用 §1-1 机床电气控制中常用的低压电器 目标任务： 1、了解低压电器的基本知识，熟悉常用的低压电器种类； 2、熟悉常用的各种低压电器的结构及原理、符号、选用； 3、熟练掌握常用低压电器的使用。 相关知识： 1-1. 低压电器基本知识
凡是对电能的生产、输送、分配和应用能起到切换、控制、调节、检测以及保护等作用的电工器械，均称为电器。低压电器通常是指在交流1200V及以下、直流1500V及以下的电路中使用的电器。机床电气控制线路中使用的电器多数属于低压电器。 一、低压电器的分类 低压电器是指工作在交流电压1200V 、直流电压1500V 以下的各种电器。生产机械上大多用低压电器。低压电器种类繁多，按其结构、用途及所控制对象的不同，可以有不同的分类方式。 1 ．按用途和控制对象不同，可将低压电器分为配电电器和控制电器。 用于电能的输送和分配的电器称为低压配电电器，这类电器包括刀开关、转换开关、空气断路器和熔断器等。用于各种控制电路和控制系统的电器称为控制电器，这类电器包括接触器、起动器和各种控制继电器等。 2 ．按操作方式不同，可将低压电器分为自动电器和手动电器。 通过电器本身参数变化或外来信号（如电、磁、光、热等）自动完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为自动电器。常用的自动电器有接触器、继电器等。 通过人力直接操作来完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为手动电器。常用的手动电器有刀开关、转换开关和主令电器等。 3 ．按工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器 电磁式电器是依据电磁感应原理来工作的电器，如接触器、各类电磁式继电器等。非电量控制电器的工作是靠外力或某种非电量的变化而动作的电器，如行程开关、速度继电器等。 二、低压电器的作用 控制作用、保护作用、测量作用、调节作用、指示作用、转换作用 三、低压电器的基本结构 电磁式低压电器大都有两个主要组成部分，即：感测部分──电磁机构和执行部分──触头系统。 1 ．电磁机构 电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作，从而完成接通或分断电路的功能。 电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁 3 个基本部分组成。常用的电磁机构如图所示，可分为 3 种形式。 2. 直流电磁铁和交流电磁铁
实验1 低压电器的认识 一、实验目的 1、了解常用低压元件的结构、原理、符号、作用，熟悉低压元件规格。 2、 通过对三相异步电动机点动控制和自锁控制线路的实际安装接线， 掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。能按照原理图实物，并能排除故障。 3、通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点以及在机床控制中的应用。 二、实验设备 三相鼠笼异步电动机、接触器、时间继电器、热继电器、按钮、熔断器、断路器等。 三、实验方法 1、常用低压元件的识别。根据电器元件实物，了解常用低压元件的结构原理，正确写出电器元件的名称、型号、符号、作用，填写下表 2、按图8-1接线。接线时，先接主电路，它是从220V 三相交流电源的输出端U 、V 、W 开始，经三刀开关Q 1、熔断器FU 1、FU 2、FU 3、接触器KM 1主触点到电动机M 的三个线端A 、B 、C 的电路，用导线按顺序串联起来，有三路。主电路经检查无误后，再接控制电路，从熔断器FU 4插孔V 开始，经按钮SB 1常开、接触器KM 1线圈到插孔W 。线接好经指导老师检查无误后，按下列步骤进行实验： 图8-1 点动控制线路图 8-2 自锁控制线路 (1)按下控制屏上“开”按钮； (2)先合Q 1，接通三相交流220V 电源； K M Q 1L 2 L 3 220V 1 K Q 1 220V 1 K M 1
(3)按下启动按钮SB 1，对电动机M 进行点动操作，比较按下SB 1和松开SB 1时电动机M 的运转情况。 3、三相异步电动机自锁控制线路： 按下控制屏上的“关”按钮以切断三相交流电源。按图8-2接线。 检查无误后，启动电源进行实验： (1) 合上开关Q 1，接通三相交流220V 电源； (2) 按下起动按钮SB 2，松手后观察电动机M 运转情况； (3) 按下停止按钮SB 1，松手后观察电动机M 运转情况。 4、三相异步电动机既可点动又可自锁控制线路： 按下控制屏上“关”按钮切断三相交流电源后，按图8-3接线，检查无误后通电实验： (1) 合上Q 1接通三相交流220V 电源； (2) 按下起动按钮SB 2，松手后观察电机M 是否继续运转； (3) 运转半分钟后按下SB 3，然后松开，电机M 是否停转； 连续按下和松开SB 3，观察此时属于什么控制状态； (4) 按下停止按钮SB 1，松手后观察M 是否停转。 图8-3 既可点动又可自锁控制线路 四、讨论题 1、试分析什么叫点动，什么叫自锁，并比较图8-1和图8-2的结构和功能上有什么区别？ 2、图中各个电器如Q 1、FU 1、FU 2、FU 3、FU 4、KM 1、FR 、SB 1、SB 2、SB 3各起什么作用？已经使用了熔断器为何还要使用热继电器？已经有了开关Q 1为何还要使用接触器KM 1？ 3、图8-2电路能否对电动机实现过流、短路、欠压和失压保护？ 4、画出图8-1、8-2、8-3的工作原理流程图。 K Q 220V 1 B 3
三相异步电动机的继电接触控制 1交流接触器有何用途，主要有哪几部分组成，各起什么作用？ 答：交流接触器主要用来频繁地远距离接通和切断主电路或大容量控制电路的控制电器。它主要由触点、电磁操作机构和灭弧装置等三部分组成。触点用来接通、切断电路；电磁操作机构用于当线圈通电，动铁心被吸下，使触点改变状态；灭弧装置用于主触点断开或闭合瞬间切断其产生的电弧，防止灼伤触头。 2简述热继电器的主要结构和动作原理。 答：热继电器主要由发热元件，双金属片和脱扣装置及常闭触头组成。当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，它便向上弯曲，因而脱扣，扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开。触点是接在电动机的控制电路中的，控制电路断开而使接触器的线圈断电，从而断开电动机的主电路 3自动空气开关有何用途？当电路出现短路或过载时，它是如何动作的？ 答：自动空气开关是常用的一种低压保护电器，当电路发生短路、严重过载及电压过低等故障时能自动切断电路。开关的自由脱扣机构是一套连轩装置，有过流脱扣器和欠压脱扣器等，它们都是电磁铁。当主触点闭合后就被锁钩锁住。过流脱扣器在正常运行时其衔铁是释放着的，一旦发生严重过载或短路故障时，与主电路串联的线圈流过大电流而产生较强的电磁吸力把衔铁往下吸而顶开锁钩，使主触点断开，起到了过流保护作用。欠压脱扣器的工作恰恰相反，当电路电压正常时，并在电路上的励磁线圈产生足够强的电磁力将衔铁吸住，使料杆同脱扣机构脱离，主触点得以闭合。若失压（电压严重下降或断电），其吸力减小或完全消失，衔铁就被释放而使主触点断开。 4在电动机主电路中既然装有熔断器，为什么还要装热继电器？它们各起什么作用？ 答：熔断器用以切断线路的过载和短路故障，当线路过载或短路时，由于大电流很快将熔断器熔断，起到保护电路上其他电器设备的作用。但因电动机主电路中选用的熔断器就不能起到过载保护作用，因电动机启动时启动电流较大，选用熔丝也大，当电动机过载时熔断器不会熔断，起不到过载保护作用。因此在电动机主电路中还要装热继电器。由于热惯性，热继电器又不能作短路保护。因为发生短路事故时，就要求电路立即断开，而热继电器是不能立即动作的。但是这个热惯性也是合乎要求的，在电动机启动或短时过载时，热继电器不会动作，这可避免电动机的不必要的停车。在电动机主电路中熔断器起短路保护用，而热继电器起过载保护作用。
三相异步电动机的控制电路 一、复习思路及要求 1. 题型：选择题、技能题、简答题。 2. 必须熟练分析各种控制电路的工作原理，只有熟悉了工作原理才能正确绘制控制电路；补画控制电路；识别电路图中的错误；对故障进行正确分析处理；设计一些简单的控制电路；并且对PLC中简单的程序设计也有帮助。 3. 该部分容是非常重要的，要熟悉电路形式及控制形式：自锁、联锁的作用及连接方式；点动、连续运转；具有过载保护的连续运转控制电路是基础。 4. 需要掌握的控制电路有：⑴点动单向运转控制电路；⑵连续单向运转控制电路；⑶点动与连续混合控制电路；⑷接触器联锁双向运转控制电路；⑸按钮联锁双向运转控制电路；⑹接触器按钮双重联锁双向运转控制电路；（7）降压起动控制电路。 二、控制电路的分析 1.单向点动转控制电路 2.单向连续运转控制电路 3.连续与点动混合控制电路（一） 4.连续与点动混合控制电路（二） 5.连续与点动混合控制电路（三）
该电路中使用了中间继电器。其电器符号是KA。作用是：当其他继电器的触点数量不够时，可借助中间继电器来扩展触头数和触点容量，起到信号中继作用。 注：通过以上控制电路明确自锁的作用及其连接方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。 6.多地控制电路 该控制电路能实现电动机的两地控制。起动按钮并联，停止按钮串联。（图中如果SB1、SB2控制A地，则SB3、SB4控制B地。） 7.接触器联锁双向控制电路 该电路采用了接触器联锁优点是工作安全可靠。但电动机由正转变为反转时，必须先按下停止按钮，才能按反转按钮，否则由于接触器联锁作用，不能实现反转。 8.按钮联锁双向控制电路该线路的优点是操作方便，由正转变为反转时不必按下停止按钮，但容易产生电源两相短路故障。 9.接触器按钮双重联锁双向控制电路 该线路工作安全可靠、操作方便。 注：通过以上三个线路要明确联锁的作用及连接方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。 10.定子绕组串电阻降压起动控制线路（一）
第10章 继电接触器控制 10.1 刀开关与组合开关有何异同？ 解 相同之处：两者都是手动电器，主要在不频繁操作的低压电路中用作接通或切断电路、换接电源、控制小型鼠笼式三相异步电动机的直接起动与停机等。 不同之处：与刀开关相比，组合开关具有体积小、使用方便、通断电路能力强等优点。 10.2 按钮与开关的作用有何差别？ 解 按钮是一种发出指令的电器，主要用于远距离操作继电器、接触器接通或断开控制电路，从而控制电动机或其他电气设备的运行。开关在不频繁操作的低压电路中用作接通或切断电路、换接电源、控制小型鼠笼式三相异步电动机的直接起动与停机等。 10.3 熔断器有何用途？如何选择？ 解 熔断器主要用作短路保护，串联在被保护的线路中。线路正常工作时，熔断器如同一根导线，起通路作用；当线路短路或严重过载时，电流大大超过额定值，熔断器中的熔体迅速熔断，从而起到保护线路上其他电器设备的作用。 选择熔断器，主要是选择熔体的额定电流。选择熔体额定电流的方法如下： （1）电灯支线的熔体：熔体额定电流≥支线上所有电灯的工作电流之和。 （2）一台电动机的熔体：熔体额定电流≥5 .2电动机的起动电流。 如果电动机起动频繁，则为：熔体额定电流≥2 ~6.1电动机的起动电流。 （3）几台电动机合用的总熔体：熔体额定电流?=)5.2~5.1(容量最大的电动机的额定电流之和其余电动机的额定电流+。 10.4 交流接触器有何用途？主要由哪几部分组成？各起什么作用？ 解 交流接触器用于远距离频繁接通、切断电动机或其它负载的主电路。交流接触器主要由电磁机构、触点系统和灭弧装置3部分组成。电磁机构实际上是一个电磁铁，包括吸引线圈、铁心和衔铁，电磁铁的线圈通电时，产生电磁吸引力，将衔铁吸下，使常开触点闭合，常闭触点断开，电磁铁的线圈断电后，电磁吸引力消失，依靠弹簧使触点恢复到初始状态。触点用以接通或断开电路，由动触点、静触点和弹簧组成。灭弧装置用以熄灭由于主触点断开而产生的电弧，防止烧坏触点。 10.5 简述热继电器的主要结构和动作原理。 解 热继电器是利用电流的热效应原理工作的保护电器，在电路中用作三相异步电动机的过载保护。热继电器利用感温元件受热产生的机械变形推动机构动作来开闭
1、定时自动循环控制电路 说明： 1、题图中的三相异步电动机容量为1.5KW，要求电路能定时自动循环正反转控制；正转维持时间为20秒钟，反转维持时间为40秒钟。 2、按原理图在配电板上配线，要求线路明快、工艺合理、接点牢靠。 3、简述电路工作原理。 注：时间继电器的延时时间不得小于15秒，时间调整应从长向短调。 定时自动循环控制电路电路工作原理：合上电源开关QF，按保持按钮SB2，中间继电器K A吸合，KA的自保触点与按钮SB2、KT1、KT2断电延时闭合的动断触点组成的串联电路并 联，接通了起动控制电路。按起动按钮SB3，时间继电器KT1得电，其断电延时断开的动合 触点KT1闭合，接触器KM1线圈得电，主触点闭合，电动机正转（正转维持时间为20秒计时 开始）。同时KM1动合触点接通了时间继电器KT2，其串联在接触器KM2线圈回路中的断电 延时断开的动合触点KT2闭合，由于KM1的互锁触点此时已断开，接触器KM2线圈不能通电 。当正转维持时间结束后，断电延时断开的动合触点KT1断开,KM1释放，电动机正转停止 。KM1的动断触点闭合，接触器KM2线圈得电，主触点闭合，电动机开始反转.同时KM1动 合触点断开了时间继电器KT2线圈回路（反转维持时间为40秒计时开始）。这时KM2动合触 点又接通了KT1线圈，断电延时断开的动合触点KT1闭合，为下次电动机正转作准备。因此
时串联在接触器KM1线圈回路中的KM2互锁触点断开，接触器KM1线圈暂时不得电。与按钮 SB2串联的KT1、KT2断电延时闭合的动断触点是保证在电动机自动循环结束后，才能再次 起动控制电路。热继电器FR常闭触点，是在电动机过负载或缺相过热时将控制电路自动断 开，保护了电动机。 2、顺序控制电路（范例） 顺序控制电路（范例）工作原理： 图A：KM2线圈电路由KM1线圈电路起动、停止控制环节之后接出。按下起动按钮SB2， KM1线圈得电吸合并自锁，此时才能控制KM2线圈电路。停止按钮SB3只能控制M2电动机 的停转，停止按钮SB1为全停按钮。本电路只有满足M1电动机先起动的条件，才能起动M2 电动机。 图B：控制电路由KM1线圈电路和KM2线圈电路单独构成。KM1的动合触点作为一控制条件 ，串接在KM2线圈电路中，只有KM1线圈得电吸合，其辅组助动合触点闭合，此时才能控制 KM2线圈电路。停止按钮SB3只能控制M2电动机的停转，停止按钮SB1为全停按钮。本电路 只有满足M1电动机先起动的条件，才能起动M2电动机。 3、电动机顺序控制电路
原位 终点 前进 后退 A ST a ST b KM R SB R KM F FR KM F SB 1 KM F SB F KM R KM R ST a ST b ST b 主电路为电机的正反转电路，分析此电路实现的功能。 例1
KM R SB R KM F SB 1 KM F SB F KM R KM R ST a b ST b （1）A 在原位时： A 在原位，压下ST a KM R 线圈断电 电机不能反转按下SB F KM F 线圈通电，并自锁 电机正转 带动A 前进 起动后只能前进，不能后退。
KM R SB R KM F SB 1 KM F SB F KM R KM R ST a b ST b （2）A 前进到终点时： 立即后退，退回到原位自动停。A 到达终点，压下ST b 常闭触点断开 KM F 线圈断电电机反转 带动A 后退 常开触点闭合KM R 线圈通电A 后退到原位压下ST a KM R 线圈断电 电机停转 A 停在原位
（3）A 在途中时： 可停车；再起动时，既可前进也可后退。KM R SB R KM F SB 1 KM F SB F KM R KM R ST a b ST b A 在途中，按下S B 1 线圈都断电 电机停车 A 停在途中。再起动时，因A 在途中：ST a 和ST b 均不受压； 按下SB F A 前进 按下SB R A 后退
（4）A 在途中时，若暂时停电，复电时，A 不会自行运动。 A 在运行途中，如果停电?线圈要断电?各触点恢复常态?再通电时，A 不会自行运动。 KM R SB R KM F SB 1 KM F SB F KM R KM R ST a b ST b
三相异步电动机的控制 1．直接启动控制电路 直接启动即启动时把电动机直接接入电网，加上额定电压，一般来说， 电动机的容量不大于直接供电变压器容量的20％~30％时，都可以直接启 动。 1）．点动控制 合上开关QF ，三相电源被引入控 制电路，但电动机还不能起动。按下按钮SF ，接触器KM 线圈通电，衔铁吸合，常开主触点接通，电动机定子接入 三相电源起动运转。松开按钮SF ， 图5-13 点动控制 接触器KM 线圈断电，衔铁松开，常开主触点断开，电动机因断电而停转。 2).直接起动控制 （1）起动过程。按下起动按钮SF ，接触器KM 线圈通电，与SF 并联的KM 的辅助常开触点闭合，以保 证松开按钮SF 后KM 线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM 的主触点持续闭合，电动机连续运转，从而实现连续运转控制。 （2）停止过程。按下停止按钮SS ，接触器KM 线圈断电，与SF 并联的KM 的辅助常开触点断开，以保 证松开按钮SS 后KM 线圈持续失电，串联在电动机回路中的KM 的主触点持续断开，电动机停转。 与SF 并联的KM 的辅助常开触点的这种作用称为自锁。 图示控制电路还可实现短路保护、过载保护和零压 保护。 图5-14直接起动控制 ? 起短路保护的是串接在主电路中的熔断器FU 。一旦电路发生短路故障，熔体立即熔断，电动机立即停转。 ? 起过载保护的是热继电器KH 。当过载时，热继电器的发热元件发热，将其常闭触点断开，使接触器KM 线圈断电，串联在电动机回路中的KM 的主触点断开，电动机停转。同时KM 辅助触点也断开，解除自锁。故障排除后若要重新起动，需按下KH 的复位按钮，使KH 的常闭触点复位（闭合）即可。 ? 起零压（或欠压）保护的是接触器KM 本身。当电源暂时断电或电压严重下降时，接触器KM 线圈的电磁吸力不足，衔铁自行释放，使主、辅触点自行复位，切断电源，电动机停转，同时解除自锁。
第十章继电接触器控制系统 ★主要内容 1、常用控制器 2、鼠笼式电动机直接超支的控制线路 3、鼠笼式电动机正反转的控制线路 4、行程控制 5、时间控制 ★教学目的和要求 1、了解常用低压电器的结构、功能和符号。 2、掌握继电接触器控制电路的自锁、联锁以及行程、时间等控制。 3、了解过载、短路和失压保护的方法。 4、能读懂简单的控制电路原理图，能连线操作，并能进行简单电路的设计。★学时数：4学时 ★重难点 重点：常用低压电器的功能和符号，直接起动控制线路及自锁，正反转控制线路及联接，顺序起动、行程控制电路，控制电路中的过载、短路和失压保护。难点：行程、时间等控制，根据电路原理图连线操作，控制电路的设计。 ★本章作业布置： 课本习题P286—288页，10.2.3，10.3.1，10.4.2，10.5.1
第十章 继电接触器控制系统 对电动机的控制(起动、正反转、调速和制动等)，当前国内还较多地采用继电器、接触器和按钮等控制电器来实现。本章主要介绍异步电动机控制的一些基本控制电路以及常用的低压控制器。 §10.1 常用控制电器 按动作性质分：手动电器和自动电器。手动电器是由工作人员手动操作的。例如：闸刀开关、组合开关、按钮等。而自动电器则按照指令、信号或某个物理变化而自动动作的。如：各种继电器、接触器、行程开关等。 1． 组合开关 在机床电气控制线路中，组合开关常用来作为电源引入开关，也可以用它来直接起动和停止小容量鼠笼式电动机或使电动机反转。 组合开关常用HZ10系列，其结构如图10.1-1所示，它有三对静片和三对动片，转动手柄可将三个开关同时接通或断开。图10.1-2是用组合开关起动和停止异步电动机的接线图。 组合开关有单极、双极、三极、四极等，其符号如图10.1-3所示。 手柄转轴 弹簧 凸轮 绝缘垫板动触片 静触片 接线柱 绝缘杆 三极 图10.1-1 图10.1-2 图10.1-3 2． 按钮 图10.1-5 图10.1-4
继电接触控制线路在实际中的应用 广西大学化学化工学院张彤彤1404110420 摘要：继电接触控制电路是最常见的一种控制方式，具有价格低廉结构简单、实用、维修方便的特点。继电接触器被广泛应用于发电、输配电场所及电气传动自动控制设备中。它对电力的生产、输送、分配应用起着转换、控制、保护和调节作用。 关键词:继电接触控制电气控制系统 Abstract：Relay contact control circuit is one of the most common control method.It has a low price and is simple and practical structure.And it is convenient to maintian.Relay contactor is widely used in power generation,transmission and distribution place and electric drive automatic control equipment.It play an important part in electricity production,transmission,distribution, application. Keywords:relay contact control,electrical engineering,control system 1.继电接触控制系统简介 电气自动控制技术是自动控制技术的一个重要组成成分，它采用各种电气、电子等器件对各种控制对象按生产工艺和要求进行有效控制。 对电动机或其他设备的接通和断开，当前国内还较多的采用继电器、接触器及按钮等控制电器来实现自动控制。这种控制系统一般称为继电接触器控制系统。 在建筑、机械、化工等工农业，自动化生产过程中普遍利用电力拖动生产机械实现生产过程的自动控制。使用继电器、接触器、按钮、空气开关、行程开关等低压电器构成的控制电路称为继电接触控制电路。它是最常见的一种控制方式，具有价格低廉结构简单、实用、维修方便的特点。 交流接触器是继电─接触控制电路的主要电器，其主要构造为电磁系统（铁心、吸引线圈和短路环）、触头系统（主触头和辅助触头）以及灭弧罩。工作原理如下：线圈通电后，铁心中产生电磁吸力，使得衔铁吸合带动触点系统的机构动作——常闭触点打开，常开触点闭合。线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力减小，使得衔铁释放，触点机构复位。自锁控制与互锁控制自锁控制：在控制回路中用接触器自身的辅助动合触头与起动按钮相并联，这样接触器线圈得电动作后电机的状态就能自动保持。 继电接触器控制系统主要包括两部分，即手动控制及自动控制部分。手动控制部分主要包括各种的闸刀开关、按钮及组合按钮等。自动部分主要有各种不同用途的继电器、接触器、熔断器及组合开关等。 2.继电接触控制系统在三相异步电动机正反转中的应用 2.1电动机正、反转控制线路如图所示。
三相异步电机启动常见方法 1、定时自动循环控制电路 说明：（技师一） 1、题图中的三相异步电动机容量为1.5KW，要求电路能定时自动循环正反转控 制；正转维持时间为20秒钟，反转维持时间为40秒钟。 2、按原理图在配电板上配线，要求线路明快、工艺合理、接点牢靠。 3、简述电路工作原理。 注：时间继电器的延时时间不得小于15秒，时间调整应从长向短调。 定时自动循环控制电路电路工作原理：合上电源开关QF，按保持按钮SB2，中间继电器KA吸合，KA的自保触点与按钮SB2、KT1、KT2断电延时闭合的动断触点组成的串联电路并联，接通了起动控制电路。按起动按钮SB3，时间继电器KT1得电，其断电延时断开的动合触点KT1闭合，接触器KM1线圈得电，主触点闭合，电动机正转（正转维持时间为20秒计时开始）。同时KM1动合触点接通了时间继电器KT2，其串联在接触器KM2线圈回路中的断电延时断开的动合触点KT2闭合，由于KM1的互锁触点此时已断开，接触器KM2线圈不能通电。当正转维持时间结束后，断电延时断开的动合触点KT1断开,KM1释放，电动机正转停止。KM1的动断触点闭合，接触器KM2线圈得电，主触点闭合，电动机开始反转.同时KM1动合触点断开了时间继电器KT2线圈回路（反转维持时间为40秒计时开始）。这时KM2动合触点又接通了KT1线圈，断电延时断开的动合触点KT1闭合，为下次电动机正转作准备。因此时串联在接触器KM1线圈回路中的KM2互锁触点断开，接触器KM1线圈暂时不得电。与按钮SB2
串联的KT1、KT2断电延时闭合的动断触点是保证在电动机自动循环结束后，才能再次起动控制电路。热继电器FR常闭触点，是在电动机过负载或缺相过热时将控制电路自动断开，保护了电动机。 2、顺序控制电路（范例） 顺序控制电路（范例）工作原理：图A：KM2线圈电路由KM1线圈电路起动、停止控制环节之后接出。按下起动按钮SB2，KM1线圈得电吸合并自锁，此时才能控制KM2线圈电路。停止按钮SB3只能控制M2电动机的停转，停止按钮SB1为全停按钮。本电路只有满足M1电动机先起动的条件，才能起动M2电动机。 图B：控制电路由KM1线圈电路和KM2线圈电路单独构成。KM1的动合触点作为一控制条件，串接在KM2线圈电路中，只有KM1线圈得电吸合，其辅组助动合触点闭合，此时才能控制KM2线圈电路。停止按钮SB3只能控制M2电动机的停转，停止按钮SB1为全停按钮。本电路只有满足M1电动机先起动的条件，才能起动M2电动机。
第一章继电接触逻辑控制基础习题参考答案 一、何谓电磁式电器的吸力特性与反力特性？为什么两者配合应尽量靠近？ 解： 与气隙δ（衔铁与静铁心之间空气间吸力特性是指电磁机构在吸动过程中，电磁吸力F at 隙）的变化关系曲线。 反力特性是指电磁机构在吸动过程中，反作用力（包括弹簧力、衔铁自身重力、摩擦阻力）Fr与气隙δ的变化关系曲线。 为了使电磁机构能正常工作，其吸力特性与反力特性配合必须得当。在吸合过程中，其吸力特性位于反力特性上方，保证可靠吸合；若衔铁不能吸合，或衔铁频繁动作，除了设备无法正常工作外，交流电磁线圈很可能因电流过大而烧毁。在释放过程中，吸力特性位于反力特性下方。保证可靠释放。 二、单相交流电磁铁短路环断裂或脱落后，工作中会出现什么故障？为什么？ 解： 电磁铁的吸引线圈通电时，会出现衔铁发出振动或较大的噪声。这时因为，当流过吸引线圈的单相交流电流减小时，会使吸力下降，当吸力小于反力时，衔铁与静铁心释放。当流过吸引线圈的单相交流电流增大时，会使吸力上升，当吸力大于反力时，衔铁与静铁心吸合。如此周而复始引起振动或较大的噪声。 三、触头设计成双断口桥式结构的原因是什么？ 解： 触头设计成桥式双断口触点是为了提供灭弧能力。将电弧分成两段，以提高电弧的起弧电压；同时利用两段电弧的相互排斥的电磁力将电弧向外侧拉长，以增大电弧与冷空气的接触面，迅速散热而灭弧。见教材第7页的图1-6所示。 四、交流接触器在衔铁吸合前线圈中为什么会产生很大的电流？ 解： 交流接触器的线圈是可等效为一个电感和电阻串联，铁心越大，电感量越大。则感抗越大。在吸合前,由于铁心与衔铁不吸合，磁阻很大,电感量就小，阻抗就小，所以电流大。当铁心和衔铁吸合后，磁阻小，电感量增大，感抗增大，所以电流小。 直流接触器通的是直流电流，电感在直流电流下近似于短路。线圈的直流电阻很大，电流变化不大。 五、从结构、性能及故障形式等方面说明交流接触器与直流接触器的主要区别是什么？ 解： 结构方面：两者的组成部分一样。交流接触器的线圈一般做成粗而短的圆筒形，并绕在绝缘骨架上。直流接触器的线圈做成长而薄的圆筒形，且不设骨架。直流接触器线圈匝数多，但线圈导线线径较细。交流接触器的铁心是用硅钢片铆叠而成的，铁心和衔铁形状通常采用E型。直流接触器的铁心用整块铸钢或铸铁制成，衔铁采用拍合式。交流接触器的铁心装有短路环。直流接触器没有。交流接触器的灭弧装置常采用双断口电动力灭弧、纵缝灭弧和栅片灭弧。直流接触器常采用磁吹式灭弧。交流接触器的主触头是三对（对应三相交流电），直流接触器的主触头是二对（对应正负极）。交流接触器的线圈通交流电流，直流接触器的线圈通直流电流。
第六章继电接触器控制系统 6.1根据文中图6.2.2接线做实验室，将开关Q合上后按下起动按钮SB2，发现有下列现象，使分析和处理故障：（1）接触器KM不动作；（2）接触器KM动作，但是电动机不转动；（3）电动机转动，但是一松手电机就不转；（4）接触器动作，但是吸合不上；（5）接触器触点有明显的颤动，噪音很大；（6）接触线圈冒烟甚至烧坏；（7）电动机不转动或者转动得极慢，并有“嗡嗡”声。 解：（1）当接触器KM不动作时，可能有以下几种 情况：①三相电源无电；②B、C相熔断丝断了，使 线圈无电压；③KH动作后没有复位；④SB按钮接 触不好，不闭合；⑤KM线圈断线；⑥电气元件接 线松动，和连接导线接触不良；⑦连接导线有断损； ⑧错将直线接触器接上。 （2）当接触器KM动作，但是电动机不转动时，可 能的原因为：①KM主触头损坏没有吸合；②电动 机引出线没有接好；③电动机已经烧坏；④热继电 器元件烧坏；⑤电动机的电源电压不正常。 （3）电动机转动，但是一松手电机就不转，可能原 因为：①KM自锁点联线断损；②KM自锁点损坏接触不良。图6.2.2 （4）接触器动作，但是吸合不上，可能的原因为：①工作电压过低，线圈的电磁铁吸力不够；②接触器本身有故障。 （5）接触器触点有明显的颤动，噪音很大，可能的原因为：①电压过低，接触器内电磁吸力不够，触头抖动；②电磁铁端面的短路，使电磁铁的吸力为零。 （6）接触线圈冒烟甚至烧坏，可能的原因有：①线圈短路；②电磁铁因为机械故障卡死，或者电源电压过低，使衔铁已知无法吸合，以致大电流长时间通过线圈，造成线圈烧毁。③电源电压比接触器的额定电压大得多。 （7）电动机不转动或者转动得极慢，并有“嗡嗡”声，可能的原因为：①接触器没有吸合，熔断丝没有接上，电源无电等原因，使三相电源或其中两相断电，电动机均不转动；②当由于各种原因电源缺一相时，使电动机单相运行，转矩降低，以致转得极慢。 当遇见上述各种情况时，应先切断电源，再检查原因，排除故障后，再合闸试验。先试控制回路，再试主回路。 6.2某机床主轴有一台鼠笼是电 动机带动，润滑油泵由另一台鼠 笼式电动机带动。今要求（1） 主轴必须在油泵开动后，才能开 动；（2）主轴要求能用电器实现 正反转，并能单独停车；（3）有 短路、零压以及过载保护。试绘 出控制线路图。 解：题6.2的控制线路图如右图 所示。 （1）短路保护是因为短路电流 会引起电气设备绝缘损坏产生 强大的电动力，使电动机和电气 设备产生机械损坏，故要求迅
继电接触式控制系统设计 生产机械电气控制系统是生产机械不可缺少的组成部分，它对生产机械能否正确与可靠地工作起着决定性的作用。一般，电气控制系统应满足生产机械加工工艺的要求，线路安全可靠操作和维护方便，设备投资少等。为此，必须正确地设计控制电路，合理地选择电器元件。 对于比较简单的控制线路，往往直接采用交流380V~220v电压，不用控制电源变压器口采用这一方案。动力电源电路中的过电压将直接引进控制线路，这对元件的可靠工作不利。另外，由于控制线路电压较高，对维护与安全不利，因此必须引起注意。对干比较复杂的控制线路，当机床电气系统的电磁线圈超过5个小时，控制电路应采用控制电源变压器，将控制电压降到10v或24V。这种方案对维修与操作元件的作用可靠均有利。对于操作比较频繁的直流电力传动的控制线路，常用直流电源供电。若控制电压过高，在电器线圈断电的瞬间将产生很高的过电压(可达额定电压的十倍以上)，这将对电器的作可靠性及使用寿命有影响。若控制电压过低时，电器触头不易可靠地接通，影响系统的正常工作。直流电磁铁及电磁离合器的控制线路，常用24V直流电源供电。 在保证控制线路工作的可靠性上，电器应可靠、牢固、稳定并符合使用环境条件，电器元件的工作时间要小(需延时的除外)，如线圈的吸引和释放时间应不影响线路的工作。电器元件要正确联接电器的线圈，触头联接不正确，会使控制线路发生误动作，有时造成严重的事故。 线圈的连接两个交流接触器串联接干交流电路中，由于接触器线圈上的电压是依线圈阻抗大小正比分配的，即便是两个型号相同的交流接触器也不能按串联后接于其两倍额定电压的交流电源上，这是因为当其中一个接触器先工作后，这个接触器的阻抗要比没吸合的接勉器的阻抗大，这个接触器线圈电压达不到共额定电压而不吸合。同时线路电流将增加，有可能将线圈烧毁，所以，应将线圈并联后再缠到其额定电压值的交流电源上。触头的联接设计时应分布在不同位置。电器触头尽量按到同一组上，以免在电器触头上引起短路。交流接触器是两个行程控制线路，在电器控制线路中，应尽量将所有电器的联触头按在线圈的左端，线圈的右端直接按到电源。这样，可以减少在线路内产生虚假回路的可能性，还可以简化控制屏的出线和外部连接。 在设计控制线路，应考虑电器触头的接通和分断能力。如果容量不够，可在线路中加接中间继电器，增加线路中触头数目。增加接通能力用多触头并联，增加分断能力用多触头串联。控制线路的换接应当尽可能在电流较小的控制电路内进行，这样安全可靠。 减少被控制的负载或电器在接迈时所经过酶触头数、电器的触头发生故障电路，就不能正常工作，这可通过触头韵合理布置来达到，每二一继电器的接通就只需经过一对触头，工作较为可靠，尽量减少控制线路所用的控制电器数量和触头数量在满足动作要求的条件下，所用的电器越少、触头越少，控制线路的故障机会率就越低，工作的可靠性也就越高。经过合并后都可以减少而简化成线路，但是在合并触头时应当注意触头的额定电流是否允许利用转换触头。两对触头可以合并一对转换触头而成为右线路。这种方法只适用干有转换触头的中间继电器。利用半导体二极管的单向导电性可以有效地减少触头数。所示电路是等效的。由干b和d应用了半导体二极管，减少了触头数目。这种方法用于弱电电器控制线路中既经济又可靠。目前已在自动化磨床上应用。减少连接导线设计控制线路时，将各电器触头的位置合理安排，可以减少连接导线的数量。特别要注意，同一电器的不同触头在线路中应尽可能具有更多的公共连接线，这样可以简化接线上减少导线段数和缩短导线的长度。行程开关是装在机床上的多继电器与时间继电器，是装在控制盘上的要经过较长的距离。防止寄生电路控制电路在正常工作或事故情况下，发生意外接通的电路称为寄生电路。若控制电路中存在寄生电路将破坏电器和线路的工作顺序，造成误动作。具有指示灯和热保护的电动机正，
§10 继电接触控制系统 10.1 常用控制电器 一、刀闸开关（Q） 用于隔离电源。 二、组合开关（Q） 用于隔离电源。 三、熔断器（FU） 用于短路保护。
主要由熔丝和外壳组成。 有管式、插式、和螺旋式等几种结构。（见教材P272） 图形符号： 四、按钮（SB） 结构见教材P269。 五、交流接触器（KM） 用于接通或断开电动机或其他负载的电源。 1、工作原理 线圈不通电：在弹簧的作用下，主触头和辅助常开
触头断开，辅助常闭触头闭合。 线圈通电：在电磁吸力的作用下，主触头和辅助常开触头闭合，辅助常闭触头断开。 2、图形符号 六、热继电器（FR） 用于过载保护。 继电器：某种参数达到预定值而动作，以控制触头通断的电器。如：电流继电器、电压继电器、时间继电器、速度继电器、热继电器等。 热继电器主要由热元件和常闭触头组成。
由于热惯性，热继电器不能用于短路保护，只能用于过载保护。
10.2 笼型电动机直接起动控制线路 一、点动电路 1、各控制电器的作用 Q：隔离电源。 FU：短路保护。 KM：控制电动机起动和停止。 FR：过载保护。 SB：起动按钮，控制KM线圈通、断电。 2、工作原理 当Q合上时： 按下SB→KM线圈通电→KM常开触头闭合→电动机运转； 松开SB→KM线圈断电→KM常开触头断开→电
动机停转。 二、连续运转电路 1、各控制电器的作用 Q：隔离电源。 FU：短路保护。 KM：控制电动机起动和停止，并兼零压（欠压）保护。 FR：过载保护。 SB1：停止按钮；SB2：起动按钮。 KM辅助常开触头：用于“自锁”。 2、工作原理 起动：Q合上时，按下SB2→KM线圈通电→KM 主触头和辅助常开触头闭合→电动机起动；松开SB2，
目录 第一章概述 (1) 1．实验目的和基本要求 (1) 2．实验准备 (1) 3．实验实施 (2) 4．实验总结 (2) 第二章实验装置介绍 (4) 1．概述 (4) 2．实验装置介绍和使用说明 (5) 3．异步电动机 (7) 4．常用控制电器 (8) 第三章实验项目 1．三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁控制线路 (10) 2．三相鼠笼式异步电动机可逆旋转控制线路 (13)
第三章 实验项目 实验一 三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁控制线路、可 逆旋转控制线路 一.概述 三相笼式异步电机由于结构简单、性价比高、维修方便等优点获得了广泛的应用。在工农业生产中，经常采用继电接触控制系统对中小功率笼式异步机进行直接起动，其控制 线路大部由继电器、接触器、按 钮等有触头电器组成。 某些生产机械在安装或维修后常常需要所谓“点动”控制。 图3-１所示为点动控制原理图， 图中主回路可不接热继电器。当 按下起动按钮SB2时，电机转动；松开按扭后，由于按钮自动复位， 电机停转。点动起停的时间长短由操作者手动控制。 除点动外，电机更多地工作 于连续动转状态，由图示3－2(a)所示为单向连续旋转控制原理 图，此时主回路上应装设热继电器作长期过载保护。当按下起动按钮SB2时，电机转动，按下停止按钮SB1，电机停转。图3－2(b)所示控制原理图可实现点动和连续旋转两种工况,SB2为电机连续工作起动按钮，SB3为电机点动起动按钮，SB1为电机停止按钮。 二、实验目的 １．熟悉三相鼠笼式异步电机单方向起动停止和点动控制线路中各电器元件的使用方法及其在线路中所起的作用。 ２．掌握三相鼠笼式异步电机单方向起动停止和点动控制线路的工作原理、接线方法、调试及故障排除技能。 3．掌握三相笼式异步机可逆旋转控制线路的工作原理、接线方式及操作方法。 图3-1 三相鼠笼式异步电机点动控制线路 U 3~ M ~V KM1FU1 Q ~U W ~V ~ ~KM1 SB2 FU2