电气控制授课教案电机及电气控制技术.doc

第一部分  电机与拖动电机及电气控制技术学习本课程的基本要求：一、 电机的结构及工作原理二、 基本原理及PLC的组成三、 掌握继电接触器控制系统基本分析和设计能力四、 应用软件、梯形图编程方法及应用实例 参考书籍：1.电气控制与PLC原理及应用电子工业出版社 程周主编2.工厂电气控制技术 高等教育出版社 张运波 刘淑荣主编3.可编程序控制器及常用控制电器冶金工业出版社 何友华主编4.PLC编程及应用 机械工业出版社 廖常初主编5. 机电一体化专业必备知识与技能手册 华中科技大学出版社 游英杰 叶俊主编第一篇 电机及拖动绪 论(2学时)教学目的要求：通过本次课的学习，使学生对这门课有一个轮廓性的了解，明确本课程在数控知识体系中的位置、意义，了解本课程在实际生产生活中的作用，掌握本课程的三个重要组成部分电机、电气控制、PLC，以及学习该门课的方法。 主要教学内容： 电气技术在生产中的作用 电力拖动的组成 电机的发展概况 电气控制技术的发展方向教学重点、难点：重点：电力拖动的组成电机的发展概况电气控制技术的发展方向难点：电机的发展概况电气控制技术的发展方向 教具：电机一台一、电机与电气控制技术课程简介1.电机2.电气控制技术3.PLC技术二、电机在国民经济中的作用1.发电厂的发电机和变压器2.交通运输业中电力机车是由电动机来牵引的3.电梯的上升和下降、飞机的螺旋桨、电扇的旋转、洗衣机4.控制电机对信号起执行、检测、放大的作用，广泛应用于雷达的自动定位、人造5.卫星的发射、飞机的控制、电梯的自动选层和显示、计算机外围设备、机器人、音箱设备中。三、电力拖动的组成电机拖动系统是用电动机来拖动机械运行的系统。包括：电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源五个部分。如图：控 制电 源电 动 机传 动 机 构生 产 机 构图0-1“一拖一”“一拖多”“多拖一”四、电机的发展概况 电机工业的发展和科学技术发展密切相关，随着生产力的发展，蒸汽动力在使用和管理上的不便，迫使人们去寻找新的能源和动力。此时电磁学得到了兴起和发展。 19世纪后期正是世界电机工业迅猛发展时期，我国正处于半封建半殖民地国家，电机工业受到了严重的束缚。解放后，我国电机工业迅猛发展。从20世纪50年代开始研制电机，历经了产品仿制、自行设计和研制，逐步形成了自己的生产体系。五、电气技术在生产中的作用不同产品的生产工艺和精度不同， 这就要求对拖动生产机械的电动机进行控制，控制的方法很多，但以电气控制技术尤为普遍。控制方法从手动的到自动控制，功能从简单到复杂，控制技术从单机到群控，操作从笨重到轻便，推动了生产技术的不断更新和高速发展。六、电气控制技术的发展方向 继电接触器控制：有触点、工艺复杂电气控制 PLC：硬件平台软件化第一章 三相异步电动机教学目的要求：掌握三相异步电动机的结构及运行原理掌握三相异步电动机的启动、制动问题了解三相异步电动机的调速问题主要教学内容：三相异步电动机的结构及运行原理三相异步电动机的启动、调速及制动问题教学重点、难点：重点：三相异步电动机的结构及运行原理难点：三相异步电动机的运行原理三相异步电动机的启动教具：交流电机一台教学内容：第一节 三相异步电机的结构及工作原理（2学时）电机是实现电能和机械能相互转换的一种旋转电机。异步电动机是把交流电能转变为机械能的一种动力机械。三相异步电动机被广泛用来驱动各种金属切削机床、起重机、中、小型鼓风机、水泵及纺织机械等。单相异步电动机由于容量小，性能较差，常用于日常生活中的小家电及小功率电动工具。一、 三相异步电动机的运行原理1、旋转磁场三相异步电动机与直流电动机一样，也是根据电磁感应原理而制成的。不同的是直流电动机为一静止磁场，三相异步电动机却是一旋转磁场。那么，旋转磁场是怎样产生的？三相旋转磁场的产生三相旋转磁场产生的条件是：三相对称绕组通以三相对称电流。旋转磁场的转向与三相电源通入定子绕组电流的相序一致。旋转磁场的转速n1（又称同步转速）。其表达式为：式中，f1为电源频率（Hz）；p为电机磁极对数，它取决于定子绕组的分布。2三相异步电动机基本工作原理如图为一台两极三相鼠笼式异步电动机的剖面图。图1-1 三相异步电动机工作原理图基本工作原理是： 电生磁：三相对称绕组中通入三相对称电流产生圆形旋转磁场其转向与相序一致，为顺时针方向，转速为 ； （动）磁生电：转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流； 电磁力（矩）：转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转矩，驱使电动机转子转动。 由图可知，转子的转向与旋转磁场转向相同，若要使电动机反转只需对调电动机的任意两根电源线。在没有其他外力作用下，转子的速度n永远略小于同步转速n1，异步电动机转子转速与同步转速总是存在差异，故称异步电动机。同时它又是基于电磁感应原理而工作的，所以又称感应电动机。3转差率S 异步电动机工作的必要条件是nn1，二者之差称做转差，即：n2n1一n。将异步电动机的转差n2与同步转速n1之比值称做转差率s 。即s（n1一n）/ n1 s是异步电机的重要物理量，根据s的大小可判断异步电机工作于不同状态（0s1为电动状态、s0为发电状态、s1为制动状态）。就是异步电机电动状态时，s的微小变化，也会引起转速较大变化，即n（1一s）n1 。 异步电动机定子刚接上电源瞬时，转子尚未转动，n0，则转差率s1。 当异步电动机转速nn1，则转差率s0。 当异步电动机转速0< nn1，则转差率的范围在01之间变化。 异步电动机额定运行时，nnN，则sN0.020.06。 空载时，n接近n1，则sN0.00050.005。二、三相异步电动机的结构三相异步电动机种类繁多，若按转子结构分为鼠笼式和绕线式异步电动机两大类。异步电动机分类方法虽不同，但各类三相异步电动机的基本结构却是相同的。图1-2图1-3三、三相异步电动机的铭牌三相异步电动机出厂时，电机机座上都固定着一块铭牌，如表1.1所示，主要标注电机的型号和主要技术数据，供正确选择和使用电动机时参考。 型号表示方法：图1-5第二节 三相异步电动机的启动（2学时）异步电动机是把交流电能转变为机械能的一种动力机械。三相异步电动机被广泛用来驱动各种金属切削机床、起重机、中、小型鼓风机、水泵及纺织机械等。一、三相异步电动机的启动1、 定义：指电动机接通电源后，由静止状态到稳定运行状态到稳定运行状态的过程。2、 要求：启动电流小，以减小对电网的冲击。启动转矩大，以加速启动过程，缩短启动时间。3、 分类：直接启动笼型串电阻（电抗）启动降压启动 Y -启动自耦变压器启动 转子回路串电阻绕线型转子回路串频敏变阻器 二、三相笼型异步电动机的启动1、直接启动三相异步电动机直接起动是指电动机直接加额定电压，定子回路不串任何电器元件时的起动。特点： 优点：设备简单，操作方便；缺点：起动电流大，须足够大的电源；适用条件：小容量电动机带轻载的情况起动。？如何判断是否能起动：起动电流；起动转矩；二者必须同时满足。2、降压启动原理：启动时，通过启动设备使加到电动机上的电压小于额定电压，使电动机转速上升到一定数值时，再使电动机承受额定电压，保证电动机在额定电压下稳定运行。串电阻（抗）启动三相鼠笼式异步电动机在定子回路中串接电抗器（可改接电阻器，但能耗较大，适用于较小容量电机）降压起动的接线原理图如图1-6所示。三相异步电动机定子串电抗起动。即开关2K接到“起动”端，使起动时电抗器接入定子回路；起动后，切除电抗器，即开关2K接到“运行”端。图 1-6 鼠笼式异步电动机的串电抗器起动 Y -启动对应运行时定子绕组接成形的三相鼠笼式异步电动机，起动时接成形（接线原理图如图1-7所示），则定子每相电压降为额定电压的1/3，从而实现了降压起动。即起动时，开关2K合到下方，电动机定子绕组接成形，电动机开始起动；当转速升到一定程度后，开关2K从下方断开合向上方。定子绕组接成形，电动机进入正常运行。图1-7 耦变压器降压启动三相鼠笼式异步电动机采用自耦变压器降压起动接线原理图如图1-8所示。起动时。开关向下一边，电动机的定子绕组通过三相自耦变压器T的中间抽头接到三相电源上，从而降压起动。当转速升高到稳定值后，开关K投向上边。即“运行”端，自耦变压器被切除，电动机定子直接接到电源上，电动机正常运行。图 1-8自耦变压器降压运动三、三相绕线式异步电动机的启动对于三相绕线式异步电动机启动时，转子回路串接适当的三相对称电阻，既能限制起动电流，又能增大起动转矩，且能使起动转矩等于最大转矩。起动结束后，可以切除外串电阻，电动机的效率不受影响。对于重载和频繁起动的生产机械，三相鼠笼式异步电动机难以满足要求时，才选用三相绕线式异步电动机。因为，绕线式异步电动机与鼠笼式异步电动机相比较，结构较复杂，控制维护较困难，制造成本较高，价格较贵。1、转子回路串电阻优点：只要在转子回路串入适当的电阻，既可减少起动电流，又可增加起动转矩适用条件：电动机在重载情况下的起动场合。2、转子回路串频敏电阻器（如图1-9）转子串频敏变阻器起动的三相饶线式异步电动机接线原理图如图1-9所示，起动开始，开关K断开，电动机转子串入频敏变阻器起动。电机转速达到稳定值后，开关K接通，切除频敏变阻器，电动机进入正常运行。频敏变阻器是一铁损耗很大的三相电抗器，在起动过程中，能自动、无级的减小电阻保持转矩近似不变，使起动过程平稳、迅速。结构简单，运行可靠，维护方便，应用广泛。图1-9（a） 图1-9（b）第三节 三相异步电机的制动及调速（2学时）许多生产机械工作时，为提高生产力和安全起见，往往需要快速停转或由高速运行迅速转为低速运行，这就需要对电动机进行制动。一、 三相异步电动机的制动 三相异步电动机的制动是三相异步电动机的起动的逆过程。异步电动机的制动就是使电动机的转矩 T与转速n反向，即T起反抗运动的作用。使电动机转速由某一稳定转速迅速降为零的过程或者使电动机产生的转矩与负载转矩相平衡，从而使电动机的下降转速保持恒定。三相异步电动机的制动方法有能耗制动，反接制动，回馈制动三种，其制动运动状态有能耗制动状态，反接制动状态，回馈制动状态。1、 能耗制动原理： 能耗制动的电路原理图如图1-10所示，三相异步电动机定子绕组切断三相交流电源后（1K断开），同时，在定子绕组任意两相上接入直流电流(也称直流励磁电流)，即接通开关2K，能耗制动广泛应用于要求平稳准确停车的场合。图1-10能耗制动接线图2、 反接制动原理：三相绕线式异步电动机处于正常电动运行，当改变三相电源的相序时，如图1-11电路接线图中1K断开，2K闭合则改变了电源相序，电动机便进入了反接制动过程。由于电源相序改变，圆形旋转磁场反向，而转子不可能立即改变转向，因而转子感应电动势反向，电流反向，则电磁转矩也反向，电动机处于制动运行状态，电动转速迅速下降，直到转速 ，电机将停转，从而实现了快速制动停车。定子电源反接的反接制动广泛用于要求迅速停车和需要反转的生产机械上，多用于三相绕线式异步电动机中。对于三相鼠笼式异步电动机由于转子回路无法串电阻，则反接制动只能用于不频繁制动的场合。图1-11 反接制动二、三相异步电动机的调速 三相异步电动机的转速公式为n=60f/p (1-s)式中f为异步电动机的定子电压供电频率；P电动机的极对数；S异步电动机的转差率。所以调节三相异步电动机的转速有三种方案。1.转差率调速改变转差率的方法很多，常用的方案有改变异步电动机的定子电压调速，采用电磁转差（或滑差）离合器调速，转子回路串电阻调速以及串极调速。前两种方法适用于鼠笼式异步电动机，后者适合于绕线式异步电动机。这些方案都能使异步电动机实现平滑调速，但共同的缺点是在调速过程中存在转差损耗，即在调节过程中转子绕组均产生大量的钢损耗，使转子发热，系统效率降低。2.改变电动机的极对数通过改变定子绕组的连接方式来实现。变极调速是改变异步电动机的同步转速n1所以一般称变极调速的电动机为多速异步电动机。3.变频调速通过改变定子绕组的电压供电频率f来实现。当转差率s一定时，电动机的转速n基本上正比于f。很明显，只要有输出频率可平滑调节的变频电源，就能平滑、无极地调节异步电动机的转速。小结：通过本章的学习，大家应掌握以下知识：1、三相笼型异步电动机的降压启动原理及方法2、三相绕线式异步电动机的启动原理及方法3、三相异步电动机的制动和调速原理及方法。作业：1、三相笼型异步电动机的降压启动方法有哪些？2、试说明三相异步电动机的运行原理。3、三相异步电动机的制动方法有哪些？第二章 直流电机教学目的要求：掌握直流电机的结构、基本工作原理与分类了解直流电机的电枢绕组电磁转矩理解掌握直流电机的电枢电动势和电磁转矩掌握直流电动机的基本方程式与机械特性主要教学内容：直流电机的结构与基本工作原理直流电机的电枢绕组电磁转矩直流电机的电枢电动势和电磁转矩直流电动机的分类、基本方程式与机械特性教学重点、难点：重点：掌握直流电机的基本工作原理与结构 掌握直流电动机的机械特性难点：直流电机的电枢电动势和电磁转矩直流电动机的固有机械特性教具：Z2-17型直流电机一台教学内容：第一节 直流电机的结构及工作原理（2学时）直流电机是实现直流电能和机械能相互转换的一种旋转电机。它包括直流发电机和直流电动机。将机械能转化为电能的是直流发电机，将电能转化为机械能的是直流电动机。一、 电机的分类发电机：将机械能转换为电能电动机：将电能转换为机械能变压器：改变电压控制电机：信息的处理二、 直流发电机的工作原理直流电机是实现直流电能和机械能相互转换的一种旋转电机。它包括直流发电机和直流电动机。将机械能转化为电能的是直流发电机，将电能转化为机械能的是直流电动机。与交流电机相比，直流电机结构复杂，成本高，维护麻烦，但直流电动机具有良好的调速性能、较大的启动转矩和过载能力强等很多优点，广泛应用与轧钢机、电力机车、大型机床拖动系统中。 直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。当原动机拖动电枢以恒速n逆时针方向转动时，根据电磁感应定律可知，在线圈边（即导体）ab和cd中有感应电动势产生。感应电动势e的大小用式（1）确定。e=BLv(V)（1）式中B导体所在处的磁密(Wb/m²)L导体ab或cd的长度(m);v导体ab或cd与B之间的相对线速度(m/s）。感应电动势的方向按右手定则确定。如果想要得到直流电动势，那么必须把上述线圈abcd感应的电动势进行整流，实现整流的装置称之为换向器。图2-1是直流发电机的原理模型。图2-1直流发电机的原理模型三、 直电动机的工作原理图2-2 直流电动机原理图图2-2所示为直流电动机的原理模型，与图2-1不同的是：线圈不被原动机拖动；电刷 、 接上直流电源。于是在线圈abcd中有电流流过。根据电磁力定律可知，载流导体ab、cd上受到的电磁力f为：f=BLI(N)（2）式中B导体所在处的气隙磁密（Wb/m2）；L导体ab或cd的长度（m）；I导体中的电流（A）。导体受力的方向用左手定则确定这种同一台电机，既能作发电机又能作电动机运行的原理结构用途学理论中称为电机的可逆原理。四、 直流电机的主要结构及用途图2-3主极铁心励磁绕组换向极铁心换向极绕组主磁极换向极机座电刷装置定子转子电枢铁心电枢绕组换向器转轴直流电机1定子部分直流电机定子部分主要由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成。2转子部分直流电机转子部分主要由电枢铁心和电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。图2-4为直流电机电枢装配示意图。图2-4直流电机的电枢1转轴；2轴承；3换向器；4电枢铁心；5电枢绕组；6风扇；7轴承五、直流电机的用途和分类把机械能转变为直流电能的电机是直流发电机；把直流电能转换为机械能的电机称为直流电动机。直流电动机多用于对调速要求较高的生产机械上，如轧钢机、电力牵引、挖掘机械、纺织机械等等。第二节 直流电机的基本特性（2学时）把机械能转变为直流电能的电机是直流发电机；把直流电能转换为机械能的电机称为直流电动机。直流电动机多用于对调速要求较高的生产机械上，如轧钢机、电力牵引、挖掘机械、纺织机械等等。直流电动机具有良好的启动性能和宽广的调速范围，因而在电力拖动系统中被广泛采用。一、直流电动机的分类直流电机的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。根据励磁方式的不同，直流电机可分为下列几种类型。1 他励直流电机励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机，接线如图2-5（a）所示。图中M表示电动机，若为发电机，则用G表示。永磁直流电机也可看作他励直流电机。2 并励直流电机并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联，接线如图2-5（b）所示。作为并励发电机来说，是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电；作为并励电动机来说，励磁绕组与电枢共用同一电源，从性能上讲与他励直流电动机相同。3 串励直流电机串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流电源，接线如图2-5（c）所示。这种直流电机的励磁电流就是电枢电流。4 复励直流电机复励直流电机有并励和串励两个励磁绕组，接线如图2-5（d）所示。若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励。若两个磁通势方向相反，则称为差复励。不同励磁方式的直流电机有着不同的特性。一般情况直流电动机的主要励磁方式是并励式、串励式和复励式，直流发电机的主要励磁方式是他励式、并励式和和复励式。图2-5直流电机的励磁方式a)他励； b)并励； c)串励； d）复励二、电压平衡方程式 当直流电动机运行时，电枢绕组切割气隙磁场产生感应电动势Ea。由右手定则可判定电动势Ea的方向与电枢电流Ia的方向相反，如图2-6所示。”如果以图2-5中各物理量的方向为参考正方向，就可以写出他励直流电动机的电压平衡方程式：图2-6直流电机的原理图式中，Ra为电枢回路的总电阻；Rf为励磁回路的总电阻；If为励磁电流。 上式表明，直流电动机在电动运行状态下，电枢电动势Ea小于端电压U。三、直流电动机的机械特性电动机的机械特性是指电动机稳定运行时，电动机转速与电磁转矩的关系，即nf (Tem)。当UUN，N，RRa（Rs0）时的机械特性称为固有机械特性，其方程式为由上式作出的特性曲线，称为固有机械特性曲线，如图2所示。其特点为：（1）对于任何一台直流电动机，只有一条固有机械特性曲线。（2）由于电枢回路没有外串电阻，因为Ra很小，则很小，那么转速降n很小，因此，它是一条微微下降的直线，所以固有机械特性属于硬特性。图2-7直流电动机固有机械特性小结：1、直流电机的结构与基本工作原理2、直流电机的电枢绕组电磁转矩3、直流电机的电枢电动势和电磁转矩 4、直流电动机的基本特性作业：1、电机的分类？2、直流电动机的分类？第三章 变压器教学目的要求：知道变压器的构造知道变压器是用来改变交流电压的装置 理解互感现象，理解变压器的工作原理 掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题 理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题。主要教学内容：变压器的工作原理和结构掌握变压器的铭牌和用途三相电力变压器掌握变压器的应用教学重点、难点：重点：变压器的工作原理和结构三相电力变压器难点：三相电力变压器教具：电子变压器一个，电力变压器一个教学内容：第一节 变压器（2学时）变压器是一种静止的电机，通过线圈间的电磁感应关系，将某一等级的交流电压转换为同频率的另一等级的交流电压。一、变压器的用途：1、电力系统用于电力系统升、降电压的变压器。远距离输电为什么必须采用高压输电？2、调压用的自耦变压器整流变压器(专用)： 给直流电力机车供电。电炉变压器(专用) 给电炉(如炼钢炉)供电。电焊变压器(专用)：给电焊机供电。电子变压器：用于电子产品中3、仪表变压器：用在测量设备中。 二、基本工作原理AXu1 i1 0e1axe2i2u2图3-1变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。只要(1)磁通有变化量;(2)一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的目的。基本原理：其中： ； 若 可见，只要改变线圈的匝数，就能达到改变电压的目的。三、 三相电力变压器的基本结构1、铁心：构成主磁路，机械骨架，由硅钢片迭成材料：0.35mm厚涂有绝缘漆膜的硅钢片，导磁性能好，可减少铁损；图3-2铁心结构：心式和壳式；迭片方式：交迭式迭装2、线圈：导电部分，铜线或铝线*为便于线圈和铁心绝缘，低压靠近铁心柱在里面，高压在外面；同心式线圈在铁心上排列方式： 交迭式3、油箱和冷却装置：器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。 变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油起两个作用：在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作用。油箱有许多散热油管，以增大散热面积。 为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。这些都是变压器的冷却装置。 4、绝缘套管：将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作用。5、保护装置和其他变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，并流进储油柜中。储油柜使变压器油与空气接触面变小,减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度。从而减缓了油的变质。故障时,热量会使变压器油汽化,触动气体继电器发出报警信号或切断电源。如果是严重事故，变压器油大量汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出变压器油箱，避免油箱爆裂四、变压器的应用1、 自耦变压器2、 仪用互感器3、 电焊变压器小结：通过本节课学习，希望同学掌握以下知识：1、 知道变压器的构造知道变压器是用来改变交流电压的装置2、 理解互感现象，理解变压器的工作原理3、 掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题4、 理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题作业： 思考题：自耦变压器的有哪些应用？第二篇 电气控制技术第一章 低压电器教学目的要求：了解低压电器的定义及分类 掌握电气图形符号及文字符号 掌握刀开关、接触器、熔断器、继电器原理及应用掌握按钮、行程开关、低压断路器的原理及应用主要教学内容：电器的定义及分类 电气图形符号及文字符号 刀开关、接触器、继电器符号、原理及应用按钮、行程开关、低压断路器的原理及应用教学重点、难点：重点：低压电器、接触器的定义及分类刀开关、继电器原理及应用按钮、行程开关的原理及应用难点：刀开关原理及应低压断路器的原理及应用教具：各种低压电器（10件）；CJ10-40A交流接触器一个、RL1-15熔断器一个、RC1A熔断器一个；JR36-20热继电器一个、JS7-4A时间继电器一个；LA4-3H380V5A按钮一组、JLK1-111行程开关一个、DZ5-20低压断路器一个；教学内容：第一节 基本概念（2学时）电机拖动系统是用电动机来拖动机械运行的系统。包括：电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源五个部分。而不同产品的生产工艺和精度不同， 这就要求对拖动生产机械的电动机进行控制，控制的方法很多，但以电气控制技术尤为普遍。主要有以下两类：继电接触器控制：有触点、工艺复杂电气控制 PLC：硬件平台软件化 一、 继电接触器的简介1、低压电器2、基本电气控制环节3、三相异步电动机的启动、制动控制系统。二、电器及分类1、定义：一种能控制电路的设备。2、分类：按电压等级分低压电器：用于交流1200V、直流1500V级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。高压电器：交流1200V以上、直流1500V以上。按操作方式分手动电器：刀开关、按钮、转换开关自动电器：低压断路器、接触器、继电器按用途分低压配电电器：刀开关、低压断路器、熔断器等。低压控制电器：接触器、继电器、控制器、按钮等。三、低压电器的基本结构及型号 1、电器分感测部分和执行部分组成：吸引线圈、铁心、衔铁、铁轭、空气气隙。图1-1图1-12、型号 / 四、 电气图的图形符号及文字符号1、 图形符号 符号要素 一般符号 限定符号2、 文字符号 基本文字符号 辅助文字符号五、 电器介绍1、 刀开关 刀开关作用l 不频繁的手动接通和分断交、直流电路。l 电源引入l 隔离开关 开关类实物及符号图1-2塑料刀开关 a)单极刀开关b)双极刀开关c)三极刀开关 图1-3刀开关的符号（文字及图形符号）胶壳：灭弧熔丝：短路保护刀开关的安装刀开关的选用刀开关的额定电流/电压应大于电路的电流/电压。刀开关的型号及符号图1-4第二节 接触器、熔断器（4学时）一、 接触器1、定义：接触器是一种自动控制电器，用来自动地、频繁的、远距离地接通或断开大容量的交直流负载。 一种自动控制电器远距离地接通或断开大容量的交直流负载。欠压保护2、分类：交流接触器、直流接触器。3、组成：铁心电磁机构衔铁吸引线圈主触点：三个常开触点触点系统辅助触点：两常开两常闭灭弧装置4、交流接触器结构 图1-5交流接触器的工作原理 图1-6注意：接通与分断能力：可靠接通和分断的电流值。接通时：主触点不应发生熔焊。分断时：主触点不应发生长时间燃弧。短路铜环：为了减小机械振动和噪音5、型号、含义图1-76、图形符号及文字符号图1-87、接触器的选用 接触器类型的选择根据负载种类，选择交流接触器或直流接触器 接触器主触点额定电流的选择 接触器主触点额定电压的选择 接触器吸引线圈电压的选择二、熔断器1、 熔断器的作用 主要用作短路保护，串联在电路中，熔断器的电阻很小。熔断器的优点 结构简单、价格便宜、动作可靠、使用维护方便2、实物图及保护特性 要由熔体、熔管和熔座作成。丝状熔体 片状 材料铅锡合金、锌小电流电路银、铜大电流电路 <IN 电路保持畅通 =1.32 IN过载，熔体缓慢熔断 =810 IN 短路，迅速熔断3、分类4、符号 文字符号 FU 图形符号图1-95、常用熔断器的主要规格 熔断器的型号：图1-106、熔断器的选用 类型 额定电压 熔体额定电流 照明电路 IFUI 单台电动机负载 IFU（1.52.5）IN多台电动机负载IFU（1.52.5）INMAX+IN 7、 故障检查 一般用万用表的电阻档测量熔断器两端的电阻值，阻值很小；否则断路。 常见故障：断路；螺钉松开；接线柱不牢固；接线柱上下接反； 处理措施：更换熔体或整体更换；紧固螺钉；注意螺旋式熔断器低端为进线柱，高端为出线柱。第三节 继电器（4学时）继电器是一种根据电量（电压、电流等）或非电量（热、时间、转速、压力等）的变化使触点动作，接通或断开控制电路，以实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。从结构上看，继电器一般都具有两个基本组成部分，即感测部分和执行部分。一、 继电器1、定义2、继电器分类：用途分：控制继电器、保护继电器、中间继电器。原理分：电磁式、感应式、热继电器等参数分：电流、电压、速度、压力继电器动作时间分：瞬时继电器、延时继电器输出形式分：有触点、无触点继电器3、区别继电器：用于控制电路、电流小，没有灭弧装置，可在电量或非电量的作用下动作。接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一 般只能在电压作用下动作。二、热继电器 1、作用具有过载保护特性的过电流继电器。长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行均会引起过电流。用于：电动机或其他设备的过载保护和断相保护。2、结构原理图图1-113、图形符号及文字符号图1-124、型号图1-13三、中间继电器1、作用在电路中起信号传递与转换作用2、结构图1-142、 符号图1-153、 型号图1-16 四、时间继电器1、定义： -当吸引线圈通电或断电后其触点经过一定延时再动作的继电器。符号:KT2、分类：按原理分：电动式电磁式阻尼式电子式(晶体管、数字式)按延时方式分： 通电延时型断电延时型3、结构及原理图1-174、 符号图1-185、型号图1-19五、速度继电器1、作用：速度继电器常用于三相感应电动机按速度原则控制的反接制动线路中，亦称反接制动继电器。2、结构及工作原理：主要由转子、定子和触点三部分组成。转子是一个圆柱形永久磁铁，定子是一个笼型空心圆环，由硅钢片叠成，并装有笼型绕组。1一转轴2一转子3一定子4一绕组5一摆锤6、7一静触点8、9一动触点图1-20 速度继电器原理示意图3、符号图1-21速度继电器的图形及文字符号（a）转子（b）动合触点(C)动断触点第四节 主令电器（2学时）主令电器是一种机械操作的控制电器，对各种电气系统发出控制指令，使继电器和接触器动作，从而改变拖动装置的工作状态（如电动机的起动、停车、变速等），以获得远距离控制。自动控制系统中用于发送控制指令的电器称为主令电器。主令电器应用广泛，种类繁多。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、接近开关、主令控制器、万能转换开关等。一、 按钮1、分类紧急式装有突出的蘑菇形钮帽，以便于紧急操作；指示灯式在透明的按钮内装入信号灯，用作信号显示；钥匙式为了安全起见，需用钥匙插入方可旋转操作等。 通常，红色按钮表示急停按钮，绿色按钮表示启动按钮。2、按钮实物及工作原理 1-按钮帽2-复位弹簧3一动触点图1-223、按钮符号（图形及文字符号） a)常开触点 b)常闭触点 c)复合按钮图1-234、按钮的选用及维护选用：电压/电流维护：看、摇、测、磨二、行程开关1、作用：