1、項目項目5 交流電動機繼電器交流電動機繼電器-接觸器接觸器 基本控制線路裝配與檢修基本控制線路裝配與檢修【項目內容】【項目內容】 常用低壓電器的結構、工作原理、使用、測試、拆裝、檢修；電氣控制線路的設計、繪制及國家標準；三相異步電動機直接啟動控制線路的裝配與檢修；三相異步電動機限位控制線路的裝配與檢修；三相異步電動機順序控制及多地控制線路的裝配與檢修；三相異步電動機降壓啟動控制線路的裝配與檢修；三相異步電動機調速控制線路的裝配與檢修；三相異步電動機制動控制線路的裝配與檢修。 【項目目標】【項目目標】 掌握常用低壓電器的結構、工作原理及使用、測試、拆裝、檢修方法。了解電氣控制線路的設計、繪制的基

2、本原則及相應國家標準。掌握三相異步電動機直接啟動控制、限位控制、順序控制、多地控制、降壓啟動控制、調速控制、制動控制等控制線路的設計、繪制原則。會進行電氣控制線路的器件布局、電氣接線、功能調試。會進行電氣控制線路的測試、維護與故障檢修。 任務任務5.1 常用低壓電器的認識與使用常用低壓電器的認識與使用 低壓電器的分類如下。 (1)按用途或所控制的對象可分為：低壓配電電器、低壓控制電器。 (2)按動作方式可分為：自動切換電器、非自動切換電器。 (3)按低壓電器的執行機構可分為：有觸點電器、無觸點電器。一、常用開關類低壓電器的認識與使用一、常用開關類低壓電器的認識與使用 1.開啟式負荷開關開啟式負

3、荷開關 開啟式負荷開關的結構及電氣符號如圖5-1所示。它具有結構簡單、價格便宜、安裝使用維修方便等優點。 使用較為廣泛的膠蓋閘刀開關為HK系列，其型號含義如下： 選用開啟式負荷開關的注意事項如下。 額定電壓、額定電流及極數的選擇應符合電路的要求；選擇開關時，應注意檢查各刀片與對應夾座是否接觸良好，各刀片與夾座開合是否同步。如有問題，應予以修理或更換。 開啟式負荷開關的常見故障及處理方法如表5.1所示。 2.封閉式負荷開關封閉式負荷開關 半封閉式負荷開關的外形如圖5-2所示。 其型號含義如下： 封閉式負荷開關的選用 作為隔離開關或控制電熱、照明等電阻性負載時，鐵殼開關的額定電流等于或稍大于負載的

4、額定電流即可。 用于控制電動機啟動和停止時，鐵殼開關的額定電流可按大于或等于兩倍電動機額定電流選取。 3.組合開關組合開關 (1)組合開關的結構及作用 組合開關又稱為轉換開關，圖5-3所示為組合開關的結構、接線和符號。 半封閉式負荷開關的常見故障及處理方法如表5.2所示。 其型號含義如下： 組合開關的選用 用于一般照明、電熱電路，其額定電流應大于或等于被控電路的負載電流總和。 當用做設備電源引入開關時，其額定電流稍大于或等于被控制電路的負載電流的總和。 當用于直接控制電動機時，其額定電流一般可取電動機額定電流的23倍。 組合開關的常見故障及處理方法如表5.3所示。 4.低壓斷路器與智能斷路器低

5、壓斷路器與智能斷路器 低壓斷路器又稱為低壓自動開關，常用的低壓斷路器因結構不同分為兩類：裝置式和萬能式。低壓斷路器在動作上相當于刀開關、熔斷器和欠電壓繼電器的組合作用。它的結構形式很多，其原理示意圖及圖形符號如圖5-4所示。 裝置式低壓斷路器的內部結構如圖5-5所示。 常用萬能式低壓斷路器的結構圖如圖5-6所示。 低壓斷路器的選用 低壓斷路器的額定電壓應高于線路的額定電壓。 用于控制照明電路時，電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流一般取負載的6倍。用于電動機保護時，裝置式低壓斷路器電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流應為電動機啟動電流的1.7倍。萬能式低壓斷路器的上述電流應為電動機啟動電流的1.35倍。 用于

6、分斷或接通電路時，其額定電流和熱脫扣器整定電流均應等于或大于電路中負載額定電流的2倍。 選用低壓斷路器作為多臺電動機短路保護時，電磁脫扣器整定電流為容量最大的一臺電動機啟動電流的1.3倍加上其余電動機額定電流的2倍。 選用低壓斷路器時，在類型、等級、規格等方面要配合上、下級開關的保護特性，不允許因本級保護失靈導致越級跳閘，擴大停電范圍。 低壓斷路器的常見故障及處理方法如表5.4所示。 二、主令電器的認識與使用二、主令電器的認識與使用 1.按鈕按鈕 常用的有LA10，LA18，LA19和LA25等系列，其中LA19系列按鈕結構和外形及符號如圖5-7所示。 按鈕顏色的含義如表5.5所示。 按鈕的選

7、用 根據使用場合，選擇按鈕的種類。 根據用途，選用合適的形式。 按控制回路的需要，確定不同按鈕數。 按工作狀態指示和工作情況要求，選擇按鈕和指示燈的顏色(參照國家有關標準)。 核對按鈕額定電壓、電流等指標是否滿足要求。 按鈕的常見故障及處理方法如表5.6所示。 2.行程開關行程開關 常用行程開關有LX19系列和JLXK1系列，其型號含義如下： 為了適應生產機械對行程開關的碰撞，行程開關與生產機械的碰撞部分有不同的結構形式，常用碰撞部分有直動式(按鈕式)和滾輪式(旋轉式)，其中滾輪式又有單滾輪式和雙滾輪式兩種，其外形和符號如圖5-8所示。 各種系列的行程開關結構基本相同，區別僅在于使行程開關動作

8、的傳動裝置和動作速度不同。JLXK1系列快速行程開關的結構和動作原理如圖5-9所示。 行程開關的選用：行程開關觸點允許通過的電流較小，一般不超過5A。選用行程開關時，應根據被控制電路的特點、要求及使用環境和所需觸點數量等因素綜合考慮。 行程開關的常見故障及處理方法如表5.7所示。 三、低壓熔斷器認識與使用三、低壓熔斷器認識與使用 熔斷器的符號如圖5-10所示。 常用的低壓熔斷器有插入式、螺旋式、無填料半封閉式、填料封閉管式等幾種，如RCL，RL1，RT0系列，其型號的含義如下； 1.瓷插式熔斷器瓷插式熔斷器 瓷插式熔斷器主要用于380V三相電路和220V單相電路做短路保護，其外形及結構如圖5-

9、11所示。 2.螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器 用于交流380V、電流200A以內的線路和用電設備做短路保護，其外形和結構如圖5-12所示。 3.無填料封閉管式熔斷器無填料封閉管式熔斷器 用于交流380V、額定電流1000A以內的低壓線路及成套配電設備做短路保護，其外形及結構如圖5-13所示。 4.填料封閉管式熔斷器填料封閉管式熔斷器 填料封閉管式熔斷器主要由熔管、觸刀、夾座、底座等部分組成，如圖5-14所示。 低壓熔斷器的選用低壓熔斷器的選用 選擇熔斷器主要應考慮熔斷器的種類、額定電壓、熔斷器額定電流等級和熔體的額定電流。 (1)熔斷器的額定電壓UN應大于或等于線路的工作電壓UL。 (2)熔斷器的

10、額定電流IN必須大于或等于所裝熔體的額定電流IRN。 (3)熔體額定電流IRN的選擇 當熔斷器保護電阻性負載時，熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流即可。 當熔斷器保護一臺電動機時，熔體的額定電流可按下式計算，即IRN(1.52.5)IN。 當熔斷器保護多臺電動機時，熔體的額定電流可按下式計算，IRN(1.52.5)IN(max)+I。 熔斷器的常見故障及處理方法如表5.8所示。 四、交流接觸器的認識與使用四、交流接觸器的認識與使用 常用的交流接觸器有CJ0、CJ10、CJ12等系列產品，其型號的含義如下： 1.交流接觸器的結構交流接觸器的結構 交流接觸器主要由電磁系統、觸點系統、滅弧裝置

11、等部分組成，其結構圖、原理圖及符號如圖5-15所示。 2.交流接觸器的工作原理交流接觸器的工作原理 當交流接觸器的電磁線圈接通電源時，線圈電流產生磁場，使靜鐵芯產生足以克服彈簧反作用力的吸力，將動鐵芯向下吸合，使常開主觸點和常開輔助觸點閉合，常閉輔助觸點斷開。主觸點將主電路接通，輔助觸點則接通或分斷與之相連的控制電路。 當接觸器線圈斷電時，靜鐵芯吸力消失，動鐵芯在反作用彈簧力的作用下復位，各觸點也隨之復位，將有關的主電路和控制電路分斷。 3.交流接觸器的選用交流接觸器的選用 交流接觸器在選用時，其工作電壓不低于被控制電路的最高電壓，交流接觸器主觸點額定電流應大于被控制電路的最大工作電流。用交流

12、接觸器控制電動機時，電動機最大電流不應超過交流接觸器額定電流允許值。用于控制可逆運轉或頻繁啟動的電動機時，交流接觸器要增大一至二級使用。 交流接觸器電磁線圈的額定電壓應與被控制輔助電路電壓一致，對于簡單電路，多用380V或220V；在線路較復雜或有低壓電源的場合或工作環境有特殊要求時，也可選用36V，127V等。 接觸器觸點的數量、種類等應滿足控制線路的要求。 4.交流接觸器的常見故障及排除方法交流接觸器的常見故障及排除方法 交流接觸器的常見故障及處理方法如表5.9所示。 1.熱繼電器的結構熱繼電器的結構 熱繼電器的結構如圖5-18所示，它由發熱元件、觸點、動作機構、復位按鈕和整定電流裝置五部

13、分組成。 發熱元件由雙金屬片及繞在雙金屬片外面的電阻絲組成，雙金屬片由兩種熱膨脹系數不同的金屬片復合而成。使用時將電阻絲直接串聯在異步電動機的電路上。 五、熱繼電器的認識與使用五、熱繼電器的認識與使用 熱繼電器的用途是對電動機和其他用電設備進行過載保護。常用的熱繼電器有JR0，JR2，JR16等系列，其型號的含義如下： 2.熱繼電器的工作原理熱繼電器的工作原理 當電路正常工作時，對應的負載電流流過發熱元件產生的熱量不足以使雙金屬片產生明顯的彎曲變形；當設備過載時，負載電流增大，與它串聯的發熱元件產生的熱量使雙金屬片產生彎曲變形，經過一段時間后，當彎曲程度達到一定幅度時，由導板推動杠桿，使熱繼電

14、器的觸點動作，其動斷觸點斷開，動合觸點閉合。 熱繼電器的整定電流，是指熱繼電器長期運行而不動作的最大電流。通常只要負載電流超過整定電流1.2倍，熱繼電器必須動作。整定電流的調整可通過旋轉外殼上方的旋鈕完成，旋鈕上刻有整定電流標尺，作為調整時的依據。 3.熱繼電器的選用熱繼電器的選用 應根據保護對象、使用環境等條件選擇相應的熱繼電器類型。 (1)對于一般輕載啟動、長期工作或間斷長期工作的電動機，可選擇兩相保護式熱繼電器，當電源平衡性較差、工作環境惡劣或很少有人看守時，可選擇三相保護式熱繼電器，對于三角形接線的電動機應選擇帶斷相保護的熱繼電器。 (2)額定電流或發熱元件整定電流均應大于電動機或被保

15、護電路的額定電流。當電動機啟動時間不超過5s時，發熱元件整定電流可以與電動機的額定電流相等。若電動機頻繁啟動、正反轉、啟動時間較長或帶有沖擊性負載等情況下，發熱元件的整定電流值應為電動機額定電流的1.11.5倍。 應注意：熱繼電器可以做過載保護但不能作短路保護；對于點動、重載啟動、頻繁正反轉及帶反接制動等運行的電動機，一般不宜采用熱繼電器做過載保護。 4.熱繼電器的常見故障及排除方法熱繼電器的常見故障及排除方法 熱繼電器的常見故障及處理方法如表5.10所示。 六、時間繼電器的認識與使用六、時間繼電器的認識與使用 時間繼電器是一種利用電磁原理或機械原理來延遲觸點閉合或分斷的自動控制電器。它的種類

16、很多，按其工作原理可分為電磁式、空氣阻尼式、電子式、電動式；按延時方式可分為通電延時和斷電延時兩種。 圖5-19所示為時間繼電器的圖形和文字符號。通常時間繼電器上有好幾組輔助觸點，分為瞬動觸點、延時觸點。延時觸點又分為通電延時觸點和斷電延時觸點。所謂瞬動觸點即是指當時間繼電器的感測機構接受到外界動作信號后，該觸點立即動作(與接觸器一樣)，而通電延時觸點則是指當接收輸入信號(例如線圈通電)后，要經過一定時間(延時時間)后，該觸點才動作。斷電延時觸點，則在線圈斷電后要經過一定時間后，該觸點才恢復。 JSZ3系列時間繼電器是采用集成電路和專業制造技術生產的新型時間繼電器，具有體積小、重量輕、延時范圍

17、廣、抗干擾能力強、工作穩定可靠、精度高、延時范圍寬、功耗低、外形美觀、安裝方便等特點，廣泛應用于自動化控制中做延時控制之用。JSZ3系列電子式時間繼電器采用插座式結構，所有元件裝在印制電路板上，用螺釘使之與插座緊固，再裝上塑料罩殼組成本體部分，在罩殼頂部裝有銘牌和整定電位器旋鈕，并有動作指示燈。 其型號的含義如下： JSZ3A型延時范圍：0.5s/5s/30s/3min。 JSZ3系列時間繼電器的性能指標有：電源電壓：AC50Hz，12V、24V、36V、110V、220V、380V；DC12V、24V等；電壽命：10104次；機械壽命：100104次；觸點容量：AC220V5A，DC220V

18、0.5A；重復誤差：小于2.5%；功耗：1W；使用環境：15oC40oC。 JSZ3系列時間繼電器的接線如圖5-20所示。 電子式時間繼電器在使用時，先預置所需延時時間，然后接通電源，此時紅色發光管閃爍，表示計時開始。當達到所預置的時間時，延時觸點實行轉換，紅色發光管停止閃爍，表示所設定的延時時間已到，從而實現定時控制。 3.時間繼電器的選用時間繼電器的選用 (1)應根據被控制線路的實際要求選擇不同延時方式及延時時間、精度的時間繼電器。 (2)應根據被控制電路的電壓等級選擇電磁線圈的電壓，使兩者電壓相符。 4.時間繼電器的常見故障及排除方法時間繼電器的常見故障及排除方法 時間繼電器的常見故障及

19、處理方法如表5.11所示。 七、其他繼電器的認識與使用七、其他繼電器的認識與使用 1.中間繼電器中間繼電器 中間繼電器一般用來控制各種電磁線圈使信號得到放大，或將信號同時傳給幾個控制元件，也可以代替接觸器控制額定電流不超過5A的電動機控制系統。常用的交流中間繼電器有JZ7系列，直流中間繼電器有JZ12系列，交、直流兩用的中間繼電器有JZ8系列，其型號的含義如下： JZ7系列中間繼電器的外形結構和符號如圖5-21所示，它主要由線圈、靜鐵芯、動鐵芯、觸點系統、反作用彈簧及復位彈簧等組成。它有8對觸點，可組成4對常開、4對常閉，或6對常開、2對常閉，或8對常開三種形式。 中間繼電器的工作原理與CJ1

20、010等小型交流接觸器基本相同，只是它的觸點沒有主、輔之分，每對觸點允許通過的電流大小相同。它的觸點容量與接觸器輔助觸點差不多，其額定電流一般為5A。 選用中間繼電器主要依據是控制電路的電壓等級，同時還要考慮所需觸點數量、種類及容量是否滿足控制線路的要求。 2.過電流繼電器過電流繼電器 電流繼電器可分為過電流繼電器和欠電流繼電器。過電流繼電器主要用于頻繁、重載啟動的場合作為電動機的過載和短路保護。常用的過電流繼電器有JT4、JL12及JL14等系列，其型號的含義如下： JT4系列過電流繼電器為交流通用繼電器，即加上不同的線圈或阻尼圈后便可作為電流繼電器、電壓繼電器或中間繼電器使用。JT4系列過

21、電流繼電器的外形結構和動作原理如圖5-22所示，它由線圈、圓柱靜鐵芯、銜鐵、觸點系統及反作用彈簧等組成。 過電流繼電器的線圈串接在主電路中，當通過線圈的電流為額定值時，它所產生的電磁吸力不足以克服反作用彈簧力，常閉觸點保持閉合狀態；當通過線圈的電流超過整定值后，電磁吸力大于反作用彈簧力，鐵芯吸引銜鐵使常閉觸點分斷，切斷控制回路，使負載得到保護。調節反作用彈簧力，可整定繼電器動作電流，這種過電流繼電器是瞬時動作的，常用于橋式起重機電路中。為避免它在啟動電流較大的情況下誤動作，通常把動作電流整定在啟動電流的1.11.3倍。 JL12系列過電流繼電器主要用于線繞式異步電動機或直流電動機的過電流保護，

22、它具有過載、啟動延時和過流迅速動作的保護特性。 在選用過電流繼電器用于保護小容量直流電動機和線繞式異步電動機時，其線圈的額定電流一般可按電動機長期工作額定電流來選擇；對于頻繁啟動的電動機的保護，繼電器線圈的額定電流可選大一些?？紤]到動作誤差，并加上一定余量，過電流繼電器的整定電流值可按電動機最大工作電流來整定。 3.欠電壓繼電器欠電壓繼電器 欠電壓繼電器又稱為零電壓繼電器，用做交流電路的欠電壓或零電壓保護，常用的有JT4P系列，其型號的含義如下： JT4P系列欠電壓繼電器的外形結構及動作原理與JT4過電流繼電器類似，不同點是欠電壓繼電器的線圈匝數多、導線細、阻抗大，可直接并聯在兩相電源上。 選

23、用欠電壓繼電器時，主要根據電源電壓、控制線路所需觸點的種類和數量來選擇。 4.速度繼電器速度繼電器 速度繼電器又稱為反接制動繼電器，它的作用是與接觸器配合，實現對電動機的反接制動。機床控制線路中常用的速度繼電器有JY1、JFZ0系列。 (1)JY1系列速度繼電器的結構 JY1系列速度繼電器的外形、結構及符號如圖5-23所示，圖5-23(a)是速度繼電器的外形圖，它主要由永久磁鐵制成的轉子、用硅鋼片疊成的鑄有籠形繞組的定子、支架、膠木擺桿和觸點系統等組成，其中轉子與被控電動機的轉軸相連接。 (2)JY1系列速度繼電器的工作原理 由于速度繼電器與被控電動機同軸連接，當電動機制動時，由于慣性，它要繼

24、續旋轉，從而帶動速度繼電器的轉子一起轉動，該轉子的旋轉磁場在速度繼電器定子繞組中感應出電動勢和電流，由左手定則可以確定。此時，定子受到與轉子轉向相同的電磁轉矩的作用，使定子和轉子沿著同一方向轉動，定子上固定的膠木擺桿也隨著轉動，推動簧片(端部有動觸點)與靜觸點閉合(按軸的轉動方向而定)。靜觸點又起擋塊作用，限制膠木擺桿繼續轉動，因此轉子轉動時，定子只能轉過一個不大的角度。當轉子轉速接近于零(低于100rmin)時，膠木擺桿恢復原來狀態，觸點斷開，切斷電動機的反接制動電路。 速度繼電器的動作轉速一般不低于300r/min，復位轉速約在100r/min以下。使用時，應將速度繼電器的轉子與被控制電動機同軸連接，而將其觸點(一般用常開觸點)串聯在控制電路中，通過控制接觸器實現反接制動。 【任務實