电力拖动基础知识

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1、电 力 拖 动 基 础 知 识 低压电器 配电电器控制电器 开 关熔 断 器接 触 器继 电 器起 动 器 时 间 继 电 器热 继 电 器低 压 电 器 简 介第 一 节 ： 常 用 低 压 电 器 生 产 机 械 中 所 用 的 控 制 电 器 多 属 于 低 压 电 器 ， 它是 指 在 电 压 在 500V以 下 、 用 来 接 通 或 断 开 电 路 ， 以 及来 控 制 、 调 节 和 保 护 用 电 设 备 的 电 气 器 具 。电 器 按 动 作 性 质 可 分 为 以 下 两 类 ： （ 1） 非 自 动 电 器 ： 这 类 电 器 没 有 动 力 机 构 ， 依 靠 人力

2、或 其 他 外 力 来 接 通 或 切 断 电 路 ， 如 刀 开 关 、 转 换 开 关等 。 （ 2） 自 动 电 器 ： 这 类 电 器 有 电 磁 铁 等 动 力 机 构 ， 按照 指 令 、 信 号 或 参 数 变 化 而 自 动 动 作 ， 使 工 作 电 路 接 通和 切 断 ， 如 接 触 器 、 自 动 开 关 等 。 低 压 电 器 的 分 类 电 器 按 其 用 途 又 可 分 为 以 下 三 类 ： （ 1） 控 制 电 器 ： 用 来 控 制 电 动 机 的 启 动 、 反 转 、 调 速 、制 动 等 动 作 ， 如 接 触 器 、 继 电 器 等 。 （ 2） 保

3、 护 电 器 ： 用 来 保 护 电 动 机 ， 使 其 安 全 运 行 ， 以及 保 护 生 产 机 械 使 其 不 受 损 坏 ， 如 熔 断 器 、 电 流 继 电 器 等 。 （ 3） 执 行 电 器 ： 用 来 操 作 、 带 动 生 产 机 械 和 支 撑 与 保持 机 械 装 置 在 固 定 位 置 上 的 一 种 元 件 ， 如 电 磁 铁 、 电 磁 离 合器 等 。 大 多 数 电 器 既 可 作 控 制 电 器 ， 亦 可 作 保 护 电 器 ， 它 们之 间 没 有 明 显 的 界 线 。 如 电 流 继 电 器 可 按 “ 电 流 ” 参 量 来控 制 电 动 机 ，

4、 又 可 用 来 保 护 电 动 机 不 致 过 载 ； 又 如 行 程 开关 既 可 用 来 控 制 工 作 台 地 加 、 减 速 及 行 程 长 度 ， 又 可 作 为终 端 开 关 保 护 工 作 台 不 致 闯 到 导 轨 外 面 去 。 1.刀 开 关 在 电 力 拖 动 控 制 线 路 中 最 常 用 的 是 由 刀 开 关 和 熔 断 器 组 合而 成 的 负 荷 开 关 。 生 产 中 常 用 HK系 列 开 启 式 负 荷 开 关 （ 又 称 瓷 底 胶 盖 刀 开 关 ，简 称 闸 刀 开 关 ） ， 适 用 于 照 明 、 电 热 设 备 及 小 容 量 （ 5.5kW

5、以 下 ） 电 动 机 控 制 线 路 中 ， 供 手 动 不 频 繁 地 接 通 和 分 断 电 路 ，起 短 路 保 护 作 用 。结 构 ： 开 关 的 瓷 座 上 装 有 进 线座 、 静 触 头 、 熔 体 、 出 线 座 和带 手 柄 的 刀 式 动 触 头 ， 上 面 盖有 胶 盖 以 防 止 操 作 时 触 及 带 电体 或 分 断 时 产 生 的 电 弧 飞 出 伤人 。 考 虑 到 电 机 较 大 的 起 动 电 流 ， 刀闸 的 额 定 电 流 值 应 如 下 选 择 ：（ 35)*异 步 电 机 额 定 电 流电 路 符 号安 装 使 用 注 意 ：A、 必 须 垂 直

6、 安 装 ， 不 允 许 倒 装 或 平 装 。B、 电 源 进 线 接 在 静 触 头 一 边 的 进 线 座 上 ， 负 载 接 在 动 触 头一 边 的 出 线 座 上 。C、 分 合 闸 操 作 应 迅 速 ， 使 电 弧 尽 快 熄 灭 。 2.组 合 开 关 组 合 开 关 又 称 为 转 换 开 关 ， 常 用 于50HZ、 380V以 下 及 直 流 220V以 下 的 电气 线 路 中 ， 供 手 动 不 频 繁 的 接 通 和 断 开电 路 、 换 接 电 源 和 负 载 以 及 控 制 5KW以下 小 容 量 异 步 电 动 机 的 启 动 、 停 止 和 正反 转 。

7、常 用 的 有 HZ系 列 的 （ 如 图 HZ10-10/3型 组 合 开 关 ） ， 主 要 由 手 柄 、 转 轴 、弹 簧 、 凸 轮 、 绝 缘 垫 板 、 动 触 头 、 静 触头 、 接 线 端 子 、 绝 缘 杆 组 成 。 手 柄 和 转轴 能 在 平 行 于 安 装 平 面 的 平 面 内 沿 顺 时针 或 逆 时 针 方 向 每 次 转 动 90 ， 带 动 动触 头 与 静 触 头 接 触 和 分 离 ， 实 现 接 通 和分 断 电 路 的 目 的 。 组 合 开 关 中 ， 有 一 类 是 转 为 控 制 小 容 量 三 相 异 步 电 动 机的 正 反 转 而 设

8、 计 生 产 的 ， HZ3-132型 组 合 开 关 ， 俗 称 倒 顺 开关 或 可 逆 转 换 开 关 。 开 关 的 手 柄 有 “ 倒 ” 、 “ 顺 ” 、 “ 停 ”三 个 位 置 ， 手 柄 只 能 从 “ 停 ” 位 置 左 转 或 右 转 45 。 低 压 断 路 器 又 称 自 动 空 气 开 关 或 自 动 空 气 断 路 器 ，它 相 当 于 把 手 动 开 关 ， 热 脱 扣 器 ， 电 磁 脱 扣 器 等 组 合 在一 起 构 成 的 一 种 电 器 元 件 。 当 电 路 中 发 生 短 路 、 过 载 和失 压 等 故 障 时 ， 能 自 动 切 断 故 障

9、电 路 ， 保 护 线 路 和 电 气设 备 。 3.低 压 断 路 器 在 电 力 拖 动 系 统 中 常 用 DZ系 列 塑 壳 式 断 路 器 ， （ 如DZ-20型 低 压 端 路 器 ， 其 主 要 由 动 触 头 、 静 触 头 、 灭 弧 装置 、 操 作 机 构 、 热 脱 扣 器 、 电 磁 脱 扣 器 及 外 壳 组 成 。 热 作 用 ： 可 实 现 短 路 、 过 载 、 失 压 保 护 。自 动 空 气 断 路 器 （ 自 动 开 关 ）结 构 ： 过 流脱 扣 器 欠 压脱 扣 器工 作 原 理 ： 过 流 时 ， 过 流 脱 扣 器 将 脱 钩 顶 开 ， 断 开

10、 电 源 ； 欠 压 时 ， 欠 压 脱 扣 器 将 脱 钩 顶 开 ， 断 开 电 源 。 小 型 断 路 器 5SX系 列 塑 壳 断 路 器 电 路 符 号 4.熔 断 器 熔 断 器 是 一 种 最 简 单 ， 最 可 靠 的 电 路 保 护 器 件 ， 用 于电 路 及 用 电 设 备 的 短 路 或 过 载 保 护 ， 有 高 压 熔 断 器 和 低 压熔 断 器 之 分 ,在 机 电 设 备 控 制 中 一 般 采 用 低 压 熔 断 器 ， 其 作用 是 用 于 短 路 保 护 。结 构 ： 熔 断 器 主 要 由 熔 体 、 安 装 熔 体 的 熔 管 和 熔 座 组 成 。

11、常 用 的 有 ：1） RC1A系 列 插 入 式 熔 断 器 （ 瓷 插 式 熔 断 器 ） 它 主 要 由 瓷 座 、 瓷 盖 、 动 触 头 、 静 触 头 及 熔 丝 组 成 。 一般 用 于 交 流 50HZ、 额 定 电 压 380V及 以 下 、 额 定 电 流 200A及 以 下 的 低 压 线 路 末 端 或 分 支 路 中 ， 作 为 电 气 设 备 的 短 路保 护 及 一 定 程 度 的 过 载 保 护 。 2） RL1系 列 螺 旋 式 熔 断 器 它 主 要 由 瓷 帽 、 熔 断 管 、 瓷 套 、 上 接 线 座 、 下 接 线 座 及瓷 座 等 部 分 组 成

12、 。 一 般 用 于 控 制 箱 、 配 电 屏 、 机 床 设 备 及振 动 较 大 的 场 合 ， 在 交 流 50HZ、 额 定 电 压 500V、 额 定 电 流200A及 以 下 的 电 路 中 ， 作 为 短 路 保 护 器 件 。 注 意 ： 接 线 时 ， 电 源 线 应 接 在 瓷 底 座 的 下 接 线 座 上 ， 负 载 线应 接 在 螺 纹 壳 的 上 接 线 座 上 。 安 装 熔 管 时 ， 熔 断 指 示 器 应 朝上 。 其 他 ： 如 RT0系 列 有 添 料 封 闭 管 式 熔 断 器 。电 路 符 号FU安 秒 特 性 tIF 按 钮 是 一 种 专 门

13、用 于 手 动 发 出 控 制 信 号 的 器 件 。 属 于 主 令电 器 ， 它 被 广 泛 用 各 于 种 控 制 场 合 ， 其 触 头 允 许 通 过 的 电 流较 小 ， 一 般 不 超 过 5A。 主 要 在 控 制 电 路 中 发 出 指 令 或 信 号 去控 制 接 触 器 、 继 电 器 等 电 器 ， 再 由 他 们 去 控 制 主 电 路 的 通 断 、功 能 转 换 或 电 气 联 锁 。5.按 钮 常 用 的 有 LA系 列 的 ， 一 般 由 按 钮 帽 、 复 位 弹 簧 、 桥 式动 触 触 头 、 支 柱 连 杆 及 外 壳 等 部 分 组 成 。 按 静

14、态 时 触 头 的分 合 状 态 ， 可 分 为 常 开 按 钮 （ 启 动 按 钮 ） 、 常 闭 按 钮 （ 停止 按 钮 ） 和 复 合 按 钮 （ 常 开 、 常 闭 组 合 为 一 体 的 按 钮 ） 。常 开 按 钮 常 闭 按 钮 复 合 按 钮 电 路 符 号 ： 电 路 符 号 ： 用 作 电 路 的 限 位 保 护 、 行 程 控 制 、 自 动 切 换 等 。 都是 由 触 头 系 统 、 操 作 机 构 和 外 壳 组 成 。 其 是 利 用 生 产 机械 的 运 动 部 件 碰 压 使 其 触 头 动 作 的 。结 构 与 按 钮 类 似 ， 但 其 动 作 要由 机

15、 械 撞 击 。6.行 程 开 关 7.交 流 接 触 器 交 流 接 触 器 在 工 业 及 其 它 各 个 邻 域 中 得 到 广 泛 应 用 ， 它是 一 种 利 用 电 磁 机 构 操 作 运 行 的 ， 可 远 距 离 频 繁 地 接 通 和 断开 交 直 流 主 电 路 及 大 容 量 控 制 电 路 其 主 要 控 制 对 象 是 电 动机 ， 也 可 以 用 于 控 制 其 他 负 载 。 （ 1） 结 构 ： 主 要 由 电 磁 系 统 、 触 头 系 统 、 灭 弧 装 置 和 辅 助 部 件等 组 成 。1） 电 磁 系 统 ： 主 要 由 线 圈 、 铁 心 （ 静 铁

16、 心 ） 和 衔 铁 （ 动 铁 心 ）三 部 分 组 成 。 其 作 用 是 利 用 电 磁 线 圈 的 通 电 或 断 电 ， 使 衔 铁 和铁 心 吸 合 或 释 放 ， 从 而 带 动 动 触 头 与 静 触 头 闭 合 或 分 断 ， 实 现接 通 或 断 开 电 路 的 目 的 。2） 触 头 系 统 ： 主 要 有 主 触 头 和 辅 助 触 头 。 一 般 有 三 对 主 触 头 和两 对 常 开 、 两 对 常 闭 辅 助 触 头 组 成 。 3） 灭 弧 装 置 ： 主 要 用 于 在 接 触 器 断 开 大 电 流 或 高 电 压 电 路 时 ，熄 灭 动 、 静 触 头

17、 之 间 产 生 的 电 弧 。 常 见 的 有 ： 双 断 口 电 动 力 灭弧 ， 纵 缝 灭 弧 ， 栅 片 灭 弧 。4） 辅 助 部 件 ： 主 要 有 反 作 用 弹 簧 、 缓 冲 弹 簧 、 触 头 压 力 弹 簧 、传 动 机 构 及 底 座 、 接 线 柱 等 。（ 2） 工 作 原 理 当 交 流 接 触 器 的 线 圈 通 电 后 ， 线 圈 中 流 过 的 电 流 产 生 磁场 ， 使 铁 心 产 生 足 够 大 的 吸 力 ， 克 服 反 作 用 弹 簧 的 反 作 用 力 ，将 衔 铁 吸 合 ， 通 过 传 动 机 构 带 动 三 对 主 触 头 和 辅 助 常

18、 开 触 头 闭合 ， 辅 助 常 闭 触 头 断 开 。 当 接 触 器 线 圈 断 电 或 电 压 显 著 下 降 时 ，由 于 电 磁 吸 力 消 失 或 过 小 ， 衔 铁 在 反 作 用 弹 簧 力 的 作 用 下 复 位 ，带 动 各 触 头 恢 复 到 原 始 状 态 。 电 路 符 号 ：接 触 器 主 触 头 用 于 主 电 路 （ 流 过 的 电 流 大 ， 需 加 灭 弧 装 置 ）接 触 器 辅 助 触 头 用 于 控 制 电 路 （ 流 过 的 电 流 小 ， 无 需 加 灭 弧 装 置 ）接 触 器 线 圈 线 圈 铁 芯 衔 铁 主 触 头弹 簧 辅 助触 头M3

19、电 机接 触 器 380 M3 接 触 器 220 380 动 作 过 程线 圈 通 电衔 铁 被 吸 合触 头 闭 合电 机 接 通电 源 继 电 器 是 一 种 根 据 输 入 信 号 (电 量 或 非 电 量 )的 变 化 ,接 通或 断 开 小 电 流 电 路 ,实 现 自 动 控 制 和 保 护 电 力 拖 动 装 置 的 电器 。 继 电 器 的 种 类 热 继 电 器 中 间 继 电 器 时 间 继 电 器 速 度 继 电 器 电 流 继 电 器 电 压 继 电 器8. 继 电 器 （ 1） 热 继 电 器 热 继 电 器 是 利 用 流 过 继 电 器 的 电 流 所 产 生

20、的 热 效 应 而 反时 限 动 作 的 继 电 器 。 热 继 电 器 主 要 用 于 电 动 机 的 过 载 保 护 、断 相 保 护 、 电 流 不 平 衡 运 行 的 保 护 及 其 他 电 气 设 备 发 热 状 态的 控 制 。结 构 ： 以 JR系 列 为 例 ， 主 要 由 热 元 件 、 动 作 机 构 、 触 头 系 统 、电 流 整 定 装 置 、 复 位 机 构 和 温 度 补 偿 元 件 等 部 分 组 成 。 工 作 原 理 ： 发 热 元 件 接 入 电 机 主 电 路 ， 若 长 时 间 过 载 ， 双 金 属 片 被烤 热 。 因 双 金 属 片 的 下 层

21、膨 胀 系 数 大 ， 使 其 向 上 弯 曲 ， 扣 板被 弹 簧 拉 回 ， 常 闭 触 头 断 开 ， 使 接 触 器 线 圈 断 电 ， 接 触 器 主触 头 断 开 ， 将 电 源 切 除 起 保 护 作 用 ， 电 源 切 除 后 ， 主 双 金 属片 逐 渐 冷 却 恢 复 原 位 。电 路 符 号 ：串 联 在 主 电 路 中 串 联 在 控 制 电 路 中 中 间 继 电 器 是 用 来 增 加 控 制 电 路 中 的 信 号 数 量 或 将 信 号放 大 的 继 电 器 。 其 输 入 信 号 是 线 圈 的 通 电 和 断 电 ， 输 出 信 号是 触 头 的 动 作 ，

22、 由 于 触 头 数 量 较 多 ， 所 以 可 以 用 来 控 制 多 个元 件 或 回 路 。 其 结 构 及 工 作 原 理 与 接 触 器 基 本 相 同 ， 但 中 间 继 电 器 的触 头 对 数 多 ， 且 没 有 主 辅 之 分 ， 各 对 触 头 允 许 通 过 的 电 流大 小 相 同 ， 多 数 为 5A。 以 JZ系 列 为 例 ， 主 要 由 铁 心 、 线 圈 、衔 铁 、 线 圈 、 触 头 系 统 、 反 作 用 弹 簧 和 缓 冲 弹 簧 等 组 成 。（ 2） 中 间 继 电 器 电 路 符 号 ： 自 得 到 动 作 信 号 起 至 触 头 动 作 或 输

23、 出 电 路 产 生 跳 跃 式 改 变有 一 定 时 间 ， 该 延 时 时 间 又 符 合 其 准 确 度 要 求 的 继 电 器 称 为时 间 继 电 器 。 它 广 泛 用 于 需 要 按 时 间 顺 序 进 行 控 制 的 电 气 控制 线 路 。(3) 时 间 继 电 器 常 用 的 空 气 阻 尼 式 和 晶 体 管 式 时 间 继 电 器 。 空 气 阻 尼 式 时 间 继 电 器 是 利 用 气 囊 中 的 空 气 通 过 小 孔 节流 的 原 理 来 获 得 延 时 的 ， 根 据 延 时 的 特 点 ， 可 分 为 通 电 延 时型 和 断 电 延 时 型 。 其 主 要

24、 由 电 磁 系 统 （ 线 圈 、 铁 心 、 衔 铁 ） ，触 头 系 统 （ 两 对 瞬 时 触 头 （ 一 常 开 、 一 常 闭 ） 和 两 对 延 时 触头 （ 一 常 开 、 一 常 闭 ） ） ， 空 气 室 ， 传 动 机 构 ， 基 座 组 成 。 晶 体 管 时 间 继 电 器 分 为 通 电 延 时 型 、 断 电 延 时 型 和 带瞬 动 触 点 的 通 电 延 时 型 。 它 们 均 是 利 用 电 容 对 电 压 变 化 的阻 尼 作 用 作 为 延 时 的 基 础 。 时 间 继 电 器 工 作 时 首 先 通 过 电阻 对 电 容 充 电 ， 待 电 容 上

25、电 压 值 达 到 预 定 值 时 ， 驱 动 电 路使 执 行 继 电 器 接 通 实 现 延 时 输 出 ， 同 时 自 锁 并 放 掉 电 容 上的 电 荷 ， 为 下 次 工 作 做 好 准 备 。 晶 体 管 式 时 间 继 电 器 除 执 行 继 电 器 外 ， 均 由 电 子 元 件组 成 ， 无 机 械 运 动 部 件 ， 具 有 延 时 范 围 宽 、 调 节 范 围 大 、控 制 功 率 小 、 体 积 小 、 经 久 耐 用 的 优 点 ， 正 日 益 得 到 广泛 的 应 用 。 通 电 延 时 型电 路 符 号 ： 时 间 继 电 器 断 电 延 时 型 速 度 继

26、电 器 是 反 映 转 速 和 转 向 的 继 电 器 ， 其 主 要 作 用 是 以 旋转 速 度 的 快 慢 为 指 令 信 号 ， 与 接 触 器 配 合 实 现 对 电 动 机 的 反 接制 动 控 制 ， 故 又 称 反 接 制 动 继 电 器 。 常 用 的 有 JY1型 和 JFZ0型 。结 构 ： 主 要 由 定 子 、 转 子 、 可 动 支 架 、 触 头 系 统 及 端 盖 等 部分 组 成 。工 作 原 理 ： 当 电 动 机 旋 转 时 ， 带 动 与 电 动 机 同 轴 连 接 的 速 度 继电 器 的 转 子 旋 转 ， 相 当 于 在 空 间 产 生 一 个 旋

27、 转 磁 场 ， 从 而 在 定子 笼 型 短 路 绕 组 中 产 生 感 生 电 流 ， 感 生 电 流 与 永 久 磁 铁 的 旋 转磁 场 相 互 作 用 ， 产 生 电 磁 转 矩 ， 使 定 子 随 永 久 磁 铁 转 动 的 方 向偏 转 ， 与 定 子 相 连 的 胶 木 摆 杆 也 随 之 偏 转 。 当 定 子 偏 转 到 一 定角 度 ， 胶 木 摆 杆 推 动 簧 片 ， 使 继 电 器 的 触 头 动 作 。 当 转 子 转 速 减 小 到 接 近 零 时 ， 由 于 定 子 的 电 磁 转 矩 减 小 ，胶 木 摆 杆 恢 复 原 状 态 ， 触 头 随 即 复 位

28、。（ 4） 速 度 继 电 器 电 路 符 号 ： 速 度 继 电 器 的 动 作 转 速 一 般 不 低 于 100300r/min， 复 位 转速 约 在 100r/min以 下 。 第 二 节 ： 三 相 异 步 电 动 机基 本 控 制 线 路电 源 电 路 水 平 画 出主 电 路 画 在 左 侧 与 电 源 电 路 垂 直 画 出控 制 电 路 画 在 右 侧 简 单 的 接 触 器 控 制 A B CM3刀 闸 起 隔 离 作 用 自 保 持停 止按 钮 起 动按 钮特 点 ： 小 电 流 控 制 大 电 流 。 一 、 点 动 控 制 线 路 二 、 接 触 器 自 锁 控 制

29、 线 路 三 、 点 动 与 连 续 混 合 控 制 线 路 四 、 接 触 器 联 锁 正 反 转 控 制 线 路 1 2 五 、 按 钮 联 锁 正 反 转 控 制 线 路 六 、 按 钮 接 触 器 双 重 联 锁 正 反 转 控 制 线 路 行 程 控 制 行 程 控 制 实 质 为 电 机 的 正 反 转 控 制 ，只 是 在 行 程 的 终 端 要 加 限 位 开 关 。正 程逆 程B A 七 、 行 程 开 关 终 端 保 护 反 转 控 制 线 路 自 动 往 返 运 动 控 制 正 程逆 程 电 机工 作 要 求 ： 1. 能 正 向 运 行 也 能 反 向 运 行 2. 到

30、 位 后 能 自 动 返 回 八 、 行 程 开 关 自 动 往 返 控 制 线 路 九 、 两 地 控 制 线 路 1 电 机 M1 2 电 机 M2控 制 要 求 ： 1. M1 起 动 后 ， M2才 能 起 动 2. M2 可 单 独 停顺 序 控 制 十 、 顺 序 启 动 控 制 线 路 十 一 、 顺 序 启 动 逆 序 停 车 控 制 线 路 十 二 、 星 三 角 （ Y ） 启 动 控 制 线 路A BC XYZ YZ BY XC A 十 三 、 双 重 联 锁 正 反 转 启 动 反 接 制 动 控 制 线 路 十 四 、 双 重 联 锁 正 反 转 启 动 能 耗 制 动 控 制 线 路