课题一：电动机正转自锁控制线路.doc

江苏省张家港第二职业高级中学实习备课记录
总第 课时
实习课题
电动机正转自锁控制线路
教学课时
课时
教学目标
通过本项目的学习，学生应了解常用低压电器的性能与选用，能掌握电动机全压启动六个基本控制线路的基本原理，能按原理图进行接线和调试，并能对各控制线路的故障进行检修与检修。
理论要求
1.常用低压电器的功能与正确使用
2.理解电气控制线路图绘制的原则
3.理解各控制线路的工作原理
4.熟练掌握各控制线路的安装接线
5.会各控制线路的故障检修与检修
实践要求
熟悉电气控制线路工作原理和电工用具的正确使用，在电力拖动线路板上合理布置电器元件，并能安电路图接线，同时能检修线路故障。
教学程序
教学仪器
电工实习室、常用低压电器、电工用具、电力拖动线路板、电动机、连接导线等。
理论内容
1．电动机正转自锁控制线路图
L1
L2
L3
QS
FU2
FU1
U11
V11
W11
M
3～
U12
V12
W12
KM
KM
KM
U V W
SB1
SB2
PE
1
3
5
2

2．元器件介绍
（1） 组合开关：又称转换开关，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。
HZ 10— /
/
组合开关
设计序号
极数
开关专门用途代号
额定电流
组合开关的型号及含义：

QS
组合开关的符号：

（2） 低压断路器：又称自动空气开关或自动空气断路器，可简称断路器。
低压断路器作用：当电路中发生短路、过载和失压等故障时，能自动切断故障电路，保护线路和电气设备。
低压断路器按结构形式可分为塑壳式（又称装置式）、框架式（又称万能式）、限流式、直流快速式、灭磁式和漏电保护式等六类。
常用的低压断路器是DZ系列，DZ5系列为小电流系列，额定电流为10～50A。DZ10系列为大电流系列，额定电流有100A、250A、600A三种。
低压断路器的型号及含义：
组合开关
设计序号
极数
附件代号
额定电流
DZ 5—20 /
/
脱扣器代号
0表示不带附件
2表示有辅助触头
0表示无脱扣器
1表示热脱扣器式
2表示电磁脱扣器式
3表示复式

QF

低压断路器的符号：

低压断路器安装与使用：
① 低压断路器应垂直于配电板安装，电源引线应接到上端，负载引线接到下端
② 低压断路器用作电源总开关或电动机的控制开关时，在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器等，以形成明显的断开点。
③ 低压断路器在使用前应将脱扣器工作面的防锈油脂擦干净；各脱扣器动作值一经调整好，不允许随意变动，以免影响其动作值。
④ 使用过程中若遇分断短路电流，应及时检查触头系统，若发现电灼烧痕，应及时修理或更换。
⑤ 断路器上的积尘应定期清除，并定期检查各脱扣器动作值，给操作机构添加润滑剂。
（3） 熔断器：熔断器是低压配电网络和电力拖动系统中主要用作短路保护的电器。使用时串联在被保护的电路中，当电路发生短路故障，通过熔断器的电流达到或超过某一规定值时，以其自身产生的热量使熔体熔断，从而自动分断电路，起到保护作用。
熔断器的结构：主要由熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。
熔断器的主要参数：
①额定电压：熔断器的额定电压是指能保证熔断器长期正常工作的电压，若熔断器的实际电压大于其额定电压，熔体熔断时可能会发生电弧不能熄灭的危险。
②额定电流：熔断器的额定电流是指保证熔断器能长期正常工作的电流，是由熔断器各部分长期工作时的允许温升决定的。它与熔体的额定电流是两个不同的概念。熔体的额定电流是指在规定的工作条件下，长时间通过熔体而熔体不熔断的最大电流。通常，一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体。但熔体的额定电流不能大于熔断器的额定电流值。
熔断器的分类：按结构形式分为半封闭插入式、无填料封闭管式、有填料封闭管式和自复式四类。
①RC1A系列插入式熔断器（瓷插式熔断器）
熔断器
插入式
额定电流
设计序号
R C 1 A
改型设计
型号及含义：

结构：由瓷座、瓷盖、动触头、静触头及熔丝五部分组成。
②RL1系列螺旋式熔断器
熔断器额定电流
熔断器
螺旋式
熔体额定电流
设计序号
R L 1
型号及含义：

结构：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。
FU
熔断器的符号：

熔断器的安装与使用：
① 熔断器应完好无损，安装时应保证熔体和夹头以及夹头和夹座接触良好，并具有额定电压、额定电流值标志。
② 插入式熔断器应垂直安装，螺旋式熔断器的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。这样在更换熔断管时，旋出螺帽后螺纹壳上不带电，保证了操作者的安全。
③ 熔断器内要安装合格的熔体，不能用多根小规格熔体并联代替一根大规格的熔体。
④ 安装熔断器时，各级熔体应相互配合，并做到下一级熔体规格比上一级规格小。
⑤ 安装熔丝时，熔丝应在螺栓上沿顺时针方向缠绕，压在垫圈下，拧紧螺钉的力应适当，以保证接触良好，同时注意不能损伤熔丝，以免减小熔体截面积，产生局部发热而产生误动作。
⑥ 更换熔体或熔管时，必须切断电源。尤其不允许带负荷操作，以免产生电弧灼伤。
⑦ 熔断器兼做隔离器件使用时应安装在控制开关的电源进线端；若仅做短路保护用，应安装在控制开关的出线端。
（4） 按钮：按钮是一种具有用人体某一部分（一般为手指或手掌）所施加力而操作的操动器，并具有储能（弹簧）复位的一种控制开关。按钮的触头允许通过的电流较小，一般不超过5A，因此一般情况下它不直接控制主电路的通断，而是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，再有它们去控制主电路的通断、功能转换或电气联锁。
按钮的型号及含义：
常开触头数
主令电器
按钮
结构形式代号
设计序号
L A
常闭触头数

按钮的分类：按钮按静态（不受外力作用）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：未按下时，触头是断开的；按下时触头闭合；当松开后，按钮自动复位。
常闭按钮：与常开按钮相反，未按下时，触头是闭合的；按下时触头断开；当松开后，按钮自动复位。
复合按钮：将常开和常闭按钮组合为一体。按下复合按钮时，其常闭触头先断开，然后常开触头再闭合；而松开时，常开触头先断开，然后常闭触头再闭合。
按钮的符号：
SB
SB
SB
常开按钮
常闭按钮
复合按钮
（停止按钮）
（启动按钮）
急停按钮
钥匙操作式按钮

按钮的安装与使用：
① 按钮安装在面板上时，应布局整齐，排列合理，如根据电动机启动的先后顺序，从上到下或从左到右排列。
② 同一机床运动部件有几种不同的工作状态时（如上、下、前、后、松、紧等），应使每一对相反状态的按钮安装在一起。
③ 按钮的安装要牢固，安装按钮的金属板或金属按钮盒必须可靠接地。
④ 由于按钮的接触间距较小，如有油污等极易发生短路故障，所以应注意保持触头间的清洁
⑤ 光标按钮一般不宜用于需长期通电显示处，以免塑料外壳过度受热而变形，使更换灯泡困难。
(5) 交流接触器：接触器是一种自动的电磁式开关，适用于远距离频繁地接通或断开交流主电路及大容量控制电路。它不仅能实现远距离自动操作和欠电压释放保护功能，而且具有控制容量大、工作可靠、操作频率高、使用寿命长等优点。
A、B—改型产品
Z—直流线圈
S—带锁扣
接触器
交流
极数（以数字表示，三极产品不标注）
设计序号
C J
额定电流（A）
Z—重任务
X—消弧
B——栅片去游离灭弧
交流接触器的型号及含义：

交流接触器的触头：按通断能力分为主触头和辅助触头。交流接触器的主触头用以通断电流较大的主电路，一般由三对接触面较大的常开触头组成。交流接触器的辅助触头用以通断电流较小的控制电路，一般由两对常开和两对常闭触头组成。所谓触头的常开和常闭，是指电磁系统未通电动作时触头的状态。
常开触头和常闭触头是联动的。当线圈通电时，常闭触头先断开，常开触头随后闭合。当线圈断电时，常开触头首先恢复断开，随后常闭触头恢复闭合。两种触头在改变工作状态时，先后有个时间差，尽管这个时间差很短，但对分析线路的控制原理却很重要。
交流接触器的符号：
KM
线圈
KM
主触头
KM
辅助常开触头
KM
辅助常闭触头

3．绘制、识读电气控制线路图的原则
（2） 电路图一般分电源电路、主电路和辅助电路三部分绘制。
① 电源电路画成水平线，三相交流电源相序L1、L2、L3自上而下依次画出，中线N和保护地线PE依次画在相线之下。直流电源的“+”端画在上边，“—”端在下边画出。电源开关要水平画出。
② 主电路是指受电的动力装置及控制、保护电器的支路等，它是由主熔断器、接触器的主触头、热继电器的热元件以及电动机等组成。主电路通过的电流是电动机的工作电流，电流较大。主电路要画在电路图的左侧并垂直电源电路。
③ 辅助电路一般包括控制主电路工作状态的控制电路；显示主电路工作状态的指示电路；提供机床设备局部照明的照明电路等。它是由主令电器的触头、接触器线圈及辅助触头、继电器线圈及触头、指示灯和照明灯等组成。辅助电路通过的电流都较小，一般不超过5A。画辅助电路图时，辅助电路要跨接在两相电源线之间，一般按照控制电路、指示电路和照明电路的顺序依次垂直画在主电路的右侧，且电路中与下边电源线相连的耗能元件（如接触器和继电器的线圈、指示灯、照明灯等）要画在电路图的下方，而电器的触头要画在耗能元件与上边电源线之间。为读图方便，一般应按照自左而右、自上而下的排列来表示操作顺序。
（3） 电路图中，各电器的触头位置都按电路未接通或未受外力作用时的常态画出。分析原理时，应从触头的常态位置出发。
（4） 电路图中，不画各电器元件实际的外形图，而采用国家统一规定的电气图形符号画出。
（5） 电路图中，同一电器的各元件不按它们的实际位置画在一起，而是按其在线路中所起的作用分画在不同电路中，但它们的动作却是相互关联的，因此，必须标注相同的文字符号。若图中相同的电器较多时 ，需要在电器文字符号后面加注不同的数字，以示区别，如KM1、KM2等。
（6） 画电路图时，应尽量减少线条和避免线条交叉。对有直接电联系的交叉导线连接点，要用小黑点表示；无直接电联系的交叉导线则不画小黑圆点。
（7） 电路图采用电路编号法，即对电路中的各个接点用字母或数字编号。
① 主电路在电源开关的出线端按相序依次编号为U11、V11、W11。然后按从上而下、从左至右的顺序，每经过一个电器元件后，编号要递增，如U12、V12、W12；U13、V13、W13……。单台三相交流电动机（或设备）的三根引出线按相序依次编号为U、V、W。对于多台电动机引出线的编号，为了不致引起误解和混淆，可在字母前用不同的数字加以区别，如1U、1V、1W；2U、2V、2W……。
② 辅助电路编号按“等电位”原则从上至下、从左至右的顺序用数字依次编号，每经过一个电器元件后，编号要依次递增。控制电路编号的起始数字必须是1，其他辅助电路编号的其始数字依次递增100，如照明电路编号从101开始；指示电路编号从201开始等。
4．控制电路工作原理：先合上电源开关QS。
启动：按下SB1
KM线圈得电
KM主触头闭合
KM常开辅助触头闭合
电动机M启动连续运转。

当松开SB1，其常开触头恢复分断后，因为接触器KM的常开辅助触头闭合时已将SB1短接，控制电路仍保持接通，所以接触器KM继续得电，电动机M实现连续运转。象这种当松开启动按钮SB1后，KM通过自身常开辅助触头而使线圈保持得电的作用叫做自锁。当启动按钮SB1并联起自锁作用的常开辅助触头叫自锁触头。
停止：按下SB2
KM线圈失电
KM主触头分断
KM自锁触头分断
电动机M失电停转。

当松开SB2，其常闭触头恢复闭合后，因接触器KM的自锁触头在切断控制电路时已分断，解除了自锁，SB1也是分断的，所以接触器KM不能得电，电动机M也不会转动。
接触器自锁控制线路不但能使电动机连续运转，而且具有欠压和失压（或零压）保护作用。
（1）欠压保护：“欠压”是指线路电压低于电动机应加的额定电压。“欠压保护”是指当线路电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源停转，避免电动机在欠压下运行的一种保护。采用接触器自锁控制线路就可避免电动机欠压运行。因为当线路电压下降到一定值（一般指低于额定电压85%以下）时，接触器线圈两端的电压也同样下降到此值，从而使接触器线圈磁通减弱，产生的电磁吸力减小。当电磁吸力减小到小于反作用弹簧的拉力时，动铁心被释放，主触头、自锁触头同时分断，自动切断主电路和控制电路，电动机失电停转，达到了欠压保护的目的。
（2）失压（或零压）保护：失压保护是指电动机在正常运行中，由于外界某种原因引起突然断电时，能自动切断电动机电源；当重新供电时，保证电动机不能自行启动的一种保护。接触器自锁控制线路也可以实现失压保护。因为接触器自锁触头和主触头在电源断电时已经断开，使控制电路和主电路都不能接通，所以在电源恢复供电时，电动机就不会自行启动运转，保证了人身和设备的安全。
操作内容
一、 安装说明
1． 元件清单
代号
名称
型号
规格
数量
M
三相异步电动机
Y112M—4
4KW、380V、△接法、8.8A、1440r/min
1
QS
组合开关
HZ10—25/3
三极、额定电流25A
1
FU1
螺旋式熔断器
RL1—60/25
500V、60A、配熔体额定电流25A
3
FU2
螺旋式熔断器
RL1—15/2
500V、15A、配熔体额定电流2A
2
KM
交流接触器
CJ10—20
20A、线圈电压380V
1
SB
按钮
LA10—3H
保护式、按钮数3（代用）
1
XT
端子板
JX—1015
10A、15节、380V
1
2． 安装步骤及工艺要求
（1）在控制板上安装电器元件，并贴上醒目的文字符号，工艺要求如下：
①组合开关、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧，并使熔断器的受电端为底座的中心端。
②各元件的安装位置应整齐、均匀，间距合理，便于元件的更换。
③紧固各元件时要用力均匀，紧固程度适当。在紧固熔断器、接触器等易碎裂元件时，应用手按住元件的一边轻轻摇动，一边用旋具轮换旋紧对角线上的螺钉，直到手摇不动后再适当旋紧些即可。
（2） 线路板上进行槽板布线和套编码管的工艺要求：
① 布线应横平竖直，分布均匀。变换走向时应垂直。
② 布线时严禁损伤线芯和导线绝缘。
③ 布线顺序一般以接触器为中心，由里向外，由低到高，先控制电路，后主电路进行，以不妨碍后续布线为原则。
④ 在每根剥去绝缘层导线的两端套上编码套管，所有从一个接线端子（或接线柱）到另一个接线端子（或接线柱）的导线必须连续，中间无接头。
⑤ 导线与接线端子或接线柱连接时，不得压绝缘层、不反圈及不露铜过长。
⑥ 同一元件、同一回路的不同接点的导线间距离应保持一致
⑦ 一个电器元件接线端子上的连接导线不得多余两根，每节接线端子板上的连接导线一般只能允许连接一根。
⑧ 按钮内接线时，用力不可过猛，以防螺钉打滑。
（3） 据电路图检查控制线路板的正确性
（4） 安装电动机
（5） 连接电动机和按钮金属外壳的保护接地线。
（6） 连接电源、电动机等控制板外部的接线。
二、检测说明
1．按电路图或接线图从电源端开始，逐段核对接线及接线端子处线号是否正确，有无漏接、错接之处。检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固。
2．学生用万用表检查线路的通断情况。应选用倍率适当的电阻挡，并进行校零，以防止短路故障的发生。
（1）对控制电路的检查（可断开主电路），将表棒分别搭在U11、V11线端上，此时读数应为“∞”。按下SB1（或者用起子按下KM的衔铁）时，指针应偏转很大，读数应为接触器线圈的直流电阻。
（2）对主电路的检查（断开控制电路），看有无开路或短路现象，此时可用手动来代替接触器通电进行检查。
3．用兆欧表检查线路的绝缘电阻应不得小于1MΩ。
4．通电试车：必须征得老师同意，并由老师在现场监护。由老师接通三相电源L1、L2、L3，学生合上电源开关QS，按下SB1，观察接触器KM是否吸合，松开SB1接触器KM是否自锁，观察电动机运行是否正常等；按下SB2，观察接触器KM是否释放，电动机是否停转。
问题与思考
故障的排除：
例：（部分故障现象的排除路径）
1。按下SB1，KM1不吸合
电源：FU2：1-1-3-5-2-2
2。按下SB1，KM1吸合，松开SB1，KM1释放
3-3-5-5（KM1自锁）
3。合上电源，KM1立即吸合
3-5短接
延伸与拓展