三相异步电动机的单向控制电路及其安装与调试

第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日第一章三相异步电动机的单向控制电路及其安装与调试第一节低压电器基本知识第二节单向运行控制电路所用低压电器第三节电动机基本控制电气图的绘制及安装第三节三相鼠笼异步电动机的单向运行控制线路第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日1.1概述:第一节低压电器基本知识凡是根据外界特定的信号或要求，自动或手动接通和断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对电路或非电现象的切换、控制、保护、检测和调节的电气设备均称为电器。根据工作电压的高低，电器可分为高压电器和低压电器。工作在交流额定电压1200V及以下、直流额定电压1500V及以下的电器称为低压电器。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日１．低压电器的分类1.2低压电器基本知识:（1）按应用场所提出的不同要求以及所控制的对象，可以分为低压配电电器和低压控制电器两大类。低压配电电器包括刀开关、组合开关、熔断器和断路器等，主要用于低压配电系统及动力设备中。低压控制电器包括接触器、继电器、电磁铁等，主要用于电力拖动与自动控制系统中。（2）按低压电器的动作方式，可分为自动切换电器和非自动切换电器两大类。自动切换电器是依靠电器本身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作，如接触器、继电器等。非自动切换电器主要依靠外力（如手控）直接操作来进行切换，如按钮、刀开关等。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日（3）按低压电器的执行机构，可分为有触点电器和无触点电器两大类。２．低压电器的产品标准有触点电器具有可分离的动触点和静触点，利用触点的接触和分离来实现电路的通断控制。无触点电器没有可分离的触点，主要利用半导体元器件的开关效应来实现电路的通断控制。低压电器产品标准的内容通常包括产品的用途、适用范围、环境条件、技术性能要求、试验项目和方法、包装运输的要求等，它是厂家和用户制造和验收的依据。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日低压电器标准按内容性质可分为基础标准、专业标准和产品标准三大类。按批准的级别则分为国家标准（GB）、专业（部）标准（JB）和局批企业标准（JB/DQ）三级。３．常用术语（1）通断时间从电流开始在开关电器一个极流过瞬间起，到所有极的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔。（2）燃弧时间电器分断过程中，从触头断开（或熔体熔断）出现电弧的瞬间开始，至电弧完全熄灭为止的时间间隔。（3）分断能力电器在规定的条件下，能在给定的电压下分断的预期分断电流值。本书中常用的术语有以下十个：第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日（4）接通能力开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下接通的预期接通电流值。（5）通断能力开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下接通和分断的预期电流值。（6）短路接通能力在规定条件下，包括开关电器的出线端短路在内的接通能力。（7）短路分断能力在规定条件下，包括电器的出线端短路在内的分断能力。（8）操作频率开关电器在每小时内可能实现的最高循环操作次数。（9）通电持续率电器的有载时间和工作周期之比，常以百分数表示。（10）电（气）寿命在规定的正常工作条件下，机械开关电器不需要修理或更换零件的负载操作循环次数。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日单向运行控制电路所用低压电器包括以下五大类:低压开关、熔断器、接触器、按钮和热继电器，以下分别给予介绍。低压开关主要作隔离、转换、接通和分断电路用，多数用作机床电路的电源开关和局部照明电路的控制开关，有时也可用于直接控制小容量电动机的启动、停止和正、反转。主要有刀开关、组合开关和自动空气开关三种．2.1低压开关第二节单向运行控制电路所用低压电器第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日刀开关是手动电器中结构最简单的一种，被广泛应用于各种配电设备和供电线路，一般用来作为电源的引入开关或隔离开关，也可用于小容量的三相异步电动机不频繁地启动或停止。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。负荷开关分为开启式负荷开关和封闭式负荷开关两种。开启式负荷开关又称为瓷底胶盖刀开关，简称闸刀开关。适用于照明、电热设备及小容量电动机控制线路中，供手动不频繁地接通和分断电路，并起短路保护。1.刀开关（1）刀开关型号及含义：第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日（2）刀开关结构与工作原理如图1‐1所示：a)b)c）图1‐1HK系列开启式负荷开关a)实物图、b)结构图、c)符号1—瓷质手柄2—动触头3—出线座4—瓷底座5—静触头6—进线座7—胶盖紧固螺钉8—胶盖第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日（３）选用：1）用于照明和电热负载时，选用额定电压220V或250V，额定电流不小于电路所有负载额定电流之和的两极开关。2）用于控制电动机的直接启动和停止时，选用额定电压380V或500V，额定电流不小于电动机额定电流3倍的三极开关。（４）安装与使用：1）开启式负荷开关必须垂直安装在控制屏或开关板上，且合闸状态时手柄应朝上，不允许倒装或平装，以防发生误合闸事故。2）开启式负荷开关控制照明和电热负载使用时，要装接熔断器作短路和过载保护。3）更换熔体时，必须在闸刀断开的情况下按原规格更换。4）在分闸和合闸操作时，应动作迅速，使电弧尽快熄灭。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日（５）常见故障及处理方法：开启式负荷开关的常见故障及处理方法见表1‐1：故障现象可能原因处理方法合闸后，开关一相或两相开路1．静触头弹性消失，开口过大，造成动、静触头接触不良2．熔丝熔断或虚连3．动、静触头氧化或有尘污4．开关进线或出线线头接触不良1．修整或更换静触头2．更换熔丝或紧固3．清洁触头4．重新连接合闸后，熔丝熔断1．外接负载短路2．熔体规格偏小1．排除负载短路故障2．按要求更换熔体触头烧坏1．开关容量太小2．拉、合闸动作过程慢，造成电弧过大，烧坏触头1．更换开关2．修整或更换触头，并改善操作方法第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日2.组合开关组合开关又叫转换开关，实质为刀开关，它体积小，触头对数多，灭弧性能比刀开关好，接线方式灵活，操作方便，常用于交流50Hz、380V以下及直流220V以下的电气线路中，非频繁的接通和分断电路、换接电源和负载以及控制5kW以下小容量感应电动机的启动、停止和正反转。种类有单极、双极、三极和四极等几种。外形、符号、内部结构如图1‐2所示。组合开关的型号及含义：第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日１）组合开关的结构与工作原理HZ10－10/3的三对静触头分别装在三层绝缘垫板上，并附有接线柱，用于与电源及用电设备相接。动触头是由磷铜片（或硬紫铜片）和具有良好灭弧性能的绝缘钢纸板铆合而成，并和绝缘垫板一起套在附有手柄的方形绝缘转轴上。手柄和转轴能在平行于安装面的平面内，沿顺时针或逆时针方向每次转动90度。带动三个动触头分别与三对静触头接触或分离，实现接通或分断电器的目的。开关的顶盖部分是由滑板、凸轮、扭簧和手柄等构成的操作机构。由于采用了扭簧储能，可使触头快速闭合或分断，从而提高了开关的通断能力。图1‐2组合开关a)实物图b)结构图c)符号第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日２）组合开关的选用组合开组合开关应根据电源种类、电压等级、所需触头数、接线方式和负载容量进行选用。（1）用于照明或电热电路时，组合开关的额定电流应等于或大于电路中各负载电流的总和。（2）用于直接控制异步电动机的启动和正、反转时，开关的额定电流一般取电动机额定电流的1.5～2.5倍。３）组合开关的安装与使用（1）HZ10系列组合开关应安装在控制箱（或壳体）内，其操作手柄最好在控制箱的前面或侧面。开关为断开状态时应使手柄在水平旋转位置。HZ3系列组合开关外壳上的接地螺钉应可靠接地。（2）若需在箱内操作，开关最好装在箱内右上方，并且在它的上方不安装其它电器，否则应采取隔离或绝缘措施。（3）组合开关的通断能力较低，不能用来分断故障电流。用于控制异步电动机的正反转时，必须在电动机完全停止转动后才能反向启动，且每小时的接通次数不能超过15～20次。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日（4）当操作频率过高或负载功率因数较低时，应降低开关的容量使用，以延长其使用寿命。（5）倒顺开关接线时，应将开关两侧进出线中的一相互换，并看清开关接线端标记，切忌接错，以免产生电源两相短路故障。组合开关常见故障及处理方法见下表1‐2。故障现象可能的原因处理方法手柄转动后，内部触头未动（1）手柄上的轴孔磨损变形（2）绝缘杆变形（由方形磨为圆形）（3）手柄与方轴，或轴与绝缘杆配合松动（4）操作机构损坏（1）调换手柄（2）更换绝缘杆（3）紧固松动部件（4）修理更换手柄转动后，动、静触头不能按要求动作（1）组合开关型号选用不正确（2）触头角度装配不正确（3）触头失去弹性或接触不良（1）更换开关（2）重新装配（3）更换触头或清除氧化层或尘污接线柱间短路因铁悄或油污附着接线柱部，形成导电层，将胶木烧焦，绝缘损坏而形成短路更换开关第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日3.自动空气开关自动空气开关又叫低压断路器或自动空气断路器，又简称断路器。用于不频繁地接通和断开电路以及控制电动机的运行。当电路中发生严重过载、短路及失压等故障时，能自动切断故障电路，有效地保护接在它后面的电气设备。自动空气开关具有操作安全、安装使用方便、工作可靠、动作值可调、分断能力较高、兼顾用多种保护、动作后不需要更换组件等优点。自动空气开关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。（1）DZ5—20型自动空气开关的型号及含义：第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日（２）DZ5—20型自动空气开关的结构及工作原理DZ5—20型低压断路器的外形和结构如图1‐3所示。图1‐3DZ5—20型自动空气开关a)DZ108‐20型实物图b)DZ5—20型外形c)DZ5—20型结构1—按钮2—电磁脱扣器3—自由脱扣器4—动触头5—静触头6—接线柱7）热脱扣器第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日断路器的工作原理如图1‐4所示，低压断路器在电路图中的符号如图1‐5所示。需要手动分断电路时，按下分断按钮即可。图1‐4低压断路器工作原理图1‐5低压断路器的符号1—分闸弹簧2—主触头3—传动杆4—锁扣5—轴6—过电流脱扣器7—热脱扣器8—欠压失压脱扣器9—分断按钮10—杠杆11—拉力弹簧第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日（3）低压断路器的一般选用原则1）低压断路器的额定电压和额定电流应不小于线路的正常工作电压和计算负载电流。2）热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的额定电流。3）电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载正常工作时可能出现的峰值电流。用于控制电动机的断路器，其瞬时脱扣整定电流可按下式选取：IZ≥KIst式中，K为安全系数，可取1.5～1.7；Ist为电动机的启动电流。4）欠压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压。5）断路器的极限通断能力应不小于电路最大短路电流。（４）低压断路器的安装与使用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。第一章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片2020年2月23日星期日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