船舶电气设备及系统大连海事大学-第08章-电动机的自动控制基础.pptx

船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室 内容简介内容简介本本章章首首先先介介绍绍常常用用的的控控制制电电器器如如继继电电器器、接接触触器器等等，讲讲述述组组成成电电器器控控制制线线路路的的基基本本规规则则；之之后后，分析可编程控制器的工作原理。分析可编程控制器的工作原理。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室电器是一种能根据外界的信号电器是一种能根据外界的信号（机械力、电动力和其它物理（机械力、电动力和其它物理量），自动或手动接通和断开量），自动或手动接通和断开电路，从而断续或连续地改变电路，从而断续或连续地改变电路参数或状态，实现对电路电路参数或状态，实现对电路或非电对象的切换、控制、保或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节用的电气元件护、检测和调节用的电气元件或设备。或设备。什么是电器低压电器：常指用于交流额定电压低压电器：常指用于交流额定电压1200v1200v、直流额定、直流额定电压电压1500v1500v及以下的电路中的电器产品及以下的电路中的电器产品船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室8.1 控制电器的结构原理和功能控制电器的结构原理和功能 船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室时间继电器时间继电器热继电器热继电器按钮按钮熔断器熔断器限位开关限位开关接触器接触器组合按钮组合按钮中间继电器中间继电器船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室8.1.1 接触器接触器动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电源电机接通电源 线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触头主触头弹簧弹簧辅助辅助触头触头M3电机电机当吸引线圈通电后，产生的电磁吸力将衔铁吸合，带动触头工作。当线圈断电或电流小到一定程度时，由反力弹簧作用使衔铁释放。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室11铁芯铁芯 22线圈线圈 33衔铁衔铁 44静触点静触点 55动触点动触点 66触点弹簧触点弹簧77释放弹簧释放弹簧 电磁式电器工作原理示意图电磁式电器工作原理示意图 （a）线圈通以直流电的电磁机构）线圈通以直流电的电磁机构I与与无关无关b b）线圈通以交流电）线圈通以交流电船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室接触器有关符号：接触器有关符号：接触器线圈接触器线圈接触器主触头用于主电路接触器主触头用于主电路 （流过的电流大，需加灭弧装置）（流过的电流大，需加灭弧装置）常开常开常闭常闭接触器辅助触头用于控制电路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）（流过的电流小，无需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器指标：额定工作电压、电流、触点数目等。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室2)接触器的主要技术参数接触器的主要技术参数（1）线圈额定电压：）线圈额定电压：指接触器吸合线圈的额定工作指接触器吸合线圈的额定工作电压。电压。（2）额定电流：）额定电流：指主触头的额定工作电流。指主触头的额定工作电流。（3）动作值：）动作值：指接触器的吸合线圈电压和释放电压。指接触器的吸合线圈电压和释放电压。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室8.1.2 8.1.2 主令电器主令电器 主令电器是切换控制线路的单极或多极主令电器是切换控制线路的单极或多极电器，其触头容量小，不能切换主电路。电器，其触头容量小，不能切换主电路。主令电器主要包括按钮、行程开关、万主令电器主要包括按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。能转换开关、主令控制器等。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室1)1)按钮开关按钮开关 按钮开关通常用来接通或断开控制电路，从而控按钮开关通常用来接通或断开控制电路，从而控制电动机或其他电气设备的运行。制电动机或其他电气设备的运行。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室2)万能转换开关万能转换开关(多路多极开关多路多极开关)船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室转换开关有自复位式和定位式两种操作方式。自复转换开关有自复位式和定位式两种操作方式。自复位式转换开关当人手离开操作手柄时能自动回复到位式转换开关当人手离开操作手柄时能自动回复到原始位置；定位式转换开关则每隔原始位置；定位式转换开关则每隔30或或45有一个有一个定位。定位。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室3)3)行程开关行程开关 船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室行程开关又称限位开关，是利用机械运动部件行程开关又称限位开关，是利用机械运动部件的碰撞或接近来控制其触头动作的开关电器。的碰撞或接近来控制其触头动作的开关电器。常用型式有按钮式和转臂式两种常用型式有按钮式和转臂式两种船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室主主令令控控制制器器是是一一种种多多位位置置多多回回路路的的控控制制开开关关，适适合合于于频频繁繁操操作作并并要要求求有有多多种种控控制制状状态态的的场场合合，例例如起货机、锚机的控制等。如起货机、锚机的控制等。4)4)主令控制器主令控制器船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室低压熔断器是低压配电系统中起安全保护作用的低压熔断器是低压配电系统中起安全保护作用的一种电器，广泛应用于电网保护和用电设备保护。一种电器，广泛应用于电网保护和用电设备保护。主要作短路保护，有时也可起过载保护作用。主要作短路保护，有时也可起过载保护作用。船船上常用的有管式和螺旋式上常用的有管式和螺旋式。8.1.3 8.1.3 熔断器熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器瓷插式熔断器瓷插式熔断器船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室熔断器按结构可分为：开启式、半封闭式和封闭式熔断器按结构可分为：开启式、半封闭式和封闭式三种。封闭式熔断器又分为无填料管式、有填料管三种。封闭式熔断器又分为无填料管式、有填料管式和有填料螺旋式等。式和有填料螺旋式等。（a）管式熔断器）管式熔断器（b）螺旋式熔断器）螺旋式熔断器（c）保护特性）保护特性（d）电路符号）电路符号船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室 1 熔断器的结构和特征熔断器的结构和特征（1）插入式熔断器）插入式熔断器（2）螺旋式熔断器）螺旋式熔断器（3）有填料封闭管式快速熔断器）有填料封闭管式快速熔断器船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室 2熔断器的选用熔断器的选用（1）电灯支路：熔体额定电流）电灯支路：熔体额定电流支路上所有电灯的工支路上所有电灯的工作电流之和。作电流之和。（2）单台直接起动电动机：熔体额定电流（）单台直接起动电动机：熔体额定电流（15 25）电动机额定电流电动机额定电流（3）配电变压器低压侧：熔体额定电流（）配电变压器低压侧：熔体额定电流（112）变压器低压侧额定电流变压器低压侧额定电流船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室熔体额定电流熔体额定电流 的选择：的选择：频繁起动的电机频繁起动的电机2.电动机主回路电动机主回路（稍大）（稍大）1.平稳负载平稳负载 （如电灯、电炉）（如电灯、电炉）电路符号电路符号FU安秒特性安秒特性tIF几台电动机共电路几台电动机共电路=（1.52.5)In(最大的电动机最大的电动机)+In(其余电动机其余电动机)船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室3熔断器使用时的注意事项熔断器使用时的注意事项 （1）根据各种电器设备用电情况（电压等级、电流）根据各种电器设备用电情况（电压等级、电流等级、负载变化情况等），在更换熔体时，应按规定等级、负载变化情况等），在更换熔体时，应按规定换上相同型号、材料、尺寸、电流等级的熔体。换上相同型号、材料、尺寸、电流等级的熔体。（2）按线路电压等级选用相应电压等级的熔断器，）按线路电压等级选用相应电压等级的熔断器，通常熔断器额定电压不应低于线路额定电压。通常熔断器额定电压不应低于线路额定电压。（3）根据配电系统中可能出现的最大短路电流，选）根据配电系统中可能出现的最大短路电流，选择具有相应分断能力的熔断器。择具有相应分断能力的熔断器。（4）在电路中，各级熔断器应相应配合，通常要求）在电路中，各级熔断器应相应配合，通常要求前一级熔体比后一级熔体的额定电流大前一级熔体比后一级熔体的额定电流大23倍，以免倍，以免发生越级动作而扩大停电范围。发生越级动作而扩大停电范围。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室（5）不能随便改变熔断器的工作方式，在熔体熔）不能随便改变熔断器的工作方式，在熔体熔断后，应根据熔断管端头上所标明的规格，换上断后，应根据熔断管端头上所标明的规格，换上相应的新熔断管。不能用一根熔丝搭在熔管的两相应的新熔断管。不能用一根熔丝搭在熔管的两端，装入熔断器内继续使用。端，装入熔断器内继续使用。（6）作为电动机保护的熔断器，应按要求选择熔）作为电动机保护的熔断器，应按要求选择熔丝，而熔断器只能作电动机主回路的短路保护，丝，而熔断器只能作电动机主回路的短路保护，不能作过载保护。不能作过载保护。（7）在下列线路中，不允许接入熔断器）在下列线路中，不允许接入熔断器 接地线路中。接地线路中。三相四线制的中性线路中。三相四线制的中性线路中。直流电动机的励磁回路。直流电动机的励磁回路。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室三、接触器三、接触器 q接触器是利用电磁吸力原理用于频繁地接通和切接触器是利用电磁吸力原理用于频繁地接通和切断大电流电路断大电流电路(即主电路即主电路)的开关电器。的开关电器。q接触器按控制电流的种类可分为：交流接触器和接触器按控制电流的种类可分为：交流接触器和直流接触器，两类接触器在触头系统、电磁机构、直流接触器，两类接触器在触头系统、电磁机构、灭弧装置等方面均有所不同灭弧装置等方面均有所不同。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室按操作方式分有：按操作方式分有：按操作方式分有：按操作方式分有：电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器；电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器；按灭弧介质分有：按灭弧介质分有：按灭弧介质分有：按灭弧介质分有：空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；按主触头控制的按主触头控制的按主触头控制的按主触头控制的电路电路电路电路种类分有：种类分有：种类分有：种类分有：交流接触器、直流接触器交流接触器、直流接触器、切换电容接触器等、切换电容接触器等；按电磁机构的励磁方式分有：按电磁机构的励磁方式分有：按电磁机构的励磁方式分有：按电磁机构的励磁方式分有：直流励磁操作与交流励磁操作两种直流励磁操作与交流励磁操作两种。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室1交流接触器交流接触器 l图图8-6是交流接触器的结构图和原理图。它主要是交流接触器的结构图和原理图。它主要是由电磁铁和触点组两部分组成。是由电磁铁和触点组两部分组成。（a）结构图 （b）原理图 图图8-6 交流接触器交流接触器船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室 按状态的不同，接触器按状态的不同，接触器的触点分为动合（常开）触的触点分为动合（常开）触点和动断（常闭）触点两种。点和动断（常闭）触点两种。接触器在线圈未通电时的状接触器在线圈未通电时的状态称为释放状态；线圈通电、态称为释放状态；线圈通电、铁心吸合时的状态称为吸合铁心吸合时的状态称为吸合状态。接触器处于释放状态状态。接触器处于释放状态时断开、而处于吸合状态时时断开、而处于吸合状态时闭合的触点称为动合触点；闭合的触点称为动合触点；反之称为动断触点。反之称为动断触点。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室辅助触点既有动合触点，辅助触点既有动合触点，也有动断触点，通常接也有动断触点，通常接在由按钮和接触器线圈在由按钮和接触器线圈组成的控制电路中，以组成的控制电路中，以实现某些功能，这部分实现某些功能，这部分电路又称辅助电路。电路又称辅助电路。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室图图8-7 接触器点动控制电路接触器点动控制电路船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室图图8-8 接触器连续运行控制电路接触器连续运行控制电路船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室2 2直流接触器直流接触器 直流接触器由操作电磁系统、触点灭弧系统、直流接触器由操作电磁系统、触点灭弧系统、辅助触点及底板等部分组成。当接通操作线圈的辅助触点及底板等部分组成。当接通操作线圈的操作电源时，电磁系统就产生电磁吸力，带动可操作电源时，电磁系统就产生电磁吸力，带动可动部分，使接触器触点闭合；当操作线圈断电时，动部分，使接触器触点闭合；当操作线圈断电时，电磁吸力消失，电磁吸力消失，在触点压力和反力弹簧的带动下，使触点断在触点压力和反力弹簧的带动下，使触点断开。开。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室q交直流接触器在电磁机构有很大的区别，交流交直流接触器在电磁机构有很大的区别，交流接触器的线圈铁芯和衔铁由硅钢片叠成，以便接触器的线圈铁芯和衔铁由硅钢片叠成，以便减少铁损，而直流接触器的铁心和衔铁可用整减少铁损，而直流接触器的铁心和衔铁可用整块钢。交流接触器的吸引线圈因具有较大的交块钢。交流接触器的吸引线圈因具有较大的交流阻抗，故线圈匝数比较少，且采用较粗的漆流阻抗，故线圈匝数比较少，且采用较粗的漆包铜线绕制。相比之下，直流接触器的线圈匝包铜线绕制。相比之下，直流接触器的线圈匝数较多，绕制的漆包线较细。数较多，绕制的漆包线较细。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室图图8-9 8-9 短路环短路环q为了消除交流接触器工作时的振动和噪声，交流为了消除交流接触器工作时的振动和噪声，交流接触器的电磁铁心上必须装有短路环，其原理参见接触器的电磁铁心上必须装有短路环，其原理参见关于交流电磁铁的介绍，关于交流电磁铁的介绍，图图8-9所示为交流接触器上所示为交流接触器上短路环的示意图。短路环的示意图。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室四、继电器四、继电器 继电器是根据电量继电器是根据电量(如电流、电压如电流、电压)或非电量或非电量(如如时间、温度、压力、转速等时间、温度、压力、转速等)的变化而通断控制的变化而通断控制线路的电器，常用于信号传递和多个电路的扩展线路的电器，常用于信号传递和多个电路的扩展控制。控制。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室其其结结构构和和动动作作原原理理与与电电磁磁式式接接触触器器相相似似，与与接接触触器器不不同同的的地地方方是是继继电电器器无无主主、辅辅触触头头之之分分，动动作作灵敏。灵敏。它也有交流和直流之分。它也有交流和直流之分。分类：分类：分类：分类：过电压、欠电压、零电压继电器。过电压、欠电压、零电压继电器。过电压、欠电压、零电压继电器。过电压、欠电压、零电压继电器。1电磁式继电器电磁式继电器船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室（1）电电压压继继电电器器：其其电电压压线线圈圈匝匝数数多多、线线径径细细，并并联联于于电电路路中中。正正常常电电压压时时，衔衔铁铁被被吸吸合合。当当电电压压低低于于某一整定值或为零时，衔铁被释放。某一整定值或为零时，衔铁被释放。（2）电电流流继继电电器器：其其电电流流线线圈圈匝匝数数少少、线线径径粗粗，串串联联于于电电路路中中。当当电电流流达达到到某某一一整整定定值值时时，衔衔铁铁被被吸吸合合或释放。或释放。（3）中间继电器：）中间继电器：是将一个输入信号变为一个或多是将一个输入信号变为一个或多个输出信号的继电器。个输出信号的继电器。其作用是增加触头数量以扩大其作用是增加触头数量以扩大控制范围；具有以弱控强的开关信号控制范围；具有以弱控强的开关信号“放大放大”能力。能力。在较复杂的电路中用作程序控制元件。在较复杂的电路中用作程序控制元件。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室 2.时间继电器时间继电器类型：类型：电子式电子式阻容式阻容式电磁式（空气式）电磁式（空气式）电动式电动式机械式机械式数字式数字式船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室（1）空气阻尼式时间继电器的工作原理）空气阻尼式时间继电器的工作原理空气阻尼式时间继空气阻尼式时间继电器主要由电磁机电器主要由电磁机构、工作触头构、工作触头(微动微动开关开关)、气室及传动、气室及传动机构等组成机构等组成,它有它有通通电延时与断电延时电延时与断电延时两种。两种。延时时间的长短与气室的进气量有关，调节螺钉延时时间的长短与气室的进气量有关，调节螺钉可整定延时时间，调节范围在可整定延时时间，调节范围在0.4180s之间。之间。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室常开触头常开触头延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头延时打开延时打开 线圈线圈衔铁衔铁常闭触头常闭触头常开触头常开触头线圈通电线圈通电 衔铁吸合（向下）衔铁吸合（向下）连杆动作连杆动作 触头动作触头动作动作过程动作过程铁心铁心出气孔出气孔进气孔进气孔橡皮膜橡皮膜伞形活塞伞形活塞 杠杆杠杆船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室断断 电电 式式常闭常闭断电后断电后延时闭合延时闭合常开常开断电后断电后延时断开延时断开通通 电电 式式瞬瞬时时动动作作延延时时动动作作常闭触点常闭触点常开触点常开触点常开常开通电后通电后延时闭合延时闭合常闭常闭通电后通电后延时断开延时断开船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室（2）半导体时间继电器半导体时间继电器 C1、C2为滤波电容为滤波电容,当当电源变压器接上电源，电源变压器接上电源，正、负半波由二个二次正、负半波由二个二次绕组分别向电容绕组分别向电容C4充电，充电，A点电位按指数规律上点电位按指数规律上升。原始状态升。原始状态VT1管导管导通、通、VT2管截止。管截止。+_附加电源的目的，提高附加电源的目的，提高线性度和增加延时时间。线性度和增加延时时间。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室+_+AKAT1T2RCtuUCt1t2船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室（2）半导体时间继电器半导体时间继电器 当当A A点电位高于点电位高于B B点电位，点电位，V VT1T1管截止、管截止、V VT2T2管导通，管导通，V VT2T2管集电极电流通过管集电极电流通过高灵敏继电器高灵敏继电器KAKA的线圈，的线圈，右侧继电器右侧继电器KAKA的触点输的触点输出信号，同时出信号，同时KAKA的常闭的常闭触点断开充电电路，触点断开充电电路，KAKA的常开触点闭合使电容的常开触点闭合使电容放电放电，为下次工作做好，为下次工作做好准备。准备。+_船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室（2）半导体时间继电器半导体时间继电器 调节电位器调节电位器R RW1W1的的数值，就可以改数值，就可以改变延时的大小，变延时的大小，延时可达延时可达0.2s0.2s300s300s。+_船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室3 热继电器热继电器热继电器是利用电流热继电器是利用电流的热效应而动作的电的热效应而动作的电器。器。热继电器脱扣后，经热继电器脱扣后，经过一段时间冷却可自过一段时间冷却可自动或手动复位，图示动或手动复位，图示的结构只能手动复位。的结构只能手动复位。热继电器也是热继电器也是反时限反时限特性特性。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室发热元件发热元件双金属片双金属片复位按钮复位按钮它主要作用是对电动它主要作用是对电动机实现过载保护。整机实现过载保护。整定电流与电动机的额定电流与电动机的额定电流基本上一致定电流基本上一致。扣板扣板拉簧拉簧连板连板常闭触头常闭触头热继电器的符号热继电器的符号发热元件发热元件KH常闭触头常闭触头KH船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室（a）外形图 （b）原理图 图图8-10 热继电器热继电器船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室感应式感应式 4 速度继电器速度继电器按转速大小传递信号按转速大小传递信号的继电器。按结构的不同分为感应式、的继电器。按结构的不同分为感应式、离心式等。圆环的转动力矩很小，当转速降到离心式等。圆环的转动力矩很小，当转速降到100rmin时，时，触头在弹簧反力作用下恢复原位。触头在弹簧反力作用下恢复原位。转轴转轴永久磁铁永久磁铁圆环圆环鼠笼绕组鼠笼绕组摆槌摆槌弹簧弹簧触头触头触头触头船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室定子定子-由硅钢片迭成由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕上，装有鼠笼型短路绕组。组。转子转子-圆柱形永久磁圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连铁，与电动机同轴连接。接。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室8.1.5 电磁制动器电磁制动器 电动机的机械制动采用电磁制动器来实现的，电动机的机械制动采用电磁制动器来实现的，常见的有圆盘式和抱闸式两种。常见的有圆盘式和抱闸式两种。1)圆盘式电磁制动器圆盘式电磁制动器 船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室当电动机运转时，电磁刹车线圈通电产生吸力，将当电动机运转时，电磁刹车线圈通电产生吸力，将静摩擦片静摩擦片(即电磁铁的衔铁即电磁铁的衔铁)吸住，而与动摩擦片相吸住，而与动摩擦片相脱开，使电动机可自由旋转。停车时，刹车线圈失脱开，使电动机可自由旋转。停车时，刹车线圈失电，静摩擦片被反作用弹簧紧压到安装在电动机轴电，静摩擦片被反作用弹簧紧压到安装在电动机轴上的动摩擦片上，产生摩擦力矩，迫使电动机停转。上的动摩擦片上，产生摩擦力矩，迫使电动机停转。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室调整制动器外壳上的螺栓，用于改变反作调整制动器外壳上的螺栓，用于改变反作用弹簧制动力矩，但必须注意所有螺栓要用弹簧制动力矩，但必须注意所有螺栓要均匀调节，否则会造成摩擦片歪斜、气隙均匀调节，否则会造成摩擦片歪斜、气隙不均匀，出现噪声和振动。不均匀，出现噪声和振动。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室圆盘式电磁制动器工作时静、动摩擦片之圆盘式电磁制动器工作时静、动摩擦片之间的间隙通常在间的间隙通常在2 2至至6mm6mm之间，间隙过小，之间，间隙过小，容易造成松闸时静、动摩擦片之间的擦碰；容易造成松闸时静、动摩擦片之间的擦碰；间隙过大，则在制动时产生较大机械碰撞。间隙过大，则在制动时产生较大机械碰撞。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室2)抱闸式电磁制动器抱闸式电磁制动器 抱闸式电磁制动器又叫电磁抱闸，其制动抱闸式电磁制动器又叫电磁抱闸，其制动原理与圆盘式电磁制动器相仿。它由制动原理与圆盘式电磁制动器相仿。它由制动电磁铁和制动闸瓦制成。当制动电磁铁线电磁铁和制动闸瓦制成。当制动电磁铁线圈通电后，产生吸力，使抱闸闸瓦松开，圈通电后，产生吸力，使抱闸闸瓦松开，电动机便能自由转动；当线圈断电时，闸电动机便能自由转动；当线圈断电时，闸瓦在弹簧力作用下，将电动机闸轮刹住，瓦在弹簧力作用下，将电动机闸轮刹住，使电动机迅速停转。使电动机迅速停转。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室8.2 8.2 电动机的基本保护环节电动机的基本保护环节 对电动机控制而言，对电动机控制而言，须具备四种基本保须具备四种基本保护：短路电流保护，护：短路电流保护，过载保护过载保护(或过电或过电流保护流保护)，欠电压，欠电压保护保护(包括零电压包括零电压保护保护)以及对三相以及对三相交流电动机缺相保交流电动机缺相保护等。护等。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室一、短路保护一、短路保护 q电流不经负载而直接形成回路称短路。电流不经负载而直接形成回路称短路。q常用的短路保护措施有：在电路中装设自动空常用的短路保护措施有：在电路中装设自动空气断路气断路 器（又称自动空气开关）、熔断器器（又称自动空气开关）、熔断器（俗称保险丝）等。（俗称保险丝）等。q熔断器串联在电源和用电电路之间，如熔断器串联在电源和用电电路之间，如图图8-13中的中的 FU1。当流过的电流超过其允许值时，。当流过的电流超过其允许值时，熔体自动熔熔体自动熔 断，从而切断故障电路。当流过断，从而切断故障电路。当流过熔断器的电流小于其额熔断器的电流小于其额 定电流时，熔断器可定电流时，熔断器可长期工作而不熔断。当流过的电流长期工作而不熔断。当流过的电流 超过其额超过其额定电流时，并不是立即熔断，而是要经过一定定电流时，并不是立即熔断，而是要经过一定 的时间使熔体的温度达到熔点后才会熔断。的时间使熔体的温度达到熔点后才会熔断。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室二、过载保护二、过载保护 q对于大多数电气设备来说，当电流超过其额定对于大多数电气设备来说，当电流超过其额定值（即过载）时，并不一定会立即损坏，但长值（即过载）时，并不一定会立即损坏，但长时间的或严重的过载是不能允许的。故在电路时间的或严重的过载是不能允许的。故在电路中常装设过载保护，以防被保护电器因过载而中常装设过载保护，以防被保护电器因过载而损坏。损坏。q过载保护的原理是：过载保护的原理是：当被保护电器出现长时间当被保护电器出现长时间过载或超强度过载时，利用过载时出现的热效过载或超强度过载时，利用过载时出现的热效应、电磁效应等使过载保护电器动作，使被保应、电磁效应等使过载保护电器动作，使被保护设备脱离电源。护设备脱离电源。q用于过载保护的电器用于过载保护的电器：热继电器、过电流继电：热继电器、过电流继电器、自动空气开关。器、自动空气开关。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室三、失压（欠压）保护三、失压（欠压）保护 失压失压(零压零压)（欠压）保护是依据接触器本身的电磁机（欠压）保护是依据接触器本身的电磁机构和起动按钮来实现的。当电源电压由于某种原因消构和起动按钮来实现的。当电源电压由于某种原因消失时，电动机会自动停车。当电源电压恢复时，电动失时，电动机会自动停车。当电源电压恢复时，电动机不会自动起动，只有在操作人员按下起动按钮后，机不会自动起动，只有在操作人员按下起动按钮后，电动机才可起动，这种保护称为失压保护。当电源电电动机才可起动，这种保护称为失压保护。当电源电压过分降低（欠压）时，电动机为了维护电磁转矩满压过分降低（欠压）时，电动机为了维护电磁转矩满足负载转矩的需要，其电流必将增加，使电动机可能足负载转矩的需要，其电流必将增加，使电动机可能过载甚至烧毁。而此时由于电源电压过分降低，接触过载甚至烧毁。而此时由于电源电压过分降低，接触器反力弹簧的作用力大于电磁吸力时衔铁将释放，主器反力弹簧的作用力大于电磁吸力时衔铁将释放，主触头断开，使电动机脱离电源，实现欠压保护。触头断开，使电动机脱离电源，实现欠压保护。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室用作零电压和欠电用作零电压和欠电压保护的继电器或压保护的继电器或接触器，必须具备接触器，必须具备高返回系数，吸引高返回系数，吸引线圈的吸合电压线圈的吸合电压Ux，一般整定在，一般整定在0.80.85额定电压额定电压之间，释放电压之间，释放电压Uf整定在整定在0.50.7额额定电压之间。定电压之间。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室四、缺相保护四、缺相保护 q三相交流异步电动机运行时，任一相断线三相交流异步电动机运行时，任一相断线(或失或失电电)，会造成单相运行，此时电动机为了得到同，会造成单相运行，此时电动机为了得到同样的电磁转矩，定子电流将大大超过其额定电流，样的电磁转矩，定子电流将大大超过其额定电流，导致电机发热烧坏，缺相运行的电机，还伴随着导致电机发热烧坏，缺相运行的电机，还伴随着剧烈的电振动和机械振动。一般热继电器的发热剧烈的电振动和机械振动。一般热继电器的发热元件串接在三相主电路的任意两相之中，在任一元件串接在三相主电路的任意两相之中，在任一相发生断路（缺相）故障时，必然导致另两相电相发生断路（缺相）故障时，必然导致另两相电流的大幅度增加。流的大幅度增加。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室8.3 8.3 控制电路的基本控制环节控制电路的基本控制环节 一、电气控制系统原理电路图和安装接线图一、电气控制系统原理电路图和安装接线图 在电气控制系统中，各种电机、电器等元件是按在电气控制系统中，各种电机、电器等元件是按照生产工艺的要求，按照一定的规律，由导线等照生产工艺的要求，按照一定的规律，由导线等联成电气线路，而表示电气电路图的方法有两种，联成电气线路，而表示电气电路图的方法有两种，即原理图和安装接线图。即原理图和安装接线图。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室 原理图是用来说明电气控制系统工作原理的电原理图是用来说明电气控制系统工作原理的电气电路图，绘制原理图的出发点是便于阅读，下气电路图，绘制原理图的出发点是便于阅读，下面列出绘制原理图的几项原则：面列出绘制原理图的几项原则：（1）所有电机、电器等元件都应采用统一规定的图）所有电机、电器等元件都应采用统一规定的图形符号和文字符号来表示。形符号和文字符号来表示。（2）原理图一般分主电路和辅助电路两大部分。）原理图一般分主电路和辅助电路两大部分。（3）在原理图中，同一电器的不同部分（如线圈、）在原理图中，同一电器的不同部分（如线圈、触点）分散在图内不同的部位，为易于识别，规定触点）分散在图内不同的部位，为易于识别，规定使用同一文字符号标明。使用同一文字符号标明。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室（4）在原理图中所有的触点均表示）在原理图中所有的触点均表示“正常状态正常状态”，所谓正常状态是指各种电器在没有通电和没有，所谓正常状态是指各种电器在没有通电和没有外力作用时的状态。外力作用时的状态。（5）为安装和维修方便，电机和电器的各接线端）为安装和维修方便，电机和电器的各接线端都要用数字编号。都要用数字编号。船舶电气设备及系统 2024/4/20 周六课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室 安装接线图是用来表明电气控制系统中各元安装接线图是用来表明电气控制系统中各元件的实际安装位置和接线情况的，在安装和检修件的实际安装位置和接线情况的，在安装和检修电气设备时用安装接线图更为方便，下面列出绘电气设备时用安装接线图更为方便，下面列出绘制安装接线图的几项原则：制安装接线图的几项原则：（1）安装接线图应表示出各电器的实际位置，同）安装接线图应表示出各电器的实际位置，同一电器的各元件要画在一起。一电器的各元件要画在一起。（2）要表示出各电机、电器之间的电气联接，凡）要表示出各电机、电器之间的电气联接，凡是导线走向相同的可以合并画成单线。是导线走向相同的可以合并画成单线。（3）安装接线图中元件的图形和文字符号以及端）安装接线图中元件的图形和文字符号以及端子的编号应与原理图