电气控制线路安装与检修

本书是职业教育“十三五”改革创新规划教材，依据*2014年颁布的《中等职业学校电气运行与控制专业教学标准》，并参照相关的国家职业技能标准编写而成。本书主要内容包括认识常用低压电器，认识电气图，电动机直接起动控制电路的安装与检修，电动机正反转控制电路的安装与检修，行程控制和自动往返控制电路的安装与检修，电动机降压起动控制电路的安装与检修，电动机制动控制电路的安装与检修，电动机调速控制电路的安装与检修，电动机顺序控制电路的安装与检修，继电器-接触器电气控制系统的设计。本书配套有电子教案、多媒体课件等教学资源，可免费获取。     本书可作为中等职业学校电气运行与控制专业及相关专业学生的教材，也可作为岗位培训用书。

目录

 

项目1认识常用低压电器

 

任务1了解低压电器

 

任务2认识熔断器

 

任务3认识断路器

 

任务4认识开关和按钮

 

任务5认识接触器

 

任务6认识继电器

 

项目练习

 

项目2认识电气图

 

项目3电动机直接起动控制电路的安装与检修

 

任务1识读电动机直接起动控制电路

 

任务2点动控制电路的安装

 

任务3连续运行控制电路的安装与检修

 

项目练习

 

项目4电动机正反转控制电路的安装与检修

 

任务1识读电动机正反转控制电路

 

任务2接触器联锁正反转控制电路的安装与检修

 

任务3双重联锁正反转控制电路的安装与检修

 

项目练习

 

项目5行程控制和自动往返控制电路的安装与检修

 

任务1认识行程开关

 

任务2识读行程控制和自动往返控制电路

 

任务3行程控制和自动往返控制电路的安装

 

项目练习

 

项目6电动机降压起动控制电路的安装与检修

 

任务1识读电动机降压起动电路

 

任务2降压起动电路的安装与检修

 

项目练习

 

项目7电动机制动控制电路的安装与检修

 

任务1识读电动机制动控制电路

 

任务2制动控制电路的安装与检修

 

项目练习

 

项目8电动机调速控制电路的安装与检修

 

任务1识读多速电动机调速控制电路

 

任务2双速电动机控制电路的安装与检修

 

项目练习

 

项目9电动机顺序控制电路的安装与检修

 

任务1识读电动机顺序控制电路

 

任务2电动机顺序控制电路的安装与检修

 

项目练习

 

项目10继电器接触器电气控制系统的设计

 

任务1学习继电器接触器电气控制系统的设计知识

 

任务2龙门刨床横梁升降控制电路的设计

 

项目练习

 

参考文献

项目3电动机直接起动控制电路的安装与检修
1. 了解电动机直接起动方法。2. 会画电动机直接起动控制电路。3. 掌握电路的工作原理。4. 了解电气控制线路的安装工艺。5. 能按图正确安装点动及接触器自锁控制电路。6. 初步掌握故障诊断方法，会排除简单故障。任务1识读电动机直接起动控制电路
1. 会画手动、点动及接触器自锁电动机直接起动控制电路。2. 能正确叙述手动、点动及接触器自锁电动机直接起动控制电路的工作原理。
通过识读手动、点动、接触器自锁等多种电动机直接起动控制电路，学会识读电动机控制电路和分析电路工作原理。【学】——电动机直接起动电动机接通电源后由静止状态逐渐加速到稳定运行状态的过程称为起动，将电源电压全部加在电动机绕组上进行的起动称为全压起动或直接起动。电动机直接起动控制有手动、点动及接触器自锁等多种方式，能实现电动机点动和连续运转控制。在生产实践中，由于生产机械的工作性质不同，采用的控制方式也不同。对于小型台钻、冷却泵、砂轮机、水泵、吹风机等小型设备，结构简单、工作内容单一，通常采用手动操纵低压开关控制电动机的起动和停止，如图31所示。手动控制方法线路简单、经济方便、控制可靠，但仅适用容量较小、起动不频繁的电动机，且不能实现远距离自动控制。因此，实际生产中广泛采用按钮与接触器配合的控制方式，它具有方便、安全、劳动强度低、能实现远距离自动控制等优点。
图31手动低压开关控制的设备
图32所示是工厂吊装工件用的小型行车，它采用按钮与接触器相配合来控制电动机运行。按下按钮，电动机起动； 松开按钮，电动机停止，这种控制称为点动控制，是按钮与接触器配合简单的控制方式。其他如电动葫芦、
图32点动控制的设备
机床刀架、拖板箱的快速移动等设备或装置都采用点动控制。而工作在长时连续运行状态的生产机械，如车间里的小型通风机、皮带运输机以及机床等机械设备，如果用点动控制是很不方便的，因此对于需要连续运转的设备控制，采用了一种具有自锁环节的控制电路，称为自锁控制。点动控制和自锁控制是基本控制方式，是构成各种控制功能的基础。【识读】——电动机直接起动控制电路一、 识读手动开关控制电路使用低压开关手动控制电动机的控制电路如图33所示，其中图33(a)使用刀开关控制，图33(b)使用断路器控制。接通开关，电动机与三相电源接通，电动机得电，直接起动运转； 断开开关，电动机断电，停止转动。二、 识读按钮接触器控制电路1. 点动控制电路点动控制电路如图34所示，分成主电路和控制电路两部分。主电路是从电源、开关、熔断器(FU1)、接触器的主触点到电动机，它流过的电流较大。控制电路由电源、开关、熔断器(FU2)、按钮和接触器的线圈组成，流过的电流较小。
图33开关控制电路
图34点动控制电路图
当电动机需要起动时，先合上开关QS，再按下按钮SB,电动机运转，松开按钮SB，电动机停转。其工作过程见表31。
表31点动控制的工作过程
控制项目动 作 步 骤起动按下SB→KM线圈得电(通电)→KM动合(常开)主触点闭合→电动机M得电起动并保持运行状态停转松开SB→KM线圈失电(断电)→KM主触点复位(断开)→电动机M失电停止运行从以上工作过程分析可知，低压开关QS为电源隔离开关，熔断器FU1、FU2分别为主电路和控制电路的短路保护，起动按钮SB控制接触器KM线圈得电与失电，接触器KM的主触点控制电动机M的起动和停止，显然，电动机运转不再由低压开关直接控制，而是由按钮、接触器配合实现自动控制。2. 自锁控制电路自锁控制电路如图35所示，与点动控制电路比较，主电路相同，控制电路增加了一个停止按钮SB2，在起动按钮SB1的两端并联了接触器KM的动合辅助触点。合上开关QS后，电路的工作过程见表32。
图35自锁控制电路图
表32自锁控制的工作过程
控制项目动 作 步 骤起动按下SB1→KM线圈得电→
① KM动合主触点吸合→电动机M得电起动并进入运行状态。
② KM动合辅助触点闭合，按钮SB1被短路→松开SB1接触器线圈保持得电→电动机M保持运行状态停转按下SB2→KM线圈失电→KM主触点和辅助动合触点均复位→电动机M失电停止运行由以上分析可知，电路依靠接触器自身的辅助触点来使其线圈保持通电，这种作用叫“自锁”或“自保持”，与按钮并联的接触器动合辅助触点叫自锁(或自保)触点。有了自锁环节，电动机就可以实现连续运转了。带有自锁功能的控制线路具有失压和欠压保护作用。当电源电压由于某种原因严重欠压或失压时，接触器的衔铁自行释放，电动机停止运行。而当电源电压恢复正常时，接触器线圈也不能自动通电，只有按下起动按钮后电动机才会起动，这样可以防止低压运行及电动机突然自行起动造成设备和人身事故。3. 具有过载保护的自锁控制电路为了避免电动机在过载时因发热而导致温度升高，甚至超过设备所允许的温升而使电动机等电气设备的绝缘损坏，实际应用电路中使用热继电器作为电动机长期过载的保护装置。广泛应用的具有过载保护的自锁控制电路如图36所示，电路中热继电器的发热元件串接在电动机的主回路中，触点则串接在控制电路接触器线圈的回路中，当电动机长时间过载时，热继电器的热元件动作，将其在控制电路内的动断触点断开，控制电路断电，接触器线圈失电，触点断开，电动机停转。
图36具有过载保护的自锁控制电路
由于热继电器的热惯性较大，即使热元件流过几倍的额定电流，热继电器也不会动作，因此起动电流不会使热继电器误动作。【做】——分析应用电路实际电气控制设备的工作要求往往是多样的，同样功能的控制电路也可以有多种形式。图37所示的电动机直接起动控制电路，都可实现既有点动又能自锁的功能，图37(a)为主电路，图37(b)、图37(c)、图37(d)是三种控制电路，分析三个控制电路的控制原理，完善表33的内容。
图37电动机直接起动控制电路
表33电动机直接起动控制电路分析
图37(b)的工作过程:1. SA闭合时不影响KM的辅助触点对实现自锁，可实现连续运转控制。其工作过程为： 按下SB2→
2. 当SA断开时，操作可实现点动控制。其工作过程为： 
图37(c)的工作过程:
按下SB2(自锁起动按钮)→
按下SB3(点动按钮)→
按下SB1(停止按钮)→
图37(d)的工作过程:
（1） 锁起动
按下起动按钮SB2→中间继电器KA线圈通电→KA动合触点闭合
① 按钮SB2自锁，保持持续得电。
② KM线圈得电→KM主触点→电动机M连续运转
（2） 停转
按下SB1→
① KM线圈失电(断电)→KM主触点→电动机M失电停止运行。
② KA线圈失电→动合触点→退出自锁
（3） 点动
按下→KM线圈通电→KM主触点闭合→。
松开→KM线圈断电→电动机停止→实现点动控制【评】——识读电动机直接起动控制电路评价按表34中各项指标，对识读电动机直接起动控制电路情况进行评价。
表34识读电动机直接起动控制电路评价表
项目指标分值
评 价 方 式自测(评)互测(评)师测(评)备注
任务检测掌握工作原理50技能技巧会进行电路分析30职业素养有责任心与团队意识20合计100综合评价任务2点动控制电路的安装
1. 学会识读安装接线图。2. 学会正确安装点动控制电路。3. 理解布线工艺要求。
学习配线工艺及电路安装方法，以此为基础完成点动控制电路的安装。
接线图是正确安装的依据，看懂图，明确线路布置与元器件连接情况是完成任务的条件，电路安装需要按工艺要求进行。
佩戴好电工劳动保护用品，准备好电工常用工具和万用表以及任务所需的连接导线等。具体元器件见表35。
表35元器件表
名称代号型 号 规 格件数
电源开关QSHZ10101只热继电器FRJR3620/31只熔断器FU1和FU2RL115/105只
熔体管FU1和FU25A3只2A2只
按钮盒SBLA102H1组交流接触器KMCJT110，380V1只接线端子JR2101组安装接线底板(实验台)600mm×700mm1块(1台)
导线BV1.5mm28mBV1.0mm23mBVR0.75mm22m
紧固螺钉、螺帽M4×20螺钉、M4螺母若干只编码管1.5mm若干编码笔小号1只电动机MY90S21台【学】——板前明线布线工艺板前明线布线是电气配线的一种，如图38所示。手工板前明线布线时，应满足平直、整齐、紧贴敷设面、走线合理及接点不得松动便于检修等要求。
图38板前明线配线线路板
(1) 走线通道应尽可能少，同一通道中的沉底导线，按主、控电路分类集中，单层平行密排或成束，应紧贴敷设面。(2) 导线长度应尽可能短，可水平架空跨越，如两个元件线圈之间、连线主触点之间的连线等，在留有一定余量的情况下可不紧贴敷设面。(3) 多根导线布线时(主回路)应做到整体在同一水平面或同一垂直面，同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。当必须交叉时，可水平架空跨越，但必须走线合理。(4) 导线截面积不同时，将截面积大的放在下层，截面积小的放在上层。布线应横平竖直，分布均匀，变换走向时应垂直变换。上下触点不在同一垂直线时，也不应采用斜线连接。(5) 导线与接线端子或线桩连接时，应不压绝缘层、不反圈及露铜不大于1mm，并做到同一元件、同一回路的不同接点的导线间距离保持一致。(6) 一个电器元件接线端子上的连接导线不得超过两根，每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。(7) 布线顺序一般由里向外，由低至高，先控制电路，后主电路，以不妨碍后续布线为原则。所有从一个接线端子到另一个接线端子的导线必须连续，中间无接头。(8) 布线时，严禁损伤线芯和导线绝缘。(9) 如果线路简单可不套编码套管。【教】——点动控制电路的安装一、 识读安装接线图点动控制电路的电气图如图39所示，接线图表示了电器元件在控制板的实际安装位置和安装情况，以及配线方式和接线方式，是线路安装、检修的依据。结合标号原理图认真阅读接线图，明确各电器元件在控制板上的位置，清楚走线路径，明确图中标注的含义。由于实际设备的按钮SB和电动机M
图39点动控制电路的电气图
都是置于配线板之外，要通过接线端子板XT与安装底板上的电器进行连接，为了接线方便，安装时将按钮盒固定在接线板上。二、 检查并固定电器元件1. 检查电器元件(1) 检查各元件的外观，初步判断按钮、断路器、接触器是否完好； 要特别注意熔断器、接触器线圈的额定值是否符合电路要求。(2) 检查元件的机械操作是否灵活，按压接触器触点架观察动触点(包括电磁机构的衔铁、复位弹簧)的动作是否灵活； 按钮、开关操作灵活，触点动作到位。(3) 用万用表测量电磁线圈是否为通路，记下其直流电阻值； 另外要测量电动机每相绕组的直流电阻值并做好记录。2. 固定元器件在固定器件时注意以下几点： (1) 按位置图39(c)所示将各器件摆放在安装底板上，位置应整齐、匀称，间距合理，便于器件的更换。注意使断路器中间相的接线端子、熔断器FU1中间一相和交流接触器KM中间一极触点的接线端子成一条直线，以保证配盘时主电路走线规整美观。(2) 各元件的摆放方向正确。要竖放，不能横放，即应呈上下方向安装，不应作水平方向安装； 要进线端在上，出线端在下。熔断器的下(低端)接线板(连接熔断器中心触片的接线端)应装在上方，并与断路器连接; 上(高端)接线板(连接金属螺纹壳体的接线端)应装于下方，并与用电设备的导线相连。这样在旋出瓷帽更换熔断管时，保证了金属螺口不带电，操作者不接触熔断器的带电部分，有利于保护操作人员的安全。按钮盒的穿线孔要朝下。(3) 在铁制安装接线底板上定位找准螺丝孔(若采用木底板则需要打螺钉孔)后，将各个元器件固定牢靠。紧固各元件时，用力要均匀，轮换旋紧对角线上的螺钉，紧固程度适当，避免接触器等易碎元件损坏。三、 按图接线1. 选用导线主电路所用导线的横截面积应按照电动机的工作电流适当选取，控制电路一般可以使用横截面积为1.5mm2或1.0mm2的单股铜芯导线或铝芯导线进行连接。注意主电路要比辅助电路的导线略粗些或与辅助电路导线截面相同，不可以比辅助电路的导线细。使用导线的颜色一般为保护导线(PE)，必须采用黄绿双色，动力电路的中线(N)和中间线(M)必须是浅蓝色，交流或直流动力电路应采用黑色，交流控制电路采用红色，直流控制电路采用蓝色； 用作控制电路联锁的导线，如果是与外边控制电路连接而且当电源开关断开仍带电时，应采用橘黄色或黄色，与保护导线连接的电路采用白色。本书是中等职业教育“十三五”改革创新规划教材，依据*2014年颁布的《中等职业学校电气运行与控制专业教学标准》，并参照相关的国家职业技能标准编写而成。本书主要内容包括认识常用低压电器，认识电气图，电动机直接起动控制电路的安装与检修，电动机正反转控制电路的安装与检修，行程控制和自动往返控制电路的安装与检修，电动机降压起动控制电路的安装与检修，电动机制动控制电路的安装与检修，电动机调速控制电路的安装与检修，电动机顺序控制电路的安装与检修，继电器接触器电气控制系统的设计。与本书配套的教学资源有电子教案、多媒体课件等，可免费获取。本书可作为中等职业学校电气类、机电类专业及相关专业学生的教材，也可作为岗位培训用书。......

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