前面學(xué)習(xí)了電動機(jī)的開關(guān)控制是通過開關(guān)直接控制電動機(jī)的啟動和停止，其控制方式簡單、方便，但只能用于就地、小容量、不頻繁地手動操作，不適合遠(yuǎn)距離、大容量、頻繁操作和自動控制，因此，接下來要學(xué)習(xí)繼電器控制系統(tǒng)，本任務(wù)先學(xué)習(xí)電動機(jī)的點(diǎn)動控制、連續(xù)運(yùn)行控制以及兩地控制。
當(dāng)電動葫蘆需要上升、下降、左移、右移的時候以及機(jī)床刀架、橫梁、立柱等快速移動和機(jī)床對刀的時候，常常只需要按下相應(yīng)的按鈕，電動機(jī)就起啟動運(yùn)行，松開按鈕后，電動機(jī)就停止運(yùn)行，這種運(yùn)轉(zhuǎn)方式叫作點(diǎn)動，即按下按鈕電動機(jī)就啟動運(yùn)行，松開按鈕電動機(jī)就停止運(yùn)行。圖2-1所示為電動葫蘆、普通機(jī)床及電動機(jī)的點(diǎn)動控制原理圖，電動機(jī)的點(diǎn)動控制電路包括了斷路器QF、交流接觸器KM、熱繼電器FR、按鈕SB及電源指示燈EL燈電器元件。
接觸器屬于控制類電器，是一種適用于遠(yuǎn)距離頻繁接通、分?jǐn)嘟恢绷髦麟娐泛涂刂齐娐返淖詣涌刂齐娖?。其主要控制對象是電動機(jī)，也可用于其他電力負(fù)載，如電熱器、電焊機(jī)等。接觸器具有欠壓保護(hù)、零壓保護(hù)、控制容量大、工作可靠、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，它是自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種電器，其實(shí)物圖如圖2-2所示。
接觸器由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、釋放（即還原）彈簧等幾部分構(gòu)成，如圖2-3所示。電磁系統(tǒng)包括電磁線圈、固定（即靜）鐵芯和可動（即動）鐵芯；觸頭系統(tǒng)包括用于接通、切斷主電路的主觸頭和用于控制電路的輔助觸頭；滅弧裝置用于迅速切斷主觸頭斷開時產(chǎn)生的電?。ㄒ粋€很大的電流），以免使主觸頭燒毛、熔焊，對于容量較大的交流接觸器，常采用滅弧柵滅弧，如圖5-8所示。因此，交流接觸器在分?jǐn)噍^大電流時，在動、靜觸頭之間將產(chǎn)生較強(qiáng)的電弧，它不僅會燒傷觸頭，嚴(yán)重時還會造成相間短路，通常主觸頭的額定電流在10Ａ以上的接觸器都帶有滅弧裝置，用以熄滅電弧，滅弧方法將在項(xiàng)目5進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)。
接觸器的工作原理是利用電磁鐵吸力及彈簧反作用力配合動作，使觸頭接通或斷開。當(dāng)吸引線圈通電時，鐵芯被磁化，吸引銜鐵向下運(yùn)動，使得常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合；當(dāng)線圈斷電時，磁力消失，在反力彈簧的作用下，銜鐵回到原來位置，也就使觸頭恢復(fù)到原來狀態(tài)，如圖2-4所示。
選擇接觸器時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。① 接觸器主觸頭的額定電壓大于等于負(fù)載額定電壓。② 接觸器主觸頭的額定電流大于等于1.3倍負(fù)載額定電流。③ 接觸器線圈額定電壓。當(dāng)線路簡單、使用電器較少時，可選用220?V或380?V；當(dāng)線路復(fù)雜、使用電器較多或在不太安全的場所時，可選用36?V、110?V或127?V。④ 接觸器的觸頭數(shù)量、種類應(yīng)滿足控制線路要求。⑤ 操作頻率（每小時觸頭通斷次數(shù)）。當(dāng)通斷電流較大且通斷頻率超過規(guī)定數(shù)值時，應(yīng)選用額定電流大一級的接觸器型號；否則會使觸頭嚴(yán)重發(fā)熱，甚至熔焊在一起，造成電動機(jī)等負(fù)載缺相運(yùn)行。
電動機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，常常遇到過載的情況。若過載電流不太大且過載時間較短，電動機(jī)繞組溫升不超過允許值，這種過載是允許的。但若過載電流大且過載時間長，電動機(jī)繞組溫升就會超過允許值，這將會加劇繞組絕緣的老化，縮短電動機(jī)的使用年限，嚴(yán)重時會使電動機(jī)繞組燒毀，這種過載是電動機(jī)不能承受的。因此，常用熱繼電器作為電動機(jī)的過載保護(hù)。
熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片和觸頭三部分組成，其外形、結(jié)構(gòu)及圖形符號如圖2-5所示。
熱繼電器的工作原理如圖2-6所示。圖中熱元件是一段電阻不大的電阻絲，接在電動機(jī)的主電路中。雙金屬片是由兩種受熱后有不同熱膨脹系數(shù)的金屬碾壓而成的，其中下層金屬的熱膨脹系數(shù)大，上層的小。當(dāng)電動機(jī)過載時，流過熱元件的電流增大，熱元件產(chǎn)生的熱量使雙金屬片中的下層金屬的膨脹變長速度大于上層金屬的膨脹速度，從而使雙金屬片向上彎曲。經(jīng)過一定時間后，彎曲位移增大，使雙金屬片與扣扳分離（脫扣）。扣扳在彈簧的拉力作用下，將常閉觸頭斷開。常閉觸頭是串接在電動機(jī)的控制電路中的，控制電路斷開使接觸器的線圈斷電，從而斷開電動機(jī)的主電路。若要使熱繼電器復(fù)位，則按下復(fù)位按鈕即可。熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理，當(dāng)電動機(jī)出現(xiàn)不能承受的過載時切斷電動機(jī)電源電路，是為電動機(jī)提供過載保護(hù)的保護(hù)電器。
熱繼電器型號的選用應(yīng)根據(jù)電動機(jī)的接法和工作環(huán)境決定。當(dāng)定子繞組采用星形接法時，選擇通用的熱繼電器即可；如果繞組為三角形接法，則應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器。在一般情況下，可選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器；在電網(wǎng)電壓的均衡性較差、工作環(huán)境惡劣或維護(hù)較少的場所，可選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。
熱繼電器動作電流的整定主要根據(jù)電動機(jī)的額定電流來確定。熱繼電器的整定電流是指熱繼電器長期不動作的最大電流，超過此值即開始動作。熱繼電器可以根據(jù)過載電流的大小自動調(diào)整動作時間，具有反時限保護(hù)特性。一般過載電流是整定電流的1.2倍時，熱繼電器動作時間小于20?min；過載電流是整定電流的1.5倍時，動作時間小于2?min；過載電流是整定電流的6倍時，動作時間小于5?s。熱繼電器的整定電流通常與電動機(jī)的額定電流相等或是額定電流的0.95～1.05倍。如果電動機(jī)拖動的是沖擊性負(fù)載或電動機(jī)的啟動時間較長時，熱繼電器整定電流要比電動機(jī)額定電流高一些。但對于過載能力較差的電動機(jī)，則熱繼電器的整定電流應(yīng)適當(dāng)小些。
按鈕開關(guān)俗稱按鈕，是一種結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛的主令電器，一般情況下它不直接控制主電路的通斷，而在控制電路中發(fā)出手動“指令”去控制接觸器、繼電器等電器，再由它們?nèi)タ刂浦麟娐罚部捎脕磙D(zhuǎn)換各種信號線路與電氣連鎖線路等。按鈕開關(guān)的實(shí)物圖和結(jié)構(gòu)圖如圖2-7所示，其圖形符號如圖2-8所示，其文字符號為SB。
常開（動合）按鈕，未按下時，觸點(diǎn)（即觸頭）是斷開的，按下時觸點(diǎn)閉合接通；當(dāng)松開后，按鈕在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位斷開。常閉（動斷）按鈕與常開按鈕相反，未按下時，觸點(diǎn)是閉合的，按下時觸點(diǎn)斷開；當(dāng)手松開后，按鈕在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位閉合。復(fù)合按鈕是將常開與常閉觸點(diǎn)組合為一體的按鈕。未按下時，常閉觸點(diǎn)是閉合的，常開觸點(diǎn)是斷開的。按下時常閉觸點(diǎn)首先斷開，繼而常開觸點(diǎn)閉合；當(dāng)松開后，按鈕在復(fù)位彈簧的作用下，首先將常開觸點(diǎn)斷開，繼而將常閉觸點(diǎn)閉合。
指示燈是用燈光監(jiān)視電路和電氣設(shè)備工作或位置狀態(tài)的器件，通常用于反映電路的工作狀態(tài)（有電或無電）、電氣設(shè)備的工作狀態(tài)（運(yùn)行、停運(yùn)或試驗(yàn)）和位置狀態(tài)（閉合或斷開）等，如圖2-9所示。
電路原理圖一般包括主電路和控制電路。主電路是用電設(shè)備的驅(qū)動電路，在控制電路的控制下，根據(jù)控制要求由電源向用電設(shè)備供電。控制電路由接觸器和繼電器線圈以及各種電器的動合、動斷觸點(diǎn)（即觸頭）組合構(gòu)成控制邏輯，實(shí)現(xiàn)所需要的控制功能。主電路、控制電路和其他的輔助電路、保護(hù)電路一起構(gòu)成電氣控制系統(tǒng)?，F(xiàn)針對電動機(jī)的點(diǎn)動控制進(jìn)行分析。1. 主電路元器件在圖2-1（c）中，主電路由三相斷路器QF、交流接觸器（遠(yuǎn)程控制）主觸點(diǎn)KM、熱繼電器的熱元件FR以及三相電動機(jī)組成。2. 控制回路元器件在圖2-1（c）中，控制回路由熔斷器FU1、FU2、按鈕SB、電源指示燈EL、交流接觸器線圈KM及熱繼電器的輔助常閉觸點(diǎn)FR組成。

3. 工作原理 當(dāng)電動機(jī)需要點(diǎn)動運(yùn)行時，先合上斷路器QF，電源指示燈EL亮（表示有電），再按下啟動按鈕SB，此時接觸器KM的線圈得電，接觸器KM的3對常開主觸點(diǎn)閉合，電動機(jī)便得電啟動運(yùn)行；當(dāng)電動機(jī)需要停止運(yùn)行時，只要松開啟動按鈕SB，此時接觸器KM的線圈失電，接觸器KM的3對常開主觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)便失電而停止運(yùn)行。 當(dāng)電路或電動機(jī)出現(xiàn)短路時，斷路器QF立即跳閘，起短路保護(hù)作用。當(dāng)電動機(jī)出現(xiàn)過載時，熱繼電器FR的熱元件發(fā)生彎曲變形，使控制電路中的熱繼電器FR的常閉觸點(diǎn)斷開，接觸器KM的線圈失電，接觸器KM的3對常開主觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)便失電而停止運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)功能。通常情況下，電動機(jī)的點(diǎn)動控制一般無需熱繼電器的過載保護(hù)。 當(dāng)控制電路出現(xiàn)短路時，控制電路的FU1、FU2會起短路保護(hù)作用；通常情況下，控制回路一般不會出現(xiàn)過載的情況。
1. 接觸器的作用是什么？2. 接觸器主要由哪幾部分組成？3. 簡述接觸器的工作原理。4. 接觸器選用的注意事項(xiàng)有哪些？5. 熱繼電器由哪幾部分組成？6. 簡述熱繼電器的工作原理。7. 熱繼電器如何進(jìn)行整定？8. 什么是常開按鈕？什么是常閉按鈕？9. 停止使用什么顏色的指示燈？運(yùn)行使用什么顏色的指示燈？
任務(wù)導(dǎo)入 前面學(xué)習(xí)了電動機(jī)的點(diǎn)動控制，當(dāng)需要電動機(jī)長時間運(yùn)行時，就必須長時間按著啟動按鈕不松開，否則電動機(jī)就停止運(yùn)行了，那有沒有方法解決這個問題呢？答案是肯定的，這就是“自鎖”，也叫“自保”，即依靠接觸器自身的常開輔助觸點(diǎn)使其線圈保持通電，也就是將接觸器常開輔助觸點(diǎn)與啟動按鈕并聯(lián)，這樣，當(dāng)啟動按鈕按下時，接觸器動作，常開輔助觸點(diǎn)閉合，進(jìn)行狀態(tài)保持，此時再松開啟動按鈕，接觸器也不會失電斷開。其電路如圖2-11所示。
三相異步電動機(jī)啟動/連續(xù)運(yùn)行/停止電路是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中基本的應(yīng)用電路，使用極其廣泛。
● 電路中設(shè)備及元器件介紹
三相異步電動機(jī)工作時，三相繞組有兩種連接方式：星形連接(又稱Y形連接)；三角形連接(又稱△形連接)。
● 交流接觸器圖形符號
● 熱繼電器圖形符號
● 按鈕的圖形符號
● 熔斷器圖形符號
● 指示燈圖形符號
● 控制電路啟動工作原理
● 控制電路停止工作原理
● 控制電路過載保護(hù)工作原理
● 原理圖上元器件與實(shí)物對照
● 主電路連接后測量
● 控制電路部分連接
● 控制電路連接后的測量

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