本文整理《低压电器与控制电路》一讲。系统讲解热继电器、熔断器、断路器、接触器、按钮、行程开关、接近开关、刀开关、转换开关、电磁阀等常用低压电器的文字符号、结构原理、保护功能与选用 ;归纳电气原理图、元件布置图、安装接线图三种图纸的绘制标准;重点剖析异步电动机的全压直接启动限制、点动控制、自锁(连续运行)控制、多地控制以及点动/连续混合控制电路的接线与动作过程,讲透"松开启动按钮后为什么电机还能转"这一自锁核心。文末附元件符号速查、保护配合、故障排查、术语表、待核对清单和主动回忆题(含答案要点),适合课后复习、考前梳理与实验接线参考。
一、核心结论
- 低压电器指工作在低压电路中的电器(通常交流额定电压 ≤1000 V、直流 ≤1500 V,具体以教材为准),按用途可粗分为配电/保护电器、控制电器、主令电器、执行电器。
- 热继电器 FR :利用电流热效应,靠两种膨胀系数不同的双金属片 受热弯曲推动触点动作,用于电动机长期过载和断相(缺相)保护;有手动/自动复位,热元件额定电流按电动机额定电流选取。
- 熔断器 FU :俗称保险丝,串联 在电路中作短路保护,由熔体和熔管组成;短路或严重过载时熔体过热迅速熔断,电流越大熔断越快(反时限),熔断后需更换。
- 断路器 QF(自动空气开关):兼具**过流(短路)、过载、欠压(失压)**保护,内部相应脱扣器动作使开关自动跳闸,可手动合分闸、能重复使用。
- 接触器 KM :利用电磁原理 ,线圈得电吸合衔铁,使主触点和常开辅助触点闭合、常闭辅助触点断开;主触点通断主电路(强电),线圈由小电流控制电路(弱电)控制,实现"弱电控制强电"和远距离自动控制。
- 按钮 SB 是主令电器,分常开按钮(启动,绿色)、常闭按钮(停止/急停,红色)、复合按钮(常开+常闭机械联动),均为自复位。
- 行程开关 SQ 把机械位移转换成电信号(接触式);接近开关是非接触式电子开关,物体接近到一定距离即动作,无机械触点。
- 刀开关 QK/QS 用于隔离电源,安装时进线(电源)必须接上方、出线接下方 ,防止闸刀因重力下落误合闸;转换开关 SA 用于多档位切换电路(如两段母线、控制方式切换)。
- 电磁阀 YV 由电磁线圈和阀芯组成,靠线圈通断电产生/失去电磁吸力改变阀芯位置,从而控制气、液介质的通断或流向。
- 电气图有三种:电气原理图 (按原理、用符号、不按比例,触点按未通电/未受力常态绘制,分主电路与控制电路)、元件布置图 (按实际位置尺寸,发热元件装上方、强弱电分开)、安装接线图(实际接线依据,同走向相邻导线可合并,线号与原理图一致)。
- 异步电动机全压直接启动电流为额定电流的 4~7 倍 ,会造成电网电压明显下降,故一般只允许 10 kW 以下电机直接启动。
- 点动:按下启动按钮 KM 得电电机转、松开即停,无自锁,用于短时工作。
- 自锁(连续运行) :把接触器自身一副常开辅助触点 KM 与启动按钮并联 ,启动后该触点闭合"替代"按钮维持线圈通电,松开按钮电机仍运行;串接常闭停止按钮实现停车;自锁电路同时具有失压(零压)/欠压保护功能。
- 多地控制接线口诀:启动按钮(常开)并联、停止按钮(常闭)串联,则任一地点都能启动、任一地点都能停止。
- 点动/连续混合控制 :用转换开关 SA 控制自锁回路的通断------SA 断开自锁支路为点动,SA 接通自锁支路为连续运行。
二、知识结构
- 低压电器与控制电路
- 常用低压电器
- 保护类:热继电器 FR、熔断器 FU、断路器 QF
- 控制类:接触器 KM
- 主令类:按钮 SB、行程开关 SQ、接近开关、转换开关 SA
- 配电/隔离:刀开关 QK/QS
- 执行类:电磁阀 YV(气动/液压)
- 电气控制图
- 电气原理图(符号、主电路/控制电路、常态、黑点)
- 元件布置图(位置、尺寸、散热、强弱电分开)
- 安装接线图(连接关系、线束合并、线号一致)
- 异步电动机控制电路
- 全压直接启动与 10 kW 限制
- 点动控制(按就转、松就停)
- 自锁连续运行(常开辅触点并联启动按钮、停止按钮、失压保护)
- 多地控制(启动并联、停止串联)
- 点动/连续混合(转换开关 SA 切换自锁支路)
- 常用低压电器
三、详细笔记
3.1 低压电器的总体认识
- 低压电器用于交流 1000 V、直流 1500 V 及以下电路,完成接通分断、保护、控制、检测和执行等功能(电压界限以教材为准)。
- 按功能大致分类:
- 保护电器:热继电器、熔断器、断路器等;
- 控制电器:接触器、各种继电器等;
- 主令电器:按钮、行程开关、接近开关、转换开关等,用来"发命令";
- 开关/隔离电器:刀开关等;
- 执行电器:电磁阀、电磁铁等。
- 课堂还提到速度继电器 :根据转速大小和转向通断电路,主要用于三相异步电动机的反接制动(故又称反接制动继电器),其转子随电机转动时切割磁感线产生感应电流,进而带动触点动作,有常开、常闭触点,文字符号一般为 KS(了解即可)。
3.2 热继电器 FR------过载与断相保护
- 原理 :利用电流的热效应。发热元件(热元件)串接在电动机主电路中,电机电流流过时发热;紧贴热元件的双金属片受热。
- 双金属片:由两种热膨胀系数不同的金属碾压复合成一体,受热时因两层伸长量不同而向膨胀小的一侧弯曲;弯曲到一定程度推动导杆、机构使触点动作(常闭触点断开控制电路,使接触器线圈失电,电机停转)。
- 用途 :专门对电动机进行长期过载保护 ,以及电源断相(缺相/单相运行)保护,防止电动机过热烧毁。它不能做短路保护(热效应有延迟,来不及响应短路)。
- 结构组成(识图):发热元件、主双金属片(感测元件)、补偿双金属片、导杆/推杆、常开与常闭触点、复位机构(手动复位/自动复位)、整定电流调节旋钮、支撑杆等。
- 复位方式:有手动复位和自动复位;双金属片冷却后触点可恢复,手动复位需人工按复位按钮(防止故障未排除就自行重启)。
- 相数与接法 :有单相式、两相式、三相式;普通场合两相或三相热继电器即可实现过载与断相保护;对三角形接法等要求较高的场合,应选用带断相保护的三相(带差动机构)热继电器。
- 选用:热元件额定电流按电动机额定电流选取(一般取与电机额定电流相当或略大,约 1.0~1.15 倍,具体倍数以教材/手册为准),装好后再用整定旋钮把动作电流调到电动机额定电流值。
- 特性:反时限------过载电流越大,双金属片弯曲越快,动作时间越短。
- 文字符号一般记为 FR(课堂口述也简称 F/FR,以教材符号表为准)。
3.3 熔断器 FU------短路保护
- 作用 :以串联 方式接入电路,作为短路保护(俗称保险丝)。电路发生短路或严重过载时,流过熔体的电流剧增,熔体过热迅速熔化而切断电路,保护线路和设备。
- 组成 :
- 熔体(熔丝/熔片):用易熔合金制成,是真正感受过电流而熔断的部分;
- 熔管(熔座):安装熔体、起绝缘和灭弧/容纳熔体的部分。
- 特性:安秒特性呈反时限------电流越大、熔断越快;正常工作电流下长期不熔断。
- 主要参数与选用(了解):额定电压、额定电流、极限分断能力;熔体的额定电流应不大于熔断器(熔管)的额定电流,熔断器的极限分断能力应不小于电路可能出现的最大短路电流。
- 熔断器结构简单、价格低、限流能力强,但熔断后必须更换熔体,不能自动恢复,且保护特性较粗、一般不能作精确过载保护。
3.4 断路器 QF------过流、过载、欠压综合保护
- 断路器(曾称自动开关、自动空气开关,俗称空气开关),文字符号 QF ,既能手动接通/分断正常工作电路,又能在故障时自动跳闸。
- 三大保护功能 :
- 过流(短路)保护:短路电流很大时,过电流脱扣器(电磁脱扣器,利用电流产生的电动力/电磁吸力)瞬时动作跳闸;
- 过载保护:较长时间过电流时,内部类似双金属片的热脱扣器受热弯曲,经一定延时动作;
- 欠压(失压/零压)保护:电源电压过低或失电时,欠电压脱扣器吸力不足而释放,使开关跳闸;电压恢复后不会自行合闸,需人工重新合闸。
- 各种异常最终都反映为电流(或电压)变化,再通过电磁吸力、热弯曲等驱动自由脱扣机构,使主触点分断。
- 选用原则(了解):断路器额定电压不低于线路额定电压;额定电流不小于线路(设备)的正常计算/负载电流;极限分断能力不小于线路最大短路电流;欠压脱扣器额定电压与控制电路电压相符。
- 与熔断器相比,断路器故障切除后排除故障即可重新合闸、可重复使用,且兼有多种保护,应用更广。
3.5 接触器 KM------电磁式自动开关
- 用途与原理 :接触器是用来频繁接通和分断交直流主电路、大容量控制电路的自动控制电器。线圈通电后电流产生磁场(电磁吸力,电动力可由 F=BILF=BILF=BIL 理解),吸合衔铁,带动触点动作;线圈失电后靠反力弹簧复位。
- 触点分类 :
- 主触点 :触点面积大、数量通常为三对(三相),串在主电路中通过大电流,线圈得电时闭合;
- 辅助触点 :容量小,接在控制电路 中,分常开辅助触点 (线圈得电闭合)和常闭辅助触点(线圈得电断开),用于自锁、互锁、信号等。
- "弱电控制强电":人只需在小电流的控制回路里操作按钮让线圈得电,就由接触器去闭合大电流主电路,从而实现以小控大、远距离和自动控制,也更安全。
- 文字符号 KM;同一接触器的线圈、主触点、各辅助触点在原理图中可分开画,但都标注同一个 KM(多元件时编 KM1、KM2)。
3.6 主令电器一:按钮 SB
- 按钮用于发布操作命令、接通或分断小电流的控制电路,不直接控制主电路。
- 按触点形式分:
- 常开按钮(动合按钮) :未按时断开、按下时闭合、松手自复位断开,用作启动按钮(一般绿色);
- 常闭按钮(动断按钮) :未按时闭合、按下时断开、松手复位闭合,用作停止按钮、急停按钮(一般红色,急停为红色蘑菇头);
- 复合按钮:同时带一对常开和一对常闭触点,机械联动,按下时常闭先断、常开后合,松手同时复位。
- 多数按钮是自复位(反弹式):按下动作、手松弹回;接线时根据需要把线接到常开或常闭触点上。
- 文字符号 SB(启动常记 SB2、停止常记 SB1,多个地点时再编号)。
3.7 主令电器二:行程开关 SQ 与接近开关
- 行程开关(位置/限位开关)SQ :
- 本质是把机械位移信号转换成电信号的主令电器;运动部件上的撞块压下滚轮或推杆时,内部触点切换(常开闭合、常闭断开)。
- 有直动式、滚轮式(微动式)等;有常开、常闭、复合触点;用于工作台限位、往返、终端保护等。
- 接近开关(无触点行程开关) :
- 非接触式检测,当运动物体接近到一定距离(不需碰到)就发出电信号;
- 内部是电子电路、无机械触点,故动作快、寿命长、可靠、耐冲击;常见电感式(检测金属)、电容式、霍尔式、光电式等。
- 拓展(了解):接近开关、光伏板等都用到半导体材料(二极管、需触发的三极管、P/N 型半导体光生电,以及直流逆变为交流的逆变电路等)。
3.8 刀开关 QK/QS 与转换开关 SA
- 刀开关(闸刀开关)QK/QS :
- 主要用于配电系统中隔离电源(检修时形成明显断开点),也可不频繁地手动接通/分断空载或小电流电路(如小容量电机的直接手动控制)。
- 安装方向是考点 :电源进线必须接在开关上方的静触头,负载出线接下方,手柄向上为合闸。这样在开关分断、闸刀(动触头)松开后,可动部分不会因为自身重力自行下落而误合闸,避免触电或设备事故;倒装则有重力下落合闸的危险。
- 转换开关(万能转换开关)SA:触点较多、有多组触点和多个档位,通过旋转手柄同时切换多条电路,常用于两段母线/两路电源之间的切换、控制方式选择、测量换相等;触点较少的简单两路开关也属此类。
3.9 电磁阀 YV 及气动元件(了解)
- 电磁阀是利用电磁效应控制流体(气、液)的执行器,由**电磁线圈和阀芯(带一个或多个通口的阀体)**组成:线圈通电时对阀芯产生电磁吸力使其移动,断电时吸力消失、阀芯靠弹簧等复位,从而改变介质的通断或流动方向,实现自动控制,是气动、液压控制系统中典型的电磁式方向控制阀。
- 气动系统中还会遇到:空气压缩机、储气罐、安全阀 (罐内压力超限自动排气)、爆破片、单向阀(介质只能单向流动、防止反流)等,作一般了解。
3.10 电气控制图的三种图纸与绘制标准
用统一的国家电气图形符号、文字符号把电器元件及其连接表示出来,就是电气图,常见有三种。
3.10.1 电气原理图
- 按电路工作原理绘制,结构简单、层次分明 ,只画元件的导电部分和接线,用符号表示、不画元件真实外形、不按比例。
- 分为两部分:
- 主电路:大电流流过的部分,用粗线画,包括刀开关/断路器、熔断器、接触器主触点、热继电器热元件、电动机 M 等;
- 控制电路(辅助电路):小电流部分,用细线画,包括按钮、接触器和继电器的线圈、辅助触点、信号灯、PLC 等。
- 电源标注:三相相线 L1、L2、L3(对应 A、B、C),中性线 N,保护接地/保护零线 PE。
- 主要绘制规则(考点) :
- 一律采用国标图形符号和文字符号;同一电器的线圈和各触点可按读图需要画在不同位置,但文字符号必须相同;同类型多个元件在符号后加数字(KM1、KM2、SB1、SB2)。
- 所有触点都按"未通电、未受外力"的常态(原始状态)绘制:常开触点画成断开、常闭触点画成闭合,按钮画成未按下。
- 元件一般按动作先后/因果顺序,从上到下、从左到右排列。
- 导线十字相交:有电气连接的交点要画黑点(·);只是跨越、没有连接的导线不画黑点(可画跨越)。
- 需要测试或可拆卸的连接点用空心圆(○)表示。
- 强电、弱电分开布置。
3.10.2 电气元件布置图
- 表示所有电器元件在设备(电柜、操作台)上的实际安装位置,按实际外形尺寸、以一定比例绘制,标注间距和尺寸,是制造、安装、维修的技术文件。
- 注意事项:与接线图、设备清单一致;元件之间、元件与箱体四周留出间距,考虑操作、发热与散热------发热元件应安装在上方 (避免热量烘烤其他元件);强电与弱电分开,弱电(尤其信号线)要屏蔽以减少干扰;动力、控制、信号电路分区/分层布置,便于操作维护。
3.10.3 电气安装接线图
- 表示各部件之间的连接关系、相对位置和实际接线,是现场接线、查线、维修的直接依据。
- 绘制规则:元件按实际安装位置和外形、以比例画出,一个元件的所有带电部分画在一起;走向相同的多条相邻导线可合并画成一条(线束),到端子处再分别引出 ;图中各端子号/导线编号必须与电气原理图中的编号一一对应、完全一致。
3.11 异步电动机的全压直接启动及其限制
- 全压(直接)启动:合上开关把电动机直接接到额定电压电源上启动。
- 启动瞬间电流很大,启动电流约为额定电流的 4~7 倍;由于线路存在阻抗,大电流在电网和线路上产生明显电压降,使电网电压下降,影响同一电网上其他用电设备正常工作。
- 因此直接启动的电机容量受限:一般只允许 10 kW 以下的异步电动机全压直接启动;容量较大的电机应采用降压启动(如星---三角、自耦变压器等,后续课程讲)。
- 最简单的手动控制:刀开关 QK + 熔断器 FU 直接把三相 380 V 接到电动机(如家用/小型绞肉机),合闸就转、拉闸就停。
3.12 点动控制电路
- 电路构成 :
- 主电路:电源 → QK(隔离开关)→ FU(熔断器)→ KM 主触点 → FR 热元件 → 电动机 M;
- 控制电路:常开启动按钮 SB 与接触器线圈 KM 串联(再接在两相/相线与中性线之间)。
- 动作过程 :
- 按下 SB → 控制电路接通 → KM 线圈得电 → KM 主触点闭合 → 电动机得电运转;
- 松开 SB → 按钮自复位断开 → KM 线圈失电 → 主触点断开 → 电动机停转。
- 特点:"按下就转、松手就停",没有保持环节,称为点动,适用于短时、断续工作(机床刀架快速移动、电动葫芦、调整对刀、小型手持设备等)。
3.13 自锁(连续运行)控制电路(重点、难点)
- 在点动电路基础上做两处改动:
- 在启动按钮 SB2(常开)两端并联接触器自身的一副常开辅助触点 KM;
- 在控制电路中串联一个常闭停止按钮 SB1(红色)。
- 启动与自锁过程 :
- 按下启动按钮 SB2 → KM 线圈得电 → KM 主触点闭合(电机运转),与此同时并联在 SB2 两端的 KM 常开辅助触点也闭合;
- 松开 SB2,SB2 虽断开,但电流可经已经闭合的 KM 辅助触点继续给线圈供电,线圈始终得电,主触点保持闭合,电机连续运行。
- 定义 :依靠接触器自身的常开辅助触点使线圈保持通电 的现象称为自锁(自保) ,这副辅助触点叫自锁触点,该支路叫自锁(自保)电路;自锁使电路具有"记忆"启动命令的功能。
- 停止过程:按下常闭停止按钮 SB1 → 控制电路被切断 → KM 线圈失电 → 主触点、自锁触点全部断开 → 电机停转;此时即使再松开 SB1(其常闭恢复闭合),由于自锁触点已断开、线圈不会自行得电,电机不会自行重启,必须再次按 SB2 才能启动。
- 保护配合(一台完整电机控制电路通常具备) :
- FU 熔断器------短路保护;
- FR 热继电器------长期过载、断相保护(热元件串主电路,常闭触点串控制电路);
- QF/接触器自锁环节------欠压、失压(零压)保护:运行中突然停电时 KM 失电释放、自锁解除,再来电时电机不会自行启动,避免事故,须人工重新按启动按钮。
- 急停按钮(红色蘑菇头常闭)串在控制电路中,拍下即切断控制回路使电机停转。
3.14 多地(多点)控制电路
- 生产中常要求在多个地点(如设备前后、楼上楼下、各操作站)都能控制同一台电机的启停。
- 接线规则(必考口诀) :
- 把分散在各操作站的启动按钮(常开触点)全部并联------任意一个按下都能接通 KM 线圈(逻辑"或");
- 把各操作站的停止按钮(常闭触点)全部串联------任意一个按下都能切断 KM 线圈(逻辑"与");
- 自锁用的 KM 常开辅助触点仍只一副,并联在整组启动按钮两端。
- 效果:在任一地点按下启动,KM 得电并自锁、电机连续运行;在任一地点按下停止,KM 失电、电机停车。
3.15 点动与连续运行的混合控制
- 同一台设备既需要点动(试车、调整),又需要连续运行,靠在自锁支路中串入一个转换开关 SA 来切换:
- SA 断开 :自锁支路被切断,按下启动按钮时 KM 得电、松开即失电,只能点动;
- SA 闭合 :自锁支路接通,按下启动按钮后 KM 自锁触点能维持线圈通电,实现连续运行。
- 这样用一套电路、一个选择开关就兼顾了两种工作方式(也有利用复合按钮实现点动/连续的接法,本讲以转换开关方案为主)。
四、例题、案例或实验
4.1 常用低压电器符号与功能速记(选择/填空常考)
| 文字符号 | 名称 | 主要功能/保护 | 触点或动作特点 |
|---|---|---|---|
| FR | 热继电器 | 长期过载、断相保护 | 双金属片受热弯曲,常闭触点延时断开 |
| FU | 熔断器 | 短路保护 | 串联、熔体一次性熔断,反时限 |
| QF | 断路器(空气开关) | 过流、过载、欠压保护 | 故障自动跳闸,可重复合闸 |
| KM | 接触器 | 通断主电路、自动控制 | 线圈得电,主触点/常开辅触点闭合 |
| SB | 按钮 | 发布操作命令 | 常开启动(绿)、常闭停止(红)、复合 |
| SQ | 行程开关 | 行程/限位检测 | 机械撞压使触点切换(接触式) |
| ---(无国标统一字母,常 SP 等) | 接近开关 | 非接触位置检测 | 电子开关、无触点、物体接近即动作 |
| QK/QS | 刀开关 | 隔离电源 | 进线在上、防止重力误合闸 |
| SA | 转换开关 | 多档位电路切换 | 旋转切换多组触点 |
| YV | 电磁阀 | 控制气/液通断与流向 | 线圈通断电驱动阀芯 |
4.2 点动与自锁电路对比
- 点动:控制电路只有"启动按钮(常开)+ KM 线圈"串联,按就转、松就停,没有任何保持环节。
- 自锁(连续):在启动按钮两端并联一副 KM 常开辅助触点 ,并串联常闭停止按钮;启动后自锁触点维持线圈通电,靠停止按钮停车。
- 判断题眼:"松开启动按钮后接触器线圈仍保持得电"的根本原因,就是那副与启动按钮并联的、已经闭合的 KM 常开辅助触点在继续给线圈供电。
4.3 案例:自锁失效(按启动能转、一松就停)如何排查
- 现象:按下启动按钮电机能转,松开立即停,说明主电路、线圈、按钮基本正常,故障在自锁支路。
- 可能原因:
- 自锁用的 KM 常开辅助触点接线脱落、断线或接触不良;
- 误用了常闭辅助触点,或该触点烧蚀、机械卡滞不能可靠闭合;
- 自锁触点两端接线位置错误(没有真正并联在启动按钮两端);
- 混合控制电路中转换开关 SA 处在断开位置(自锁支路被切到点动模式)。
- 排查:在通电(注意安全)或用万用表电阻/电压档,按下启动使 KM 吸合时,测量自锁触点两端是否接通、自锁支路导线是否导通,逐级定位断点。
4.4 多地控制接线判断
- 题目给出几个地点的按钮,要求能在各地启停:凡看到多个常开启动按钮就应并联 ,多个常闭停止按钮就应串联;若接反(启动串联、停止并联)则会出现"必须同时按多个启动才能开、按一个停不掉"等错误。
- 自锁 KM 触点只保留一副,跨接在并联启动按钮组的两端。
4.5 综合读图:一台三相异步电动机连续运行电路
- 读图顺序:先找主电路(QK/QF→FU→KM 主触点→FR 热元件→M),再读控制电路(停止常闭 SB1→(启动常开 SB2 并联 KM 自锁触点)→KM 线圈→FR 常闭触点,形成回路)。
- 叙述工作过程:合 QK/QF 引入电源 → 按 SB2,KM 线圈得电,KM 主触点闭合电机启动,同时 KM 自锁触点闭合 → 松开 SB2,经自锁触点维持,电机连续运行 → 按 SB1,KM 失电,电机停转;过载时 FR 常闭触点断开使 KM 失电;短路时 FU 熔断;停电时 KM 释放自锁,再来电不自启。
五、术语、公式或关键表达
| 术语 | 关键表达 |
|---|---|
| 双金属片 | 两种膨胀系数不同的金属复合,受热向膨胀小侧弯曲,热继电器感测元件 |
| 反时限特性 | 电流越大、动作时间越短(热继电器、熔断器均具此特性) |
| 短路保护 / 过载保护 | 短路用熔断器/断路器瞬动;长期过载用热继电器延时 |
| 弱电控制强电 | 按钮、线圈所在小电流控制回路控制接触器主触点通断大电流主电路 |
| 常开 / 常闭触点 | 常态(未通电未受力)下断开 / 闭合;线圈得电后常开闭合、常闭断开 |
| 自锁(自保) | 接触器用自身常开辅助触点并联启动按钮,维持线圈通电,具"记忆"功能 |
| 自锁触点 | 与启动按钮并联的那副 KM 常开辅助触点 |
| 失压(零压)保护 | 停电时 KM 释放、自锁解除,复电后不自启,需重新按启动 |
| 多地控制 | 启动按钮并联、停止按钮串联 |
| 点动/连续切换 | 转换开关 SA 串入自锁支路,断为点动、通为连续 |
| 主电路 / 控制电路 | 大电流主回路(粗线)/ 小电流线圈按钮回路(细线) |
| 全压启动限制 | 启动电流为额定 4~7 倍,一般限 10 kW 以下直接启动 |
| 图面约定 | 触点按常态绘制;连接点画黑点;同电器线圈触点同符号 |
六、课堂任务与复习安排
- 完成课后习题(课堂布置为 1-1、2-2 及第 4 页 1-11 题,题号页码以教材/学习通为准);老师提示该部分去年考过,题型以读图、画图、分析为主,单纯简答题较少。
- 重点复习并能默画、默讲:点动控制、连续运行(自锁)控制、多地控制三种电路图及其动作过程;实验接线前先读懂原理图。
- 能力目标:看到 FR/FU/QF/KM/SB/SQ/SA/YV 等符号能立刻说出名称、原理和保护/控制功能;能说明自锁的形成与解除;能正确连接多地控制的并/串联;能区分三种电气图并遵守原理图绘制约定。
七、待核对与疑问
| 问题 | 原因 | 建议核对方式 |
|---|---|---|
| 低压的电压界限(交流 ≤1000 V、直流 ≤1500 V) | 录音口述含糊 | 查教材"低压电器定义"与国家标准 |
| 断路器欠压脱扣动作电压具体百分比 | 录音只说"降得太离谱就动作" | 查教材欠压脱扣器动作范围(常见约 70%~85% 额定电压等) |
| 热元件额定电流相对电机额定电流的倍数 | 录音只说"按额定电流选取" | 查教材/手册热继电器选用(常见 1.0~1.15 倍) |
| 各电器文字符号(FR/F、KM/K、SB、SQ、SA、QK/QS、YV、KS) | 课堂口述字母与国标符号略有出入 | 以教材符号表/GB/T 文字符号标准为准 |
| 速度继电器的符号与反接制动细节 | 课堂仅一句带过 | 后续"电动机制动"章节系统学习 |
| 课后习题具体题号、页码 | 录音转写为"1-1、2-2、4 页 1-11" | 以学习通布置和教材目录页码为准 |
| 接近开关具体类型(电感/电容/霍尔/光电) | 课堂只展示实物 | 结合实验台器件与教材检测元件一节核对 |
八、复习与主动回忆
复习清单
- 用 3 分钟按"保护、控制、主令、隔离、执行"五类复述各低压电器名称和符号。
- 用 3 分钟讲清热继电器双金属片如何把过载变成触点动作,以及它为什么不能做短路保护。
- 用 2 分钟比较熔断器和断路器的保护功能、动作后能否恢复。
- 用 3 分钟复述接触器线圈得电/失电时主触点、常开辅触点、常闭辅触点如何动作,说明什么叫弱电控制强电。
- 用 2 分钟区分常开/常闭/复合按钮及颜色含义。
- 用 3 分钟说出电气原理图的绘制约定(常态、同电器同符号、黑点、强弱电、主/控电路)。
- 用 5 分钟默画点动、自锁连续运行、多地控制三个控制回路并叙述动作过程。
- 用 2 分钟说明转换开关如何实现点动/连续切换。
主动回忆题
- 热继电器由什么感测元件实现保护?它保护什么故障?为什么不能用它做短路保护?
- 熔断器由哪两部分组成?为什么要串联在电路中?它的动作特性与电流大小有什么关系?
- 断路器 QF 有哪几种保护功能?欠压保护为什么能防止复电自启动事故?
- 接触器线圈得电和失电时,主触点、常开辅助触点、常闭辅助触点分别怎样动作?什么叫弱电控制强电?
- 常开按钮、常闭按钮、复合按钮有何区别?启动和停止按钮分别用哪种、通常什么颜色?
- 行程开关和接近开关有什么异同?刀开关安装时为什么要求电源进线在上方?
- 电气原理图中的触点按什么状态绘制?同一接触器的线圈和触点符号有什么要求?导线连接点和跨线如何区分?
- 为什么大容量电动机不允许全压直接启动?一般多少千瓦以下可以直接启动?
- 画出(或叙述)自锁连续运行控制电路,说明:按下启动后发生了什么?为什么松开启动按钮电机仍转?按下停止按钮又是怎样停车的?
- 多地控制中,各地启动按钮和停止按钮分别怎样连接?点动/连续混合控制靠什么元件、如何切换?
答案要点
- 热继电器靠两种膨胀系数不同的双金属片受热弯曲推动机构使常闭触点动作;用于电动机长期过载和断相保护。它靠热的积累、动作有延时,短路时来不及瞬间切断,故不能做短路保护(短路靠熔断器/断路器)。
- 熔断器由熔体和熔管组成,必须串联才能在过电流时让熔体熔断而切断电路;电流越大发热越快、熔断越迅速,呈反时限特性,熔断后要更换熔体。
- 断路器有过流(短路)、过载、欠压(失压)保护。欠压/失电时开关自动跳闸,电压恢复后不会自行合闸、需人工合闸,因此可避免停电后复电设备自行启动造成事故。
- 线圈得电:主触点和常开辅助触点闭合、常闭辅助触点断开;线圈失电则全部复位。操作人员在小电流控制回路中让线圈得电,由主触点去闭合大电流主电路,即以小控大、弱电控制强电,安全且可远控。
- 常开按钮未按断开、按下闭合(启动用,绿色);常闭按钮未按闭合、按下断开(停止/急停用,红色);复合按钮同时含常开、常闭并机械联动,按下时常闭先断、常开后合。
- 行程开关靠机械撞压接触动作、把位移变电信号;接近开关非接触、内部电子电路无触点,物体接近即动作,更快更耐用。刀开关进线在上方,是为了让分断后的可动闸刀不会因重力自行下落而误合闸。
- 触点一律按未通电、未受外力的常态绘制(常开画断、常闭画通);同一电器的线圈和所有触点用相同文字符号(KM),多元件加数字;有电气连接的十字交点画黑点,仅跨越无连接的不画黑点。
- 直接启动电流约为额定电流的 4~7 倍,会造成电网电压显著下降、影响其他设备,故容量受限,一般 10 kW 以下才允许全压直接启动,大容量需降压启动。
- 控制回路中常闭停止按钮 SB1 串联,常开启动按钮 SB2 与一副 KM 常开辅助触点并联后再串 KM 线圈。按 SB2→KM 线圈得电→主触点闭合电机转,同时并联的 KM 常开辅触点闭合;松开 SB2 后由该闭合的辅触点继续给线圈供电(自锁),电机连续运行;按 SB1 切断线圈回路,KM 失电、主触点与自锁触点断开,电机停转且不会自启。
- 多地控制:各地启动(常开)按钮全部并联,各地停止(常闭)按钮全部串联,自锁 KM 触点只一副并在启动按钮组两端。点动/连续混合靠串在自锁支路里的转换开关 SA:SA 断开自锁支路为点动,SA 接通自锁支路为连续运行。