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1、船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第八章第八章 电力拖动控制电路及系统电力拖动控制电路及系统 本章概述本章概述o船舶各种常用控制电器主要包括主令电器、熔断器、船舶各种常用控制电器主要包括主令电器、熔断器、接触器、继电器及电磁制动器。一般的电气控制系统常接触器、继电器及电磁制动器。一般的电气控制系统常 选用继电器和接触器作为主要的控制电器，即人们常称选用继电器和接触器作为主要的控制电器，即人们常称 的继电的继电接触器控制系统。接触器控制系统。o近年来随着可编程控制器（近年来随着可编程控制器（PLC）在工业控制中的广）在工业控制中的广 泛应用，在船舶
2、电气的控制系统中也引入了可编程控制泛应用，在船舶电气的控制系统中也引入了可编程控制 器。器。o本章主要介绍常用的控制电器，如接触器、继电器本章主要介绍常用的控制电器，如接触器、继电器 等；介绍交、直流电动机的典型控制电路；简单介绍等；介绍交、直流电动机的典型控制电路；简单介绍 西门子西门子200系列的基本组成，基本编程方法与使用系列的基本组成，基本编程方法与使用 方法。方法。2021/9/151船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系本章主要讲解内容本章主要讲解内容第一节第一节 常用控制电器常用控制电器第二节第二节 电动机的基本保护环节电动机的基本保护
3、环节 第三节第三节 控制电路的控制环节控制电路的控制环节第四节第四节 异步电机的典型控制电路异步电机的典型控制电路第五节第五节 电动机的智能控制电动机的智能控制第六节第六节 可编程序控制器可编程序控制器 2021/9/152船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系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
4、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2021/9/153船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第一节第一节 常用控制电器常用控制电器2021/9/154船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系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
5、合按钮组合按钮中间继电器中间继电器2021/9/155船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系一、主令电器一、主令电器 主令电器是切换控制线路的单极或多极电器，其触头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。主令电器主要包括按钮、容量小，不能切换主电路。主令电器主要包括按钮、万能转换开关、行程开关、主令控制器等。万能转换开关、行程开关、主令控制器等。返回2021/9/156船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系主令电器主令电器1按钮开关（按钮开关（图8-1）2组合开关（组合开关（
6、图8-2）3行程开关（行程开关（图8-3）4主令控制器（主令控制器（图8-4）2021/9/157船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系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，从而控制电动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。机或其他电气设备的运行。图图1-35 控制按钮结构示意图控制按钮结构示意图1-按钮按钮 2-复位弹簧复位弹簧 3-常闭静触头常闭静触头 4-动触头动触头 5-常开静触头常开静触头2021/9/158船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院
7、船电系2.组合开关组合开关 2021/9/159船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系组合开关又称转换开关，是一种多路多级并可以控制多组合开关又称转换开关，是一种多路多级并可以控制多个电气回路通断的主令开关，如图个电气回路通断的主令开关，如图8-2所示。所示。（a）结构图 （b）示意图 （c）触头闭合表 图图8-28-2组合开关组合开关2021/9/1510船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3.行程开关行程开关 行程开关又称限位开关，是利用机械运动部件的碰撞或行程开关又称限位开关，是利用机械运动部件的碰
8、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和转臂式两种2021/9/1511船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2021/9/1512船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系(a)按钮式；(b)转臂式；(c)电路符号 图图8-38-3 行程开关行程开关 返回2021/9/1513船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3.主令控制器主令控制器 主令控制器是一种多位置多回路的控制开关，适合于主令控制
9、器是一种多位置多回路的控制开关，适合于频繁操作并要求有多种控制状态的场合，例如起货机、频繁操作并要求有多种控制状态的场合，例如起货机、锚机和绞缆机的控制等。锚机和绞缆机的控制等。2021/9/1514船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（a）结构示意图（b）电路符号图图8-4 8-4 主令控制器主令控制器返回2021/9/1515船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系二、熔断器二、熔断器 低压熔断器是低压配电系统中起安全保护作用的一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
10、用电设备保护。主种电器，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。要作短路保护，有时也可起过载保护作用。螺旋式熔断器螺旋式熔断器瓷插式熔断器瓷插式熔断器2021/9/1516船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系o熔断器按结构可分为：开启式、半封闭式和封闭式三种。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、有填料管式和有填料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，如图螺旋式等，如图8-5（a）、（）、（b）所示，熔断器的保所示，熔断器的保护特性护特性如图如图8-5
11、（c）所示，其电路符号所示，其电路符号图图8-5（d）所所示。示。2021/9/1517船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系图图8-5 8-5 熔断器熔断器返回（a）管式熔断器（b）螺旋式熔断器（c）保护特性（d）电路符号2021/9/1518船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 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2021/9/1519船舶电气设备与系统 课 件2022/11/2
12、5轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 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作支路上所有电灯的工作 电流之和。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2021/9/1520船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系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（
13、电压等级、电流等）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。定换上相同型号、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，通）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。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，选择）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。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，通常要求前
14、）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一级熔体比后一级熔体的额定电流大23倍，以倍，以 免发生越级动作而扩大停电范围。免发生越级动作而扩大停电范围。2021/9/1521船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（5）不能随便改变熔断器的工作方式，在熔体熔断后，）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，换上相应的新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端，装入熔熔断管。不能用一根熔丝搭在熔管的两端，装入熔 断器内继续使用。断器内继续使用。
15、（6）作为电动机保护的熔断器，应按要求选择熔丝，而）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，不能作过熔断器只能作电动机主回路的短路保护，不能作过 载保护。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。2021/9/1522船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系三、接触器三、接触器 o接触器是利用电磁吸力原理用于频繁地接通和切断大电接触器是利用电磁吸力原理用于频繁地
16、接通和切断大电流电路流电路(即主电路即主电路)的开关电器。的开关电器。o接触器按控制电流的种类可分为：交流接触器和直流接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、灭弧装置等触器，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方面均有所不同。2021/9/1523船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系按操作方式分有：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
17、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；按主触头控制的电路种类分有：按主触头控制的电路种类分有：按主触头控制的电路种类分有：按主触头控制的电路种类分有：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。2021/9/1524船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系1交流接触器交流接触器 l图图8-6是
18、交流接触器的结构图和原理图。它主要是由电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。磁铁和触点组两部分组成。l按状态的不同，接触器的触点分为动合（常开）触点和按状态的不同，接触器的触点分为动合（常开）触点和动断（常闭）触点两种。接触器在线圈未通电时的状态动断（常闭）触点两种。接触器在线圈未通电时的状态称为释放状态；线圈通电、铁心吸合时的状态称为吸合称为释放状态；线圈通电、铁心吸合时的状态称为吸合状态。接触器处于释放状态时断开、而处于吸合状态时状态。接触器处于释放状态时断开、而处于吸合状态时闭合的触点称为动合触点；反之称为动断触点。闭合的触点称为动合触点；反之称为动断触点。
19、2021/9/1525船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系o辅助触点既有动合触点，也有动断触点，通常接在由按辅助触点既有动合触点，也有动断触点，通常接在由按钮和接触器线圈组成的控制电路中，以实现某些功能，钮和接触器线圈组成的控制电路中，以实现某些功能，这部分电路又称辅助电路。这部分电路又称辅助电路。o图图8-7为接触器点动控制电路。为接触器点动控制电路。o图图8-8为接触器连续运行控制电路。为接触器连续运行控制电路。2021/9/1526船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（a）结构图 （b）原理图 图
20、图8-6 交流接触器交流接触器返回2021/9/1527船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系图图8-7 接触器点动控制电路接触器点动控制电路QS返回2021/9/1528船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系图图8-8 接触器连续运行控制电路接触器连续运行控制电路QS返回2021/9/1529船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系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、辅助触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
21、成。当接通操作线圈的操作电源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，带动可动部分，使接时，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，电磁吸力消失，触器触点闭合；当操作线圈断电时，电磁吸力消失，在触点压力和反力弹簧的带动下，使触点断开。在触点压力和反力弹簧的带动下，使触点断开。2021/9/1530船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系o交直流接触器在电磁机构有很大的区别，交流接触器的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，以便减少铁损，而直流线圈铁
22、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块钢。交流接触器的吸引线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流阻抗，故线圈匝数比较少，且采用圈因具有较大的交流阻抗，故线圈匝数比较少，且采用较粗的漆包铜线绕制。相比之下，直流接触器的线圈匝较粗的漆包铜线绕制。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。o为了消除交流接触器工作时的振动和噪声，交流接触器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，其原理参见关于交流电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，磁铁的介绍，
23、图图8-9所示为交流接触器上短路环的示意所示为交流接触器上短路环的示意图。图。2021/9/1531船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（a)恒磁链机构；（b)恒磁势机构 图图8-9 8-9 短路环短路环返回2021/9/1532船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系四、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(如时如时 间、温度、压力、转速等间、温度、压力、转速等)的变化而通断控制线路的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控制
24、。电器，常用于信号传递和多个电路的扩展控制。2021/9/1533船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系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，动动作作灵灵敏敏。它它也也有有交交流流和和直直流之分。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2021/9/1534船舶电气设备与系统 课 件2022/11/2
25、5轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 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）电动式电动式机诫式机诫式数字式数字式2021/9/1535船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系断断 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2021/9/1536船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮
26、机工程学院船电系3.热继电器热继电器热继电器是利用电流的热继电器是利用电流的热效应而动作的电器。热效应而动作的电器。热继电器脱扣后，经过热继电器脱扣后，经过一段时间冷却可自动或一段时间冷却可自动或手动复位，图示的结构手动复位，图示的结构只能手动复位。热继电只能手动复位。热继电器也是反时限特性。器也是反时限特性。2021/9/1537船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（a）外形图 （b）原理图 图图8-10 热继电器热继电器返回2021/9/1538船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系图图8-11 速度
27、继电器原理图速度继电器原理图返回 4.速度继电器速度继电器按转速大小传递按转速大小传递信号的继电器。信号的继电器。按结构的不同分按结构的不同分为感应式、离心为感应式、离心式等。圆环的转式等。圆环的转动力矩很小，当动力矩很小，当转速降到转速降到100rmin时，触头在弹时，触头在弹簧反力作用下恢簧反力作用下恢复原位。复原位。2021/9/1539船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系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，常见的有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。圆盘式和抱闸式两种。图图8-1
28、2 圆盘式电磁制动器圆盘式电磁制动器2021/9/1540船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第二节第二节 电动机的基本保护环节电动机的基本保护环节在电力拖动系统设计时，不仅应保证设备在正常工作条在电力拖动系统设计时，不仅应保证设备在正常工作条件下安全运行，而且还应考虑到在异常情况下保证设备件下安全运行，而且还应考虑到在异常情况下保证设备和人身的安全。为此，必须在系统中设置必要的保护环和人身的安全。为此，必须在系统中设置必要的保护环节。节。最常见的电气保护环节有短路保护、过载保护、欠最常见的电气保护环节有短路保护、过载保护、欠压、失压保护及缺相保护
29、。压、失压保护及缺相保护。返回2021/9/1541船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系一、短路保护一、短路保护 o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。o常用的短路保护措施有：在电路中装设自动空气断路常用的短路保护措施有：在电路中装设自动空气断路 器（又称自动空气开关）、熔断器（俗称保险丝）等。器（又称自动空气开关）、熔断器（俗称保险丝）等。o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，熔体自动熔。当流过的电流超过其允许值时，熔体自动熔
30、 断，从而切断故障电路。当流过熔断器的电流小于其额断，从而切断故障电路。当流过熔断器的电流小于其额 定电流时，熔断器可长期工作而不熔断。当流过的电流定电流时，熔断器可长期工作而不熔断。当流过的电流 超过其额定电流时，并不是立即熔断，而是要经过一定超过其额定电流时，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。2021/9/1542船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 图图8-13 8-13 三相异步电动机控制电路三相异步电动机控制电路返回2021/9/1543船舶电气设备与系统 课 件2
31、022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系二、过载保护二、过载保护 o对于大多数电气设备来说，当电流超过其额定值（即过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，但长时间的或严重的过载）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。故在电路中常装设过载保护，以防被载是不能允许的。故在电路中常装设过载保护，以防被保护电器因过载而损坏。保护电器因过载而损坏。o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过载或超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应、电磁效应等使强度过载时，利用过载时出现的热效应、电磁
32、效应等使过载保护电器动作，使被保护设备脱离电源。过载保护电器动作，使被保护设备脱离电源。o用于过载保护的电器用于过载保护的电器：热继电器、过电流继电器、自动：热继电器、过电流继电器、自动空气开关。空气开关。2021/9/1544船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系三、失压（欠压）保护三、失压（欠压）保护 失压（欠压）保护是依据接触器本身的电磁机构和起动失压（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失时，电动按钮来实现的。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，电动机不会自动起机会自动
33、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，电动机才可起动，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。当电源电压过分降低（欠压）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足负载转矩的需要，其时，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，使电动机可能过载甚至烧毁。而此时由电流必将增加，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，接触器反力弹簧的作用力大于电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，主触头断开，使电动机脱离电源，磁吸力时衔铁将释放，主触头
34、断开，使电动机脱离电源，实现欠压保护。实现欠压保护。2021/9/1545船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系四、缺相保护四、缺相保护 o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(或失电或失电)，会，会造成单相运行，此时电动机为了得到同样的电磁转矩，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，导致电机发热烧坏，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，还伴随着剧烈的电振动和机械振动。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元件串接在三相
35、主电路的任意两相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，在任一相发生断路（缺相）故障时，必然导致另之中，在任一相发生断路（缺相）故障时，必然导致另两相电流的大幅度增加。两相电流的大幅度增加。2021/9/1546船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第三节第三节 控制电路的控制环节控制电路的控制环节 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 返回在电气控制系统中，各种电机、电器等元件是按照生产在电气控制系统中，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，由导线等联成电气线路，工艺的要求，
36、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，即原理图和安装接线而表示电气电路图的方法有两种，即原理图和安装接线图。图。2021/9/1547船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系原理图是用来说明电气控制系统工作原理的电气电路图，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，下面列出绘制原理图的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：几项原则：（1）所有电机、电器等元件都应采用统一规定的图形）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。符号和文字符号来表
37、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、触）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。2021/9/1548船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（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，所谓正正 常状态是指各种电器在没有通电和没有外力作用时常状态是指各种电器在没有通电和没有外力作用
38、时 的状态。的状态。（5）为安装和维修方便，电机和电器的各接线端都要用）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。数字编号。2021/9/1549船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系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，在安装和检修电气设备时用安装接线位置和接线情况的，在安装和检修电气设备时用安装接线图更为方便，下面列出绘制安装接线图的几项原则：图更为方便，下面列出绘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，同一电器）安装接线图应表
39、示出各电器的实际位置，同一电器 的各元件要画在一起。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，凡是导线）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。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子的编）安装接线图中元件的图形和文字符号以及端子的编 号应与原理图一致。号应与原理图一致。（4）安装接线图上应标明导线的走线管的型号、规格和）安装接线图上应标明导线的走线管的型号、规格和 尺寸。尺寸。2021/9/1550船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系二、电动机的点动控制电路二
40、、电动机的点动控制电路 o图图8-14为简单的点动控制线路。为简单的点动控制线路。o合三相电源开关合三相电源开关QS，按下起动按钮，按下起动按钮SB，接触器，接触器KM线线圈有电，主触头闭合，电动机圈有电，主触头闭合，电动机M起动运转，手松开，接起动运转，手松开，接触器失电，主触头断开，电动机停止运转。触器失电，主触头断开，电动机停止运转。2021/9/1551船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 3图图8-14 8-14 三相异步电动机的点三相异步电动机的点动控制电路动控制电路返回2021/9/1552船舶电气设备与系统 课 件2022/11/2
41、5轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系三、电动机的连续控制电路三、电动机的连续控制电路 o大多数鼠笼式电动机的连续控制采用磁力起动器进行控大多数鼠笼式电动机的连续控制采用磁力起动器进行控制。制。o磁力起动器是用来远距离控制和保护鼠笼式电动机最简磁力起动器是用来远距离控制和保护鼠笼式电动机最简单的成套电器，它是由电源开关、熔断器、按钮、交流单的成套电器，它是由电源开关、熔断器、按钮、交流接触器和热继电器等组成。接触器和热继电器等组成。o图图8-15就是单向（不可逆）磁力起动器控制电路。就是单向（不可逆）磁力起动器控制电路。2021/9/1553船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工
42、程学院船电系轮机工程学院船电系 图图8-15 8-15 三相异步电动机的连续控制三相异步电动机的连续控制电路电路3返回2021/9/1554船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系四、电动机的多地点控制电路四、电动机的多地点控制电路o为了操作方便，某些设备往往要求在两个或两个以上的为了操作方便，某些设备往往要求在两个或两个以上的地点对它都能进行操作。地点对它都能进行操作。o实现这一要求的就是多地点控制，只要将两个或多个起实现这一要求的就是多地点控制，只要将两个或多个起动按钮和停止按钮分别组成并联和串联电路即可。动按钮和停止按钮分别组成并联和串联电路即可
43、。o图图8-16的电路就属于两地点控制中的按钮连接方式的的电路就属于两地点控制中的按钮连接方式的一种。一种。2021/9/1555船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系图图8-16 8-16 两地点控制两地点控制返回2021/9/1556船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系五、电动机的行程控制电路五、电动机的行程控制电路 o某些生产机械的运动部件的行程范围有一定限制，例如某些生产机械的运动部件的行程范围有一定限制，例如船舶舵机的左右舵角偏转必须限制在船舶舵机的左右舵角偏转必须限制在3535以内；起货机以内
44、；起货机提升机构必须防止吊索收尽以免造成吊钩撞碰吊臂事故提升机构必须防止吊索收尽以免造成吊钩撞碰吊臂事故等。实现行程控制，应将限位（行程）开关安置在设限等。实现行程控制，应将限位（行程）开关安置在设限的位置上，如的位置上，如图图8-178-17所示。所示。STBSTB和和STASTA分别为左右移动的分别为左右移动的终端限位（行程）开关。终端限位（行程）开关。o为实现行程控制的要求，限位（行程）开关的常闭触头为实现行程控制的要求，限位（行程）开关的常闭触头STASTA、STBSTB与控制线路中的停止控钮与控制线路中的停止控钮SB2SB2串联，如串联，如图图8-188-18所示。当运动机械移动到极
45、限位置时，行程开关的常闭所示。当运动机械移动到极限位置时，行程开关的常闭触头触头STASTA或或STBSTB断开，电动机便停转。显然限位控制是避断开，电动机便停转。显然限位控制是避免生产机械进入异常位置的一种限位保护免生产机械进入异常位置的一种限位保护 。2021/9/1557船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系STASTB 限位开关正正逆逆图图8-17 行程控制示意图行程控制示意图KMFKHKMRSB1KMFSB2SB3STBKMRKMRKMFSTA图图8-18 行程控制电路行程控制电路返回2021/9/1558船舶电气设备与系统 课 件2022
46、/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系六、电动机的互锁控制电路六、电动机的互锁控制电路 o多种运动状态的生产机械或多个生产机械往往存在着相多种运动状态的生产机械或多个生产机械往往存在着相互制约的关系。比如，对正在进行正转的电动机，要求互制约的关系。比如，对正在进行正转的电动机，要求电动机闭锁其反转控制，反之亦然。这就是电动机的正电动机闭锁其反转控制，反之亦然。这就是电动机的正反转互锁控制反转互锁控制,图图8-198-19所示为实现电动机的正反转控制所示为实现电动机的正反转控制一个实例。线路中的接触器触头一个实例。线路中的接触器触头KMFKMF和和KMRKMR构成了电动机构成了电动机正
47、反转电气互锁保护，用于防止正、反转接触器正反转电气互锁保护，用于防止正、反转接触器KMFKMF和和KMRKMR的同时动作。的同时动作。2021/9/1559船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 图图8-19 8-19 电动机的互锁控制电路电动机的互锁控制电路32021/9/1560船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系七、电动机的联锁控制电路七、电动机的联锁控制电路 船舶主空压机正常工作时，需要冷却水进行冷却，所船舶主空压机正常工作时，需要冷却水进行冷却，所以要求冷却水泵先运行，冷却水压力建立后才能起动以
48、要求冷却水泵先运行，冷却水压力建立后才能起动空压机。还有船舶甲板上的电动起货机中的主拖动电空压机。还有船舶甲板上的电动起货机中的主拖动电动机的起动，只有在为它冷却的风机电动机起动后它动机的起动，只有在为它冷却的风机电动机起动后它才能起动。这就是顺序起动联锁控制，控制电路如才能起动。这就是顺序起动联锁控制，控制电路如图图8-20所示。所示。2021/9/1561船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 图图8-20 顺序起动连锁控制顺序起动连锁控制(a)(b)33返回2021/9/1562船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮
49、机工程学院船电系七、电动机的双位控制电路七、电动机的双位控制电路 o在许多无人管理的生产场合，常用到在许多无人管理的生产场合，常用到“双位双位”自动控自动控制。例如船舶辅锅炉的高低水位控制，食品冷库的高低制。例如船舶辅锅炉的高低水位控制，食品冷库的高低温度控制，空调压缩机的自动起停控制等等。温度控制，空调压缩机的自动起停控制等等。图图8-8-21(a)21(a)所示的是一种最简单的双位控制的单元电路所示的是一种最简单的双位控制的单元电路 。o在压力双位控制中，通常使用组合式压力开关，此种压在压力双位控制中，通常使用组合式压力开关，此种压力开关有两对触头，一对是高压触头力开关有两对触头，一对是高
50、压触头(为动断触头为动断触头)，一，一对是低压触头对是低压触头(为动合触头为动合触头)。使用时按。使用时按图图8-218-21（b b）所所示的线路连接，被控对象的高限对应于压力开关示的线路连接，被控对象的高限对应于压力开关SPSP的高的高压触头的断开值，而其低限则对应于压力开关压触头的断开值，而其低限则对应于压力开关SPSP的低压的低压触头的闭合值。触头的闭合值。2021/9/1563船舶电气设备与系统 课 件2022/11/25轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系(a)单元式双位控制 (b)组合式双位控制 图图8-21 8-21 双位控制双位控制返回2021/9/1564船舶电气设备与系统