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BY YUSHEN
第七章　常用低压电器及其控制电路
　电工电子技术及应用
【思维结构图引】
【考纲多维解读】
考纲要求 命题趋势 考向分析
一、常用低压电器
1.开关类
2.保护类
3.控制类
二、三相异步电动机的正反 转控制电路
1.直接起动控制电路
2.正、反转控制电路
三、三相异步电动机降压起 动控制电路
串电阻降压起动电路 1.识记常用的低压电 器
2.掌握三相异步电动 机的正、反转控制电 路
3.掌握串电阻降压起 动电路 【考查内容】
三相异步电动机的控制 电路
【考查题型】
填空题、选择题
【分值】
一般为2～4分
【考点知识梳理】
一、开关类（识记）
1.刀开关
闸刀开关又称刀开关，是结构最简单、应用广泛的一种手动控制电器。如图 3-7-1所示为常用的刀开关外形及图形符号。
（a）外形 （b）图形符号
图 3-7-1
2.组合开关
组合开关又称转换开关，有单极、双极和多极之分，常用于各种电气设备中 换接电源和负载，如小容量电动机的直接起动控制等。如图3-7-2所示为HZ系列 组合开关，它由若干动触片和静触片组成，动触片装在带有手柄的转轴上，各动 触片之间及各静触片之间都互相绝缘，转动手柄可使各动触片与各静触片接通或 者断开。
（a）外形 （b）接通位置 （c）分断位置 （d）图形符号
图 3-7-2
二、保护类（识记）
1.熔断器
熔断器俗称保险丝，在低压配电网络和电力拖动系统中用做短路保护装置。 常见熔断器的外形及图形符号如图3-7-3所示。熔断器主要由熔体、安装熔体的 熔断管和熔座三部分组成。使用时，熔断器应串联在所保护的电路中。当线路或 设备发生短路时，通过熔断器的电流达到或超过某一规定值，以其自身产生的热 量使熔体熔断，从而使线路或电气设备脱离电源，起到保护作用。它结构简单、 分断能力高、安装体积小、动作可靠、使用维护方便，还可以起到使电路与电源 隔离的作用。
（a）外形　　　　　　　（b）图形符号
图 3-7-3
2.断路器
低压断路器可用来保护电网的各种电气设备，在现代机床控制中被广泛作为 电源的引入开关，也可用来控制不频繁起动的电动机。它不但能带负载接通和分 断电路，而且对所控制的电路有短路、过载、欠电压和漏电保护等作用。常用的 低压断路器为塑壳式，其外形及图形符号如图3-7-4所示。
（a）外形 （b）图形符号
图 3-7-4
3.热继电器
热继电器是利用电流的热效应原理制成的一种自动电器，在电路中用作电动 机的过载保护。常见的热继电器外形及图形符号如图3-7-5（a）、（b）所示。 热继电器的结构如图3-7-5（c）所示，当主电路中电流超过允许值而使双金属片 受热时，它便向上弯曲，因而脱扣，扣板在弹簧的拉力下将动断触点断开，动断 触点是接在电动机的控制电路中的，控制电路断开而使接触器的线圈断开，从而 断开主电路。
（a）外形 （b）图形符号 （c）结构
图 3-7-5
三、控制类（识记）
1.按钮
按钮是一种手动操作接通或分断小电流控制电路，并具有储能复位功能的一 种控制开关。常见按钮的外形及图形符号如图3-7-6所示。
（a）外形 （b）图形符号
图 3-7-6
按钮按静态时触点的分合状态，可分为动断按钮（停止按钮）、动合按钮 （起动按钮）和复合按钮。其中动合按钮是指未按下时，触点是断开的，按下时 触点闭合，当松开后，按钮自动复位。动断按钮与动合按钮动作状况相反。而复 合按钮是将动合按钮和动断按钮组合为一体。按下复合按钮时，其动断触点先分 断，然后动合触点再闭合；当松开按钮时，动合触点先断开，然后动断触点再闭 合。为了避免误操作，通常在按钮上涂以不同的颜色加以区分，停止按钮用红 色，起动按钮用绿色。
2.行程开关
行程开关又称为位置开关或限位开关，主要用来限制机械运动的位置或行 程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运 动等，其触点的动作不是靠手去操作，而是利用机械设备某些运动部件的碰撞完 成操作。常见行程开关的外形及图形符号如图3-7-7所示。
（a）外形 （b）图形符号
图 3-7-7
3.交流接触器
交流接触器是一种用来频繁地接通或断开交流主电路及大容量控制电路的自 动切换电器。常见交流接触器的外形与图形符号如图3-7-8所示。
（a）外形　　　 （b）图形符号
图 3-7-8
交流接触器的动作原理示意图如图3-7-9所示。当线圈通电后，线圈电流产 生磁场，使静铁心产生电磁吸力，将动铁心吸合。动铁心带动触点动作，使动断 触点断开，动合触点闭合。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在反作用弹簧拉 力的作用下释放，各触点随之复位。
图 3-7-9
交流接触器的电磁线圈的额定电压有36 V、110 V、220 V、380 V等多种， 选用时必须使线圈的额定电压等于控制电路的电压；主触点的额定电流有10 A、 20 A、40 A、60 A等多种，选用时主触点的额定电流值应略大于或等于主电路中 的额定电流值。交流接触器还有一定的欠电压保护作用，当电路中的电压降到一 定的程度时，电磁铁因吸力不足而跳开，使动静触点分离。
4.时间继电器
时间继电器是一种根据电磁原理或机械动作原理实现触点系统延时接通或断 开的自动切换电器。它广泛应用于机械电气控制电路。
时间继电器按动作原理分为电磁式、空气阻尼式、电动式与电子式时间继电 器；按延时方式可分为通电延时型与断电延时型两种时间继电器。常见时间继电 器的外形与图形符号如图3-7-10所示。使用时间继电器时，在不通电的情况下整 定时间继电器的整定值，并在试运行时校正。时间继电器金属底板上的接地螺钉 必须与接地线可靠连接，通电延时型和断电延时型可在整定时间内自行调换。
（a）外形 （b）图形符号
图 3-7-10
一、直接起动控制电路（理解）
1.电动机连续控制电路的组成
由主电路和控制电路组成，起动按钮为SB1、停止按钮为SB2，电路图如图 3-7-11所示。
图 3-7-11
2.工作原理
合上电源开关QS。
起动：
停止：
3.电路的保护设置
由熔断器FU1、FU2分别实现主电路与控制电路的短路保护；由热继电器FR 实现电动机的长期过载保护；由交流接触器提供欠压保护，当电路电压下降到某 一数值时，电动机能自动脱离电源而停转，避免电动机在欠压下运行；失压保 护：电动机在正常运行中，由于外界某种原因引起突然断电时，能自动切断电动 机电源；当重新供电时，保证电动机不能自行起动。
二、正、反转控制电路（综合运用）
1.接触器联锁正反转控制电路
（1）接触器联锁（互锁）的概念：将接触器的一对动断辅助触点串接在另 一只接触器线圈电路中，使得两只接触器不能同时得电动作，电路图如图3-7-12 所示。
图 3-7-12
（2）工作过程
合上电源开关QS。
①正转控制
按下SB1 KM1线圈通电
②反转控制
按下SB3 KM1线圈断电
再按下SB2 KM2线圈通电
③停止控制
按下SB3 KM1或KM2线圈断电 KM1或KM2主触点分断 电动机M断电停 转
（3）电路特点
优点是工作安全可靠，缺点是操作不便。当电动机要改变转向时，必须 先按下停止按钮，使已动作的接触器释放，其联锁触点复位后，才能按反 转起动按钮。
2.双重联锁控制电路
（1）按钮联锁（机械互锁）是将复合按钮的常开触头作为起动按钮，而将 其常闭触头作为互锁串接在另一只接触器线圈支路中，电路图如图3-7-13所示。
图 3-7-13
（2）工作过程
合上电源开关QS。
①正转控制
②反转控制
③停止控制
按下SB3 KM1或KM2线圈断电 KM1或KM2主触点分断 电动机M断 电停转
（3）电路特点
操作方便，可以直接改变电动机的转向；两重联锁，不易产生两相短路 事故。
串电阻降压起动电路（掌握）
1.降压起动的概念、意义及适用场合
（1）概念：指利用起动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进 行起动，等电动机起动后，再使其电压恢复到额定值正常运转。
（2）意义：由于电流随电压的降低而减小，所以降压起动达到了减小起动 电流的目的。
（3）适用场合：适合在空载或轻载下起动。
2.常见的降压起动方法
常见的降压起动方法有串电阻降压起动、Y-△降压起动和自耦变压器降压 起动。
（1）串接电阻降压起动原理图（图3-7-14）
图 3-7-14
（2）工作过程
（3）电路特点
①电动机M起动时定子串接三相电阻R；
②电路具有短路保护、过载保护、失压与欠压保护功能。
【考法能力拓展】
　　 　交流接触器是一种自动切换电器，用来频繁地接通或断开交流主电路及大容量控 制电路，如图所示为交流接触器原理示意图，试分析：
（1）在合适位置填写出动、静铁心和主触点、辅助触点；
【参考答案】（1）
（2）简述各触点动作过程和效果。
【参考答案】（2）交流接触器在通电之后，其吸引线圈得电，带动所连接的 动铁心克服复位弹簧作用力向静铁心移动，拖动所有触点动作，效果为动断触点断 开；动合触点闭合。
【答题分析】本题考察的知识点是交流接触器的结构及特点。交流接触器是一 种自动切换电器，用来频繁地接通或断开交流主电路及大容量控制电路。主要由电 磁机构、触点系统、灭弧装置及其他部件组成。三对常开触点用于主电路中，辅助 触点用于控制电路中。
　　 　（2022年真题改编）如图所示为电气互锁和机械互锁的双重联锁电动机正、反转 控制电路，试完成以下问题。
（1）根据分析主电路将控制电路的虚框填写完整；
【参考答案】（1）
（2）写出双重联锁电动机正、反转控制过程。
【参考答案】（2）

　　 　如图所示为定子绕组串电阻降压起动控制电路。试分析：
（1）简述常见的降压起动方法；
【参考答案】（1）常见的降压起动方法有定子 绕组串电阻降压起动、自耦变压器降压起动、Y-△降压 起动。
（2）写出降压起动控制过程。
【答题分析】本题考察的知识点是定子绕组串电阻降压起动。降压起动是指利用起动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行起动，等电动机起动后，再使其电压恢复到额定值正常运转。降压起动的意义在于，由于电流随电压的降低而减小，所以降压起动达到了减小起动电流的目的。降压起动适合在空载或轻载下起动。

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