一、維修電工概述

1.定義：

從事機(jī)械設(shè)備和電氣系統(tǒng)線路及器件的安裝、調(diào)試與維護(hù)、修理的人員。

維修電工主要掌握：維修電工常識(shí)和基本技能，室內(nèi)線路的安裝，接地裝置的安裝與維修，常見(jiàn)變壓器的檢修與維護(hù)，各種常用電機(jī)的拆裝與維修，常用低壓電器及配電裝置的安裝與維修，電動(dòng)機(jī)基本控制線路的安裝與維修，常用機(jī)床電氣線路的安裝與維修，電子線路的安裝與調(diào)試，電氣控制線路設(shè)計(jì)，可編程控制器及其應(yīng)用。

二、安全用電

隨著電能應(yīng)用的不斷拓展,以電能為介質(zhì)的各種電氣設(shè)備廣泛進(jìn)入企業(yè)、社會(huì)和家庭生活中，與此同時(shí)，使用電氣所帶來(lái)的不安全事故也不斷發(fā)生。為了實(shí)現(xiàn)電氣安全，對(duì)電網(wǎng)本身的安全進(jìn)行保護(hù)的同時(shí)，更要重視用電的安全問(wèn)題。因此，學(xué)習(xí)安全用電基本知識(shí)，掌握常規(guī)觸電防護(hù)技術(shù)，這是保證用電安全的有效途徑。

電氣危害有兩個(gè)方面：一方面是對(duì)系統(tǒng)自身的危害，如短路、過(guò)電壓、絕緣老化等；另一方面是對(duì)用電設(shè)備、環(huán)境和人員的危害，如觸電、電氣火災(zāi)、電壓異常升高造成用電設(shè)備損壞等，其中尤以觸電和電氣火災(zāi)危害最為嚴(yán)重。觸電它可直接導(dǎo)致人員傷殘、死亡。另外，靜電產(chǎn)生的危害也不能忽視，它是電氣火災(zāi)的原因之一，對(duì)電子設(shè)備的危害也很大。

1.1 人身安全

1.觸電危害

觸電是指人體觸及帶電體后， 電流對(duì)人體

造成的傷害。 它有兩種類(lèi)型， 即電擊和電傷。

1) 電傷－非致命的

電傷是指電流的熱效應(yīng)、 化學(xué)效應(yīng)、 機(jī)械效應(yīng)及電流本身作用造成的人體傷害。 電傷會(huì)在人體皮膚表面留下明顯的傷痕， 常見(jiàn)的有灼傷、 電烙傷和皮膚金屬化等現(xiàn)象。

2)電擊

電擊是指電流通過(guò)人體內(nèi)部， 破壞人體內(nèi)部組織， 影響呼吸系統(tǒng)、 心臟及神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能， 甚至危及生命。在觸電事故中， 電擊和電傷常會(huì)同時(shí)發(fā)生。

3）影響觸電危險(xiǎn)程度的因素

（1） 電流大小對(duì)人體的影響

通過(guò)人體的電流越大， 人體的生理反應(yīng)就越明顯， 感應(yīng)就越強(qiáng)烈， 引起心室顫動(dòng)所需的時(shí)間就越短， 致命的危害就越大。 按照通過(guò)人體電流的大小和人體所呈現(xiàn)的不同狀態(tài)， 工頻交流電大致分為下列三種：

① 感覺(jué)電流: 指引起人的感覺(jué)的最小電流(1-3mA) 。

②擺脫電流: 指人體觸電后能自主擺脫電源的最大電流(10mA) 。

③致命電流: 指在較短的時(shí)間內(nèi)危及生命的最小電流(30mA)。

2） 電流的類(lèi)型

工頻交流電的危害性大于直流電，因?yàn)榻涣麟娭饕锹楸云茐纳窠?jīng)系統(tǒng)，往往難以自主擺脫。一般認(rèn)為40~60 Hz的交流電對(duì)人最危險(xiǎn)。隨著頻率的增加，危險(xiǎn)性將降低。當(dāng)電源頻率大于2000 Hz時(shí)，所產(chǎn)生的損害明顯減小，但高壓高頻電流對(duì)人體仍然是十分危險(xiǎn)的。

（3）電流的作用時(shí)間

人體觸電，當(dāng)通過(guò)電流的時(shí)間越長(zhǎng)，愈易造成心室顫動(dòng)，生命危險(xiǎn)性就愈大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，觸電1－5min內(nèi)急救，90%有良好的效果，10分鐘內(nèi)60%救生率，超過(guò)15分鐘希望甚微。

觸電保護(hù)器的一個(gè)主要指標(biāo)就是額定斷開(kāi)時(shí)間與電流乘積小于30mA.s。實(shí)際產(chǎn)品一般額定動(dòng)作電流30 mA，動(dòng)作時(shí)間0.1s，故小于30 mA.s可有效防止觸電事故。

（4） 電流路徑

電流通過(guò)頭部可使人昏迷； 通過(guò)脊髓可能導(dǎo)致癱瘓； 通過(guò)心臟會(huì)造成心跳停止， 血液循環(huán)中斷； 通過(guò)呼吸系統(tǒng)會(huì)造成窒息。 因此， 從左手到胸部是最危險(xiǎn)的電流路徑； 從手到手、 從手到腳也是很危險(xiǎn)的電流路徑； 從腳到腳是危險(xiǎn)性較小的電流路徑。

（5） 人體電阻

人體電阻是不確定的電阻，皮膚干燥時(shí)一般為100 KΩ左右，而一旦潮濕可降到1 KΩ 。人體不同，對(duì)電流的敏感程度也不一樣，一般地說(shuō)，兒童較成年人敏感,女性較男性敏感?；加行呐K病者，觸電后的死亡可能性就更大。

(6) 安全電壓

安全電壓是指人體不戴任何防護(hù)設(shè)備時(shí),觸及帶電體不受電擊或電傷。人體觸電的本質(zhì)是電流通過(guò)人體產(chǎn)生了有害效應(yīng)，然而觸電的形式通常都是人體的兩部分同時(shí)觸及了帶電體，而且這兩個(gè)帶電體之間存在著電位差。因此在電擊防護(hù)措施中，要將流過(guò)人體的電流限制在無(wú)危險(xiǎn)范圍內(nèi)，也即將人體能觸及的電壓限制在安全的范圍內(nèi)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定了安全電壓系列，稱(chēng)為安全電壓等級(jí)或額定值，這些額定值指的是交流有效值，分別為：42V、36V、24V、12V、6V等幾種。

2. 常見(jiàn)的觸電原因

人體觸電主要原因有兩種：直接或間接接觸帶電體以及跨步電壓。直接接觸又可分為單極接觸和雙極接觸。

1） 單極觸電

當(dāng)人站在地面上或其他接地體上， 人體的某一部位觸及一相帶電體時(shí)， 電流通過(guò)人體流入大地(或中性線)， 稱(chēng)為單極觸電， 如圖1.１所示。圖1.1-1（a）為電源中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式時(shí),單相的觸電電流途徑。圖1.1-1（b）為中性點(diǎn)不接地的單相觸電情況。一般情況下，接地電網(wǎng)里的單相觸電比不接地電網(wǎng)里的危險(xiǎn)性大。

2） 雙極觸電

雙極觸電是指人體兩處同時(shí)觸及同一電源的兩相帶電體， 以及在高壓系統(tǒng)中， 人體距離高壓帶電體小于規(guī)定的安全距離， 造成電弧放電時(shí)， 電流從一相導(dǎo)體流入另一相導(dǎo)體的觸電方式， 如圖1.1-２所示。 兩相觸電加在人體上的電壓為線電壓， 因此不論電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地與否， 其觸電的危險(xiǎn)性都最大。

3） 跨步電壓觸電

當(dāng)帶電體接地時(shí)有電流向大地流散， 在以接地點(diǎn)為圓心， 半徑20 m的圓面積內(nèi)形成分布電位。 人站在接地點(diǎn)周?chē)?兩腳之間(以0.8 m計(jì)算)的電位差稱(chēng)為跨步電壓Uk， 如圖1.1-3所示，　由此引起的觸電事故稱(chēng)為跨步電壓觸電。高壓故障接地處，或有大電流流過(guò)的接地裝置附近都可能出現(xiàn)較高的跨步電壓。離接地點(diǎn)越近、兩腳距離越大，跨步電壓值就越大。一般10米以外就沒(méi)有危險(xiǎn)。

4） 剩余電荷觸電

剩余電荷觸電是指當(dāng)人觸及帶有剩余電荷的設(shè)備時(shí)， 帶有電荷的設(shè)備對(duì)人體放電造成的觸電事故。 設(shè)備帶有剩余電荷， 通常是由于檢修人員在檢修中搖表測(cè)量停電后的并聯(lián)電容器、電力電纜、 電力變壓器及大容量電動(dòng)機(jī)等設(shè)備時(shí)， 檢修前、 后沒(méi)有對(duì)其充分放電所造成的。

3. 防止觸電

產(chǎn)生觸電事故有以下原因：

（1） 缺乏用電常識(shí)， 觸及帶電的導(dǎo)線。

（2） 沒(méi)有遵守操作規(guī)程， 人體直接與帶電體部分接觸。

（3） 由于用電設(shè)備管理不當(dāng)， 使絕緣損壞， 發(fā)生漏電， 人體碰觸漏電設(shè)備外殼。

（4） 高壓線路落地， 造成跨步電壓引起對(duì)人體的傷害。

（5） 檢修中， 安全組織措施和安全技術(shù)措施不完善， 接線錯(cuò)誤， 造成觸電事故。

（6） 其他偶然因素， 如人體受雷擊等。

1) 安全制度

(1) 在電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)、 制造、 安裝、 運(yùn)行、 使用和維護(hù)以及專(zhuān)用保護(hù)裝置的配置等環(huán)中， 要嚴(yán)格遵守國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。

(2) 加強(qiáng)安全教育， 普及安全用電知識(shí)。

(3) 建立健全安全規(guī)章制度， 如安全操作規(guī)程、 電氣安裝規(guī)程、 運(yùn)行管理規(guī)程、 維護(hù)檢修制度等， 并在實(shí)際工作中嚴(yán)格執(zhí)行。

2) 安全措施

(1) 停電工作中的安全措施。

在線路上作業(yè)或檢修設(shè)備時(shí)， 應(yīng)在停電后進(jìn)行， 并采取下列安全技術(shù)措施：

① 切斷電源。

② 驗(yàn)電。

③ 裝設(shè)臨時(shí)地線。

此外, 對(duì)電氣設(shè)備還應(yīng)采取下列一些安全措施:

① 電氣設(shè)備的金屬外殼要采取保護(hù)接地或接零。

② 安裝自動(dòng)斷電裝置。

③ 盡可能采用安全電壓。

④ 保證電氣設(shè)備具有良好的絕緣性能。

⑤ 采用電氣安全用具。

⑥ 設(shè)立保護(hù)裝置。

⑦ 保證人或物與帶電體的安全距離。

⑧ 定期檢查用電設(shè)備。

1.2 用電安全技術(shù)簡(jiǎn)介

低壓配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的末端，分布廣泛，幾乎遍及建筑的每一角落，平常使用最多的是380／220V的低壓配電系統(tǒng)。從安全用電等方面考慮，低壓配電系統(tǒng)有三種接地形式，IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)。TN系統(tǒng)又分為T(mén)N—S系統(tǒng)、TN—C系統(tǒng)、TN—C—S系統(tǒng)三種形式。

1）IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)就是電源中性點(diǎn)不接地、用電設(shè)備外殼直接接地的系統(tǒng)，如圖1.3-1所示。IT系統(tǒng)中，連接設(shè)備外殼可導(dǎo)電部分和接地體的導(dǎo)線，就是PE線。

2）TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)就是電源中性點(diǎn)直接接地、用電設(shè)備外殼也直接接地的系統(tǒng)，如圖1.3-2所示。通常將電源中性點(diǎn)的接地叫做工作接地，而設(shè)備外殼接地叫做保護(hù)接地。TT系統(tǒng)中，這兩個(gè)接地必須是相互獨(dú)立的。設(shè)備接地可以是每一設(shè)備都有各自獨(dú)立的接地裝置，也可以若干設(shè)備共用一個(gè)接地裝置，圖1.3-2中單相設(shè)備和單相插座就是共用接地裝置的。

3）TN 系統(tǒng)

TN系統(tǒng)即電源中性點(diǎn)直接接地、設(shè)備外殼等可導(dǎo)電部分與電源中性點(diǎn)有直接電氣連接的系統(tǒng)，它有三種形式，分述如下。

(1)TN—S系統(tǒng)

TN—S系統(tǒng)如圖1.3-3所示。圖中中性線N與TT系統(tǒng)相同，在電源中性點(diǎn)工作接地，而用電設(shè)備外殼等可導(dǎo)電部分通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)置的保護(hù)線PE連接到電源中性點(diǎn)上。在這種系統(tǒng)中，中性線N和保護(hù)線PE是分開(kāi)的。TN—S系統(tǒng)的最大特征是N線與PE線在系統(tǒng)中性點(diǎn)分開(kāi)后，不能再有任何電氣連接。TN—S系統(tǒng)是我國(guó)現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛的一種系統(tǒng)(又稱(chēng)三相五線制）。新樓宇大多采用此系統(tǒng)。

（2）TN-C系統(tǒng)

TN-C系統(tǒng)如圖1.3-4所示，它將PE線和N線的功能綜合起來(lái)，由一根稱(chēng)為保護(hù)中性線PEN，同時(shí)承擔(dān)保護(hù)和中性線兩者的功能。在用電設(shè)備處，PEN線既連接到負(fù)荷中性點(diǎn)上，又連接到設(shè)備外殼等可導(dǎo)電部分。此時(shí)注意火線（L)與零線(N)要接對(duì)，否則外殼要帶電。 TN-C現(xiàn)在已很少采用，尤其是在民用配電中已基本上不允許采用TN—C系統(tǒng)。

3）TN-C-S系統(tǒng) TN-C-S系統(tǒng)是TN-C系統(tǒng)和TN—S系統(tǒng)的結(jié)合形式，如圖1.3-5所示。TN-C-S系統(tǒng)中，從電源出來(lái)的那一段采用TN-C系統(tǒng)只起能的傳輸作用，到用電負(fù)荷附近某一點(diǎn)處，將PEN線分開(kāi)成單獨(dú)的N線和PE線，從這一點(diǎn)開(kāi)始，系統(tǒng)相當(dāng)于TN-S系統(tǒng)。TN-C-S系統(tǒng)也是現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的一種系統(tǒng)。這里采用了重復(fù)接地這一技術(shù)。此系統(tǒng)在舊樓改造適用。

為降低因絕緣破壞而遭到電擊的危險(xiǎn)，對(duì)于以上不同的低壓配電系統(tǒng)型式，電氣設(shè)備常采用保護(hù)接地、保護(hù)接零、重復(fù)接地等不同的安全措施。

1、接地和接零保護(hù)

1） 接地保護(hù)

按功能分，接地可分為工作接地和保護(hù)接地。工作接地是指電氣設(shè)備（如變壓器中性點(diǎn)）為保證其正常工作而進(jìn)行的接地；保護(hù)接地是指為保證人身安全，防止人體接觸設(shè)備外露部分而觸電的一種接地形式。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中， 設(shè)備外露部分（金屬外殼或金屬構(gòu)架），必須與大地進(jìn)行可靠電氣連接，即保護(hù)接地。

接地裝置由接地體和接地線組成，埋入地下直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱(chēng)為接地體，連接接地體和電氣設(shè)備接地螺栓的金屬導(dǎo)體稱(chēng)為接地線。接地體的對(duì)地電阻和接地線電阻的總和，稱(chēng)為接地裝置的接地電阻。

保護(hù)接地常用在IT低壓配電系統(tǒng)和TT低壓配電系統(tǒng)的型式中。

2) 保護(hù)接零

保護(hù)接零是指在電源中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中，將設(shè)備需要接地的外露部分與電源中性線直接連接，相當(dāng)于設(shè)備外露部分與大地進(jìn)行了電氣連接。使保護(hù)設(shè)備能迅速動(dòng)作斷開(kāi)故障設(shè)備，減少了人體觸電危險(xiǎn)。

保護(hù)接零適用于TN低壓配電系統(tǒng)型式。

保護(hù)接零的工作原理

當(dāng)設(shè)備正常工作時(shí)，外露部分不帶電，人體觸及外殼相當(dāng)于觸及零線，無(wú)危險(xiǎn)，如圖 1 .3-8 所示。

采用保護(hù)接零時(shí)注意：

(1)同一臺(tái)變壓器供電系統(tǒng)的電氣設(shè)備不宜將保護(hù)接地和保護(hù)接零混用，而且中性點(diǎn)工作接地必須可靠。

(2)保護(hù)零線上不準(zhǔn)裝設(shè)熔斷器。

區(qū)別：將金屬外殼用保護(hù)接地線（PEE）與接地極直接連接的叫接地保護(hù)；當(dāng)將金屬外殼用保護(hù)線（PE）與保護(hù)中性線（PEN）相連接的則稱(chēng)之為接零保護(hù)。

3) 重復(fù)接地

在電源中性線做了工作接地的系統(tǒng)中，為確保保護(hù)接零的可靠，還需相隔一定距離將中性線或接地線重新接地， 稱(chēng)為重復(fù)接地。

從圖 1.3-9（a）可以看出，一旦中性線斷線，設(shè)備外露部分帶電，人體觸及同樣會(huì)有觸電的可能。而在重復(fù)接地的系統(tǒng)中，如圖 1.3-9（b）所示，即使出現(xiàn)中性線斷線，但外露部分因重復(fù)接地而使其對(duì)地電壓大大下降，對(duì)人體的危害也大大下降。不過(guò)應(yīng)盡量避免中性線或接地線出現(xiàn)斷線的現(xiàn)象。

以上分析的電擊防護(hù)措施是從降低接觸電壓方面進(jìn)行考慮的。但實(shí)際上這些措施往往還不夠完善,需要采用其它保護(hù)措施作為補(bǔ)充。例如，采用漏電保護(hù)器、過(guò)電流保護(hù)電器等措施。

2. 漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)

1）定義：漏電保護(hù)器（漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)）是一種電氣安全裝置。將漏電保護(hù)器安裝在低壓電路中，當(dāng)發(fā)生漏電和觸電時(shí)，且達(dá)到保護(hù)器所限定的動(dòng)作電流值時(shí)，就立即在限定的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作自動(dòng)斷開(kāi)電源進(jìn)行保護(hù)。

漏電保護(hù)為近年來(lái)推廣采用的一種新的防止觸電的保護(hù)裝置。在電氣設(shè)備中發(fā)生漏電或接地故障而人體尚末觸及時(shí)， 漏電保護(hù)裝置已切斷電源； 或者在人體已觸及帶電體時(shí)，漏電保護(hù)器能在非常短的時(shí)間內(nèi)切斷電源，減輕對(duì)人體的危害。

2）種類(lèi)：漏電保護(hù)器按不同方式分類(lèi)來(lái)滿(mǎn)足使用的選型。如按動(dòng)作方式可分為電壓動(dòng)作型和電流動(dòng)作型；按動(dòng)作機(jī)構(gòu)分，有開(kāi)關(guān)式和繼電器式；按極數(shù)和線數(shù)分，有單極二線、二極、二極三線等等。按動(dòng)作靈敏度可分為： 高靈敏度：漏電動(dòng)作電流在30mA以下； 中靈敏度：30~1000mA； 低靈敏度：1000mA以上。

注意：漏電保護(hù)器的接線 （1）無(wú)論是單相負(fù)荷還是三相與單相的混合負(fù)荷，相線與零線均應(yīng)穿過(guò)零序互感器。 （2）安裝漏電保護(hù)器時(shí)，一定要注意線路中中性線N的正確接法，即工作中性線一定要穿過(guò)零序互感器，而保護(hù)零線PE決不能穿過(guò)零序互感器。若將保護(hù)零線接漏電保護(hù)器，漏電保護(hù)器處于漏電保護(hù)狀態(tài)而切斷電源。即保護(hù)零線一旦穿過(guò)零序互感器 就再也不能用作保護(hù)線。

(3) 配電屏與控制屏的框架， 室內(nèi)、 外配電裝置的金屬構(gòu)架和鋼筋混凝土構(gòu)架， 安裝在配電線路桿上的開(kāi)關(guān)設(shè)備、 電容器等電力設(shè)備的金屬外殼。

(4) 在非瀝青路面的居民區(qū)中， 高壓架空線路的金屬桿塔、 鋼筋混凝土桿， 中性點(diǎn)非直接接地的低壓電網(wǎng)中的鐵桿、 鋼筋混凝土桿， 裝有避雷線的電力線路桿塔。

(5) 避雷針、 避雷器、 避雷線等。

3、 電氣設(shè)備的接地范圍

根據(jù)安全規(guī)程規(guī)定， 下列電氣設(shè)備的金屬外殼應(yīng)該接地或接零。

(1) 電機(jī)、 變壓器、 電器、 照明器具、 攜帶式及移動(dòng)式用電器具等的底座和外殼， 如手電鉆、 電冰箱、 電風(fēng)扇、 洗衣機(jī)等。

(2) 交流、 直流電力電纜的接線盒， 終端頭的金屬外殼， 電線、 電纜的金屬外皮， 控制電纜的金屬外皮， 穿線的鋼管； 電力設(shè)備的傳動(dòng)裝置， 互感器二次繞組的一個(gè)端子及鐵心。

(3) 配電屏與控制屏的框架， 室內(nèi)、 外配電裝置的金屬構(gòu)架和鋼筋混凝土構(gòu)架， 安裝在配電線路桿上的開(kāi)關(guān)設(shè)備、 電容器等電力設(shè)備的金屬外殼。

(4) 在非瀝青路面的居民區(qū)中， 高壓架空線路的金屬桿塔、 鋼筋混凝土桿， 中性點(diǎn)非直接接地的低壓電網(wǎng)中的鐵桿、 鋼筋混凝土桿， 裝有避雷線的電力線路桿塔。

(5) 避雷針、 避雷器、 避雷線等。

3 .1識(shí)讀電氣原理圖的要點(diǎn)

(1) 看圖紙說(shuō)明: 圖紙說(shuō)明包括圖紙目錄、技術(shù)說(shuō)明、 元件明細(xì)表和施工說(shuō)明書(shū)等?？磮D紙說(shuō)明有助于了解大體情況和抓住識(shí)讀的重點(diǎn)。

(2) 分清電氣原理圖: 分清主電路和控制電路, 交流電路和直流電路。

(3) 識(shí)讀主電路: 通常從下往上看, 即從電氣設(shè)備(如電動(dòng)機(jī))開(kāi)始, 經(jīng)控制元件, 依次到電源, 搞清電源是經(jīng)過(guò)哪些元件到達(dá)用電設(shè)備的。

(4) 識(shí)讀控制電路: 通常從左向右看, 即先看電源, 再依次到各條回路, 分析各回路元件的工作情況及對(duì)主電路的控制關(guān)系。搞清回路構(gòu)成、各元件間的聯(lián)系、控制關(guān)系以及在什么條件下回路通路或斷路，等等。

３)端子排，其作用：

a、實(shí)現(xiàn)電路中按鈕、限位開(kāi)關(guān)、指示燈（信號(hào)燈）接線（軟線）和配電盤(pán)接觸器及其它繼電器接線（硬 線）實(shí)現(xiàn)連接的端子。

b、實(shí)現(xiàn)配線盤(pán)與配線盤(pán)之間的連接。

c、實(shí)現(xiàn)配線盤(pán)與電動(dòng)機(jī)之間的連接。

四 繼電-接觸控制系統(tǒng)

4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制電路

通過(guò)開(kāi)關(guān)、按鈕、繼電器、接觸器等電器觸點(diǎn)的接通或斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的各種控制叫做繼電-接觸器控制，這種方式構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)稱(chēng)為繼電-接觸器控制系統(tǒng)。典型的控制環(huán)節(jié)有點(diǎn)動(dòng)控制、單向自鎖運(yùn)行控制、正反轉(zhuǎn)控制、行程控制、時(shí)間控制等。

電動(dòng)機(jī)在使用過(guò)程中由于各種原因可能會(huì)出現(xiàn)一些異常情況，如電源電壓過(guò)低、電動(dòng)機(jī)電流過(guò)大、電動(dòng)機(jī)定子繞組相間短路或電動(dòng)機(jī)繞組與外殼短路等等，如不及時(shí)切斷電源則可能會(huì)對(duì)設(shè)備或人身帶來(lái)危險(xiǎn)，因此必須采取保護(hù)措施。常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、零壓保護(hù)和欠壓保護(hù)等。

4.1.1 點(diǎn)動(dòng)控制和直接起動(dòng)控制

按下按鈕SB，接觸器KM線圈通電，銜鐵吸合，常開(kāi)主觸點(diǎn)接通，電動(dòng)機(jī)定子接入三相電源起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。松開(kāi)按鈕SB，接觸器KM線圈斷電，銜鐵松開(kāi)，常開(kāi)主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)因斷電而停轉(zhuǎn)。

合上開(kāi)關(guān)QS，三相電源被引入控制電路，但電動(dòng)機(jī)還不能起動(dòng)。按下按鈕SB，接觸器KM線圈通電，銜鐵吸合，常開(kāi)主觸點(diǎn)接通，電動(dòng)機(jī)定子接入三相電源起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。松開(kāi)按鈕SB，接觸器KM線圈斷電，銜鐵松開(kāi)，常開(kāi)主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)因斷電而停轉(zhuǎn)。

起動(dòng)過(guò)程：按下起動(dòng)按鈕SBl，接觸器KM線圈通電，與SB1并聯(lián)的KM的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，以保證松開(kāi)按鈕SBl后KM線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制。

停止過(guò)程：按下停止按鈕SB2，接觸器KM線圈斷電，與SBl并聯(lián)的KM的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，以保證松開(kāi)按鈕SB2后KM線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM的主觸點(diǎn)持續(xù)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。

與SBl并聯(lián)的KM的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)的這種作用稱(chēng)為自鎖。

圖示控制電路還可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)和零壓保護(hù)。

起短路保護(hù)的是串接在主電路中的熔斷器FU。一旦電路發(fā)生短路故障，熔體立即熔斷，電動(dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)。

起過(guò)載保護(hù)的是熱繼電器FR。當(dāng)過(guò)載時(shí)，熱繼電器的發(fā)熱元件發(fā)熱，將其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使接觸器KM線圈斷電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM的主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。同時(shí)KM輔助觸點(diǎn)也斷開(kāi)，解除自鎖。故障排除后若要重新起動(dòng)，需按下FR的復(fù)位按鈕，使FR的常閉觸點(diǎn)復(fù)位（閉合）即可。

起零壓（或欠壓）保護(hù)的是接觸器KM本身。當(dāng)電源暫時(shí)斷電或電壓嚴(yán)重下降時(shí)，接觸器KM線圈的電磁吸力不足，銜鐵自行釋放，使主、輔觸點(diǎn)自行復(fù)位，切斷電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)解除自鎖。

4.2 多地控制和順序控制

接線原則：所有的起動(dòng)按鈕并聯(lián)，所有的停止按鈕串聯(lián)。

因?yàn)镵M2線圈電路中串接有KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)，所以M1未起動(dòng)時(shí)，即KM1線圈未通電時(shí)，KM2線圈不可能通電，M2不可能起動(dòng)；只有當(dāng)按下SB1，KM1線圈通電，M1起動(dòng)后，再按SB2，KM2線圈通電，M2才起動(dòng)。當(dāng)按下SB3時(shí)，KM1、KM2線圈同時(shí)斷電，M1、M2同時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.3 正反轉(zhuǎn)控制

正向起動(dòng)過(guò)程：按下起動(dòng)按鈕SBl，接觸器KM1線圈通電，與SBl并聯(lián)的KM1的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，以保證KMl線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM1的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動(dòng)機(jī)連續(xù)正向運(yùn)轉(zhuǎn)。

停止過(guò)程：按下停止按鈕SB3，接觸器KMl線圈斷電，與SBl并聯(lián)的KM1的輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)，以保證KMl線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KMl的主觸點(diǎn)持續(xù)斷開(kāi)，切斷電動(dòng)機(jī)定子電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。

反向起動(dòng)過(guò)程：按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM2線圈通電，與SB2并聯(lián)的KM2的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，以保證KM2線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM2的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動(dòng)機(jī)連續(xù)反向運(yùn)轉(zhuǎn)。

特別注意KM1和KM2線圈不能同時(shí)通電，因此不能同時(shí)按下SBl和SB2，也不能在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，或在電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕。如果操作錯(cuò)誤，將引起主回路電源短路.

將接觸器KM1的輔助常閉觸點(diǎn)串入KM2的線圈回路中，從而保證在KMl線圈通電時(shí)KM2線圈回路總是斷開(kāi)的；將接觸器KM2的輔助常閉觸點(diǎn)串入KM1的線圈回路中，從而保證在KM2線圈通電時(shí)KMl線圈回路總是斷開(kāi)的。這樣接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)KMl和KM2保證了兩個(gè)接觸器線圈不能同時(shí)通電，這種控制方式稱(chēng)為聯(lián)鎖或者互鎖，這兩個(gè)輔助常開(kāi)觸點(diǎn)稱(chēng)為聯(lián)鎖或者互鎖觸點(diǎn)。

存在問(wèn)題：電路在具體操作時(shí)，若電動(dòng)機(jī)處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)要反轉(zhuǎn)時(shí)必須先按停止按鈕SB3，使聯(lián)鎖觸點(diǎn)KMl閉合后按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2才能使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；若電動(dòng)機(jī)處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)要正轉(zhuǎn)時(shí)必須先按停止按鈕SB3，使聯(lián)鎖觸點(diǎn)KM2閉合后按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SBl才能使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。

采用復(fù)式按鈕，將SB1按鈕的常閉觸點(diǎn)串接在KM2的線圈電路中；將SB2的常閉觸點(diǎn)串接在KMl的線圈電路中；這樣，無(wú)論何時(shí)，只要按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，在KM2線圈通電之前就首先使KM1斷電，從而保證KM1和KM2不同時(shí)通電；從反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的情況也是一樣。這種由機(jī)械按鈕實(shí)現(xiàn)的聯(lián)鎖也叫機(jī)械聯(lián)鎖或按鈕聯(lián)鎖

4.4 行程控制

4.4.1限位控制

當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件到達(dá)預(yù)定的位置時(shí)壓下行程開(kāi)關(guān)的觸桿，將常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器線圈斷電，使電動(dòng)機(jī)斷電而停止運(yùn)行。

4.4.2 自動(dòng)往返控制

按下正向起動(dòng)按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)運(yùn)行，帶動(dòng)工作臺(tái)向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)行到SQ2位置時(shí)，擋塊壓下SQ2，接觸器KMl斷電釋放，KM2通電吸合，電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)運(yùn)行，使工作臺(tái)后退。工作臺(tái)退到SQl位置時(shí)，擋塊壓下SQl，KM2斷電釋放，KM1通電吸合，電動(dòng)機(jī)又正向起動(dòng)運(yùn)行，工作臺(tái)又向前進(jìn)，如此一直循環(huán)下去，直到需要停止時(shí)按下SB3，KMl和KM2線圈同時(shí)斷電釋放，電動(dòng)機(jī)脫離電源停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

4.5 時(shí)間控制

按下起動(dòng)按鈕SBl，時(shí)間繼電器KT和接觸器KM2同時(shí)通電吸合，KM2的常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合，把定子繞組連接成星形，其常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合，接通接觸器KMl。KMl的常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合，將定子接入電源，電動(dòng)機(jī)在星形連接下起動(dòng)。KMl的一對(duì)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合，進(jìn)行自鎖。經(jīng)一定延時(shí)，KT的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM2斷電復(fù)位，接觸器KM3通電吸合。KM3的常開(kāi)主觸點(diǎn)將定子繞組接成三角形，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行。與按鈕SBl串聯(lián)的KM3的常閉輔助觸點(diǎn)的作用是：當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，該常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷了KT、KM2的通路，即使誤按SB1，KT和KM2也不會(huì)通電，以免影響電路正常運(yùn)行。若要停車(chē)，則按下停止按鈕SB3，接觸器KMl、KM2同時(shí)斷電釋放，電動(dòng)機(jī)脫離電源停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

五、 可編程序控制器綜述 ( PLC 的發(fā)展與應(yīng)用 )

5.1 可編程序控制器產(chǎn)生與發(fā)展

可編程序控制器廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制。它通過(guò)用戶(hù)存儲(chǔ)的應(yīng)用程序來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程，具有可靠性高、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)?？删幊绦蚩刂破魇前延?jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，為工業(yè)自動(dòng)化提供的幾乎完美的現(xiàn)代化自動(dòng)控制裝置。

5.1.1接線程序控制系統(tǒng)

在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中，許多自動(dòng)控制設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線，均需要配備電氣控制裝置。

電氣控制裝置的輸入信號(hào)有按鈕、開(kāi)關(guān)、時(shí)間繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器、過(guò)流過(guò)壓繼電器；電氣控制裝置的輸出信號(hào)有接觸器、繼電器、電磁閥。這些信號(hào)只有閉合與斷開(kāi)兩種工作狀態(tài)。這類(lèi)物理量被稱(chēng)為開(kāi)關(guān)量或數(shù)字信號(hào)。

另一類(lèi)設(shè)備，其輸入信號(hào)是壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等信號(hào)，輸出信號(hào)是伺服電機(jī)、電動(dòng)閥、距離、速度等控制信號(hào)。這類(lèi)物理量是一種連續(xù)變化量，叫做模擬量或模擬信號(hào)。

以往的電氣控制裝置主要采用繼電器、接觸器或電子元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，由連接導(dǎo)線將這些器件按照一定的工作程序組合在一起，以完成一定的控制功能，這種控制叫做接線程序控制。

接線程序控制的電氣裝置體積大，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，接線復(fù)雜，故障率高，可靠性差?？刂乒δ苈约幼儎?dòng)，就需重新組合、改變接線。

5.1.2存貯程序控制系統(tǒng)

例如，有兩個(gè)開(kāi)關(guān)K1、K2?？刂埔螅挥袃蓚€(gè)開(kāi)關(guān)都接通時(shí)小燈D1才亮。當(dāng)D1亮２秒鐘后小燈D2開(kāi)始亮。當(dāng)開(kāi)關(guān)K3切斷時(shí)兩個(gè)小燈就同時(shí)熄滅。

(1) 接線程序控制

(2）存貯程序控制（PLC控制）

5.1.3 SIEMENS S7系列PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

5.2 可編程序控制器應(yīng)用

例1： 供料車(chē)控制

按下1號(hào)按鈕，小車(chē)前進(jìn)到1號(hào)位置停止，停10秒后返回原地。

按下2號(hào)按鈕，小車(chē)前進(jìn)到2號(hào)位置停止，停10秒后返回原地。

? 程序設(shè)計(jì)說(shuō)明：

I0.0--原地 I0.1-- 1號(hào)位置 I0.2-- 2號(hào)位置

I0.3-- 1號(hào)按鈕 I0.4-- 2號(hào)按鈕

Q0.0—小車(chē)前進(jìn) Q0.1--小車(chē)返回

M0.0--小車(chē)前進(jìn)到位停止標(biāo)志

M0.1--小車(chē)到1號(hào)位前進(jìn)標(biāo)志

M0.2--小車(chē)到2號(hào)位前進(jìn)標(biāo)志

M0.3--小車(chē)返回原地后退標(biāo)志

T0----小車(chē)停留時(shí)間

程序清單：

設(shè)計(jì)思路

2 程序圖

例2 配料控制

設(shè)計(jì)思路

例3 S7系統(tǒng)配有PROFIBUS總線的網(wǎng)絡(luò)

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