1、第10 章 繼電接觸控制系統(tǒng),10.2 常用低壓控制電器,10.3 常用繼電接觸控制線路,10.1 概述,10.1 概述,應(yīng)用電動機(jī)拖動生產(chǎn)機(jī)械，稱為電力拖動。利用繼電器、接觸器實現(xiàn)對電動機(jī)和生產(chǎn)設(shè)備的控制和保護(hù)，稱為繼電接觸控制。,實現(xiàn)繼電接觸控制的電氣設(shè)備，統(tǒng)稱為控制電器，如刀閘、按鈕、繼電器、接觸器等。,本章主要介紹幾種常用的低壓電器，基本的控制環(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié)的典型線路。,手動電器,自動電器,刀開關(guān) 按鈕 ,熔斷器 接觸器 繼電器 ,熱繼電器 時間繼電器 ,10.2 常用低壓控制電器,常用低壓電器,1 刀開關(guān),常見的手動電器，用來接通或分?jǐn)嚯娐?，一般作電源隔離開關(guān)。,文字符號：Q(que

2、nch),控制對象： 380V，5.5kW 以下小電機(jī),作用：可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護(hù)。,自動空氣斷路器（自動開關(guān)）,工作原理：過流時，過流脫扣器將脫鉤頂開，斷開電 源；欠壓時，欠壓脫扣器將脫鉤頂開，斷開電源。,2 熔斷器,作用：用于低壓線路中的短路保護(hù)。,結(jié)構(gòu)：核心部分是熔體，由電阻率 較高，易熔的合金制成。,熔斷器,動作原理：熔體與被保護(hù)的電路串 聯(lián)，當(dāng)短路或嚴(yán)重過載 時，通過熔體的電流過 大，熔體因過熱而熔化 斷裂，達(dá)到切斷電路， 保護(hù)用電設(shè)備的目的。,當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生短路故障時能自動切斷電路。,一種短路保護(hù)電器。,熔體額定電流 的選擇：,2. 空載電機(jī),3 按鈕,手動切換電器，常用于接

3、通和斷開控制電路。但它與刀開關(guān)有區(qū)別。,結(jié)構(gòu),外形,文字符號： SB (Switch Button),是一種利用電磁鐵的電磁吸力來操作的電磁開關(guān),用于頻繁地接通和分?jǐn)鄮в胸?fù)荷的電路。,4 接觸器,實物照片,五個常開觸點 兩個常閉觸點,結(jié)構(gòu)示意圖,常閉 觸點,常開 觸點,線圈,靜鐵心,動鐵心,文字符號： KM (Magnetism),線圈串聯(lián)在控制電路中,用于主電路，流過大電流 (需加滅弧裝置),用于控制電路，流過小電流,屬于同一器件的線圈和觸點用相同的文字表示,功能：頻繁地接通和分?jǐn)鄮в胸?fù)荷的電路； 失壓 (或欠壓)保護(hù)。,接觸器,銜鐵,彈簧,電機(jī),接觸器動作原理,鐵芯,常開,線圈,常閉,主觸

4、點,輔助觸點,電源,接觸器,5 繼電器,繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。 主要區(qū)別在于： 接觸器的主觸點可以通過大電流； 繼電器的體積和觸點容量小，觸點數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。,是根據(jù)控制量信號的變化使觸點接通或斷開的一種控制電器。,按工作原理分：電磁式、感應(yīng)式、機(jī)械式、電動式、 熱力式、電子式,按動作信號分：電流繼電器、時間繼電器、速度繼電 器、溫度繼電器、壓力繼電器,外形,結(jié)構(gòu),熱繼電器,是一種過載保護(hù) (熱保護(hù))電器。,結(jié)構(gòu)：熱繼電器主要由發(fā)熱元件和熱開關(guān)組成。,結(jié)構(gòu)示意圖,熱元件環(huán)繞在膨脹系數(shù)不同的雙金屬片上，接入主電路中。熱開關(guān)為常閉觸點，串

5、聯(lián)在控制電路中。,扣板,文字符號： KH,雙金屬片,發(fā)熱元件,常閉觸點,發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長時間過載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸點斷開。,動作原理,動畫,熱慣性 KH不能作短路保護(hù)。在電機(jī)啟動或短時小量過載時， KH不動作。,注意,功能：過載保護(hù),熱繼電器,根據(jù)延時的方式不同，可分為電磁式、空氣式及電子式等時間繼電器。,時間繼電器,是根據(jù)時間的變化信號使觸點接通和斷開的一種控制電器。從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，它的觸點要經(jīng)過一段預(yù)先整定好的時間才動作，這一段時間，稱為延時。,適用于定時控制。,時間繼電器有通 電延時和斷電延時

6、兩種,文字符號：KT,空氣式時間繼電器,結(jié)構(gòu)示意圖,通電延時時間繼電器,圖形符號：,阻尼銅套,銜鐵,直流電磁式時間繼電器,工作原理：當(dāng)銜鐵未吸合時，磁路氣隙大，線圈電感小，通電后激磁電流很快建立，將銜鐵吸合，繼電器觸點立即改變狀態(tài)。而當(dāng)線圈斷電時，鐵心中的磁通將衰減，磁通的變化將在銅套中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻止磁通衰減，當(dāng)磁通下降到一定程度時，銜鐵才能釋放，觸點改變狀態(tài)。因此繼電器吸合時是瞬時動作，而釋放時是延時的，故稱為斷電延時。,斷電延時時間繼電器,用于自動往返控制或限位保護(hù)等。,結(jié)構(gòu)示意圖,結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機(jī)械撞擊。,外形,行程開關(guān)(限位開關(guān)),10.3 常用繼電

7、接觸控制線路,在電工技術(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結(jié)構(gòu)和實際位置，突出的是電氣原理。,原理圖繪制原則及讀圖方法：,1. 按國家規(guī)定的電工圖形符號和文字符號畫圖。,2. 控制線路由主電路(被控制負(fù)載所在電路)和控制 電路組成。,3. 屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和 觸點)按其功能和所接電路的不同分別畫在不同 的電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號。,4. 所有電器的圖形符號均按無電壓、無外力作用下 的正常狀態(tài)畫出，即按通電前的狀態(tài)繪制。,5. 與電路無關(guān)的部件（如鐵心、支架、彈簧等）在 控制電路中不畫出。,分析和設(shè)計控制電路時應(yīng)注意以下幾點：,使控制電路簡單，電器元件少

8、，而且工作又要準(zhǔn) 確可靠；,盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一 個電器的控制電路；,必須保證每個線圈的額定電壓，不能將兩個線圈 串聯(lián)。,電動機(jī)的保護(hù),短路保護(hù)是因短路電流會引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強(qiáng)大的電動力，使電動機(jī)和電器設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。 通常采用熔斷器 FU和過流繼電器等。,過載保護(hù)是為防止三相電動機(jī)在運行中電流超過額定值而設(shè)置的保護(hù)。 常采用熱繼電器KH保護(hù)，也可采用自動開關(guān)和電流繼電器保護(hù)。,電動機(jī)工作時，欠壓引起電流增加甚至 使電動機(jī)停轉(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動機(jī)停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時，電動機(jī)可能自動重新起動(亦稱自起動)，易造成人

9、身或設(shè)備故障。 常用的失壓和欠壓保護(hù)有：對接觸器實行自鎖；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護(hù)。,1 電動機(jī)點動控制,接線圖,按下按鈕，電機(jī)運轉(zhuǎn)，松開按鈕 ， 電機(jī)停轉(zhuǎn)。,點動控制原理圖,動作過程：,控 制 電 路,主 電 路,合上刀開關(guān)Q,注意：對同一電器的線圈、觸點要用同一文字符號表示。,電動機(jī)的保護(hù),因短路電流會引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強(qiáng)大的電動力，使電動機(jī)和電器設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。,短路保護(hù),通常采用熔斷器 FU和過流繼電器等。,2 電動機(jī)單向連續(xù)運轉(zhuǎn)控制,按下啟動按鈕，電機(jī)運轉(zhuǎn)； 松開啟動按鈕，電機(jī)仍運轉(zhuǎn)； 按下停止按鈕，電機(jī)停轉(zhuǎn)。,控 制 電 路,停車按鈕,啟

10、動按鈕,過載保護(hù),單向連續(xù)運轉(zhuǎn)控制 接線圖,停止,啟動,自鎖輔助觸點,KM,SB2,停止按鈕,單向連續(xù)運轉(zhuǎn)控制原理圖,啟動 按鈕,熱繼電器：過載保護(hù),自鎖觸點,失壓保護(hù),熔斷器：短路保護(hù),零壓（失壓）保護(hù),當(dāng)電源暫時斷電或電壓嚴(yán)重下降時，電動機(jī)即自動從電源切除。,方法：采用繼電器、接觸器控制,采用繼電器、接觸器控制后，電源電壓85%時，接觸器觸頭自動斷開，可避免燒壞電機(jī)；另外，在電源停電后突然再來電時，可避免電機(jī)自動起動而發(fā)生意外事故。,KM,合上開關(guān)Q,起動,控制原理,KM輔助觸點閉合自鎖。,按下起動按鈕SB2 , KM線圈通電，,通電,轉(zhuǎn)動,KM,轉(zhuǎn)動,KH,KM,.,.,KM,SB1,S

11、B2,.,.,控制電路,利用自身輔助觸點，維持線圈通電的作用稱自鎖,松開起動按鈕SB2,自鎖,連續(xù)運轉(zhuǎn),通電,KM,通電,轉(zhuǎn)動,KM,KH,KM,.,.,KM,SB1,SB2,.,.,控制電路,停轉(zhuǎn),斷電,自鎖取消,停車,按下停止按鈕SB1,KM,SB2,KM,SB1,KH,KH,動作過程：,合上刀開關(guān)Q,動畫,KM,SB1,KM,SB2,KH,熱繼電 器觸點,加一個或三個熱元件是否也可以？,思考,3 電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制*,只要將電動機(jī)與電源相連的三根導(dǎo)線，任意對調(diào)兩根，就可實現(xiàn)電動機(jī)反轉(zhuǎn)。,具體控制由 兩個交流接 觸器KMF和 KMR完成。,在同一時間內(nèi)，兩個接觸器只允許一個通電工作的控制作用

12、，稱為“互鎖”（聯(lián)鎖）。,為避免正、反轉(zhuǎn)接觸器同時工作造成主電路短路，要在控制電路中加互鎖。,該電路必須先停車才能由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)。 SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成主電路短路。,3,M,KH,FU,正轉(zhuǎn)觸點,KMF,.,KMR,KH,Q,KMF,正轉(zhuǎn)接觸器,正轉(zhuǎn)按鈕,反轉(zhuǎn)接觸器,反轉(zhuǎn)按鈕,反轉(zhuǎn)觸點,L1,KMF,FU,Q,KH,L2,L3,KMR,KMF,SB1,KMF,SBF,KMR,互鎖,利用接觸器的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制-電氣聯(lián)鎖,缺點： 改變轉(zhuǎn)向時必須先按停止按鈕。,解決措施：在控制電路中加入機(jī)械聯(lián)鎖。,M 3,加互鎖,動畫,KMF,SB1,KMF,SBF,KH,KMR,

13、KMR,KMR,KMF,雙重互鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路,電氣聯(lián)鎖,利用復(fù)合按鈕觸點實現(xiàn)的聯(lián)鎖控制稱為機(jī)械聯(lián)鎖,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時， 按下反轉(zhuǎn)按鈕SBR,先斷開,斷電,閉合,通電,閉合,閉合,電機(jī)反轉(zhuǎn),電機(jī)由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn),小結(jié)：電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路圖,互鎖的作用：使正轉(zhuǎn)接觸器KMF和反轉(zhuǎn)接觸 器KMR不能同時工作，避免主 電路短路。,自鎖的作用：保持電動機(jī)連續(xù)運轉(zhuǎn)。,注意：對同一個電器的線圈、觸點要用同一文字符 號表示，如KMF、KMR、KH等。, 保護(hù)措施：熔斷器FU實現(xiàn)短路保護(hù)； 熱繼電器KH實現(xiàn)過載(熱)保護(hù)； 接觸器KM實現(xiàn)失壓(或

14、欠壓)保護(hù)。,以下控制電路能否實現(xiàn)即能點動、又能連續(xù)運行,思考,不能點動！,點動 + 連續(xù)運行,點動用途:試車、檢修以及車床主軸的調(diào)整等。,4 既能點動又能連續(xù)工作的控制電路,方法一：用復(fù)合按鈕,主電路,控制電路,SB1：停車 SB2：連續(xù)運行 SB3：點動,復(fù)合按鈕,按下SB3,電機(jī)運轉(zhuǎn),點動時：,自鎖觸點不起作用,后閉合,先斷開,閉合,通電,先斷開,后閉合,斷開,斷電,松開SB3,電機(jī)停轉(zhuǎn),實現(xiàn)點動,方法二：加中間繼電器（KA）,SB1：停車 SB2：連續(xù)運行 SB：點動,主電路,控制電路,兩臺電機(jī)，要求 M1啟動后才能啟動M2,5 電動機(jī)的順序控制,主電路,控制電路,M1 3,兩電機(jī)各自

15、 要有獨立的 電源；這樣 接，主觸頭 (KM1)的負(fù) 荷過重。,KM1,兩臺電機(jī)，要求M1先啟動后，M2延時自行啟動。,6 多地控制,例如：兩地同時控制一臺電機(jī)。,為實現(xiàn)多地控制，控制電路中必須有多組按鈕。,各啟動按鈕并聯(lián)；各停止按鈕串聯(lián)。,自動往返運動：,控制某些機(jī)械的行程，當(dāng)運動部件到達(dá)一定行程位置時利用行程開關(guān)進(jìn)行控制。,7 行程控制,能正向運行也能反 向運行 2. 到位后能自動返回,STb,STa,1,2,按SBF時,(常閉斷開，常開閉合),KMF斷電,KMR通電,自動往返運動：,擋塊,行程開關(guān),課 堂 討 論,討論題1 電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制主電路,KMR,KMF,FU,Q,KH,有問題嗎

16、？,正反轉(zhuǎn)控制接線要點是什么？,討論題2 電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制主電路,KMR,KMF,FU,Q,KH,設(shè)接觸器線圈電壓為380V，如何引出控制電路電源線？,正反轉(zhuǎn)控制線路,KH,FU,Q,.,.,.,.,.,.,KMF,KMR,SB1,SBF,KMF,SBR,KMR,KMR,KMF,KMR,討論題3 下圖所示的鼠籠式電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路中有幾處錯誤，請改正之。,例：兩條皮帶運輸機(jī)分別由兩臺鼠籠異步電動機(jī)拖動，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運輸機(jī)上，要求電動機(jī)按下述順序起動和停止： 起動時: M1起動后 M2才能起動； 停車時: M2停車后M1才能停車。應(yīng)如何實現(xiàn)控制？,起動：,通電

17、,通電,閉合,閉合,SB,KM1,KH1,起動時: M1起動后 M2才能起動； 停車時: M2停車后M1才能停車。,停止：,斷電,斷電,斷開,斷開,本章要求： 1.了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途。 熟練掌握各控制電器的圖形符號和文字符號。 2. 熟練掌握電動機(jī)點動、單向連續(xù)運轉(zhuǎn)和正反 轉(zhuǎn)控制線路。 3. 掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。 4. 掌握過載、短路和失壓保護(hù)的作用和方法。 5. 掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過程。 能讀懂簡單的控制電路原理圖、能設(shè)計簡單 的控制電路。,1. 控制線路圖上所有電器，必須按國家統(tǒng)一符號標(biāo) 注，按未通電狀態(tài)表示，并且同一個電器的線圈、 觸點不論在什么位置都用相同