第九章继电-接触器控制

1、第九章第九章继电接触器控制继电接触器控制 机械工业出版社机械工业出版社高职高专高职高专“十一五十一五”机电类专业规划教材机电类专业规划教材 9.1 9.1 几种常用的低压电器几种常用的低压电器 9.2 9.2 电气控制原理图及继电接触电气控制原理图及继电接触 器控制的基本环节器控制的基本环节 9.3 9.3 开关自动控制电路开关自动控制电路第九章第九章 继电接触器控制继电接触器控制 重点重点: : 低压电器工作原理、型号及其符号低压电器工作原理、型号及其符号 。 绘制电气控制原理线路图的基本原则绘制电气控制原理线路图的基本原则 。 继电接触控制的基本环节和基本线路继电接触控制的基本环节和基本线

2、路 。难点: 低压电器工作原理、型号及其符号低压电器工作原理、型号及其符号 。 继电接触控制的基本环节和基本线路继电接触控制的基本环节和基本线路 。控制对象：控制对象：380V， 5.5kW 以下小电机以下小电机 考虑到电机较大的起动电流，刀考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择：闸的额定电流值应如下选择：（35)*异步电机额定电流异步电机额定电流电路符号电路符号QS 9.1 9.1 几种常用的低压电器几种常用的低压电器 9.1.1 9.1.1 刀开关刀开关9.1.2 9.1.2 组合开关组合开关 组合开关又称转换开关，由几层动、静触头分别组合开关又称转换开关，由几层动、静触头分

3、别装在绝缘件内组装而成，动触头安装在附有操作手装在绝缘件内组装而成，动触头安装在附有操作手柄的转动方轴上，改变操作手柄的位置，就改变了柄的转动方轴上，改变操作手柄的位置，就改变了触头的通或断触头的通或断 9.1.3 熔断器熔断器作用：用于短路保护。作用：用于短路保护。电路符号电路符号FU熔体额定电流熔体额定电流 的选择：的选择：FI异步电机的起动电流异步电机的起动电流 Ist=(57) 额定额定电流。电流。stFII315.212. 空载电机空载电机LFII（稍大）（稍大）1. 无冲击电流的场合无冲击电流的场合（如电灯、电炉）（如电灯、电炉）stFII216 .113. 频繁起动频繁起动 的电

4、机的电机安秒特性安秒特性tIF9.1.4 控制按钮控制按钮常开常开(动合动合)按钮按钮电路符号电路符号SB常闭常闭(动断动断)按钮按钮电路符号电路符号SB复合按钮复合按钮电路符号电路符号SB线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触头主触头弹簧弹簧辅助辅助触头触头M3电机电机9.1.5 接触器接触器动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源380M3 接触器接触器动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源 220380接触器有关符号：接触器有关符号：接触器线圈接触器线圈接触器主触头用于主电路接触器主触头用于主

5、电路 （流过的电流大，（流过的电流大，需加灭弧装置需加灭弧装置）常开常开常闭常闭接触器辅助触头用于控制电路接触器辅助触头用于控制电路 （流过的电流小，无（流过的电流小，无需加灭弧装置需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。简单的接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自保持自保持停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮特点：特点：小电流控小电流控 制大电流。制大电流。1 1、电压继电器、电压继电器 继电器是一种根据电量（电压、电流等）或非

6、电继电器是一种根据电量（电压、电流等）或非电量（热、时间、转速等）的变化，接通或断开小电量（热、时间、转速等）的变化，接通或断开小电流控制电路的自动电器。按反应的信号可分为电压流控制电路的自动电器。按反应的信号可分为电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、速度继电器、热继电器等多种。速度继电器、热继电器等多种。 9.1.6 9.1.6 继电器继电器2 2、电流继电器、电流继电器3 3、中间继电器、中间继电器 中间继电器有两个作用：第一，用中间继电器有两个作用：第一，用作中间传递信号。当接触器线圈的额定作中间传递信号。当接触器线圈的额定电流超过

7、电压或电流继电器触头所允许电流超过电压或电流继电器触头所允许通过的电流时，可用中间继电器作为中通过的电流时，可用中间继电器作为中间放大器来控制接触器；第二，因触头间放大器来控制接触器；第二，因触头多，所以可以同时控制多条回路。多，所以可以同时控制多条回路。 发热元件发热元件功能功能：过载保护：过载保护4、热继电器、热继电器结构结构：I I常闭触头常闭触头双金双金属片属片工作原理：工作原理： 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头

8、断开。向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板扣板热继电器的符号热继电器的符号发热元件发热元件串联在主电路中串联在主电路中串联在控制电路中串联在控制电路中常闭触头常闭触头FRFR5 5、电流继电器、电流继电器 速度继电器主要用作笼型异步电动机速度继电器主要用作笼型异步电动机的反接制动控制。它主要由转子、定子和的反接制动控制。它主要由转子、定子和触头三部分组成，结构原理及其图形符号触头三部分组成，结构原理及其图形符号如图所示。转子是一个圆柱形永久磁铁，如图所示。转子是一个圆柱形永久磁铁，定子是一个笼形空心圆环，由硅刚片叠成，定子是一个笼形空心圆环，由硅刚片叠成，并装有绕组。转子的轴与被控电动

9、机的轴并装有绕组。转子的轴与被控电动机的轴相连接，而定子空套在转子上。当电动机相连接，而定子空套在转子上。当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，其转动时，速度继电器的转子随之转动，其磁通切割定子绕组，在绕组中感应出电动磁通切割定子绕组，在绕组中感应出电动势与电流，此电流又与转子的磁通相互作势与电流，此电流又与转子的磁通相互作用产生作用于定子的转矩，使定子转动，用产生作用于定子的转矩，使定子转动，当转到一定角度时，装在定子上的摆锤推当转到一定角度时，装在定子上的摆锤推动簧片，使常闭触头分断、常开触头闭合。动簧片，使常闭触头分断、常开触头闭合。当电动机转速低于某一值时（如低于），当电动机转速低

10、于某一值时（如低于），定子转矩减小，触头在簧片的作用下复位。定子转矩减小，触头在簧片的作用下复位。当电动机的转向改变时，另一组常开、常当电动机的转向改变时，另一组常开、常闭触头动作。闭触头动作。 6、空气式时间继电器的工作原理、空气式时间继电器的工作原理常开触头常开触头延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头延时打开延时打开 线圈线圈衔铁衔铁常闭触头常闭触头常开触头常开触头线圈通电线圈通电 衔铁吸合（向下）衔铁吸合（向下） 连杆动作连杆动作 触头动作触头动作动作过程动作过程时间继电器触头类型时间继电器触头类型断断 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

11、 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 9.2 9.2 电气控制原理图及继电接触电气控制原理图及继电接触控制的基本控制环节控制的基本控制环节9.2.1 9.2.1 电气控制原理图电气控制原理图 电气控制原理线路图一般按以下原则进行：电气控制原理线路图一般按以下原则进行： 1）分成电源电路、主电路、控制电路和辅助电路几部分）分成电源电路、主电路、控制电路和辅助电路几部分 2）原理图中各种电器均采用国家标准规定的图形符号和文字符号。）原理图中各种电器均采用国家标准规定的图形符号和文字符号。

12、 3）电器应是未通电或未受外力作用时的状态）电器应是未通电或未受外力作用时的状态 4）无论是主电路还是辅助电路，各电器元件一般应按动作顺序）无论是主电路还是辅助电路，各电器元件一般应按动作顺序从上到下，从左到右依次排列，可水平地布置或垂直布置。从上到下，从左到右依次排列，可水平地布置或垂直布置。5）与电路无直接关系的零部件，一般不予画出。）与电路无直接关系的零部件，一般不予画出。6）图中有直接联系的交叉连接点要画一实心圆点。）图中有直接联系的交叉连接点要画一实心圆点。9.2.2 继电接触控制的基本环节继电接触控制的基本环节 M3L1L2L3KMFUQSL2 L3 KMSB1、点动环节、点动环节

13、动作过程动作过程触头（触头（KM）打开）打开按钮松开按钮松开线圈（线圈（KM）断电）断电 电机停转。电机停转。触头（触头（KM）闭合）闭合按下按钮按下按钮（SB） 线圈（线圈（KM）通电）通电电机转动；电机转动；控制电路控制电路主电路主电路KMSB1KMSB2FRM3L1 L2 L3KMFUQSFR电流成回路，电流成回路，只要接两相就可以了。只要接两相就可以了。2、自锁环节、自锁环节发热发热元件元件热继电热继电器触头器触头自锁环节动作过程自锁环节动作过程主触头（主触头（KM）闭合）闭合按下按钮按下按钮（SB2） 线圈（线圈（KM）通电）通电电机转动；电机转动；辅助触头（辅助触头（KM）闭合）闭

14、合实现自锁实现自锁起动：起动：主触头（主触头（KM）断开）断开按下按钮按下按钮（SB1） 线圈（线圈（KM）断电）断电电机停止；电机停止；辅助触头（辅助触头（KM）断开）断开解除自锁解除自锁停止：停止：合上电源开关合上电源开关QS，引入电源，引入电源 3、 联锁环节联锁环节KMFKMFSB1SBFFRKMRKMRKMRSBRM3L1 L2 L3KMFFUQSFR 该电路必须先停车才能由正转到反转或由该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。反转到正转。SBF和和SBR不能同时按下，不能同时按下，否则会造成短路！否则会造成短路！操作过程：操作过程： SBF正转正转SBR反转反转停车停车SB

15、1正转正转1）电动机正反）电动机正反转控制线路转控制线路2）电机的正反转控制）电机的正反转控制 接触器联锁接触器联锁互锁作用互锁作用：正转时，：正转时，SBR不起作用；反转不起作用；反转 时，时，SBF不起作用。从而避免两触发器不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3A BCKMFFUQ SFRKMRSBR互锁互锁KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR3 3）电机的正反转控制）电机的正反转控制双重互锁双重互锁KMRM3A BCKMFFUQSFR电器互锁电器互锁机械互锁机械互锁双保险双

16、保险机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）电器互锁（互锁触头）4、保护环节、保护环节（1）短路保护）短路保护 当电动机或线路的绝缘损坏等原因引起当电动机或线路的绝缘损坏等原因引起短路故障时，很大的短路电流将导致产生过短路故障时，很大的短路电流将导致产生过高的热量，使电机、电器损坏，所以短路时高的热量，使电机、电器损坏，所以短路时必须立即切断电源。必须立即切断电源。 常用的短路保护元件是熔断器、过电常用的短路保护元件是熔断器、过电流继电器和自动开关。流继电器和自动开关。 熔断器做短路保护时，很可能一相熔丝熔断器做短路保护时，很可能一相熔丝熔断，造成单相运行；而过电流继电器和

17、自熔断，造成单相运行；而过电流继电器和自动开关做短路保护时，能断开主触头同时切动开关做短路保护时，能断开主触头同时切断三相电源。所以后者广泛地应用与要求较断三相电源。所以后者广泛地应用与要求较高的场合。高的场合。4、保护环节、保护环节（2）过电流保护）过电流保护 不正确的起动和过大的负载，都会引起电流不正确的起动和过大的负载，都会引起电流的产生，过电流一般比短路电流小，但发生的可的产生，过电流一般比短路电流小，但发生的可能性比短路故障更大，尤其是在频繁正、反转起能性比短路故障更大，尤其是在频繁正、反转起动的重复短时工作制电动机中更是如此。过电流动的重复短时工作制电动机中更是如此。过电流保护一般

18、采用高电流继电器或自动开关，高电流保护一般采用高电流继电器或自动开关，高电流继电器串接在主电路中。继电器串接在主电路中。 过电流保护广泛应用于直流电动机或绕线过电流保护广泛应用于直流电动机或绕线式异步电动机。因三相鼠笼式异步电动机的短式异步电动机。因三相鼠笼式异步电动机的短时过电流不会造成严重后果，所以一般不采用时过电流不会造成严重后果，所以一般不采用过电流保护，而采用短路保护和过载保护。过电流保护，而采用短路保护和过载保护。4、保护环节、保护环节（3）过载保护）过载保护 负载的突然增大，三相电动机单相运行负载的突然增大，三相电动机单相运行或欠电压运行都会造成电动机的过载。电动或欠电压运行都会

19、造成电动机的过载。电动机长期超载运行，电动机绕组温升将超过允机长期超载运行，电动机绕组温升将超过允许值，其绝缘材料就要变脆，寿命降低，严许值，其绝缘材料就要变脆，寿命降低，严重时将损坏电动机。过载保护一般采用热继重时将损坏电动机。过载保护一般采用热继电器和自动开关。电器和自动开关。 必须强调指出，短路保护、过电流保护必须强调指出，短路保护、过电流保护和过载保护虽然都是电流保护，但由于故障和过载保护虽然都是电流保护，但由于故障电流、动作值以及保护特性、保护要求以及电流、动作值以及保护特性、保护要求以及使用的元件不同，他们之间是不能相互替代使用的元件不同，他们之间是不能相互替代的。的。4、保护环节

20、、保护环节（4）欠电压保护）欠电压保护 电网电压降低时，电动机的电磁转矩将随电压电网电压降低时，电动机的电磁转矩将随电压的平方而减小。若负载不变，就会造成电动机电流的平方而减小。若负载不变，就会造成电动机电流增大而过载运行；另一方面，当电压电压降到增大而过载运行；另一方面，当电压电压降到60%UN时，控制电动机的接触器。即不释放，又不时，控制电动机的接触器。即不释放，又不可靠吸合，从而使交流接触器线圈的电流增大甚至可靠吸合，从而使交流接触器线圈的电流增大甚至过热损坏，所以，当电源电压降到允许值以下时，过热损坏，所以，当电源电压降到允许值以下时，必须采用欠电压保护以及时切断电源。必须采用欠电压保

21、护以及时切断电源。 欠电压保护一般采用欠电压继电器和自动欠电压保护一般采用欠电压继电器和自动开关来实现，欠电压继电器并联在任意两相电开关来实现，欠电压继电器并联在任意两相电源上。源上。4、保护环节、保护环节（5）零电压保护）零电压保护 若运行中的电动机因电源电压突然断电而若运行中的电动机因电源电压突然断电而停转，那么在电源电压恢复时，电动机如果自停转，那么在电源电压恢复时，电动机如果自行启动，就可能造成设备损坏和人身事故；而行启动，就可能造成设备损坏和人身事故；而且，多台电动机及其他用电设备同时自行启动，且，多台电动机及其他用电设备同时自行启动，也会引起巨大的过电流，瞬间会导致电压电压也会引起

22、巨大的过电流，瞬间会导致电压电压下降。为了防止电网失电后恢复供电时电动机下降。为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行启动的保护叫做零电压保护自行启动的保护叫做零电压保护 4、保护环节、保护环节（6）零励磁保护）零励磁保护 直流励磁电动机在负载运行时，若励磁电直流励磁电动机在负载运行时，若励磁电流减小很多或消失，则电枢电流将迅速增加，流减小很多或消失，则电枢电流将迅速增加，使电枢绕组的绝缘因过热而损坏；而在轻载运使电枢绕组的绝缘因过热而损坏；而在轻载运行时，若励磁电流减弱很多或消失，电动机将行时，若励磁电流减弱很多或消失，电动机将超速运行甚至飞车，将严重损坏设备。所以必超速运行甚至飞车，将严重损

23、坏设备。所以必须采用零励磁保护。须采用零励磁保护。 零励磁保护是通过在电动机励磁回路串入零励磁保护是通过在电动机励磁回路串入欠电流继电器来实现的。如果励磁电流降低太欠电流继电器来实现的。如果励磁电流降低太多或消失，欠电流继电器就会释放，其常开触多或消失，欠电流继电器就会释放，其常开触点断开接触器点断开接触器KM线圈使电动机断电停车。线圈使电动机断电停车。结构与按钮类似，但其动结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。作要由机械撞击。常开（动合）触头常开（动合）触头电路符号电路符号ST常闭（动断）触头常闭（动断）触头电路符号电路符号ST 9.3 9.3 开关自动控制线路开关自动控制线路9.3.1 9.3.1 行程控制行程控制 1、行程开关：行程开关：2、行程控制、行程控制 行程控制