机电传动第六章继电器与接触器

1、第六章继电器与接触器控制系统v1、了解控制电器的分类及用途；、了解控制电器的分类及用途；v2、熟悉继电器、接触器的工作原理；、熟悉继电器、接触器的工作原理；v3、熟悉各种控制电器的表示符号；、熟悉各种控制电器的表示符号；v4、掌握继电器、接触器控制电路的设计、掌握继电器、接触器控制电路的设计方法，并能分析复杂控制电路。方法，并能分析复杂控制电路。本章要求：本章要求：本章知识点本章知识点v1、常开接点、常闭接点、主触点、辅助触、常开接点、常闭接点、主触点、辅助触点、瞬时触点、延时触点的概念；点、瞬时触点、延时触点的概念；v2、自锁、互锁、连锁的实现；、自锁、互锁、连锁的实现；v3、顺序控制、行程

2、控制、时间控制的实现；、顺序控制、行程控制、时间控制的实现；第六章第六章 继电器与接触器控制继电器与接触器控制6.1 低压电器简介低压电器简介6.2 基本控制环节基本控制环节（鼠笼式电动机控制电路、行程控制、时间控制、速度控制）（鼠笼式电动机控制电路、行程控制、时间控制、速度控制）6.3 电动机的保护电动机的保护低压低压电器电器配电配电电器电器控制控制电器电器开关开关熔断器熔断器接触器接触器继电器继电器起动器起动器时间继电器时间继电器热继电器热继电器6.1 低压电器简介低压电器简介接通或断接通或断开电路开电路实现自动控实现自动控制制6.1.1 刀闸开关刀闸开关控制对象：控制对象：380v， 5

3、.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：取异步电机额定电流的（取异步电机额定电流的（35)倍倍电路符号电路符号qs1、 刀开关刀开关 刀开关是最简单的手动配电电器，主要用刀开关是最简单的手动配电电器，主要用于接通或断开电路，或用作隔离开关（产生明于接通或断开电路，或用作隔离开关（产生明显的电路断开点）。显的电路断开点）。按结构分按结构分胶盖开关胶盖开关铁壳开关铁壳开关一、手动电器一、手动电器按极数分按极数分单极单极双极双极三极三极1） 胶盖开关胶盖开关刀片刀片刀座刀座熔丝熔丝上下上下胶木盖胶木盖

4、瓷底瓷底座座安装时电源线应接在刀座上安装时电源线应接在刀座上方方，负载线应接在刀片下面，负载线应接在刀片下面熔丝的另一端。通常是垂直熔丝的另一端。通常是垂直安装，刀片向下为断开。安装，刀片向下为断开。常用的胶盖开关有常用的胶盖开关有hk1、hk2型，额定型，额定电流为电流为15、30、60a .铁壳铁壳刀座刀座刀片刀片操作手柄操作手柄熔断熔断器器2）铁壳开关）铁壳开关铁壳开关铁壳开关又称封闭式负荷开关，壳盖与手柄之间有又称封闭式负荷开关，壳盖与手柄之间有机械联锁，壳盖打开时不能合闸，而合闸时壳盖不机械联锁，壳盖打开时不能合闸，而合闸时壳盖不能打开，比较安全。熔断器可配用瓷插式或无填料能打开，比

5、较安全。熔断器可配用瓷插式或无填料密封管式。密封管式。2、组合开关、组合开关（转换开关）（转换开关）m33控制小控制小电动机电动机断开位置断开位置常用在机床控制电路中作常用在机床控制电路中作电源引入开关，或电源引入开关，或 5.5kw 以下小容量电动机起动和以下小容量电动机起动和停止开关。停止开关。m33接通位置接通位置控制小控制小电动机电动机q符号符号q三极三极双极双极组合开关种类很多，组合开关种类很多，常用的有常用的有 hz10系列，系列，额定电流有额定电流有10、25、60、100a等多种。等多种。 横线下面有黑点，表示在该状态下蓝点与红点横线下面有黑点，表示在该状态下蓝点与红点连通，否

6、则，蓝点与红点不连通。连通，否则，蓝点与红点不连通。6.1.2 熔断器熔断器作用：用于短路保护。防作用：用于短路保护。防止灾害进一步扩大。止灾害进一步扩大。电路符号电路符号fu安秒特性安秒特性tif半封闭瓷插入式半封闭瓷插入式无填料密封管式无填料密封管式有有填填料料螺螺旋旋式式有填料密封管式有填料密封管式熔断器的种类熔断器的种类熔断器外形熔断器外形电路符号电路符号fu2、熔体额定电流、熔体额定电流 的选择：的选择：fistfi.i 216113）频繁起动）频繁起动 的电机的电机异步电机的异步电机的起动电流起动电流 ist=(57) instfi.i 315212）一般电机）一般电机lfii （

7、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）4）多台电动机回路：）多台电动机回路： if ( 1.52.5) i nmax + in最大容量电动机最大容量电动机的额定电流的额定电流其余电动机其余电动机额定电流之和额定电流之和复合按钮复合按钮电路符号电路符号常闭触点常闭触点常开触点常开触点按钮帽按钮帽6.1.3 控制按钮控制按钮复合按钮复合按钮电路符号电路符号按下按钮帽后按下按钮帽后常闭触点断开常闭触点断开常开触点闭合常开触点闭合按钮帽按钮帽常用的按钮为常用的按钮为 la系列。两个系列。两个按钮组合的叫双联按钮；三个按钮组合的叫双联按钮；三个按钮组合的叫三联按钮

8、。按钮组合的叫三联按钮。6.1.4 行程开关行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。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。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6.1.5 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）接触器辅助触头用于控制电路接触器辅助触头用于

9、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。接触器是利用电磁吸力使触头闭合接触器是利用电磁吸力使触头闭合或断开，从而自动接通或断开电机或断开，从而自动接通或断开电机的一种自动电器开关。的一种自动电器开关。交流接触器交流接触器cj20系列系列-1 -1 cj20系列交流接触器系列交流接触器用于交流50hz，额定电压至660v(个别等级至1140v)，电流至630a的电力线路中供远距离频繁接通和分断电路以

10、及控制交流电动机，并适宜于与热继电器或电子保护装置组成电磁起动器，以保护电路或交流电动机可能发生的过负荷及断相。带熔断器保护装带熔断器保护装置置大容量的大容量的不带灭弧罩不带灭弧罩带灭弧罩带灭弧罩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。6.1.6 继电器继电器 继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器 的主触头可以通过大电流，而继电器的的主触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。触头只能通过小电流。所

11、以，继电器只能用于控制电路中的逻辑控制。所以，继电器只能用于控制电路中的逻辑控制。中间继电器（逻辑控制）中间继电器（逻辑控制）电压继电器（起电压检测作用）电压继电器（起电压检测作用）电流继电器（起电流检测作用）电流继电器（起电流检测作用） 时间继电器（具有延时功能）时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）热继电器（做过载保护）.继电器类型：继电器类型： 接触器的图形和文字符号：接触器的图形和文字符号：接触器主触头用于主电路接触器主触头用于主电路 （流过的电流大，（流过的电流大，需加灭弧装置需加灭弧装置）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

12、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。接触器线圈接触器线圈kmkm常开常开常闭常闭kmkm接触器线圈的驱动电压接触器线圈的驱动电压 v根据线圈驱动电压不同接触器分为直流根据线圈驱动电压不同接触器分为直流接触器和交流接触器两种。接触器和交流接触器两种。v直流电压有：直流电压有：5v、12v、24v。可根据。可根据控制设备输出端允许电压选择；控制设备输出端允许电压选择；v交流电压有：交流电压有：220v、380v两种，一般用两种，一般用于

13、最终输出级。于最终输出级。 接触器的选择接触器的选择 v选择接触器是根据控制设备的输出选择线圈驱选择接触器是根据控制设备的输出选择线圈驱动电压，根据负载选择触点的容量（允许电流）动电压，根据负载选择触点的容量（允许电流）v要特别注意的是要特别注意的是线圈的驱动电压与触点的允许线圈的驱动电压与触点的允许工作电压可以不相同工作电压可以不相同v直流接触器由于磁场稳定没振动，噪声小，但直流接触器由于磁场稳定没振动，噪声小，但响应慢。响应慢。v交流接触器电磁铁磁场是交变的，电磁力不稳交流接触器电磁铁磁场是交变的，电磁力不稳定，处理不好会振动，噪声大。当衔铁卡住时，定，处理不好会振动，噪声大。当衔铁卡住时

14、，由于气隙过大电感变小电流过大容易烧线圈。由于气隙过大电感变小电流过大容易烧线圈。 i=（ue）/z 中间继电器中间继电器 中间继电器的工作原理与接触器相同，只是中间继电器的工作原理与接触器相同，只是用途有所不同。用途有所不同。接触器接触器主要用来主要用来接通或断开主电接通或断开主电路路，中间继电器中间继电器则主要用在控制电路中，用来则主要用在控制电路中，用来扩扩大辅助触点的数目大辅助触点的数目。 线圈线圈ka常用的中间继电器常用的中间继电器有有jz7系列，适用于系列，适用于电压电压500v以下、电以下、电流在流在5a以下的控制以下的控制电路。电路。发热元件发热元件功能功能：过载保护：过载保护

15、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kh 电机起动、停车（点动、连续运行、多地点电机起动、停车（点动、连续运行、多地点 控制、顺序控制等）控制、顺序控制等） 电机正反转控制电机正反转控制

16、 行程控制行程控制 时间控制时间控制 速度控制速度控制 6.2 基本控制环节基本控制环节6.2.1 异步机的直接起动异步机的直接起动m3abckmfuqsbckmsb 一、点动控制一、点动控制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热继电器热继电器kh起动按钮起动按钮sb1交流交流接触器接触器kmm33停车按钮停车按钮sb2开关开关q熔断器熔断器fu直直接接起起动动控控制制电电路路热继电器热继电器

17、kh起动按钮起动按钮sb1交流交流接触器接触器kmm33停车按钮停车按钮sb2开关开关q熔断器熔断器fu直直接接起起动动控控制制电电路路闭合闭合q起动按钮起动按钮sb1m33停车按钮停车按钮sb2热继电器热继电器kh交流交流接触器接触器km开关开关q熔断器熔断器fu直直接接起起动动控控制制电电路路按按sb1起动按钮起动按钮sb1m33停车按钮停车按钮sb2热继电器热继电器kh交流交流接触器接触器km开关开关q熔断器熔断器fu直直接接起起动动控控制制电电路路松开松开sb1电机连电机连续运转续运转热继电器热继电器kh起动按钮起动按钮sb1交流交流接触器接触器kmm33停车按钮停车按钮sb2开关开关

18、q熔断器熔断器fu直直接接起起动动控控制制电电路路按按sb2电机电机停转停转二、电动机连续运行二、电动机连续运行自保持自保持停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮自保的作用自保的作用按下按钮按下按钮（sb），），线圈（线圈（km）通电，）通电，电机起动；同时，辅助触头（电机起动；同时，辅助触头（km）闭合，）闭合，即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机连续运转。连续运转。kmsb1kmsb2khm3abckmfuqskh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。三、异步机的直接起动三、异步机的直接起动 + 过载保护过载保护发热发热元件元件热继电

19、热继电器触头器触头1、短路保护：、短路保护：2、过载保护：、过载保护：3、失压保护：、失压保护：熔断器熔断器fu热继电器热继电器kh接触器接触器km（带自锁）（带自锁）例如：甲、乙两地同时控制一台电机。例如：甲、乙两地同时控制一台电机。方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。四、多地点控制四、多地点控制乙地乙地甲地甲地qskhm3ab ckmfu方法一：用复合按钮。方法一：用复合按钮。五、点动五、点动+连续运行连续运行sb3：点动：点动sb2：连续运行：连续运行控制控制关系关系该电路缺点：动作不够可靠。该电路缺点：动作不够可靠。主电路主电路控制电路控制电路s

20、bkasb1kasb2khkmkam3ab ckmfu方法二：加中间继电器（方法二：加中间继电器（ka）。）。控制控制关系关系sb：点动：点动sb2：连续运行：连续运行 以下控制电路能否实现即能点动、以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行又能连续运行 思考思考不能点动！不能点动！6.2.2 电机的正反转控制电机的正反转控制m3abckmffuqskhkmr 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sb1

21、电机的正反转控制电机的正反转控制 加互锁加互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。kmfsb1kmfsbfkmrkmr互锁互锁电机的正反转控制电机的正反转控制双重互锁双重互锁双保险双保险机械互锁（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）6.2.3 行程控制行程控制kmrm3abckmffuqskh 行程控制实质为电机的行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。的终端要加限位

22、开关。正程正程逆程逆程ba1滚轮，滚轮，2接杆，接杆，3凸轮，凸轮，4复位弹簧，复位弹簧，5触点，触点，6推杆。推杆。6-4 行程控制行程控制一、行程开关一、行程开关结构与按钮类似，结构与按钮类似，但其动作要由机但其动作要由机械撞击。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行程开关行程开关图形符号图形符号行程控制电路（行程控制电路（1 1）正程正程限位开关限位开关stastb逆程逆程至右极端位置撞开至右极端位置撞开sta 动作过程动作过程sbf 正向运行正向运行电机停车电机停车（反向运行同样分析）（反向运行同样分析）行程控

23、制行程控制(2) -(2) -自动自动往复运动往复运动正程正程逆程逆程电电 机机工作要求：工作要求：1. 能正向运行也能反向运行能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回到位后能自动返回电机电机stastb自动往复运动控制电路自动往复运动控制电路 限位开关限位开关采用复合式采用复合式开关。正向开关。正向运行停车的运行停车的同时，自动同时，自动起动反向运起动反向运行；反之亦行；反之亦然。然。关键关键措施措施时间继电器时间继电器定时类型：定时类型：钟表式钟表式空气式空气式电子式电子式阻容式阻容式数字式数字式6.2.4 定时控制定时控制。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线圈线

24、圈衔铁衔铁线圈通电线圈通电 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气囊式气囊式电子电子式式单片机（智能型）单片机（智能型）时间继电器时间继电器时间继电器触头类型时间继电器触头类型通通 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kmfuqskh电机电机绕组绕组axbyczkm -yabcxyzyzbyxcakm- 主电路主电路定时控制例定时控制例一：一： 电机的电机的y 起动起动km -y闭合，闭合，电机接成电机接成 y 形；形；km- 闭合，闭合

25、，电机接成电机接成 形。形。kmfuqskh电机axbyczkm -ykm- 主电路接通电源主电路接通电源延时延时kt km- km- y y 转换完成转换完成sb2 km kt km-y km- 1 电机电机m1控制要求：控制要求： 1. m1 1. m1 起动后，起动后，m2m2才能起动才能起动 2. m2 2. m2 可单独停可单独停2 电机电机m2定时控制例定时控制例二：二：顺序控制顺序控制顺序控制电路顺序控制电路（1）：）：两电机两电机只保证起动的先后顺序，只保证起动的先后顺序， 没有延时要求。没有延时要求。 fukm2kh2ab cfum3ab ckm1kh1m3主电路主电路控制电

26、路控制电路不可以不可以 ! 两电机各自要有独立两电机各自要有独立的电源；这样接，主触头的电源；这样接，主触头（km1）的负荷过重。）的负荷过重。m3km1khkm2khm3主电路主电路控制电路控制电路这样实现顺序这样实现顺序控制可不可以控制可不可以?km1sb1sb2ktkhkm1km2km2km2kt顺序控制电路顺序控制电路(2)(2)：m1起动后，起动后，m2延时起动。延时起动。sb2 km1 kt km2 延时延时 km2 m1起动起动kt m2起动起动主电路同前主电路同前控制电路控制电路 实现实现m1起动后起动后m2延时起动的延时起动的顺序控顺序控制，用以下电路可不可以？制，用以下电路

27、可不可以？sb2 km1 kt km2 延时延时 km2 m1起动起动 m2起动起动 不可以不可以！继电器、继电器、接触器的线接触器的线圈有各自的圈有各自的额定值，额定值，线圈不能串线圈不能串联联。顺序（程序）控制线路顺序（程序）控制线路 v顺序控制线路设计的规律：用前一动作的常开顺序控制线路设计的规律：用前一动作的常开触点作为后一动作的准备；用后一动作的常闭触点作为后一动作的准备；用后一动作的常闭触点，断开前一动作，实现连锁。触点，断开前一动作，实现连锁。 后一动作后一动作前一动作前一动作6.2.5 速度控制速度控制动触点动触点静触点静触点工作原理工作原理 速度继电器的速度继电器的轴由电动机

28、带动，轴由电动机带动，其外环转动到一其外环转动到一定速度时，撞击定速度时，撞击动触点，使常开动触点，使常开触点闭合，常闭触点闭合，常闭触点打开。触点打开。速度继电器速度继电器外环外环速度控制反接制动电路速度控制反接制动电路m3km1rkm2ks 正常工作时，正常工作时，km1通电，通电，电机正向运转，速度继电器电机正向运转，速度继电器（ks）常开触头闭合；停车）常开触头闭合；停车时，按时，按sb1，km1断电，断电，km2通电，开始反接制动，通电，开始反接制动，当电机的速度接近零时，当电机的速度接近零时，ks打开，电机停止运转，反接打开，电机停止运转，反接制动结束。制动结束。限流限流电阻电阻6

29、.3 电动机的保护电动机的保护 电动机保护电动机保护的类型：的类型：失压保护失压保护：采用继电器、接触器控制：采用继电器、接触器控制短路保护短路保护：加熔断器：加熔断器过载保护过载保护：加热继电器：加热继电器kmfuqs6.3.1 失压保护失压保护m3abc主主电电路路 采用继电器、接触器控制后，电采用继电器、接触器控制后，电源电压源电压85%时，接触器触头自动时，接触器触头自动断开，可避免烧坏电机；另外，在断开，可避免烧坏电机；另外，在电源停电后突然再来电时，可避免电源停电后突然再来电时，可避免电机自动起动而伤人。电机自动起动而伤人。方法：方法：采用继电器、接触器控制。采用继电器、接触器控制

30、。6.3.2 短路保护短路保护stfii216 .11频繁起动频繁起动 的电机：的电机：stfii315.21 一般电机：一般电机：方法：方法：加熔断器。加熔断器。异步电动机的起动电流异步电动机的起动电流 （ is t）约为额定电流（约为额定电流（in）的的 (57）倍。）倍。选择熔体额定电流选择熔体额定电流 （ if ）时，必须）时，必须躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通常用以下关系：常用以下关系：电机工作时，若因负载过重电机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流而使电流增大，但又比短路电流小。此时熔断器起不了保护作用，小。此时

31、熔断器起不了保护作用，应加热继电器，进行过载保护。应加热继电器，进行过载保护。m3a b ckmfuqskh6.3.3 过载保护过载保护热继电器热继电器的热元件的热元件热继电热继电器触头器触头方法：方法：加热继电器。加热继电器。作用：作用：可实现短路、过载、失压保护。可实现短路、过载、失压保护。自动空气断路器（自动开关）自动空气断路器（自动开关）结构：结构：过流过流脱扣器脱扣器欠压欠压脱扣器脱扣器工作原理：工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电 源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。负载负载（2 2）

32、多点控制）多点控制1)动合触点串联动合触点串联2)动合触点并联动合触点并联3)动断触点串联动断触点串联4)动断触点并联动断触点并联 （3）联锁和互锁）联锁和互锁1）联锁）联锁2）互锁）互锁v两地控制的电路图两地控制的电路图。v1sb和2sb， a地；v3sb和4sb，b地寄生电路寄生电路 在控制线路的动作过程中，在控制线路的动作过程中，那种意外接通的电那种意外接通的电路叫寄生电路路叫寄生电路(或叫假回路或叫假回路)。图图8-72是一个具有指是一个具有指示灯和热保护的电路。在正常工作时，能完成起示灯和热保护的电路。在正常工作时，能完成起动、停止和信号显示。接触器动、停止和信号显示。接触器km 2工作时，若热工作时，若热继电器继电器k