四、继电器—接触器控制

1、四、继电器与接触器控制技术四、继电器与接触器控制技术电气控制系统：用电器元件组装起来进行控制的系统。电器：是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动的接通或断开电路，实现断续或连续的改变电路的参数，以达到对电路或非电对象的控制、切换、保护、检测、变换和调节作用的控制设备，又称控制电器。一种能控制电的工具。自动控制：用自动电器来实现电力拖动的控制。*控制手动控制：操作者以简单的手控电器来实 现电力拖动控制。用电动机带动一切生产机械的过程电力拖动电力拖动。一、常用控制电器与执行电器一、常用控制电器与执行电器(2)自动电器自动电器： 这类电器有电磁铁等动力机构，按照 指令、信号或参数变化而自动动作，

2、使工作电路接通和切断，低压电器的分类1.电器按动作性质电器按动作性质(1)非自动电器非自动电器：这类电器没有动力机构，依靠人力或 其他外力来接通或切断电路，如刀开关、转换开关、行程开关等。如接触器、继电器、自动开关等。2.电器按其用途又可分电器按其用途又可分大多数电器既可作控制电器，亦可作保护电器，它们之间没有明显的界线。如电流继电器和行程开关。(1)控制电器控制电器：用来控制电动机的启动、反转、调速、制动等动作，如磁力启动器、接触器、继电器等。(2)保护电器保护电器：用来保护电动机，使其安全运行，以及保护生产机械使其不受损坏，如熔断器、电流继电器、热继电器等。(3)执行电器执行电器：用来操纵

3、、带动生产机械和支撑与保持机械装置在固定位置上的一种执行元件，如电磁铁、电磁离合器等。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断路器断路器接触器接触器继电器继电器起动器起动器主令电器主令电器时间继电器时间继电器热继电器热继电器速度继电器速度继电器电流继电器电流继电器中间继电器中间继电器3.按控制对象按控制对象 二、非自动控制电器二、非自动控制电器 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)倍异步电机额定电流倍异步电机额定电流图形符号图形符号QG(Q)1.刀闸开关刀闸开关极数单极双极三极切换功能

4、单投双投结构最简单，应用最广泛的手控电器。用于低压电路不频繁动作。 2.转换开关转换开关图形符号：主电路中同刀开关，控制电路同万能转换开关小电流的情况下用来作为线路的接通、断开和换接控制，又称组合开关。转换开关的结构紧凑，操作时用手拧转，操作方便、省力。在机床电气设备中，主要作为电源引入开关；或直接用于控制非频繁起动和停止的小容量异步电动机。 文字符号： QB三、三、 自动控制电器自动控制电器1.接触器接触器优点：适用于频繁操作，并具有低压释放的保护性能、工作可靠、寿命长和体积小等。接触器是在外界输人信号下能够自动地接通或断开带有负载的主电路(如电动机)的自动控制电器。 根据主触头所接回路的电

5、流种类：交流接触器 直流接触器线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触点主触点弹簧弹簧辅助辅助触点触点M3电机电机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3801)接触器结构接触器结构M3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 2203802)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点用于主电路接触器主触点用于主电路 （流过的电流大，（流过的电流大，需加灭弧装置需加灭弧装置）常开常开常闭常闭接触器辅助触点用于控制电路接触器辅助触点用于控制电路 （流过的电流小，无（流过的电流小，无

6、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。文字符号：文字符号：KM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。自保持自保持KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮KM2.2.继电器继电器 继电器和接触器的工作原理一样。继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于主要区别在于，触发器，触发器的主触

7、点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。所以，所以，继电器只能用于控制电路中。继电器只能用于控制电路中。中间继电器中间继电器电压继电器电压继电器电流继电器电流继电器 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） 速度继电器速度继电器继电器类型：继电器类型： 继电器实质上是一种传递信号的电器,它可根据输人的信号达到不同的控制目的。继电器继电器 接触器接触器l相同点：相同点：触点用来控制电路的通断l区别：区别：l控制场合l输入信号不同 l功能不同l应正确选用继电器或接触器(1) 控制

8、场合不同控制场合不同接触器：接触器：用来控制大电流的电路l负载主电路l大容量控制电路继电器：继电器：用于控制电路中（小电流控制）l不能直接带负载l不设灭弧装置(2) 输入信号不同输入信号不同l继电器：继电器：*对各种物理量作出反应*作为保护电器l接触器：接触器：*在一定的电压信号下动作(3)功能不同功能不同继电器：继电器：l用于反映控制信号l进行信号的传递l转换l放大l控制触点数量较多接触器：接触器：l大电流的开关电器特点：触头多、触点承受的电流较大(额定电流 5A10A)、 动作灵敏(动作时间小于0.05s)等。 第一，用作中间传递信号；1）中间继电器）中间继电器中间继电器本质上是电压继电器

9、。用途:第二，用作同时控制多条线路。符号：符号：线圈K触点KK欠欠(零零)电压继电器电压继电器：当控制线路电压过低，使控制系统不能正常工作,此时利用欠电压继电器电压过低时动作，使控制系统或电动机脱离不正常的工作状态，这种保护称欠压保护。 2）电压继电器）电压继电器电压继电器是根据电压信号动作的电压继电器也可分为过电压继电器和欠(零)电压继电器两种:过电压继电器过电压继电器：当控制线路出现超过允许的正常电压时，继电器动作而控制切换电器(接触器)，使电动机等停止工作，以保护电气设备不致因过高的电压而损坏。UUIKA熔断器和过电流继电器只能保护电动机不超过允许最大电流，不能反映电动机的发热状况，而电

10、动机短时过载是允许的，但长期过载时电动机就要发热，因此，必须采用热继电器进行保护。4）热继电器）热继电器热继电器是根据控制对象的温度变化来控制电流流通的继电器，是利用电流的热效应而动作的电器。它主要用来保护电动机的过载保护电动机的过载.反映温度信号，设有感应部分发热元件与双金属片; 控制电流流通，设有执行部分触点。发热元件发热元件功能功能：过载保护：过载保护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，双金属片被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，使其向上弯曲，扣烤热。因

11、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。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FRFR热继电器有热惯性，大电流出现时它不能立即动作，不能用作短路保护。四 主令电器主令电器主要用来切换控制线路。按钮是一种专门发号施令的电器，用以接通或断开控制回路中的电流。按钮开关按钮开关万能转换开关万能转换开关主令控制器主令控制器1.按钮按钮 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常闭常闭(动断动断)按钮按钮电路符号电路符号复合按钮复合按钮电路

12、符号电路符号SBSBSB2.主令控制器与万能转换开关主令控制器与万能转换开关 主令控制器与万能转换开关广泛应用在控制线路中，以满足需要多联锁的电力拖动系统的要求。主令控制器SL 万能转换开关SA文字符号文字符号万能转换开关图形符号和主令控制器类似图形符号图形符号l万能转换开关的图形文字符号为SA。在图形符号中，触点下方虚线上的“ ”表示当操作手柄处于该位置时，该对触点闭和；如果虚线上没有“ ”，则表示当操作手柄处于该位置时该对触点处于断开状态。为了更清楚的表示万能转换开关的触点分合状态与操作手柄的位置关系，在机电控制系统中经常把万能转换开关的图形符号和触头合断表结合使用。在触点分合表中，用“”

13、来表示手柄处于该位置时触点处于闭合经济钮 双位钮 钥匙复位紧急停止钮 紧急停止钮 带灯蘑茹钮 带灯方钮 带灯圆钮 方柄旋钮 圆柄旋钮 万能转换开关万能转换开关C型圆钮 五、执行电器五、执行电器1.电磁铁电磁铁 把电磁能转换为机械能的电器。这里介绍的电磁铁是指将电流信号转换成机械位移的执行电器。2.电磁离合器电磁离合器电磁连轴器电磁连轴器传递扭矩3.电磁夹具电磁夹具 电磁工作台，常用于磨床。六、继电器与接触器的常用基本线路六、继电器与接触器的常用基本线路1、 继电器与接触器自动控制线路的构成继电器与接触器自动控制线路的构成绘制原理图的一般原则：绘制原理图的一般原则：1 主回路在左，控制回路在右。

14、2电路或元件按功能布置 左 右，上 下。3 统一电器元件可分开画，但必须用同一文字符号表明。4元件都应该在非上电或不工作状态下。5电器线圈或电阻尽量放在各行的一边。6对循环运动机构，绘出工作循环图。绘制原理图的一般原则：绘制原理图的一般原则： 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基本控制环节基本控制环节2.启动控制线路及保护装置启动控制线路及保护装置 1）启动控制线路a、电动机连续运行、电动机连续运行自保持自保持KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮K

15、M2 2）保护装置）保护装置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：熔断器：熔断器 、过电流继电器、过电流继电器、 自动空气断路器自动空气断路器 过载保护过载保护：热继电器：热继电器直流电机零励磁保护直流电机零励磁保护：欠电流继电器欠电流继电器a 短路保护短路保护FI选择熔体额定电流选择熔体额定电流 （ ）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。躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。方法方法1 1：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 （ Ist）约为额定电流（约为额定

16、电流（IN）的）的 （57）倍。倍。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安秒特性安秒特性作用：作用：可实现短路、过载、失压保护。可实现短路、过载、失压保护。3.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。11.欠电压脱扣器欠电压脱扣器12 、13.双金属双金属片及其加热元件片及其加热元件过载脱扣器过载脱扣器自动空气断路器

17、原理图自动空气断路器原理图1、9.弹簧弹簧2.触点触点3.锁扣锁扣4.搭钩搭钩5.轴轴6.过电流脱扣器过电流脱扣器7.杠杆杠杆8、10.衔铁衔铁(1)组合型接线端子；(2)用于过载保护的热双金属片；(3)用于短路保护的电磁脱扣器；(4)机械锁定和手柄装置；(5)触头系统；(6)快速灭弧系统；(7)外壳和卡轨部件。 QFb 过载保护过载保护KMSB1KMSB2FR电机工作时，若因负载过重而电机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流小。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，应加此时熔断器起不了保护作用，应加热继电器，进行过载保护。热继电器，进行过载保护。M3A B CK

18、MFUQSFR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。c 失压保护失压保护 采用继电器、接触器控制后，电采用继电器、接触器控制后，电源电压源电压速度继电器2)按速度控制的交流异步电动机反接制动的自动控按速度控制的交流异步电动机反接制动的自动控制线路制线路当电动机启动至一定转速时速度继电器KS就动作，将动合触点KS闭合，为KMB的通电作好准备。1)按下1SB后，KM得电使电动机旋转KM的动断触点断开，使制动接触器KMB没有可能得电。KM失电，其动断触点闭合，使KMB得电，电动机反接制动，转速迅速下降。2)按2SB时当转速接近于零时，KS之动合触

19、点断开，KMB失电，从而将电动机自电网上切除。 3) 转速接近于零时4.4.按电流的自动控制按电流的自动控制在机床电气控制系统中，除按测量其位移、速度、时间等进行自动控制外，还可以测量电动机的电流来进行控制，如电动机的启动过程可以根据电流的大小进行控制，以逐步切除启动电阻，进行启动。有时根据生产需要，还要求测量出负载的机械力大小进行控制。机床的进刀传动，当主轴负载过大时，要求减小其进刀量。又如各种机床的夹紧机构，当夹紧力达到一定时，要求给出信号使电动机停止。机床的负载与机械力，往往与电流成正比，因此，测量电流值即能反映负载或机械力大小。按电流控制的电动机定子串电阻启动的控制线路按电流控制的电动

20、机定子串电阻启动的控制线路此时KM不可能得电，因复合按钮1SB将其电路断开了，使得电动机定子绕组串人电阻Rst，接上电源进行降压启动。1)按下1SB，接触器KMA得电并自锁KM在1SB复位后也不能得电动作。2)刚接通瞬间启动电流较大，电流继电器KA得电动作，其动断触点是打开的，KM才得电并自锁，KM的动合触点把Rst短接，使电动机加上额定电压正常运行。3)电动机达到相当高的转速时定子电流下降到使KA释放，其动断触点闭合。KM才得电并自锁，KM的动合触点把Rst短接，使电动机加上额定电压正常运行。3)电动机达到相当高的转速时定子电流下降到使KA释放，其动断触点闭合。例一：例一：运料小车的控制运料

21、小车的控制设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求： 1. 小车启动后，前进到小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：地。然后做以下往复运动： 到到A地后停地后停2分钟等待装料，然后自动走向分钟等待装料，然后自动走向B。 到到B地后停地后停2分钟等待卸料，然后自动走向分钟等待卸料，然后自动走向A。 2. 有过载和短路保护。有过载和短路保护。 3. 小车可停在任意位置。小车可停在任意位置。 正程正程逆程逆程电机电机BA5.控制电路综合举例控制电路综合举例运料小车控制电路运料小车控制电路KTa 、KTb 为为 两个时间继电器两个时间继电器 M3A

22、BCKMFFUQ SFRKMR主回路主回路STa 、STb 为为A、B 两端的限位开关两端的限位开关 KMFFRKMRSBFSB1KMFKMRKMRKMFSBRKTaSTaKTbSTbSTbSTaKTbKTa该电路的问题：该电路的问题：小车在两极端位置时，不小车在两极端位置时，不 能停车。能停车。动作过程动作过程SBFKMF小车正向运行小车正向运行至至A端端撞撞STa KTa 延时延时2分钟分钟KMR 小车小车反向运行反向运行至至B端端撞撞STb KTb 延时延时2分钟分钟KMF 小车正小车正向运行向运行如此往如此往反运行。反运行。KMFFRKMRSBFSB1KMFSTaSTaKTaSTbKT

23、bKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR加中间继电器加中间继电器（K）实现任意实现任意位置停车的要求位置停车的要求FRSB1SB2KKKMFKMRSBFKMFSTaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR例二：例二：工作台位置控制工作台位置控制起动后工作台控制要求：起动后工作台控制要求：ST3ST4ST2ST11234AM2BM1例二：例二：工作台位置控制工作台位置控制起动后工作台控制要求：起动后工作台控制要求：BM1AM2ST3ST4ST2ST11234 (1) 运动部件运动部件A从从1到到2 例二：例二：工作台位置控制工作台位置控制起动后工作台控制要求：起动后

24、工作台控制要求：ST3ST4ST2ST11234 (1) 运动部件运动部件A从从1到到2 (2)运动部件运动部件B从从3到到4AM2BM1例二：例二：工作台位置控制工作台位置控制起动后工作台控制要求：起动后工作台控制要求：ST3ST4ST2ST11234 (1) 运动部件运动部件A从从1到到2 (2)运动部件运动部件B从从3到到4(3)运动部件运动部件A从从2回到回到1AM2BM1例二：例二：工作台位置控制工作台位置控制起动后工作台控制要求：起动后工作台控制要求： (1) 运动部件运动部件A从从1到到2 (2)运动部件运动部件B从从3到到4(3)运动部件运动部件A从从2回到回到1(4)运动部件

25、运动部件B从从4回到回到3自动循环自动循环ST3ST4ST2ST11234正转正转反转反转AM2BM1工作台位置控制电路工作台位置控制电路(1)根据动作顺序根据动作顺序 设计控制电路。设计控制电路。(2)检查有无互锁。检查有无互锁。(3)检查能否正确检查能否正确 启动启动 、停车。、停车。设计步骤：设计步骤：A正转正转12B反转反转34A反转反转21B正转正转43工作台位置控制电路工作台位置控制电路小车若在小车若在1、2、3、4规定的位置时，不能规定的位置时，不能正常停车。正常停车。 该电路有何该电路有何问题？问题？KMAFST4KMBRST2KMBFKMBRKMARST4KMAFST1KMA

26、RKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFSB1SB2KMARST2ST3FR电路的改进方法同前：电路的改进方法同前：加中间继电器（加中间继电器（K）FRKKSB1KSB3KMAFST4KMBRST2KMBFKMBRKMARST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFSB2KMARST2ST3例例3：机床自动间歇润滑的控制线路图，其中接触器：机床自动间歇润滑的控制线路图，其中接触器 KM为润滑油泵电动机起停用接触器为润滑油泵电动机起停用接触器(主电路未画出主电路未画出),控制线路可使润滑有规律地间歇工作。试分析此线控制线路可使润滑有规律地间歇工作。试分析此线路的

27、工作原理，并说明开关路的工作原理，并说明开关 S和按钮和按钮 SB的作用。的作用。S作用：长期工作，间歇润滑。SB作用：点动 润滑。润滑时间1KT，间歇时间2KT。八、继电器八、继电器- -接触器控制线路设计简介接触器控制线路设计简介1.继电器继电器-接触器控制线路设计程序一般过程：接触器控制线路设计程序一般过程：5)最后绘出安装接线图。 1)了解生产机械的工艺过程以及它对电气控己线路的要求；2)选择自动控制的方法和原则；3)设计自动控制线路原理图；4) 根据原理图选择所需要的电器元件；(1)应满足生产工艺所提出的要求；2.对自动控制线路设计的基本要求是对自动控制线路设计的基本要求是:一种是经

28、验设计法，另一种是逻辑分析设计法。(2)线路简单，布局合理，电器元件选择正确并得到充分利用;(3)操作、维修方便；(4)设有各种保护和防止发生故障的环节；(5)能长期准确、稳定、可靠地工作。自动控制线路原理图的设计方法一般有两种:(3)根据工作程序的要求将各主令控制信号接人各对应的线路中。3.一般的设计思路和应注意的一些问题一般的设计思路和应注意的一些问题:(1) 掌握生产机械的工艺要求、运动变化规律、工作方式和需要的保护。(2) 逐一画出各运动部件或程序的执行元件的控制电路。对于电磁阀和电磁铁等无记忆功能的元件，应利用中间继电器进行记忆。对要记忆元件状态的电路，要加自锁环节；(4)将各程序或执行元件间的连锁和互锁接人线路中。(5)将手动与自动选择、点动控制、各种保护环节分别接人线路中。 (6)检查电器触头类型及数量，如不满足要求时，可用中间继电器加以扩展。(7)注意在一条控制线路中，不能有两个交流电