第10章电动机的继电器接触器控制

1、第10章电动机的继电接触器控制内容提要内容提要 常用控制电器及其符号常用控制电器及其符号 电动机的基本控制环节和保护环节电动机的基本控制环节和保护环节 电动机的基本控制原则电动机的基本控制原则本章重点与难点 常用低压电器的结构及工作原理 三相异步电动机的点动、连续控制、正反转控制、 两地控制、行程控制和时间控制 短路、失压、过载保护及互锁10.1 常用控制电器常用控制电器 根据动作性质分为手动和自动两类根据动作性质分为手动和自动两类手动电器手动电器：手动操作动作，如刀开关、组合：手动操作动作，如刀开关、组合开关、按钮等开关、按钮等自动电器自动电器：依指令、信号或某个物理量变化：依指令、信号或某

2、个物理量变化自动动作。如：熔断器、时间继电器、自动动作。如：熔断器、时间继电器、热继电器等热继电器等1. 闸刀开关闸刀开关10.1.1 常用控制电器常用控制电器组成：组成：刀片（动触点）和刀座（静触点）刀片（动触点）和刀座（静触点）和瓷质底座和胶木盖（灭弧）和瓷质底座和胶木盖（灭弧）作用：电源开关以及不频繁起动的小容量电动机作用：电源开关以及不频繁起动的小容量电动机（5.5kW 以下）以下）注意：根据额定电压和电流选用；安装注意：根据额定电压和电流选用；安装和使用时，不能平装或倒装；做隔离开和使用时，不能平装或倒装；做隔离开关时，分闸时，先断开负荷开关，再断关时，分闸时，先断开负荷开关，再断刀

3、开关，合闸时相反；三相同时合刀开关，合闸时相反；三相同时合闸闸电路符号电路符号（图形和文字）（图形和文字）2. 组合开关组合开关组成：组成：动触片和静触片以及动触片和静触片以及手柄和胶木盒（灭弧）手柄和胶木盒（灭弧）作用：实现电路的转换，又称转换开关，用在控作用：实现电路的转换，又称转换开关，用在控制和测量系统中制和测量系统中电路符号电路符号33. 熔断器熔断器作用作用：串联于电路中，用于：串联于电路中，用于短路保护短路保护。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：RNI111.62stRNII3. 频繁起动频繁起动 的电机的电机112.53RNstII2. 一般电机一般

4、电机RNNII（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）安秒特性安秒特性tIRN组成组成：熔体熔体（熔丝或片）和绝缘。（熔丝或片）和绝缘。原则：电路正常工作时，熔体不熔断；发生短原则：电路正常工作时，熔体不熔断；发生短路故障时，立即熔断，熔断时间与电流有关路故障时，立即熔断，熔断时间与电流有关,见见安秒特性安秒特性.4. 控制按钮控制按钮复合按钮：复合按钮： 常开按钮和常闭按钮常开按钮和常闭按钮做在一起。做在一起。常开常开(动合动合)按钮按钮SB常闭常闭(动断动断)按钮按钮电路符号电路符号SB电路符号电路符号SB作用作用：接通或断开控制回路（小电流）

5、：接通或断开控制回路（小电流）组成组成：按钮帽、动静触点以及弹簧等：按钮帽、动静触点以及弹簧等注意注意：自动复位功能；动作的顺序：自动复位功能；动作的顺序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5. 交流接触器交流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（流过的电流小，无需加灭弧装置需加灭弧装置）接触

6、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选择指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器选择指标：额定工作电压、电流、触点数目等。KM接触器线圈接触器线圈KM常开常开常闭常闭KMKM6. 中间继电器中间继电器 中间继电器和接触器的工作原理一样。中间继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器主要区别在于，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。所以，继电器只能用于控制电路中。所以，继电器只能用于控制电路中。作用作用：弥补接触器辅助触点数量不足：弥补接触器辅助触点数量不足电路符号

7、电路符号注意注意：选择中间继电器主要考虑：选择中间继电器主要考虑其线圈电压和触点数量其线圈电压和触点数量是否满足电路要求是否满足电路要求发热元件发热元件功能功能：作为电动机的过载保护：作为电动机的过载保护结构结构：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： 电流热效应原理电流热效应原理：发热元件接入电机主电路，发热元件接入电机主电路，若长时间若长时间过载过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使，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，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开，切断控制回其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开，切断控制回路，接触器线圈断电，主触

8、点断开，电动机停止工作。路，接触器线圈断电，主触点断开，电动机停止工作。扣板扣板7. 热继电器热继电器热继电器的符号热继电器的符号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FR发热元件发热元件FR注意注意：使用时调整热继电器的整定电流等于电动机的额定电使用时调整热继电器的整定电流等于电动机的额定电流。这样当电动机额定运行时，热继电器不动作；当电动机过流。这样当电动机额定运行时，热继电器不动作；当电动机过载，电流为整定电流的载，电流为整定电流的1.2倍时，热继电器将在倍时，热继电器将在20分钟内动作；分钟内动作；当过载电流为整定电流的当过载电流为整定电流的1.5

9、倍时，热继电器在倍时，热继电器在2分钟内动作分钟内动作热继电器热继电器不能用于短路保护不能用于短路保护，因为热惯性，短路电流再大，继，因为热惯性，短路电流再大，继电器也不会立即动作。电器也不会立即动作。8.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作用：能正常接通和断开电路，也能在过电流、短路和失电压（欠电压）等非正常情况下自动动作，起到对线路和电动机的短路和过载以及欠压保护等。电路符号电路符号电气原理图的绘制 标准：GB4728，GB7159 电气原理图绘制原则 主电路：粗实线（强电流），左边或上方 控制电路：细实线（弱电流），右

10、边或下方 基本按动作顺序：由上而下或自左至右 电器状态：未受外力和未通电的原始状态 注意：同一电器的不同部件可分开画，但应标注同一个文字符号；同一种电器有多个可用下标1、2、3等区分，如SB1,SB2 点动控制点动控制 电动机的直接起动单相连续运转控制电动机的直接起动单相连续运转控制 电机正反转控制电机正反转控制 多机顺序联锁控制多机顺序联锁控制 多处控制多处控制10.2 电动机的基本控制电路电动机的基本控制电路M3ABCKMFUQBCKMSB1. 点动控制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。主触头（主触头（KM

11、）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10.2.1 10.2.1 点动和连续控制点动和连续控制2. 电动机连续运行电动机连续运行KM自保持自保持自锁的作用自锁的作用按下按钮按下按钮（SB2），），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。KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮控制实际接线图控制实际接线图ABCM3自保持自保持停止停止

12、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。KMSB1KMSB2FRM3ABCKMFUQSFR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。异步机的直接起动异步机的直接起动 + + 过载保护过载保护发热发热元件元件热继电热继电器触头器触头除除过载保护过载保护外外还有还有短路保护短路保护失（欠）压保护失（欠）压保护QSFRM3AB CKMFU方法一：用复合按钮。方法一：用复合按钮。点动点动+ +连续运行连续运行(1)(1)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。KMSB1KMS

13、B2FRSB3主电路主电路控制电路控制电路点动点动+ +连续运行连续运行(2)(2)SBKASB1KASB2FRKMKAM3AB 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FR 以下以下控制电路能否实现即能点动、控制电路能否实现即能点动、又能连续运行又能连续运行 KMSB1KMSB2FRSB思考思考不能点动！不能点动！KMSB1SB2FRKMS可以实现！可以实现！10.2.210.2.2电机的正反转控制电路电机的正反转控制电路(1)(1)M3ABCKMFFUQSFRKMRKMRKMRSBR 该电路必须先停车才能由

14、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SB1KMFKMFSB1SBFFRFU2电机的正反转控制电机的正反转控制(2) - (2) - 加互锁加互锁互锁互锁:接触器的辅助常闭触点接触器的辅助常闭触点串联串联在另一个在另一个接触器的通电回路中接触器的通电回路中作用作用：一个接触器通电时保证另一个接触器先：一个接触器通电时保证另一个接触器先断电，避免两接触器同时工作造成主回路短路。断电，避免两接触器同时工作造成主回路短路。KMFSB

15、1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3A BCKMFFUQ SFRKMRSBR互锁互锁问题：问题：正反转正反转换时还换时还要先停要先停车！车！KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机的正反转控制电机的正反转控制(3)-(3)-双重互锁双重互锁KMRM3A BCKMFFUQSFR电气互锁电气互锁机械互锁机械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）而且：正反转换时不需先停车了，直而且：正反转换时不需先停车了，直接按相应按钮即可！接按相应按钮即可！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KM

16、SB1甲甲SB2甲甲KMSB1乙乙SB1乙乙方法：两起动按钮并联；两停止按钮串联。方法：两起动按钮并联；两停止按钮串联。10.2.3多地控制多地控制乙地乙地甲地甲地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M210.2.4顺序控制顺序控制两电机两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。只保证起动的先后顺序，没有延时要求。 FUKM2FR2AB CFUM13AB CKM1FR1M23主电路主电路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1控制电路控制电路不可以不

17、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。M3KM1FR1KM2FR2M3KM2KM1SB2KM2KM1SB3SB1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?基本保护环节基本保护环节 电动机保护电动机保护的类型：的类型：失（欠）压保护失（欠）压保护：采用继电接触器控制：采用继电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：热继电器：热继电器1. 1. 短路保护：串接短路保护：串接熔断器熔断器stFII216 .11频繁起动频繁起动 的电机：的电机：FI 异步

18、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 （ ）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：stFII315.21 一般电机：一般电机：KMSB1KMSB2FR 电机工作时，若因负载过重而使电机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流小。此电流增大，但又比短路电流小。此时熔断器起不了保护作用，应加热时熔断器起不了保护作用，应加热继电器，进行过载保护。继电器，进行过载保护。M3A B CKMFUQS

19、FR2. 2. 过载保护：过载保护：加热继电器加热继电器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M3ABCKMFUQS主主电电路路KMSB1KMSB2控制电路控制电路3. 失失(欠欠)压保护压保护：采用继电器、接触器控制采用继电器、接触器控制 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。使用使用空气开关空气开关也可以起到短路过载及欠压等保护也可以起到短路过

20、载及欠压等保护工作原理：工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；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。欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。结构：结构：过流过流脱扣器脱扣器欠压欠压脱扣器脱扣器10.3 电动机的基本控制原则电动机的基本控制原则一、行程开关与行程控制原则二、时间继电器与时间控制原则三、速度继电器与速度控制原则行程开关行程开关用作电路的限位保护、行程控制、用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。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。常开（动合）触头常开（动合）触头电路符号电路符

21、号ST常闭（动断）触头常闭（动断）触头电路符号电路符号ST10.3.1 行程开关与行程控制原则 行程控制行程控制KMRM3ABCKMFFUQSFR 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。的终端要加限位开关。正程正程逆程逆程BA行程控制电路（行程控制电路（1 1） 控制回路控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关限位开关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SB2 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

22、行同样分析）行程控制行程控制(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STaSTbKMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb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。正向运开关。正向运行停车的同时，自动起行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。动反向运行；反之亦然。关键措施关键措施某机床工作台自动往返电路某机床工作台自动往返电路分析说明各行程开关作用分析说明各行程开关作用时间继电

23、器时间继电器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。10.3.2 时间继电器与时间控制原则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见教材见教材P268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(瞬动）瞬动）常开触头（瞬动）常开触头（瞬动）线圈通电线圈通电 衔铁吸合（向下）衔铁吸合（向下） 延时一段时间延时一段时间 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（文字符号时间继电器触头类型（文字符号KT ）断断 电电 式式常闭常闭断电后断电后延

24、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 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KMFUQSFR电机电机绕组绕组AxByCzKM -YABCXYZYZBYXCAKM- 定时控制电路定时控制电路-举例：举例：主电路主电路（1 1）电机的）电机的Y 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，电机接成电机接成 形。形。KMFUQSFR电机AxByCzKM -YKM- KM- KTKTKM-YKM-YKM- KM- KTKM- KMSB1S

25、B2KMY Y 起动起动控制电路控制电路FR主电路接通电源主电路接通电源（Y起动）起动）延时延时KT KM- KM- Y Y 运行运行SB2 KM KT KM-Y KM- KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KM2KT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KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KT 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，用以下电路可不可以？SB2 KM1 KT

26、 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。能耗制动控制电路（能耗制动控制电路（用延时断开触点切断直流电源，制动结束用延时断开触点切断直流电源，制动结束）SB1 KM2 KT 触点断开触点断开延时延时 电机运行电机运行SB （制动按钮）（制动按钮） KM2 通直流通直流KM1 （断交流断交流） KT 10.3.3 速度继电器与速度控制原则动触点动触点静触点静触点外环外环工工作作原原理理 速度继电器的轴由电速度继电器的轴由电动机带动，当正常运行动机带动，当正常运行时，其外环

27、转动到一定时，其外环转动到一定角度撞击动触点，使常角度撞击动触点，使常开触点闭合，常闭触点开触点闭合，常闭触点打开。速度过低时，外打开。速度过低时，外环归位，常开断开。环归位，常开断开。速度继电器速度继电器KVKVKV电路符号电路符号速度控制反接制动电路速度控制反接制动电路M3KM1RKM2KV 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（KV）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，KV断开，电机停止运转，反接断开，电机

28、停止运转，反接制动结束。制动结束。限流限流电阻电阻KM2KM1SB1KVKM2SB2KM1KM1SB1KM2n10.4 控制电路应用举例控制电路应用举例 先阅读主电路 起动控制、调速控制、制动控制、正反转控制 再阅读控制电路 根据工艺，自上而下，基本环节，逐一分析，联系归纳，融会贯通。例例(1)(1)-运料小车的控制运料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

29、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BA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M3A BCKMFFUQ SFRKMRSTa 、STb 为为A、B 两端的限位开关两端的限位开关 KTa 、KTb 为为 两个时间继电器两个时间继电器 主回路主回路KMFFRKMRSBFSB1KMFSTaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR该电路的问题：小车在两极端位置时，不该电路的问题：小车在两极端位置时，

30、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。KMFKMFFRKMRSBFSB1STaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBRKMFKMFSBFKMRFRSTaSTaKTaSTbKTbKMRKTaKMRKMFSTbKTbSB1SB2KAKA加中间继电器加中间继电器（KA）实现实现任意位置停车的要求任意位置停车的要求SBR-工作台位置控制工作台位置控制控制电路综合举例：控制电路综合举例：例例(2)(2)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