电工与电子技术B第五章第二版

1、退出退出本章要求本章要求 了解常用低压电器的功能和用法了解常用低压电器的功能和用法; 掌握继电掌握继电接触器控制电路的自锁、互接触器控制电路的自锁、互锁、联锁以及行程控制、时间控制的原锁、联锁以及行程控制、时间控制的原则则; 了解短路、过载和失压保护的方法了解短路、过载和失压保护的方法; 能读懂简单的控制电路原理图能读懂简单的控制电路原理图 。5.1 5.1 常用控制电器常用控制电器 利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为的控制和保护，称为继电接触控制继电接触控制。 实现继电接触控制的电气设备，统称为实现继电接触控制的电气设备，统称为

2、控制控制电电器，如刀闸、按钮、继电器、接触器等。器，如刀闸、按钮、继电器、接触器等。 具有保护作用的电气设备，统称为具有保护作用的电气设备，统称为保护保护电器，电器，如熔断器、热继电器等。如熔断器、热继电器等。 按动作形式还可把低压电器分为：按动作形式还可把低压电器分为：手动手动电器和电器和自动自动电器。电器。 5.1.1 5.1.1 组合开关组合开关控制对象：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，刀开关的额定电流值应如下选择：开关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Q1.刀开关

3、刀开关M32.组合开关组合开关5.1.2 按钮按钮(手动切换电器手动切换电器)(b) 结构结构按钮常用于接通和断开控制电路。按钮常用于接通和断开控制电路。按钮的外形图和结构如图所示。按钮的外形图和结构如图所示。按钮开关的外形和符号按钮开关的外形和符号(a) 外形图外形图常闭触点常闭触点复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连杆常闭静触点常闭静触点桥式动触点桥式动触点常开静触点常开静触点外壳外壳4SBSBSB结结构构符符号号名名称称常闭按钮常闭按钮( (停止按钮停止按钮) )常开按钮常开按钮( (起动按钮起动按钮) )复合按钮复合按钮1234123按钮帽按钮帽5.1.2 控制按钮控制按钮线圈线圈铁芯铁芯衔

4、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5.1.3 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：接触器线圈接触器线圈接触器主触头接触器主触头用于主电路用于主电路 （流过的电流大，需加灭弧装置）（流过的电流大，需加灭弧装置）常开常开常闭常闭接触器辅助触头接触器辅助触头用于控制电路用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置）（流过的电流小，无需加灭弧装置）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

5、指标：额定工作电压、电流、触点数目等。KMKMKMKM5.1.4 中间继电器中间继电器 中间继电器常用来传递多个信号和同时控制多个中间继电器常用来传递多个信号和同时控制多个电路，电路， 中间继电器的结构和交流接触器基本相同，只中间继电器的结构和交流接触器基本相同，只是是电磁系统小些，触点多些电磁系统小些，触点多些。也可以直接控制小容量电动机或其它电气执行元件。也可以直接控制小容量电动机或其它电气执行元件。 选用中间继电器主要考虑电压等级和触点数量。选用中间继电器主要考虑电压等级和触点数量。功能：过载保护功能：过载保护5.1.5 5.1.5 热继电器热继电器工作原理：工作原理： 发热元件接入电机

6、主电路，若长时间过载，双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。其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。发热元件发热元件结构：结构：I I常闭触头常闭触头双金双金属片属片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串联在主电路主电路中中串联在串联在控制电路控制电路中中常闭触头常闭触头FRFR5.1.6 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：FIstFII216 .113. 频

7、繁起动频繁起动 的电机的电机stFII315.21异步电机的起动电流异步电机的起动电流 Ist=(57) 额定电流额定电流2. 一般电机一般电机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）(自动开关自动开关)锁钩锁钩主触点主触点手动闭合手动闭合 过流过流 脱扣器脱扣器 欠压欠压 脱扣器脱扣器衔铁释放衔铁释放连杆装置连杆装置释放弹簧释放弹簧衔铁吸合衔铁吸合A BCM3A、组合开关不能适、组合开关不能适用于频繁的开断用于频繁的开断B、缺乏保护电路、缺乏保护电路 2、带控制电路的直接起动、带控制电路的直接起动ABC M 3A A、用交、用交流接触流接

8、触器控制器控制电路开电路开关关特点：特点：小电流控小电流控 制大电流。制大电流。刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮自保持自保持SB1SB2 25热继电器热继电器FR4213、电气控制原理图、电气控制原理图5.2 笼型电动机直接起动的控制线路笼型电动机直接起动的控制线路为了读图和设计线路的方便，为了读图和设计线路的方便，控制线路常根据其作控制线路常根据其作用原理画出，把控制电路和主电路分开。用原理画出，把控制电路和主电路分开。这样的图称为这样的图称为控制线路原理图。控制线路原理图。在控制线路原理图中，在控制线路原理图中，各种电器都用统一的符号各种电器都用统一的符号来代表

9、。同一电器的各部件是分散的。来代表。同一电器的各部件是分散的。为了识别起见，为了识别起见，它们用统一的符号表示。它们用统一的符号表示。在原理图中，规定所有电器触点均表示在起始在原理图中，规定所有电器触点均表示在起始情况下的位置，即在没有通电或没有发生机械动作情况下的位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。时的位置。SB1KMKM3M.Q.M3KM（1 1）直接起动）直接起动-点动点动控制控制点动：点动：按下起动按钮，电动机运转，按下起动按钮，电动机运转， 松开起动按钮松开起动按钮 ，电动机停转。，电动机停转。主触头（主触头（KM）打开）打开按钮按钮松开松开（SB） 线圈（线圈（KM）断电

10、）断电 电机停车电机停车。主触头（主触头（KM）闭合）闭合按下按下按钮按钮（SB） 线圈（线圈（KM）通电）通电电机运行电机运行；（2 2）异步机的直接起动异步机的直接起动-连续运行连续运行控制控制KM自锁自锁KMSB2M3ABCKMFUQSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮合上合上Q，按下，按下SB2控制电路控制电路接通接通 KM线圈线圈通电通电主触点主触点闭合闭合 主电路主电路接通接通辅助触点辅助触点闭合闭合 自锁自锁电动电动机机起动起动KMQ.M3KM按下按下SB1控制电路控制电路断开断开 KM线圈线圈断电断电主触点主触点断开断开主电路主电路断开断开电动机电动机停车停车辅助触点辅助触点

11、断开断开M3A B CKMFUQ主主电电路路失压保护失压保护：采用继电器、接触器控制采用继电器、接触器控制 采用继电器、接触器控制后，采用继电器、接触器控制后，电源电压电源电压85%时，接触器触头自时，接触器触头自动断开，可避免烧坏电机；另外，动断开，可避免烧坏电机；另外，在电源停电后突然再来电时，可避在电源停电后突然再来电时，可避免电机自动起动而伤人。免电机自动起动而伤人。KMSB1KMSB2控制电路控制电路KMM3A B CKMFUQFR电流形成回路，电流形成回路，只要接两相就可以了。只要接两相就可以了。（3 3）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

12、继电热继电器触头器触头主电路主电路控制电路控制电路KMSB1SB2FR 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 CKMFUQFR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KMSB1KMSB2FRQ.M3KMKM SASB3KMQ.M3KM 将电动机接到电源的任意两根线对调一将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使电动机反转。下，即可使电动机反转。

13、需要用两个接触器来实现这一要求。需要用两个接触器来实现这一要求。 当当正转接触器正转接触器工作时，工作时，电动机正转；电动机正转； 当当反转接触器反转接触器工作时，将电动机接到电源工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下的任意两根联线对调一下，电动机反转。电动机反转。5.3 5.3 鼠笼式电机的鼠笼式电机的正反转正反转控制控制(1)(1)FRKMRKMRSBR 该电路必须该电路必须先停车先停车才能由正转到反才能由正转到反转或由反转到正转。转或由反转到正转。SBF和和SBR不能同不能同时按下，否则会造成短路！时按下，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

14、KMFKMFSB1SBF3MFRFU.Q.通电通电断开断开断电断电闭合闭合KMFKMFSTaSTb电机电机限位开关限位开关KMRM3ABCKMFFUQFR 行程控制实质为电机的行程控制实质为电机的正反转正反转控制，只是在行程控制，只是在行程的终端要的终端要加限位开关加限位开关。正程正程逆程逆程BA(限位开关限位开关) 结构与按钮类似，但结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。其动作要由机械撞击。常开触点常开触点常闭触点常闭触点行程控制电路行程控制电路（1 1）逆程逆程限位开关限位开关STASTB正程正程至右极端位置撞开至右极端位置撞开STB 动作过程动作过程SB2 正向运行正向运行电机停车电机停

15、车（反向运行同样分析）（反向运行同样分析） 控制电路控制电路KMFFRKMRSB1KMFSB2STBSB3STAKMRKMRKMF限位开关限位开关行程控制行程控制(2) -(2) -自动自动往复运动往复运动正程正程逆逆程程电电 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12KMF断电断电KMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFSBR5.5 时间控制时间控制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。 时间控制就是采用时间控制就是采用时间继电器时间继电器进行进

16、行延延时时控制。控制。衔铁衔铁线圈线圈静铁心静铁心恢复弹簧恢复弹簧托板托板释放弹簧释放弹簧杠杆杠杆活塞杆活塞杆橡皮膜橡皮膜撞块撞块延时闭合延时闭合常开触头常开触头延时断开延时断开常闭触头常闭触头瞬时断开瞬时断开常闭触头常闭触头瞬时闭合瞬时闭合常开触头常开触头图图 5.5.1 时间继电器时间继电器空气式时间继电器空气式时间继电器的工作原理的工作原理时间继电器触头类型时间继电器触头类型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电延时式通电延时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

17、断开延时断开断电延时式断电延时式KM1FUQFR电机电机绕组绕组U1U2V1V2W1W2KM 3U1V1W1U2V2W2YW2V1V2U2W1U1KM2主电路主电路电机的电机的Y Y 起动起动 KM 3闭合，闭合，电机接成电机接成 Y 形；形； KM2闭合，闭合，电机接成电机接成 形。形。例例1:1:FU.SB1.SB2通通电电.SB1.SB2复合复合按钮按钮KM2断电断电常开闭合常开闭合常闭延时断开常闭延时断开通电瞬通电瞬时闭合时闭合通通电电SB1SB2通电延时通电延时继电器继电器通电延通电延时断开时断开断断电电通通电电SB1SB2通电延时通电延时继电器继电器通电延通电延时断开时断开断断电电

18、通通电电断断电电常闭断开常闭断开常闭闭合常闭闭合Y接断开接断开通通电电SB1SB2通电延时通电延时继电器继电器通电延通电延时断开时断开通通电电断断电电常闭断开常闭断开常闭闭合常闭闭合Y接断开接断开通通电电 下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中有几处错误，请改正之。有几处错误，请改正之。M13这样的顺序控这样的顺序控制是否合理？制是否合理？ 两电机各自两电机各自要有独立的要有独立的电源；这样电源；这样接，主触头接，主触头(KM1)的负的负荷过重。荷过重。M23思考思考QKM2.KM11. 控制顺序：控制顺序：M1起动后起动后M2才能起动。才能起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。既不能单独起动，也不能单独停车。. 例例1：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述动，为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：顺序起动和停止：1#2#起动要求起动要