继电接触器控制系统

1、第八章  继电接触器控制系统一、基本要求1.     了解常用控制电器的基本结构、动作原理及控制作用，并具有初步选用的能力。2.     掌握三相鼠笼式异步电动机的直接起动和正反转的控制线路。3.     了解行程控制和时间控制的控制线路。二、课程进度及学时安排继电接触器控制系统共用4学时4.     §8-1  常用控制电器   §8-2  鼠笼式异步电动机直接起动

2、的控制线路   §8-3  鼠笼式异步电动机正反转的控制线路（2学时）2§8-4  行程控制   §8-5  时间控制  3. §8-6 常用建筑工程设备的控制电路     （2学时）三、重点内容提要                     

3、7;8-1  常用控制电器1手动电器有闸刀开关，组合开关及按钮等，是用手操作而动作的，图形符号如表解81所示。额定值有触点工作电流和断开电压。2自动电器种类很多，常用的如下。(1)接触器；有交流和直流两类。 结构；由电磁铁吸引线圈和触点系统组成。触点系统包括主触点(常开型)和辅助触点(数对常开和数对常闭)。 额定值；线圈额定电压，主触点额定电流和辅助触点额定电流。按前二项选用。(2)中间继电器：结构与接触器类似，但无主触点与辅助触点之分。触点数量多，电流小，作为中间过程信号传递用。(3)热继电器：由发热元件、常闭触点和复位按钮组成。具有动作电流整定机构，主要技术数

4、据是整定电流，按所控制的电动机额定电流选用，作为过载保护用。(4)熔断器：俗称保险丝。型式有管式、插式和螺旋式等。主要技术数据是额定熔丝电流。选择方法：    ()照明负载：按工作电流选择。()电动机：单台电机；频繁起动者；多台电机(5)自动空气断路器：手动操作合闸，具有短路(或过载)和失压保护，发生短路或失压时自动断开。又称空气自动开关。  (6)时间继电器：有通电延时式和断电延时式两类。由吸引线圈(电磁铁)、触点系统和触点延时机构组成。结构型式有空气式、钟表式和电子式等多种。(7)行程开关：也称限位开关。结构与按钮类似，靠机械力碰压而动作。有常开和常

5、闭两类触点。             §8-2  鼠笼式异步电动机直接起动的控制线路电路图略，要求熟记。具有短路、过载及失压保护。自锁触点的作用及点动控制方法。8.2.1试画出三相鼠笼式电动机既能连续工作、又能点动工作的继电接触器控制线路。                   

6、                        图解 8.2.1解  电路如图解8.2.1所示。其中SB2为连续工作起动按钮。SB3是双联按钮，用于点动工作。当按下SB3时，接触器线圈有电，主触点闭合，电动机起动。串联在自锁触点支路的常闭按钮断开，使自锁失效。松开SB3时，接触器线圈立即断电，电动机停车。可见SB3只能使电动机点动工作。8.2.3 

7、 根据图8.2.2接线做实验时，将开关Q合上后按下起动按钮SB2，发现有下列现象，试分析和处理故障：(1)接触器KM不动作；(2)接触器KM动作，但电动机不转动，(3)电动机转动，但一松手电动机就不转，(4)接触器动作，但吸合不上；(5)接触器触点有明显颤动，噪音较大，(6)接触器线圈冒烟甚至烧坏；(7)电动机不转动或者转得极慢，并有“嗡嗡”声。        图解  8.2.3解  重画图8.2.2如图解8.2.3所示。(1)有3种可能的原因：1，2两根线上的熔丝有一个或两个烧断，使控制电路无电源；热继

8、电器常闭触点跳开后未复位，4，5两点有一点(或两点)未接好。(2)可能有两个原因：A相熔断器熔丝烧断，电动机单相供电，无起动转矩；电动机三相绕组上没接通电源；例如丫形接法只将Ul，V1，W1，接向电源，而U2，V2，W2未接在一起。形接法时未形成封闭三角形等等。(3)自锁触点未接通，电动机在点动控制状态。(4)可能有3个原因：电源电压不足；接触器线圈回路(即控制回路)接触电阻过大；接触器铁心和衔铁间有异物阻挡。(5)接触器铁心柱上短路铜环失落。(6)可能有3个原因：接触器线圈额定电压与电源电压不符，接触器长时间吸合不上，电流过大而烧坏，接触器线圈绝缘损坏，有匝间短路。(7)A相熔丝烧断，电动机

9、单相运行。8.2.4今要求三台鼠笼式电动机M1，M2，M3按照一定顺序起动，即M1起动后M2才可起动，M2起动后,M3才可起动。试绘出控制线路。解  控制线路如图解8.2.4所示。三台电动机的主电路是互相独立的，控制电路也基本相似，但在KM2支路中串联了KM1常开触点，在KM3支路中串联了KM2常开触点，保证了电动机的工作顺序。然而三台电动机停车则互相独立。                    

10、                        图解  8.2.4 8.2.6 在图8.01中，有几处错误？请改正。                    &#

11、160;                  解  图8.01所示电路图中有5处错误：(1)熔断器FU应接在组合开关Q下方，当熔丝烧断后，才能在Q断开情况下不带电安全地更换熔丝。而图中接在Q上方，无法更换。(2)联结点1应接到主触点KM上方，否则控制电路将无法获得电源。(3)自锁触点KM应仅与起动按钮SB2并联，否则SBl失去控制作用，电动机无法停车。(4)控制电路中缺少热继电器触点，不能实现过载保护。(5)

12、控制电路中缺少熔断器，无法保护控制电路短路。                                              &#

13、160;                       图8.01   习题8.2.6的图§8-3  鼠笼式异步电动机正反转的控制线路(1)调换电源相序的方法。(2)联锁保护：电气联锁和机械联锁。电路图略，要求熟记!831  某机床主轴由一台鼠笼式电动机带动，润滑油泵由另一台鼠笼式电动机带动。今要求：(1)主轴必须在油泵开动后，才

14、能开动；(2)主轴要求能用电器实现正反转，并能单独停车；(3)有短路、零压及过载保护。试绘出控制线路。                                           &

15、#160;   图解  8.3.1解  电路可画如图解8.3.1所示。其中M1为润滑油泵电动机，可用SB2直接起动，FR1作过载保护，自锁触点KM1作零压保护，FU1作短路保护。M2为主轴电动机，由KM2和KM3作正反转控制，只有在KM1线圈有电，油泵电动机起动后，KM2或KM3才可能有电，使主轴电动机起动。主轴电动机由FU2作短路保护，FR2作过载保护，KM2和KM3的常闭触点作联锁保护，KM2和KM3各自的自锁触点作零压保护。SB3可控制主轴电动机单独停车。§8-4  行程控制行程开关选用。往复运动控制电路分析与简单设计。8.4.

16、1  将图8.4.2的控制电路怎样改一下，就能实现工作台自动往复运动?              图解  8.4.1解 为了实现工作台自动往复运动，将行程开关STa的常开触点并联在正转起动按钮SBF两端，如图解8.4.1中所示。当工作台处于任意位置时，按下SBF电动机正转，工作台前进。到达终点时压下行程开关STb，正转停车，同时反转起动，工作台后退。到达原始位置时压下行程开关STa，反转停车，同时正转起动，工作台再次前进依此反复循环，实现了工作台

17、往复运动。842  在图8.02中，要求按下起动按钮后能顺序完成下列动作：(1)运动部件A从1到2；(2)接着B从3到4；(3)接着A从2回到1;(4)接着B从4回到3。试画出控制线路。(提示：用四个行程开关，装在原位和终点，每个有一常开触点和一常闭触点。)        图8.02  题8.4.2的图解  由题意知，两台电动机均需实现正反转。因此要用4个接触器，KM1控制电动机M1正转起动，使A由1到2。此时应压下行程开关ST2，使KM1断电，M1停车，且使接触器KM2有电，控制电动机M2正转起动，使B

18、由3到4。此时压下行程开关ST4，使接触器KM2断电，M2停车，同时使接触器KM3有电，控制电动机M1反转，A由2回到1。压下行程开关ST1，使KM3断电，M1停车，同时使接触器KM4有电，控制电动机M2反转，B由4返回3。压下行程开关ST3，KM4断电，M2停车，过程结束。电路图如图解8.4.2所示。图(b)中ST3常开触点用虚线画出，非本题要求，详见下题(题8.4.3)。控制电路中两台电动机均有各自的短路、过载、零压及正反转联锁保护。两台电动机的主电路(图(a)分别用两个组合开关控制，工作时应全部接通后再操作起动按钮。因为两台电动机正反转均有起动按钮，可在任意工况下起动工作。8.4.3&#

19、160; 如在上题中完成上述动作后能自动循环工作，则控制线路又如何?解  将行程开关ST，的常开触点与起动按钮SB2并联，即可实现自动循环工作。如图解8.4.2(b)中虚线所示。                     图解  8.4.2(a)             

20、                                 图解8.4.2(b)8.4.4  图8.03是电动葫芦(一种小型起重设备)的控制线路，试分析其工作过程。解  两台电动机主电路均为正反转控制。按下SBl，接触器KM1有电，电动机M1正转起动，重物向上提升

21、。此时接触器KM2因有机械和电气联锁，不可能有电。若在上升途中松开SB1或不松开SB1而按下SB2，则立即停止上升。若只按下SB2则重物下放。上升有ST1实行限位，不致造成事故。下降不需限位。上升和下降均为点动控制。M2为前后移动电动机，按下SB3，KM3有电，电动机正转，电葫芦前移，有极限位置保护(ST2限位开关控制)；按下SB4电动机反转，电葫芦后移，也有极限位置保护(ST3限位开关控制)。前后移动也是点动控制，并具有机械和电气联锁保护。因为两台电动机均为短时运行，可用最大转矩工作。而没有加过载保护用热继电器。如若超载，电动机转不起来，操作者可立即发现，松开按钮即可。  

22、60;                              图8.03  习题8.4.4的图                 

23、;        §8-5  时间控制(1)时间继电器类型的选择：通电延时式与断电延时式。时间原则控制电路简单设计。 (2)丫延时起动控制电路：控制过程分析。(3)能耗制动控制电路：控制过程分析。8.5.1  根据图8.4.2的控制电路，如果要求工作台到达终点时要停留一下再后退，怎么办?试绘出控制电路。解  图8.4.2所示控制电路已重画如图解8.5.1所示，只是该图中虚  线STa是后加的。要使工作台到达终点时能停留一下再后退，可增加一只  时间继电器，用行程开关

24、STb的常开触点进行控制，如图解8.5.1所示。时  间继电器KT是通电延时式，当工作台到达终点时撞开STb常闭触点，使  KMF断电，电动机停车，工作台停在终点。同时压合STb常开触点使时间  继电器KT有电，其常开延时闭合触点与反转起动按钮并联，当延时时间  到，便接通反转接触器KMR，电动机反转，工作台退回原点。可见工作台在终点处停留时间由时间继电器控制。                &#

25、160;                 图解  8.5.18.5.2  根据下列五个要求，分别绘出控制电路(M1和M2都是三相鼠笼式电动机)：(1)电动机M1先起动后，M2才能起动，并M2能单独停车；(2)电动机M1先起动后，M2才能起动，并M2能点动；(3)M1先起动，经过一定延时后M2能自行起动；(4)M1先起动，经过一定延时后M2能自行起动，M2起动后，M1立即停车；  (5)起动时，M1起动后M2

26、才能起动；停止时，M2停车后M1才能停止。解  此题中5个小题均为电动机直接起动控制，主电路比较简单，各题  完全相同，省去不画，只画出控制电路。(1)这是一个顺序起动控制电路，线路图如图解8.5.2(1)所示。(2)控制线路如图解8.5.2(2)所示。其中SB4为点动按钮。(3)控制线路如图解8.5.2(3)所示，其中KT为通电延时式时间继电器，M1起动后，KT的触点延时闭合，接通KM2使M2起动。(4)控制线路如图解8.5.2(4)所示。(5)控制线路如图解8.5.2(5)所示。在SB4辜路中串联KM1常开触点，只有当KMl有电，电动机M1起动后SB4才能使M2起动；在

27、SB1上并联KM2常开触点，只有当KM2断电，电动机M2停车后，SB1才能起停止按钮作用，使M1停车。                                     （1）       &#

28、160;                                  (2)                 &#

29、160;                         (3)                          &#

30、160;             (4)                                      &#

31、160;            (5)                    图解8.5.2§8-6  常用建筑工程设备的控制电路    一、混凝土搅拌机的控制电路    混凝土搅拌分为几道工序：搅拌机滚筒正转搅拌混凝土

32、，反转使搅拌好的混凝土出料；料斗电动机正转，牵引料斗起仰上升，将骨料和水泥倾人搅拌机滚筒，反转使料斗下降放平（以接受再一次的下料）；在混凝土搅拌过程中，还需要由操作人员按动按钮SB7，以控制给水电磁阀YV的启动，使水流人搅拌机的滚筒中，加足水后，松开按钮，电磁阀断电，切断水源。                           

33、;  图1  混凝土搅拌机控制电路图    典型的混凝土搅拌机控制电路如图1所示。控制电源采用380V电压。在主电路中，搅拌机滚筒电动机M,采用一般正、反转控制，无特殊要求；而料斗电动机Mz的电路上并联一个电磁铁线圈YB，称为制动电磁铁。当给电动机M：通电时，电磁铁线圈也得电，立即使制动器松开电动机MZ的轴，使电动机能够旋转；当M2断电时，电磁铁线圈断电，在弹簧力的作用下，使制动器刹住电动机M：的轴，则电动机停止转动。在控制电路中，设有限位开关SQ,或SQZ <分别接人KM,和KM,回路），以限制上、下端的极限位置，一旦料斗碰着限位开关S

34、Q1或SQZ，便使相应接触器的线圈断电，则电动机停止转动。    二、皮带运输机的控制电路    皮带运输机通常采用多条皮带联合运行，以运送各种物料。图2(a)是两条皮带各由一台鼠笼型异步电动机驱动的示意图。    为了防止运送物料在皮带上造成堵塞，对皮带运输机的起动和停止有一定的要求：起动时，要先起动第一条皮带，后起动第二条皮带，即电动机的起动顺序是M1先起动，M2后起动。停止时，先停第二条皮带，后停第一条皮带，即M2先停,M1后停。    为了满足上述要求，在图2(b)所

35、示的控制电路中，把接触器KM1的常开辅助触点KM1串人接触器KM2的线圈回路中，当接触器KM1不工作，电动机M1停止时，由于触点KM1断开，使得接触器KM2不能工作。这样就保证了电动机M2不能先起动。把接触器KM2的常开触头KM2并联在按钮SB1的两端，当接触器KM2在工作，电动机起动运行时，由于KM2的闭合,SB1不起作用，即使按下它，接触器KM1线圈也不会断电，M1不会先停止。  (a)工作示意图； (b)控制电路图2  皮带运输机的控制电路电路的工作过程如下：    (1)按下起动按钮SB2后，接触器KM1线圈通电并自保持，主触点KM1闭

36、合使电动机M1起动，第一条皮带开始运行。同时辅助触点KM1闭合，为电动机M2起动创造了条件。    (2)再按下起动按钮SB4，接触器KM2线圈通电并自保持，主触点KM2闭合，使电动机M2起动，第二条皮带开始工作。同时，辅助触点KM2闭合，使电动机M1的控制电路中的停止按钮SB1失去作用，保证在M2运转期间M1不会先停下来。    (3)要使皮带停止工作，应先按停止按钮SB3，使KM2线圈断电释放，M2停转，使第二条皮带先停止运行。同时，辅助触点KM2断开，恢复按钮SB1的作用，为电动机M1停转创造了条件。(4)按下SB1， KM1线

37、圈断电释放，M1停止。  三、塔式起重机的控制电路  塔式起重机是目前国内建筑工地普遍应用的一种有轨道的起重机械。它的种类较多，仅以QT60/80型塔式起重机为例进行介绍。 QT60/80型塔式起重机结构如图3所示。主要由龙门架、塔身、塔顶、起重臂、平衡臂、平衡重以及完成各种动作功能的行走机构、回转机构、变幅机构和提升机构等部分组成。起重机能在轨道上进行移动行走，根据需要可以改变起重臂的回转方向、仰角的幅度和使起吊重物上下运动。这种型式的起重机适用于占地面积较大的多层建筑施工。QT60/80型塔起重机控制电路的主电路原理图如图4所示。其主要工作原理如下：1行走机构

38、行走机构采用两台起重机械专用的三相绕线式异步电动机(JZR2318, 7. 5kW)M2、,M3作为驱动电机。为了减小起动电流，采用频敏电阻器BP, BP：作为起动电阻。 频敏电阻器的阻抗随着电流频率的变化而显著地变化。电流频率高时，阻抗值也高；电流频率低时，阻抗值也低。这样，将频敏电阻器串在绕线式转子异步电动机的转子回路中，它的阻抗值在起动开始时最大，随着电动机转速上升，转差率S减小，电动机转子势的频率减小，电阻器的阻抗也随之减小，这样使绕线式异步电动机的整个起动过程，起动电流逐步减小，接近于恒值起动转矩。正常转速时，通过接触器KM11、KM12将电阻器短接。 通过交流接

39、触器KM,或KM,来控制电动机的正、反转动方向，决定起重机的行走和行走方向。为了行走安全起见，在起重机行走架的前后各装一个行走限位开关，在轨道的两端各装有一块撞块起限位保护作用。当起重机往前或往后走到极限位置时，使行走电动机断电停转，起重机停止行走，防止脱轨事故。2.回转机构回转机构由一台起重机构专用的三相绕线式异步电动机（JZRZ-12-6,3.5kW）M4驱动。起动时接人频敏电阻器BP3，以减小起动电流。操纵主令控制器，通过交流接触器KM,或KM,控制回转电动机M4的正、反转，来实现起重臂不同的回转方向。转到某一位置后，电动机停止转动。按下按钮，接触器KM16主触点闭合，三相电磁制动器YB1通电，通过锁紧制动机构，将起重臂锁紧在某一位置上，使吊件准确就位。通常在接触器KM16的线圈电路中串人接触器KM13，KM14的常闭触点（图中未画出），进行联锁，保证在电动机M4停止转动后，电磁制动器YB1才能工作。 3.变幅机构 变幅机构由一台三相绕线型异步电动机(JZRz-31-8,7.5kW)MS驱动，起动时接人频敏电阻器BP4。图3   QT60/80型塔式起重机1一电缆卷筒；2一龙门架口一塔身（第一、二节），4一提升机构；5一塔身（第三节）沛一塔身（延接架）；7一塔顶，8一平衡臂；9一平衡重；10一变幅机构；11一塔帽；12一