电工学_第七版_第10章__继电接触器控制系统

1、10.4 行程控制行程控制10.1 常用控制电器常用控制电器10.2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路鼠笼式电动机直接起动的控制线路10.3 鼠笼式电动机正反转的控制线路鼠笼式电动机正反转的控制线路10.5 时间控制时间控制本章要求：本章要求：1.了解常用低压电器的结构、功能和用途。了解常用低压电器的结构、功能和用途。2. 掌握自锁、联锁的作用和方法。掌握自锁、联锁的作用和方法。3. 掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。4. 掌握基本控制环节的组成、作用和工作过掌握基本控制环节的组成、作用和工作过 程。能读懂简单的控制电路原理图、能设程。能读懂简单的控制电

2、路原理图、能设 计简单的控制电路。计简单的控制电路。 应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为和保护，称为继电接触控制继电接触控制。 本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控制环节和保护环节的典型线路。制环节和保护环节的典型线路。 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，统称为控制电控制电器器，如组合开关、按钮、继电器、接触器等。下面，如组合开关、按钮、继电器、接触器等。下面介绍常用控制电器的用

3、途及电工表示符号。介绍常用控制电器的用途及电工表示符号。10.1.1 组合开关组合开关 组合开关又称组合开关又称转换开关转换开关，由数层动、静触片组装，由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上，用手柄转动在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。路、不同联接方式的转换。 转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，利于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限，利于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限，一般用于交流一般用于交流380V、

4、直流、直流220V，电流，电流100A以下的以下的电路中做电源开关。电路中做电源开关。1. 用途用途：常用于机床控制电路的电源开关，也用于小容量电动机的起 / 停控制或照明线路的开关控制。2. 结构结构：对常用的三极开关来说，每一极有一对静触片与盒外接线柱相接，动触片受手柄控制可以转动，以达到线路的通 / 断控制。3. 种类种类：有单极、双极、三极和四极等，额定电流有10、25、60 和 100A等多种。M3用组合开关起停电动机的接线图用组合开关起停电动机的接线图手柄手柄转轴转轴静触头静触头 动触头动触头电路符号电路符号Q组合开关10.1.2 按钮按钮(手动切换电器手动切换电器)按钮常用于接通

5、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常闭触点常闭触点按钮（SB）复位弹簧复位弹簧 支柱连杆支柱连杆常闭静触头常闭静触头桥式静触头桥式静触头 常开静触头常开静触头 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10.1.3 交流接触器交流接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。线圈线圈辅助触点辅助触点铁心铁心衔

6、铁衔铁电源电源电机电机主触点主触点常闭常闭常开常开弹簧弹簧符号符号 线圈线圈KM 用于主电路流过用于主电路流过的大电流的大电流(需加灭弧需加灭弧装置装置) 用于控制电路流用于控制电路流过的小电流过的小电流(无需加无需加灭弧装置灭弧装置)属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示接触器技术指标：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。常用的交流接触器有常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和和3TB等系列。等系列。 如如 CJ10系列主触点额定电流系列主触点额定电流 5、10、20、40、75、120A 等数种

7、；额定工作电压通常是等数种；额定工作电压通常是 220V 或或 380V。 通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。 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，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。发热元件发热元件杠杆杠杆10.1.5 热继电器热继电器工作原理工作原理结构原理图结构原理图双金属片

8、双金属片常闭触头常闭触头用于电动机的过载保护。用于电动机的过载保护。发热元件，串联在主电路中发热元件，串联在主电路中常闭触头，串联在控制电路中常闭触头，串联在控制电路中热继电器的原理图10.1.6 熔断器熔断器用于低压线路中的短路保护。用于低压线路中的短路保护。 常用的继电器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、常用的继电器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器。管式熔断器和有填料式熔断器。 RT0系列有填料封闭管式熔断器系列有填料封闭管式熔断器 适用于交流适用于交流50Hz，额定电压交流，额定电压交流380V，额定电，额定电流至流至1000A的配电线路中，作过载和短路保护。的配电线

9、路中，作过载和短路保护。 额定分断能力：至额定分断能力：至50kA 熔断器熔断器RT15系列系列 RT15型螺栓连接熔断器适用于额定电压至型螺栓连接熔断器适用于额定电压至415V，额定电流至，额定电流至400A的电路中，主要作为工厂企的电路中，主要作为工厂企业及电厂等低压配电系统中线路的过载和系统的短业及电厂等低压配电系统中线路的过载和系统的短路保护之用。路保护之用。 10.1.6 熔断器熔断器符号符号FU(1) 电灯、电炉等电阻性负载电灯、电炉等电阻性负载IF IL(3) 频繁起动的电机频繁起动的电机(2) 单台电机单台电机52.电电动动机机的的起起动动电电流流熔熔丝丝额额定定电电流流 26

10、1.电电动动机机的的起起动动电电流流熔熔丝丝额额定定电电流流 熔断器额定电流熔断器额定电流 IF 的选择的选择(4) 多台电动机合用的总熔丝？多台电动机合用的总熔丝？可实现短路、过载、失压保护。可实现短路、过载、失压保护。10.1.7 自动空气断路器自动空气断路器(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衔铁释放衔铁释放自动空气断路器原理图自动空气断路器原理图连杆装置连杆装置释放弹簧释放弹簧衔铁吸合衔铁吸合过流过流 脱扣器脱扣器欠压欠压 脱扣器脱扣器自动空气断路器 继电接触控制线路由一些基本控制环节组成继电接触控制线路由一些基本控制环节组成,下面下面介绍继电接触控制线路的绘制。介

11、绍继电接触控制线路的绘制。 在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图, 它不它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：1. 按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。2. 控制线路由控制线路由主电路主电路(被控制负载所在电路被控制负载所在电路) 和和控制电路控制电路 (控制主电路状态控制主电路状态)组成。组成。 3. 属同一电器元件的不同部分属同一电器元件的不同部分 ( 如接触器的线圈和触如接

12、触器的线圈和触 点点 ) 按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电 路中，但路中，但必须标注相同的文字符号。必须标注相同的文字符号。4. 所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下 的正常状态画出，即的正常状态画出，即按通电前的状态绘制按通电前的状态绘制。5. 与电路无关的部件与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等如铁心、支架、弹簧等) 在控在控 制电路中不画出。制电路中不画出。分析和设计控制电路时应注意以下几点：分析和设计控制电路时应注意以下几点：使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准使控制电路简单，电器元

13、件少，而且工作又要准 确可靠。确可靠。 (2) 尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一 个电器的控制电路。个电器的控制电路。(3) 必须保证每个线圈的电压等于其额定电压，不能必须保证每个线圈的电压等于其额定电压，不能 将两个线圈串联。将两个线圈串联。SB1SB2 25421控制电路控制电路(1) 电路电路熔断器熔断器接触器接触器主触点主触点起动按钮起动按钮停止按钮停止按钮接触器接触器线圈线圈接触器接触器辅助触点辅助触点热继电器热继电器动断触点动断触点热继电器热继电器发热元件发热元件主主电电路路 直接起动控制结构图直接起动控制结构图 短路保护短路保护

14、是当电路发生短路事故时，短路电流会是当电路发生短路事故时，短路电流会引起电器设备绝缘损坏，产生强大的电动力，使电动引起电器设备绝缘损坏，产生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。断电源。常采用熔断器常采用熔断器 FU和过流继电器和过流继电器等。等。 零压零压 (或欠压或欠压)保护保护，就是当电源暂时断电或电压，就是当电源暂时断电或电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。当电源电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。当电源电压恢复正常时，如不重按起动按钮，则电动机不能自行恢复正常时，如不重按起动按钮，则电动机不能自

15、行起动。起动。 常用的零压和欠压保护常用的零压和欠压保护: 对接触器实行自锁；对接触器实行自锁； 用低电压继电器组成零压、失压保护。用低电压继电器组成零压、失压保护。 过载保护过载保护是为防止三相电动机在运行中电流超过是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保护。额定值而设置的保护。常采用热继电器常采用热继电器FR保护保护, 也可也可采用自动开关和电流继电器保护。采用自动开关和电流继电器保护。热继电器热继电器过载保护过载保护熔断器熔断器短路保护短路保护接触器接触器零压、欠压保护零压、欠压保护热继电器热继电器动断触点动断触点主主电电路路控制电路控制电路合上开关合上开关Q起动起动(2) 控

16、制原理控制原理KM辅助触点闭合辅助触点闭合自锁自锁按下起动按钮按下起动按钮SB2 , KM线圈通电，线圈通电，KM主触点闭合，主触点闭合， 电动机运转。电动机运转。KMQ转动转动通电通电 利用自身辅助触点，维持利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁线圈通电的作用称自锁自锁自锁松开松开SB2 , 电动机连续运转。电动机连续运转。停车停车, KM线圈断电线圈断电KM主触点断开主触点断开, 电动机停转。电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。辅助触点断开，取消自锁。(2) 控制原理控制原理 直接起动控制原理图直接起动控制原理图点动控制点动控制2. 既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点

17、动的控制电路点动：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。复合按钮复合按钮 点动按钮点动按钮SB3的作用：的作用： (1) 使接触器线圈使接触器线圈KM通电；通电； (2) 使线圈使线圈KM不能自锁。不能自锁。2. 既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路后闭合后闭合按下按下SB3闭合闭合电机运转电机运转点动时：点动时：自锁触点不起作用自锁触点不起作用通电通电先断开先断开断电断电断开断开松开松开SB3电机停转电机停转实现点动实现点动用途用途: 试车、检修及车床主轴的调整等。试车、检修及车床主轴的调整等

18、。2. 既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路先断开先断开后闭合后闭合SBKASB1KASB2KHKMKAM3AB CKMFU加中间继电器（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：连续运行闭合闭合闭合闭合 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。3. 电机的顺序控制电机的顺序控制按按SB1再按再按SB2M1转动转动M2转动转动通电通电通电通电闭合闭合闭合闭合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

19、；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。思考思考4. 两地起停控制电路两地起停控制电路10.3 笼型电动机正反转的控制线路笼型电动机正反转的控制线路 将电动机接到电源的任意两根线对调一下将电动机接到电源的任意两根线对调一下, 即可即可使电动机反转。使电动机反转。 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。 当正转接触器工作时，电动机正转；当正转接触器工作时，电动机正转； 当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。两根联线对调一下，电动机反转。1. 2. 3. 正反转的控制

20、线路正反转的控制线路KMR反转按钮反转按钮反转接触器反转接触器反转触点反转触点 SBF和和SBR决不允许同时按下决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。否则造成电源两相短路。 正反转控制电路必须保证正正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作。转、反转接触器不能同时动作。异步电动机正反转控制电路异步电动机正反转控制电路按下按下SBF 在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为的控制作用，称为“联锁（互锁）联锁（互锁）”。“联锁联锁”触点触点利用接触器的触点实现联锁控制称利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁电气联锁。 缺点：缺点

21、： 改变转向时必须改变转向时必须先按停止按先按停止按 钮。钮。解决措施：在控制电路中加入机械连锁。解决措施：在控制电路中加入机械连锁。断开断开断电断电电机正转电机正转闭合闭合通电通电具有互锁环节的正反转控制电路具有互锁环节的正反转控制电路机械联锁机械联锁电气联锁电气联锁 利用复合按钮利用复合按钮的触点实现联锁的触点实现联锁控制称机械联锁。控制称机械联锁。鼠笼式电动机正反转的控制线路鼠笼式电动机正反转的控制线路先断开先断开闭合闭合闭合闭合停止正转停止正转电机反转电机反转通电通电断电断电闭合闭合运用复合按钮实现正反转控制运用复合按钮实现正反转控制3MFUQ.FRKMR10.4 行程控制行程控制 用

22、于自动往复控制或限位用于自动往复控制或限位控制。控制。常开触点常开触点 常闭触点常闭触点行程开关行程开关（SQ）按按SBF时时KMF通电通电KMF断电断电KMR通电通电自动往返运动：自动往返运动：电机正转电机正转工作台前进工作台前进到达预定位置，到达预定位置，挡块挡块1撞击撞击STb停止正转停止正转 电机反转电机反转(工作台后退工作台后退)前进前进(正转）正转）前进前进(行程开关行程开关挡块挡块STbSTa后退后退12后退后退后退后退12行程控制行程控制(1) 通电延时继电器通电延时继电器(2) 断电延时继电器断电延时继电器延时继电器的外形与结构延时继电器的外形与结构1. 空气式时间继电器空气式时间继电器10. 5 时间控制时间控制时间控制：时间控制：采用时间继电器进行延时控制。采用时间继电器进行延时控制。KT线圈线圈通电延时闭合通电延时闭合常开触点常开触点KT通电延时断开通电延时断开常闭触点常闭触点KT通电延时的空气式时间继电器结构示意图通电延时的空气式时间继电器结构示意图(1) 通电延时继电器通电延时继电器常开触头常开触头 延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头 延时断开延时断开 常开触头常开触头常闭触头常闭触头调节螺丝调节螺丝进气孔进气孔托板托板线圈线圈动铁心动铁心恢复弹簧恢复弹簧挡块挡块释放弹簧释放弹簧活塞杆活塞杆橡皮膜橡皮膜出气孔出气孔杠杆杠杆通电延时继