第5章 继电器控制

1、第第5 5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统5.4 行程控制行程控制5.1 常用控制电器常用控制电器5.2 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5.3 鼠笼式电动机正反转控制线路鼠笼式电动机正反转控制线路2022-5-241第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统本章要求：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. 掌握掌握自锁、联锁自锁、联锁的作用和方法。的作用和方法。3. 掌握掌握过载、短路和失压保护过载、短路和失压保护的作用和方法。的作用和方法。4. 掌握掌握基本控制环节的组成、作用和工作过程基本控制

2、环节的组成、作用和工作过程。能读懂简单。能读懂简单的控制电路原理图、能设的控制电路原理图、能设 计简单的控制电路。计简单的控制电路。第第5 5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统2022-5-242第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统应用电动机拖动生产机械，称为应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动电力拖动。利用。利用继电器继电器、接、接触器触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为继电接触继电接触控制控制。介绍常用的介绍常用的低压电器低压电器（直流（直流1500V，交流，交流1200V以下），基以下），基本的本的控制环节控制环节和和保

3、护环节保护环节的典型线路。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，统称为控制控制电器，如刀闸、电器，如刀闸、按钮、继电器、接触器等。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，如熔断器、电器，如熔断器、热继电器等。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。 2022-5-243第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统5.1 常用控制电器常用控制电器5.1.1 组合开关（转换开关）组合开关（转换开关）实现多条线路、不同联接方式的转换

4、。实现多条线路、不同联接方式的转换。可用于三相电动机手动起停控制。可用于三相电动机手动起停控制。触片通流能力有限，一般用于交流触片通流能力有限，一般用于交流380V、直流、直流220V，电，电流流100A以下的电路中做电源开关。以下的电路中做电源开关。结构结构动触片动触片静触片静触片转动手柄转动手柄 转轴上转轴上用途：用途：使用注意事项：使用注意事项：2022-5-244第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统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2022-5-245第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统5.1.2 按钮按钮(手动切换电器手动切换电器)

5、(b) 结构结构常用于接通和断开常用于接通和断开控制电路控制电路结构：结构：(a) 外形图外形图常闭触点常闭触点常开触点常开触点用途：用途：按钮帽、触点按钮帽、触点分动、静触点，分动、静触点，或常开、常闭触点或常开、常闭触点2022-5-246第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统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2022-5-247第第5章章 继电接触

6、器控制系统继电接触器控制系统5.1.3 接触器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。(a) 外形外形(b) 结构结构2022-5-248第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统按状态分按状态分按用途分按用途分常开常开触点触点常闭常闭触点触点主主触点触点辅辅助助触点触点电磁系统电磁系统结构结构吸引线圈吸引线圈静铁心静铁心动铁心动铁心触点触点通电通电所有所有常开常开触点触点闭合闭合所有所有常闭常闭触点触点断开断开断电：断电：所有触点恢复原状态所有触点恢复原状态2022-5-249第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统符号符号KM

7、KMKMKM2022-5-2410第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统5.1.4 继电器继电器继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。主要区别在于：主要区别在于： 接触器的主触点可以通过接触器的主触点可以通过大电流大电流； 继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流小电流。所以，继电器一般用于。所以，继电器一般用于控制电路控制电路中。中。1. 电流及电压继电器电流及电压继电器电流继电器：电流继电器：可用于过载或过载保护可用于过载或过载保护电压继电器：电压继电器：主要作为欠压、失压保护

8、主要作为欠压、失压保护2022-5-2411第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统2. 中间继电器中间继电器中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路。中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路。 通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用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。它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。(b) 符号符号KA线圈线圈常开触头常开触头KA常闭触头常闭触头KA(a) 外形外形2022-5-2412第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统3. 时间继电器时间继电器从得到输入信号从得到输入信号(线

9、圈通电或断电线圈通电或断电)起，经过一段时间起，经过一段时间延时延时后才后才动作动作的继电器。适用于定时控制的继电器。适用于定时控制+直流电磁式结构图直流电磁式结构图阻尼铜套阻尼铜套衔铁衔铁工作原理：工作原理：当衔铁未吸合当衔铁未吸合时，磁路气隙大，线圈电时，磁路气隙大，线圈电感小。感小。通电通电后激磁电流很后激磁电流很快建立，将快建立，将衔铁吸合衔铁吸合，继，继电器触点电器触点立即改变状态立即改变状态。而当线圈而当线圈断电断电时，铁心中时，铁心中的的磁通磁通将将衰减衰减，磁通的变，磁通的变化将在铜套中产生化将在铜套中产生感应电感应电动势动势，并产生，并产生感应电流感应电流，阻止磁通衰减阻止磁

10、通衰减。当磁通下。当磁通下降到降到一定程度一定程度时，时，衔铁衔铁才才能能释放释放，触头，触头改变状态改变状态。因此继电器吸合时是瞬时因此继电器吸合时是瞬时动作，而释放时是延时的，动作，而释放时是延时的，故称为故称为断电延时断电延时。(1)直流电磁式直流电磁式 时间继电器时间继电器2022-5-2413第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统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 常开触头常开触头常闭触头常闭触头线圈通电线圈通电 衔铁向下吸合衔铁向下吸合 连杆动作连杆动作 触头动作触

11、头动作工作原理工作原理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排气孔排气孔(2) 空气式时间继电器空气式时间继电器2022-5-2414第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统断电延时的空气式时间继电器结构示意图断电延时的空气式时间继电器结构示意图常闭常闭 延时闭合延时闭合 常开常开 延时断开延时断开 常开触头常开触头常闭触头常闭触头空气式时间继电空气式时间继电器的器的延时范围大延时范围大(有有 0.4 60 s 和和0.4 180s两种两种)。结构简单结构简单，但，但准准确度较低。确度较低。2022-5-

12、2415第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统5.1.5 热继电器热继电器用于电动机的用于电动机的过载保护过载保护。2022-5-2416第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统发热元件接入电机主电路。若长时间发热元件接入电机主电路。若长时间过载过载，双金属片被，双金属片被加热加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲弯曲，杠杆被弹簧拉，杠杆被弹簧拉回，常闭触点回，常闭触点断开断开。发热元件发热元件杠杆杠杆结构结构工作原理工作原理双金属片双金属片常闭触头常闭触头2022-5-2417第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统5.1

13、.6 熔断器熔断器符号：符号：FU熔断器额定电流熔断器额定电流IF的选择：的选择：(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) 单台电机单台电机用于低压线路中的用于低压线路中的短路短路保护。保护。熔丝或熔片熔丝或熔片, 分插入式、螺旋式、管式和有填料式分插入式、螺旋式、管式和有填料式5 . 2电动机的起动电流熔丝额定电流26 . 1电动机的起动电流熔丝额定电流结构：结构：2022-5-2418第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统用于自动往复控制或限位保护等。用于自动往复控制或限位保护等。5.1.7 行程开关行程开关(限位开

14、关限位开关)(b)示意图示意图 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。未撞击未撞击撞击撞击(a)外形图外形图ST常开触点常开触点常闭触点常闭触点ST(c) 符号符号2022-5-2419第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统可实现短路、过载、失压保护。可实现短路、过载、失压保护。5.1.8 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 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2022-5-2420第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控

15、制系统电动机的保护电动机的保护短路保护：短路保护：要求迅速、可靠切断电源。要求迅速、可靠切断电源。 通常采用熔断器通常采用熔断器 、过流继电器、过流继电器等。等。失压失压( (零压零压) )：要求电源电压恢复时，重新起动。要求电源电压恢复时，重新起动。 常用的失压和欠压保护有：常用的失压和欠压保护有： 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失压、欠压保护。用低电压继电器组成失压、欠压保护。过载保护：过载保护：要求运行中防止电流超过额定值。要求运行中防止电流超过额定值。 常采用热继电器保护，常采用热继电器保护， 或用自动开关、电流继电器保护。或用自动开关、电流继电器保护。202

16、2-5-2421第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统继电接触控制线路由一些继电接触控制线路由一些基本控制环节基本控制环节组成。组成。在电工技术中所绘制的控制线路图为在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图原理图，它不考虑电器，它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。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：2.2.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，电流较大被控制负载所在电路，电流较大) )和和控制控制电路电路 ( (控制主电路状态，电流较小控制主电路状态，电流较小) )组成。组成

17、。3.3.属属同一电器元件的不同部分同一电器元件的不同部分( (如接触器的线圈和触点如接触器的线圈和触点) )按其功按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但必须必须标注相同标注相同的文字符号。的文字符号。2022-5-2422第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统4.4.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，即原始状态绘制原始状态绘制。5.5.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) ) 在控制电路中在控制电路中不

18、画出。不画出。分析和设计控制电路时应注意：分析和设计控制电路时应注意：(1)(1)使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准确可靠。使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准确可靠。(2)(2)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。控制电路。(3)(3)必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。2022-5-2423第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统熔断器熔断器FU交流接触器交流接触器KM按扭按扭SBSB1SB2 25热继电器热继电器FRM34217.2

19、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1.1.直接起动直接起动结构图结构图2022-5-2424第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统KMQ.M3SB2KMSB1FR主电路主电路控制电路控制电路1.1.直接起动直接起动2022-5-2425第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统KMKMFUQ.M3FRSB2KMSB1FR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。原理图原理图自锁触点自锁触点主电路主电路控制电路控制电路2022-5-2426第第5章章 继电接触器控制系统继电接触

20、器控制系统KMKMFUQ.M3FRSB2KMSB1FR1.1.直接起动直接起动控制要求：控制要求：1.1.直接起动长动控制；直接起动长动控制； 2.2.隔离、短路、过载、零压保护。隔离、短路、过载、零压保护。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电动机电动机起动起动辅助触点辅助触点闭合闭合 自锁自锁2022-5-2427第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统KMKMFUQ.M3FRSB2KMSB1FR1.1.直接起动直接起动控制要求：控制要求：1.1.直接起动长动控制；直接起动长动控制； 2.2.隔离、短路、

21、过载、零压保护。隔离、短路、过载、零压保护。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断开断开2022-5-2428第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统KMKMFUQ.M3FRSB2KMSB1FR过载过载短路短路 FU烧断烧断KM断电断电控制电路断开控制电路断开电动机才起动电动机才起动FR触点断开触点断开电动机停车电动机停车主电路断开主电路断开 电动机停车电动机停车电动机停车电动机停车零压零压只有重新起动只有重新起动SB21.1.直接起动直接起动控制要求：控制要求：1.1.直接起动长动控制

22、；直接起动长动控制； 2.2.隔离、短路、过载、零压保护。隔离、短路、过载、零压保护。2022-5-2429第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统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KMFUQ.M3FRSB2KMSB1FRKMSASASA断开：点动断开：点动SASA闭合：长动闭合：长动2022-5-2430第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统n2. 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。KMS

23、B2FRKMSB1SB3复合按钮复合按钮2022-5-2431第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统n2. 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KMSB2FRKMSB1SB3后闭合后闭合先断开先断开按下按下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2022-5-2432第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统先断开先断开后闭合后闭合断开断开断电断电n2. 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2022-5-2433第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统n2. 既能长期工作又能点

24、动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路KMSB2FRKMSB1SB3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、检修以及车床主轴的调整等。试车、检修以及车床主轴的调整等。先断开先断开后闭合后闭合断开断开断电断电2022-5-2434第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统3. 多地点控制多地点控制KMKMFUQ.M3FRSB2KMFRSB1SB4起动按钮并联起动按钮并联停车按钮串联停车按钮串联SB32022-5-2435第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统KM1FUQKM2M1M233.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按按SB1通电通电闭合闭合

25、再按再按SB2闭合闭合通电通电闭合闭合闭合闭合1. 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既不既不能单独起动，也不能单独停车。能单独起动，也不能单独停车。M1转动转动n4. 电机的顺序控制电机的顺序控制M2转动转动.2022-5-2436第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统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。KM1KM2M23思考思考2022-5-2437第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 例例1：两条皮带运输

26、机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，为避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，要求电动机按下述顺序起动和停止：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：1#2#起动要求起动要求: : 1#1#电机先起动，电机先起动，2#2#电机才动。电机才动。停车要求停车要求: : 2#2#电机先停，电机先停，1#1#电机才停。电机才停。2022-5-2438第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统2022-5-2439第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 例例2：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖

27、动，由一套起停按钮一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，控制它们的起停。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：要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时起动时: M1起动后起动后 M2才能起动；才能起动；停车时停车时: M2停车后停车后M1才能停车。应如何实现控制？才能停车。应如何实现控制？起动：起动：KM2SB2KM2SB1KM1FR1FR2KM1通电通电闭合闭合2022-5-2440第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统SB1KM1FR1 例例2：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按

28、钮一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，控制它们的起停。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：要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时起动时: M1起动后起动后 M2才能起动；才能起动；停车时停车时: M2停车后停车后M1才能停车。应如何实现控制？才能停车。应如何实现控制？KM2SB2KM2FR2KM1停车：停车：断电断电断电断电断开断开断开断开2022-5-2441第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统7.3 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将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即

29、可使电动机反转。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。l当当正转接触器正转接触器工作时，电动机正转；工作时，电动机正转；l当当反转接触器反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。调一下，电动机反转。2022-5-2442第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统QM3.KMFKMFKMRSBRKMRKMR.缺点：缺点：两个接触器不能同时通电，两个接触器不能同时通电， 否则短路。否则短路。2022-5-2443第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统按下按下SBFSBKMF联锁：在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控联锁：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。制作用。“联锁联锁”触点触点电气联锁：电气联锁：利用接触器的触点实现的联锁控制。利用接触器的触点实现的联锁控制。 缺点：缺点： 改变转向时必须先改变转向时必须先按停止按按停止按 钮。钮。解决措施：在控制电路中加入解决措施：在控制电路中加入机械联锁。机械联锁。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.通电通电断开断开断电断电电机正转电机正转闭合闭合2022-5-2444第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统机