继电接触器控制系统课件2

第2章继电接触控制系统2.4行程控制2.1常用控制电器2.2鼠笼式电动机起动的控制线路2.3鼠笼式电动机正反转的控制线路2.5时间控制自动控制第2章继电接触控制系统2.4行程控制2.1常用控制2.2鼠笼式电动机起动的控制线路1对笼型异步电动机起动的要求(1)起动电流不能太大(2)要有足够的起动转矩(3)起动设备要简单，价格低廉，便于操作及维护。自动控制2.2鼠笼式电动机起动的控制线路1对笼型异步电动机起动的熔断器FU交流接触器KM组合开关Q按扭SBSB1SB235热继电器FRM3～4212.2鼠笼式电动机起动的控制线路2.起动方法(1)直接起动(a)结构图自动控制熔断器FU交流接触器KM组合开关Q按扭SBSB1SB235热主电路控制电路2.2鼠笼式电动机直接起动的控制线路1)电路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..保险丝热继电器发热元件开关接触器主触点起动按钮停止按钮接触器线圈接触器辅助触点热继电器动断触点(b)原理图自动控制主电路控制电路2.2鼠笼式电动机直接起动的控制线路1)电控制电路一、直接起动电动机的保护SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..热继电器过载保护保险丝短路保护接触器零压、欠压保护热继电器动断触点主电路控制电路自动控制控制电路一、直接起动电动机的保护SB1KMSB2FRKMF工作原理工作原理KMFRKM..KMSB1SB2..控制电路合上开关Q起动2)控制原理KM辅助触点闭合自锁。按下起动按钮SB2

,KM线圈通电，KM主触点闭合，电动机运转。通电转动KM主电路FR3~MFUQQ自动控制KMFRKM..KMSB1SB2..控制电路合上开关Q起动2合上开关Q2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制电路KM辅助触点闭合自锁。按下起动按钮SB2

,KM线圈通电，KM主触点闭合，电动机运转。通电起动KM转动主电路FR3~MFUQQ松开起动按钮SB2利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁自锁自动控制合上开关Q2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制电路通电主电路FRFUQ3~MQ转动KM自锁停车

按下停止按钮SB1,

KM线圈断电KM主触点断开,电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。自动控制2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制电路通电主2)控制原理转动停车

按下停止按钮SB1,

KM线圈断电KM主触点断开,电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。

停转FRKM..KMSB1SB2..控制电路通电主电路FRFUQ3~MQ断电KM去掉KM辅助触点,实现点动控制。自动控制2)控制原理转动停车按下停止按钮SB1,KM线圈断3).既能长期工作又能点动的控制电路KMSB2FRKMSB1~SB3后闭合先断开按下SB3闭合电机运转点动时：自锁触点不起作用通电按下起动按钮，电动机运转，松开起动按钮，电动机停转。自动控制3).既能长期工作又能点动的控制电路KMSB2FRKMSBKMSB2FRKMSB1~SB3先断开后闭合断开断电3).既能长期工作又能点动的控制电路松开SB3电机停转实现点动用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。自动控制KMSB2FRKMSB1~SB3先断开后闭合断开断电3).既2.起动方法电动机直接起动时，定子起动电流约为额定电流的4～7倍。过大的起动电流将将影响接在同一电网上的其他用电设备的正常工作，甚至使它们停转或无法起动。因此往往采用降压起动。

鼠笼式异步电动机常用的降压起动方法主要有：定子串电阻（或电抗）降压起动、自耦变压器降压起动、Y-△降压起动等。2.2鼠笼式电动机起动的控制线路自动控制2.起动方法电动机直接起动时，定子起动电流2.2鼠笼式电动机起动的控制线路降压启动的方法定子绕组串电阻（电抗）启动自耦变压器降压启动

Y—△降压启动延边三角形降压启动降压启动的实质：启动时减小加在定子绕组上的电压，以减小起动电流；启动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。自动控制2.2鼠笼式电动机起动的控制线路降压启动的方法定子绕组串电这种起动方法是：起动时在电动机的定子绕组中串接电阻，通过电阻的分压作用，使电动机定子绕组上的电压减小；待起动完毕后，将电阻切除，使电动机在额定电压（全压）下正常运转。其控制电路如右图所示。(2).降压起动——定子串电阻降压起动控制电路自动控制这种起动方法是：起动时在电动机的定子绕组中串接定子串电阻降压起动电路工作原理如下：首先合上电源开关QS。

自动控制定电路工作原理如下：首先合上电源开关QS。自动控制(2).降压起动——Y–换接起动控制线路+－

起动U1U2V1V1W1W2+－正常运行U1U2V1V2W1W2设：电机每相阻抗为

降压起动时的电流为直接起动时的自动控制(2).降压起动——Y–换接起动控制线路+－起动U(a)仅适用于正常运行为三角形联结的电机。

(b)

Y－换接起动适合于空载或轻载起动的场合Y-换接起动应注意的问题正常运行UlU1W2V2W1+＿U2V1UP

起动+＿Ul+＿U1W2V2W1U2V1自动控制(a)仅适用于正常运行为三角形联结的电机。(2).降压起动——Y–换接起动控制线路Y接法KM3KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2笼型电动机Y–换接起动控制线路自动控制(2).降压起动Y接法KM3KM1FUQ接法.通电通电.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电通电延时继电器通电延时断开复合按钮起动过程：按SB2KM1通电KM2断电KM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y联接常闭断开常开闭合常闭延时断开电动机Y接起动常闭断开常开闭合自锁KT通电KM3通电通电瞬时闭合自动控制通电通电.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KKM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y联接通电通电SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电通电延时继电器通电延时断开断电KM1断电常开断开常闭闭合当KT常闭触点延时断开时通电断电KM2通电常闭断开KM3断电常闭闭合绕组接Y接断开电动停转电机接运行KM1通电自动控制KM1接通电源通电通电SB1SB2KTKM1KM3KM2KM(2).降压起动——Y–换接起动控制线路Y-△降压起动是指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，限制起动电流，待电动机起动后，再把定子绕组改接为三角形，使其全压运行。自动控制首先合上电源开关QS。

按照时间控制的Y-△降压起动控制电路(2).降压起动——Y–换接起动控制线路Y—△降压启动控制(同上张幻灯片)(2).降压起动自动控制Y—△降压启动控制(同上张幻灯片)(2).降压起动自动控(3)自耦降压起动L1L3L2FUQQ2下合：接入自耦变压器，降压起动。Q2上合：切除自耦变压器，全压工作。合刀闸开关QQ2

自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时联成Y形不能采用Y－起动的鼠笼式异步电动机。自动控制(3)自耦降压起动L1L3L2FUQQ2下合：Q2上合：

方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。电动机正转电动机反转2.3鼠笼式电动机正反转的控制线路电源~UVWM3~UVW电源~M3~自动控制方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。电动机2.3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，即可使电动机反转。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。自动控制2.3鼠笼式电动机正反转的控制线路按钮控制正反转控制电路主电路：KM2FU1KM1M3～FRQL1L3L2主电路控制电路：控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正转按钮反转按钮工作原理：基本控制电路自动控制按钮控制正反转控制电路主电路：KM2FU1KM1M3～FRQ接触器联锁正反转控制电路自动控制接触器联锁正反转控制电路自动控制SBF和SBR决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。正反转的控制线路3~MFRFU正转触点KMRKMFKMF.KMRFRQKMFSB..SBFKMF正转接触器正转按钮正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作。反转接触器SBRKMRKMR..........反转按钮反转触点SBF和SBR决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。正反按下SBFSBKMF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“联锁”。“联锁”触点利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。缺点：改变转向时必须先按停止按钮。解决措施：在控制电路中加入机械连锁。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通电断开断电电机正转闭合自动控制按下SBFSBKMF在同一时间内，两个接触器机械联锁电气联锁利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。鼠笼式电动机正反转的控制线路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR自动控制机械联锁电气联锁利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。鼠KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR当电机正转时，按下反转按钮SBR先断开断电闭合通电停止正转闭合闭合电机反转当电机静止时，按下正转按钮SBF电动机正转先断开后闭合通电断电断开自动控制KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR当电机正2.4行程控制自动往返运动：1.能正向运行也能反向运行2.到位后能自动返回行程控制：控制某些机械的行程，当运动部件到达一定行程位置时利用行程开关进行控制。STaSTb电机正程限位开关STaSTb逆程自动控制2.4行程控制自动往返运动：1.能正向运行也能行程控制STaSTb前进(正转）后退12按SBF时KMF通电(其常闭断开，常开闭合)KMF断电KMR通电行程开关自动往返运动：挡块电机正转工作台前进到达预定位置，挡块1撞击STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正转

电机反转(工作台后退)自动控制STaSTb前进(正转）后退12按SBF时KMF通电(其常闭工作台自动往返控制自动控制工作台自动往返控制自动控制2.5鼠笼式电动机能耗制动控制线路制动方法机械制动电气制动能耗制动反接制动发电反馈制动自动控制2.5鼠笼式电动机能耗制动控制线路制动方法机械制动电气制2.5.1机械制动控制电路利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法称为机械制动。机械制动分为通电制动型和断电制动型两种。断电制动型电磁抱闸的结构示意图自动控制2.5.1机械制动控制电路利用机械装置使电磁抱闸制动装置由电磁操作机构和弹簧力机械抱闸机构组成，图示应用断电制动型电磁抱闸的控制电路。2.5.1机械制动控制电路工作原理：

上电源开关QS，按下起动按钮SB2后，接触器KM线圈得电自锁，主触点闭合，电磁铁线圈YB通电，衔铁吸合，使制动器的闸瓦和闸轮分开，电动机M起动运转。停车时，按下停止按钮SB1后，接触器KM线圈断电，自锁触点和主触点分断，使电动机和电磁铁线圈YB同时断电，衔铁与铁心分开，在弹簧拉力的作用下闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机迅速停转。自动控制电磁抱闸制动装置由电磁操作机构和弹簧力机械抱闸2.5.2反接制动停车时，将接入电动机的三相电源线中的任意两相对调，使电动机定子产生一个与转子转动方向相反的旋转磁场，从而获得所需的制动转矩，使转子迅速停止转动。

M3~运转制动•nF转子Tn0食品机械自动控制2.5.2反接制动停车时，将接入电动机的三2.5.2反接制动控制电路用于快速停车的电气制动方法有反接制动和能耗制动等。

反接制动依靠改变电动机定子绕组中三相电源的相序，使电动机旋转磁场反转，从而产生一个与转子惯性转动方向相反的电磁转矩，使电动机转速迅速下降，电动机制动到接近零转速时，再将反接电源切除。通常采用速度继电器检测速度的过零点。

单向运行的反接制动控制电路自动控制2.5.2反接制动控制电路用于快速停车的电2.5.3能耗制动在断开三相电源同时，给电动机其中两相绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的转距，使转子迅速停止转动。nF转子Tn0=0M3~+-运转制动•RP自动控制2.5.3能耗制动在断开三相电源同时，给电动机其中两相绕组1.能耗制动控制原理下面以手动控制的能耗制动控制电路进行说明，按下SB2，KM1线圈得电并自锁，电动机起动；当进行能耗制动时，手一直按住SB1，KM2线圈得电，将直流电源接入电动机进行能耗制动，延时两秒左右，松开SB1，能耗制动结束。2.5.3能耗制动1.能耗制动控制原理2.5.3能耗制动断电延时继电器直流电源断电延时断开....SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2..KM2FU23~MFRKM1QFU1自动控制2.按时间原则控制的能耗制动断电延时直流电源断电延时断开....SB1KM1SB2FRK正常运行：按SB2KM1通电KM1主触点闭合电机运转常开闭合自锁常闭断开KM2断电KT通电,常开闭合KM1接通电机电源KM2接通直流电源制动开始KT控制切断直流电源时间~断电延时断开通电通电断电断电延时继电器SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2自动控制正常运行：按SB2KM1通电KM1主触点闭合电机运转常开闭合KM1接通电机电源KM2接通直流电源制动开始KT控制切断直流电源时间~通电通电断电SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2断电延时断开制动时：按SB1KM1断电KM1主触点断开电机脱离三相电源常开断开常闭闭合断电自动控制KM1接通电机电源~通电通电断电SB1KM1SB2FRKM1KM1接通电机电源KM2接通直流电源制动开始KT控制切断直流电源时间断电延时断开~通电通电断电SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2断电通电断电KT断电KM2通电制动开始制动时：按SB1KM1断电KM1主触点断开电机脱离三相电源常闭闭合常开断开延时KT触点断开KM2断电制动结束自动控制KM1接通电机电源断电延~通电通电断电SB1KM1SB2FR2.6.1电气控制线路分析的内容分析的具体内容如下：

1．设备说明书

2．电气控制原理图

3．电气设备总装接线图

4．电器元件布置图与接线图2.6.2电气原理图阅读分析的步骤2.6.3电气原理图阅读分析的方法2.6继电接触控制电路的分析方法自动控制2.6.1电气控制线路分析的内容分析的具体内容如下：

2.6.2电气原理图阅读分析的步骤1分析主电路

从主电路入手，根据每台电动机和执行电器的控制要求去分析它们的控制内容。控制内容包括起动、转向控制、调速、制动等。

2分析控制电路

根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求，逐一找出控制电路中的控制环节，利用前面学过的典型控制环节的知识，按功能不同将控制线路“化整为零”来分析。分析控制线路最基本的方法是“查线读图法”。

自动控制2.6.2电气原理图阅读分析的步骤1分析主电路

2.6.2电气原理图阅读分析的步骤3分析辅助电路

辅助电路包括电源指示、各执行元件的工作状态显示、参数测定、照明和故障报警等部分，它们大多是由控制电路中的元件来控制的，所以在分析辅助电路时，还要回过头来对照控制电路进行分析。

自动控制2.6.2电气原理图阅读分析的步骤3分析辅助电路

2.6.2电气原理图阅读分析的步骤4分析联锁及保护环节

机床对于安全性及可靠性有很高的要求，实现这些要求，除了合理地选择拖动和控制方案外，还在控制线路中设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。

5总体检查

“查线读图法”是分析电气原理图的最基本的方法，其应用也最广泛。自动控制2.6.2电气原理图阅读分析的步骤4分析联锁及保护环2.6.3电气原理图阅读分析的方法1．认识符号2．熟悉控制设备的动作情况及触头状态3．弄清控制目的和控制方法4．按操作后的动作流程来分析动作过程5．假设故障分析现象自动控制2.6.3电气原理图阅读分析的方法1．认识符号自动控制在分析一个具体继电接触控制电路时，除应该注意不同电路之间的差别外，更要注意各种不同电路之间的共同点。继电接触控制电路主要由信号元件、控制元件和执行元件组成。信号元件：速度继电器、温度继电器、行程开关等。控制元件：中间继电器、接触器等。执行元件：电动机、电磁阀、电磁离合器等。2.6继电接触控制电路的分析方法食品机械自动控制在分析一个具体继电接触控制电路时，除应该注意不同电常用的阅读分析继电接触式控制电路的方法有：(1)查线读图法①先分析执行元件线路一般应先从电动机着手或从主电路着手，看一下电路中有哪些控制元件的主触点或触点组合。自动控制2.6继电接触控制电路的分析方法常用的阅读分析继电接触式控制电路的方法有：自动控制2.6常用的阅读分析继电接触式控制电路的方法有：(1)查线读图法②按动操作按钮，观察元件的触点信号是如何控制其他控制元件动作的③查看吸动的控制元件的触点如何控制其他控制元件或执行元件动作的。2.6继电接触控制电路的分析方法自动控制常用的阅读分析继电接触式控制电路的方法有：2.6继电接触举例：装瓶压盖机电气原理图(教材19页)查线读图法是用文字叙述来说明控制过程的，对于简单线路，直观性较强。但当控制线路复杂时，就显得相当复杂，而且由于在原理图中同一电器元件的线圈和触点是分散的，所以在分析过程中，很容易漏看和错看。因此，适合用逻辑代数分析方法。2.6继电接触控制电路的分析方法自动控制举例：装瓶压盖机电气原理图(教材19页)2.6继电接常用的阅读分析继电接触式控制电路的方法有：(2)逻辑代数分析法用逻辑表达式来描述继电接触式控制线路的逻辑功能，可以把一个逻辑电路变换成一个等效的逻辑代数式。不但有利于简化接点网格结构，节省电路元件，而且，可以使电路的逻辑功能特性简明清晰。2.6继电接触控制电路的分析方法自动控制常用的阅读分析继电接触式控制电路的方法有：2.6继电接触常用的阅读分析继电接触式控制电路的方法有：(3)控制过程图示法查线读图法可用语言文字叙述机械设备的操作过程；逻辑代数法使描述数学公式化；但这两种方法都不能把各种电器的动作按时间先后顺序直观地在时间坐标图上表示出来。控制过程图示法是以纵坐标表示各控制电器的工作状态，横坐标表示控制作用时间。2.6继电接触控制电路的分析方法自动控制常用的阅读分析继电接触式控制电路的方法有：2.6继电接触1.合理选择电气控制方案在电气控制系统中，选择控制方案与生产工艺、电机结构及传动方式密切相关。(1)对于不需要经常改变操作程序的普通设备，其生产工艺相对简单，采用继电接触式控制方案一般就可满足要求。(2)当操作程序需要经常改变，控制功能较复杂时，可选用顺序控制器、可编程需控制器等。2.7继电接触控制电路的设计自动控制1.合理选择电气控制方案2.7继电接触控制电路的设计自2.组成继电接触控制电路的基本规律继电接触控制电路的共同点是通过触点的动和断，控制电机或其他电器执行元件动作以实现控制要求。(一)逻辑门电路的基本概念所谓“门”，就是一种开关，在一定条件下它能允许信号通过，条件不满足，信号就通不过。2.7继电接触控制电路的设计自动控制2.组成继电接触控制电路的基本规律2.7继电接触控制电门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因果关系)，所以门电路又称为逻辑门电路。基本逻辑关系为“与”、“或”、“非”三种。下面通过例子说明逻辑电路的概念及“与”、“或”、“非”的意义。2.7继电接触控制电路的设计自动控制门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因果关系)220V+-设：开关断开、灯不亮用逻辑“0”表示，开关闭合、灯亮用逻辑“1”表示。逻辑表达式：

Y=A•B(1).“与”逻辑关系“与”逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具备时，该事件才发生。000101110100ABYBYA状态表2.7继电接触控制电路的设计自动控制220V+-设：开关断开、灯不亮用逻辑“0”表示，开关闭BY220VA+-(2).“或”逻辑关系

“或”逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具备时，该事件就发生。逻辑表达式：

Y=A+B真值表000111110110ABY自动控制BY220VA+-(2).“或”逻辑关系“或”逻辑(3).“非”逻辑关系

“非”逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑表达式：Y=A状态表101AY0Y220VA+-R自动控制(3).“非”逻辑关系“非”逻辑关系是否定或相反的2.组成继电接触控制电路的基本规律(二)联锁控制在生产过程中，为了满足生产工艺要求，一些执行元件常有严格的先后动作顺序。比如，在装配流水作业线上，前一道工序完成后，后一道工序才能接着进行。2.7继电接触控制电路的设计自动控制2.组成继电接触控制电路的基本规律2.7继电接触控制电2.组成继电接触控制电路的基本规律(二)联锁控制前已所述，实现先后动作顺序的联锁控制总结为：①当要求甲接触器动作后，乙接触器才能动作时，可以把甲的常开触点串入乙接触器线圈回路中。②当要求甲接触器动作时，乙接触器不能动作时，可以把甲接触器得常闭触点串接在乙接触器的线圈回路中。如前所述的电动机正反转控制电路。(三)变化参量控制2.7继电接触控制电路的设计自动控制2.组成继电接触控制电路的基本规律2.7继电接触控制电3.电气控制电路经验设计方法自动控制电路设计包括拖动方案和设计电气控制线路。拖动方案的选择实际上是动力设备的选择，通常有电动机、液压装置和气动装置等。经验设计方法，就是根据生产工艺要求，选择一些基本控制电路，应用逻辑代数公式，对控制电路进行改进，使其不但符合工艺要求，而且性能稳定可靠，结构经济合理。2.7继电接触控制电路的设计自动控制3.电气控制电路经验设计方法2.7继电接触控制电路的设3.电气控制电路经验设计方法(1)利用逻辑代数式简化电路；(2)选用标准电器元件；普通常用交流接触器只有两对常开辅助触点。(3)线路工作时通电电器应尽可能少；2.7继电接触控制电路的设计自动控制3.电气控制电路经验设计方法2.7继