第10章继电接触器控制

电气控制技术执行电器控制电器+开关按钮继电器接触器行程开关空气开关时间继电器热继电器可编程序控制器电机电磁阀机械设备各种机床电梯洗衣机2/1/2023电器是一种能根据外界的信号（机械力、电动力和其它物理量），自动或手动接通和断开电路，从而断续或连续地改变电路参数或状态，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节用的电气元件或设备。什么是电器低压电器：常指用于交流额定电压1200v、直流额定电压1500v及以下的电路中的电器产品2/1/2023分类（1）按适用的电压范围分类分为低压电器和高压电器。（2）低压电器按所控制的对象分类根据其控制的对象分为低压配电电器和低压控制电器。（3）按所起作用分类依据电器所起的作用可分为控制电器和保护电器。（4）按动作性质分类依据电器的动作性质可分为自动控制电器和非自动控制电器。2/1/2023第10章继电接触器控制系统在以电动机为动力的生产机械中，要根据生产过程的要求对电动机进行起动、停止、正转或反转、调速及制动等方面的控制。对电动机的控制常要用到开关、继电器及接触器等控制电器组成的控制电路——这种控制电路称为继电接触器控制系统。2/1/202310.1.常用控制电器10.1.1.低压隔离器一、组合开关（转换开关）1.用途：常用于机床控制电路的电源引入开关，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：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。2/1/2023三极组合开关M3~M3~n符号Q2/1/2023二、刀开关1、用途：用于电气线路中隔离电源，也可作为不频繁地接通和断开空载电路或小电流电路。

2、结构：静触点（刀座）、动触点（刀片）。2/1/2023QQQQ刀开关的缺点是：不宜带负载切断电源，电源电压消失后，不能自动复原。双掷刀开关单掷刀开关动触点（刀片）静触点（刀座）2/1/202310.1.2.按钮1.用途：常用来接通或断开小电流电路，而进一步控制电动机或其它电气设备的运行。2.结构：从剖面结构图可看到，有两对静触点、一对动触点、按钮帽及弹簧等部分。在常态时，静触点1由动触点接通、静触点2是断开的；按下按钮帽时静触点的通断状态发生变化。3.种类：单联按钮开关只有一组常开触点和常闭触点，还有双联和三联等等。常开触点常闭触点2/1/2023常开(动合)按钮电路符号SB常闭(动断)按钮电路符号SB复合按钮复合按钮：常开按钮和常闭按钮做在一起。电路符号SB2/1/202310.1.3.交流接触器1.用途：交流接触器用来接通或断开电动机或其它电气设备的主电路。2.结构：主要由电磁铁和触点两部分组成。靠电磁铁吸引动铁心带动触点完成对电路的接通与关断。交流接触器的触点有三个常开主触点，四个辅助触点(两个常开，两个常闭)。主触点控制开关电流较大，必须采取灭弧措施，一般都为桥梁形结构，并且设置两个断点。2/1/2023~~~线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源2/1/2023接触器有关符号：接触器线圈接触器主触头－－用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）常开常闭接触器辅助触头－－用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）2/1/2023为了减小铁损，交流接触器的铁心由硅钢片叠成；为消除铁心的颤动和噪音，还要在铁心的部分端面加上短路环。3.选择接触器时应注意触点的数量和允许通过的额定电流；还要注意接触器线圈的额定电压值。CJ10系列接触器主触点的额定电流有5、10、20、40、75、120A等。2/1/2023继电器是控制系统中一种重要的元件，它的作用就是按照某种要求接通或断开控制系统中的电路。当继电器输入电压、电流和频率等电量或温度、压力和转速等非电量达到规定值时，继电器的触点便接通或分断所控制或保护的电路。继电器一般由输入感测机构和输出执行机构两部分组成，前者用以反映输入量的高低，后者用以接通或切断电路。常用的继电器是有触点的，触点有通和断两种状态，状态的改变由某种机构带动。继电器2/1/2023中间继电器电压继电器电流继电器时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）…...继电器类型：2/1/202310.1.4.中间继电器1.用途：中间继电器常用于传递信号以及用于同时控制多个电路，也可直接用于小容量电动机或其它电气的执行元件。2.结构：中间继电器与交流接触器的结构基本相同，只是其电磁系统小一些，触点多一些。3.种类：从工作电源分为直流、交流和交直流通用等类型。选用时主要应考虑额定电压及触点的允许额定电流值和触点数量。2/1/2023中间继电器的结构和交流接触器基本相同，只是电磁系统小些，触头个数多些，共有八对触头，其中四对常开触头，四对常闭触头，而且没有主、辅触头之分。触头容量相当于接触器的辅助触头，其额定电流为5A。线圈KAKA常闭触点常开触点KAKA复合触点中间继电器的图形符号2/1/2023IIII10.1.5.热继电器1.结构：热继电器是利用电流的热效应而动作的。右侧是它的结构原理图。热元件常闭触点II由于热惯性，热继电器不能作短路保护，对电动机的瞬间过载不会造成不必要的停车现象。2/1/2023热继电器的符号发热元件串联在主电路中串联在控制电路中常闭触头FRFR2/1/202310.1.6.熔断器3、熔丝选择：(1)电灯支线(2)一台电动机频繁起动，则(3)多台电动机1、用途：严重过载和短路保护；熔断器是利用金属的融化作用来切断电路的。它串接在电路中，在短路与严重过载时，起保护作用。2、结构：熔断器主要由熔体(俗称保险丝)和安装熔体的熔座两部分组成。2/1/2023触头锁键搭钩杠杆铰链衔铁2欠电压脱钩加热电阻丝双金属片衔铁1过电流脱扣器弹簧弹簧自动空气断路器也叫自动开关或空气开关，可实现短路、过载和失压保护。10.1.7.自动空气断路器2/1/2023一旦发生过载或短路时,过流脱钩器将吸合而顶开锁钩，将主触头断开，从而起到过载、短路保护作用。M3~主触点弹簧连杆装置锁钩2/1/2023一旦发生过载或短路时,过流脱钩器将吸合而顶开锁钩，将主触头断开，从而起到短路保护作用。M3~主触点弹簧连杆装置锁钩2/1/2023M3~主触点弹簧连杆装置一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触头断开，实现欠压保护作用。2/1/2023M3~主触点弹簧连杆装置一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触头断开，实现欠压保护作用。2/1/2023电气控制系统是由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等电气元件按一定要求连接而成的。

补充：电气控制系统图的类型及有关标准电气设备图样有电气原理图、电气安装接线图和电器布置图三类。它仅表示电气控制线路的工作原理、以及各电器元件的作用和相互关系。其一般绘制原则如下：(1)电气控制线路分主电路和控制电路。主电路用粗线绘出（画在左侧），而控制线路用细线画（画在右侧）。

1．电气原理图

2/1/2023

(2)电气控制线路中，同一电器的各导电部件如线圈和触点常常不画在一起，但用同一文字标明。(3)电器应是未通电时的状态。

2．电器元件布置图表示各种电气元件在机床机械设备和电气控制柜的实际安装位置。各电气元件的安装位置是由机床的结构和工作要求决定的。

3．电气安装接线图

表示各电气元件之间实际接线情况。绘制接线图时应把各电器元件的各个部分(如触点与线圈)应画在一起；文字符号、元件连接顺序；线路号码编制都应与电气原理图一致。电气设备安装图和接线图是用于安装接线、检查维修和施工的。2/1/2023系统图2/1/2023位置图用来表示成套装置、设备中各个项目位置的一种图。例如，右图为某工厂电器位置图，图中详细地绘制出了电气设备中每个电器元件的相对位置，图中各电器元件的文字代号必须与相关电路图中电器元件的代号相同。位置图2/1/2023接线图是电气装备进行施工配线、敷线和校线工作时所应依据的图样之一。它必须符合电器装备的电路图的要求，并清晰地表示出各个电器元件和装备的相对安装与敷设位置，以及它们之间的电连接关系。它是检修和查找故障时所需的技术文件，如下图所示。在国家标准GB6988.5—86《电气制图接线图和接线表》中详细规定了编制接线图的规则。2/1/2023接线图2/1/202310.2.笼型电动机直接起动的控制线路如图是对中、小容量鼠笼式电动机直接起、停的控制线路。主要电器：组合开关、熔断器、交流接触器、热继电器和按钮开关。M3~QFUKMFRSB2SB1特点：小电流控制大电流。刀闸起隔离作用自保持停止按钮起动按钮2/1/2023一、起动M3~起动时，接通组合开关，按动起动按钮SB2，则交流接触器通电，使衔铁吸合带动触头将常开触点接通，电动机通电开始运行。M3~M3~nQFUSBKMKH吸合后自锁2/1/2023M3~nM3~SB1二、停止停止时，按下停止按钮SB2，则交流接触器断电，使衔铁释放触头将常开触点断开，电动机停转。2/1/2023M3~n三、短路保护当电路出现短路时，线路电流突然变大，熔断器烧断而切断线路电源，电动机停转。常开触点断开，线路恢复供电后电机不会自行起动(失压保护)。FU2/1/2023M3~n四、过载保护当电路电动机过载时，热继电器的发热元件将常闭触点断开，使接触器线圈断电主触点断开，电动机停转。M3~该电路的电气控制原理图如下图所示2/1/2023继电接触器控制系统可分为主电路和控制电路两部分。主电路M3~FRSB1SB2FRKMKMKMFUABCQ12345三相电源QFUKM（主触点）FR（热元件）M控制电路1SB1SB2KM（辅助触点）KM（线圈）FR（常闭触点）22/1/2023M3~FRSB1SB2FRKMKMKMFUABC控制电路具有的功能1、短路保护FU2、过载保护FR3、失压、欠压保护KM4、自锁KM5、SB2起动按钮6、SB1停车按钮Q2/1/2023若将控制电路中的自锁触点KM除去，就可以实现对电动机的点动控制。按下起动按钮电动机就转动，一松手就停止。点动控制在生产中也是常见的。M3~FRSB1SB2FRKMKMKMFUABC此时，无自锁。Q2/1/2023可见：长动与点动的主要区别是控制电器能否自锁。思考：如何实现既可以点动又可以连动的控制电路？2/1/202310.3.笼型电动机正反转的控制线路在生产上往往要求运动部件向正反两个方向运动。也就是让电动机做正反转运动。我们在学习电动机的工作原理时已经知道，只要将接到电源的任意两根联线对调即可。为此我们采用了图示的控制线路。BM3~ACKMFKMRQFU2/1/2023KMRAM3~KHSB1SBFKHKMFKMFKMFFUBCQKMRKMRSBR我们先看前面已经讲过的直接起动控制线路KMRAM3~SB1SBFKHKMFKMFKMFFUBCQKMRKMRSBRKHKMRAM3~SB1SBFKHKMFKMFKMFFUBCQKMRKMRSBRKMRAM3~KHSB1SBFKHKMFKMFKMFFUBCQKMRKMRSBR2/1/2023M3~FRSB1SBFFRKMRKMRKMFKMFSBRKMFKMRKMRKMFFUABCM3~FRSB1SBFFRKMRKMRKMFKMFSBRKMFKMRKMRKMFFUABCM3~FRSB1SBFFRKMRKMRKMFKMFSBRKMFKMRKMRKMFFUBCQ带有互锁的控制线路2/1/2023带有互锁、联动的控制线路M3~KHSB1SBFKHKMRKMRKMFKMFSBRKMFKMRKMRKMFFUABC短路保护FU自锁KM自锁KM失压、欠压保护KM失压、欠压保护KM过载保护KH过载保护FR自锁KM互锁KM自锁KM联动Q2/1/202310.4.行程控制行程控制就是当运动部件到达一定行程位置时采用行程开关来进行控制。行程开关的种类很多，但其工作原理和按钮相同。2/1/2023SQ常开触头SQ常闭触头SQ复合触头符号行程开关是利用运动部件的撞击来闭合和切断控制电路的。常开触头常闭触头运动部件结构示意图闭合断开2/1/2023前进后退终点原点STaSTbSTbSTaFRSB1SBFKMRKMRKMFKMFSBRKMFKMRSTaSTbSTbSTa2/1/202310.5.时间控制时间控制就是利用时间继电器进行延时控制。分类：通电延时时间继电器断电延时时间继电器2/1/2023常开延时闭常闭延时开常闭常开通电延时时间继电器常开延时闭常闭延时开常闭常开常开延时闭常闭延时开常闭常开常开延时闭常闭延时开常闭常开2/1/2023断电延时时间继电器常闭延时闭常开延时开常闭常开×常闭延时闭常开延时开常闭常开×常闭延时闭常开延时开常闭常开×常闭延时闭常开延时开常闭常开×2/1/2023通电延时型时间继电器符号KT线圈KT延时闭合的常开触头KT延时打开的常闭触头常开KTKT常闭断电延时型时间继电器的符号线圈KT延时恢复闭合的常闭触头KT延时打开的常开触头KT2/1/2023普通型与时间继电器触头类型比较断电式常闭断电后延时闭合常开断电后延时断开通电式（常用）瞬时动作延时动作常闭触点常开触点常开通电后延时闭合常闭通电后延时断开2/1/2023KM11KHBACKHSB1SB2FUU2V1W1V2U1W2KM32KM13KM2KTKTKM22KM3KM1KM12KTKM21KM31KM23KM11KHBACKHSB1SB2FUU2V1W1V2U1W2KM32KM13KM2KTKTKM22KM3KM1KM12KTKM21KM31KM23KM11KHBACKHSB1SB2FUU2V1W1V2U1W2KM31KM13KM2KTKTKM22KM3KM1KM12KTKM21KM32KM23KM11KHBACKHSB1SB2FUU2V1W1V2U1W2KM31KM13KM2KTKTKM22KM3KM1KM12KTKM21KM32KM23KM11KHBACKHSB1SB2FUU2V1W1V2U1W2KM31KM13KM2KTKTKM22KM3KM1KM12KTKM21KM32KM23KM11KHBACKHSB1SB2FUU2V1W1V2U1W2KM31KM13KM2KTKTKM22KM3KM1KM12KTKM21KM32KM231、星—角换接起动控制电路2/1/2023KM11KHBACKHSB1SB2FUU2V1W1V2U1W2KM31KM13KM2KTKTKM22KM3KM1KM12KTKM21KM32KM232/1/20232/1/2023SB1SB2KM1KM2KM1KM1KM2KRKM2KTKTuvwFUKRKM1KM2uvKM23M3～能耗制动控制线路RPSB1SB2KM1KM2KM1KM1KM2KRKM2KTKTuvwFUKRKM1KM2uvKM23M3～能耗制动控制线路RPSB1SB2KM1KM2KM1KM1KM2KRKM2KTKTuvwFUKRKM1KM2uvKM23M3～能耗制动控制线路RPSB1SB2KM1KM2KM1KM1KM2KRKM2KTKTuvwFUKRKM1KM2uvKM23M3～能耗制动控制线路RPSB1SB2KM1KM2KM1KM1KM2KRKM2KTKTuvwFUKRKM1KM2uvKM23M3～能耗制动控制线路RPSB1SB2KM1KM2KM1KM1KM2KRKM2KTKTuvwFUKRKM1KM2uvKM23M3～能耗制动控制线路RP制动作用的强弱与通入直流电流的大小和电动机转速有关，在同样的转速下电流越大制动作用越强。一般取直流电流为电动机空载电流的3-4倍，过大会使定子过热。2、笼型电动机能耗制动的控制线路2/1/2023例一：运料小车的控制设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：1.小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：

到A地后停2分钟等待装料，然后自动走向B。到B地后停2分钟等待卸料，然后自动走向A。2.有过载和短路保护。3.小车可停在任意位置。

正程逆程小车BA*10.6.应用举例2/1/2023运料小车控制电路M3~ABCKMFFUQSFRKMRSTa、STb为A、B两端的限位开关

KTa、KTb为两个时间继电器

主回路KMFFRKMRSBFSB1KMFSTaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR读图方法：认门牌2/1/2023该电路的问题：小车在两极端位置时，不能停车，停车按钮不能保持。动作过程SBFKMF小车正向运行至A端撞STaKTa延时2分钟KMR小车反向运行至B端撞STbKTb延时2分钟KMF小车正向运行……如此往反运行。KMFKMFFRKMRSBFSB1STaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR2/1/2023KMFKMFSBFKMRFRSTaSTaKTaSTbKTbKMRKTaKMRKMFSTbKTbSB1SB2KAKA加中间继电器（