第13讲 电气控制

第十三讲

第6章电气控制6.2电动机的常用控制电路*6.3可编程控制器6.1常用低压控制电器本章教学要求第6章电气控制重点常用低压电器、电动机常用控制电路。难点电动机控制电路1.掌握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。3.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、作用和工作过程。能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单的控制电路。6.1常用低压控制电器一、按钮(b)结构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。按钮开关的外形和符号(a)外形图常闭触点常开触点复位弹簧支柱连杆常闭静触头桥式静触头常开静触头外壳4SBSBSB结构符号名称常闭按钮(停止按钮)常开按钮(起动按钮)复合按钮1234123按钮帽6.1常用低压控制电器（续）二、组合开关6.1常用低压控制电器（续）二、组合开关组合开关又称转换开关，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。右图为用转换开关实现三相电动机起停控制的接线图。M3~6.1常用低压控制电器（续）三、交流接触器外形与结构：由铁心、线圈和触点组成。实质上就是电控开关。(a)外形(b)结构电路符号线圈KM用于主电路流过的大电流(需加灭弧装置)用于控制电路流过的小电流(无需加灭弧装置)KM动合(常开)辅助触点动断(常闭)辅助触点KM在电路图中，属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示。动合(常开)主触点KM型号和技术指标接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。如CJ10系列主触点额定电流5、10、20、40、75、120A等数种；额定工作电压通常是220V或380V。应用举例用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。~M3~线圈辅助触点铁心衔铁电源电机主触点常闭常开动画弹簧6.1常用低压控制电器（续）四、继电器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：

接触器的主触点可以通过大电流；

继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。四、继电器（续）1、电流继电器和电压继电器电流继电器：控制线圈电流达到一定值时动作。应用：可用于过流保护。应用：主要作为欠压、失压保护。电压继电器：控制线圈电压达到一定值时动作。四、继电器（续）2、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。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。(b)符号KA线圈常开触头KA常闭触头KA(a)外形中间继电器外形与符号四、继电器（续）

3、时间继电器(1)直流电磁式时间继电器

是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时控制。+直流电磁式结构图阻尼铜套衔铁工作原理：当衔铁未吸合时，磁路气隙大，线圈电感小，通电后激磁电流很快建立，将衔铁吸合，继电器触点立即改变状态。而当线圈断电时，铁心中的磁通将衰减，磁通的变化将在铜套中产生感应电动势，并产生感应电流，阻止磁通衰减，当磁通下降到一定程度时，衔铁才能释放，触头改变状态。因此继电器吸合时是瞬时动作，而释放时是延时的，故称为断电延时。3、时间继电器（续）(2)空气式延时继电器b)断电延时继电器KT线圈通电延时闭合常开触点KT通电延时断开常闭触点KTKT线圈(b)符号断电延时断开常开触点KT断电延时闭合常闭触点KT延时继电器的外形与结构(a)外形a)通电延时继电器通电延时的空气式时间继电器结构示意图及工作原理常开触头延时闭合常闭触头延时打开微动开关2微动开关1常开触头常闭触头线圈通电衔铁向下吸合连杆动作触头动作工作原理调节螺丝进气孔托板线圈动铁心恢复弹簧挡块释放弹簧活塞杆橡皮膜排气孔关键：压缩空气对活塞运动的阻碍作用。断电延时的空气式时间继电器结构示意图常闭断电延时闭合常开断电延时断开常开触头常闭触头空气式时间继电器的延时范围大(有0.4~60s和0.4~180s两种)。结构简单，但准确度较低。分析提示：图中表示断电瞬间，活塞因空气阻力未下移，延时触点还处在通电时的位置，当延时杠杆右端上翘时常开触点断开。时间继电器的型号有JS7-A和JJSK2等多种类型。固定部件四、继电器（续）

4、热继电器（1）结构与电路符号(a)外形(b)结构串联在主电路中串联在控制电路中常闭触头KH发热元件KH实物录像4、热继电器（续）（2）工作原理~发热元件接入主电路，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，使其右端向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。发热元件杠杆结构原理图双金属片常闭触头动画发热元件接入电机主电路，若电机过载，可以自动切断电源，实现电机过载保护。5、熔断器符号FU熔断器额定电流IF的选择(1)电灯、电炉等电阻性负载IF>IL(3)频繁起动的电机(2)单台电机用于低压线路中的过流或短路保护。常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器。6、行程开关(限位开关)用于自动往复控制或限位保护等。(b)示意图结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。未撞击撞击(a)外形图ST常开触点常闭触点ST(c)符号行程开关的外形符号7、自动空气断路器(自动开关)可实现短路、过载、失压保护。锁钩主触点手动闭合过流脱扣器欠压脱扣器衔铁释放动画自动空气断路器原理图连杆装置释放弹簧6.2电动机常用控制电路一、电动机的单向运行控制1、点动控制电路M3~ABCKMFUQSB'C'KMSB动作过程触头（KM）打开按钮松开线圈（KM）断电电机停转。触头（KM）闭合按下按钮（SB）

线圈（KM）通电电机转动；控制电路主电路特点：用按钮控制接触器线圈的导电一、电动机的单向运行控制（续）2、连续运行典型控制电路(a)结构图熔断器FU交流接触器KM组合开关Q按扭SBSB1SB235热继电器FRM3～4212、连续运行典型控制电路(b)原理图主电路控制电路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2、连续运行典型控制电路(c)运行过程KMFRKM..KMSB1SB2..控制电路合上开关Q启动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合上开关QFRKM..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。通电运行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。动画3、电机的保护SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..热继电器过载保护保险丝短路保护接触器零压失压、欠压保护热继电器动断触点主电路控制电路电动机的保护

短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通常采用熔断器FU和过流继电器等。

欠压是指电动机工作时，引起电流增加甚至使电动机停转，失压(零压)是指电源电压消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动(亦称自起动)，易造成人身或设备故障。常用的失压和欠压保护有：对接触器实行自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。

过载保护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。常采用热继电器FR保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。*4、既能连续运行又能点动的控制电路点动：按下起动按钮SB3，电动机运转，松开起动按钮，电动机停转。复合按钮SB3的作用：(1)使接触器线圈KM通电；(2)使线圈KM不能自锁。KMSB2FRKMSB1~SB3复合按钮连续运行：按下起动按钮SB2，接触器线圈KM通电，电动机运转，且SB2实现自锁，松开SB2，电动机继续运行。停机：按下停止按钮SB1，接触器线圈KM断电，电动机停转。二、电动机的正反转控制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，电动机的电源电源线有两根对调，电动机反转。原理：改变电机定子三相电源相序。方法：SBF和SBR决不允许同时按下，否则造成电源两相瞬时短路。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”（通常称互锁）。“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。解决办法：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电路特点：常开触点用于自锁本开关，并联连接；常闭触点用于互锁对方开关，串联连接。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。电动机正反转的控制线路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR复合按钮的触点具有先断后通的特点。KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR当电机正转时，按下反转按钮SBR先断开断电闭合通电断开停止正转闭合闭合电机反转三、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1、限位控制控制回路KMFKHKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关正程限位开关STASTB逆程至右极端位置撞开STA

动作过程SB2正向运行电机停车反向运行：（课堂提问）2、自动往返控制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STb停止正转

电机反转(工作台后退)SBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR四、电机的顺序控制1、优先控制KM1FUQKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1通电闭合再按SB2闭合通电闭合闭合M1起动后M2才能起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。M1转动M2转动....四、电机的顺序控制2、主从控制控制要求;副机先开后停，主机后开先停。主电路控制电路KM2KH2FUM3~ABCKM1KH1M3~副机主机KM1KM2SB3（主机停止）SB2（主机启动）FR2KM2KM1SB4（副机停止）SB1（副机启动）FR1KM1KM2*五、时间控制1、延时启动控制线路KHKM1KM1SB1SB2KTKM2KM2KM2KTM1起动后，M2延时起动。SB2KM1KT

KM2

延时闭合

KM2

M1起动KTM2起动接触器KM1、KM2分别控制电机M1、M2。控制电路说明：如果KM1为继电器，不控制电机，则为单机延时起动。*五、时间控制2、Y–换接起动控制线路Y接法KM3KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2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断电绕组Y接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KM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y联接KT通电起动过程：按SB2KM1通电KM2断电绕组Y接KM2断电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KM3通电通电通电.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电松开SB2,电机仍处于Y接起动状态。KM1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KM1断电常开断开常闭闭合当KT常闭触点延时断开时断电复合按钮KM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y联接通电通电