电工电子技术第五章

电工电子技术5.1工厂常用低压电器

5.2异步电动机的直接起动单向运行控制5.3异步电动机的正、反转控制

5.4多机顺序联锁控制

5.5多处控制

5.6

行程控制电路

5.7

时间控制电路第5章继电接触器控制系统上页下页

电工电子技术5.1工厂常用低压电器5.1.1工厂常用低压电器的分类1.按电器所控制的对象可分为：2.按电器所起的作用可分为：控制电器（如按钮、刀开关、接触器）保护电器（如熔断器、热继电器）

电工电子技术上页下页低压配电电器（如刀开关、熔断器）低压控制电器（如接触器、按钮）3.按电器的动作性质可分为：自动控制电器（如继电器、接触器）手动控制电器（如刀开关、按钮）5.1.2常用低压电器1.刀开关（Q）

电工电子技术上页下页①作用：隔离开关或直接起停5.5kW以下小电机分为：单刀：用在某一相线上双刀：用在两相上三刀:用在三相上②符号：Q③选择:

选择额定电压和额定电流分别等于或稍大于电动机的额定电压和额定电流。三刀开关的手动控制电路

电工电子技术上页下页刀开关

电工电子技术上页下页①作用:

用于接通或断开控制电路，靠手动操作。②结构：

2.按钮（SB）1—常闭触点或动断触点2—常开触点或动合触点触点1触点2按钮外形图

电工电子技术上页下页联动(复合)按钮紧急按钮用指示灯表示其工作状态③符号:动断触点动合触点SBSBSB停止按钮起动按钮

电工电子技术上页下页按钮

电工电子技术上页下页交流接触器的外形与结构3.接触器用于频繁地接通和断开控制电路和主电路。(a)外形(b)结构

电工电子技术上页下页①作用:

接通或断开主电路，利用电磁吸力的作用而动作的。②结构:交流接触器(KM)按状态分按用途分动合触点动断触点主触点辅助触点交流接触器

电工电子技术上页下页③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。动合(常开)主触点KM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。

电工电子技术上页下页交流接触器

电工电子技术上页下页交流接触器~M3~线圈辅助触点铁心衔铁电源电机主触点常闭常开弹簧用于频繁地接通和断开控制电路和主电路。

电工电子技术上页下页

—它的主要部分就是熔体，也叫保险丝。①作用：短路保护②符号：4.熔断器（FU）FU③选择熔体：

对于无冲击电流的电路：如照明电路，

IFN≥I

(I为电路的最大电流)

对于有冲击电流的电路：如电动机的起动，

IFN≥(1.5～3)IMN

若有几台电动机共用一熔断器，

IFN≥(1.5～3)IMN+∑IMN安秒特性tIFo

电工电子技术上页下页熔断器

电工电子技术上页下页①作用:

用于过载保护,靠电流热效应产生动作的。②结构与动作原理:5.

热继电器（FR）发热元件弹簧双金属片常闭触头③符号:发热元件FR动断触点FR热继电器符号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，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触点断开。~II扣板复位按纽

电工电子技术上页下页热继电器(b)结构(a)外形

电工电子技术上页下页用于自动往复控制或限位保护等。6.行程开关(限位开关)(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(1)接触式行程开关

电工电子技术上页下页行程开关

电工电子技术上页下页①接近开关

当生产机械接近它到一定距离范围之内时，就能发出信号，不需施加机械力。一般用来控制生产机械的位置或进行计数。金属检测体感辨头振荡器检波器鉴幅器输出电路稳压器整流电路开关量输出

接近开关电路原理框图(2)非接触式行程开关

电工电子技术上页下页②光电开关

利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。

对射式光电开关：包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。漫反射式光电开关：是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。

电工电子技术上页下页接触式行程开关存在响应速度低、精度差、接触检测容易损坏被检测物及寿命短等缺点。晶体管接近开关的作用距离短，不能直接检测非金属材料。新型光电开关则克服了它们的上述缺点，而且体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗光、电、磁干扰能力强。

光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出、冲床和剪切机以及安全防护等诸多领域。此外，利用红外线的隐蔽性，还可在银行、仓库、商店、办公室以及其它需要的场合作为防盗警戒之用。

电工电子技术上页下页7.时间继电器

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，称为时间继电器。适用于定时控制。按工作原理划分

电磁式空气阻尼式晶体管式

数字式

通电延时：接受输人信号后延迟一定的时间，输出信号才发生变化；当输人信号消失后，输出瞬时复原。断电延时：接受输人信号时，瞬时产生相应的输出信号；当输人信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原。

电工电子技术上页下页时间继电器

电工电子技术上页下页时间继电器(KT)分类：钟表式空气式电子式阻容式数字式时间继电器触头类型断电式常闭断电后延时闭合常开断电后延时断开通电式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

电工电子技术上页下页1)通电延时继电器2)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(1)空气阻尼式时间继电器

电工电子技术上页下页通电延时的空气式时间继电器结构示意图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

电工电子技术上页下页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。时间继电器的型号有JS7-A和JJSK2等多种类型。

电工电子技术上页下页晶体管式时间继电器晶体管式时间继电器又称半导体式时间继电器，它是利用RC电路的电容器充电时，电容电压不能突变的原理来获得延时的。因此，只要改变RC充电回路的时间常数（改变电阻值），即可改变延时时间。继电器的输出形式分有触点式和无触点式，有触点式是用晶体管驱动小型电磁式继电器，而无触点式是采用晶体管或晶闸管输出。晶体管式时间继电器精度较高、体积小、耐冲击和耐振动、调节方便、寿命长，因此应用很广泛，但晶体管式时间继电器的延时易受电源电压波动的影响，抗干扰性差。

电工电子技术上页下页熔断器FU交流接触器KM组合开关Q按扭SBSB1SB235热继电器FRM3～4215.2直接起动单向运行控制电路5.2.1

结构组成

电工电子技术上页下页在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它不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：（1）按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。（2）控制线路由主电路(被控制负载所在电路)

和控制电路

(控制主电路状态)组成。（3）

属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但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、无外力作用下的正常状态画出，即按通电或受力前的状态绘制。（5）

与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等)在控制电路中不画出。5.2.2

电气原理图

电工电子技术上页下页主电路控制电路SB2KMSB1FRKM

FRKMFUQ3~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直接起动单向运行控制电气原理图

电工电子技术上页下页KMFRKM..KMSB1SB2..控制电路合上开关Q起动控制原理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

电工电子技术上页下页合上开关Q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

电工电子技术上页下页控制原理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。

电工电子技术上页下页控制原理转动停车

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。

电工电子技术上页下页点动控制SB1QFUKMKMM3～主电路控制电路保险丝开关接触器主触点起动按钮接触器线圈

电工电子技术上页下页SB1KMSB2FRKM

FRKMFUQ3~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5.2.3

基本保护环节

电工电子技术上页下页电动机的保护

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。

电工电子技术上页下页5.3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。

电工电子技术上页下页

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

电工电子技术上页下页按下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

电工电子技术上页下页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

电工电子技术上页下页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

电工电子技术上页下页5.4多机顺序联锁控制1#2#

例如：皮带运输起动要求:1#电机先起动，2#电机才动。停车要求:2#电机先停，1#电机才停。

电工电子技术上页下页多机顺序联锁控制电路

电工电子技术上页下页闭合KM2SBstp2KM2SBstp1KM1FR1FR2KM1KM1KM2SBst1SBst2多机顺序联锁控制电路起动时:M1起动后M2才能起动；停车时:M2停车后M1才能停车。起动：通电通电闭合闭合闭合

电工电子技术上页下页KM2SBstp2KM2SBstp1KM1FR1FR2KM1KM1KM2SBst1SBst2多机顺序联锁控制电路起动时:M1起动后M2才能起动；停车时:M2停车后M1才能停车。停止：断电断电断开断开闭合闭合

电工电子技术上页下页5.5多处控制SB1KMSB3FRKM

FRKMFUQ3~M..SB2SB4起动按钮的动合触点并联；停止按钮的动断触点串联。

电工电子技术上页下页主电路：一台电机正反转。向右工作台撞块向右（电机正转）ABSTA1STA2STB1STB2例:工作台前进、后退往复运动。控制电路：应在正反转的基础上，在每套支路中分别串联行程开关的动断触点。5.6行程控制电路

电工电子技术上页下页STA1STA2STB2STB1KMFKMRKMFKMRSBstFSBstRKMRKMFSBstpFR自动往返行程控制向右工作台撞块向右（电机正转）ABSTA1STA2STB1STB2

电工电子技术上页下页STA1自动往返行程控制KMFKMRKMFKMRSBstFSBstRKMRKMFSBstpFRSTA1STA2STB2STB1

电工电子技术5.7时间控制电路5.7.1

Y–

换接降压起动的时间控制电路上页下页

电工电子技术上页下页Y–换接起动控制线路Y接法

KM3

KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2

电工电子技术上页下页通电通电.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

电工电子技术上页下页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。

电工电子技术上页下页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

电工电子技术上页下页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复合按钮断电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

电工电子技术上页下页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复合按钮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接断开通电电机接运行KM1通电

电工电子技术上页下页5.7.2

鼠笼式电动机能耗制动控制线路断电延时继电器直流电源断电延时断开....SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2..KM2FU23~MFRKM1QFU1

电工电子技术上页下页正常运行：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

电工电子技术上页下页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

电工电子技术上页下页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

电工电子技术上页下页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~通电通电通电SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2断电断电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