第7章-机电电气控制-常用电器

第7章机床电气控制的基本环节7.1常用低压电器7.2基本控制电路与实训主页面重点：！常用低压电器的结构、工作过程、作用及标准符号三相异步电动机基本控制线路的原理分析与编写、控制线路的改良与实训7.1常用低压电器低压电器通常是指工作在直流电压1500、交流电压1200V及以下电路中的电器设备。按用途分低压配电电器低压控制器（闸刀开关、空气开关、按钮开关、熔断器等）（接触器、各种继电器、起动器）一、低压电器的分类按工作原理分状态电器（双稳态）暂态电器（单稳态）（闸刀开关、组合开关、空气开关（熔断器、接触器、各种继电器、按钮开关、行程开关）按操作方式分非自动电器（机械控制）自动电器（电气控制）（闸刀开关、组合开关、按钮开关、行程开关）（熔断器、接触器、各种继电器、空气开关）二、非自动电器优点：结构简单、价格低、安装维护方便等缺点：功能少、不宜频繁操作使用要求：电源进线接到静触座上，电源出线接到熔丝（保险丝）之下一般使用正向安装，不能倒装，平装时一定要处于头高之上保险丝的选择要合理，数值应在主体额定值以内，主体额定值会随使用而逐步下降闸刀开关的图文符号1、闸刀开关2、组合开关组合开关又称转换开关，常用来作为电源引入开关，也可以用它来直接起动和停止、小容量电动机正反转控制，局部照明电路也常用它来控制。M3～组合开关的图文符号3、按钮

用途：用来接通或断开控制电路（其中电流很小），从而控制电动机或其他电气设备的运行。按钮内部有两组触点，原来就接通的触点，称为常闭触点；原来就断开的触点，称为常开触点。图文符号常闭(动断)触点常开(动合)触点SBSB按钮结构图按钮弹簧静触点动触点动作特点：按下按钮时两组开关改变状态，放手时立即复位。常闭触点常开触点4、行程开关支点外形图内部结构原理图行程开关也称为限位开关，主要用于将机械位移变为电信号，以实现对机械运动的位置控制。触杆复位弹簧常闭触点常开触点当机械的运动部件撞击触杆时，触杆下移使常闭触点断开，常开触点闭合；当运动部件离开后，在复位弹簧的作用下，触杆回复到原来位置，各触点恢复常态。SQSQ常闭(动断)触点常开(动合)触点图文符号内部结构与按钮开关一样，按钮是用人手改变状态，行程开关是靠机械碰撞改变状态的。内部动作特点一样三、自动电器1、熔断器用途：熔断器串联在电路中，是当电流超过限定值时借熔体溶化来分断电路的一种用于过载和短路保护的电器。结构：主要由熔体、触头插座和绝缘底板组成。材料：低熔点材料：如铅锡合金、锌等；高熔点材料：如银、铜、铝等。特点：结构简单、体积小、重量轻、价格低廉，且其可靠性高，获得了广泛应用。缺点：保护后需要更换熔体方可重新使用瓷插式熔断器螺旋式熔断器无填料密闭式熔断器有填料封闭管式熔断器图文符号FU2、交流接触器

用途：接通和断开电动机或其他设备的电源连接，作为主电路通断控制开关。交流接触器的一般外形交流接触器的结构及工作原理:1122334452’52’4’4’220vI回力弹簧动铁芯（衔铁）线圈静铁芯连杆FFFFF短路环常开触点常闭触点iωtOImI=0出现100HZ机械颤动声音动作特点：线圈的通电与否决定触点动作与否，。

触点分类：分主触点和辅助触点两种。辅助触点通过电流较小，常接在电动机的控制电路中；主触点能通过较大电流，一般接在电动机的主电路中。选用参数：应注意它的触点数量、触点额定电流、线圈电压等。使用情况:根据U=4.44fNφm交流接触器不适合控制过于频繁的工作环境。图文符号：KM线圈KM常开触点

KM常闭触点3、继电器继电器根据功能可分为：电流继电器、电压继电器、中间继电器、热继电器、时间继电器、速度继电器等其结构和交流接触器基本相同，开关根据自身线圈中电流大小而动作使用时线圈串联在被测电路中，为了不影响被测电路的用电，其线圈匝数少、导线粗、阻抗小。电流继电器分为过流继电器与欠流继电器（1）电流继电器图文符号KA过流线圈KA常开触点KA常闭触点I＞KA欠流线圈I＜其结构和交流接触器基本相同开关根据自身线圈中电压大小而动作使用时线圈并联在被测电路中，为了不影响被测电路的用电，其线圈匝数多、导线细、阻抗大。电压继电器分为过压继电器与欠压继电器（2）电压继电器图文符号KV过压线圈KV常开触点KV常闭触点V＞KV欠压线圈V＜（3）中间继电器图文符号KA常开触点KA常闭触点KA线圈中间继电器的结构、工作原理和交流接触器相同，只是体积小些，电磁系统小些，触点额定电流小些，其触点一般在控制电路中使用。铁心线圈常开触点常闭触点回力弹簧衔铁（4）热继电器*热继器是用来对电动机长时间过载起保护的作用。发热丝R丝双金属片复位按钮弹簧扣板常闭触点RLKMI*热继电器动作有热惯性的特点所以不能作短路保护。图文符号热继电器的主要技术数据是整定电流。所谓整定电流，就是热元件中通过电流超过此值的20%时，热继电器应当在20min内动作。热继电器的整定电流可以调节，整定电流应与电动机（负载）的额定电流基本上一致。FR常闭触点发热元件FR时间继电器接受到控制信息后，开关会延时执行动作按结构方式分，大致有空气阻尼式、电磁式、电动式、晶体管式等。目前应用最广的是空气阻尼式和晶体管式两种。按功能分为通电延时继电器与断电延时继电器（5）时间继电器（6）速度继电器1－转轴2－转子3－定子4－绕组5－摆锤6、7－静触头8、9－簧片4、自动空气断路器可实现短路、过载、过压和失压保护。返回5.2基本控制电路一、三相异步电动机控制主电路总开关M3～FUKMUVWQSFR保险丝接触器主开关热继电器电动机5.2基本控制电路5.2.1鼠笼式电动机直接启动的控制线路

KMSB1SB2KMFR主电路控制电路M3～FUKMFRUVWQS自锁触点松开SB2时，它在弹簧的作用下恢复到断开位置，但是由于与起动按钮并联的辅助触点和主触点同时闭合，因此接触器线圈的电路仍然接通，接触器触点保持在闭合的位置，这个辅助触点称为自锁触点。停止:将停止按钮SB1按下，则线圈的电路切断，动铁心和触点恢复到断开的位置。启动:闭合开关QS按下起动按钮SB2KM的线圈通电三个主触点闭合电动机M启动辅助触点闭合短路保护:熔断器FU。一旦发生短路事故，熔丝立即熔断，电动机立即停车。零压（或失压）保护：交流接触器。当电源暂时断电或电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。因为这时接触器的动铁心释放而使主触点断开。当电源电压恢复正常时如不重按起动按钮，则电动机不能自行起动，因为自锁触点亦已断开。过载保护：热继电器FR。当过载时，它的热元件发热，将常闭触点断开，使接触器线圈断电，主触点断开，电动机也就停下来。5.2.2鼠笼式电动机正反转的控制线路KMFSB1SBFKMFFRKMRSBRKMRKMFKMR正转接触器反转接触器联锁触点

联锁触点

在正转过程中要反转必须先按停止按钮SB1，操作不方便。UVWM3～QFUKMFFRKMR返回正转接触器反转接触器联锁触点

联锁保护

FRKMFSB1SBFKMFKMRSBRKMRKMFKMRUVWM3～QSFUKMFFRKMR5.3行程、时间控制电路5.3.1行程开关直动式行程开关

推杆小滚轮擒纵件压板弹簧弹簧动触点静触点滚轮上转臂盘形弹簧滚轮式行程开关

不宜用在移动速度低于0.4m/min的运动部件上低速运动的部件上应采用滚轮式行程开关

复位弹簧静触点动触点触点弹簧动触点静触点顶杆微动开关

接近开关

接近开关是当运动的金属物体与之接近到一定距离时便发出接近信号，它不需施以机械力。微动开关是具有瞬时动作和微小行程的灵敏开关常开静触点动触点常闭静触点壳体推杆弓簧片1．限位控制5.3.2行程控制KMSB2SB1KMFRST生产机械运动到位后，将行程开关ST的动断触头打开，接触器KM线圈断电，于是主电路断电，电动机停止运行。M3～FU1KMFRUVWQS2．往复运动控制UVWM3～QSKM1FRKM2FU1KM1SB1SB2KM1FRKM2SB2KM2ST2ST1FU2KM2KM1ST1ST2按下SB2KM1

线圈通电电动机正转机械运动部件前进行程开关ST1动作ST1的动断触头打开KM1线圈断电电动机断电行程开关ST1的动合触头闭合KM2线圈通电电动机又接入电源机械运动部件反向运动电动机反向转动后，机械的运动部件与行程开关ST1分开，作用在ST1上的外力消失，ST1的动合触头分开，动断触头闭合。ST1的动合触头分开后，接触器KM2线圈在它的自锁触头作用下可保持继续通电，ST1的动断触头再闭合后，因互锁触头（KM2的动断触头）被打开，所以接触器KM1线圈不会通电。接触器KM2通电后，电动机反转，当机械的运动部件到达行程开关ST2的位置后使ST2动作，行程开关ST2动作后，使接触器KM2线圈断电，过程与正向运动到位后相似。这样，通过行程开关使电动机能够不停地正转、反转运行，拖动着生产机械的运动部件在规定的行程范围内往复运动。5.3.3时间控制

1.时间继电器

空气式时间继电器放气阀门出气孔弹簧上气室进气口调节螺钉橡皮膜活塞空气室吸引线圈衔铁支撑杆胶木块弹簧压杆微动开关符号常开延时闭合常开延时断开常闭延时断开常闭延时闭合电子式时间继电器常用的电子式时间继电器有阻容式和数字式两种。阻容式时间继电器是利用RC电路充放电原理构成的。继电器线圈的电压取自RC电路的电容电压，只有当电容电压升至一定数值后继电器的衔铁才被吸动，触头才动作。数字式时间继电器采用计数器式延时电路，由输入的信号频率决定延时的时间。电子式时间继电器延时范围广，精度较空气式的高，延时时调节方便，功耗小，寿命长，使用广泛。2.时间控制线路举例放好工件，按下按钮SB2，接触器KM线圈通电，主触头接通调频电流电路工件加热，辅助触头KM自锁并接通时间继电器KT线圈，时间继电器KT的延时动断触头在线圈通电之后延时一段时间后打开，使接触器KM线圈断开，停止加热。（1）高频加热时间控制（2）三相异步电动