电工学-第10章-继电接触器控制系统

第

10章继电接触器控制系统

就现代机床或其他生产机械而言，它们的运动部件大多数是由电动机来带动的。因此，在生产过程中要对电动机进行自动控制,使生产机械各部件的动作按顺序进行，保证生产过程和加工工艺合乎预定要求。

对电动机主要是控制它的起动、停止、正反转、调速、制动及顺序运行。

对电动机或其他电气设备的接通或断开，当前国内还较多地采用继电器、接触器及按钮等控制电器来实现自动控制。这种控制系统一般称为继电接触器控制系统,它是一种有触点的断续控制。本章介绍一些常用控制电器和基本控制线路。10·1常用控制电器10·1·1组合开关在机床电气控制线路中，组合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笼型电动机或使电动机正反转，局部照明电路也常用它来控制。组合开关的种类很多，常用的有HZ10等系列的。它有三对静触片，每个触片的一端固定在绝缘垫板上,另一端伸出盒外，连在接线柱上。三个动触片套在装有手柄的绝缘转轴上，转动转轴就可以将三个触点同时接通或断开。10·1常用控制电器10·1·2按钮

按钮通常用来接通或断开控制电路，从而控制电动机或其他电气设备的运行。

图所示是一种按钮的剖面图。将按钮帽按下时，下面一对原来断开的静触点被动触点接通；而上面一对原来接通的静触点则被断开。

原来就接通的触点，称为动断触点或常闭触点；原来就断开的触点，称为动合触点或常开触点。10·1常用控制电器10·1·3交流接触器交流接触器常用来接通和断开电动机或其他设备的主电路，每小时可开闭千余次。

接触器主要由电磁铁和触点两部分组成。它是利用电磁铁的吸引力而动作的。

当吸引线圈通电后，吸引山形动铁心，从而使动合触点闭合。

根据用途不同，接触器的触点分为主触点和辅助触点。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，接在电动机的主电路中。10·1常用控制电器10·1·4中间继电器中间继电器通常用来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。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,触点多些。10·1常用控制电器10·1·5热继电器

热继电器是用来保护电动机使之免受长期过载的危害。热继电器是利用电流的热效应而动作的，热元件是一段电阻不大的电阻丝，接在电动机的主电路中。双金属片由两种具有不同线膨胀系数的金属碾压而成。下层金属的膨胀系数大，上层小。当电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，它便向上弯，因而脱扣，扣板在弹簧的拉力下将动断触点断开。

由于热惯性，热继电器不能作短路保护。

如果要热继电器复位，则按下复位按钮即可。10·1常用控制电器10·1·6熔断器熔断器是最简便的而且是有效的短路保护电器。

熔断器中的熔片或熔丝用电阻率较高的易熔合金制成。

线路在正常工作情况下，熔断器中的熔丝或熔片不应熔断。一旦发生短路或严重过载时，熔断器中的熔丝或熔片立即熔断。管式插式螺旋式10·1常用控制电器10·1·7空气断路器空气断路器也称为自动空气开关，是常用的一种保护电器，可实现短路、过载和失压保护。主触点通常是由手动的操作机构来闭合的，开关的脱扣机构是一套连杆装置。当主触点闭合后就被锁钩锁住。

如果电路中发生故障，脱扣机构就在有关脱扣器的作用下将锁钩脱开，于是主触点在释放弹簧的作用下迅速分断。10·1常用控制电器10·2笼型电动机直接起动的控制线路图所示是中、小型容量笼型电动机直接起动的控制线路，其中用了组合开关Q、交流接触器KM、按钮SB、热继电器FR及熔断器FU等几种电器。10·2笼型电动机直接起动的控制线路

先将组合开关Q闭合，为电动机起动作好准备。

当按下按钮SB2时，交流接触器KM的线圈通电，动铁心被吸合从而将三个主触点闭合，电动机M便起动。

当松开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，而使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。

将停止按钮SB1按下,则将线圈的电路切断，动铁心和触点恢复到断开的位置。

采用上述控制线路还可实现短路保护、过载保护和零压保护。10·2笼型电动机直接起动的控制线路笼型电动机直接起动的控制线路可分为主电路和控制电路两部分。主电路是：三相电源—Q—FU—KM(主触点)—FR(热元件)—M控制电路是：1—SB1———SB2———KM(线圈)—FR(动断触点)—2KM—(辅助触点)—控制电路的功率很小，因此可以通过小功率的控制电路来控制功率较大的电动机。

10·2笼型电动机直接起动的控制线路笼型电动机直接起动的控制线路原理图如下：在控制线路的原理图中，各种电器都用统一的符号来代表。同一电器的各部件用同一文字符号来表示。

在不同的工作阶段，各个电器的动作不同，在原理图表示所有电器在没有通电或没有发生机械动作时的位置。若将自锁触点KM除去，则可对电动机实现点动控制。

10·3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。例如，机床工作台的前进与后退，主轴的正转与反转，起重机的提升与下降等等。为了实现正反转，只要将接到电流的任意两根连线对调一头即可。为此，需要用两个交流接触器来实现这一要求。

如果两个接触器同时工作，将有两根电源线通过它们的主触点将电源短路。所以正反转控制线路必须保证两个接触器不能同时工作。这种在同一时间里两个接触器只允许一个工作的控制作用称为互锁或联锁。10·3笼型电动机正反转的控制线路笼型电动机正反转的控制线路原理图10·3笼型电动机正反转的控制线路在笼型电动机正反转的控制线路中，正转接触器KMF的一个动断辅助触点串接在反转接触器KMR的线圈电路中，而反转接触器的一个动断辅助触点串接在正转接触器的线圈电路中。这两个动断触点称为联锁触点。当按下正转起动按钮SBF时,正转接触器线圈通电,主触点KMF闭合，电动机正转。与此同时，联锁触点断开了反转接触器KMR的线圈电路。这种控制电路在正转过程中要求反转，必须先按停止按钮SB1,让联锁触点闭合后，才能按反转起动按钮使电动机反转。为了解决这个问题，在生产上常采用复式按钮和触点联锁的控制电路。当电动机正转时，按下反转起动按钮SBR，它的动断触点断开，而使正转接触器的线圈KMF断电，主触点KMF断开。与此同时串接在反转控制电路中的动断触点KMF恢复闭合，反转接触器的线圈通电，电动机反转。10·4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。行程开关是由装在运动部件上的挡块来撞动的。

行程开关SQa和SQb分别装在工作台的原位和终点，由装在工作台上的挡块来撞动。工作台由电动机M带动。10·4行程控制

工作台在原位时，其上挡块将原位行程开关SQa压下，将串接在反转控制电路中的动断触点压开。这时电动机不能反转。

当工作台前进到达终点时，挡块压下终点行程开关SQb，将串接在正转控制电路中的动断触点SQb压开，电动机停止正转，同时将反转控制电路的动合触点SQb压合，电动机反转。

当工作台后退回到原位时，再次将SQa压下，电机在原位停止。10·5时间控制时间控制，就是采用时间继电器进行延时控制。在交流电路中常采用空气式时间继电器，它是利用空气阻尼作用而达到动作延时的目的。通电延时的空气式时间继电器断电延时的空气式时间继电器10·5时间控制

通电延时的空气式时间继电器，当吸引线圈通电后就将动铁心吸下，使动铁心与活塞杆之间一有段距离。在释放弹簧的作用下,活塞杆向下移动。在伞形活塞的表面固定有一层橡皮膜，当活塞向下移动时，在膜上面造成空气稀薄的空间，活塞受到下面空气的压力，不能迅速下移。当空气由进气孔进入时，活塞才逐渐下移。移动到最后位置时，杠杆使微动开关动作。延时时间即为自电磁铁吸引线圈通电时刻起到微动开关动作时为止的这段时间。通过调节螺钉调节进气孔的大小，就可调节延时时间。吸引线圈断电后，依靠恢复弹簧的作用而复原，空气经由出气孔被迅速排出。通电延时的时间继电器有两个延时触点：一个是延时断开的动断触点，一个是延时闭合的动合触点。此外还有两个瞬时触点。10·5时间控制将铁心倒装一下就构成了断电延时的空气式时间继电器。断电延时的时间继电器也有两个延时触点：一个是延时闭合的的动断触点，一个是延时断开的动合触点。此外还有两个瞬时触点。

1.笼型电动机Y-起动的控制线路

KM1通电KM1断电KM1通电KT通电KM2断电KM2通电KM3通电KM3断电(Y起动)

(运行)按SB2

延时10·5时间控制10·5时间控制2.笼型电动机能耗制动的控制线路