电工学第5章继电气、接触器控制

第5章继电器与接触器控制系统本章要求：1.了解常用低压电器的结构、功能和用途。2.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。3.掌握自锁、联锁的作用和方法。4.掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。§5.4行程控制§5.1常用低压电器简介§5.2起停控制§5.3正反转控制§5.5时间控制第5章继电器与接触器控制系统低压电器配电电器控制电器开关、熔断器、避雷器……接触器继电器起动器……§5.1常用低压电器简介高压电器手动操作电器自动控制电器其它刀闸开关HH系列铁壳开关HK系列胶壳开关*手动切换电器按钮常用于接通和断开主电路。考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择：（3~5)*异步电机额定电流电路符号Q控制对象：380V，5.5kW以下小电机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。转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，利于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，电流100A以下的电路中做电源开关。M3~控制按钮按钮常用于接通和断开控制电路。常闭触点常开触点复位弹簧支柱连杆常闭静触头桥式动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按钮帽行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。常开（动合）触头电路符号ST常闭（动断）触头电路符号ST未撞击撞击瓷插式熔断器螺旋式熔断器熔断器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。电路符号FU熔体额定电流的选择：3.频繁起动的电机

异步电机的起动电流Ist=(5~7)额定电流2.一般电机（稍大）1.无冲击电流的场合（如电灯、电炉）安秒特性tIF*自动控制电器接触器是利用电磁力来接通和断开大电流电路的一种自动控制电器，它常用在控制电动机的主电路上。交流接触器复位弹簧动铁心线圈静铁心主触点动合(常开)辅助触头动断触点动合触点1231´2´3´复位弹簧动铁心线圈静铁心主触点动合(常开)辅助触头动断触点动合触点1231´2´3´交流接触器线圈通电后的状态线圈KM交流接触器的图形及文字符号：KM辅触头KM辅触头KM主触头接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器主触头：用于主电路（流过电流大，需加灭弧装置）接触器辅助触头：用于控制电路（流过电流小，无需加灭弧装置）属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示继电器

继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器的主触头可以通过大电流，而继电器的触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。中间继电器电压继电器（主要作为欠压、失压保护）电流继电器（可用于过载或过载保护）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：中间继电器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(a)外形(b)结构热继电器热继电器是利用电流的热效应而动作的电器，用来保护电动机使之免受长期过载的危害。发热元件双金属片常闭触点复位按钮弹簧扣板II热继电器的结构原理图发热元件双金属片常闭触点复位按钮弹簧II扣板常闭触点打开从而断开电动机的主电路当主电路中电流超过容许值而使双金属片热时，它便向上弯曲，因而脱钩。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FRFR

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。时间继电器+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。(1)直流电磁式时间继电器(2)空气式延时继电器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断电延时的空气式时间继电器结构示意图常闭延时闭合常闭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释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔微动开关2微动开关1恢复弹簧调节螺钉线圈衔铁1通电延时时间继电器时间继电器线圈通电后瞬时动作的触点释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉延时动作的触点释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心线圈微动开关2微动开关1断电后立刻复位恢复弹簧调节螺钉释放弹簧橡皮膜杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心线圈恢复弹簧调节螺钉微动开关微动开关2断电延时时间继电器活塞释放弹簧杠杆动铁心静铁心线圈进气孔出气孔调节螺钉瞬时动作的触点断电延时时间继电器通电后延时动作的触点橡皮膜活塞释放弹簧杠杆静铁心进气孔出气孔调节螺钉断电后开始延时线圈微动开关微动开关橡皮膜活塞释放弹簧杠杆静铁心进气孔出气孔调节螺钉断电后开始延时线圈微动开关微动开关橡皮膜活塞释放弹簧杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心线圈恢复弹簧调节螺钉微动开关断电后开始延时延时触点归位橡皮膜活塞作用：可实现短路、过载、失压保护。自动空气断路器（自动开关）结构：过流脱扣器欠压脱扣器工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。锁钩主触点手动闭合衔铁释放连杆装置释放弹簧动画*继电接触控制线路由一些基本控制环节组成，下面介绍继电接触控制线路的绘制。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)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。分析和设计控制电路时应注意以下几点：使控制电路简单，电器元件少，而且工作要准确可靠。(2)尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通同一个电器的控制电路。(3)必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。电器符号标注刀闸熔断器按钮接触器热继电器行程开关时间继电器中间继电器QFUSBKMFRSTKTKAABCM3~自保持停止按钮起动按钮特点：小电流控制大电流。§4.2起停控制44电动机连续运行KMSB2C'M3~ABCKMQB'SB1KM注意：接触器线圈电压380V时，采用此种接线方式。主电路控制电路开关接触器主触点起动按钮接触器线圈停止按钮接触器辅助触点45KMSB2C'M3~ABCKMFUQB'SB1异步机的工作保护FR热继电器触头FR电流成回路，只要接两相就可以了。发热元件KM保险46KMSB2C'M3~ABCKMFUQB'SB1异步机的直接起动+过载保护FRFRKM热继电器过载保护保险丝短路保护零压、欠压保护接触器47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。48KMFKMFSB1SBFFRKMRKMRKMRSBRM3~ABCKMFFUQFR该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。SBF和SBR不能同时下，否则会造成短路！操作过程：SBF正转SBR反转停车SB1正转§10.3正反转控制反转49电机的正反转控制—电气互锁互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两触发器同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRSBR互锁M3~ABCKMFFUQFR50电机的正反转控制—双重互锁KMRM3~ABCKMFFUQFR电器互锁机械互锁双保险机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR51行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。正程逆程BAKMRM3~ABCKMFFUQFR§10.4行程控制52行程控制电路（1）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（反向运行同样分析）控制回路限位开关KMFFRKMRSB1KMFSB2SB3KMRKMRKMFSTASTB53行程控制(2)--自动往复运动正程逆程电机工作要求：1.能正向运行也能反向运行2.到位后能自动返回电机STaSTb自动往复运动控制电路限位开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。关键措施KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMR