电工技术-8章-继电接触器控制系统(修改)

第8章继电接触器控制系统8.1常用控制电器8.2三相异步电动机控制线路本章要求：1.了解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。第8章继电接触器控制系统应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为继电接触控制。本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控制环节和保护环节的典型线路。实现继电接触控制的电气设备，统称为

控制电器，如闸刀、按钮、继电器、接触器等。下面介绍常用控制电器的用途及电工表示符号。第8章继电接触控制系统

继电接触器控制线路是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，而突出的是电气原理。控制电器手动电器自动电器刀开关组合开关按钮……接触器继电器行程开关……8.1常用控制电器由操作人员手动操纵按照指令、信号、或某个物理量的变化而自动动作8.1.1闸刀开关三极开关（或三刀开关）控制对象：380V，5.5kW以下小电机。刀开关额定电流值选择：（3~5）倍异步电机额定电流。（考虑到电机较大的起动电流)电气图形符号适用：不频繁接通和断开的电路。（2）这种开关适用于不频繁接通和断开电路。图形符号8.1.2组合开关控制对象：<380V，<60A电力负载。作一般照明、电热等回路控制开关，

也可作分支线路配电开关，以及适用

于机床设备的电源引入开关。注意：

（1）因这种开关易被电弧烧坏，故不宜带重载接通或分断电路。组合开关内部结构图

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~图1用组合开关起停电动机的接线图低压断路器工作原理图

低压断路器的三主、副触头串联在被保护的三相主电路中，因锁钩钩住弹簧，使主触头保持闭合状态。当线路正常工作时，过流脱扣器中电磁吸力不足吸合衔铁。若线路发生短路或有较大过电流时，过流脱扣器中电磁吸力增大，衔铁吸合，撞击杠杆，把锁钩顶上去，在释放弹簧的作用下断开主触头，实现短路保护。若遇线路电压下降或失去电压时，欠电压脱扣器吸力减小或失去吸力，衔铁被弹簧拉开，撞击杠杆，把搭钩顶开，切断主触头，实现欠压保护。

工作原理8.1.3自动空气开关（断路器）熔断器简称保险丝，是最简单有效的短路保护装置。

熔断器中的熔丝和熔片是用易熔合金制成的，当流过熔体的电流大于它的

整定值时，熔体立刻熔断，切断电源，起到保护作用。8.1.4熔断器电气图形符号符号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。熔断器熔体

选用的原则：结构原理图及图符号控制按钮结构：由按钮帽、复位弹簧桥式触点和外壳构成。

动触点和上面的静触点组成常闭；和下面的静触点组成常开。按下按钮，常闭触点断开、常开触点闭合；松开按钮，在弹簧作用下各触点恢复原态。8.1.5控制按钮控制按钮是一种结构简单，应用广泛的主令电器。按钮(手动切换电器)(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按钮帽动画结构原理图及图形符号工作原理：当运动机构的挡铁压到位置开关的滚轮上时，转动

杠杆连同转轴一起转动，凸轮撞动撞块使得常闭触点断开，常

开触点闭合；挡铁移开后，复位弹簧使其复位。8.1.6行程开关（位置开关）位置开关又称行程开关或限位开关，其作用是将机械位移转

换成电信号，使电动机运行状态发生改变，即按一定行程自动停车、反转、变速或循环。8.1.7交流接触器作用：用来接通或断开电动机或其他设备的主电路。结构：主要由电磁铁和触点两部分组成。

触点又可分为主触点和辅助触点。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等电气图形符号如CJ10系列：主触点额定电流5、10、20、40、75、120A等数种；励磁绕组额定工作电压通常是220V或380V。（属同一器件的线圈和

触点用相同的文字表示。）触头系统电磁系统接触器结构组成及作用：交流接触器结构原理图铁芯、衔铁通电线圈三对主触头：控制主电路的通、断.两对辅助常开触头、两对辅助常闭触头：自锁和互锁交流接触器产品外形图接触器主触点－用于主电路(流过的电流大，需加灭弧装置）接触器辅助触点－用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。线圈辅助触点铁心衔铁主触点常闭常开弹簧动作过程：线圈通电衔铁被吸合触点闭合接通电源8.1.8继电器

继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在

于，接触器的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。中间继电器热继电器（做过载保护）时间继电器（具有延时功能）速度继电器…...继电器类型：

作用：继电器用来传递信号或用于同时控制多个电路。中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路。1.中间继电器电气图形符号作用：电动机的过载保护。2.热继电器电气图形符号注：(1)图形符号中，虚线表示执行操作。

突起加虚线表示热执行器操作。(2)属同一器件的线圈和触点用相同的文字表示。图形符号：新国标准符号旧国标准符号

发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。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，常闭触头断开。热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路以保护电器的设备。结构原理图2.工作原理：1.结构：时间继电器的触点动作：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。3.时间继电器晶体管

时间继电器数字显示

时间继电器空气式

时间继电器线圈通电衔铁吸合（向下）连杆动作触点动作结构原理图通电延时：当线圈通电时触点延时动作，线圈断电时使触点瞬时复位；断电延时：线圈断电时使触点延时复位，线圈通电时使触点瞬时动作。时间继电器是电路中控制动作时间的设备。它利用电磁原理来实现触点的延时接通和断开。空气式时间继电器时间继电器触头类型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。电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：常用控制电器的图形符号中间继电器

行程开关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，而且工作又要准确可靠(2)尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一个电器的控制电路。(3)必须保证每个线圈加额定电压工作，不能将两个

电压线圈串联。8.2三相异步电动机的基本控制电路8.2.1点动控制和单向自锁运行控制8.2.3.正、反转控制8.2.4.行程控制8.2.2.多地控制和顺序控制8.2.5.时间控制8.2.1点动控制和单向自锁运行控制1.点动控制电路控制电路主电路三相电源点动按钮按下点动按钮（SB）→线圈（KM）通电→主触头（KM）闭合→电机转动；

松开点动按钮（SB）→线圈（KM）断电→主触头（KM）打开→电机停转。

动作过程1.点动控制电路控制过程控制电路主电路2.电动机单向自锁运行控制电路按下启动按钮（SB2）→线圈（KM）通电→KM

主触头闭合，辅助常开闭合自锁→电动机连续运转；按下停止按钮（SB1）→线圈（KM）断电→KM主触头与辅助触头均打开→电动机停转。

停止按钮起动按钮自保持自锁电动机单向自锁连续运行加过载保护控制电路主电路控制电路热继电器常闭触头热继电器发热元件电流成回路，发热元件

只要接两相也可以直接起动控制电路原理图控制电路中连接点编号：

接触器线圈左侧为单号，右侧为双号。主电路控制电路(1)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动画(b)原理图控制电路一、直接起动电动机的保护SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..热继电器过载保护保险丝短路保护接触器零压、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。KMFRKM..KMSB1SB2..控制电路合上开关Q起动(2)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动画合上开关Q(2)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(2)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。(2)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。电动机的保护1.短路保护：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。2.失压(零压)保护：是指当电源暂时断电或电压严重下降时，要使电动机自动从电源切断。当电源恢复时如不重按起动按钮，电动机不能自行起动。否则，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。

常利用接触器线圈不加驱动电压，触头不动作来实现的。3.过载保护：是为防止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。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电动机的保护

下面控制电路能否实现既能点动、又能连续运行思考不能点动！3.既能能点动又能连续工作的控制电路其中点动操作时:

要求按下起动按钮，电动机运转，松开起动按钮，电动机停转。点动按钮SB3的作用：(1)使接触器线圈KM通电；(2)使线圈KM不能自锁。复合按钮后闭合先断开按下SB3闭合电机运转点动时：自锁触点KM不起作用通电用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。8.2.2.多地控制和顺序控制例如：甲、乙两地同时控制一台电机。方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。对多地控制，只需将各地的

起动按钮并联（“或”逻辑），

停车按钮串联（“与”逻辑）。1.多地控制线路按SB2再按SB3控制顺序：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2.电机的顺序控制M2转动8.2.3正、反转控制电路在生产上往往要求运动部件向正反两方向运动。也就是让电动机做正反转运动。如：

起重机提升和下放货物，

工作台的前进与后退移动等。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，反转接触器将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。注意：SB2和SB3不能同时按下，否则会造成短路！主电路

SB2KM1线圈得电KM1常开闭合自锁电动机正转；SB1电动机停转。操作过程：

SB3KM2线圈得电KM2常开闭合自锁电动机反转；SB1电动机停转。控制电路电动机正、反转控制电路此正、反转控制电路有何问题？很容易在电动机正转时按下反转按钮或在电动机反转时按下正转按钮，由此可造成两相短路！如何改进控制电路，从而避免上述情况发生？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KMR动画KMFKMF.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..........反转按钮反转触点为避免两相短路：在正、反转控制电路中串联正、反转接触器的互锁常闭触头。操作过程：电动机正转起动？互锁（联锁）互锁（联锁）电动机反转起动？缺点：当改变电动机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”。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4123KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR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8.2.4.行程控制如：起重机的提升与下放货物。

工作台的前进与后退运动。

在生产上往往要求运动部件被拖动到某一特定位置时，能自动通知控制电路，让电动机改变运行状态。

常常采用行程开关来控制。实现位置、往复控制或限位保护等。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。STBSTA电机正程行程开关STaSTb逆程货物行程开关行程开关主电路控制电路至右极端位置撞开STB

动作过程：按下SB2正向运行电机停车至左极端位置撞开STA

按下SB3逆向运行电机停车8.2.5.时间控制KT线圈通电延时闭合常开触点通电延时断开常闭触点断电延时断开断电延时闭合时间继电器KT常开触点常闭触点时间控制1.Y–换接起动控制线路Y接法KM3KM1FUQ接法动画.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