电工技术第二版(席时达)第9章

1第九章继电－接触器控制器电工技术第二节三相笼型异步电动机的直接起动控制第一节几种常用低压电器第九章继电－接触器控制第三节三相笼型异步电动机的正反转控制第四节开关自动控制第五节联锁控制第六节电气原理图的阅读3第一节、几种常见低压电器

电力拖动——应用电动机拖动生产机械。

继电-接触器控制——采用由继电器、接触器、按钮等有触点电器组成的控制电路，对电动机进行起动、停止、正反转、制动以及行程、时间、顺序等控制。

低压电器——工作在直流1200V、交流1000V以下的各种电器。按工作性质分：手动电器自动电器第一节几种常见低压电器一、刀开关二、组合开关三、熔断器四、按钮五、接触器5第一节、几种常见低压电器一、刀开关(一)结构：一种最简单的手动电器。(三)作用：用在不频繁接通和分断的电路中，也用于隔离电路和电源（又称为隔离开关）(二)分类：单极(单刀)、双极(双刀)、三极(三刀)6第一节、几种常见低压电器二、组合开关

（一）结构：也是一种刀开关，刀片可转动，由装在同一轴上的单个或多个单极旋转开关叠装组成。转动手柄，可使动触片与静触片接通与断开。（二）分类：单极、双极、三极、多极。（三）作用：生产机械的电源引入、局部照明等。常用的HZ10系列7第一节、几种常见低压电器

（一）作用：最常用的短路保护电器。熔体由电阻率较高而熔点较低的合金制成，正常工作时熔体不熔断，短路时熔体立即熔断，及时切断电源。三、熔断器8第一节、几种常见低压电器9第一节、几种常见低压电器

（二）分类：实用中，常把熔断器和刀开关组合在一起，分为闸刀开关和铁壳开关。10第一节、几种常见低压电器四、按钮(一)作用：发出操作信号、接通和断开电流较小的控制电路，以控制电流较大的电动机运行。(二)结构：钮帽、动触点、静触点和复位弹簧等。静触点动触点一种最简单的手动电器。11第一节、几种常见低压电器动断触点动静触点

动断触点：动触点与上面的静触点接通。

动合触点：动触点与下面的静触点断开。按钮未按下时：

按下按钮时：上面的动断触点断开，下面的动合触点接通。

当松开按钮时：动触点在复位弹簧作用下复位，动断触点和动合触点都恢复原态。12第一节、几种常见低压电器五、接触器

一种依靠电磁力作用使触点闭合或分离的自动电器。(一)作用：用于接通和断开电动机或其它用电设备电路。13第一节、几种常见低压电器

（二）结构：磁铁分静铁心和动铁心，触点分主触点和辅助触点。线圈KM主触点辅助触点静铁心动铁心线圈动合主触点KMKM动合动断KM结构示意图符号主触点接电动机主电路，辅助触点用于控制电路。弹簧14第一节、几种常见低压电器

（三）工作原理：利用线圈的通电或断电，控制触点闭合或断开。

静铁心固定不动，动铁心与动触点连在一起，可左右移动。

当线圈通电时，静、动铁心间产生电磁吸力，动铁心带动动触点右移，动断触点断开，动合触点闭合。

当线圈断电时，电磁力消失，动铁心在弹簧作用下带动动触点复位，使动断触点和动合触点恢复原状。15第一节、几种常见低压电器当线圈通电时：主触点闭合，电动机旋转。当线圈断电时：主触点分开，电动机停转。

利用线圈中小电流的通断来控制主电路中大电流的通断。M3~电机第二节三相笼型异步电动机的直接起动控制一、点动控制二、起、停控制三、三相异步电动机的保护17第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制一、点动控制

即按下按钮电动机转动，松开按钮电动机停转。（一）组成接触器按钮电源开关熔断器电动机18第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制（二）工作过程接触器按钮电源开关熔断器电动机按下按钮（SB）→线圈（KM）通电→主触头（KM）闭合→电机转动。

松开按钮（SB）→线圈（KM）断电→主触头（KM）打开→电机停转。

19第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制

（三）原理图：为了方便，一般画成下图。

主电路图：电动机的工作电路控制电路图：控制主电路通或断的电路主电路控制电路M3~L1KMFUQSL2L3KMSB20第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制二、起、停控制

要使电动机在按下按钮后能保持连续运转，则需要用接触器的一副动合触点与按钮并联。（一）组成起动按钮停止按钮

起动按钮SBst使电动机起动。

停止按钮SBstp

使电动机停转。21第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制

按下起动按钮（SBst）→线圈（KM）通电→KM主触头闭合，动合辅助触点自锁→电动机连续运转。M3~L1KMFUQSL2L3

按下停止按钮（SBstp）→线圈（KM）断电→KM

主触头/辅助触头均断开→电动机停转。

KMKMSBstpSBst（二）工作过程起动按钮停止按钮自锁主电路控制电路22第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制

按下SBst，接触器线圈KM通电，主触点KM闭合的同时辅助触点KM也闭合，它给线圈KM另外提供了一条通路，所以按钮松开后线圈能保持通电，电动机连续运转。

接触器用自己的动合辅助触点“锁住”自己的线圈电路，称为“自锁”。该触点称为“自锁触点”。

自锁触点除了自锁功能外，还起失压保护作用。自锁就是指松开按钮电路也能通。23第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制

（三）主开关QS可作隔离开关用

注意：隔离开关一般不能带负载切断或接通电源。起动时，应先合上QS，再按起动按钮SBst。断电时，先按停止按钮SBstp，再断开QS。

当需要对电动机或电路检查、维修时。用它隔离电源，确保操作安全。24第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制三、三相异步电动机的保护短路保护过载保护失压、欠压保护熔断器热继电器接触器25第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制（一）短路保护1.用熔断器来实现短路保护。短路时熔体立即熔断，切断电源，电动机停转。2.熔体额定电流计算熔体额定电流＝电动机起动/(1.5~2.5)

保护一组电动机：先估算出最大容量电动机的熔体额定电流，再加上其余电动机的额定电流，就是所选熔体的额定电流。熔体额定电流≥设备额定电流照明和电热电路中：电动机中：26第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制（二）过载保护1.通常用热继电器来实现过载保护。当电动机负载过大，电压过低或一相断路时，电流增大，超过额定电流，熔断器不一定熔断，但时间长了影响寿命。2.结构发热元件双金属片发热元件动断触点27第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制

3.工作原理：利用膨胀系数不同的双金属片遇热后弯曲变形，去推动触点，断开电动机控制电路。电动机正常工作时：双金属片不起作用。

当电动机过载时：流过发热元件的电流超过其整定电流，使双金属片因受热而有较大弯曲，向左推动导板，动触点离开静触点，接触器线圈KM断电，断开电动机电源。28第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制

原理图：发热元件串在主电路中发热元件动断触点串在控制电路中过载保护29第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制

整定电流：长期通过发热元件而不动作的最大电流。电流超过整定电流越大，发生动作的时间越短。所以，选用热电器时应取其整定电流等于电动机的额定电流。5.与熔断器的区别

热继电器：只能对电动机做过载保护，不能作短路保护。

熔电器：只能对电动机做短路保护，不能过载保护。

在一个较完善的控制电路中，特别是对容量较大的电动机，两种保护都应具备。

4.主要技术数据30第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制SBstpKMSBstFRKM

FRKMFUQS3~M..主电路接触器动合触点控制电路失压保护接触器31第二节、三相笼型异步电动机的直接起动控制（三）失压保护

电源停电时，使电动机与电源断开，以防止电源恢复供电时电动机自动起动。工作原理：保护元件是接触器。

接触器还具有欠压保护作用。当电源电压降低过多时，接触器内电磁吸力不足，也会切断电动机电源，解除自锁；当恢复通电时，也必须按起动按钮，电动机才能重新起动。

失压保护是“自锁触点”的一个重要功能。

停电时，接触器内电磁力消灭，主触点断开，切断电源，也解除了自锁；恢复通电，必须再按起动按钮，电动机才能起动。第三节三相笼型异步电动机的正反转控制33第三节、三相笼型异步电动机的正反转控制许多设备需要正反两个方向的运动。(一)结构

只需将接到电源的三根连线中的任意两根对调，改变旋转磁场的方向，达到反转的目的。正转接触器反转接触器正转按钮反转按钮

停止按钮KMF的3对主触点把电动机按相序与电源相接KMR的3对主触点把电动机按反相序与电源相接2个接触器和3个按钮

34第三节、三相笼型异步电动机的正反转控制正转：KMF为正转接触器，SBF为正转按钮，KMF的3对主触点把电动机按相序L1－U1、L2－V1、L3－W1与电源相接，当按下SBF，KMF接通并自锁，电动机正转。（二）工作过程KMFKMFSBRSBstpKMRSBFKMFKMRKMR正转动断触点反转动断触点正转线圈反转线圈控制电路35第三节、三相笼型异步电动机的正反转控制反转：

KMR为反转接触器，SBR为反转按钮，KMR的3对主触点把电动机按相序L3－U1、L2－V1、L1－W1与电源相接，当按下SBR，KMR接通并自锁，电动机反转。停转：按下SBstp，接触器释放，电动机停转。KMFKMFSBRSBstpKMRSBFKMFKMRKMR正转动断触点反转动断触点正转线圈反转线圈控制电路36第三节、三相笼型异步电动机的正反转控制（三）互锁环节

目的：为避免两个接触器同时通电，防止相间短路，还要加入互锁环节。方法：在各自的控制电路中串接入对方的动断辅助触点。当正转时，KMF通电，其动断触点断开，即使按下SBR也不能使KMR通电；当反转时；同理。互锁：两个接触器利用各自的触头,封锁对方的控制电路。两个动断触点称为互锁触点。

互锁是指一个接触器动作牵制另一个接触器的动作。37第三节、三相笼型异步电动机的正反转控制（四）正反转的控制

1.对于功率较大电动机：不允许直接正反转转换。

在正反转转换时，在换接瞬间，旋转磁场已经反向，而转子因惯性仍按原方向旋转，会引起很大电流冲击，造成相当大的机械冲击，所以，一般要先按下停止按钮，待转速下降后再行反转。38第三节、三相笼型异步电动机的正反转控制2.对于功率较小电动机电动机：允许直接正反转的转换。复合按钮互锁的控制电路复式按钮

复式按钮使动断触点和动合触点同时动作例：当电动机正转时，按下反转按钮，动断触点断开，正转接触器KMF断电；动合触点闭合，反转接触器KMR通电。直接由正转变为反转39复合按钮

机械互锁:利用复合按钮的触点,实现同一时间里两个接触器,只允许一个工作。KMFKMFSBRSBstpKMRSBFKMFKMRKMR正转按钮反转按钮正转线圈反转线圈第三节、三相笼型异步电动机的正反转控制第四节开关自动控制一、行程控制二、时间控制41第四节、开关自动控制概述：

前面介绍的异步电动机起动、停止和正反转控制都是由人通过按钮发布命令的。

开关自动控制种类:

通过把不同的物理量转换为开关命令。

时间控制

行程控制

压力控制

速度控制

开关自动控制：在现代生产中，常用一些能自动发布命令的开关来实施各种自动控制。42第四节、开关自动控制一、行程控制

对生产机械的某一运动部件的行程或位置变化进行控制。通常用行程开关来实现。

（一）行程开关（限位开关）：

是利用机械部件位移来切换电路的自动电器。直线式单滚轮式双滚轮式43第四节、开关自动控制未撞击撞击ST动合触点动断触点ST(c)符号44第四节、开关自动控制

工作原理：同按钮相似，只是变手动为撞块撞击。撞块安装在机械部件的移动的工作台上。

当撞块压着行程开关时：（如同按下按钮）动断触点断开，动合触点闭合。SQFSQR前进后退12挡块行程开关工作台

当撞块离开时：（如同松开按钮）靠弹簧作用使触点复位。45第四节、开关自动控制（二）限位控制

吊车上下限位控制电路，能按要求的空间限位使电动机自动停车。行程开关行程开关

1.结构：安装撞块和行程开关SQF和SQR，将它们动断触点串接在正反接触器KMF和KMR的线圈回路中。挡块行程开关46第四节、开关自动控制

2.工作原理：

下降：按下反转按钮SBR，反转接触器KMR通电，电动机反转，吊车下降，到下端终点时，吊车撞行程开关SQR，电动机停转不再下降。

上升：按下正转按钮SBF，正转接触器KMF通电，电动机正转，吊车上升，到顶点时，吊车撞行程开关SQF，其触点断开，KMF断电，电动机停转不再上升，即使再按SBF，KMF也不会通电。47第四节、开关自动控制（三）自动往复行程控制

万能铣床要求工作台在一定距离内自动往复运动。

1.结构：将SQF的动合触点与反转按钮SBR并联，将SQR的动合触点与正转按钮SBF并联。48第四节、开关自动控制2.工作原理当移动到左面极限位置时：撞块b碰到SQR，既使其动断触点断开，电动机停转，又使其动合触点闭合，相当于按下正转按钮SBF，使电动机正转带动工作台向右运动。

当电动机带动工作台向右运动到极限位置时：撞块a撞SQF，既使其动断触点断开，电动机停转，也使其动合触点闭合，相当于自动按了反转按钮SQR，使电动机反转带动工作台向左运动。如此往复，直至按下停止按钮SBstp才会停止。撞块a离开SQF，其触点自动复位，接触器KMR自锁，电动机继续带动工作台向左运动。49第四节、开关自动控制二、时间控制按一定时间间隔对机械进行控制。（一）时间继电器：

按所整定的时间间隔的长短来切换电路的自动电器。有空气式、电动式、电子式等。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。50第四节、开关自动控制气室

1.组成：电磁系统、触点、气室和传动机构。空气式时间继电器51第四节、开关自动控制KT线圈通电延时闭合动合触点KT通电延时断开动断触点KT（1）通电延时继电器（2）断电延时继电器KT线圈断电延时断开断电延时闭合图形符号KT动合触点KT动断触点52第四节、开关自动控制触点符号：53第四节、开关自动控制（二）笼型异步电动机Y-Δ换接起动控制

把正常运行时应作Δ形联结的电动机在起动时接成Y形，以减小起动电流，待转速上升后再改接成Δ形，投入正常运行。交流接触器交流接触器交流接触器时间继电器KMY与KMΔ互锁54第四节、开关自动控制

起动时，按起动按钮SBst，接触器KM和KMY线圈通电，其主触点闭合，电动机定子绕组接成星形，电动机降压起动。这时与SBst并联的动合辅助触点KM闭合自锁。

在按下SBst的同时，时间继电器线圈KT也通电，经过一定时间，其延时断开的动断触点和延时闭合的动合触点同时动作，使接触器KMY断电，而KMΔ通电，于是电动机定子接成Δ形进入全电压正常运行状态。

停机时，只要按下停机按钮SBstp,使KM和KMΔ的线圈断电，其主触点断开，电动机停转。

工作原理小结第九章继电－接触器控制56一、知识结构图继电-接触器控制常用低压电器手动：刀开关，组合开关，按钮自动：熔断器，接触器手动控制直接起动控制点动控制起、停控制正反转控制自动控制行程控制限位控制自动往复控制时间控制速度控制联锁控制按顺序先后起动按顺序先后停转不许单独工作不许同时工作控制电路中的保护：短路、过载、失压电气原理图的阅读：方法、步骤57(一)基本概念

1.低压电器的工作范围：直流1200V以下，交流1000V以下。

2.继电－接触器控制：将继电器、接触器和按钮等低压电器按控制要求组合成一定的电路，对电动机或某些工艺过程进行控制。

3.常见低压电器：刀开关、组合开关常作“隔离开关”使用；熔断器作短路保护用；闸刀开关和铁壳开关是把刀开关和熔断器组合在一起，既可用来接通或切断电路，又可起短路保护作用；按钮在接通和切断电路时起“发布命令”作用。二、需掌握的知识要点58(二)笼型三相异步电动机的常见3种控制方法

1.点动控制电路：由1个接触器和1个按钮组成。按下按钮，主电路通电电动机转动；松开按钮，主电路断电电动机停转。

2.起停控制电路：即在点动控制电路上增加1个自锁触点和1个停止按钮。使起动按钮松开后接触器仍能保持通电。

3.正反转控制电路：由2个接触器和3个按钮