第14章 继电接触器控制系统

第14章继电接触器控制系统例如，对电动机的起动、停止、调速、正反转和制动控制，还有对电路和电器的保护也都需要控制。在工业、农业、交通运输等部门中，广泛使用着各种生产机械，它们大都以电动机作为动力来进行拖动。电动机是通过某种自动控制方式来进行控制的，最常见的是继电－接触器控制方式，又称电气控制。

14.1常用低压控制电器电器：是能依据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动接通和断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或用电设备的切换、控制、保护、检测、变换和调节的电工装置、设备和元件。14.1.1电器的基本概念1.

电器的定义2.

电器的分类（1）按工作电压等级分：低压电器：工作电压在交流1200V或直流1500V以下的各种电器。如接触器、控制器、起动器、刀开关、自动开关、熔断器、继电器、电阻器、主令电器等高压电器：工作电压高于交流1200V或直流1500V的各种电器。如高压断路器、隔离开关、高压熔断器、避雷器等（2）

按动作原理分手动电器：需要人工直接操作才能完成指令任务的电器。如刀开关、控制按钮、控制器、转换开关等。自动电器：不需要人工操作，而是按照电或非电信号自动完成指令任务的电器。如交直流接触器、继电器、高压断路器等14.1.2手动电器1.

刀开关主要作用：是将电路与电源明显地隔开，以保障检修人员的安全。刀开关的结构和符号刀开关的结构

操作手柄触刀动触头触刀插座静触头绝缘底座出线座进线座熔丝胶盖刀开关的选择

应使刀开关的额定电压大于或等于电路的额定电压；额定电流大于或等于电路的额定电流；根据使用场合选择刀开关的操作方式（杠杠操作、手动操作）。刀开关的使用

安装时，手柄向上，不得倒装或平装，避免由于重力自动下落，而引起误动作合闸。接线时，应将电源线接在上端，负载线接在下端，这样拉闸后刀片与电源隔离，防止可能发生的意外事故。2.组合开关组合开关也是一种刀开关，不过它的刀片是转动式的，操作比较轻巧。

组合开关的作用组合开关的又称为转换开关。适用于机床电气控制线路中作为电源的引入开关，也可以用来不频繁地接通和断开电路、通断电源和负载以及控制5kW以下的小容量异步电动机的正、反转和星三角起动。有时也用它来控制局部照明电路。组合开关的符号

（a）符号支路正停反1通断断2通断断3通断断4断断通5断断通6断断通正停反3.控制按钮控制按钮是一种接通或分断小电流的主令电器，其触头运行通过的电流较小，一般不超过5A，主要用于在低压控制电路中，手动发出控制信号，以控制接触器、继电器、电磁起动器等。

控制按钮的结构和工作原理动画控制按钮的符号

常开触头常闭触头复合按钮的符号SBSBSB控制按钮的类型14.1.2自动控制电器熔断器是一种简单而有效的保护电器，它是利用熔化作用来切断电路，实现保护功能的。

1.熔断器熔断器的作用熔断器主要用来对电动机进行短路保护。在控制照明电路中的熔断器，既有短路保护作用，又有过载保护作用。

熔断器的结构和工作原理

熔丝动触头静触头瓷盖瓷座插入式熔断器熔管底座夹座密闭管式熔断器

瓷帽熔管瓷套上接线端下接线端底座螺旋式熔断器

熔断器主要由熔体和熔管组成。熔体是主要部分，它既是感测元件又是执行元件。熔体常做成丝状或片状，其材料有两类：一类为低熔点材料，如铅锡合金、锌等；另一类为高熔点材料，如银、铜、铝等。熔断器的符号

熔断器的保护特性

电流流过熔体时，所产生的热量与电流通过的时间和电流的平方成正比——具有反时限特性。熔断器的熔断时间t与熔断电流I的关系称为熔断器的保护特性或安秒特性。Imin为最小熔化电流。当通过熔断器的电流小于Imin，熔体不会熔断；当通过熔体的电流等于或大于Imin，熔体熔断。2.

空气断路器空气又称自动开关（俗称自动空气开关简称空开），是低压配电电网中的主要电器开关器件。断路器不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机工作电流和过载电流，而且可以接通和分断短路电流。主要用在不频繁操作的低压配电线路或开关柜（箱）作为电源开关使用，并对线路、电器设备及电动机等实行保护。当发生严重过电流、过载、短路、失压、断相、漏电等故障时，能自动切断线路，起到保护作用。从功能上讲，断路器相当于闸刀开关、过电流继电器、热继电器、失压继电器及漏电保护电器保护的部分或全部功能的总和。断路器的结构和工作原理

动画自由脱扣器主触头过电流脱扣器热脱扣器欠压脱扣器分励脱扣器按钮断路器的符号3.接触器（1）

接触器的作用接触器：是一种用于频繁地接通或断开交、直流主电路、大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。在功能上接触器除能自动切换外，还具有手动开关所缺乏的远距离操作功能和失压（或欠压）保护功能，但它没有低压断路器所具有的过载和短路保护功能。接触器具有操作频率高、使用寿命长、工作可靠、性能稳定、成本低廉、维修简便等优点，主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等，是电力拖动自动控制线路中应用最为广泛的控制电器之一。

（2）接触器的结构主触头灭弧罩辅助触头辅助常闭触头辅助常开触头吸引线圈衔铁静铁心铁释放弹簧（3）工作原理励磁电源磁通Φ电磁吸力F静触头动触头动画（4）接触器的符号辅助常开触头辅助常闭触头（5）接触器的型号

吸引线圈静铁心衔铁常闭触头常开触头调整螺钉反力弹簧中间继电器

（1）电磁式继电器的工作原理动画（2）特点和主要用途电磁式中间继电器的特点：触头多、触头容量较大（额定电流5～10A）和动作灵敏（动作时间小于0.05s）。主要用途：当其他继电器的触头对数或触头容量不够时，可借助中间继电器来扩大他们的触头数或触头容量，起到中间转换作用。中间继电器的文字符号为——KA。（a）线圈（b）常开触头（c）常闭触头5.

热继电器热继电器是利用电流的热效应原理来工作的保护电器，它在电路中是做三相交流电动机的过载保护。必须指出：由于热继电器中发热元件有热惯性，在电路中不能做瞬时过载保护，更不能做短路保护，因此，它不同于过电流继电器和熔断器。

热继电器的结构和工作原理双金属片热元件导板

常闭触点常开触点热继电器的符号FR注意对于重复短时工作的电动机（如起重机电动机），由于电动机不断重复升温，热继电器双金属片的温升跟不上电动机绕组的温升，电动机将得不到可靠的过载保护。因此在这种情况下不宜选用双金属片热继电器，而应选用过电流继电器或能反映绕组实际温度的温度继电器来进行保护。6.时间控制时间继电器是从接受信号到执行元件（如触头）动作有一定时间间隔的继电器。其特点是接受信号后，执行元件能够按照预定时间延时工作，因而广泛地应用在工业输出及家用电器等自动控制中。

分类时间继电器电气式电磁阻尼式电动式电子式机械式空气阻尼式钟表式按延时方式又分为：通电延时型断电延时型带瞬动触点的通电延时型。时间继电器的电路符号

7.行程开关行程开关：主要用来限制机械运动的位置和行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、自动往返运动或变速运动。用于生产机械的运动方向、行程大小和位置保护。当作位置保护时，也称它为限位开关。行程开关的结构和符号

行程开关的类型

按行程开关的操作机构分，有直动、滚动和微动式。直动式行程开关的缺点是分合速度取决于生产机械的移动速度，当移动速度低于0.4m/min时，触头分断较慢，易受电弧烧损，此时应采用滚动旋转式行程开关。当生产机械的行程较小且作用力也很小时，可采用具有瞬时动作和微小行程的微动开关。电气控制线路：是把各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等电器元件，用导线按一定方式连接起来组成的控制线路。

作用：是实现对电力拖动系统的启动、调速、反转和制动等运行性能的控制；实现对拖动系统的保护；满足生产工艺要求实现生产过程自动化。

特点是；线路简单，设计、安装、调整、维修方便；便于掌握，价格低廉，运行可靠。

14.2基本控制电路电气控制线路电气控制系统图一般有三种：电气原理图电器布置图电气安装接线图。它们都是根据国家标准，用规定的文字符号、图形符号和规定的画法绘制而成。

电气原理图是说明电气设备工作原理的线路图。在电气原理图中，并不考虑电气元件的实际安装位置和实际连线情况，只是把各元件按接线顺序用符号展开在平面图上，用直线将各元件连接起来。

直接将三相对称交流电接入电动机的三相定子绕组相应的出线端上。

L1L2L3M3～UVW控制？14.2.1点动控制在低压电路中作为不频繁接通和分断电路用，主要用来将电路与电源隔离。

M3～UVWQS电路图中电器元件的触点均按吸引线圈为断电、手柄置于零位、元件没有受外力作用时的情况画出。主要用于低压配电电路不频繁通断控制，在电路发生短路、过载、欠压和漏电等故障时能分断故障电路。

M3～UVWQF×××用来频繁接通或断开电动机或其他设备的主电路，每小时可开闭好几百次。

M3～UVWQSKM主电路：传输能量的线路，流过电气设备负载电流的电路，其导线用加粗的实线表示，一般画在图面的左侧。M3～UVWQSKM当接触器的常开触点（KM）闭合电机接通电源开始转动；当接触器的常开触点（KM）断开，电机停止运行。控制电路M3～UVWQSKM接触器的工作原理？KM～只要控制交流接触器线圈电路的通断就能控制电机的起停。控制电路：传送控制信号的线路，其导线用细实线表示，一般画在图面的右侧。3.鼠笼式电动机的点动控制

M3～UVWQSKMKMSB点动控制：通常用在电动机检修后试车或生产机械的位置调整。14.2.2直接起停控制M3～UVWQSKMKMSBKM这种依靠接触器辅助触点使其线圈保持通电的作用称为自锁。起自锁作用的辅助触点称为自锁触点。SB0停止按钮自锁触点起动按钮保护环节为了防止电机在故障状态以及超负荷状态下运行，应在控制电路和主电路中加保护电器。

M3～UVWQSKM发生短路事故——短路保护KMSBKMSB0FU1FU2FU2当电动机在运行过程中长期过载，或发生断相故障使电动机电流超过额定值时。过载保护：热继电器FR。M3～UVWQSKM热继电器如何实现过载保护?FU1FRKMSBKMSB0FU2FU2FR还能消除由于电压恢复线路自起动而产生的安全隐患。当电源电压由于某种原因严重欠压（或失压）时。M3～UVWQSKMFU1FRKMSBKMSB0FU2FU2FR欠压保护：是依靠接触器KM本身的电磁机构来实现的（主电路和控制电路为同一