食品機(jī)械自動(dòng)控制

第2章繼電接觸控制系統(tǒng)2.4

行程控制2.1

常用控制電器2.2

鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線路2.3

鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路2.5

時(shí)間控制本章要求：1.了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途。2.掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。3.掌握過(guò)載、短路和失壓保護(hù)的作用和方法。4.掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過(guò)程。能讀懂簡(jiǎn)單的控制電路原理圖、能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的控制電路。第2章繼電接觸器控制系統(tǒng)利用繼電器、接觸器實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)設(shè)備的控制和保護(hù)，稱為繼電接觸控制。本章主要介紹幾種常用的低壓電器，基本的控制環(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié)的典型線路。第2章繼電接觸器控制系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)繼電接觸控制的電氣設(shè)備，統(tǒng)稱為控制電器，如刀閘、按鈕、繼電器、接觸器等。下面介紹常用控制電器的用途及電工表示符號(hào)。2.1

常用控制電器2.1.1

組合開(kāi)關(guān)組合開(kāi)關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，由數(shù)層動(dòng)、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動(dòng)觸點(diǎn)裝在轉(zhuǎn)軸上，用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸使動(dòng)觸片與靜觸片接通與斷開(kāi)?？蓪?shí)現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。圖為用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)三相電動(dòng)機(jī)起?？刂频慕泳€圖。M3~2.1.2

按鈕(手動(dòng)切換電器)(b)結(jié)構(gòu)按鈕常用于接通和斷開(kāi)控制電路。按鈕的外形圖和結(jié)構(gòu)如圖所示。按鈕開(kāi)關(guān)的外形和符號(hào)(a)外形圖常閉觸點(diǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)控制按鈕由按鈕帽1、復(fù)位彈簧2、橋式觸頭3、4、5和外殼等組成，通常做成復(fù)合式，即具有動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)下圖所示?？刂其@鈕的種類很多，指示燈式按鈕內(nèi)可裝入信號(hào)燈顯示信號(hào)；緊急式按鈕裝有蘑菇形鈕帽，以便于緊急操作；旋鈕式按鈕用于扭動(dòng)旋鈕來(lái)進(jìn)行操作。常見(jiàn)按鈕的外形如下圖所示：復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜觸頭常開(kāi)靜觸頭外殼4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號(hào)名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開(kāi)按鈕(起動(dòng)按鈕)復(fù)合按鈕1234123按鈕帽交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)2.1.3

接觸器用于頻繁地接通和斷開(kāi)大電流電路的開(kāi)關(guān)電器。(a)外形(b)結(jié)構(gòu)2.1.3

接觸器如圖所示，交流接觸器主要由電磁機(jī)構(gòu)（包括電磁線圈1、鐵心2和銜鐵3）、觸頭系統(tǒng)（主觸頭4和輔助觸頭5）、滅弧裝置（圖中未畫出）及其他部分組成。2.1.3接觸器用于頻繁地接通和斷開(kāi)大電流電路的開(kāi)關(guān)電器。~M3~線圈輔助觸點(diǎn)鐵心銜鐵電源電機(jī)主觸點(diǎn)常閉常開(kāi)彈簧各種接觸器的實(shí)物圖符號(hào)線圈KM用于主電路流過(guò)的大電流(需加滅弧裝置)用于控制電路流過(guò)的小電流(無(wú)需加滅弧裝置)KM動(dòng)合(常開(kāi))輔助觸點(diǎn)動(dòng)斷(常閉)輔助觸點(diǎn)KM屬于同一器件的線圈和觸點(diǎn)用相同的文字表示接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點(diǎn)數(shù)目等。動(dòng)合(常開(kāi))主觸點(diǎn)KM常用的交流接觸器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。如CJ10系列主觸點(diǎn)額定電流5、10、20、40、75、120A等數(shù)種；額定工作電壓通常是220V或380V。2.1.4

繼電器

繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。主要區(qū)別在于：

接觸器的主觸點(diǎn)可以通過(guò)大電流；

繼電器的體積和觸點(diǎn)容量小，觸點(diǎn)數(shù)目多，且只能通過(guò)小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。繼電器是根據(jù)一定的信號(hào)（如電流、電壓、時(shí)間和速度等物理量）的變化來(lái)接通或分?jǐn)嘈‰娏麟娐泛碗娖鞯淖詣?dòng)控制電器。(1)電流繼電器電流繼電器主要用于過(guò)載及短路保護(hù)。

電流繼電器的線圈串聯(lián)接入主電路，用來(lái)感測(cè)主電路的電流，觸點(diǎn)接于控制電路，為執(zhí)行元件。常用的電流繼電器有欠電流繼電器和過(guò)電流繼電器兩種。

欠電流繼電器用于欠電流保護(hù)，在電路正常工作時(shí)，欠電流繼電器的銜鐵是吸合的，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)。只有當(dāng)電流降低到某一整定值時(shí)，銜鐵釋放，控制電路失電，從而控制接觸器及時(shí)分?jǐn)嚯娐贰?/p>

(1)電流繼電器過(guò)電流繼電器實(shí)物圖欠電流繼電器實(shí)物圖(2)電壓繼電器：電壓繼電器反映的是電壓信號(hào)。它的線圈并聯(lián)在被測(cè)電路的兩端，所以匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)、阻抗大。電壓繼電器用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)的電壓保護(hù)和控制。其線圈并聯(lián)接入主電路，感測(cè)主電路的電壓；觸點(diǎn)接于控制電路，為執(zhí)行元件。按吸合電壓的大小，電壓繼電器可分為過(guò)電壓繼電器和欠電壓繼電器。

(2)電壓繼電器：過(guò)電壓繼電器用于線路的過(guò)電壓保護(hù)，當(dāng)被保護(hù)的電路電壓正常時(shí)銜鐵不動(dòng)作，當(dāng)被保護(hù)電路的電壓高于額定值，達(dá)到過(guò)電壓繼電器的整定值時(shí)，銜鐵吸合，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，控制電路失電，控制接觸器及時(shí)分?jǐn)啾槐Ｗo(hù)電路。欠電壓繼電器用于電路的欠電壓保護(hù)，其釋放整定值為電路額定電壓的0.1～0.6倍。當(dāng)被保護(hù)電路電壓正常時(shí)銜鐵可靠吸合，當(dāng)被保護(hù)電路電壓降至欠電壓繼電器的釋放整定值時(shí)銜鐵釋放，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)復(fù)位，控制接觸器及時(shí)分?jǐn)啾槐Ｗo(hù)電路。

2.中間繼電器通常用于傳遞信號(hào)和同時(shí)控制多個(gè)電路，也可直接用它來(lái)控制小容量電動(dòng)機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。(b)符號(hào)KA線圈常開(kāi)觸頭KA常閉觸頭KA(a)外形中間繼電器外形與符號(hào)中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器。它的特點(diǎn)是觸點(diǎn)數(shù)目較多，電流容量可增大，起到中間放大(觸點(diǎn)數(shù)目和電流容量)的作用。3.時(shí)間繼電器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，有時(shí)需要繼電器得到信號(hào)后不立即動(dòng)作，而是要順延一段時(shí)間后再動(dòng)作并輸出控制信號(hào)，以達(dá)到按時(shí)間順序進(jìn)行控制的目的。時(shí)間繼電器就能實(shí)現(xiàn)這種功能。

時(shí)間繼電器按工作原理分：電磁式、空氣阻尼式（氣囊式）、晶體管式、單片機(jī)控制式等。其外形如圖所示。3.時(shí)間繼電器空氣阻尼式時(shí)間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時(shí)的。其外形如圖所示?？諝庾枘釙r(shí)間繼電器由電磁機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)三部分組成。延時(shí)方式有通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種。a)通電延時(shí)繼電器b)斷電延時(shí)繼電器KT線圈通電延時(shí)閉合常開(kāi)觸點(diǎn)KT通電延時(shí)斷開(kāi)常閉觸點(diǎn)KTKT線圈斷電延時(shí)斷開(kāi)常開(kāi)觸點(diǎn)KT斷電延時(shí)閉合常閉觸點(diǎn)KT空氣式延時(shí)繼電器3.時(shí)間繼電器

是從得到輸入信號(hào)(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延時(shí)后才動(dòng)作的繼電器。適用于定時(shí)控制。通電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常開(kāi)觸頭延時(shí)閉合常閉觸頭延時(shí)打開(kāi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)2微動(dòng)開(kāi)關(guān)1常開(kāi)觸頭常閉觸頭線圈通電銜鐵向下吸合連桿動(dòng)作觸頭動(dòng)作工作原理調(diào)節(jié)螺絲進(jìn)氣孔托板線圈動(dòng)鐵心恢復(fù)彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔通電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器動(dòng)畫演示斷電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常閉

延時(shí)閉合常閉延時(shí)斷開(kāi)常開(kāi)觸頭常閉觸頭空氣式時(shí)間繼電器的延時(shí)范圍大(有0.4~60s和0.4~180s兩種)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但準(zhǔn)確度較低。時(shí)間繼電器的型號(hào)有JS7-A和JJSK2等多種類型?？諝庾枘崾綌嚯娧訒r(shí)型時(shí)間繼電器工作過(guò)程演示線圈通電后，上方微動(dòng)開(kāi)關(guān)觸頭迅速轉(zhuǎn)換。微動(dòng)開(kāi)關(guān)延時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)馬上閉合，常閉觸點(diǎn)馬上斷開(kāi)。線圈斷電時(shí)，在空氣室內(nèi)與橡皮膜相連的活塞桿在彈簧作用下向上移動(dòng)，由于橡皮膜下方的空氣稀薄形成負(fù)壓，起到空氣阻尼的作用，因此活塞桿只能緩慢向上移動(dòng)，可通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整。經(jīng)過(guò)一段延時(shí)后，使其常開(kāi)觸點(diǎn)延時(shí)斷開(kāi)，常閉觸點(diǎn)延時(shí)閉合。

3.時(shí)間繼電器按延時(shí)方式可分為通電延時(shí)型時(shí)間繼電器和斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器。對(duì)于通電延時(shí)型時(shí)間繼電器，當(dāng)線圈得電時(shí)，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)要延時(shí)一段時(shí)間才閉合，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)要延時(shí)一段時(shí)間才斷開(kāi)。當(dāng)線圈失電時(shí)，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)迅速斷開(kāi)，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)迅速閉合。對(duì)于斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器，當(dāng)線圈得電時(shí)，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)迅速閉合，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)迅速斷開(kāi)。當(dāng)線圈失電時(shí)，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)要延時(shí)一段時(shí)間再斷開(kāi)，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)要延時(shí)一段時(shí)間再閉合。時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)及文字符號(hào)2.1.5熱繼電器用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。熱繼電器外形與結(jié)構(gòu)(a)外形(b)結(jié)構(gòu)~發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。發(fā)熱元件杠桿2.1.5

熱繼電器工作原理結(jié)構(gòu)原理圖雙金屬片常閉觸頭用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。2.1.5熱繼電器熱繼電器的形式有多種，其中以雙金屬片式應(yīng)用最多。雙金屬片式熱繼電器主要由發(fā)熱元件1、主雙金屬片2和觸點(diǎn)4組成。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，雙金屬片的彎曲程度不足以使熱繼電器動(dòng)作。但是當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，流過(guò)熱元件的電流增大，加上時(shí)間效應(yīng)，就會(huì)加大雙金屬片的彎曲程度，最終使雙金屬片推動(dòng)導(dǎo)板3使熱繼電器的觸點(diǎn)4

動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)的控制電路。熱繼電器動(dòng)畫演示2.1.6熔斷器熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉、控制有效的短路保護(hù)電器。1.熔斷器的結(jié)構(gòu)和工作原理

熔斷器主要由熔體（俗稱保險(xiǎn)絲）和安裝熔體的熔管（或熔座）組成。

熔斷器的熔體與被保護(hù)的電路串聯(lián)，當(dāng)電路正常工作時(shí)，熔體允許通過(guò)一定大小的電流而不熔斷。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，熔體中流過(guò)很大的故障電流，當(dāng)電流產(chǎn)生的熱量使熔體溫度升高達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，熔體熔斷并切斷電路，從而達(dá)到保護(hù)的目的。2.1.6熔斷器2.熔斷器的分類

按結(jié)構(gòu)形式可分為插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、封閉管式熔斷器、快速熔斷器和自復(fù)式熔斷器等。

熔斷器的外形如右圖所示。螺旋式熔斷器

圓筒形帽熔斷器螺栓連接熔斷器2.1.6熔斷器3.熔斷器的型號(hào)含義和電氣符號(hào)如下圖所示。

型號(hào)含義電氣符號(hào)用于自動(dòng)往復(fù)控制或限位保護(hù)等。2.1.7行程開(kāi)關(guān)(限位開(kāi)關(guān))(b)示意圖結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動(dòng)作要由機(jī)械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖ST常開(kāi)觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)ST(c)符號(hào)行程開(kāi)關(guān)的外形符號(hào)可實(shí)現(xiàn)短路、過(guò)載、失壓保護(hù)。2.1.8

自動(dòng)空氣斷路器(自動(dòng)開(kāi)關(guān))鎖鉤主觸點(diǎn)手動(dòng)閉合過(guò)流脫扣器欠壓脫扣器銜鐵釋放自動(dòng)空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧2.1.9

刀開(kāi)關(guān)刀開(kāi)關(guān)是一種手動(dòng)電器，在低壓電路中用于不頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐罚蛴糜诟綦x電源，故又稱“隔離開(kāi)關(guān)”。1.刀開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)和安裝

刀開(kāi)關(guān)是一種結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的手動(dòng)電器，主要由手柄、觸刀、靜插座和絕緣底板等組成，如下圖所示。刀開(kāi)關(guān)在切斷電源時(shí)會(huì)產(chǎn)