電工電子技術(shù)第五章

電工電子技術(shù)5.1工廠常用低壓電器

5.2異步電動機(jī)的直接起動單向運(yùn)行控制5.3異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制

5.4多機(jī)順序聯(lián)鎖控制

5.5多處控制

5.6

行程控制電路

5.7

時間控制電路第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)上頁下頁

電工電子技術(shù)5.1工廠常用低壓電器5.1.1工廠常用低壓電器的分類1.按電器所控制的對象可分為：2.按電器所起的作用可分為：控制電器（如按鈕、刀開關(guān)、接觸器）保護(hù)電器（如熔斷器、熱繼電器）

電工電子技術(shù)上頁下頁低壓配電電器（如刀開關(guān)、熔斷器）低壓控制電器（如接觸器、按鈕）3.按電器的動作性質(zhì)可分為：自動控制電器（如繼電器、接觸器）手動控制電器（如刀開關(guān)、按鈕）5.1.2常用低壓電器1.刀開關(guān)（Q）

電工電子技術(shù)上頁下頁①作用：隔離開關(guān)或直接起停5.5kW以下小電機(jī)分為：單刀：用在某一相線上雙刀：用在兩相上三刀:用在三相上②符號：Q③選擇:

選擇額定電壓和額定電流分別等于或稍大于電動機(jī)的額定電壓和額定電流。三刀開關(guān)的手動控制電路

電工電子技術(shù)上頁下頁刀開關(guān)

電工電子技術(shù)上頁下頁①作用:

用于接通或斷開控制電路，靠手動操作。②結(jié)構(gòu)：

2.按鈕（SB）1—常閉觸點或動斷觸點2—常開觸點或動合觸點觸點1觸點2按鈕外形圖

電工電子技術(shù)上頁下頁聯(lián)動(復(fù)合)按鈕緊急按鈕用指示燈表示其工作狀態(tài)③符號:動斷觸點動合觸點SBSBSB停止按鈕起動按鈕

電工電子技術(shù)上頁下頁按鈕

電工電子技術(shù)上頁下頁交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)3.接觸器用于頻繁地接通和斷開控制電路和主電路。(a)外形(b)結(jié)構(gòu)

電工電子技術(shù)上頁下頁①作用:

接通或斷開主電路，利用電磁吸力的作用而動作的。②結(jié)構(gòu):交流接觸器(KM)按狀態(tài)分按用途分動合觸點動斷觸點主觸點輔助觸點交流接觸器

電工電子技術(shù)上頁下頁③符號：線圈KM用于主電路流過的大電流(需加滅弧裝置)用于控制電路流過的小電流(無需加滅弧裝置)KM動合(常開)輔助觸點動斷(常閉)輔助觸點KM屬于同一器件的線圈和觸點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、觸點數(shù)目等。動合(常開)主觸點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。

電工電子技術(shù)上頁下頁交流接觸器

電工電子技術(shù)上頁下頁交流接觸器~M3~線圈輔助觸點鐵心銜鐵電源電機(jī)主觸點常閉常開彈簧用于頻繁地接通和斷開控制電路和主電路。

電工電子技術(shù)上頁下頁

—它的主要部分就是熔體，也叫保險絲。①作用：短路保護(hù)②符號：4.熔斷器（FU）FU③選擇熔體：

對于無沖擊電流的電路：如照明電路，

IFN≥I

(I為電路的最大電流)

對于有沖擊電流的電路：如電動機(jī)的起動，

IFN≥(1.5～3)IMN

若有幾臺電動機(jī)共用一熔斷器，

IFN≥(1.5～3)IMN+∑IMN安秒特性tIFo

電工電子技術(shù)上頁下頁熔斷器

電工電子技術(shù)上頁下頁①作用:

用于過載保護(hù),靠電流熱效應(yīng)產(chǎn)生動作的。②結(jié)構(gòu)與動作原理:5.

熱繼電器（FR）發(fā)熱元件彈簧雙金屬片常閉觸頭③符號:發(fā)熱元件FR動斷觸點FR熱繼電器符號發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長時間過載，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，扣板被彈簧拉回，常閉觸點斷開。~II扣板復(fù)位按紐

電工電子技術(shù)上頁下頁熱繼電器(b)結(jié)構(gòu)(a)外形

電工電子技術(shù)上頁下頁用于自動往復(fù)控制或限位保護(hù)等。6.行程開關(guān)(限位開關(guān))(b)示意圖結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機(jī)械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖ST常開觸點常閉觸點ST(c)符號(1)接觸式行程開關(guān)

電工電子技術(shù)上頁下頁行程開關(guān)

電工電子技術(shù)上頁下頁①接近開關(guān)

當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械接近它到一定距離范圍之內(nèi)時，就能發(fā)出信號，不需施加機(jī)械力。一般用來控制生產(chǎn)機(jī)械的位置或進(jìn)行計數(shù)。金屬檢測體感辨頭振蕩器檢波器鑒幅器輸出電路穩(wěn)壓器整流電路開關(guān)量輸出

接近開關(guān)電路原理框圖(2)非接觸式行程開關(guān)

電工電子技術(shù)上頁下頁②光電開關(guān)

利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。

對射式光電開關(guān)：包含在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進(jìn)入接收器。當(dāng)被檢測物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號。漫反射式光電開關(guān)：是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測物體經(jīng)過時，將光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號。

電工電子技術(shù)上頁下頁接觸式行程開關(guān)存在響應(yīng)速度低、精度差、接觸檢測容易損壞被檢測物及壽命短等缺點。晶體管接近開關(guān)的作用距離短，不能直接檢測非金屬材料。新型光電開關(guān)則克服了它們的上述缺點，而且體積小、功能多、壽命長、精度高、響應(yīng)速度快、檢測距離遠(yuǎn)以及抗光、電、磁干擾能力強(qiáng)。

光電開關(guān)已被用作物位檢測、液位控制、產(chǎn)品計數(shù)、寬度判別、速度檢測、定長剪切、孔洞識別、信號延時、自動門傳感、色標(biāo)檢出、沖床和剪切機(jī)以及安全防護(hù)等諸多領(lǐng)域。此外，利用紅外線的隱蔽性，還可在銀行、倉庫、商店、辦公室以及其它需要的場合作為防盜警戒之用。

電工電子技術(shù)上頁下頁7.時間繼電器

從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過一段時間延時后才動作的繼電器，稱為時間繼電器。適用于定時控制。按工作原理劃分

電磁式空氣阻尼式晶體管式

數(shù)字式

通電延時：接受輸人信號后延遲一定的時間，輸出信號才發(fā)生變化；當(dāng)輸人信號消失后，輸出瞬時復(fù)原。斷電延時：接受輸人信號時，瞬時產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號；當(dāng)輸人信號消失后，延遲一定的時間，輸出才復(fù)原。

電工電子技術(shù)上頁下頁時間繼電器

電工電子技術(shù)上頁下頁時間繼電器(KT)分類：鐘表式空氣式電子式阻容式數(shù)字式時間繼電器觸頭類型斷電式常閉斷電后延時閉合常開斷電后延時斷開通電式瞬時動作延時動作常閉觸點常開觸點常開通電后延時閉合常閉通電后延時斷開

電工電子技術(shù)上頁下頁1)通電延時繼電器2)斷電延時繼電器KT線圈通電延時閉合常開觸點KT通電延時斷開常閉觸點KTKT線圈(b)符號斷電延時斷開常開觸點KT斷電延時閉合常閉觸點KT延時繼電器的外形與結(jié)構(gòu)(1)空氣阻尼式時間繼電器

電工電子技術(shù)上頁下頁通電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常開觸頭延時閉合常閉觸頭延時打開微動開關(guān)2微動開關(guān)1常開觸頭常閉觸頭線圈通電銜鐵向下吸合連桿動作觸頭動作工作原理調(diào)節(jié)螺絲進(jìn)氣孔托板線圈動鐵心恢復(fù)彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔

電工電子技術(shù)上頁下頁斷電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常閉斷電延時閉合常開斷電延時斷開常開觸頭常閉觸頭空氣式時間繼電器的延時范圍大(有0.4~60s和0.4~180s兩種)。結(jié)構(gòu)簡單，但準(zhǔn)確度較低。時間繼電器的型號有JS7-A和JJSK2等多種類型。

電工電子技術(shù)上頁下頁晶體管式時間繼電器晶體管式時間繼電器又稱半導(dǎo)體式時間繼電器，它是利用RC電路的電容器充電時，電容電壓不能突變的原理來獲得延時的。因此，只要改變RC充電回路的時間常數(shù)（改變電阻值），即可改變延時時間。繼電器的輸出形式分有觸點式和無觸點式，有觸點式是用晶體管驅(qū)動小型電磁式繼電器，而無觸點式是采用晶體管或晶閘管輸出。晶體管式時間繼電器精度較高、體積小、耐沖擊和耐振動、調(diào)節(jié)方便、壽命長，因此應(yīng)用很廣泛，但晶體管式時間繼電器的延時易受電源電壓波動的影響，抗干擾性差。

電工電子技術(shù)上頁下頁熔斷器FU交流接觸器KM組合開關(guān)Q按扭SBSB1SB235熱繼電器FRM3～4215.2直接起動單向運(yùn)行控制電路5.2.1

結(jié)構(gòu)組成

電工電子技術(shù)上頁下頁在電工技術(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結(jié)構(gòu)和實際位置，突出的是電氣原理。電器自動控制原理圖的繪制原則及讀圖方法：（1）按國家規(guī)定的電工圖形符號和文字符號畫圖。（2）控制線路由主電路(被控制負(fù)載所在電路)

和控制電路

(控制主電路狀態(tài))組成。（3）

屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和觸點)按其功能和所接電路的不同分別畫在不同的電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號。（4）所有電器的圖形符號均按無電壓、無外力作用下的正常狀態(tài)畫出，即按通電或受力前的狀態(tài)繪制。（5）

與電路無關(guān)的部件(如鐵心、支架、彈簧等)在控制電路中不畫出。5.2.2

電氣原理圖

電工電子技術(shù)上頁下頁主電路控制電路SB2KMSB1FRKM

FRKMFUQ3~M..保險絲熱繼電器發(fā)熱元件開關(guān)接觸器主觸點起動按鈕停止按鈕接觸器線圈接觸器輔助觸點熱繼電器動斷觸點直接起動單向運(yùn)行控制電氣原理圖

電工電子技術(shù)上頁下頁KMFRKM..KMSB1SB2..控制電路合上開關(guān)Q起動控制原理KM輔助觸點閉合自鎖。按下起動按鈕SB2

,KM線圈通電，KM主觸點閉合，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。通電轉(zhuǎn)動KM主電路

FR3~MFUQQ

電工電子技術(shù)上頁下頁合上開關(guān)Q控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制電路KM輔助觸點閉合自鎖。按下起動按鈕SB2

,KM線圈通電，KM主觸點閉合，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。通電起動KM轉(zhuǎn)動主電路

FR3~MFUQQ松開起動按鈕SB2利用自身輔助觸點，維持線圈通電的作用稱自鎖自鎖

電工電子技術(shù)上頁下頁控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路

FRFUQ3~MQ轉(zhuǎn)動KM自鎖停車

按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點斷開,電動機(jī)停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點斷開，取消自鎖。

電工電子技術(shù)上頁下頁控制原理轉(zhuǎn)動停車

按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點斷開,電動機(jī)停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點斷開，取消自鎖。

停轉(zhuǎn)FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路

FRFUQ3~MQ斷電KM去掉KM輔助觸點,實現(xiàn)點動控制。

電工電子技術(shù)上頁下頁點動控制SB1QFUKMKMM3～主電路控制電路保險絲開關(guān)接觸器主觸點起動按鈕接觸器線圈

電工電子技術(shù)上頁下頁SB1KMSB2FRKM

FRKMFUQ3~M..熱繼電器過載保護(hù)保險絲短路保護(hù)接觸器零壓、欠壓保護(hù)熱繼電器動斷觸點主電路控制電路5.2.3

基本保護(hù)環(huán)節(jié)

電工電子技術(shù)上頁下頁電動機(jī)的保護(hù)

短路保護(hù)是因短路電流會引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強(qiáng)大的電動力，使電動機(jī)和電器設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通常采用熔斷器FU和過流繼電器等。

欠壓是指電動機(jī)工作時，引起電流增加甚至使電動機(jī)停轉(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動機(jī)停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時，電動機(jī)可能自動重新起動(亦稱自起動)，易造成人身或設(shè)備故障。常用的失壓和欠壓保護(hù)有：對接觸器實行自鎖；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護(hù)。

過載保護(hù)是為防止三相電動機(jī)在運(yùn)行中電流超過額定值而設(shè)置的保護(hù)。常采用熱繼電器FR保護(hù)，也可采用自動開關(guān)和電流繼電器保護(hù)。

電工電子技術(shù)上頁下頁5.3鼠籠式電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路將電動機(jī)接到電源的任意兩根線對調(diào)一下，即可使電動機(jī)反轉(zhuǎn)。

需要用兩個接觸器來實現(xiàn)這一要求。

當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時，將電動機(jī)接到電源的任意兩根聯(lián)線對調(diào)一下，電動機(jī)反轉(zhuǎn)。

電工電子技術(shù)上頁下頁

SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成電源兩相短路。正反轉(zhuǎn)的控制線路3~MFRFU正轉(zhuǎn)觸點KMRKMFKMF.KMRFRQKMFSB..SBFKMF正轉(zhuǎn)接觸器正轉(zhuǎn)按鈕正反轉(zhuǎn)控制電路必須保證正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)接觸器不能同時動作。反轉(zhuǎn)接觸器SBRKMRKMR..........反轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)觸點

電工電子技術(shù)上頁下頁按下SBFSBKMF

在同一時間內(nèi)，兩個接觸器只允許一個通電工作的控制作用，稱為“聯(lián)鎖”?！奥?lián)鎖”觸點利用接觸器的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱電氣聯(lián)鎖。缺點：改變轉(zhuǎn)向時必須先按停止按鈕。解決措施：在控制電路中加入機(jī)械連鎖。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通電斷開斷電電機(jī)正轉(zhuǎn)閉合

電工電子技術(shù)上頁下頁機(jī)械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖利用復(fù)合按鈕的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱機(jī)械聯(lián)鎖。鼠籠式電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR

電工電子技術(shù)上頁下頁KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時，按下反轉(zhuǎn)按鈕SBR先斷開斷電閉合通電斷開停止正轉(zhuǎn)閉合閉合電機(jī)反轉(zhuǎn)

電工電子技術(shù)上頁下頁5.4多機(jī)順序聯(lián)鎖控制1#2#

例如：皮帶運(yùn)輸起動要求:1#電機(jī)先起動，2#電機(jī)才動。停車要求:2#電機(jī)先停，1#電機(jī)才停。

電工電子技術(shù)上頁下頁多機(jī)順序聯(lián)鎖控制電路

電工電子技術(shù)上頁下頁閉合KM2SBstp2KM2SBstp1KM1FR1FR2KM1KM1KM2SBst1SBst2多機(jī)順序聯(lián)鎖控制電路起動時:M1起動后M2才能起動；停車時:M2停車后M1才能停車。起動：通電通電閉合閉合閉合

電工電子技術(shù)上頁下頁KM2SBstp2KM2SBstp1KM1FR1FR2KM1KM1KM2SBst1SBst2多機(jī)順序聯(lián)鎖控制電路起動時:M1起動后M2才能起動；停車時:M2停車后M1才能停車。停止：斷電斷電斷開斷開閉合閉合

電工電子技術(shù)上頁下頁5.5多處控制SB1KMSB3FRKM

FRKMFUQ3~M..SB2SB4起動按鈕的動合觸點并聯(lián)；停止按鈕的動斷觸點串聯(lián)。

電工電子技術(shù)上頁下頁主電路：一臺電機(jī)正反轉(zhuǎn)。向右工作臺撞塊向右（電機(jī)正轉(zhuǎn)）ABSTA1STA2STB1STB2例:工作臺前進(jìn)、后退往復(fù)運(yùn)動?？刂齐娐罚簯?yīng)在正反轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，在每套支路中分別串聯(lián)行程開關(guān)的動斷觸點。5.6行程控制電路

電工電子技術(shù)上頁下頁STA1STA2STB2STB1KMFKMRKMFKMRSBstFSBstRKMRKMFSBstpFR自動往返行程控制向右工作臺撞塊向右（電機(jī)正轉(zhuǎn)）ABSTA1STA2STB1STB2

電工電子技術(shù)上頁下頁STA1自動往返行程控制KMFKMRKMFKMRSBstFSBstRKMRKMFSBstpFRSTA1STA2STB2STB1

電工電子技術(shù)5.7時間控制電路5.7.1

Y–

換接降壓起動的時間控制電路上頁下頁

電工電子技術(shù)上頁下頁Y–換接起動控制線路Y接法

KM3

KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2

電工電子技術(shù)上頁下頁通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開復(fù)合按鈕起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接常閉斷開常開閉合常閉延時斷開電動機(jī)Y接起動常閉斷開常開閉合自鎖KT通電KM3通電通電瞬時閉合

電工電子技術(shù)上頁下頁KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接KT通電起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電常閉斷開常開閉合常閉延時斷開電動機(jī)Y接起動常閉斷開常開閉合自鎖KM3通電通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電松開SB2,電機(jī)仍處于Y接起動狀態(tài)。

電工電子技術(shù)上頁下頁KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開KM1斷電常開斷開常閉閉合當(dāng)KT常閉觸點延時斷開時斷電復(fù)合按鈕

電工電子技術(shù)上頁下頁KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開復(fù)合按鈕斷電KM1斷電常開斷開常閉閉合當(dāng)KT常閉觸點延時斷開時通電斷電KM2通電常閉斷開KM3斷電常閉閉合繞組接Y接斷開

電工電子技術(shù)上頁下頁KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開復(fù)合按鈕KM1斷電常開斷開常閉閉合當(dāng)KT常閉觸點延時斷開時通電斷電KM2通電常閉斷開KM3斷電常閉閉合繞組接Y接斷開通電電機(jī)接運(yùn)行KM1通電

電工電子技術(shù)上頁下頁5.7.2

鼠籠式電動機(jī)能耗制動控制線路斷電延時繼電器直流電源斷電延時斷開....SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2..KM2FU23~MFRKM1QFU1

電工電子技術(shù)上頁下頁正常運(yùn)行：按SB2KM1通電KM1主觸點閉合電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)常開閉合自鎖常閉斷開KM2斷電KT通電,常開閉合KM1接通電機(jī)電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間~斷電延時斷開通電通電斷電斷電延時繼電器SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2

電工電子技術(shù)上頁下頁KM1接通電機(jī)電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間通電通電斷電SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2斷電延時斷開制動時：按SB1KM1斷電KM1主觸點斷開電機(jī)脫離三相電源常開斷開常閉閉合斷電

電工電子技術(shù)上頁下頁KM1接通電機(jī)電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間斷電延時斷開~通電通電斷電SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2斷電通電斷電KT斷電KM2通電制動開始制動時：按SB1KM1斷電KM1主觸點斷開電機(jī)脫離三相電源常閉閉合常開斷開

電工電子技術(shù)上頁下頁KM1接通電機(jī)電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間~通電通電通電SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2斷電斷電KT斷電KM2通電制動開始制動時：按SB1KM1斷電KM1主觸點斷開電機(jī)脫離三相電源常閉閉合常開斷開延時KT