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文檔簡介

10章繼電接觸器控制系統(tǒng)

就現(xiàn)代機(jī)床或其他生產(chǎn)機(jī)械而言,它們的運(yùn)動部件大多數(shù)是由電動機(jī)來帶動的。因此,在生產(chǎn)過程中要對電動機(jī)進(jìn)行自動控制,使生產(chǎn)機(jī)械各部件的動作按順序進(jìn)行,保證生產(chǎn)過程和加工工藝合乎預(yù)定要求。

對電動機(jī)主要是控制它的起動、停止、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動及順序運(yùn)行。

對電動機(jī)或其他電氣設(shè)備的接通或斷開,當(dāng)前國內(nèi)還較多地采用繼電器、接觸器及按鈕等控制電器來實(shí)現(xiàn)自動控制。這種控制系統(tǒng)一般稱為繼電接觸器控制系統(tǒng),它是一種有觸點(diǎn)的斷續(xù)控制。本章介紹一些常用控制電器和基本控制線路。10·1常用控制電器10·1·1組合開關(guān)在機(jī)床電氣控制線路中,組合開關(guān)常用來作為電源引入開關(guān),也可以用它來直接起動和停止小容量籠型電動機(jī)或使電動機(jī)正反轉(zhuǎn),局部照明電路也常用它來控制。組合開關(guān)的種類很多,常用的有HZ10等系列的。它有三對靜觸片,每個(gè)觸片的一端固定在絕緣墊板上,另一端伸出盒外,連在接線柱上。三個(gè)動觸片套在裝有手柄的絕緣轉(zhuǎn)軸上,轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸就可以將三個(gè)觸點(diǎn)同時(shí)接通或斷開。10·1常用控制電器10·1·2按鈕

按鈕通常用來接通或斷開控制電路,從而控制電動機(jī)或其他電氣設(shè)備的運(yùn)行。

圖所示是一種按鈕的剖面圖。將按鈕帽按下時(shí),下面一對原來斷開的靜觸點(diǎn)被動觸點(diǎn)接通;而上面一對原來接通的靜觸點(diǎn)則被斷開。

原來就接通的觸點(diǎn),稱為動斷觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn);原來就斷開的觸點(diǎn),稱為動合觸點(diǎn)或常開觸點(diǎn)。10·1常用控制電器10·1·3交流接觸器交流接觸器常用來接通和斷開電動機(jī)或其他設(shè)備的主電路,每小時(shí)可開閉千余次。

接觸器主要由電磁鐵和觸點(diǎn)兩部分組成。它是利用電磁鐵的吸引力而動作的。

當(dāng)吸引線圈通電后,吸引山形動鐵心,從而使動合觸點(diǎn)閉合。

根據(jù)用途不同,接觸器的觸點(diǎn)分為主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。輔助觸點(diǎn)通過電流較小,常接在電動機(jī)的控制電路中;主觸點(diǎn)能通過較大電流,接在電動機(jī)的主電路中。10·1常用控制電器10·1·4中間繼電器中間繼電器通常用來傳遞信號和同時(shí)控制多個(gè)電路,也可直接用它來控制小容量電動機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和交流接觸器基本相同,只是電磁系統(tǒng)小些,觸點(diǎn)多些。10·1常用控制電器10·1·5熱繼電器

熱繼電器是用來保護(hù)電動機(jī)使之免受長期過載的危害。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)而動作的,熱元件是一段電阻不大的電阻絲,接在電動機(jī)的主電路中。雙金屬片由兩種具有不同線膨脹系數(shù)的金屬碾壓而成。下層金屬的膨脹系數(shù)大,上層小。當(dāng)電路中電流超過容許值而使雙金屬片受熱時(shí),它便向上彎,因而脫扣,扣板在彈簧的拉力下將動斷觸點(diǎn)斷開。

由于熱慣性,熱繼電器不能作短路保護(hù)。

如果要熱繼電器復(fù)位,則按下復(fù)位按鈕即可。10·1常用控制電器10·1·6熔斷器熔斷器是最簡便的而且是有效的短路保護(hù)電器。

熔斷器中的熔片或熔絲用電阻率較高的易熔合金制成。

線路在正常工作情況下,熔斷器中的熔絲或熔片不應(yīng)熔斷。一旦發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時(shí),熔斷器中的熔絲或熔片立即熔斷。管式插式螺旋式10·1常用控制電器10·1·7空氣斷路器空氣斷路器也稱為自動空氣開關(guān),是常用的一種保護(hù)電器,可實(shí)現(xiàn)短路、過載和失壓保護(hù)。主觸點(diǎn)通常是由手動的操作機(jī)構(gòu)來閉合的,開關(guān)的脫扣機(jī)構(gòu)是一套連桿裝置。當(dāng)主觸點(diǎn)閉合后就被鎖鉤鎖住。

如果電路中發(fā)生故障,脫扣機(jī)構(gòu)就在有關(guān)脫扣器的作用下將鎖鉤脫開,于是主觸點(diǎn)在釋放彈簧的作用下迅速分?jǐn)唷?0·1常用控制電器10·2籠型電動機(jī)直接起動的控制線路圖所示是中、小型容量籠型電動機(jī)直接起動的控制線路,其中用了組合開關(guān)Q、交流接觸器KM、按鈕SB、熱繼電器FR及熔斷器FU等幾種電器。10·2籠型電動機(jī)直接起動的控制線路

先將組合開關(guān)Q閉合,為電動機(jī)起動作好準(zhǔn)備。

當(dāng)按下按鈕SB2時(shí),交流接觸器KM的線圈通電,動鐵心被吸合從而將三個(gè)主觸點(diǎn)閉合,電動機(jī)M便起動。

當(dāng)松開SB2時(shí),它在彈簧的作用下恢復(fù)到斷開位置。但是由于與起動按鈕并聯(lián)的輔助觸點(diǎn)和主觸點(diǎn)同時(shí)閉合,因此接觸器線圈的電路仍然接通,而使接觸器觸點(diǎn)保持在閉合的位置。這個(gè)輔助觸點(diǎn)稱為自鎖觸點(diǎn)。

將停止按鈕SB1按下,則將線圈的電路切斷,動鐵心和觸點(diǎn)恢復(fù)到斷開的位置。

采用上述控制線路還可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)、過載保護(hù)和零壓保護(hù)。10·2籠型電動機(jī)直接起動的控制線路籠型電動機(jī)直接起動的控制線路可分為主電路和控制電路兩部分。主電路是:三相電源—Q—FU—KM(主觸點(diǎn))—FR(熱元件)—M控制電路是:1—SB1———SB2———KM(線圈)—FR(動斷觸點(diǎn))—2KM—(輔助觸點(diǎn))—控制電路的功率很小,因此可以通過小功率的控制電路來控制功率較大的電動機(jī)。

10·2籠型電動機(jī)直接起動的控制線路籠型電動機(jī)直接起動的控制線路原理圖如下:在控制線路的原理圖中,各種電器都用統(tǒng)一的符號來代表。同一電器的各部件用同一文字符號來表示。

在不同的工作階段,各個(gè)電器的動作不同,在原理圖表示所有電器在沒有通電或沒有發(fā)生機(jī)械動作時(shí)的位置。若將自鎖觸點(diǎn)KM除去,則可對電動機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動控制。

10·3籠型電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路在生產(chǎn)上往往要求運(yùn)動部件向正反兩個(gè)方向運(yùn)動。例如,機(jī)床工作臺的前進(jìn)與后退,主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),起重機(jī)的提升與下降等等。為了實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn),只要將接到電流的任意兩根連線對調(diào)一頭即可。為此,需要用兩個(gè)交流接觸器來實(shí)現(xiàn)這一要求。

如果兩個(gè)接觸器同時(shí)工作,將有兩根電源線通過它們的主觸點(diǎn)將電源短路。所以正反轉(zhuǎn)控制線路必須保證兩個(gè)接觸器不能同時(shí)工作。這種在同一時(shí)間里兩個(gè)接觸器只允許一個(gè)工作的控制作用稱為互鎖或聯(lián)鎖。10·3籠型電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路籠型電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路原理圖10·3籠型電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路在籠型電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路中,正轉(zhuǎn)接觸器KMF的一個(gè)動斷輔助觸點(diǎn)串接在反轉(zhuǎn)接觸器KMR的線圈電路中,而反轉(zhuǎn)接觸器的一個(gè)動斷輔助觸點(diǎn)串接在正轉(zhuǎn)接觸器的線圈電路中。這兩個(gè)動斷觸點(diǎn)稱為聯(lián)鎖觸點(diǎn)。當(dāng)按下正轉(zhuǎn)起動按鈕SBF時(shí),正轉(zhuǎn)接觸器線圈通電,主觸點(diǎn)KMF閉合,電動機(jī)正轉(zhuǎn)。與此同時(shí),聯(lián)鎖觸點(diǎn)斷開了反轉(zhuǎn)接觸器KMR的線圈電路。這種控制電路在正轉(zhuǎn)過程中要求反轉(zhuǎn),必須先按停止按鈕SB1,讓聯(lián)鎖觸點(diǎn)閉合后,才能按反轉(zhuǎn)起動按鈕使電動機(jī)反轉(zhuǎn)。為了解決這個(gè)問題,在生產(chǎn)上常采用復(fù)式按鈕和觸點(diǎn)聯(lián)鎖的控制電路。當(dāng)電動機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí),按下反轉(zhuǎn)起動按鈕SBR,它的動斷觸點(diǎn)斷開,而使正轉(zhuǎn)接觸器的線圈KMF斷電,主觸點(diǎn)KMF斷開。與此同時(shí)串接在反轉(zhuǎn)控制電路中的動斷觸點(diǎn)KMF恢復(fù)閉合,反轉(zhuǎn)接觸器的線圈通電,電動機(jī)反轉(zhuǎn)。10·4行程控制行程控制,就是當(dāng)運(yùn)動部件到達(dá)一定行程位置時(shí)采用行程開關(guān)來進(jìn)行控制。行程開關(guān)是由裝在運(yùn)動部件上的擋塊來撞動的。

行程開關(guān)SQa和SQb分別裝在工作臺的原位和終點(diǎn),由裝在工作臺上的擋塊來撞動。工作臺由電動機(jī)M帶動。10·4行程控制

工作臺在原位時(shí),其上擋塊將原位行程開關(guān)SQa壓下,將串接在反轉(zhuǎn)控制電路中的動斷觸點(diǎn)壓開。這時(shí)電動機(jī)不能反轉(zhuǎn)。

當(dāng)工作臺前進(jìn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí),擋塊壓下終點(diǎn)行程開關(guān)SQb,將串接在正轉(zhuǎn)控制電路中的動斷觸點(diǎn)SQb壓開,電動機(jī)停止正轉(zhuǎn),同時(shí)將反轉(zhuǎn)控制電路的動合觸點(diǎn)SQb壓合,電動機(jī)反轉(zhuǎn)。

當(dāng)工作臺后退回到原位時(shí),再次將SQa壓下,電機(jī)在原位停止。10·5時(shí)間控制時(shí)間控制,就是采用時(shí)間繼電器進(jìn)行延時(shí)控制。在交流電路中常采用空氣式時(shí)間繼電器,它是利用空氣阻尼作用而達(dá)到動作延時(shí)的目的。通電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器斷電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器10·5時(shí)間控制

通電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器,當(dāng)吸引線圈通電后就將動鐵心吸下,使動鐵心與活塞桿之間一有段距離。在釋放彈簧的作用下,活塞桿向下移動。在傘形活塞的表面固定有一層橡皮膜,當(dāng)活塞向下移動時(shí),在膜上面造成空氣稀薄的空間,活塞受到下面空氣的壓力,不能迅速下移。當(dāng)空氣由進(jìn)氣孔進(jìn)入時(shí),活塞才逐漸下移。移動到最后位置時(shí),杠桿使微動開關(guān)動作。延時(shí)時(shí)間即為自電磁鐵吸引線圈通電時(shí)刻起到微動開關(guān)動作時(shí)為止的這段時(shí)間。通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔的大小,就可調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間。吸引線圈斷電后,依靠恢復(fù)彈簧的作用而復(fù)原,空氣經(jīng)由出氣孔被迅速排出。通電延時(shí)的時(shí)間繼電器有兩個(gè)延時(shí)觸點(diǎn):一個(gè)是延時(shí)斷開的動斷觸點(diǎn),一個(gè)是延時(shí)閉合的動合觸點(diǎn)。此外還有兩個(gè)瞬時(shí)觸點(diǎn)。10·5時(shí)間控制將鐵心倒裝一下就構(gòu)成了斷電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器。斷電延時(shí)的時(shí)間繼電器也有兩個(gè)延時(shí)觸點(diǎn):一個(gè)是延時(shí)閉合的的動斷觸點(diǎn),一個(gè)是延時(shí)斷開的動合觸點(diǎn)。此外還有兩個(gè)瞬時(shí)觸點(diǎn)。

1.籠型電動機(jī)Y-起動的控制線路

KM1通電KM1斷電KM1通電KT通電KM2斷電KM2通電KM3通電KM3斷電(Y起動)

(運(yùn)行)按SB2

延時(shí)10·5時(shí)間控制10·5時(shí)間控制2.籠型電動機(jī)能耗制動的控制線路

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