電工學(xué)第5章繼電氣、接觸器控制

第5章繼電器與接觸器控制系統(tǒng)本章要求：1.了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途。2.掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過程。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。3.掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。4.掌握過載、短路和失壓保護(hù)的作用和方法?！?.4行程控制§5.1常用低壓電器簡(jiǎn)介§5.2起?？刂啤?.3正反轉(zhuǎn)控制§5.5時(shí)間控制第5章繼電器與接觸器控制系統(tǒng)低壓電器配電電器控制電器開關(guān)、熔斷器、避雷器……接觸器繼電器起動(dòng)器……§5.1常用低壓電器簡(jiǎn)介高壓電器手動(dòng)操作電器自動(dòng)控制電器其它刀閘開關(guān)HH系列鐵殼開關(guān)HK系列膠殼開關(guān)*手動(dòng)切換電器按鈕常用于接通和斷開主電路?？紤]到電機(jī)較大的起動(dòng)電流，刀閘的額定電流值應(yīng)如下選擇：（3~5)*異步電機(jī)額定電流電路符號(hào)Q控制對(duì)象：380V，5.5kW以下小電機(jī)組合開關(guān)組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(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?？蓪?shí)現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換開關(guān)中的彈簧可使動(dòng)、靜觸片快速斷開，利于熄滅電弧。但轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，電流100A以下的電路中做電源開關(guān)。M3~控制按鈕按鈕常用于接通和斷開控制電路。常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式動(dòng)觸頭常開靜觸頭外殼4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號(hào)名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動(dòng)按鈕)復(fù)合按鈕1234123按鈕帽行程開關(guān)用作電路的限位保護(hù)、行程控制、自動(dòng)切換等。結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動(dòng)作要由機(jī)械撞擊。常開（動(dòng)合）觸頭電路符號(hào)ST常閉（動(dòng)斷）觸頭電路符號(hào)ST未撞擊撞擊瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器熔斷器常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。電路符號(hào)FU熔體額定電流的選擇：3.頻繁起動(dòng)的電機(jī)

異步電機(jī)的起動(dòng)電流Ist=(5~7)額定電流2.一般電機(jī)（稍大）1.無沖擊電流的場(chǎng)合（如電燈、電爐）安秒特性tIF*自動(dòng)控制電器接觸器是利用電磁力來接通和斷開大電流電路的一種自動(dòng)控制電器，它常用在控制電動(dòng)機(jī)的主電路上。交流接觸器復(fù)位彈簧動(dòng)鐵心線圈靜鐵心主觸點(diǎn)動(dòng)合(常開)輔助觸頭動(dòng)斷觸點(diǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)1231′2′3′復(fù)位彈簧動(dòng)鐵心線圈靜鐵心主觸點(diǎn)動(dòng)合(常開)輔助觸頭動(dòng)斷觸點(diǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)1231′2′3′交流接觸器線圈通電后的狀態(tài)線圈KM交流接觸器的圖形及文字符號(hào)：KM輔觸頭KM輔觸頭KM主觸頭接觸器控制對(duì)象：電動(dòng)機(jī)及其它電力負(fù)載接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點(diǎn)數(shù)目等。接觸器主觸頭：用于主電路（流過電流大，需加滅弧裝置）接觸器輔助觸頭：用于控制電路（流過電流小，無需加滅弧裝置）屬于同一器件的線圈和觸點(diǎn)用相同的文字表示繼電器

繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在于，觸發(fā)器的主觸頭可以通過大電流，而繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，繼電器只能用于控制電路中。中間繼電器電壓繼電器（主要作為欠壓、失壓保護(hù)）電流繼電器（可用于過載或過載保護(hù)）時(shí)間繼電器（具有延時(shí)功能）熱繼電器（做過載保護(hù)）…...繼電器類型：中間繼電器中間繼電器的結(jié)構(gòu)和交流接觸器基本相同，只是電磁系統(tǒng)小些，觸頭個(gè)數(shù)多些，共有八對(duì)觸頭，其中四對(duì)常開觸頭，四對(duì)常閉觸頭，而且沒有主、輔觸頭之分。觸頭容量相當(dāng)于接觸器的輔助觸頭，其額定電流為5A。線圈KAKA常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)KAKA復(fù)合觸點(diǎn)(a)外形(b)結(jié)構(gòu)熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)而動(dòng)作的電器，用來保護(hù)電動(dòng)機(jī)使之免受長(zhǎng)期過載的危害。發(fā)熱元件雙金屬片常閉觸點(diǎn)復(fù)位按鈕彈簧扣板II熱繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖發(fā)熱元件雙金屬片常閉觸點(diǎn)復(fù)位按鈕彈簧II扣板常閉觸點(diǎn)打開從而斷開電動(dòng)機(jī)的主電路當(dāng)主電路中電流超過容許值而使雙金屬片熱時(shí)，它便向上彎曲，因而脫鉤。熱繼電器的符號(hào)發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中常閉觸頭FRFR

是從得到輸入信號(hào)(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)后才動(dòng)作的繼電器。適用于定時(shí)控制。時(shí)間繼電器+工作原理：當(dāng)銜鐵未吸合時(shí)，磁路氣隙大，線圈電感小，通電后激磁電流很快建立，將銜鐵吸合，繼電器觸點(diǎn)立即改變狀態(tài)。而當(dāng)線圈斷電時(shí)，鐵心中的磁通將衰減，磁通的變化將在銅套中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻止磁通衰減，當(dāng)磁通下降到一定程度時(shí)，銜鐵才能釋放，觸頭改變狀態(tài)。因此繼電器吸合時(shí)是瞬時(shí)動(dòng)作，而釋放時(shí)是延時(shí)的，故稱為斷電延時(shí)。(1)直流電磁式時(shí)間繼電器(2)空氣式延時(shí)繼電器通電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常開觸頭延時(shí)閉合常閉觸頭延時(shí)打開微動(dòng)開關(guān)2微動(dòng)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(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)斷開常開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)間繼電器觸頭類型斷電式常閉斷電后延時(shí)閉合常開斷電后延時(shí)斷開通電式瞬時(shí)動(dòng)作延時(shí)動(dòng)作常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)常開通電后延時(shí)閉合常閉通電后延時(shí)斷開釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔微動(dòng)開關(guān)2微動(dòng)開關(guān)1恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘線圈銜鐵1通電延時(shí)時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器線圈通電后瞬時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔動(dòng)鐵心靜鐵心i恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔瞬時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)動(dòng)鐵心靜鐵心i恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔瞬時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)動(dòng)鐵心靜鐵心i恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔瞬時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)動(dòng)鐵心靜鐵心i恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘延時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔瞬時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)動(dòng)鐵心靜鐵心i恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔動(dòng)鐵心靜鐵心線圈微動(dòng)開關(guān)2微動(dòng)開關(guān)1斷電后立刻復(fù)位恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘釋放彈簧橡皮膜杠桿進(jìn)氣孔出氣孔動(dòng)鐵心靜鐵心線圈恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘微動(dòng)開關(guān)微動(dòng)開關(guān)2斷電延時(shí)時(shí)間繼電器活塞釋放彈簧杠桿動(dòng)鐵心靜鐵心線圈進(jìn)氣孔出氣孔調(diào)節(jié)螺釘瞬時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)斷電延時(shí)時(shí)間繼電器通電后延時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)橡皮膜活塞釋放彈簧杠桿靜鐵心進(jìn)氣孔出氣孔調(diào)節(jié)螺釘斷電后開始延時(shí)線圈微動(dòng)開關(guān)微動(dòng)開關(guān)橡皮膜活塞釋放彈簧杠桿靜鐵心進(jìn)氣孔出氣孔調(diào)節(jié)螺釘斷電后開始延時(shí)線圈微動(dòng)開關(guān)微動(dòng)開關(guān)橡皮膜活塞釋放彈簧杠桿進(jìn)氣孔出氣孔動(dòng)鐵心靜鐵心線圈恢復(fù)彈簧調(diào)節(jié)螺釘微動(dòng)開關(guān)斷電后開始延時(shí)延時(shí)觸點(diǎn)歸位橡皮膜活塞作用：可實(shí)現(xiàn)短路、過載、失壓保護(hù)。自動(dòng)空氣斷路器（自動(dòng)開關(guān)）結(jié)構(gòu)：過流脫扣器欠壓脫扣器工作原理：過流時(shí)，過流脫扣器將脫鉤頂開，斷開電源；欠壓時(shí)，欠壓脫扣器將脫鉤頂開，斷開電源。鎖鉤主觸點(diǎn)手動(dòng)閉合銜鐵釋放連桿裝置釋放彈簧動(dòng)畫*繼電接觸控制線路由一些基本控制環(huán)節(jié)組成，下面介紹繼電接觸控制線路的繪制。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(shí)際位置，突出的是電氣原理。電器自動(dòng)控制原理圖的繪制原則及讀圖方法：1.按國(guó)家規(guī)定的電工圖形符號(hào)和文字符號(hào)畫圖。2.控制線路由主電路(被控制負(fù)載所在電路)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(diǎn))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(hào)。4.所有電器的圖形符號(hào)均按無電壓、無外力作用下的正常狀態(tài)畫出，即按通電前的狀態(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。分析和設(shè)計(jì)控制電路時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：使控制電路簡(jiǎn)單，電器元件少，而且工作要準(zhǔn)確可靠。(2)盡可能避免多個(gè)電器元件依次動(dòng)作才能接通同一個(gè)電器的控制電路。(3)必須保證每個(gè)線圈的額定電壓，不能將兩個(gè)線圈串聯(lián)。電器符號(hào)標(biāo)注刀閘熔斷器按鈕接觸器熱繼電器行程開關(guān)時(shí)間繼電器中間繼電器QFUSBKMFRSTKTKAABCM3~自保持停止按鈕起動(dòng)按鈕特點(diǎn)：小電流控制大電流。§4.2起?？刂?4電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行KMSB2C'M3~ABCKMQB'SB1KM注意：接觸器線圈電壓380V時(shí)，采用此種接線方式。主電路控制電路開關(guān)接觸器主觸點(diǎn)起動(dòng)按鈕接觸器線圈停止按鈕接觸器輔助觸點(diǎn)45KMSB2C'M3~ABCKMFUQB'SB1異步機(jī)的工作保護(hù)FR熱繼電器觸頭FR電流成回路，只要接兩相就可以了。發(fā)熱元件KM保險(xiǎn)46KMSB2C'M3~ABCKMFUQB'SB1異步機(jī)的直接起動(dòng)+過載保護(hù)FRFRKM熱繼電器過載保護(hù)保險(xiǎn)絲短路保護(hù)零壓、欠壓保護(hù)接觸器47電動(dòng)機(jī)的保護(hù)

短路保護(hù)是因短路電流會(huì)引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，使電動(dòng)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(dòng)機(jī)工作時(shí)，引起電流增加甚至使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可能自動(dòng)重新起動(dòng)(亦稱自起動(dòng))，易造成人身或設(shè)備故障。常用的失壓和欠壓保護(hù)有：對(duì)接觸器實(shí)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(dòng)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(dòng)開關(guān)和電流繼電器保護(hù)。48KMFKMFSB1SBFFRKMRKMRKMRSBRM3~ABCKMFFUQFR該電路必須先停車才能由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)。SBF和SBR不能同時(shí)下，否則會(huì)造成短路！操作過程：SBF正轉(zhuǎn)SBR反轉(zhuǎn)停車SB1正轉(zhuǎn)§10.3正反轉(zhuǎn)控制反轉(zhuǎn)49電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制—電氣互鎖互鎖作用：正轉(zhuǎn)時(shí)，SBR不起作用；反轉(zhuǎn)時(shí)，SBF不起作用。從而避免兩觸發(fā)器同時(shí)工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRSBR互鎖M3~ABCKMFFUQFR50電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制—雙重互鎖KMRM3~ABCKMFFUQFR電器互鎖機(jī)械互鎖雙保險(xiǎn)機(jī)械互鎖（復(fù)合按鈕）電器互鎖（互鎖觸頭）KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR51行程控制實(shí)質(zhì)為電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，只是在行程的終端要加限位開關(guān)。正程逆程BAKMRM3~ABCKMFFUQFR§10.4行程控制52行程控制電路（1）正程限位開關(guān)STASTB逆程至右極端位置撞開STA

動(dòng)作過程SB2正向運(yùn)行電機(jī)停車（反向運(yùn)行同樣分析）控制回路限位開關(guān)KMFFRKMRSB1KMFSB2SB3KMRKMRKMFSTASTB53行程控制(2)--自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)正程逆程電機(jī)工作要求：1.能正向運(yùn)行也能反向運(yùn)行2.到位后能自動(dòng)返回電機(jī)STaSTb自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制電路限位開關(guān)采用復(fù)合式開關(guān)。正向運(yùn)行停車的同時(shí)，自動(dòng)起動(dòng)反向運(yùn)行；反之亦然。關(guān)鍵措施KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMR