電工學(xué)秦曾煌第七chapter

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10章繼電接觸控制系統(tǒng)現(xiàn)在是1頁\一共有43頁\編輯于星期日

應(yīng)用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，稱為電力拖動(dòng)。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10章繼電接觸控制系統(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)?，F(xiàn)在是2頁\一共有43頁\編輯于星期日11.0

常用控制電器10.1.1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。可實(shí)現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。圖為用轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)三相電動(dòng)機(jī)起停控制的接線圖。

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)。現(xiàn)在是3頁\一共有43頁\編輯于星期日M3~圖10.1.1用組合開關(guān)起停電動(dòng)機(jī)的接線圖現(xiàn)在是4頁\一共有43頁\編輯于星期日10.1.2按鈕(手動(dòng)切換電器)(b)結(jié)構(gòu)按鈕常用于接通和斷開控制電路。按鈕的外形圖和結(jié)構(gòu)如圖所示。按鈕開關(guān)的外形和符號(hào)(a)外形圖常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)現(xiàn)在是5頁\一共有43頁\編輯于星期日復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜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按鈕帽動(dòng)畫現(xiàn)在是6頁\一共有43頁\編輯于星期日交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)10.1.3接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器。(a)外形(b)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是7頁\一共有43頁\編輯于星期日10.1.3接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器。~M3~線圈輔助觸點(diǎn)鐵心銜鐵電源電機(jī)主觸點(diǎn)常閉常開動(dòng)畫彈簧現(xiàn)在是8頁\一共有43頁\編輯于星期日符號(hào)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(dòng)合(常開)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)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。現(xiàn)在是9頁\一共有43頁\編輯于星期日10.1.4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，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。1.電流及電壓繼電器電流繼電器：可用于過載或過載保護(hù)，電壓繼電器：主要作為欠壓、失壓保護(hù)。現(xiàn)在是10頁\一共有43頁\編輯于星期日2.中間繼電器

中間繼電器觸頭容量小，觸點(diǎn)數(shù)目多，用于控制線路。

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線圈常開觸頭KA常閉觸頭KA(a)外形中間繼電器外形與符號(hào)現(xiàn)在是11頁\一共有43頁\編輯于星期日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+直流電磁式結(jié)構(gòu)圖阻尼銅套銜鐵工作原理：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)間繼電器現(xiàn)在是12頁\一共有43頁\編輯于星期日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)閉合常開觸點(diǎn)KT通電延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)KTKT線圈(b)符號(hào)斷電延時(shí)斷開常開觸點(diǎn)KT斷電延時(shí)閉合常閉觸點(diǎn)KT延時(shí)繼電器的外形與結(jié)構(gòu)(a)外形(2)空氣式延時(shí)繼電器現(xiàn)在是13頁\一共有43頁\編輯于星期日通電延時(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(2)空氣式時(shí)間繼電器現(xiàn)在是14頁\一共有43頁\編輯于星期日斷電延時(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)間繼電器的型號(hào)有JS7-A和JJSK2等多種類型。現(xiàn)在是15頁\一共有43頁\編輯于星期日10.1.5熱繼電器用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。熱繼電器外形與結(jié)構(gòu)(a)外形(b)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是16頁\一共有43頁\編輯于星期日~

發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長(zhǎng)時(shí)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，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點(diǎn)斷開。發(fā)熱元件杠桿10.1.5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)的過載保護(hù)。動(dòng)畫現(xiàn)在是17頁\一共有43頁\編輯于星期日10.1.6熔斷器符號(hào)FU熔斷器額定電流IF的選擇(1)電燈、電爐等電阻性負(fù)載IF>IL(3)頻繁起動(dòng)的電機(jī)(2)單臺(tái)電機(jī)用于低壓線路中的短路保護(hù)。

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?，F(xiàn)在是18頁\一共有43頁\編輯于星期日用于自動(dòng)往復(fù)控制或限位保護(hù)等。10.1.7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(dòng)作要由機(jī)械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖ST常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)ST(c)符號(hào)行程開關(guān)的外形符號(hào)現(xiàn)在是19頁\一共有43頁\編輯于星期日可實(shí)現(xiàn)短路、過載、失壓保護(hù)。10.1.8自動(dòng)空氣斷路器(自動(dòng)開關(guān))鎖鉤主觸點(diǎn)手動(dòng)閉合

過流脫扣器

欠壓脫扣器銜鐵釋放動(dòng)畫自動(dòng)空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧現(xiàn)在是20頁\一共有43頁\編輯于星期日

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)

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(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)?，F(xiàn)在是21頁\一共有43頁\編輯于星期日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，而且工作又要準(zhǔn)確可靠(2)盡可能避免多個(gè)電器元件依次動(dòng)作才能接通另一個(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)?，F(xiàn)在是22頁\一共有43頁\編輯于星期日熔斷器FU交流接觸器KM組合開關(guān)Q按扭SBSB1SB235熱繼電器FRM3～42110.2

鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線路(a)結(jié)構(gòu)圖現(xiàn)在是23頁\一共有43頁\編輯于星期日主電路控制電路10.2

鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線路(1)電路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..保險(xiǎn)絲熱繼電器發(fā)熱元件開關(guān)接觸器主觸點(diǎn)起動(dòng)按鈕停止按鈕接觸器線圈接觸器輔助觸點(diǎn)熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)動(dòng)畫(b)原理圖現(xiàn)在是24頁\一共有43頁\編輯于星期日電動(dòng)機(jī)的保護(hù)SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..熱繼電器過載保護(hù)保險(xiǎn)絲短路保護(hù)接觸器零壓、欠壓保護(hù)熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)主電路控制電路現(xiàn)在是25頁\一共有43頁\編輯于星期日電動(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)。現(xiàn)在是26頁\一共有43頁\編輯于星期日KMFRKM..KMSB1SB2..控制電路合上開關(guān)Q起動(dòng)(2)控制原理KM輔助觸點(diǎn)閉合自鎖。按下起動(dòng)按鈕SB2

,KM線圈通電，KM主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。通電轉(zhuǎn)動(dòng)KM主電路FR3~MFUQQ動(dòng)畫現(xiàn)在是27頁\一共有43頁\編輯于星期日合上開關(guān)Q(2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制電路KM輔助觸點(diǎn)閉合自鎖。按下起動(dòng)按鈕SB2

,KM線圈通電，KM主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。通電起動(dòng)KM轉(zhuǎn)動(dòng)主電路FR3~MFUQQ松開起動(dòng)按鈕SB2

利用自身輔助觸點(diǎn)，維持線圈通電的作用稱自鎖自鎖現(xiàn)在是28頁\一共有43頁\編輯于星期日(2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路FRFUQ3~MQ轉(zhuǎn)動(dòng)KM自鎖停車

按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點(diǎn)斷開,電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點(diǎn)斷開，取消自鎖。現(xiàn)在是29頁\一共有43頁\編輯于星期日(2)控制原理轉(zhuǎn)動(dòng)停車

按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點(diǎn)斷開,電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點(diǎn)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(diǎn),實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。現(xiàn)在是30頁\一共有43頁\編輯于星期日10.3

鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路

將電動(dòng)機(jī)接到電源的任意兩根線對(duì)調(diào)一下，即可使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

需要用兩個(gè)接觸器來實(shí)現(xiàn)這一要求。

當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；

當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接到電源的任意兩根聯(lián)線對(duì)調(diào)一下，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在是31頁\一共有43頁\編輯于星期日SBF和SBR決不允許同時(shí)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(diǎn)KMR動(dòng)畫KMFKMF.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(shí)動(dòng)作。反轉(zhuǎn)接觸器SBRKMRKMR..........反轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)現(xiàn)在是32頁\一共有43頁\編輯于星期日按下SBFSBKMF

在同一時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)接觸器只允許一個(gè)通電工作的控制作用，稱為“聯(lián)鎖”?！奥?lián)鎖”觸點(diǎn)利用接觸器的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱電氣聯(lián)鎖。

缺點(diǎn)：改變轉(zhuǎn)向時(shí)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)閉合現(xiàn)在是33頁\一共有43頁\編輯于星期日機(jī)械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖利用復(fù)合按鈕的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱機(jī)械聯(lián)鎖。鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR現(xiàn)在是34頁\一共有43頁\編輯于星期日KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，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)現(xiàn)在是35頁\一共有43頁\編輯于星期日10.4

行程控制自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)：1.能正向運(yùn)行也能反向運(yùn)行2.到位后能自動(dòng)返回行程控制：

控制某些機(jī)械的行程，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件到達(dá)一定行程位置時(shí)利用行程開關(guān)進(jìn)行控制。STaSTb電機(jī)正程限位開關(guān)STaSTb逆程現(xiàn)在是36頁\一共有43頁\編輯于星期日STaSTb前進(jìn)(正轉(zhuǎn)）后退12按SBF時(shí)KMF通電(其常閉斷開，常開閉合)KMF斷電KMR通電行程開關(guān)自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)：擋塊動(dòng)畫電機(jī)正轉(zhuǎn)工作臺(tái)前進(jìn)到達(dá)預(yù)定位置，擋塊1撞擊STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正轉(zhuǎn)

電機(jī)反轉(zhuǎn)(工作臺(tái)后退)現(xiàn)在是37頁\一共有43頁\編輯于星期日10.5

時(shí)間控制1.Y–

換接起動(dòng)控制線路Y接法KMYKM1FUQ接法動(dòng)畫KM.SB1.SB2KTKM1KMYKMYKM1KM1KTKTKMKMKM現(xiàn)在是38頁\一共有43頁\編輯于星期日通電通電.SB1.SB2KTKM1KM1KM1KTKT通電斷電通電延時(shí)繼電器通電延時(shí)斷開復(fù)合按鈕KM1接通電源KM—繞組聯(lián)接KMY—繞組Y聯(lián)接KT常開閉合自鎖通電瞬時(shí)閉合KMYKMYKMKMKM1通電KM斷電Y起動(dòng)過程：按SB2繞組Y接KM保持?jǐn)嚯奒MY常閉斷開KT開始計(jì)時(shí)電動(dòng)機(jī)Y接起動(dòng)KM1常閉斷開KM1常開閉合自鎖KT通電KMY通電KMKM常閉閉合KMY主觸閉合現(xiàn)在是39頁\一共有43頁\編輯于星期日KM