電工學(xué)第六繼電接觸器控制系統(tǒng)河北工業(yè)大學(xué)

電工學(xué)第六繼電接觸器控制系統(tǒng)河北工業(yè)大學(xué)第1頁/共58頁

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)。第2頁/共58頁10.1

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?？蓪?shí)現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。圖10.1.1為用轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)三相電動(dòng)機(jī)起?？刂频慕泳€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)。第3頁/共58頁轉(zhuǎn)換開關(guān)（Q）▲第10章上頁下頁翻頁返回第4頁/共58頁M3~圖10.1.1用組合開關(guān)起停電動(dòng)機(jī)的接線圖第5頁/共58頁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)第6頁/共58頁上頁下頁翻頁返回第10章按鈕（SB）▲第7頁/共58頁復(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按鈕帽第8頁/共58頁交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)110.1.3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)第9頁/共58頁上頁下頁翻頁第10章返回第10頁/共58頁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：可用于過載保護(hù)，電壓繼電器：主要作為欠壓、失壓保護(hù)。第11頁/共58頁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)第12頁/共58頁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)第13頁/共58頁上頁下頁翻頁第10章熱繼電器的原理圖▲返回第14頁/共58頁

發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長時(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。10.1.5熱繼電器工作原理用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。第15頁/共58頁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。第16頁/共58頁可實(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自動(dòng)空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧第17頁/共58頁自動(dòng)空氣斷路器▲第10章上頁下頁翻頁返回第18頁/共58頁上頁下頁返回10.2三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制1.

直接起動(dòng)控制結(jié)構(gòu)圖2.

直接起動(dòng)控制原理圖3.

點(diǎn)動(dòng)控制4.

保護(hù)功能第19頁/共58頁熔斷器FU交流接觸器KM組合開關(guān)Q按扭SBSB1SB235熱繼電器FRM3～42111.2

鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線路1.直接起動(dòng)(a)結(jié)構(gòu)圖第20頁/共58頁1.

直接起動(dòng)控制結(jié)構(gòu)圖上頁下頁翻頁返回第21頁/共58頁

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)。第22頁/共58頁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)。第23頁/共58頁電動(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)。第24頁/共58頁上頁下頁翻頁2.

直接起動(dòng)控制原理圖返回第25頁/共58頁上頁下頁翻頁返回3.

點(diǎn)動(dòng)控制第26頁/共58頁2.既能長期工作又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路

按下起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3的作用：(1)使接觸器線圈KM通電；(2)使線圈KM不能自鎖。KMSB2FRKMSB1~SB3復(fù)合按鈕第27頁/共58頁2.既能長期工作又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路KMSB2FRKMSB1~SB3后閉合先斷開按下SB3閉合電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)時(shí)：自鎖觸點(diǎn)不起作用通電第28頁/共58頁KMSB2FRKMSB1~SB3先斷開后閉合斷開斷電2.既能長期工作又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路松開SB3第29頁/共58頁2.既能長期工作又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路KMSB2FRKMSB1~SB3松開SB3電機(jī)停轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)用途:試車、檢修以及車床主軸的調(diào)整等。先斷開后閉合斷開斷電第30頁/共58頁KM1FUQKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1通電閉合再按SB2閉合通電閉合閉合1.控制順序：M1起動(dòng)后M2才能起動(dòng)。M2既不能單獨(dú)起動(dòng)，也不能單獨(dú)停車。M1轉(zhuǎn)動(dòng)3.電機(jī)的順序控制M2轉(zhuǎn)動(dòng)....第31頁/共58頁M13~這樣的順序控制是否合理？

兩電機(jī)各自要有獨(dú)立的電源；這樣接，主觸頭(KM1)的負(fù)荷過重。KM1KM2M23~思考第32頁/共58頁KM2SBKM2SBKM1FR1FR2KM1

例1：兩條皮帶運(yùn)輸機(jī)分別由兩臺(tái)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運(yùn)輸機(jī)上，要求電動(dòng)機(jī)按下述順序起動(dòng)和停止：起動(dòng)時(shí):M1起動(dòng)后M2才能起動(dòng)；停車時(shí):M2停車后M1才能停車。應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)控制？起動(dòng)：通電通電閉合閉合第33頁/共58頁SBKM1FR1

例：兩條皮帶運(yùn)輸機(jī)分別由兩臺(tái)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運(yùn)輸機(jī)上，要求電動(dòng)機(jī)按下述順序起動(dòng)和停止：起動(dòng)時(shí):M1起動(dòng)后M2才能起動(dòng)；停車時(shí):M2停車后M1才能停車。應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)控制？KM2SBKM2FR2KM1停止：斷電斷電斷開斷開第34頁/共58頁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)。1.

異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路2.

具有互鎖環(huán)節(jié)的正反轉(zhuǎn)控制電路3.

運(yùn)用復(fù)合按鈕實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制第35頁/共58頁上頁下頁翻頁2.

異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路返回第36頁/共58頁上頁下頁翻頁第6章3.

具有互鎖環(huán)節(jié)的正反轉(zhuǎn)控制電路返回第37頁/共58頁按下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)閉合第38頁/共58頁機(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第39頁/共58頁上頁下頁翻頁4.

運(yùn)用復(fù)合按鈕實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制返回第40頁/共58頁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)第41頁/共58頁正反轉(zhuǎn)控制線路3~MFRFUQ......KMFFRKMRSB1SBFKMFSBRKMRKMRKMFKMR

下圖所示的鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路中有幾處錯(cuò)誤，請(qǐng)改正之。第42頁/共58頁上頁下頁返回10.4行程控制1.

行程控制應(yīng)用舉例4.

行程控制3.

工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)2.

行程開關(guān)第43頁/共58頁上頁下頁翻頁返回第10章1.

行程控制應(yīng)用舉例第44頁/共58頁用于自動(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)第45頁/共58頁上頁下頁翻頁第10章2.

行程開關(guān)（ST）返回第46頁/共58頁上頁下頁翻頁第10章返回4.

行程控制第47頁/共58頁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)第48頁/共58頁第10章上頁下頁返回10.5時(shí)間控制10.5.1

時(shí)間繼電器10.5.2

時(shí)間控制舉例第49頁/共58頁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