電工學第六繼電接觸器控制系統(tǒng)河北工業(yè)大學

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

應用電動機拖動生產機械，稱為電力拖動。利用繼電器、接觸器實現(xiàn)對電動機和生產設備的控制和保護，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)和保護環(huán)節(jié)的典型線路。第10章繼電接觸控制系統(tǒng)

實現(xiàn)繼電接觸控制的電氣設備，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。第2頁/共58頁10.1

常用控制電器10.1.1組合開關

組合開關又稱轉換開關，由數(shù)層動、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動觸點裝在轉軸上，用手柄轉動轉軸使動觸片與靜觸片接通與斷開。可實現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉換。圖10.1.1為用轉換開關實現(xiàn)三相電動機起?？刂频慕泳€圖。

轉換開關中的彈簧可使動、靜觸片快速斷開，利于熄滅電弧。但轉換開關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。第3頁/共58頁轉換開關（Q）▲第10章上頁下頁翻頁返回第4頁/共58頁M3~圖10.1.1用組合開關起停電動機的接線圖第5頁/共58頁10.1.2按鈕(手動切換電器)(b)結構按鈕常用于接通和斷開控制電路。按鈕的外形圖和結構如圖所示。按鈕開關的外形和符號(a)外形圖常閉觸點常開觸點第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結構符號名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復合按鈕1234123按鈕帽第8頁/共58頁交流接觸器的外形與結構110.1.3接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關電器。(a)外形(b)結構第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構和工作原理大致相同。主要區(qū)別在于：

接觸器的主觸點可以通過大電流；

繼電器的體積和觸點容量小，觸點數(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，電壓繼電器：主要作為欠壓、失壓保護。第11頁/共58頁2.中間繼電器

中間繼電器觸頭容量小，觸點數(shù)目多，用于控制線路。

通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可直接用它來控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。(b)符號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第12頁/共58頁10.1.5熱繼電器用于電動機的過載保護。熱繼電器外形與結構(a)外形(b)結構第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，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點斷開。10.1.5熱繼電器工作原理用于電動機的過載保護。第15頁/共58頁10.1.6熔斷器符號FU熔斷器額定電流IF的選擇(1)電燈、電爐等電阻性負載IF>IL(3)頻繁起動的電機(2)單臺電機用于低壓線路中的短路保護。

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頁可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護。10.1.8自動空氣斷路器(自動開關)鎖鉤主觸點手動閉合

過流脫扣器

欠壓脫扣器銜鐵釋放自動空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧第17頁/共58頁自動空氣斷路器▲第10章上頁下頁翻頁返回第18頁/共58頁上頁下頁返回10.2三相異步電動機直接起動控制1.

直接起動控制結構圖2.

直接起動控制原理圖3.

點動控制4.

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

鼠籠式電動機直接起動的控制線路1.直接起動(a)結構圖第20頁/共58頁1.

直接起動控制結構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。

在電工技術中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結構和實際位置，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，但必須標注相同的文字符號。第22頁/共58頁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，即按通電前的狀態(tài)繪制。5.

與電路無關的部件(如鐵心、支架、彈簧等)在控制電路中不畫出。分析和設計控制電路時應注意以下幾點：使控制電路簡單，電器元件少，而且工作又要準確可靠(2)盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一個電器的控制電路。(3)必須保證每個線圈的額定電壓，不能將兩個線圈串聯(lián)。第23頁/共58頁電動機的保護

短路保護是因短路電流會引起電器設備絕緣損壞產生強大的電動力，使電動機和電器設備產生機械性損壞，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。

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

過載保護是為防止三相電動機在運行中電流超過額定值而設置的保護。常采用熱繼電器FR保護，也可采用自動開關和電流繼電器保護。第24頁/共58頁上頁下頁翻頁2.

直接起動控制原理圖返回第25頁/共58頁上頁下頁翻頁返回3.

點動控制第26頁/共58頁2.既能長期工作又能點動的控制電路

按下起動按鈕，電動機運轉，松開起動按鈕，電動機停轉。點動按鈕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復合按鈕第27頁/共58頁2.既能長期工作又能點動的控制電路KMSB2FRKMSB1~SB3后閉合先斷開按下SB3閉合電機運轉點動時：自鎖觸點不起作用通電第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動的控制電路松開SB3第29頁/共58頁2.既能長期工作又能點動的控制電路KMSB2FRKMSB1~SB3松開SB3電機停轉實現(xiàn)點動用途:試車、檢修以及車床主軸的調整等。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起動后M2才能起動。M2既不能單獨起動，也不能單獨停車。M1轉動3.電機的順序控制M2轉動....第31頁/共58頁M13~這樣的順序控制是否合理？

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

例1：兩條皮帶運輸機分別由兩臺鼠籠異步電動機拖動，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運輸機上，要求電動機按下述順序起動和停止：起動時:M1起動后M2才能起動；停車時:M2停車后M1才能停車。應如何實現(xiàn)控制？起動：通電通電閉合閉合第33頁/共58頁SBKM1FR1

例：兩條皮帶運輸機分別由兩臺鼠籠異步電動機拖動，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運輸機上，要求電動機按下述順序起動和停止：起動時:M1起動后M2才能起動；停車時:M2停車后M1才能停車。應如何實現(xiàn)控制？KM2SBKM2FR2KM1停止：斷電斷電斷開斷開第34頁/共58頁10.3

鼠籠式電動機正反轉的控制線路

將電動機接到電源的任意兩根線對調一下，即可使電動機反轉。

需要用兩個接觸器來實現(xiàn)這一要求。

當正轉接觸器工作時，電動機正轉；

當反轉接觸器工作時，將電動機接到電源的任意兩根聯(lián)線對調一下，電動機反轉。1.

異步電動機正反轉控制電路2.

具有互鎖環(huán)節(jié)的正反轉控制電路3.

運用復合按鈕實現(xiàn)正反轉控制第35頁/共58頁上頁下頁翻頁2.

異步電動機正反轉控制電路返回第36頁/共58頁上頁下頁翻頁第6章3.

具有互鎖環(huán)節(jié)的正反轉控制電路返回第37頁/共58頁按下SBFSBKMF

在同一時間內，兩個接觸器只允許一個通電工作的控制作用，稱為“聯(lián)鎖”。“聯(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：改變轉向時必須先按停止按鈕。解決措施：在控制電路中加入機械連鎖。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通電斷開斷電電機正轉閉合第38頁/共58頁機械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖利用復合按鈕的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱機械聯(lián)鎖。鼠籠式電動機正反轉的控制線路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR第39頁/共58頁上頁下頁翻頁4.

運用復合按鈕實現(xiàn)正反轉控制返回第40頁/共58頁KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當電機正轉時，按下反轉按鈕SBR先斷開斷電閉合通電斷開停止正轉閉合閉合電機反轉第41頁/共58頁正反轉控制線路3~MFRFUQ......KMFFRKMRSB1SBFKMFSBRKMRKMRKMFKMR

下圖所示的鼠籠式電動機正反轉控制線路中有幾處錯誤，請改正之。第42頁/共58頁上頁下頁返回10.4行程控制1.

行程控制應用舉例4.

行程控制3.

工作臺的往復運動2.

行程開關第43頁/共58頁上頁下頁翻頁返回第10章1.

行程控制應用舉例第44頁/共58頁用于自動往復控制或限位保護等。10.1.7行程開關(限位開關)(b)示意圖

結構與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖ST常開觸點常閉觸點ST(c)符號行程開關的外形符號第45頁/共58頁上頁下頁翻頁第10章2.

行程開關（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(正轉）后退12按SBF時KMF通電(其常閉斷開，常開閉合)KMF斷電KMR通電行程開關自動往返運動：擋塊電機正轉工作臺前進到達預定位置，擋塊1撞擊STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正轉

電機反轉(工作臺后退)第48頁/共58頁第10章上頁下頁返回10.5時間控制10.5.1

時間繼電器10.5.2

時間控制舉例第49頁/共58頁3.時間繼電器

是從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，經過一段時間延時后才動作的繼電器。適用于定時控制+直流電磁式結構圖阻尼銅套銜鐵工作原理：當銜鐵未吸合時，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，繼電器觸點立即改變狀態(tài)。而當線圈斷電時，鐵心中的磁通將衰減，磁通的變化將在銅套中產生感應電動勢，并產生感應電流，阻止磁通衰減，當磁通