繼電—接觸器控制.ppt

1、第9章 繼電接觸器控制,第9章 繼電接觸器控制,9.1 常用控制電器,9.1.1 閘刀開關(guān) 9.1.2 鐵殼開關(guān) 9.1.3 按鈕 9.1.4 轉(zhuǎn)換開關(guān),9.1 常用控制電器,9.1.5 接觸器 9.1.6 繼電器 9.1.7 自動(dòng)空氣開關(guān) 9.1.8 行程開關(guān) 9.1.9 熔斷器,9.1.1 閘刀開關(guān),電路符號：,Q,作用：通常用來接通和斷開電源（做電源隔離開關(guān)）,分類：單極、雙極、三極,通常電源的進(jìn)線要接在靜觸頭，負(fù)載接在另一側(cè)。這樣，當(dāng)切斷電源時(shí)，觸刀不帶電。,9.1.2 鐵殼開關(guān),鐵殼開關(guān)，主要由鋼板外殼、觸刀開關(guān)、操作機(jī)構(gòu)、熔斷器等組成,二是設(shè)有聯(lián)鎖裝置，以保證開關(guān)合閘后便不能打開箱

2、蓋，而在箱蓋打開后，不能再合開關(guān)，起到安全保護(hù)作用。,一是采用儲能合閘方式，即利用一根彈簧以執(zhí)行合閘和分閘的功能，使開關(guān)的閉合和分?jǐn)鄷r(shí)的速度與操作速度無關(guān)。,鐵殼開關(guān)的操作結(jié)構(gòu)有兩個(gè)特點(diǎn)：,9.1.3 按鈕,作用：用于控制電路的接通或斷開。,結(jié)構(gòu)：,在常態(tài)下：上面的一對觸點(diǎn)接通，稱為常閉觸點(diǎn)。 下面的一對觸點(diǎn)斷開，稱為常開觸點(diǎn)。,按下按鈕：,動(dòng)作過程：,松開按鈕：,常閉觸點(diǎn)先斷開，常開觸點(diǎn)后閉合。,常開觸點(diǎn)先斷開，常閉觸點(diǎn)后閉合。,常開(動(dòng)合)按鈕,電路符號,復(fù)合按鈕,常開按鈕和 常閉按鈕做在一起。,常閉(動(dòng)斷)按鈕,9.1.4 轉(zhuǎn)換開關(guān),作用：常用作電源引入開關(guān)，也可以用來直接啟動(dòng)和停止小容

3、量的電動(dòng)機(jī)。,工作過程：,轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 ,轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)（動(dòng)觸電和轉(zhuǎn)軸固定）,轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)觸電，靜觸電不動(dòng)，順時(shí)針轉(zhuǎn)過90,動(dòng)靜觸電接觸在一起，接通電源。,在順時(shí)針轉(zhuǎn)過90，動(dòng)靜觸點(diǎn)分開。,電路符號：,Q,結(jié)構(gòu)：,作用：,用于接通和斷開電動(dòng)機(jī)或其他電氣設(shè)備的主電路。,電磁鐵,觸點(diǎn),主觸點(diǎn)（3對）常開,輔助觸點(diǎn),常開,常閉,9.1.5 接觸器,主觸點(diǎn)做成橋式： 為了減小每個(gè)斷點(diǎn)上的電壓。每個(gè)觸點(diǎn)有兩個(gè)斷點(diǎn)，主觸點(diǎn)是連動(dòng)的。,吸引線圈： 引出兩個(gè)接線端子通過按鈕接在電源上。,主觸點(diǎn)能通過比較大的電流，接在電機(jī)的主電路中，輔助觸點(diǎn)通過的電流較小，接在電機(jī)的控制電路中。,主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)固定在絕緣架上，與動(dòng)鐵心一起動(dòng)

4、作。,接觸器電路符號：,接觸器控制對象：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。,繼電器和接觸器的主要區(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。,結(jié)構(gòu)：,若干對,工作原理：,同交流接觸器。,作用：,符號：,9.1.6 繼電器,熱元件,1).熱繼電器,結(jié)構(gòu)：,常閉觸頭,熱元件,電動(dòng)機(jī)過載時(shí) 轉(zhuǎn)速降低,熱元件,一段電阻不大的電阻絲, n0-n增大, I2增大, I1增大, 電阻絲發(fā)熱,熱元件要串聯(lián)在主電路中。,雙金屬片,兩種具有不同線膨脹系數(shù)的金屬片。,受熱時(shí)，雙金屬片的膨脹程度不同，下層的膨脹系數(shù)大，下

5、層的膨脹程度大于上層，雙金屬片向上彎曲，使扣板托扣，觸點(diǎn)動(dòng)作。,常閉觸點(diǎn)接在控制電路中。,工作原理：,主電路電流超過額定值 ,電阻絲發(fā)熱, 雙金屬片受熱膨脹 ,向上彎曲 ,雙金屬片與扣板托扣 ,彈簧帶動(dòng)扣板將常閉觸點(diǎn)斷開, 斷開控制電路 ,斷開主電路,應(yīng)用：,用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。,由于熱慣性，熱繼電器不能用作短路保護(hù)（發(fā)生短路時(shí)，要求電路立即斷開，而熱繼電器不能立即動(dòng)作。）,特點(diǎn)：,電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或短時(shí)過載時(shí)，雖然電路電流大，但熱繼電器不會(huì)動(dòng)作，可避免電動(dòng)機(jī)不必要的停車。,熱繼電器的符號,串聯(lián)在主電路中,串聯(lián)在控制電路中,常閉觸頭,熱繼電器的技術(shù)指標(biāo),整定電流：熱元件中的電流超過此電流20%時(shí)，

6、熱繼電器應(yīng)在20分鐘內(nèi)動(dòng)作。（整定電流與電動(dòng)機(jī)的額定電流基本一致。）,熱元件,時(shí)間繼電器 定時(shí)類型：,鐘表式,空氣式,電子式,阻容式 數(shù)字式,2). 時(shí)間繼電器,。,空氣式時(shí)間繼電器,作用,用于電路的時(shí)間控制。,結(jié)構(gòu),吸引線圈,靜鐵心,傘型活塞,氣室,活塞桿,杠桿,釋放彈簧,通電延時(shí)型,動(dòng)作過程,吸引線圈通電,動(dòng)鐵吸合（向下）,瞬時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作,活塞桿緩慢下移 (空氣阻尼作用),延時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作常閉觸點(diǎn)延時(shí)斷開常開觸點(diǎn)延時(shí)閉合,斷電時(shí)：各觸點(diǎn)瞬時(shí)動(dòng)作?；謴?fù)常態(tài)。,延時(shí)時(shí)間,通過調(diào)整進(jìn)氣螺釘可以調(diào)整延時(shí)時(shí)間。,電路符號,作用：可實(shí)現(xiàn)短路、過載、失壓保護(hù)。,9.1.7 自動(dòng)空氣開關(guān),短路（過載）保護(hù)：,I

7、 過流脫扣器的線圈產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁吸力, 銜鐵吸下, 頂開鎖鉤, 使主觸點(diǎn)斷開,欠壓保護(hù)：,U嚴(yán)重下降或斷電時(shí) 欠壓脫扣器的銜鐵被釋放, 頂開鎖鉤, 使主觸點(diǎn)斷開,9.1.8 行程開關(guān),行程開關(guān)是根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的位移信號動(dòng)作的，是行程控制和限位保護(hù)不可缺少的電器。 常用的行程開關(guān)有撞塊式（也稱直線式）和滾輪式。滾輪式又分為自動(dòng)恢復(fù)式和非自動(dòng)恢復(fù)式。非自動(dòng)恢復(fù)式需要運(yùn)動(dòng)部件反向運(yùn)行時(shí)撞壓使其復(fù)位。運(yùn)動(dòng)部件速度慢時(shí)要選用滾輪式。,行程開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖及符號,作用：用于短路保護(hù)（電路中電流過大，熔斷）。,常用熔斷器,(a)管式熔斷器 (b)插式熔斷器 (c)螺旋式熔斷器,9.1.9 熔斷器,電路符號：,F

8、U,熔體額定電流IF 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=(57) 額定電流,2. 一般電機(jī),（稍大）,1. 無沖擊電流的場合 （如電燈、電爐）,9.2 常用的基本控制電路,9.2.1 點(diǎn)動(dòng)控制電路 9.2.2 自鎖控制電路 9.2.3 互鎖控制電路 9.2.4 聯(lián)鎖控制電路 9.2.5 電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路,9.2.1 點(diǎn)動(dòng)控制電路,動(dòng)作過程,9.2.2 自鎖控制電路,自鎖的作用,9.2.3 互鎖控制電路,KMF的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在KMR線圈電路中;KMR的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在KMF線圈電路中:,這兩個(gè)常閉觸點(diǎn)稱為互鎖觸點(diǎn)或聯(lián)鎖觸點(diǎn)。,控制過程：,電機(jī)正轉(zhuǎn)：,按下SBF,KM

9、F線圈通電,KMF主觸點(diǎn)閉合,KMF常開觸點(diǎn)閉合，并自鎖,KMF常閉觸點(diǎn)斷開,電機(jī)正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn)接觸器不能接通。,電機(jī)反轉(zhuǎn)：,按下SBR,KMR線圈通電,KMR主觸點(diǎn)閉合,KMR常開觸點(diǎn)閉合，并自鎖,KMR常閉觸點(diǎn)斷開,電機(jī)反轉(zhuǎn),正轉(zhuǎn)接觸器不能接通。,9.2.4 聯(lián)鎖控制電路,控制要求： 1. M1 起動(dòng)后，M2才能起動(dòng) 2. M2 可單獨(dú)停車,思路：,M1、M2分別由不同的交流接觸器控制；,控制交流接觸器線圈通電的順序達(dá)到順序控制電動(dòng)機(jī)的目的；,主電路,KM1有電，M1轉(zhuǎn)動(dòng)， KM2有電，M2轉(zhuǎn)動(dòng),控制電路,KM1通電后KM2才可能通電,工作過程,按下SB2,KM1線圈通電并自鎖,M1起動(dòng),按下

10、SB4,KM2線圈通電并自鎖,M2起動(dòng),起動(dòng)時(shí)：,按下SB3,KM2線圈斷電,M2單獨(dú)停車,按下SB1,KM1、KM2線圈斷電,M1、M2停車,停機(jī)時(shí)：,串聯(lián),或,工作過程,起動(dòng)時(shí)：,停機(jī)時(shí)：,當(dāng)電動(dòng)機(jī)須停轉(zhuǎn)時(shí)，將三根電源線中的任意兩根對調(diào)位置而使旋轉(zhuǎn)磁場反向，此時(shí)產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子慣性旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，從而使電動(dòng)機(jī)迅速減速。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)必須立即切斷電源，否則電動(dòng)機(jī)將會(huì)反轉(zhuǎn)。,1.反接制動(dòng),9.2.5 電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路,當(dāng)電動(dòng)機(jī)斷電后，立即向定子繞組中通入直流電而產(chǎn)生一個(gè)固定的不旋轉(zhuǎn)的磁場。由于轉(zhuǎn)子仍以慣性轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與固定磁場間有相對運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生感應(yīng)電流。這時(shí)，轉(zhuǎn)子電流與固定磁場

11、相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與電動(dòng)機(jī)慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，起到制動(dòng)作用。,2.能耗制動(dòng),例如：甲、乙兩地同時(shí)控制一臺電機(jī),方法：兩起動(dòng)按鈕并聯(lián)；兩停車按鈕串聯(lián)。,9.3 異地控制,9.4 時(shí)間控制,時(shí)間控制：,在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，常要求各項(xiàng)操作或各種工藝過程之間有準(zhǔn)確的時(shí)間間隔，或者按一定的時(shí)間起動(dòng)或關(guān)停某些電動(dòng)機(jī)。,實(shí)現(xiàn)方法：,利用時(shí)間繼電器控制。,要求：,實(shí)現(xiàn)：,用時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)延時(shí)。,兩臺電機(jī)的順序控制。,M1起動(dòng)后，M2延時(shí)自行起動(dòng)。,KM1有電，M1轉(zhuǎn)動(dòng)， KM2有電，M2轉(zhuǎn)動(dòng),控制電路,實(shí)現(xiàn)M1起動(dòng)后M2延時(shí)起動(dòng)的順序控制，用以下電路可不可以？,不可以！ 繼電器、接觸器的線圈有各自的額定值，

12、線圈不能串聯(lián)。,9.5 行程控制,行程控制：,按生產(chǎn)機(jī)械所處的位置對電動(dòng)機(jī)實(shí)施控制。,正程：電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；,逆程：電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。,要求：,1、A在原位時(shí)，起動(dòng)電機(jī)只能正轉(zhuǎn)；,2、A前進(jìn)至終點(diǎn)自動(dòng)停車；,3、A在終點(diǎn)時(shí)，起動(dòng)電機(jī)只能反轉(zhuǎn)；,4、A后退至原位自動(dòng)停車；,5、A在前進(jìn)或后退途中均可停車，再起動(dòng)后既可進(jìn)也可退。,實(shí)現(xiàn)方法：,在生產(chǎn)機(jī)械行程的終點(diǎn)和原位安裝行程開關(guān)。,行程開關(guān),至終點(diǎn)位置撞開STb,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）,若要求：1. 其它要求同前； 2. 到終點(diǎn)后能自動(dòng)返回。,控制電路（2）,終點(diǎn)行程開關(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)

13、行。,實(shí)現(xiàn)方法,利用速度繼電器實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制線路。其動(dòng)作過程如下：,為速度繼電器,9.6 速度控制,9.7 控制電路設(shè)計(jì)舉例,一般小型機(jī)床電氣控制系統(tǒng)并不復(fù)雜，大多數(shù)是由繼電接觸器系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)其控制的。在進(jìn)行簡單電氣控制線路設(shè)計(jì)時(shí)，確定控制方案后，可根據(jù)各電動(dòng)機(jī)的控制任務(wù)不同，參照典型線路逐一分別設(shè)計(jì)局部線路，然后再根據(jù)各部分的相互關(guān)系綜合而成完整的控制線路。,1.,設(shè)計(jì)利用繼電器-接觸器控制電路，完成3臺電動(dòng)機(jī)的控制,控制要求 按鈕SB2控制電動(dòng)機(jī)M1的起動(dòng)，按鈕SB4控制電動(dòng)機(jī)M2的起動(dòng)，按鈕SB6 控制電動(dòng)機(jī)M3的起動(dòng)，按鈕SB1、SB3、SB5分別控制3臺電動(dòng)機(jī)的停止；

14、按下SB2后M1起動(dòng)，按下SB4后M2起，按下SB6后M3起動(dòng)； 電動(dòng)機(jī)M1不起動(dòng)，M2、M3不能起動(dòng)并且應(yīng)有短路、零壓和過載保護(hù)。,分析,（1）根據(jù)題意要求分析，三臺電動(dòng)機(jī)控制電路之間的關(guān)系是順序控制的關(guān)系。 （2）主電路使用3個(gè)接觸器KM1、KM2、KM3分別控制三臺電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)；熱繼電器FR1、FR2、FR3熱元件串接在三臺三相電動(dòng)機(jī)主電路中，作為對電動(dòng)機(jī)過載的保護(hù)環(huán)節(jié)。刀開關(guān)Q1、Q2、Q3用于主電路三相電源的通斷。 （3）在控制電路中，KM1支路為正常單向啟動(dòng)控制電路，SB1為M1的停止按鈕，SB2為起動(dòng)按鈕，KM1常開觸點(diǎn)為自鎖點(diǎn)；在KM2支路中電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)按鈕SB4支路中串聯(lián)了

15、KM1的常開觸點(diǎn)，以保證KM1線圈通電其常開觸點(diǎn)吸合，電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)后KM2線圈才能通電；同樣，在KM3支路中電動(dòng)機(jī)M3起動(dòng)按鈕SB6支路中串聯(lián)了KM2的常開觸點(diǎn)。通過引入接觸器常開觸點(diǎn)串聯(lián)在起動(dòng)按鈕支路中，以此來保證了三臺電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)順序。,（4）三臺電動(dòng)機(jī)停車互相獨(dú)立，分別由停止按鈕SB1、SB3、SB5控制。 （5）熔斷器FU、FU1、FU2、FU3、FU4作短路保護(hù)；熱繼電器FR1、FR2、FR3的常閉點(diǎn)串聯(lián)在各支路中作過載保護(hù)；接觸器KM1、KM2和KM3的自鎖觸點(diǎn)作零壓保護(hù)，完善了電路的保護(hù)環(huán)節(jié)。,控制電路,2.,設(shè)計(jì)繼電器-接觸器控制電路，用于控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn),控制要求： 按下控

16、制按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)；經(jīng)過延時(shí)10s后，電動(dòng)機(jī)M2自動(dòng)起動(dòng)； M2起動(dòng)后，M1立即停車； 控制電路應(yīng)有短路、過載和零壓保護(hù)環(huán)節(jié)。,分析,（1）控制電路主要為電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)控制環(huán)節(jié)。其中SB1為兩臺電動(dòng)機(jī)的停止按鈕，SB2為電動(dòng)機(jī)M1的起動(dòng)按鈕；電動(dòng)機(jī)M1的自鎖觸點(diǎn)由時(shí)間繼電器的瞬動(dòng)觸點(diǎn)KT代替；電動(dòng)機(jī)M2的起動(dòng)按鈕由時(shí)間繼電器的延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)KT代替。在控制電路中，KT選用通電延時(shí)型時(shí)間繼電器。,（2）當(dāng)按下M1起動(dòng)按鈕SB2后，接觸器KM1和時(shí)間繼電器KT的線圈同時(shí)通電，電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)，時(shí)間繼電器的瞬動(dòng)觸點(diǎn)KT閉合，保證了接觸器KM1和時(shí)間繼電器KT線圈的通電。 （3）經(jīng)10s延

17、時(shí)后，時(shí)間繼電器KT的延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM2線圈通電，電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)，接觸器KM2常開觸點(diǎn)閉合自鎖；同時(shí)接觸器KM2串接在KM1支路上的常閉觸點(diǎn)斷開，切斷接觸器KM1線圈的供電，其串接在M1主電路上的KM1常開主觸點(diǎn)斷開，M1停車。 （4）時(shí)間繼電器KT線圈由其瞬動(dòng)觸點(diǎn)KT保持供電。 （5）控制電路中主要有如下保護(hù)環(huán)節(jié)：熔斷器FU作短路保護(hù)；熱繼電器FR1、FR2的常閉點(diǎn)串聯(lián)在各支路中作過載保護(hù)；接觸器KM1、KM2的自鎖觸點(diǎn)作零壓保護(hù)。,控制電路,9.8 實(shí)驗(yàn)：電動(dòng)機(jī)的時(shí)間控制與行程控制,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解空氣式時(shí)間繼電器的結(jié)構(gòu)與工作原理。 掌握空氣式時(shí)間繼電器在電動(dòng)機(jī)控制電路中的作用及應(yīng)用方法。 掌握行程開關(guān)的控制原理與應(yīng)用。, 三相異步電動(dòng)機(jī)1臺。 自動(dòng)空氣開關(guān)1只。 熔斷器3只。 交流接觸器3只。 時(shí)間繼電器1只。 行程開關(guān)兩只。 按鈕3只。 熱繼電器1只。,實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件,實(shí)驗(yàn)原理,用通電延時(shí)的時(shí)間繼電器構(gòu)成的時(shí)間控制電路如下圖所示。,實(shí)驗(yàn)原理,用行程開關(guān)構(gòu)成的工作臺往返運(yùn)動(dòng)的控制電路如下圖所示。,預(yù)習(xí)要求,（1）復(fù)習(xí)時(shí)間繼電器的結(jié)構(gòu)與工作原理。 （2）復(fù)習(xí)行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)與工作原理。 （3）設(shè)計(jì)能夠使工作臺自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制電路。 （4）設(shè)計(jì)一控制電路，使工作臺運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)后