電工技術--第八章繼電-接觸器控制系統(tǒng)

1、.第八章 繼電-接觸器控制系統(tǒng) 一、內容提要 在工業(yè)生產中，多數生產設備和機械都是用電動機來拖動的，而實現對電動機和生產設備控制及保護的電氣設備，一般由按鈕、接觸器、繼電器等有觸點的電器組成。由這些電器組成的控制系統(tǒng)稱為繼電接觸器控制系統(tǒng)。它屬于有觸點控制，且機械觸點的閉合與斷開會影響電器的使用壽命和工作的可靠性。但是它具有線路簡單、易于掌握、維修方便等優(yōu)點，所以目前仍被廣泛應用。本章主要介紹常用低壓電器的構造和工作原理，并以三相籠型異步電動機的控制為重點，介紹起動控制、正反轉控制、順序控制、時間控制和行程控制等控制電路，以及短路保護、過載保護等安全電路。二、基本要求1.了解常用控制器、保護電

2、器的基本結構、功能和用途；2.學會初步選用器件；3.掌握自鎖、互鎖的作用和方法；4.掌握三相異步電動機繼電接觸控制電路的基本環(huán)節(jié)組成、作用和工作過程；5.重點掌握常用的幾種電路的設計思路、分析方法；6.學會閱讀繼電接觸控制線路原理圖。三、學習指導1常用低壓器認識電器符號，熟悉其功能。學習時最好對照實物或結合電動機控制線路實驗。1）手動電器有閘刀開關、組合開關及按鈕等，是借助人力操作而動作的電器。（1）組合開關作用：組合開關（轉換開關）常用來作為電源引入開關，也可以用來直接起動或停止小容量籠型電動機或使電動機正反轉，局部照明電路也常用來控制。結構特點：組合開關由數層動、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。

3、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?？蓪崿F多條線路、不同連接方式的轉換。組合開關中的彈簧可使動觸片與靜觸片快速斷開，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。（2）按鈕作用：按鈕常用于接通或斷開控制電路（其中電流很?。?，從而控制電動機或其它電氣設備的運行。結構特點：原來就接通的觸點，稱為常閉觸點（動斷觸點）；原來就斷開的觸點，稱為常開觸點（動合觸點）。2）電動電器其種類很多，常用的如下。（1）交流接觸器作用：用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關電器。結構特點：其結構由電磁鐵吸引線圈和接觸點系統(tǒng)組成

4、。觸點系統(tǒng)包括主觸點（常開型）和輔助觸點（數對常開和數對常閉）。（2）中間繼電器作用：通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可直接用來控制小容量電動機或其它電氣執(zhí)行元件結構特點：結構與交流接觸器類似，但無主觸點與輔助觸點之分。觸點數量多，電流小，作為中間過程信號傳遞用。（3）自動空氣短路器作用：自動空氣短路器又稱自動開關，可實現短路、過載和失壓保護。結構特點：手動操作合閘，主觸點手動閉合，鎖鉤鉤住主觸點連桿，當電路發(fā)生故障時，脫扣器使鎖鉤脫開，主觸點在釋放彈簧的作用下斷開。 （4）熔斷器作用：用于低壓線路中的短路保護。結構特點：有稱保險絲。形成有管式、插式和螺旋式等。主要技術數據是額定熔體電流

5、。選擇方法如下：照明負載按工作電流選擇：單臺電動機；頻繁啟動電動機；多臺電動機。（5）熱繼電器作用：對電動機進行過載保護。結構特點：由發(fā)熱元件、常用觸點和復位按鈕組成。具有動作電流整定機構，主要技術數據是整定電流，按所控制的電動機額定電流選用作為過載保護。（6）時間繼電器作用：對電動機進行延時控制。結構特點：有通電延時式和觸點延時機構組成。結構形式有空氣式和電動式等多種。（7）行程開關作用：對運動部件的行程位置進行控制?？梢詫崿F終端保護、自動循環(huán)、制動和變速等功能。結構特點：也稱限位開關。結構與按鈕類似，靠機械力碰壓而動作，有常開和常閉兩類觸點。使用手動電器主要注意：工作電壓（電壓等級）；觸點

6、額定持續(xù)電流；還要注意開關的極數。如某閘刀開關標明250V，10A，即指開關可斷開250V電壓，可持續(xù)通過10A電流。使用自動電器應注意其線圈額定電壓和觸點容量（即額定持續(xù)電流），如某接觸器線圈額定電壓為220V，主觸頭額定電流為20A等等。此外，務必看懂和區(qū)分各種控制電器、保護電器、變壓器和電機等的圖形符號和文字符號，這是國家標準。2. 電動機控制電路的基本環(huán)節(jié)1）點動控制注意點動，按下按鈕電動機就運轉，手離開按鈕后電動機就停止。2）直接啟動控制注意自鎖的作用。3）短路和過載保護控制注意熔斷器實現短路保護，熱繼電器實現過載保護，二種保護不能互換。短路保護電流大，動作時間短，過載保護電流小，動

7、作時間長。另外還要注意一種失壓（欠壓）保護，由自鎖環(huán)節(jié)實現。4）正反轉控制（1）注意調換電源的方法和用連鎖保護，防止兩個交流接觸點同時接通；（2）注意短路、過載、失壓保護環(huán)節(jié)。按鈕可用單觸點按鈕，也可用復合按鈕雙重聯控制完成。3.常用基本線路繼電接觸控制系統(tǒng)常用的控制原則有順序控制、時間控制、多地點控制和行程控制等等。實現這些控制依靠相應得繼電器，如繼電器、行程開關等。1）順序控制順序控制原則常用于控制幾臺電動機配合工作，按規(guī)定先后次序完成動作。注意先后次序的順序連鎖。順序控制，如有兩臺電動機分別為，動作組合有多種：（1）電動機先啟動后，電動機才能啟動同時停止；（2）先啟動后，才能啟動，并能同

8、時停止；（3）先啟動后，才能啟動；停止時停止后才能停止；（4）先啟動后，才能啟動，停止時，停止后，才能停止等。注意課后習題。學習時注意總結控制規(guī)律。在控制線路中注意按鈕的用法；輔助觸點的連鎖；短路、過載、欠壓保護環(huán)節(jié)。2）時間控制時間控制原則常用于對電動機利用時間繼電器按一定時間間隔進行控制。學習時要注意時間繼電器類型的選擇（通過延時式與斷電延時式）；時間繼電器瞬時動作動合。瞬時動作動斷，延時閉合動合，延時斷開動合，延時閉合動斷，延時斷開動斷各觸點的用法，圖形符號和文字符號的區(qū)分；延時時間的整定；短路、過載、欠壓保護環(huán)節(jié)。注意用時間控制原則的各種控制電路。如星形三角形換接啟動的控制過程的分析及

9、設計思路。3）多地點控制多地點控制常用于多地點操作的控制。注意多地點的啟動按鈕要并聯，多地點的停止按鈕要串聯。4）行程控制行程控制常用于靠機械內操作的，對電動機的限位控制限位保護。常用觸點無機械力作用時斷開，有機械力作用時閉合。常閉觸點則相反。學習時注意行程開關的選用，常開觸點，常閉觸點的功能及用法，行程控制主要用于往復運行控制。應注意用行程控制原則的各種控制電路如上、下、左、右、往復運動的控制過程分析及設計思路。5）電液壓控制用電磁閥等電器元件控制液壓傳動。學習時注意電磁閥的功能及用法，注意與其它電器元件（如行程開關、時間繼電器等）結合在液壓傳動中的應用。4. 閱讀電路圖的方法閱讀繼電器控制

10、線路原理圖的方法。（1）閱讀控制線路中明細表；（2）了解生產工藝及控制要求；（3）閱讀用粗實線強制的主電路；(4) 閱讀用細線繪制的控制電路。閱讀控制電路時應注意電器元件的原始狀態(tài)，相同電器的標準、觸點的自鎖、互鎖、控制電路電源電壓等級及動作的先后順序等。 8-1 什么是自鎖？什么是互鎖？答：自鎖：用自身的常開輔助觸點，并聯在起動按鈕兩端，在同一時間里保證接觸器長時間連續(xù)正常工作的控制作用，稱為自鎖；互鎖(連鎖)：用不同接觸器的常閉輔助觸點，串聯于對方接觸器，在同一時間里保證自身接觸器長時間連續(xù)正常工作的同時，其它接觸器無法正常工作的控制作用，稱為互鎖。 8-2如下圖具有什么功能，試說明其作用

11、。 習題8-2圖 答：因為兩個起動按鈕的作用是等同的，即兩者并聯只起到一個的作用，本題只是兩地起動連續(xù)運行控制圖。如果將SB2、SB3聯動，組成復合按鈕，即可實現點動加連續(xù)運行的功能，那時缺點為動作不可靠。8-3 以下控制電路能否實現即能點動、又能連續(xù)運行？為什么？ 習題8-3圖 答：不能。因為兩個起動按鈕的作用是等同的，即兩者并聯只起到一個的作用，本題只是兩地起動連續(xù)運行控制圖。8-4 下圖可否這樣實現兩臺電動機順序控制？為什么？試改正。 答：不能。主控制圖中KM1主觸點壓力太重，使電路無法正常工作?？刂凭€路參考習題8-5接法。8-5 兩臺異步電動機1和2，要求1啟動一定時間后2才可以起動，

12、2可以單獨停車，1和2也可以同時停車，要有短路保護、過載保護和失壓保護，設計符合上述要求的控制電路。 FUKM2FR2ABCFUM1ABCKM1FR1M2主電路KM1KM2SB3SB4FR2KM2控制電路SB2KM1FR1KM1 習題8-5控制圖SB18-6 設計一控制電路，要求電動機起動前燈亮1分鐘，起動后燈滅。設燈的額定電壓為220V，時間繼電器采用通電延時式的，并有延時動作和瞬時動作的常開觸點和常閉觸點。LSB1SB2KTKHKTKMKMKT習題8-6控制圖 8-7 如圖所示，是籠型異步電動機的正反轉控制電路，試指出圖中的錯誤并改正。 答：起互鎖作用的常閉觸點KMF和KMR對調即可。 習

13、題8-7控制電路圖8-8 如圖所示，下列控制電路實現什么功能？簡述其工作原理。 習題8-8主控制圖答：實現了小車在工作臺上循環(huán)往復的運動。其工作原理如下：SBFKMF ，小車正向運行至A端撞SQa KTa 延時2分鐘KMR 小車反向運行至B端撞SQb KTb 延時2分鐘KMF 小車正向運行如此往反運行。 8-9 題圖是電動機順序起?？刂齐娐?。其中接觸器KM1和KM2分別控制電動機M1和M2的起停，分析該電路的工作原理，說明M1和M2起動與停止的順序規(guī)律。 習題8-9控制圖 （1）SB2按下，線圈KM1接通，常開輔助觸點KM1閉合，M1電機先工作；（2）再按下SB4，線圈KM2接通，常開輔助觸點

14、KM2閉合，M2電機后工作。（3）按下SB3，線圈KM2失電，常開輔助觸點KM2斷開，電機M2先停止工作，再按下SB1，電機M1后停止工作。本控制電路實現了只能電機1先工作，電機2后工作，反之，電機2必須先停，電機1然后停，但沒有時間限制。8-10 設計一個運料小車控制電路，同時滿足以下要求： (1) 小車啟動后，前進到A地。然后做以下往復運動： 到A地后停2分鐘等待裝料，然后自動走向B。到B地后停2分鐘等待卸料，然后自動走向A。 (2) 有過載和短路保護。(3) 小車可停在任意位置。 答：本題實際是第8題的具體應用。參考之。 8-11 如圖所示，設計一控制電路能實現以下要求: (1) 運動部件A從1到2；(2)運動部件B從3到4；(3)運動部件A從2回到1；(4)運動部件B從4回到3；（5）可自由循環(huán)運動。（提示：可用四個行程開關，裝在原點和終點，且都有一個常開觸點和一個常閉觸點）。 習題8-11原理圖答：設KM1為電動機M1正轉即工件A前進接觸器，KM2為電動機M1反轉即工件A退回接觸器。KM3為電動機M2正轉即工件B前進接觸器，KM4為電動機M2