第5章-繼電器控制分析

第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)5.4

行程控制5.1

常用控制電器5.2

鼠籠式電動機(jī)直接起動的控制線路5.3

鼠籠式電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路2023/1/111第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)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。能讀懂簡單的控制電路原理圖、能設(shè)計簡單的控制電路。第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)2023/1/112第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)應(yīng)用電動機(jī)拖動生產(chǎn)機(jī)械，稱為電力拖動。利用繼電器、接觸器實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)和生產(chǎn)設(shè)備的控制和保護(hù)，稱為繼電接觸控制。介紹常用的低壓電器（直流1500V，交流1200V以下），基本的控制環(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié)的典型線路。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。具有保護(hù)作用的電氣設(shè)備，統(tǒng)稱為保護(hù)電器，如熔斷器、熱繼電器等。按動作形式還可把低壓電器分為：手動電器和自動電器。

2023/1/113第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)5.1

常用控制電器5.1.1組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)）實(shí)現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。可用于三相電動機(jī)手動起?？刂?。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)。結(jié)構(gòu)動觸片靜觸片轉(zhuǎn)動手柄——轉(zhuǎn)軸上用途：使用注意事項(xiàng)：2023/1/114第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)M3~

用組合開關(guān)起停電動機(jī)的接線圖靜觸點(diǎn)動觸點(diǎn)2023/1/115第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)5.1.2按鈕(手動切換電器)(b)結(jié)構(gòu)常用于接通和斷開控制電路結(jié)構(gòu)：(a)外形圖常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)用途：按鈕帽、觸點(diǎn)分動、靜觸點(diǎn)，或常開、常閉觸點(diǎn)2023/1/116第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸點(diǎn)橋式動觸點(diǎn)常開靜觸點(diǎn)外殼4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復(fù)合按鈕1234123按鈕帽2023/1/117第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)5.1.3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)2023/1/118第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)按狀態(tài)分按用途分常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)主觸點(diǎn)輔助觸點(diǎn)電磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)吸引線圈靜鐵心動鐵心觸點(diǎn)通電所有常開觸點(diǎn)閉合所有常閉觸點(diǎn)斷開斷電：所有觸點(diǎn)恢復(fù)原狀態(tài)2023/1/119第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)符號線圈KM常開主觸點(diǎn)KM常開輔助觸點(diǎn)KM常閉輔助觸點(diǎn)KM2023/1/1110第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)5.1.4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)2023/1/1111第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)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。

通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可直接用它來控制小容量電動機(jī)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2023/1/1112第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)3.時間繼電器從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，經(jīng)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(jié)構(gòu)圖阻尼銅套銜鐵工作原理：當(dāng)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(diǎn)立即改變狀態(tài)。而當(dāng)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(chǎn)生感應(yīng)電動勢，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，銜鐵才能釋放，觸頭改變狀態(tài)。因此繼電器吸合時是瞬時動作，而釋放時是延時的，故稱為斷電延時。(1)直流電磁式時間繼電器2023/1/1113第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)通電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常開觸頭延時閉合常閉觸頭延時打開微動開關(guān)2微動開關(guān)1常開觸頭常閉觸頭線圈通電銜鐵向下吸合連桿動作觸頭動作工作原理調(diào)節(jié)螺絲進(jìn)氣孔托板線圈動鐵心恢復(fù)彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔(2)空氣式時間繼電器2023/1/1114第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)斷電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常閉延時閉合常開延時斷開常開觸頭常閉觸頭空氣式時間繼電器的延時范圍大(有0.4~60s和0.4~180s兩種)。結(jié)構(gòu)簡單，但準(zhǔn)確度較低。2023/1/1115第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)5.1.5熱繼電器用于電動機(jī)的過載保護(hù)。(a)外形(b)結(jié)構(gòu)2023/1/1116第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)~發(fā)熱元件接入電機(jī)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(diǎn)斷開。發(fā)熱元件杠桿結(jié)構(gòu)工作原理雙金屬片常閉觸頭2023/1/1117第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)5.1.6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(fù)載IF>IL(3)頻繁起動的電機(jī)(2)單臺電機(jī)用于低壓線路中的短路保護(hù)。熔絲或熔片,分插入式、螺旋式、管式和有填料式結(jié)構(gòu)：2023/1/1118第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)用于自動往復(fù)控制或限位保護(hù)等。5.1.7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2023/1/1119第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)短路、過載、失壓保護(hù)。5.1.8自動空氣斷路器(自動開關(guān))鎖鉤主觸點(diǎn)手動閉合

過流脫扣器

欠壓脫扣器銜鐵釋放連桿裝置釋放彈簧銜鐵吸合2023/1/1120第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)電動機(jī)的保護(hù)短路保護(hù)：要求迅速、可靠切斷電源。

通常采用熔斷器、過流繼電器等。失壓(零壓)：要求電源電壓恢復(fù)時，重新起動。

常用的失壓和欠壓保護(hù)有：對接觸器實(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)：要求運(yùn)行中防止電流超過額定值。

常采用熱繼電器保護(hù)，或用自動開關(guān)、電流繼電器保護(hù)。2023/1/1121第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)繼電接觸控制線路由一些基本控制環(huán)節(jié)組成。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(fù)載所在電路，電流較大)和控制電路

(控制主電路狀態(tài)，電流較小)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。2023/1/1122第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)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，即原始狀態(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)計控制電路時應(yīng)注意：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)。2023/1/1123第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)熔斷器FU交流接觸器KM組合開關(guān)Q按扭SBSB1SB235熱繼電器FRM3～4217.2鼠籠式電動機(jī)直接起動的控制線路1.直接起動結(jié)構(gòu)圖2023/1/1124第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)KMFUQ..M3~FRSB2KMSB1FR主電路控制電路1.直接起動2023/1/1125第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)KMKMFUQ..M3~FRSB2KMSB1FR點(diǎn)動：按下起動按鈕，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開起動按鈕，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。原理圖自鎖觸點(diǎn)主電路控制電路2023/1/1126第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)KMKMFUQ..M3~FRSB2KMSB1FR1.直接起動控制要求：1.直接起動長動控制；

2.隔離、短路、過載、零壓保護(hù)。合上Q，按下SB2→控制電路接通→KM線圈通電→主觸點(diǎn)閉合→主電路接通→電動機(jī)起動→輔助觸點(diǎn)閉合→自鎖2023/1/1127第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)KMKMFUQ..M3~FRSB2KMSB1FR1.直接起動控制要求：1.直接起動長動控制；

2.隔離、短路、過載、零壓保護(hù)。按下SB1→控制電路斷開→KM線圈斷電→主觸點(diǎn)斷開→主電路斷開→電動機(jī)停車→輔助觸點(diǎn)斷開2023/1/1128第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)KMKMFUQ..M3~FRSB2KMSB1FR過載短路→FU燒斷→KM斷電→控制電路斷開→電動機(jī)才起動→FR觸點(diǎn)斷開→電動機(jī)停車→主電路斷開→電動機(jī)停車→電動機(jī)停車零壓→只有重新起動SB21.直接起動控制要求：1.直接起動長動控制；

2.隔離、短路、過載、零壓保護(hù)。2023/1/1129第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)2.既能長期工作又能點(diǎn)動的控制電路KMFUQ..M3~FRSB2KMSB1FRKMSASA斷開：點(diǎn)動SA閉合：長動2023/1/1130第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)2.既能長期工作又能點(diǎn)動的控制電路點(diǎn)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(fù)合按鈕2023/1/1131第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)2.既能長期工作又能點(diǎn)動的控制電路KMSB2FRKMSB1~SB3后閉合先斷開按下SB3閉合電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)動時：自鎖觸點(diǎn)不起作用通電2023/1/1132第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)KMSB2FRKMSB1~SB3先斷開后閉合斷開斷電2.既能長期工作又能點(diǎn)動的控制電路松開SB32023/1/1133第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)2.既能長期工作又能點(diǎn)動的控制電路KMSB2FRKMSB1~SB3松開SB3電機(jī)停轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動用途: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2023/1/1134第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)3.多地點(diǎn)控制KMKMFUQ..M3~FRSB2KMFRSB1SB4起動按鈕并聯(lián)停車按鈕串聯(lián)SB32023/1/1135第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)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(dú)起動，也不能單獨(dú)停車。M1轉(zhuǎn)動4.電機(jī)的順序控制M2轉(zhuǎn)動....2023/1/1136第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)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2023/1/1137第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)

例1：兩條皮帶運(yùn)輸機(jī)分別由兩臺鼠籠異步電動機(jī)拖動，為避免物體堆積在運(yùn)輸機(jī)上，要求電動機(jī)按下述順序起動和停止：1#2#起動要求:1#電機(jī)先起動，2#電機(jī)才動。停車要求:2#電機(jī)先停，1#電機(jī)才停。2023/1/1138第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)2023/1/1139第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)

例2：兩條皮帶運(yùn)輸機(jī)分別由兩臺鼠籠異步電動機(jī)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(yùn)輸機(jī)上，要求電動機(jī)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(yīng)如何實(shí)現(xiàn)控制？起動：KM2SB2KM2SB1KM1FR1FR2KM1通電通電閉合閉合2023/1/1140第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)SB1KM1FR1

例2：兩條皮帶運(yùn)輸機(jī)分別由兩臺鼠籠異步電動機(jī)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(yùn)輸機(jī)上，要求電動機(jī)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(yīng)如何實(shí)現(xiàn)控制？KM2SB2KM2FR2KM1停車：斷電斷電斷開斷開2023/1/1141第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)7.3鼠籠式電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路將電動機(jī)接到電源的任意兩根線對調(diào)一下，即可使電動機(jī)反轉(zhuǎn)。需要用兩個接觸器來實(shí)現(xiàn)這一要求。當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時，將電動機(jī)接到電源的任意兩根聯(lián)線對調(diào)一下，電動機(jī)反轉(zhuǎn)。2023/1/1142第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)KMFFUQM3~FR..SBFKMFKMFSBFRKMRSBRKMRKMR....缺點(diǎn)：兩個接觸器不能同時通電，否則短路。2023/1/1143第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)按下SBFSBKMF聯(lián)鎖：在同一時間內(nèi)，兩個接觸器只允許一個通電工作的控制作用?！奥?lián)鎖”觸點(diǎn)電氣聯(lián)鎖：利用接觸器的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的聯(lián)鎖控制。

缺點(diǎn)：改變轉(zhuǎn)向時必須先按停止按鈕。解決措施：在控制電路中加入機(jī)械聯(lián)鎖。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通電斷開斷電電機(jī)正轉(zhuǎn)閉合2023/1/1144第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)機(jī)械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖機(jī)械聯(lián)鎖：利用復(fù)合按鈕的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的聯(lián)

鎖控制。KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR2023/1/1145第5章繼電接觸器控制系統(tǒng)KMFKMFS