食品機械自動控制

第2章繼電接觸控制系統(tǒng)2.4

行程控制2.1

常用控制電器2.2

鼠籠式電動機直接起動的控制線路2.3

鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路2.5

時間控制本章要求：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2章繼電接觸器控制系統(tǒng)利用繼電器、接觸器實現(xiàn)對電動機和生產(chǎn)設(shè)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2章繼電接觸器控制系統(tǒng)

實現(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。2.1

常用控制電器2.1.1

組合開關(guān)組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，由數(shù)層動、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動觸點裝在轉(zhuǎn)軸上，用手柄轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸使動觸片與靜觸片接通與斷開?？蓪崿F(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。圖為用轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)三相電動機起?？刂频慕泳€圖。M3~2.1.2

按鈕(手動切換電器)(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(a)外形圖常閉觸點常開觸點控制按鈕由按鈕帽1、復位彈簧2、橋式觸頭3、4、5和外殼等組成，通常做成復合式，即具有動合觸點和動斷觸點，其結(jié)構(gòu)示意圖見下圖所示?？刂其@鈕的種類很多，指示燈式按鈕內(nèi)可裝入信號燈顯示信號；緊急式按鈕裝有蘑菇形鈕帽，以便于緊急操作；旋鈕式按鈕用于扭動旋鈕來進行操作。常見按鈕的外形如下圖所示：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(jié)構(gòu)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按鈕帽交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)2.1.3

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)2.1.3

接觸器如圖所示，交流接觸器主要由電磁機構(gòu)（包括電磁線圈1、鐵心2和銜鐵3）、觸頭系統(tǒng)（主觸頭4和輔助觸頭5）、滅弧裝置（圖中未畫出）及其他部分組成。2.1.3接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器。~M3~線圈輔助觸點鐵心銜鐵電源電機主觸點常閉常開彈簧各種接觸器的實物圖符號線圈KM用于主電路流過的大電流(需加滅弧裝置)用于控制電路流過的小電流(無需加滅弧裝置)KM動合(常開)輔助觸點動斷(常閉)輔助觸點KM屬于同一器件的線圈和觸點用相同的文字表示接觸器技術(shù)指標：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等。動合(常開)主觸點KM常用的交流接觸器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。如CJ10系列主觸點額定電流5、10、20、40、75、120A等數(shù)種；額定工作電壓通常是220V或380V。2.1.4

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。繼電器是根據(jù)一定的信號（如電流、電壓、時間和速度等物理量）的變化來接通或分斷小電流電路和電器的自動控制電器。(1)電流繼電器電流繼電器主要用于過載及短路保護。

電流繼電器的線圈串聯(lián)接入主電路，用來感測主電路的電流，觸點接于控制電路，為執(zhí)行元件。常用的電流繼電器有欠電流繼電器和過電流繼電器兩種。

欠電流繼電器用于欠電流保護，在電路正常工作時，欠電流繼電器的銜鐵是吸合的，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。只有當電流降低到某一整定值時，銜鐵釋放，控制電路失電，從而控制接觸器及時分斷電路。

(1)電流繼電器過電流繼電器實物圖欠電流繼電器實物圖(2)電壓繼電器：電壓繼電器反映的是電壓信號。它的線圈并聯(lián)在被測電路的兩端，所以匝數(shù)多、導線細、阻抗大。電壓繼電器用于電力拖動系統(tǒng)的電壓保護和控制。其線圈并聯(lián)接入主電路，感測主電路的電壓；觸點接于控制電路，為執(zhí)行元件。按吸合電壓的大小，電壓繼電器可分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。

(2)電壓繼電器：過電壓繼電器用于線路的過電壓保護，當被保護的電路電壓正常時銜鐵不動作，當被保護電路的電壓高于額定值，達到過電壓繼電器的整定值時，銜鐵吸合，觸點機構(gòu)動作，控制電路失電，控制接觸器及時分斷被保護電路。欠電壓繼電器用于電路的欠電壓保護，其釋放整定值為電路額定電壓的0.1～0.6倍。當被保護電路電壓正常時銜鐵可靠吸合，當被保護電路電壓降至欠電壓繼電器的釋放整定值時銜鐵釋放，觸點機構(gòu)復位，控制接觸器及時分斷被保護電路。

2.中間繼電器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中間繼電器實質(zhì)上是一種電壓繼電器。它的特點是觸點數(shù)目較多，電流容量可增大，起到中間放大(觸點數(shù)目和電流容量)的作用。3.時間繼電器在自動控制系統(tǒng)中，有時需要繼電器得到信號后不立即動作，而是要順延一段時間后再動作并輸出控制信號，以達到按時間順序進行控制的目的。時間繼電器就能實現(xiàn)這種功能。

時間繼電器按工作原理分：電磁式、空氣阻尼式（氣囊式）、晶體管式、單片機控制式等。其外形如圖所示。3.時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時的。其外形如圖所示?？諝庾枘釙r間繼電器由電磁機構(gòu)、延時機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)三部分組成。延時方式有通電延時和斷電延時兩種。a)通電延時繼電器b)斷電延時繼電器KT線圈通電延時閉合常開觸點KT通電延時斷開常閉觸點KTKT線圈斷電延時斷開常開觸點KT斷電延時閉合常閉觸點KT空氣式延時繼電器3.時間繼電器

是從得到輸入信號(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。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)螺絲進氣孔托板線圈動鐵心恢復彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔通電延時的空氣式時間繼電器動畫演示斷電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常閉

延時閉合常閉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，但準確度較低。時間繼電器的型號有JS7-A和JJSK2等多種類型?？諝庾枘崾綌嚯娧訒r型時間繼電器工作過程演示線圈通電后，上方微動開關(guān)觸頭迅速轉(zhuǎn)換。微動開關(guān)延時常開觸點馬上閉合，常閉觸點馬上斷開。線圈斷電時，在空氣室內(nèi)與橡皮膜相連的活塞桿在彈簧作用下向上移動，由于橡皮膜下方的空氣稀薄形成負壓，起到空氣阻尼的作用，因此活塞桿只能緩慢向上移動，可通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整。經(jīng)過一段延時后，使其常開觸點延時斷開，常閉觸點延時閉合。

3.時間繼電器按延時方式可分為通電延時型時間繼電器和斷電延時型時間繼電器。對于通電延時型時間繼電器，當線圈得電時，其延時動合觸點要延時一段時間才閉合，延時動斷觸點要延時一段時間才斷開。當線圈失電時，其延時動合觸點迅速斷開，延時動斷觸點迅速閉合。對于斷電延時型時間繼電器，當線圈得電時，其延時動合觸點迅速閉合，延時動斷觸點迅速斷開。當線圈失電時，其延時動合觸點要延時一段時間再斷開，延時動斷觸點要延時一段時間再閉合。時間繼電器的圖形符號及文字符號2.1.5熱繼電器用于電動機的過載保護。熱繼電器外形與結(jié)構(gòu)(a)外形(b)結(jié)構(gòu)~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。發(fā)熱元件杠桿2.1.5

熱繼電器工作原理結(jié)構(gòu)原理圖雙金屬片常閉觸頭用于電動機的過載保護。2.1.5熱繼電器熱繼電器的形式有多種，其中以雙金屬片式應用最多。雙金屬片式熱繼電器主要由發(fā)熱元件1、主雙金屬片2和觸點4組成。電動機正常運行時，雙金屬片的彎曲程度不足以使熱繼電器動作。但是當電動機過載時，流過熱元件的電流增大，加上時間效應，就會加大雙金屬片的彎曲程度，最終使雙金屬片推動導板3使熱繼電器的觸點4

動作，切斷電動機的控制電路。熱繼電器動畫演示2.1.6熔斷器熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉、控制有效的短路保護電器。1.熔斷器的結(jié)構(gòu)和工作原理

熔斷器主要由熔體（俗稱保險絲）和安裝熔體的熔管（或熔座）組成。

熔斷器的熔體與被保護的電路串聯(lián)，當電路正常工作時，熔體允許通過一定大小的電流而不熔斷。當電路發(fā)生短路或嚴重過載時，熔體中流過很大的故障電流，當電流產(chǎn)生的熱量使熔體溫度升高達到熔點時，熔體熔斷并切斷電路，從而達到保護的目的。2.1.6熔斷器2.熔斷器的分類

按結(jié)構(gòu)形式可分為插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、封閉管式熔斷器、快速熔斷器和自復式熔斷器等。

熔斷器的外形如右圖所示。螺旋式熔斷器

圓筒形帽熔斷器螺栓連接熔斷器2.1.6熔斷器3.熔斷器的型號含義和電氣符號如下圖所示。

型號含義電氣符號用于自動往復控制或限位保護等。2.1.7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(guān)的外形符號可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護。2.1.8

自動空氣斷路器(自動開關(guān))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2.1.9

刀開關(guān)刀開關(guān)是一種手動電器，在低壓電路中用于不頻繁地接通和分斷電路，或用于隔離電源，故又稱“隔離開關(guān)”。1.刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)和安裝

刀開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)較為簡單的手動電器，主要由手柄、觸刀、靜插座和絕緣底板等組成，如下圖所示。刀開關(guān)在切斷電源時會產(chǎn)