第13講 電氣控制

第十三講

第6章電氣控制6.2電動機的常用控制電路*6.3可編程控制器6.1常用低壓控制電器本章教學(xué)要求第6章電氣控制重點常用低壓電器、電動機常用控制電路。難點電動機控制電路1.掌握常用低壓電器的結(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。6.1常用低壓控制電器一、按鈕(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復(fù)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(fù)合按鈕1234123按鈕帽6.1常用低壓控制電器（續(xù)）二、組合開關(guān)6.1常用低壓控制電器（續(xù)）二、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。右圖為用轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)三相電動機起?？刂频慕泳€圖。M3~6.1常用低壓控制電器（續(xù)）三、交流接觸器外形與結(jié)構(gòu)：由鐵心、線圈和觸點組成。實質(zhì)上就是電控開關(guān)。(a)外形(b)結(jié)構(gòu)電路符號線圈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在電路圖中，屬于同一器件的線圈和觸點用相同的文字表示。動合(常開)主觸點KM型號和技術(shù)指標接觸器技術(shù)指標：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等。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。應(yīng)用舉例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動畫彈簧6.1常用低壓控制電器（續(xù)）四、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。四、繼電器（續(xù)）1、電流繼電器和電壓繼電器電流繼電器：控制線圈電流達到一定值時動作。應(yīng)用：可用于過流保護。應(yīng)用：主要作為欠壓、失壓保護。電壓繼電器：控制線圈電壓達到一定值時動作。四、繼電器（續(xù)）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四、繼電器（續(xù)）

3、時間繼電器(1)直流電磁式時間繼電器

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。+直流電磁式結(jié)構(gòu)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(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻止磁通衰減，當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。3、時間繼電器（續(xù)）(2)空氣式延時繼電器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(b)符號斷電延時斷開常開觸點KT斷電延時閉合常閉觸點KT延時繼電器的外形與結(jié)構(gòu)(a)外形a)通電延時繼電器通電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖及工作原理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(fù)彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔關(guān)鍵：壓縮空氣對活塞運動的阻礙作用。斷電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常閉斷電延時閉合常開斷電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。分析提示：圖中表示斷電瞬間，活塞因空氣阻力未下移，延時觸點還處在通電時的位置，當延時杠桿右端上翹時常開觸點斷開。時間繼電器的型號有JS7-A和JJSK2等多種類型。固定部件四、繼電器（續(xù)）

4、熱繼電器（1）結(jié)構(gòu)與電路符號(a)外形(b)結(jié)構(gòu)串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中常閉觸頭KH發(fā)熱元件KH實物錄像4、熱繼電器（續(xù)）（2）工作原理~發(fā)熱元件接入主電路，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，使其右端向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點斷開。發(fā)熱元件杠桿結(jié)構(gòu)原理圖雙金屬片常閉觸頭動畫發(fā)熱元件接入電機主電路，若電機過載，可以自動切斷電源，實現(xiàn)電機過載保護。5、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過流或短路保護。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。6、行程開關(guān)(限位開關(guān))用于自動往復(fù)控制或限位保護等。(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7、自動空氣斷路器(自動開關(guān))可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護。鎖鉤主觸點手動閉合過流脫扣器欠壓脫扣器銜鐵釋放動畫自動空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧6.2電動機常用控制電路一、電動機的單向運行控制1、點動控制電路M3~ABCKMFUQSB'C'KMSB動作過程觸頭（KM）打開按鈕松開線圈（KM）斷電電機停轉(zhuǎn)。觸頭（KM）閉合按下按鈕（SB）

線圈（KM）通電電機轉(zhuǎn)動；控制電路主電路特點：用按鈕控制接觸器線圈的導(dǎo)電一、電動機的單向運行控制（續(xù)）2、連續(xù)運行典型控制電路(a)結(jié)構(gòu)圖熔斷器FU交流接觸器KM組合開關(guān)Q按扭SBSB1SB235熱繼電器FRM3～4212、連續(xù)運行典型控制電路(b)原理圖主電路控制電路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..保險絲熱繼電器發(fā)熱元件開關(guān)接觸器主觸點起動按鈕停止按鈕接觸器線圈接觸器輔助觸點熱繼電器動斷觸點2、連續(xù)運行典型控制電路(c)運行過程KMFRKM..KMSB1SB2..控制電路合上開關(guān)Q啟動KM輔助觸點閉合自鎖。按下起動按鈕SB2

,KM線圈通電，KM主觸點閉合，電動機運轉(zhuǎn)。通電轉(zhuǎn)動KM主電路FR3~MFUQQ合上開關(guān)QFRKM..KMSB1SB2..控制電路KM輔助觸點閉合自鎖。按下起動按鈕SB2

,KM線圈通電，KM主觸點閉合，電動機運轉(zhuǎn)。通電運行KM轉(zhuǎn)動主電路FR3~MFUQQ松開起動按鈕SB2利用自身輔助觸點，維持線圈通電的作用稱自鎖自鎖FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路FRFUQ3~MQ轉(zhuǎn)動KM自鎖停車

按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點斷開,電動機停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點斷開，取消自鎖。動畫3、電機的保護SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..熱繼電器過載保護保險絲短路保護接觸器零壓失壓、欠壓保護熱繼電器動斷觸點主電路控制電路電動機的保護

短路保護是因短路電流會引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強大的電動力，使電動機和電器設(shè)備產(chǎn)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(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動機停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時，電動機可能自動重新起動(亦稱自起動)，易造成人身或設(shè)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(shè)置的保護。常采用熱繼電器FR保護，也可采用自動開關(guān)和電流繼電器保護。*4、既能連續(xù)運行又能點動的控制電路點動：按下起動按鈕SB3，電動機運轉(zhuǎn)，松開起動按鈕，電動機停轉(zhuǎn)。復(fù)合按鈕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)合按鈕連續(xù)運行：按下起動按鈕SB2，接觸器線圈KM通電，電動機運轉(zhuǎn)，且SB2實現(xiàn)自鎖，松開SB2，電動機繼續(xù)運行。停機：按下停止按鈕SB1，接觸器線圈KM斷電，電動機停轉(zhuǎn)。二、電動機的正反轉(zhuǎn)控制將電動機接到電源的任意兩根線對調(diào)一下，即可使電動機反轉(zhuǎn)。

需要用兩個接觸器來實現(xiàn)這一要求。

當正轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機正轉(zhuǎn)；

當反轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機的電源電源線有兩根對調(diào)，電動機反轉(zhuǎn)。原理：改變電機定子三相電源相序。方法：SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成電源兩相瞬時短路。正反轉(zhuǎn)的控制線路3~MFRFU正轉(zhuǎn)觸點KMRKMFKMF.KMRFRQKMFSB..SBFKMF正轉(zhuǎn)接觸器正轉(zhuǎn)按鈕正反轉(zhuǎn)控制電路必須保證正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)接觸器不能同時動作。反轉(zhuǎn)接觸器SBRKMRKMR..........反轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)觸點按下SBFSBKMF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，稱為“聯(lián)鎖”（通常稱互鎖）。“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(zhuǎn)向時必須先按停止按鈕。解決辦法：在控制電路中加入機械連鎖。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通電斷開斷電電機正轉(zhuǎn)閉合電路特點：常開觸點用于自鎖本開關(guān)，并聯(lián)連接；常閉觸點用于互鎖對方開關(guān)，串聯(lián)連接。機械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖利用復(fù)合按鈕的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱機械聯(lián)鎖。電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR復(fù)合按鈕的觸點具有先斷后通的特點。KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當電機正轉(zhuǎn)時，按下反轉(zhuǎn)按鈕SBR先斷開斷電閉合通電斷開停止正轉(zhuǎn)閉合閉合電機反轉(zhuǎn)三、行程控制自動往返運動：1.能正向運行也能反向運行2.到位后能自動返回行程控制：控制某些機械的行程，當運動部件到達一定行程位置時利用行程開關(guān)進行控制。STaSTb電機正程限位開關(guān)STaSTb逆程1、限位控制控制回路KMFKHKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位開關(guān)正程限位開關(guān)STASTB逆程至右極端位置撞開STA

動作過程SB2正向運行電機停車反向運行：（課堂提問）2、自動往返控制STaSTb前進(正轉(zhuǎn)）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(guān)自動往返運動：擋塊電機正轉(zhuǎn)工作臺前進到達預(yù)定位置，擋塊1撞擊STb停止正轉(zhuǎn)

電機反轉(zhuǎn)(工作臺后退)SBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR四、電機的順序控制1、優(yōu)先控制KM1FUQKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1通電閉合再按SB2閉合通電閉合閉合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(zhuǎn)動M2轉(zhuǎn)動....四、電機的順序控制2、主從控制控制要求;副機先開后停，主機后開先停。主電路控制電路KM2KH2FUM3~ABCKM1KH1M3~副機主機KM1KM2SB3（主機停止）SB2（主機啟動）FR2KM2KM1SB4（副機停止）SB1（副機啟動）FR1KM1KM2*五、時間控制1、延時啟動控制線路KHKM1KM1SB1SB2KTKM2KM2KM2KTM1起動后，M2延時起動。SB2KM1KT

KM2

延時閉合

KM2

M1起動KTM2起動接觸器KM1、KM2分別控制電機M1、M2?？刂齐娐氛f明：如果KM1為繼電器，不控制電機，則為單機延時起動。*五、時間控制2、Y–換接起動控制線路Y接法KM3KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開復(fù)合按鈕起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接常閉斷開常開閉合常閉延時斷開電動機Y接起動常閉斷開常開閉合自鎖KT通電KM3通電通電瞬時閉合KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接KT通電起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電常閉斷開常開閉合常閉延時斷開電動機Y接起動常閉斷開常開閉合自鎖KM3通電通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電松開SB2,電機仍處于Y接起動狀態(tài)。KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開KM1斷電常開斷開常閉閉合當KT常閉觸點延時斷開時斷電復(fù)合按鈕KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接通電通電