第8章繼電器接觸器控制系統(tǒng)

第八章繼電器-接觸器控制系統(tǒng)

熟悉各種電器的工作原理及作用、表示符號，著重掌握繼電器－接觸器控制線路中基本控制環(huán)節(jié)的構成和工作原理，能分析較復雜的控制線路，并通過訓練學會設計一些較簡單的控制線路。8.1常用的控制電器常用的控制電器的分類：1.按動作性質：分為自動電器和非自動電器非自動電器：沒有動力機構，如刀開關、轉換開關、行程開關。自動電器：有動力執(zhí)行機構，如接觸器、繼電器、自動開關。2.按用途：控制電器，保護電器和執(zhí)行電器

常用低壓控制電器:有12大類:刀開關和轉換開關H;繼電器J;熔斷器R;主令電器L;自動開關D;電阻器Z;控制器K;變阻器B;接觸器C;調(diào)整器T起動器Q;電磁鐵M選型時主要指標：額定電壓，額定電流HD13-1000/3，~380V一.刀開關（或隔離開關）：沒有滅弧裝置，不能切斷電流，只能隔離電壓。8.1.1非自動控制電器雙投開關單投開關刀開關表示符號1.原理：通過控制旋轉受柄轉到不同的位置，使不同的接點接通。2.轉換開關的主要技術指標是它的閉合表。倒順開關觸點開合表轉換開關結構示意圖二.轉換開關8.1.2自動控制電器這類電器有動力執(zhí)行機構：如電磁鐵等。常用的自動控制電器有接觸器和繼電器。一.接觸器：1.原理：在外界輸入信號的作用下能夠自動地接通或斷開帶有負載的主回路的自動控制電器，它是靠電磁力來自動的打開或閉合帶有負載的觸頭。2.分類：交流和直流接觸器。3.交流接觸器：1）結構組成：主觸頭，滅弧裝置，鐵心，線圈及輔助觸頭。

2）選型時主要技術指標：A主觸頭的額定電流，電壓及極數(shù)B線圈的電壓：C輔助觸頭（22）：型號及規(guī)格：CJ20—100（/3），~220V3）圖形符號：結構圖電氣圖形符號短路環(huán)4.直流接觸器：組成部分和工作原理同交流接觸器基本一樣。不同：（1）鐵心用軟鋼或工程純鐵制成圓形。（2）適用于頻繁啟動制動的場合。二.繼電器：在外界信號的作用下自動地接通或斷開控制回路的一種電器。A：根據(jù)輸入信號的不同進行如下分類：分為電流，電壓，速度，壓力及熱繼電器等。B：根據(jù)動作時間進行如下分類：分為瞬時動作繼電器和延時動作繼電器（即時間繼電器）。C：根據(jù)動作原理進行如下分類：分為電磁式，感應式，電動式，電子式和機械式等，其中電磁式應用最多。1.電流繼電器：根據(jù)流過其線圈的電流信號的大小而動作。電流繼電器又分為過電流繼電器和欠電流繼電器。過電流繼電器：正常通電時不動作，當電流超過設定值時，常開觸點閉合，常閉觸點打開。欠電流繼電器：正常通電時動作，常開觸點閉合，常閉觸點打開，當電流低于設定值時，恢復常態(tài)。其線圈串接于主回路中。文字符號：KA2.電壓繼電器：根據(jù)加在其線圈上的電壓信號的大小而動作。電壓繼電器又分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。工作原理同電流繼電器。其線圈并接于被測電壓兩端。文字符號：KV3.中間繼電器：中間繼電器本質上是電壓繼電器，但還具有觸頭多(多至六對或更多)，觸頭能承受的電流較大（額定電流5A～10A)．動作靈敏(動作時間小于0．05s)等特點．它的用途有兩個：第一：用作中間傳遞信號。第二：用作同時控制多條線路。JZ14-44，220V4開4閉，額定電壓220V4.熱繼電器：熱繼電器是根據(jù)控制對象的溫度變化來控制電流流通的繼電器，用于保護電動機的過載。例：JR14-20/2,10A熱元件額定電流10A，2路文字符號：FR使用熱繼電器要注意以下問題：（1）有若干個電流等級,每一個等級有一個電流調(diào)節(jié)范圍。選擇時根據(jù)電動機額定電流確定熱繼電器的熱元件電流等級,電動機額定電流應在電流調(diào)節(jié)范圍之中;線圈電壓等于控制電壓。（2）只能用作電路的熱保護，不能用作短路保護。（3）保護三相異步電動機時，至少要用有兩個熱元件的熱繼電器。5固體繼電器固體繼電器（SOLIDSTATERELAY）簡稱SSR。它是現(xiàn)代微電子技術與電力電子技術相結合發(fā)展起來的一種用固體元件組裝而成的新穎的無觸點開關器件，它可以實現(xiàn)用微弱的控制信號對幾十安甚至幾百安培電流的負載進行無觸點的接通和斷開，目前已得到廣泛的應用。8.1.3主令電器:用于操作人員發(fā)出控制指令的電器.例如電機的啟動、停止，常見的有按鈕開關、萬能轉換開關、主令控制器等。1.按鈕:操作次數(shù)小于6次/小時.2.轉換開關：操作次數(shù)小于30次/小時.3.主令開關：操作次數(shù)可大于300次/小時，又分為手動式和機械式。8.1.4執(zhí)行電器用于完成執(zhí)行任務的電器。如電磁鐵，電磁離合器，電磁工作臺。（1）電磁鐵：將電流信號轉換為機械位移。常用于電動機的制動（電磁抱閘），閥門的開啟和關閉。（2）電磁離合器：接通或斷開兩個平行軸。（3）電磁工作臺：加工工件。8.2繼電器—接觸器控制的常用基本線路8.2.1繼電器—接觸器自動控制線路的構成工程上電器線路都用一些規(guī)定的圖形符號來表示，這就使繪圖工作大為簡化，電器線路圖包括安裝線路圖和原理線路圖。安裝線路圖是電氣施工時最重要的資料之一。但隨著生產(chǎn)的發(fā)展，電器元件越來越多，安裝圖中相交的線很多，閱讀很不方便，這就產(chǎn)生了原理圖。舉例：線繞型電機串電阻啟動的電路1235749611131517L11L21L31L12L22L32UVW下面介紹繪制原理圖的基本規(guī)則：1.主回路與控制回路。2.控制線路中的電源線分列兩邊，各控制回路基本按照各電器元件的動作順序由上而下平行繪制。3.元件的接點不按位置畫，而是按電路中的作用畫。4.同一個電器元件的各個部件用同一個符號來表示。5.所有電器的接點均表示正常位置。6.對接點進行編號。8.2.2繼電器—接觸器自動控制的基本線路一.電動機的啟動控制線路及保護裝置1.電動機的啟動控制線路2.電動機的保護裝置：1）短路保護：當發(fā)生短路時，使電動機與電源斷開。A.熔斷器（保險絲）：用于短路保護。(1)分類:有插入式RC1A;密封管式RM10，螺旋式RL1;等，分別見右圖中a,b,c。(2)額定電流:有熔斷器額定電流和熔體額定電流.(3)選擇:先選擇熔體額定電流,為電動機額定電流的(1.5-2.5)倍;熔斷器額定電流大于或等于熔體額定電流.注意：鼠籠式異步電機熔斷器的選擇原則。

B.過電流繼電器：只能檢測到短路電流，需和接觸器配合才能切斷電源。C.自動空氣斷路器（自動開關）：能直接斷開主回路（即電源）。有瞬時動作和延時動作，可短路和過載保護。采用的檢測元件是過電流脫扣器和熱脫扣器。自動空氣斷路器的選型：DZ5，DZ102）長期過載保護裝置：用熱繼電器。電動機短時過載允許，長期過載就會損壞電機。3）零壓保護：因電源消失而可能發(fā)生的故障。4）零勵磁保護二.正反轉控制線路帶電氣互鎖帶電氣互鎖和機械互鎖三.點動控制線路四.多電動機的連鎖控制線路：1）兩臺電動機的互鎖：工作停車都有互鎖兩電動機不能同時工作的互鎖2）聯(lián)合控制與分別控制：左端：聯(lián)合控制右端：分別控制3）集中控制與分散控制：五.多點控制線路（對于一臺電動機）原則：啟動按鈕并聯(lián)，停止按鈕串聯(lián)六.順序控制線路（對于多臺電動機）：8.2.3生產(chǎn)機械中常用的幾種自動控制方法在電動機的控制中，僅僅依靠前面的簡單連鎖控制是不夠的，還必須利用電動機啟動、變速、反轉和制動過程中的各種變化因素和生產(chǎn)機械的工作狀態(tài)來控制電動機。因此，就出現(xiàn)了各種各樣的控制方法，常用的有如下幾種；（1）按行程的自動控制（2）按時間的自動控制（3）按速度的自動控制（4）按電流的自動控制1.按行程的自動控制：有行程開關，接近開關及光電傳感器等.1)行程開關：1)按行程控制的基本線路A按預定位置的自動停車與終端保護控制B工作循環(huán)后停在原位的控制：(a)缺點:按1SB的時間長。(b)改進線路比較完善。(c)可實現(xiàn)工作循環(huán)連續(xù)不斷的進行，而停止時該工作部件又停在原位。1SB連續(xù)工作，3SB停在原位。C按一定程序的控制線路2.按時間的自動控制：用時間繼電器來實現(xiàn)控制。1）時間繼電器：有空氣式，電磁式，電動式和晶體管式等。空氣式時間繼電器：原理：利用空氣的阻尼作用。B.電磁式時間繼電器：利用電磁感應原理獲得延時。C.電動式時間繼電器：利用電動機的旋轉來產(chǎn)生延時。D.晶體管式時間繼電器：利用RC電路的充、放電時間來產(chǎn)生延時。2）按時間控制的基本線路：A.定時控制線路B.籠型電動機定子串電阻啟動的自動控制C.籠型電動機Y-△換接啟動的自動控制線路：D.繞線型電動機轉子串電阻啟動的自動控制線路：1235749611131517L11L21L31L12L22L32UVWE.籠型電動機能耗制動的自動控制線路：3）按速度的基本線路：采用速度繼電器控制A.速度繼電器工作原理:當速度大于設定值時，常開觸點閉合；當速度低于設定值時，常開觸點恢復常態(tài)。B.按速度控制的基本線路：反接制動4）按電流的自動控制圖8.67按電流控制的鼠籠式異步電動機定子串電阻啟動的控制線路8.2.4實用線路注意如下幾點：（1）電路圖分區(qū)（2）繼電器標明其觸點所在區(qū)域4.2.3CA6140型車床電氣控制線路圖8.4繼電器-接觸器控制線路設計簡介1.繼電器-接觸器控制線路設計程序：首先根據(jù)生產(chǎn)機械的工藝過程以及它對電氣控制線路的要求，來選擇自動控制的方法和原則；然后設計自動控制線路原理圖；再根據(jù)原理圖選擇所需要的電器元件；最后繪出安裝接線圖。2.自動控制線路設計的基本要求:(1)應滿足生產(chǎn)工藝所提出的要求；(2)線路簡單，布局合理，電器元件選擇正確;(3)操作、維修方便；(4)設有各種保護和防止發(fā)生故障的環(huán)節(jié)；(5)能長期準確、穩(wěn)定、可靠地工作。3.電氣原理圖的設計方法一般有兩種：經(jīng)驗設計法，邏輯分析設計法。經(jīng)驗設計法是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，憑借設計人員的實際經(jīng)驗，用一些基本控制線路和典型環(huán)節(jié)加以合理組合，從而形成自動控制線路。這種方法比較簡單，但在設計比較復雜的線路時，設計人員要有豐富的工作經(jīng)驗，經(jīng)過反復思考、比較、修改后，才能設計出一個比較完善合理的線路，再經(jīng)實際動作校驗，方可最后確定設計的線路。專業(yè)電氣設計單位一般采用邏輯分析設計法.

4.設計時應注意的問題(1)在一條控制線路中,不能有兩個交流電器線圈串聯(lián)。另外，對于大容量的直流電磁鐵線圈不要與繼電器的線圈直接并聯(lián)。(2)簡化線路,去掉多余的線路和觸點.例如,下圖中,(a)合理,(b)不合理.(3)防止寄生和競爭的電路.讀圖練習

例:右圖為機床自動間歇潤滑的控制線路,接觸器KM控制油泵起停;控制電路可使?jié)櫥幸?guī)律地間歇工作.分析線路工作原理,并說明開關S