第10章 繼電接觸控制系統(tǒng)ENG

第10章繼電接觸控制系統(tǒng)

Ch10Relay-ContactorControlSystem10.4

行程控制10.1

常用控制電器10.2

鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線路10.3

鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路10.5

時(shí)間控制本章要求：1.了解常用控制電器結(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(jiǎn)單的控制電路原理圖、能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的控制電路。應(yīng)用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，稱為電力拖動(dòng)。利用繼電器、接觸器實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)設(shè)備的控制和保護(hù)，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(hù)環(huán)節(jié)的典型線路。Ch10Relay-ContactorControlSystem

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。下面介紹常用控制電器的用途及電工表示符號(hào)。10.1Generalcontrollingapparatus10.1.1組合開關(guān)Switch-group組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，由數(shù)層動(dòng)、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動(dòng)觸點(diǎn)裝在轉(zhuǎn)軸上，用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸使動(dòng)觸片與靜觸片接通與斷開。可實(shí)現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。為用轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)三相電動(dòng)機(jī)起?？刂频慕泳€圖。轉(zhuǎn)換開關(guān)中的彈簧可使動(dòng)、靜觸片快速斷開，利于熄滅電弧。但轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，電流40A以下的電路中做電源開關(guān)。M3~圖10.1.1用組合開關(guān)起停電動(dòng)機(jī)的接線圖10.1.2按鈕(Button)(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(hào)(a)外形圖常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)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(hào)名稱常閉按鈕Normallyclosedbutton常開按鈕Normallyopenbutton復(fù)合按鈕Combinedbutton1234123按鈕帽交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)10.1.3

接觸器Contactor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)接觸器通常為三對(duì)常開觸點(diǎn)，允許通過大電流，常用于主電路中。交流接觸器線圈通電銜鐵被吸合主觸頭閉合電機(jī)通電接觸器有關(guān)符號(hào)：接觸器線圈接觸器主觸頭－－用于主電路（流過的電流大，需加滅弧裝置）常開常閉接觸器輔助觸頭－－用于控制電路（流過的電流小，無需加滅弧裝置）接觸器控制對(duì)象：電動(dòng)機(jī)及其它電力負(fù)載接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點(diǎn)數(shù)目等。10.1.4

繼電器Relay

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CurrentorVoltageRelay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)。2.中間繼電器IntermediateRelay

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(hào)和同時(shí)控制多個(gè)電路，也可直接用它來控制小容量電動(dòng)機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。(b)

符號(hào)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(hào)3.時(shí)間繼電器TimeRelay

是從得到輸入信號(hào)(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)后才動(dòng)作的繼電器。適用于定時(shí)控制時(shí)間繼電器定時(shí)類型：鐘表式空氣式電子式阻容式數(shù)字式。。。。。。。。通電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常開觸頭延時(shí)閉合常閉觸頭延時(shí)打開常開觸頭常閉觸頭線圈通電

銜鐵向下吸合連桿動(dòng)作觸頭動(dòng)作工作原理調(diào)節(jié)螺絲進(jìn)氣孔托板線圈動(dòng)鐵心恢復(fù)彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔空氣式時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器觸頭類型常閉斷電后延時(shí)閉合常開斷電后延時(shí)斷開通電延時(shí)式瞬時(shí)動(dòng)作延時(shí)動(dòng)作常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)常開通電后延時(shí)閉合常閉通電后延時(shí)斷開斷電延時(shí)式10.1.5

熱繼電器ThermalOverloadRelay用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。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(jī)主電路，若長(zhǎng)時(shí)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)熱元件杠桿工作原理結(jié)構(gòu)原理圖雙金屬片常閉觸頭熱繼電器的符號(hào)發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中常閉觸頭KHKH10.1.6

熔斷器Fuse符號(hào)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(dòng)的電機(jī)(2)單臺(tái)電機(jī)用于低壓線路中的短路保護(hù)。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。用于自動(dòng)往復(fù)控制或限位保護(hù)等。10.

1.7行程開關(guān)(限位開關(guān))PositionSwitch(b)示意圖結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動(dòng)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(hào)行程開關(guān)的外形符號(hào)可實(shí)現(xiàn)短路、過載、失壓保護(hù)。10.1.8

自動(dòng)空氣斷路器(AutoAirCircuit-breaker)鎖鉤主觸點(diǎn)手動(dòng)閉合過流脫扣器欠壓脫扣器銜鐵釋放自動(dòng)空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧繼電接觸控制線路由一些基本控制環(huán)節(jié)組成，下面介紹繼電接觸控制線路的繪制。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(dòng)控制原理圖的繪制原則及讀圖方法：1.按國(guó)家規(guī)定的電工圖形符號(hào)和文字符號(hào)畫圖。2.控制線路由主電路(被控制負(fù)載所在電路)

和控制電路(控制主電路狀態(tài))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(hào)。4.

所有電器的圖形符號(hào)均按無電壓、無外力作用下的正常狀態(tài)畫出，即按通電前的狀態(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(jì)控制電路時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：使控制電路簡(jiǎn)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(gè)電器元件依次動(dòng)作才能接通另一個(gè)電器的控制電路。(3)必須保證每個(gè)線圈的額定電壓，不能將兩個(gè)線圈串聯(lián)。10.2

鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線路M3~ABCKMFUQSB'C'KMSB（1）點(diǎn)動(dòng)控制動(dòng)作過程觸頭（KM）打開按鈕松開線圈（KM）斷電電機(jī)停轉(zhuǎn)。觸頭（KM）閉合按下按鈕（SB）線圈（KM）通電電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；控制電路主電路（2）連續(xù)運(yùn)行控制KM自鎖自鎖（失壓保護(hù)）的作用按下按鈕（SB2），線圈（KM）通電，電機(jī)起動(dòng)；同時(shí)，輔助觸頭（KM）閉合，即使按鈕松開，線圈保持通電狀態(tài)，電機(jī)連續(xù)運(yùn)行。KMSB2M3~ABCKMFUQSB1起動(dòng)按鈕停車按鈕主電路控制電路M3~ABCKMFUQ主電路失壓保護(hù)：采用繼電器、接觸器控制采用繼電器、接觸器控制后，電源電壓<85%時(shí)，接觸器觸頭自動(dòng)斷開，可避免燒壞電機(jī)；另外，在電源停電后突然再來電時(shí)，可避免電機(jī)自動(dòng)起動(dòng)而傷人。KMSB1KMSB2控制電路~KMM3~ABCKMFUQFR電流形成回路，只要接兩相就可以了。（3）直接起動(dòng)+過載保護(hù)發(fā)熱元件熱繼電器觸頭主電路控制電路KMSB1SB2FR~電機(jī)工作時(shí)，若因負(fù)載過重而使電流增大，但又比短路電流小。此時(shí)熔斷器起不了保護(hù)作用，應(yīng)加熱繼電器，進(jìn)行過載保護(hù)。M3~ABCKMFUQFR過載保護(hù)：加熱繼電器熱繼電器的熱元件熱繼電器觸頭KMSB1KMSB2FR~例如：甲、乙兩地同時(shí)控制一臺(tái)電機(jī)。方法：兩起動(dòng)按鈕并聯(lián)；兩停車按鈕串聯(lián)。（4）多地點(diǎn)控制KMSB1甲SB2甲KMSB3乙SB4乙乙地甲地QSFRM3~ABCKMFU方法一：用復(fù)合按鈕。（5）點(diǎn)動(dòng)+連續(xù)運(yùn)行SB3：點(diǎn)動(dòng)SB2：連續(xù)運(yùn)行控制關(guān)系該電路缺點(diǎn)：動(dòng)作不夠可靠。KMSB1KMSB2FRSB3主電路控制電路SBKASB1KASB2FRKMKAM3~ABCKMFU方法二：加中間繼電器（KA）?？刂脐P(guān)系SB：點(diǎn)動(dòng)SB2：連續(xù)運(yùn)行FR以下控制電路能否實(shí)現(xiàn)即能點(diǎn)動(dòng)、又能連續(xù)運(yùn)行

思考不能點(diǎn)動(dòng)！KMSB1KMSB2FRSBM13~這樣的順序控制是否合理？?jī)呻姍C(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KM2KM1SB2KM2KM1SB3SB1控制電路~主電路10.3鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路將電動(dòng)機(jī)接到電源的任意兩根線對(duì)調(diào)一下，即可使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

需要用兩個(gè)接觸器來實(shí)現(xiàn)這一要求。

當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；

當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接到電源的任意兩根聯(lián)線對(duì)調(diào)一下，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

SBF和SBR決不允許同時(shí)按下，否則造成電源兩相短路。正反轉(zhuǎn)的控制線路3~MFRFU正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)KMR動(dòng)畫KMFKMF.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(shí)動(dòng)作。反轉(zhuǎn)接觸器SBRKMRKMR..........反轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)按下SBFSBKMF在同一時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)接觸器只允許一個(gè)通電工作的控制作用，稱為“聯(lián)鎖”。“聯(lián)鎖”觸點(diǎn)利用接觸器的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱電氣聯(lián)鎖。缺點(diǎn)：改變轉(zhuǎn)向時(shí)必須先按停止按鈕。解決措施：在控制電路中加入機(jī)械連鎖。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通電斷開斷電電機(jī)正轉(zhuǎn)閉合機(jī)械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖利用復(fù)合按鈕的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱機(jī)械聯(lián)鎖。鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMRKMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，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(jī)反轉(zhuǎn)10.4行程控制自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)：1.能正向運(yùn)行也能反向運(yùn)行2.到位后能自動(dòng)返回行程控制：控制某些機(jī)械的行程，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件到達(dá)一定行程位置時(shí)利用行程開關(guān)進(jìn)行控制。STaSTb電機(jī)正程限位開關(guān)STaSTb逆程STaSTb前進(jìn)(正轉(zhuǎn)）后退12按SBF時(shí)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(dòng)往返運(yùn)動(dòng)：擋塊動(dòng)畫電機(jī)正轉(zhuǎn)工作臺(tái)前進(jìn)到達(dá)預(yù)定位置，擋塊1撞擊STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正轉(zhuǎn)

電機(jī)反轉(zhuǎn)(工作臺(tái)后退)KMFUQFR電機(jī)繞組U1U2V1V2W1W2KM-YU1V1W1U2V2W2Y

W2V1V2U2W1U1KM-

主電路電機(jī)的Y－

起動(dòng)

KM-Y閉合，電機(jī)接成Y形；

KM-

閉合，電機(jī)接成

形。10.5

時(shí)間控制KMFUQFRU1U2V1V2W1W2KM-YKM-

KT

主電路接通電源延時(shí)KM-

KM-Y

Y

轉(zhuǎn)換完成SB2

KM

KT

KM-Y

KM-

KM-

KTKTKM-YKM-YKM-

KM-

KTKM-

KMSB1SB2KMY－

起動(dòng)控制電路FR~＃1電機(jī)M1控制要求：

1.M1起動(dòng)后，M2才能起動(dòng)

2.M2可單獨(dú)停＃2電機(jī)M2順序控制順序控制電路（1）：兩電機(jī)只保證起動(dòng)的先后順序，沒有延時(shí)要求。

FUKM2FR2ABCFUM3~ABCKM1FR1M3~主電路控制電路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1順序控制電路(2