電工學電動機繼電器接觸器控制.ppt

1、第9章 電動機繼電器-接觸器控制,9.4 電氣原理圖的閱讀要點,9.1 常用控制電器與電氣圖形符號,9.2 電動機的基本控制環(huán)節(jié)和保護環(huán)節(jié),9.3 電動機的基本控制原則,本章要求： 1.了解常用低壓電器的結構、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 計簡單的控制電路。,第9章 電動機繼電器-接觸器控制,應用電動機拖動生產機械，稱為電力拖動。利用繼電器、接觸器實現(xiàn)對電動機和生產設備的控制和保護，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)

2、和保護環(huán)節(jié)的典型線路。,實現(xiàn)繼電接觸控制的電氣設備，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。,第9章 電動機繼電器-接觸器控制,一、常用控制電器,第一節(jié) 常用控制電器與電氣圖形符號,1. 刀開關 刀開關是最簡單的一種電器。三相刀開關常作電源開關，也用于小容量電動機不頻繁的直接啟動。 常用的刀開關由三極刀片（動觸點）和安裝于瓷質底座并蓋上膠木蓋的刀座（靜觸點）組成。 注意：刀開關不可倒裝和平裝，以免發(fā)生誤動作；膠木蓋一定要蓋的上以防電弧燒傷。,刀開關圖形符號和文字符號如圖9-1所示。,2. 組合開關,組合開關又稱轉換開關，實質上也是一種刀開關，可

3、實現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉換。 它由數(shù)層動、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動觸點裝在轉軸上，用手柄轉動轉軸使動觸片與靜觸片接通與斷開。,轉換開關中的彈簧可使動、靜觸片快速斷開，利 于熄滅電弧。但轉換開關的觸片通流能力有限，一 般用于交流380V、直流220V，電流100A以下的電路中做電源開關。,組合開關圖形符號和文字符號如圖9-2所示。圖9.3用組合開關實現(xiàn)了三相電動機起?？刂啤?圖 9.3 用組合開關起停電動機的接線圖,圖 9.2 組合開關,開關三對靜觸點的每一個接三相電源的一相，另外三個接三相交流異步電動機。,3. 按鈕(手動切換電器),(b) 結構,按鈕是一種結構簡單、應用廣泛的電器，

4、常用于接通和斷開小電流控制電路。,按鈕的外形和結構如下圖所示，圖形和符號如9-4所示。,(a) 外形圖,動畫,圖 9.4 按鈕,4. 熔斷器,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,熔斷器是最簡單和最常用的短路保護電器。,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。,交流接觸器的外形與結構,5. 交流接觸器,是一種接通和斷開大電流電路的開關電器，常用來頻繁地接通或斷開電動機或其它電氣設備的主電路。,(a) 外形,(b) 結構,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

5、,9-5 交流接觸器,符號,用于主電路,流過大電流 (需加滅弧裝置),用于控制電路,流過小電流 (無需加滅弧裝置),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。,6. 熱繼電器,是一種利用電流熱效應原理制成的用于電動機過載保護的電器。,熱繼電器外形與結構,(a) 外形,(b) 結構,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,工作原理,圖9-6 熱繼電器,雙金屬片,常閉觸頭,動畫,注意

6、： 由于熱慣性，熱繼電器不能作短路保護。,動斷觸點,符號：,二、電氣圖形符號和文字符號,在電工技術中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結構和實際位置，突出的是電氣原理。原理圖按國家規(guī)定的電工圖形符號和文字符號來繪制和標記。,原理圖通常分為主電路（通過強電流的電路部分）和控制電路（通過弱電流的電路部分）。,3. 控制電路基本上按動作的先后順序自下而上或自左向右平行繪制。,4. 觸點按未受外力、線圈未通電時的原始狀態(tài)畫出。,1. 主電路圖用粗實線繪出，常畫于左方（或上方）；控制電路圖用細實線繪出，常畫于右方（或下方） 。,2. 所有電器都按規(guī)定的圖形符號繪制，同一電器的不同部件分開來畫，但

7、必須標同一文字符號。,繪制的原則,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。,在電工技術中所繪制的控制線路圖為原理圖，不考慮電器的結構和實際位置，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)按其功能和所接電路的不同分別畫在不同 的電路中，但必須標注相同的文字符號。,第二節(jié) 電動機的基本控制環(huán)節(jié)和保護環(huán)節(jié),任何復雜的電力拖動控制系統(tǒng)都是由一些簡單的基本控制環(huán)節(jié)組成

8、，所以必須掌握基本控制環(huán)節(jié)的構成特點和工作原理。 這一節(jié)主要介紹電動機點動、連續(xù)、正反轉、順序、兩地控制。,一、基本控制環(huán)節(jié),1. 點動控制：控制電動機瞬時動作。,主電路,控制電路,SB,FR,KM,圖9-7 點動控制電路,主電路,控制電路,2. 電動機直接起動單向連續(xù)運轉的控制電路,動畫,圖9-7 單向連續(xù)運行控制電路,(1) 電路,KM,合上開關Q,起動,(2) 控制原理,KM輔助觸點閉合自鎖。,按下起動按鈕SB2 , KM線圈通電，,通電,轉動,動畫,合上開關Q,(2) 控制原理,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,(2) 控制原理,主電路,FR,FU,

9、Q,Q,轉動,停車,(2) 控制原理,轉動,停車,停轉,去掉KM輔助觸點, 實現(xiàn)點動控制。,既能長期工作又能點動的控制電路,按下起動按鈕，電動機運轉； 松開起動按鈕 ，電動機停轉。,點動按鈕SB3的作用：,(1) 使接觸器線圈KM通電； (2) 使線圈KM不能自鎖。,復合按鈕,既能長期工作又能點動的控制電路,后閉合,先斷開,按下SB3,閉合,電機運轉,點動時：,自鎖觸點不起作用,通電,先斷開,后閉合,斷開,斷電,既能長期工作又能點動的控制電路,松開SB3,既能長期工作又能點動的控制電路,松開SB3,電機停轉,實現(xiàn)點動,用途:試車、檢修以及車床主軸的調整等。,3. 電動機正反轉的控制線路,將電動

10、機接到電源的任意兩根線對調一下，即可使電動機反轉。,需要用兩個接觸器來實現(xiàn)這一要求。 當正轉接觸器工作時，電動機正轉； 當反轉接觸器工作時，將電動機接到電源的任 意兩根聯(lián)線對調一下，電動機反轉。,許多機械都要求有正反兩個方向的運動，如起重機的升降、工作臺的進退等。,SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成電源兩相短路。,正反轉的控制線路,3,M,FR,FU,正轉觸點,KMR,動畫,KMF,KMF,.,KMR,FR,Q,KMF,正轉接觸器,正轉按鈕,正反轉控制電路必須保證正 轉、反轉接觸器不能同時動作。,反轉接觸器,反轉按鈕,反轉觸點,按下SBF,SB,KMF,在同一時間內，兩個接觸器只允許一個

11、通電工作的控制作用，稱為“聯(lián)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： 改變轉向時必須先按停止按 鈕。,解決措施：在控制電路中加入機械連鎖。,KMR,SBF,KMF,KMF,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,.,通電,斷開,斷電,閉合,利用復合按鈕的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱機械聯(lián)鎖,9-9 電動機正反轉的控制線路,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,當電機正轉時， 按下反轉按鈕SBR,先斷開,斷電,閉合,通電,斷開,閉合,閉合,電機反轉,9-9 電動機正反轉的控制

12、線路,KM1,FU,Q,KM2,M1,M2,3,3,.,SB,SB1,KM1,KM1,SB2,KM2,KM2,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既不能單獨起動，也不能單獨停車。,4. 多機的順序控制,.,.,.,.,動畫,M1 3,兩電機各自 要有獨立的 電源；這樣 接，主觸頭 (KM1)的負 荷過重。,KM1,方法：啟動按鈕并聯(lián)，停止按鈕串聯(lián),5. 多處控制：不同地點，實現(xiàn)同一操作控制。,SB1,KM,SB3,FR,KM,圖9-11 多處控制電路圖,SB2,SB4,二、基本保護環(huán)節(jié),短路保護,要確保安全生產必須在電動機的主電

13、路和控制電路設置保護裝置。,因短路電流會引起電器設備絕緣損壞產生強大電動力，使電動機和電器設備產生機械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。,電動機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置的保護。常采用熱繼電器FR保護，也可采用自動開關和電流繼電器保護。,通常采用熔斷器FU和過流繼電器來實現(xiàn)短路保護。,2. 過載保護,3.欠壓保護和失壓保護（零壓）保護,欠壓是指電動機工作時，引起電流增加甚至 使電動機停轉，失壓(零壓)是指電源電壓消失而 使電動機停轉，在電源電壓恢復時，電動機可能 自動重新起動(亦稱自起動)，易造成人身或設備 故障。 常用的失壓和欠壓保護有：對接觸器實行 自鎖；用低電

14、壓繼電器組成失壓、欠壓保護。,控制電路,一、直接起動,電動機的保護,過載保護,短路保護,零壓、欠壓保護,主電路,控制電路,第三節(jié) 電動機的基本控制原則,上面介紹的是電動機的基本控制環(huán)節(jié)和保護環(huán)節(jié)。在生產過程中往往要對某些物理量（如位移、時間等）進行檢測、比較，然后自動控制生產過程的進行。我們把根據(jù)某一物理量的變化為信號對電路進行的控制稱為某物理量的控制原則。,本節(jié)主要介紹行程控制原則、時間控制原則,(b)示意圖,(a)外形圖,圖9-12 行程開關的外形符號,一、行程開關和行程控制原則,1. 行程開關,結構與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。,用于自動往復控制或限位保護等。,2. 行程控制,自動往

15、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進行控制。,STa,STb,1,2,按SBF時,(其常閉斷開， 常開閉合),KMF斷電,KMR通電,行程開關,擋塊,圖9-13 行程控制電路,二、時間繼電器和時間控制原則,1. 時間繼電器,是從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，經過一段時間延時后才動作的繼電器。適用于定時控制。,時間繼電器按工作原理分為：電磁式、電動機式、電子式、空氣阻尼式，其中空氣阻尼式結構簡單、延時范圍大，應用最為廣泛。,a) 通電延時繼電器,b) 斷電延時繼電器,延時繼電器的外形與結

16、構,(a) 外形,空氣式延時繼電器,通電延時的空氣式時間繼電器結構示意圖,微動開關2,微動開關1,空氣式時間繼電器,斷電延時的空氣式時間繼電器結構示意圖,常閉 延時閉合,常閉 延時斷開,空氣式時間繼電 器的延時范圍大 (有 0.4 60 s 和 0.4 180s兩種)。 結構簡單，但準 確度較低。,時間繼電器的型號有JS7-A和JJSK2等多種類型。,2. 時間控制電路,(1) Y 換接起動控制線路,Y接法,接法,動畫,通電,通電,通電,斷電,通電延時 繼電器,通電延 時斷開,復合 按鈕,起動過程：,按SB2,KM1通電,KM2斷電,繞組Y接,KM1接通電源 KM2繞組聯(lián)接 KM3繞組Y聯(lián)接,

17、常閉斷開,常閉延時斷開,電動機Y接起動,通電瞬 時閉合,KM1接通電源 KM2繞組聯(lián)接 KM3繞組Y聯(lián)接,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,SB1,SB2,KT,KM1,KM3,KM2,KM3,KM1,KM1,KT,KM2,KT,KM2,通電,斷電,通電延時 繼電器,通電延 時斷開,復合 按鈕,斷電,通電,斷電,通電,電機接運行,斷電延時 繼電器,直流電源,斷電延時斷開,(2) 能耗制動控制,正常運行：,按SB2,常開閉合 自鎖,常閉斷開,KT通電, 常開閉合,KM1接通電機電源 KM2接通直流電源制動開始 KT控制切斷直流電源時間,斷電延 時斷開,通電,通電,斷電,斷電延時 繼電器,KM1接通電機電源 KM2接通直流電源制動開始 KT控制切斷直流電源時間,通電,通電,斷電,斷電延 時斷開,制動時：,按SB1,KM1主觸點斷開,常開斷開,常閉閉合,斷電,KM1接通