電工學(xué)電動(dòng)機(jī)繼電器接觸器控制.ppt

1、第9章 電動(dòng)機(jī)繼電器-接觸器控制,9.4 電氣原理圖的閱讀要點(diǎn),9.1 常用控制電器與電氣圖形符號,9.2 電動(dòng)機(jī)的基本控制環(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié),9.3 電動(dòng)機(jī)的基本控制原則,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(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。能讀懂簡單的控制電路原理圖、能設(shè) 計(jì)簡單的控制電路。,第9章 電動(dòng)機(jī)繼電器-接觸器控制,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)

2、和保護(hù)環(huán)節(jié)的典型線路。,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。,第9章 電動(dòng)機(jī)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(guān) 刀開關(guān)是最簡單的一種電器。三相刀開關(guān)常作電源開關(guān)，也用于小容量電動(dòng)機(jī)不頻繁的直接啟動(dòng)。 常用的刀開關(guān)由三極刀片（動(dòng)觸點(diǎn)）和安裝于瓷質(zhì)底座并蓋上膠木蓋的刀座（靜觸點(diǎn)）組成。 注意：刀開關(guān)不可倒裝和平裝，以免發(fā)生誤動(dòng)作；膠木蓋一定要蓋的上以防電弧燒傷。,刀開關(guān)圖形符號和文字符號如圖9-1所示。,2. 組合開關(guān),組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，實(shí)質(zhì)上也是一種刀開關(guān)，可

3、實(shí)現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。 它由數(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。,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100A以下的電路中做電源開關(guān)。,組合開關(guān)圖形符號和文字符號如圖9-2所示。圖9.3用組合開關(guān)實(shí)現(xiàn)了三相電動(dòng)機(jī)起停控制。,圖 9.3 用組合開關(guān)起停電動(dòng)機(jī)的接線圖,圖 9.2 組合開關(guān),開關(guān)三對靜觸點(diǎn)的每一個(gè)接三相電源的一相，另外三個(gè)接三相交流異步電動(dòng)機(jī)。,3. 按鈕(手動(dòng)切換電器),(b) 結(jié)構(gòu),按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)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(jié)構(gòu)如下圖所示，圖形和符號如9-4所示。,(a) 外形圖,動(dòng)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(fù)載,IF IL,(3) 頻繁起動(dòng)的電機(jī),(2) 單臺電機(jī),熔斷器是最簡單和最常用的短路保護(hù)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(jié)構(gòu),5. 交流接觸器,是一種接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器，常用來頻繁地接通或斷開電動(dòng)機(jī)或其它電氣設(shè)備的主電路。,(a) 外形,(b) 結(jié)構(gòu),線圈,輔助觸點(diǎn),鐵心,銜鐵,電源,電機(jī),主觸點(diǎn),常閉,常開,動(dòng)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(diǎn)用相同的文字表示。,接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點(diǎn)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(yīng)原理制成的用于電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)的電器。,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,圖9-6 熱繼電器,雙金屬片,常閉觸頭,動(dòng)畫,注意

6、： 由于熱慣性，熱繼電器不能作短路保護(hù)。,動(dòng)斷觸點(diǎn),符號：,二、電氣圖形符號和文字符號,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。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(biāo)記。,原理圖通常分為主電路（通過強(qiáng)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(dòng)作的先后順序自下而上或自左向右平行繪制。,4. 觸點(diǎn)按未受外力、線圈未通電時(shí)的原始狀態(tài)畫出。,1. 主電路圖用粗實(shí)線繪出，常畫于左方（或上方）；控制電路圖用細(xì)實(shí)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(biāo)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(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖，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(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。,第二節(jié) 電動(dòng)機(jī)的基本控制環(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié),任何復(fù)雜的電力拖動(dòng)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(gòu)成特點(diǎn)和工作原理。 這一節(jié)主要介紹電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)、正反轉(zhuǎn)、順序、兩地控制。,一、基本控制環(huán)節(jié),1. 點(diǎn)動(dòng)控制：控制電動(dòng)機(jī)瞬時(shí)動(dòng)作。,主電路,控制電路,SB,FR,KM,圖9-7 點(diǎn)動(dòng)控制電路,主電路,控制電路,2. 電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制電路,動(dòng)畫,圖9-7 單向連續(xù)運(yùn)行控制電路,(1) 電路,KM,合上開關(guān)Q,起動(dòng),(2) 控制原理,KM輔助觸點(diǎn)閉合自鎖。,按下起動(dòng)按鈕SB2 , KM線圈通電，,通電,轉(zhuǎn)動(dòng),動(dòng)畫,合上開關(guān)Q,(2) 控制原理,松開起動(dòng)按鈕SB2,利用自身輔助觸點(diǎn)，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(zhuǎn)動(dòng),停車,(2) 控制原理,轉(zhuǎn)動(dòng),停車,停轉(zhuǎn),去掉KM輔助觸點(diǎn), 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。,既能長期工作又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路,按下起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)； 松開起動(dòng)按鈕 ，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。,點(diǎn)動(dòng)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(fù)合按鈕,既能長期工作又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路,后閉合,先斷開,按下SB3,閉合,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),點(diǎn)動(dòng)時(shí)：,自鎖觸點(diǎn)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(diǎn)動(dòng)的控制電路,松開SB3,既能長期工作又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路,松開SB3,電機(jī)停轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng),用途:試車、檢修以及車床主軸的調(diào)整等。,3. 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路,將電動(dòng)

10、機(jī)接到電源的任意兩根線對調(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)線對調(diào)一下，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。,許多機(jī)械都要求有正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，如起重機(jī)的升降、工作臺的進(jìn)退等。,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,M,FR,FU,正轉(zhuǎn)觸點(diǎn),KMR,動(dòng)畫,KMF,KMF,.,KMR,FR,Q,KMF,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,反轉(zhuǎn)按鈕,反轉(zhuǎn)觸點(diǎn),按下SBF,SB,KMF,在同一時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)接觸器只允許一個(gè)

11、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。,KMR,SBF,KMF,KMF,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,.,通電,斷開,斷電,閉合,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,9-9 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,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,閉合,閉合,電機(jī)反轉(zhuǎn),9-9 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)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(dòng)后M2才能起動(dòng)。M2既不能單獨(dú)起動(dòng)，也不能單獨(dú)停車。,4. 多機(jī)的順序控制,.,.,.,.,動(dòng)畫,M1 3,兩電機(jī)各自 要有獨(dú)立的 電源；這樣 接，主觸頭 (KM1)的負(fù) 荷過重。,KM1,方法：啟動(dòng)按鈕并聯(lián)，停止按鈕串聯(lián),5. 多處控制：不同地點(diǎn)，實(shí)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(hù)環(huán)節(jié),短路保護(hù),要確保安全生產(chǎn)必須在電動(dòng)機(jī)的主電

13、路和控制電路設(shè)置保護(hù)裝置。,因短路電流會引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強(qiáng)大電動(dòng)力，使電動(dòng)機(jī)和電器設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。,電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)是為防止三相電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中電流超過額定值而設(shè)置的保護(hù)。常采用熱繼電器FR保護(hù)，也可采用自動(dòng)開關(guān)和電流繼電器保護(hù)。,通常采用熔斷器FU和過流繼電器來實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。,2. 過載保護(hù),3.欠壓保護(hù)和失壓保護(hù)（零壓）保護(hù),欠壓是指電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，引起電流增加甚至 使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而 使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可能 自動(dòng)重新起動(dòng)(亦稱自起動(dòng))，易造成人身或設(shè)備 故障。 常用的失壓和欠壓保護(hù)有：對接觸器實(shí)行 自鎖；用低電

14、壓繼電器組成失壓、欠壓保護(hù)。,控制電路,一、直接起動(dòng),電動(dòng)機(jī)的保護(hù),過載保護(hù),短路保護(hù),零壓、欠壓保護(hù),主電路,控制電路,第三節(jié) 電動(dòng)機(jī)的基本控制原則,上面介紹的是電動(dòng)機(jī)的基本控制環(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié)。在生產(chǎn)過程中往往要對某些物理量（如位移、時(shí)間等）進(jìn)行檢測、比較，然后自動(dòng)控制生產(chǎn)過程的進(jìn)行。我們把根據(jù)某一物理量的變化為信號對電路進(jìn)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(shí)間控制原則,(b)示意圖,(a)外形圖,圖9-12 行程開關(guān)的外形符號,一、行程開關(guān)和行程控制原則,1. 行程開關(guān),結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動(dòng)作要由機(jī)械撞擊。,用于自動(dòng)往復(fù)控制或限位保護(hù)等。,2. 行程控制,自動(dòng)往

15、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。,STa,STb,1,2,按SBF時(shí),(其常閉斷開， 常開閉合),KMF斷電,KMR通電,行程開關(guān),擋塊,圖9-13 行程控制電路,二、時(shí)間繼電器和時(shí)間控制原則,1. 時(shí)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(shí)間延時(shí)后才動(dòng)作的繼電器。適用于定時(shí)控制。,時(shí)間繼電器按工作原理分為：電磁式、電動(dòng)機(jī)式、電子式、空氣阻尼式，其中空氣阻尼式結(jié)構(gòu)簡單、延時(shí)范圍大，應(yīng)用最為廣泛。,a) 通電延時(shí)繼電器,b) 斷電延時(shí)繼電器,延時(shí)繼電器的外形與結(jié)

16、構(gòu),(a) 外形,空氣式延時(shí)繼電器,通電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖,微動(dòng)開關(guān)2,微動(dòng)開關(guān)1,空氣式時(shí)間繼電器,斷電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖,常閉 延時(shí)閉合,常閉 延時(shí)斷開,空氣式時(shí)間繼電 器的延時(shí)范圍大 (有 0.4 60 s 和 0.4 180s兩種)。 結(jié)構(gòu)簡單，但準(zhǔn) 確度較低。,時(shí)間繼電器的型號有JS7-A和JJSK2等多種類型。,2. 時(shí)間控制電路,(1) Y 換接起動(dòng)控制線路,Y接法,接法,動(dòng)畫,通電,通電,通電,斷電,通電延時(shí) 繼電器,通電延 時(shí)斷開,復(fù)合 按鈕,起動(dòng)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(shí)斷開,電動(dòng)機(jī)Y接起動(dòng),通電瞬 時(shí)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(jī)仍處于Y 接起動(dòng)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(shí) 繼電器,通電延 時(shí)斷開,KM1斷電,常開斷開,常閉閉合,當(dāng) KT 常閉觸 點(diǎn)延時(shí)斷開時(shí),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,SB1,SB2,KT,KM1,KM3,KM2,KM3,KM1,KM1,KT,KM2,KT,KM2,通電,斷電,通電延時(shí) 繼電器,通電延 時(shí)斷開,復(fù)合 按鈕,斷電,通電,斷電,通電,電機(jī)接運(yùn)行,斷電延時(shí) 繼電器,直流電源,斷電延時(shí)斷開,(2) 能耗制動(dòng)控制,正常運(yùn)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(jī)電源 KM2接通直流電源制動(dòng)開始 KT控制切斷直流電源時(shí)間,斷電延 時(shí)斷開,通電,通電,斷電,斷電延時(shí) 繼電器,KM1接通電機(jī)電源 KM2接通直流電源制動(dòng)開始 KT控制切斷直流電源時(shí)間,通電,通電,斷電,斷電延 時(shí)斷開,制動(dòng)時(shí)：,按SB1,KM1主觸點(diǎn)斷開,常開斷開,常閉閉合,斷電,KM1接通