第8章+++繼電接觸器控制系統(tǒng).ppt

1、電工技術(shù)基礎(chǔ),主編 李中發(fā),第8章 繼電接觸器控制,常用控制電器的動(dòng)作原理及其控制作用 鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)典型控制電路的工作原理,學(xué)習(xí)要點(diǎn),第8章 繼電接觸器控制,5.1 常用控制電器 5.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制電路,8.1 常用控制電器,對(duì)電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械實(shí)現(xiàn)控制和保護(hù)的電工設(shè)備叫做控制電器。控制電器的種類很多，按其動(dòng)作方式可分為手動(dòng)和自動(dòng)兩類。手動(dòng)電器的動(dòng)作是由工作人員手動(dòng)操縱的，如刀開關(guān)、組合開關(guān)、按鈕等。自動(dòng)電器的動(dòng)作是根據(jù)指令、信號(hào)或某個(gè)物理量的變化自動(dòng)進(jìn)行的，如中間繼電器、交流接觸器等。,8.1.1 開關(guān)電器,1、刀開關(guān),刀開關(guān)又叫閘刀開關(guān)，一般用于不頻繁操作的低壓電路中，

2、用作接通和切斷電源，或用來將電路與電源隔離，有時(shí)也用來控制小容量電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)與停機(jī)。 刀開關(guān)由閘刀（動(dòng)觸點(diǎn)）、靜插座（靜觸點(diǎn)）、手柄和絕緣底板等組成。,開關(guān)電器是在控制電路中用于不頻繁地接通或斷開電路的開關(guān)，或用于機(jī)床電路電源的引入開關(guān)。,刀開關(guān)種類很多。按極數(shù)分為單極、雙極和三極；按結(jié)構(gòu)分為平板式和條架式；按操作方式分為直接手柄操作式、杠桿操作機(jī)構(gòu)式和電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)式；按轉(zhuǎn)換方向分為單投和雙投等。 刀開關(guān)一般與熔斷器串聯(lián)使用，以便在短路或過負(fù)荷時(shí)熔斷器熔斷而自動(dòng)切斷電路。 刀開關(guān)額定電壓通常為250V和500V，額定電流在1500A以下。 安裝刀開關(guān)時(shí)，電源線應(yīng)接在靜觸點(diǎn)上，負(fù)荷線接在與閘

3、刀相連的端子上。對(duì)有熔斷絲的刀開關(guān)，負(fù)荷線應(yīng)接在閘刀下側(cè)熔斷絲的另一端，以確保刀開關(guān)切斷電源后閘刀和熔斷絲不帶電。在垂直安裝時(shí)，手柄向上合為接通電源，向下拉為斷開電源，不能反裝。 刀開關(guān)的選用主要考慮回路額定電壓、長期工作電流以及短路電流所產(chǎn)生的動(dòng)熱穩(wěn)定性等因素。刀開關(guān)的額定電流應(yīng)大于其所控制的最大負(fù)荷電流。用于直接起停3 kW及以下的三相異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，刀開關(guān)的額定電流必須大于電動(dòng)機(jī)額定電流的3倍。,2、組合開關(guān),組合開關(guān)又叫轉(zhuǎn)換開關(guān)，是一種轉(zhuǎn)動(dòng)式的閘刀開關(guān)，主要用于接通或切斷電路、換接電源、控制小型鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)或局部照明。 組合開關(guān)有若干個(gè)動(dòng)觸片和靜觸片，分別裝于

4、數(shù)層絕緣件內(nèi)，靜觸片固定在絕緣墊板上，動(dòng)觸片裝在轉(zhuǎn)軸上，隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而變更通、斷位置。,3、自動(dòng)開關(guān),正常情況下過流脫扣器的銜鐵是釋放著的，嚴(yán)重過載或短路時(shí)，線圈因流過大電流而產(chǎn)生較大的電磁吸力，把銜鐵往下吸而頂開鎖鉤，使主觸點(diǎn)斷開，起過流保護(hù)作用。欠壓脫扣器在正常情況下吸住銜鐵，主觸點(diǎn)閉合，電壓嚴(yán)重下降或斷電時(shí)釋放銜鐵而使主觸點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)。電源電壓正常時(shí)，必須重新合閘才能工作。,8.1.2 熔斷器,熔斷器主要作短路或過載保護(hù)用，串聯(lián)在被保護(hù)的線路中。線路正常工作時(shí)如同一根導(dǎo)線，起通路作用；當(dāng)線路短路或過載時(shí)熔斷器熔斷，起到保護(hù)線路上其他電器設(shè)備的作用。 選擇熔體額定電流的方法如下： （

5、1）電燈支線的熔體：熔體額定電流支線上所有電燈的工作電流之和。 （2）一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的熔體：熔體額定電流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流2.5 如果電動(dòng)機(jī)起動(dòng)頻繁，則為：熔體額定電流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流(1.62) （3）幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)合用的總?cè)垠w：熔體額定電流=(1.52.5)容量最大的電動(dòng)機(jī)的額定電流+其余電動(dòng)機(jī)的額定電流之和,1、按鈕,按鈕的觸點(diǎn)分常閉觸點(diǎn)（動(dòng)斷觸點(diǎn)）和常開觸點(diǎn)（動(dòng)合觸點(diǎn)）兩種。常閉觸點(diǎn)是按鈕未按下時(shí)閉合、按下后斷開的觸點(diǎn)。常開觸點(diǎn)是按鈕未按下時(shí)斷開、按下后閉合的觸點(diǎn)。按鈕按下時(shí)，常閉觸點(diǎn)先斷開，然后常開觸點(diǎn)閉合；松開后，依靠復(fù)位彈簧使觸點(diǎn)恢復(fù)到原來的位置。,8.1.3 主令電器,主令電器是自動(dòng)控制

6、系統(tǒng)中用于接通或斷開控制電路的電器設(shè)備，用以發(fā)送控制指令或用作程序控制。,2、行程開關(guān),行程開關(guān)也稱為位置開關(guān)，主要用于將機(jī)械位移變?yōu)殡娦盘?hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的電氣控制。當(dāng)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件撞擊觸桿時(shí)，觸桿下移使常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合；當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件離開后，在復(fù)位彈簧的作用下，觸桿回復(fù)到原來位置，各觸點(diǎn)恢復(fù)常態(tài)。,線圈通電時(shí)產(chǎn)生電磁吸引力將銜鐵吸下，使常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。線圈斷電后電磁吸引力消失，依靠彈簧使觸點(diǎn)恢復(fù)到原來的狀態(tài)。,8.1.4 交流接觸器,根據(jù)用途不同，交流接觸器的觸點(diǎn)分主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)兩種。主觸點(diǎn)一般比較大，接觸電阻較小，用于接通或分?jǐn)噍^大的電流，常接在主電路中；輔助觸點(diǎn)一

7、般比較小，接觸電阻較大，用于接通或分?jǐn)噍^小的電流，常接在控制電路（或稱輔助電路）中。有時(shí)為了接通和分?jǐn)噍^大的電流，在主觸點(diǎn)上裝有滅弧裝置，以熄滅由于主觸點(diǎn)斷開而產(chǎn)生的電弧，防止燒壞觸點(diǎn)。 接觸器是電力拖動(dòng)中最主要的控制電器之一。在設(shè)計(jì)它的觸點(diǎn)時(shí)已考慮到接通負(fù)荷時(shí)的起動(dòng)電流問題，因此，選用接觸器時(shí)主要應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的額定電流來確定。如一臺(tái)Y112M-4三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率4kW，額定電流為8.8A，選用主觸點(diǎn)額定電流為10A的交流接觸器即可。除電流之外，還應(yīng)滿足接觸器的額定電壓不小于主電路額定電壓。,1、中間繼電器,繼電器是一種根據(jù)特定輸入信號(hào)而動(dòng)作的自動(dòng)控制電器，其種類很多，有中間繼電器、熱繼

8、電器、時(shí)間繼電器等類型。,中間繼電器通常用來傳遞信號(hào)和同時(shí)控制多個(gè)電路，也可用來直接控制小容量電動(dòng)機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理與交流接觸器基本相同，與交流接觸器的主要區(qū)別是觸點(diǎn)數(shù)目多些，且觸點(diǎn)容量小，只允許通過小電流。在選用中間繼電器時(shí)，主要是考慮電壓等級(jí)和觸點(diǎn)數(shù)目。,8.1.5 繼電器,下層金屬膨脹系數(shù)大，上層的膨脹系數(shù)小。當(dāng)主電路中電流超過容許值而使雙金屬片受熱時(shí)，雙金屬片的自由端便向上彎曲超出扣板，扣板在彈簧的拉力下將常閉觸點(diǎn)斷開。觸點(diǎn)是接在電動(dòng)機(jī)的控制電路中的，控制電路斷開便使接觸器的線圈斷電，從而斷開電動(dòng)機(jī)的主電路。,2、熱繼電器,通電延時(shí)空氣式時(shí)間繼電器利用空氣

9、的阻尼作用達(dá)到動(dòng)作延時(shí)的目的。吸引線圈通電后將銜鐵吸下，使銜鐵與活塞桿之間有一段距離。在釋放彈簧作用下，活塞桿向下移動(dòng)。在傘形活塞的表面固定有一層橡皮膜，活塞向下移動(dòng)時(shí)，膜上面會(huì)造成空氣稀薄的空間，活塞受到下面空氣的壓力，不能迅速下移。當(dāng)空氣由進(jìn)氣孔進(jìn)入時(shí)，活塞才逐漸下移。移動(dòng)到最后位置時(shí)，杠桿使微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。,3、時(shí)間繼電器,8.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制電路,通過開關(guān)、按鈕、繼電器、接觸器等電器觸點(diǎn)的接通或斷開來實(shí)現(xiàn)的各種控制叫做繼電-接觸器控制，這種方式構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)稱為繼電-接觸器控制系統(tǒng)。典型的控制環(huán)節(jié)有點(diǎn)動(dòng)控制、單向自鎖運(yùn)行控制、正反轉(zhuǎn)控制、行程控制、時(shí)間控制等。 電動(dòng)機(jī)在使

10、用過程中由于各種原因可能會(huì)出現(xiàn)一些異常情況，如電源電壓過低、電動(dòng)機(jī)電流過大、電動(dòng)機(jī)定子繞組相間短路或電動(dòng)機(jī)繞組與外殼短路等等，如不及時(shí)切斷電源則可能會(huì)對(duì)設(shè)備或人身帶來危險(xiǎn)，因此必須采取保護(hù)措施。常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有短路保護(hù)、過載保護(hù)、零壓保護(hù)和欠壓保護(hù)等。,8.2.1 點(diǎn)動(dòng)控制和直接起動(dòng)控制,1、點(diǎn)動(dòng)控制,按下按鈕SB，接觸器KM線圈通電，銜鐵吸合，常開主觸點(diǎn)接通，電動(dòng)機(jī)定子接入三相電源起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。松開按鈕SB，接觸器KM線圈斷電，銜鐵松開，常開主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)因斷電而停轉(zhuǎn)。,合上開關(guān)S，三相電源被引入控制電路，但電動(dòng)機(jī)還不能起動(dòng)。按下按鈕SB，接觸器KM線圈通電，銜鐵吸合，常開主觸點(diǎn)接通，電動(dòng)機(jī)

11、定子接入三相電源起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。松開按鈕SB，接觸器KM線圈斷電，銜鐵松開，常開主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)因斷電而停轉(zhuǎn)。,2、直接起動(dòng)控制,起動(dòng)過程：按下起動(dòng)按鈕SBl，接觸器KM線圈通電，與SB1并聯(lián)的KM的輔助常開觸點(diǎn)閉合，以保證松開按鈕SBl后KM線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制。 停止過程：按下停止按鈕SB2，接觸器KM線圈斷電，與SBl并聯(lián)的KM的輔助常開觸點(diǎn)斷開，以保證松開按鈕SB2后KM線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM的主觸點(diǎn)持續(xù)斷開，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。,與SBl并聯(lián)的KM的輔助常開觸點(diǎn)的這種作用稱為自鎖。 圖示控制電路還可實(shí)現(xiàn)短路保

12、護(hù)、過載保護(hù)和零壓保護(hù)。 起短路保護(hù)的是串接在主電路中的熔斷器FU。一旦電路發(fā)生短路故障，熔體立即熔斷，電動(dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)。 起過載保護(hù)的是熱繼電器FR。當(dāng)過載時(shí)，熱繼電器的發(fā)熱元件發(fā)熱，將其常閉觸點(diǎn)斷開，使接觸器KM線圈斷電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM的主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。同時(shí)KM輔助觸點(diǎn)也斷開，解除自鎖。故障排除后若要重新起動(dòng)，需按下FR的復(fù)位按鈕，使FR的常閉觸點(diǎn)復(fù)位（閉合）即可。 起零壓（或欠壓）保護(hù)的是接觸器KM本身。當(dāng)電源暫時(shí)斷電或電壓嚴(yán)重下降時(shí)，接觸器KM線圈的電磁吸力不足，銜鐵自行釋放，使主、輔觸點(diǎn)自行復(fù)位，切斷電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)解除自鎖。,8.2.2 多地控制和順序控制,1

13、、多地控制,接線原則：所有的起動(dòng)按鈕并聯(lián)，所有的停機(jī)按鈕串聯(lián)。,2、順序控制,因?yàn)镵M2線圈電路中串接有KM1的常開觸點(diǎn)，所以M1未起動(dòng)時(shí)，即KM1線圈未通電時(shí)，KM2線圈不可能通電，M2不可能起動(dòng)；只有當(dāng)按下SB1，KM1線圈通電，M1起動(dòng)后，再按SB2，KM2線圈通電，M2才起動(dòng)。當(dāng)按下SB3時(shí)，KM1、KM2線圈同時(shí)斷電，M1、M2同時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。,8.2.3 正反轉(zhuǎn)控制,正向起動(dòng)過程：按下起動(dòng)按鈕SBl，接觸器KM1線圈通電，與SBl并聯(lián)的KM1的輔助常開觸點(diǎn)閉合，以保證KMl線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM1的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動(dòng)機(jī)連續(xù)正向運(yùn)轉(zhuǎn)。 停止過程：按下停止按鈕SB3，接

14、觸器KMl線圈斷電，與SBl并聯(lián)的KM1的輔助觸點(diǎn)斷開，以保證KMl線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KMl的主觸點(diǎn)持續(xù)斷開，切斷電動(dòng)機(jī)定子電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 反向起動(dòng)過程：按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM2線圈通電，與SB2并聯(lián)的KM2的輔助常開觸點(diǎn)閉合，以保證KM2線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM2的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動(dòng)機(jī)連續(xù)反向運(yùn)轉(zhuǎn)。,特別注意KM1和KM2線圈不能同時(shí)通電，因此不能同時(shí)按下SBl和SB2，也不能在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，或在電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕。如果操作錯(cuò)誤，將引起主回路電源短路。,帶電氣聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路,將接觸器KM1的輔助常閉觸點(diǎn)串入KM2的線

15、圈回路中，從而保證在KMl線圈通電時(shí)KM2線圈回路總是斷開的；將接觸器KM2的輔助常閉觸點(diǎn)串入KM1的線圈回路中，從而保證在KM2線圈通電時(shí)KMl線圈回路總是斷開的。這樣接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)KMl和KM2保證了兩個(gè)接觸器線圈不能同時(shí)通電，這種控制方式稱為聯(lián)鎖或者互鎖，這兩個(gè)輔助常開觸點(diǎn)稱為聯(lián)鎖或者互鎖觸點(diǎn)。,存在問題：電路在具體操作時(shí)，若電動(dòng)機(jī)處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)要反轉(zhuǎn)時(shí)必須先按停止按鈕SB3，使聯(lián)鎖觸點(diǎn)KMl閉合后按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2才能使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；若電動(dòng)機(jī)處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)要正轉(zhuǎn)時(shí)必須先按停止按鈕SB3，使聯(lián)鎖觸點(diǎn)KM2閉合后按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SBl才能使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。,同時(shí)具有電氣聯(lián)鎖和機(jī)械聯(lián)鎖的正反

16、轉(zhuǎn)控制電路,采用復(fù)式按鈕，將SB1按鈕的常閉觸點(diǎn)串接在KM2的線圈電路中；將SB2的常閉觸點(diǎn)串接在KMl的線圈電路中；這樣，無論何時(shí)，只要按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，在KM2線圈通電之前就首先使KM1斷電，從而保證KM1和KM2不同時(shí)通電；從反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的情況也是一樣。這種由機(jī)械按鈕實(shí)現(xiàn)的聯(lián)鎖也叫機(jī)械聯(lián)鎖或按鈕聯(lián)鎖，,8.2.4 行程控制,1、限位控制,當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件到達(dá)預(yù)定的位置時(shí)壓下行程開關(guān)的觸桿，將常閉觸點(diǎn)斷開，接觸器線圈斷電，使電動(dòng)機(jī)斷電而停止運(yùn)行。,2、自動(dòng)往返控制,按下正向起動(dòng)按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)運(yùn)行，帶動(dòng)工作臺(tái)向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)行到SQ2位置時(shí)，擋塊壓下SQ2，接觸器KMl斷電釋放，KM2通電吸合，電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)運(yùn)行，使工作臺(tái)后退。工作臺(tái)退到SQl位置時(shí)，擋塊壓下SQl，KM2斷電釋放，KM1通電吸合，電動(dòng)機(jī)又正向起動(dòng)運(yùn)行，工作臺(tái)又向前進(jìn)，如此一直循環(huán)下去，直到需要停止時(shí)按下SB3，KMl和KM2線圈同時(shí)斷電釋放，電動(dòng)機(jī)脫離電源停止轉(zhuǎn)動(dòng)。,8.2.5 時(shí)間控制,星形-三角形換接起動(dòng)控制,按下起動(dòng)按鈕SBl，時(shí)間繼電器KT和接觸器KM2同時(shí)通電吸合，KM2的常開主觸點(diǎn)閉合，把定子繞組連接成星形，其常開輔助觸點(diǎn)閉合