第10章 繼電接觸器控制系統(tǒng)

1、2024年3月31日星期日,1,第10章 繼電接觸控制系統(tǒng),10.1 常用控制電器,10.2 籠型電動機直接起動的控制線路,10.3 籠型電動機正反轉的控制線路,※,※,2024年3月31日星期日,2,1. 了解常用控制電器的結構、功能和用途。2. 掌握自鎖、(互鎖)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

2、 計簡單的控制電路。,第10章 繼電接觸控制系統(tǒng),本章要求：,2024年3月31日星期日,3,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，它是一種有觸點的斷續(xù)控制，因為其中控制電器是斷續(xù)動作的。 對電動機的控制主要是控制它的起動、停止、正反轉、調速、制動及順序運行等。,第10章 繼電接觸控制系統(tǒng),2024年3月31日星期日,4,本章主要介紹幾種常用的

3、低壓電器、基本的控制環(huán)節(jié)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表示符號。,第10章 繼電接觸控制系統(tǒng),2024年3月31日星期日,5,低壓電器,配電電器,控制電器,開關熔斷器自動空氣斷路器……,接觸器繼電器起動器……,時間繼電器熱繼電器……,,,,,10.1 常用控制電器,2024年3月31日星期日,6,1. 用途：組合

4、開關也稱轉換開關，常用于機床控制電路的電源開關，也用于小容量電動機的起 / ?？刂苹蛘彰骶€路的開關控制。,2. 結構：對常用的三極開關來說，每一極有一對靜觸片與盒外接線柱相接，動觸片受手柄控制可以轉動，以達到線路的通 / 斷控制。,3. 種類：有單極、雙極、三極和四極等，額定電流有10、25、60 和 100A等多種。,,,10.1.1 組合開關,2024年3月31日星期日,7,用組合開關起停電動機的接線圖,靜觸頭,動觸頭,用手柄轉動

5、轉軸時，就可將三個觸點同時接通或斷開。,2024年3月31日星期日,8,(b) 結構圖,按鈕常用于接通和斷開控制電路。,按鈕的外形圖和結構如圖所示。,(a) 外形圖,10.1.2 按鈕SB (手動切換電器),2024年3月31日星期日,9,動畫,2024年3月31日星期日,10,交流接觸器的外形與結構,用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關電器。,(a) 外形,(b) 結構,10.1.3 交流接觸器KM,,,2024年3月31

6、日星期日,11,10.1.3 交流接觸器,●交流接觸器控制對象：電動機及其它電力負載,●接觸器技術指標： 線圈額定工作電壓、主觸點 額定電流、觸點數目等。,2024年3月31日星期日,12,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,動畫,2024年3月31日星期日,13,接觸器有關符號,接觸器線圈,,接觸器主觸頭,,常開,常閉,接觸器輔助觸頭,,,2024年3月31日星期日,14,,簡單的接觸器控制,A,B,C,M3~,,,,,,

7、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,刀閘起隔離作用,自保持,停止按鈕,起動按鈕,,,,,,,,,,,,,,,,特點：小電流控 制大電流,2024年3月31日星期日,15,繼電器和接觸器的結構、工作原理大致相同。主要區(qū)別在于： 接觸器的主觸點可以通過大電流； 繼電器的體積和觸點容量小，

8、觸點數目多，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,電流繼電器：可用于過載保護。電壓繼電器：主要作為欠壓、失壓保護。,10.1.4 繼電器,2024年3月31日星期日,16,2. 中間繼電器,(a) 外形,用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可直接控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。,2024年3月31日星期日,17,主要用于電動機的過載保護。由于熱慣性，不可做短路保護。,10.1.5 熱繼電

9、器FR,2024年3月31日星期日,18,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大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點斷開。,熱元件,杠桿,工作原理：,原理圖：,雙金屬片,常閉觸頭,10.1.5 熱繼電器FR,,I,,動畫,2024年3月31日星期日,19,熱繼電器的符號,熱元件,串聯(lián)在主電路中,串聯(lián)在控制電路中,2024年3月31日星期日,20,,熔斷器額定電流IF的選擇,(1) 電燈、電

10、爐等電阻性負載,IF > IL,(3) 頻繁起動的電機,(2) 單臺電機,用于低壓線路中的短路保護。,常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器。,10.1.6 熔斷器FU,2024年3月31日星期日,21,,可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,鎖鉤,主觸點手動閉合,銜鐵釋放,,,,,,空氣斷路器原理圖,連桿裝置,,,釋放彈簧,10.1.7 空氣

11、斷路器 (自動空氣開關),動畫,2024年3月31日星期日,22,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，它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

12、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。,2024年3月31日星期日,23,4. 所有電器的圖形符號均按無電壓、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. 與電路無關的部件(如鐵心、支架、彈簧等) 在控 制電路中不畫出。,分析和設計控制電路時應注意以下幾點：,使控制電路簡單，電器元件少，而且工作又要準 確可靠。,(2) 盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一

13、 個電器的控制電路。,(3) 必須保證每個線圈的額定電壓，不能將兩個線圈 串聯(lián)。,繼電接觸控制線路的繪制,2024年3月31日星期日,24,結構圖,10.2 籠型電動機直接起動的控制線路,2024年3月31日星期日,25,主電路,實現(xiàn)點動控制,控制電路,原 理 圖,2024年3月31日星期日,26,異步機的連續(xù)運行,自鎖的作用,動畫,2024年3月31日星期日,27,,,KM,SB1,,,KM,SB2,K

14、H,,,,,,,,,,,,,,A,B,C,KM,FU,QS,,,KH,電流成回路，只要接兩相就可以了。,,異步機的直接起動 + 過載保護,2024年3月31日星期日,28,電動機的保護,電動機保護的類型,失壓保護：采用交流接觸器控制,短路保護：加熔斷器,過載保護：加熱繼電器,,2024年3月31日星期日,29,采用上述控制線路實現(xiàn)的電動機的保護：,★ 短路保護是因短路電流會引起電器設備絕緣損壞產生強大的電動力，使電動機和電器

15、設備產生機械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。,★ 欠壓是指電動機工作時，電壓嚴重下降；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。,★ 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。,2024年3月31日星期日,30,,,,,,,,,,,,,,A,B,C,KM,FU,QS,,主電路,失壓保護：采用交流接觸器控制,,2024年3

16、月31日星期日,31,短路保護：加熔斷器,頻繁起動 的電機：,異步電動機的起動電流 （ Is t）約為額定電流（IN）的 (5~7）倍。選擇熔體額定電流 （ ）時，必須躲開起動電流，但對短路電流仍能起保護作用。通常用以下關系：,一般電機：,2024年3月31日星期日,32,電機工作時，若因負載過重而使電流增大，但又比短路電流小。此時熔斷器起不了保護作用，應加熱繼電器，進行過載保護。,過載保護：加熱繼電器,2024

17、年3月31日星期日,33,既能長期工作又能點動的控制電路,☆ 點動：按下起動按鈕SB3，電動機運轉，松開起動按鈕 SB3，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,2024年3月31日星期日,34,后閉合,先斷開,,,,,,,按下SB3,閉合,,電機運轉,點動時：,,,,,通電,2024年3月31日星期日,35,,先斷開,后閉合,斷開,,斷電,松開SB3：,自鎖觸點不

18、起作用,2024年3月31日星期日,36,,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。,2024年3月31日星期日,37,按鈕SB2,,實現(xiàn)電動機連續(xù)運行的起動按鈕,起動,自鎖觸點,動畫,2024年3月31日星期日,38,,,,,,,,,,,,KM1,FU,Q,,,,,,,,KM2,M1,M2,3~,3~,,,,,,,,,.,SB,SB1,KM1,KM1,SB2,KM2,KM2,按SB1,通電,閉合,再按

19、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。,,,電動機的順序控制,.,.,.,.,2024年3月31日星期日,39,M13~,,,,,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,,,,,,,,,M23~,2024年3月31日星期日,40,10.3 籠型電動機正反轉的控制線路,將電動機接到電源的任意兩根線對調一下，即可

20、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。,2024年3月31日星期日,41,三、電機的正反轉控制(1),,,,,,,,,,,,,,A,B,C,KMF,FU,Q,,,FR,,,,,,2024年3月31日星期日,42,,,電機的正反轉控制(2) -- “聯(lián)鎖保護”,聯(lián)鎖作用：正轉時，SBR不起

21、作用，反轉 時，SBF不起作用，從而避免兩按鈕 同時動作而造成電源短路。,KMF,SB1,,KMF,,,,,,SBF,,,,,,,FR,,,,,,KMR,,,,KMR,,,,,,,,,,,,,M3~,,,,,,,,,,,,,,,A,B,C,KMF,FU,Q S,,,FR,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2024年3月31日星期日,43,按下SBF,,SB,KMF,,,在同一時間內，兩個

22、接觸器只允許一個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,2024年3月31日星期日,44,利用復式按鈕的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱“機械聯(lián)鎖”。,鼠籠式電動機正反

23、轉的控制線路,,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,,,,SBF,,,,,,KMF,KMR,KMR,,,,,,,電動機的正反轉控制(3)—“雙重聯(lián)鎖”,2024年3月31日星期日,45,,,,,,,,,,,KMF,SB1,,KMF,SBF,FR,,,,,KMR,,,KMR,,,,,,KMR,KMF,KMR,,,,,,,,,,,,,M3~,,,,,,,,,,,,,,,A,B,C,KMF,FU,QS,,,FR,,,,,,,,,,,,,,

24、,,,,,,,,,,,,,,,,,SBR,2024年3月31日星期日,46,,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,,動畫,2024年3月31日星期日,47,正反轉控制線路,下圖所示的鼠籠式電動機正反轉控制線路中有幾處錯誤，請改正之。,2024年3月31日星期日,48,課后作業(yè)題,1