1、繼電接觸控制系統介紹和控制線路 行程控制 常用控制電器 鼠籠式電動機直接起動的控制線路 鼠籠式電動機正反轉的控制線路本章要求：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. 掌握基本控制環節的組成、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10章 繼電接觸控制系統 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，基本的控制環節和保護環節的典型線路。第10章 繼電接觸控制系統 實現繼電接觸控制的電

2、氣設備，統稱為控制電器，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。 常用控制電器10.1.1 組合開關 組合開關又稱轉換開關，由數層動、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。可實現多條線路、不同聯接方式的轉換。圖為用轉換開關實現三相電動機起停控制的接線圖。 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。M3圖 10.1.1 用組合開關起停電動機的接線圖10.1.2 按鈕(手動切換電器)(b) 結構按鈕常用于

3、接通和斷開控制電路。按鈕的外形圖和結構如圖所示。按鈕開關的外形和符號(a) 外形圖常閉觸點常開觸點復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結構符號名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復合按鈕1234123按鈕帽動畫交流接觸器的外形與結構10.1.3 接觸器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 接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關電器。M3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符號線圈KM 用于主電路 流過的大電流 (需加滅弧 裝置)用于控制電路流過的小電流 (無需加滅弧裝置)KM動合(常開)輔助觸點動

4、斷(常閉)輔助觸點KM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、觸點數目等。動合(常開)主觸點KM常用的交流接觸器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。 如CJ10系列主觸點額定電流5、10、20、40、75、120A等數種；額定工作電壓通常是220V或380V。10.1.4 繼電器 繼電器和接觸器的結構和工作原理大致相同。主要區別在于： 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，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：可用于過載或過載保護，電壓繼電器：主要作為欠壓、失壓保護。2.

5、 中間繼電器 中間繼電器觸頭容量小，觸點數目多，用于控制線路。 通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可直接用它來控制小容量電動機或其他電氣執行元件。(b) 符號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3. 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+直流電磁式結構圖阻尼銅套銜鐵工作原理：當銜鐵未吸合時，磁路氣隙大，線圈電感小，通電后激磁電流很快建立，將銜鐵吸合，繼電器觸點立即改變狀態。而當線圈斷電時，鐵心中的磁通將衰減，磁通的變化將在銅套中產生感應電動勢，并產生感應電流，阻止磁通衰減，當磁通下降到一定程度時，銜鐵

6、才能釋放，觸頭改變狀態。因此繼電器吸合時是瞬時動作，而釋放時是延時的，故稱為斷電延時。(1)直流電磁式 時間繼電器a) 通電延時繼電器b) 斷電延時繼電器KT線圈通電延時閉合常開觸點KT通電延時斷開常閉觸點KTKT線圈(b)符號斷電延時斷開常開觸點KT斷電延時閉合常閉觸點KT延時繼電器的外形與結構(a) 外形(2) 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常開觸頭 延時閉合 常閉觸頭 延時打開 微動開關2微動開關1常開觸頭常閉觸頭線圈通電 銜鐵向下吸合 連桿動作 觸頭動作工作原理調節螺絲進氣孔托板線圈動鐵心恢復彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔(2) 空氣式時間繼電器斷電延時的空氣

7、式時間繼電器結構示意圖常閉 延時閉合 常閉 延時斷開 常開觸頭常閉觸頭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。10. 1.5 熱繼電器用于電動機的過載保護。熱繼電器外形與結構(a) 外形(b) 結構 發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。發熱元件杠桿10.1.5 熱繼電器工作原理結構原理圖雙金屬片常閉觸頭用于電動機的過載保護。動畫10.1.6 熔斷器符號FU熔斷器額定電流IF的選擇(1) 電燈、

8、電爐等電阻性負載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、管式熔斷器和有填料式熔斷器。用于自動往復控制或限位保護等。10. 1.7 行程開關(限位開關)(b)示意圖 結構與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖ST常開觸點常閉觸點ST(c) 符號行程開關的外形符號可實現短路、過載、失壓保護。10.1.8 自動空氣斷路器(自動開關)鎖鉤主觸點手動閉合 過流 脫扣器 欠壓 脫扣器銜鐵釋放動畫自動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節組成，下面介紹繼電接觸控制線路的繪制。 在電工

9、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)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。4. 所有電器的圖形符號均按無電壓、無外力作用下 的正常狀態畫出，即按通電前的狀態繪制。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

10、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 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。熔斷器FU交流接觸器KM組合開關Q按扭SBSB1SB235熱繼電器FRM3421 鼠籠式電動機直接起動的控制線路1.直接起動(a)結構圖主電路控制電路 鼠籠式電動機直接起動的控制線路(1) 電路SB1KMSB2FRKM FRKMFUQ3M.保險絲熱繼電器發熱元件開關接觸器主觸點起動按鈕停止按鈕接觸器線圈接觸器輔助觸點熱繼電器動斷觸點動畫(b)原理圖控制電路一、直接起動電動機的保護SB1KMSB2FRKM FRKMFUQ3M.熱繼電器過載保護

11、保險絲短路保護接觸器零壓、欠壓保護熱繼電器動斷觸點主電路控制電路電動機的保護 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，使電動機和電器設備產生機械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通常采用熔斷器 FU和過流繼電器等。 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；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護。 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

12、器保護。KMFRKM.KMSB1SB2.控制電路合上開關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，KM主觸點閉合， 電動機運轉。通電轉動KM主電路 FR3MFUQQ動畫合上開關Q(2) 控制原理FRKM.KMSB1SB2.控制電路KM輔助觸點閉合自鎖。按下起動按鈕SB2 , KM線圈通電，KM主觸點閉合， 電動機運轉。通電起動KM轉動主電路 FR3MFUQQ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FRKM.KMSB1SB2.控制電路通電主電路 FRFUQ3MQ轉動KM自鎖停車 按下停止按鈕SB1 , KM線圈斷電

13、KM主觸點斷開, 電動機停轉。KM輔助觸點斷開，取消自鎖。(2) 控制原理轉動停車 按下停止按鈕SB1 , KM線圈斷電KM主觸點斷開, 電動機停轉。KM輔助觸點斷開，取消自鎖。 停轉FRKM.KMSB1SB2.控制電路通電主電路 FRFUQ3MQ斷電KM去掉KM輔助觸點, 實現點動控制。2. 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。KMSB2FRKMSB1SB3復合按鈕2. 既能長期工作又能點動的控制電路KMSB2FRKMSB1SB3后閉合先斷開按下SB3閉合電機運轉

14、點動時：自鎖觸點不起作用通電KMSB2FRKMSB1SB3先斷開后閉合斷開斷電2. 既能長期工作又能點動的控制電路松開SB32. 既能長期工作又能點動的控制電路KMSB2FRKMSB1SB3松開SB3電機停轉實現點動用途:試車、檢修以及車床主軸的調整等。先斷開后閉合斷開斷電KM1FUQKM2M1M233.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2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。M1轉動3. 電機的順序控制M2轉動.動畫M13這樣的順序控制是否合理？ 兩電機各自要有獨立的電源；這樣接，主觸頭(KM1)的負荷過重。

15、KM1KM2M23思考KM2SBKM2SBKM1FR1FR2KM1 例1：兩條皮帶運輸機分別由兩臺鼠籠異步電動機拖動，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運輸機上，要求電動機按下述順序起動和停止：起動時: M1起動后 M2才能起動；停車時: M2停車后M1才能停車。應如何實現控制？起動：通電通電閉合閉合SBKM1FR1 例：兩條皮帶運輸機分別由兩臺鼠籠異步電動機拖動，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運輸機上，要求電動機按下述順序起動和停止：起動時: M1起動后 M2才能起動；停車時: M2停車后M1才能停車。應如何實現控制？KM2SBKM2FR2KM1停止：斷電斷電斷開

16、斷開 鼠籠式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，即可使電動機反轉。 需要用兩個接觸器來實現這一要求。 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線對調一下，電動機反轉。 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3MFRFU正轉觸點KMR動畫KMFKMF.KMRFRQKMFSB.SBFKMF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SBRKMRKMR.反轉按鈕反轉觸點按下SBFSBKMF 在同一時間內，兩個接觸器只允許一個通電工作的控制作用，稱為“聯鎖”。“聯鎖

17、”觸點利用接觸器的觸點實現聯鎖控制稱電氣聯鎖。 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。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.通電斷開斷電電機正轉閉合機械聯鎖電氣聯鎖利用復合按鈕的觸點實現聯鎖控制稱機械聯鎖。鼠籠式電動機正反轉的控制線路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMRKMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當電機正轉時，按下反轉按鈕SBR先斷開斷電閉合通電斷開停止正轉閉合閉合電機反轉 行程控制自動往返運動：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

18、行程開關進行控制。STaSTb電機正程限位開關STaSTb逆程STaSTb前進(正轉）后退12按SBF時KMF通電(其常閉斷開， 常開閉合)KMF斷電KMR通電行程開關自動往返運動：擋塊動畫電機正轉工作臺前進到達預定位置，擋塊1撞擊STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正轉 電機反轉(工作臺后退)10. 5 時間控制1. Y 換接起動控制線路Y接法 KM3 KM1FUQ接法動畫.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼

19、電器通電延時斷開復合按鈕起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電KM1接通電源KM2繞組聯接KM3繞組Y聯接常閉斷開常開閉合常閉延時斷開電動機Y接起動常閉斷開常開閉合自鎖KT通電KM3通電通電瞬時閉合KM1接通電源KM2繞組聯接KM3繞組Y聯接KT通電起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電常閉斷開常開閉合常閉延時斷開電動機Y接起動常閉斷開常開閉合自鎖KM3通電通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電松開SB2, 電機仍處于Y 接起動狀態。KM1接通電源KM2繞組聯接KM3繞組Y聯接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電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繞組聯接KM3繞組Y聯接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開復合按鈕斷電KM1斷電常開斷開常閉閉合當 KT 常閉觸點延時斷開時通電斷電KM2通電常閉斷開KM3斷電常閉閉合繞組 接Y接斷開KM1接通電源KM2繞組聯接KM3繞組Y聯接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通