繼電器-接觸器控制.ppt

第八章 繼電器 接觸器控制,第一節(jié) 常用控制電器與執(zhí)行電器 第二節(jié) 繼電器接觸器的常用基本線路 第三節(jié) 生產(chǎn)機械中常用的幾種自動控制方法,熟悉各種電器的工作原理、作用、特點、應(yīng)用場所和表示符號；,學(xué)習(xí)要求：,掌握繼電器接觸器控制電路中基本控制環(huán)節(jié)和常用的幾種自動控制方式；,學(xué)會設(shè)計一些較簡單的繼電器接觸器控制電路。,1控制系統(tǒng),生產(chǎn)機械的運動需要電動機的拖動，即電動機是拖動生產(chǎn)機械的主體。但電動機的啟動、調(diào)速、正反轉(zhuǎn)、制動等的控制，則需要另一套裝置，即控制系統(tǒng)；,2繼電器接觸器控制系統(tǒng),用繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等電器元件，按一定的接線方式組成的機電傳動（電力拖動）控制系統(tǒng)繼電器接觸器控制系統(tǒng)。,3目的和任務(wù),實現(xiàn)機電傳動系統(tǒng)的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)、制動等運行性能的控制和保護，從而實現(xiàn)生產(chǎn)機械各種生產(chǎn)工藝的要求。,4繼電器接觸器控制系統(tǒng)的優(yōu)點,結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，能滿足一般生產(chǎn)工藝要求。,8.1 常用控制電器與執(zhí)行電器,一、非自動控制電器 二、自動控制電器 三、主令電器 四、執(zhí)行電器,返回,電器元 件分類,按工作電壓等級,按動作性質(zhì),按用途,按工作電 壓等級,高壓電器：用于1200V,-1500V及以上電路中的電器,低壓電器：用于1200V（50HZ)以下,-1500V以下電路中的電器,按動作性質(zhì),非自動電器：無動力機構(gòu)，靠人力或外力來接通或切斷電路,自動電器：有電磁鐵等動力機構(gòu)，按照信號指令或參數(shù)變化而自動動作,按用途,控制電器：控制電動機的各種動作,保護電器：用來保護電動機，使其安全運行，以及保護生產(chǎn)機械使其不受損壞,執(zhí)行電器：用來操縱帶動生產(chǎn)機械和支撐與保持機械裝置在固定位置上的一種執(zhí)行元件,配電電器：用于電能的輸送與分配,主令電器：用于自動控制系統(tǒng)中發(fā)送動作指令的電器。,二、常用非自動電器,閘刀開關(guān)是一種最簡單，最常用的開關(guān),用于接通或切斷電源。,1、（閘）刀開關(guān),刀開關(guān)分單極、雙極和三極，常用的三極刀開關(guān)長期允許通過電流有100A、200A、400A、600A和1000A五種。目前生產(chǎn)的產(chǎn)品有HD（單極）和HS（雙投）等系列。,2. 轉(zhuǎn)換開關(guān),實質(zhì)上是一種刀開關(guān)。主要作為電源引入開關(guān)，也可用來直接控制小容量異步電機非頻繁起、?？刂啤］^刀開關(guān)更靈巧方便，除通斷外，還有轉(zhuǎn)換功能。,HZ10系列轉(zhuǎn)換開關(guān),3.熔斷器,熔斷器俗稱保險絲，是一種簡單有,效的短路保護電器。熔斷器中的熔體一,般是熔點很低的鉛錫合金絲，也可用截,面很細的銅絲制成。當電路發(fā)生短路時，,通過熔絲的電流很大，將其燒斷，從而,切斷電源，保護電器設(shè)備。,三、常用自動控制電器,手控電器的通性：,每小時的關(guān)合次數(shù)有限； 操作較笨重、工作不太安全； 保護性能差，例如，當電網(wǎng)電壓突然消失時，因為這些開關(guān)不能自動復(fù)原，故它不能自動把電動機從電源切斷，如果不另加保護設(shè)備則可能發(fā)生意外。,1接觸器,接觸器是一種在電磁力的作用下，能夠自動地接通或斷開帶有負載的主電路（如電動機）的自動控制電器。,接觸器是繼電器-接觸器控制系統(tǒng)中最重要和常用的元件之一，它的工作原理如圖所示。,當線圈通電時，靜鐵心被磁化，并把動鐵心（銜鐵）吸上，帶動轉(zhuǎn)軸使觸頭閉合，從而接通電路。,當線圈斷電時，過程與上述相反，使電路斷開。,接觸器的種類：按主觸頭所接回路的電流種類分為：,交流接觸器：主要用以控制交流電路（主電路、控制電路、激磁電路）,直流接觸器：主要用以控制直流電路（主電路、控制電路、激磁電路）,接觸器的參數(shù)主要有：額定電壓、額定電流、常開主輔觸頭個數(shù)、額定操作頻率等,CJX2系列交流接觸器,CZO系列直流接觸器,CJT1系列交流接觸器,注：電器元件的各部分，在外觀上看是一個整體，但電氣原理圖中同一電器的各部分是分散的 ，分散的各部分都用相同的文字符號表示。,交流接觸器常用于控制電機或其它電器,設(shè)備主回路（指強電流電路）通或斷，是一種電磁開關(guān)。,結(jié)構(gòu)原理圖如圖:,符號：,主觸點允許通過的電流大，一般在異步電動機的定子中使用； 輔助觸點允許通過的電流小，一般在控制電路中使用。,是一種根據(jù)某種輸入信號的變化，接通或斷開控制電路，實現(xiàn)控制目的的自動控制電器。,結(jié)構(gòu)特點：,傳感部分：感測輸入量的高低。,執(zhí)行部分：觸頭。,無主輔之分，一般較?。?A以下），用于控制回路,輸入信號,電量：電流、電壓、功率等,非電量：熱、光、聲、速度等,2. 繼電器,繼電器的分類：,按它反應(yīng)信號的種類分：電流、電壓、速度、壓力、熱繼電器等,按動作時間分：瞬時動作和延時動作繼電器等,按作用原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式、機械式等,應(yīng)用最廣（90以上繼電器為電磁式）,1).電磁式繼電器：結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器大體相似,跳躍式的輸入輸出特性,a.電流繼電器：根據(jù)電流信號而動作，具有保護作用，一般串于電路中。,當電流小于某值時，銜鐵釋放。用于電流過小時切斷電路。,當電流大于某值時，銜鐵吸合。用于電流過大時切斷電路。,b.電壓繼電器：根據(jù)電壓信號而動作，具有保護作用。一般并于電路中。,當電壓小于某值時，銜鐵釋放。用于電壓過小時切斷電路。,當電壓大于某值時，銜鐵吸合。用于電壓過大時切斷電路。,c.中間繼電器：本質(zhì)上是電壓繼電器，但還具有觸頭多，觸頭承受電流大（510A）、動作靈敏（動作時間小于0.05S）,JZ744:中間繼電器 吸引線圈起動功率：75VA 吸引線圈吸持功率：12VA,JZ7系列中間繼電器適用于交流50Hz，電壓至380V及直流電壓220V的控制電器中，用來控制各種電磁線圈，以使訊號得到放大，或?qū)⒂嵦柾瑫r傳給數(shù)個有關(guān)的控制元件,d、熱繼電器,熱繼電器是對電動機進行過載保護的一種常用電器，它是根據(jù)電流的熱效應(yīng)原理工作的。,結(jié)構(gòu)示意圖如下:,當電流過大時,其熱量使雙金屬層片（上面 膨脹系數(shù)小，下面膨脹系數(shù)大)向上彎曲，在彈簧 拉力作用下，扣板向左轉(zhuǎn)，帶動絕緣導(dǎo)板將 動觸點斷開，接觸器線圈斷電，使電機脫離電 源，從而保護了電動機。,符號：,熱繼電器的發(fā)熱元件直接串聯(lián)在被保護的電動機主回路中，動斷觸點與控制電機的接觸器線圈串聯(lián)。,熱繼電器的主要參數(shù)：熱元件的額定電流 指熱元件能夠長期通過而不致于引起熱繼電器動作的最大電流值。（有一定的整定范圍，如IN=5A,整定范圍3.2-5A)。同一種熱繼電器有多種規(guī)模的熱元件系列。 熱元件的額定電流與電動機的額定電流相等時，然繼電器能準確地反映電動機發(fā)熱。,使用熱繼電器時注意幾個問題：,動作時間不應(yīng)過分小于電動機的允許發(fā)熱時間，應(yīng)充分發(fā)揮電動機的過載能力,熱繼電器不能作短路保護,用熱繼電器保護三相異步電動機時，至少要有兩相接熱元件,注意熱繼電器所處的周圍環(huán)境溫度，應(yīng)保證它與電動機有相同的散熱條件。,1.按鈕,按鈕是用來閉合和斷開控制回路，以發(fā)出命令改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的電器。常用的主令電器有：按鈕、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器、行程開關(guān)等,它的結(jié)構(gòu)示意圖如下:,四、主令電器,和一對動斷觸點，,復(fù)位彈簧和按鈕帽組成。,工作時按下按鈕帽，斷開,閉合，當松開按鈕帽時，在復(fù)位彈簧的作用下，各觸點立即恢復(fù)原態(tài)。,按鈕的符號：,按鈕的使用有三種情況：,只用常閉按鈕，在控制電路中作停止按鈕。 只用常開按鈕，在控制電路中作起動按鈕。 常開按鈕、常閉按鈕同時使用，按下其中一個按鈕，在控制電路中，停止、起動同時進行。,8.2 繼電器接觸器控制的基本線路,一、電器控制線路的構(gòu)成和基本保護,1. 繼電器-接觸器控制電路的表示方法,繼電器-接觸器控制電路一般有安裝接線圖和工作原理圖兩種表示方法。,安裝接線圖：這種表示方法能形象地表示出控制電路中各電器的安裝情況及相互之間的連線。,特點： （1）初看電路者比較合適； （2）繪制難度大； （3）電器施工的依據(jù)。, 工作原理圖：根據(jù)工作原理和便于閱讀而繪制的電路圖。,特點：便于閱讀和設(shè)計較復(fù)雜的控制電路。它是生產(chǎn)機械電氣設(shè)備設(shè)計的基本和重要的技術(shù)資料。,2. 原理圖的繪制規(guī)則,1)主電路：粗線，左或上部 控制線路：細線，右或下部,2)控制線路的電源線分列兩邊，按電器元件的動作順序由上而下平行繪制,3)所有電器元件不畫實際外形，而用標準圖形和文字符號表示。器件的各部分分別畫在完成作用的地方。各電器部件的狀態(tài)處于未動作前的狀態(tài)。,4) 同類電器在文字符號前或后加序號區(qū)分,5) 兩條以上導(dǎo)線連接處用小圓點表示電氣連接，每一接點標一編號，左單右雙，以線圈為界限,6) 對具有循環(huán)運動的機構(gòu)，應(yīng)給出工作循環(huán)圖，萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)和行程開關(guān)應(yīng)繪出動作程序和動作位置,3. 電氣系統(tǒng)中的基本保護,1）電流保護,(1) 短路保護：防止用電設(shè)備（電動機、接觸器等）短路而產(chǎn)生大電流沖擊電網(wǎng)，損壞電源設(shè)備或保護用電設(shè)備突然流過短路電流而引起用電設(shè)備、導(dǎo)線和機械上的嚴重損壞。,采用的電器：熔斷器、自動斷路器。,原理：熔斷器或自動斷路器串入被保護的電路中，當電路發(fā)生短路或嚴重過載時，熔斷器的熔體部分自動迅速熔斷，自動斷路器的過電流脫鉤器脫開，從而切斷電路，使導(dǎo)線和電器設(shè)備不受損壞。,(2) 過載保護：防止用電設(shè)備（如電動機等）長期過載而損壞用電設(shè)備。,采用的電器：熱繼電器、自動斷路器。,原理：熱繼電器的線圈接在電動機的回路中，而觸頭接在控制回路中。當電動機過載時，長時間的發(fā)熱使熱繼電器的線圈動作，從而觸頭動作，斷開控制回路，使電動機脫離電網(wǎng)。,2）零壓（或欠壓）保護,作用：防止因電源電壓的消失或降低引起機械設(shè)備停止運行，當故障消失后，在沒有人工操作的情況下，設(shè)備自動啟動運行而可能造成的機械或人身事故。,4) 零勵磁保護：防止直流電動機在沒有加上勵磁電壓時，就加上電樞電壓而造成機械“飛車”或電動機電樞繞組燒懷的一種保護。,3）互鎖保護：保護一個電器通電時，另一個電器不能通電，若需后者通電，則前者必須先斷電的一種保護。,繼電接觸器控制電路本身具有這種保護作用。因為當斷電或電壓過低時，接觸器就釋放，使電動機自動脫離電源；當線路重新恢復(fù)供電時，由于接觸器的自鎖觸點已斷開，電動機不能自行起動，起到保護作用。,直流電動機零勵磁保護線路：,I,空氣開關(guān),勵磁,欠電流繼電器,電樞,反向續(xù)流,直流電源1,直流電源2,共地端,1、點動和起?？刂凭€路,FR,KM,KM,FR,FU,Q,FU,SB1,SB2, 380V,按下SB1KM線圈得電,KM主觸頭閉合電機轉(zhuǎn),主觸頭斷開電機停,松開SB1線圈失電,當加入自鎖觸點后,實現(xiàn)電機連續(xù)運轉(zhuǎn)。,按下SB1 線圈得電 KM主觸頭閉合電機轉(zhuǎn) KM輔助觸頭閉合,自鎖,連續(xù)轉(zhuǎn)動,按下SB2 線圈失電電機停轉(zhuǎn),8.3常用控制線路,、多點控制,起動按鈕并聯(lián)，停止按鈕串聯(lián),FR,KM,SB1,FR,FU,FU,Q,KM,KM, 380V,SB3,很多生產(chǎn)機械都要求有正、反兩個方向的運動。如起重機的升降、機床工作臺的進退、主軸的正、反轉(zhuǎn)等，這可由電動機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。 在前面我們知道：要使電機反轉(zhuǎn)，只要將電動機三相電源中的任意兩根對調(diào)連接即可。所以在單項運轉(zhuǎn)控制線路上再增加一個交流接觸器及其控制線路即可。,3、電動機的正、反轉(zhuǎn)控制,FU,Q, ,KMF, 380V,主目錄,返回,主電路及其控制電路如圖所示：,按下SBFKMF線圈得電 KMF主觸點吸合電機正轉(zhuǎn)KMF輔助觸點吸合自鎖,按下SBKMF線圈失電 KMF主輔觸頭復(fù)位電機停轉(zhuǎn),按下SBRKMR線圈得電 KMR主觸點吸合電機反轉(zhuǎn) KMR輔助觸點吸合、自鎖,按下SBKMR線圈失電 主、輔觸頭復(fù)位電機停轉(zhuǎn),問題：若按下SBF后，再按SBR， 則KMF和KMR的線圈都得電，觸點都吸合，造成電源短路的嚴重事故。,為解決這一問題，控制回路增加互鎖，如圖：,FR,FU,Q,KMR,KMF,SB,SBF,SBR,FR,FU,KMF,KMR, ,KMR,KMF,此時即使按下SBR,線圈KMR也無電，實現(xiàn)互鎖。,KMF,電機正轉(zhuǎn),電機停轉(zhuǎn),電機反轉(zhuǎn), 380V,KMR,問題：正轉(zhuǎn)時要反轉(zhuǎn)，先按停止按鈕，再按反轉(zhuǎn)按鈕，不方便。,KMF得電,KMF失電,KMR 得電,FR,FU,Q,KMR,SB,FR,FU,FU,KMF,B,KMR, ,為解決這一問題，采用復(fù)式按鈕和觸頭互鎖的控制電路（虛線連接表示連動）,SBR,A,KMF,正轉(zhuǎn),KMR得電,反轉(zhuǎn),SBF,SBF,SBR, 380V,KMR,KMR,KMF,KMF,KMF得電,KMF失電,正轉(zhuǎn)：按下SBF(連動)，此時反轉(zhuǎn)控制線路斷開， KMF線圈得電,反轉(zhuǎn)：按下SBR(連動)，此時正轉(zhuǎn)控制線路斷開， KMR線圈得電,KMF常開觸點均閉合，,電機正轉(zhuǎn)并自鎖,KMF常閉觸點斷開并互鎖,KMR常開觸點均閉合，,電機反轉(zhuǎn)并自鎖,KMR常閉觸點斷開并互鎖,4.Y-降壓啟動控制電路,啟動時定子繞組接成Y形，啟動結(jié)束后，定子繞組換接成形。,主回路 KM1、KM3的動合觸頭同時閉合時，電動機的定子繞組接成Y形；,啟動時控制接觸器KM1和KM3得電，啟動結(jié)束時，控制接觸器KM1和KM2得電，在任何時候不能使KM2和KM3同時得電。,KM1、KM2的動合觸頭同時閉合時，電動機的定子繞組接成形；,如果KM2和KM3同時閉合，則電源短路,5.定子串電阻降壓啟動控制電路,（1） 主回路 當KM2的主觸頭閉合，KM1的主觸頭斷開時，電動機定子繞組串接電阻后接入電網(wǎng)； KM1的主觸頭閉合，KM2的主觸頭處入任何狀態(tài)時，電動機直接接入電網(wǎng)。 即主回路要求控制回路：啟動時，控制KM1得電，KM2失電，當啟動結(jié)束時，控制KM2得電。,（2） 控制回路,當電路處于初始狀態(tài)時，接觸器KM1、KM2和時間繼電器KT的線圈都失電，電動機脫離電網(wǎng)處于靜止狀態(tài)； 當操作者按下啟動按鈕SB1時，接觸器KM2的線圈首先得電并自鎖，其主觸頭閉合，電動機定子繞組串接電阻啟動。在開始啟動時，時間繼電器KT同時開始延時；,當啟動一段時間后，延時繼電器的延時時間到，其延時動合觸頭閉合，使接觸器KM2的線圈得電，其動合主觸頭閉合，短接電阻，使電動機直接接入電網(wǎng)而運行。 KM2的線圈得電后，KM1的狀態(tài)不影響電路的工作狀態(tài)，但為了節(jié)省能源和增加電器的使用壽命，KM1和KT用KM1的動斷輔助觸頭使其斷開。,在機床控制線路中，常要求電機有順 序地啟動。如某些機床主軸必須在