繼電器-接觸器控制系統(tǒng).ppt

第8章 繼電器-接觸器控制,熟悉常用低壓控制電器的作用,特點,應用和電氣符號; 掌握繼電器-接觸器控制電路中的基本控制環(huán)節(jié); 學會分析較復雜的繼電器-接觸器控制電路; 學會設計一般的繼電器-接觸器控制電路.,8.1 常用控制電器與執(zhí)行電器,1.低壓控制電器 1)低壓電器:工作在交流1000V,直流1200V及以下的電路中,用來對電能的產(chǎn)生,輸送,分配和使用起開關,控制,保護和調節(jié)作用的電氣設備. 例:一臺初軋機用400多種3300多件低壓電器來控制. 低壓電器分為: 低壓控制電器; 低壓配電電器.,2)常用低壓控制電器,常用低壓控制電器:有12大類: 刀開關和轉換開關H; 繼電器J; 熔斷器R; 主令電器L; 自動開關D; 電阻器Z; 控制器K; 變阻器B; 接觸器C; 調整器T 起動器Q; 電磁鐵M,2.常用低壓電器的選擇,1)刀開關 特點:有明顯的斷開點; 作電源開關. 選擇:根據(jù)電源電壓種類, 電動機容量,所需極數(shù) 來選擇. 刀開關額定電流不小于 電動機額定電流的3倍.,2)轉換開關 特點:占地面積小,在機 床上應用廣,作電源開關. 選擇:同刀開關.,倒順開關觸點開合表,3)交流接觸器,特點:能頻繁通斷帶負載的電動機主電路.是最重要的低壓電器. 結構:電磁機構;觸點系統(tǒng);滅弧裝置.,主要參數(shù): 主觸點額定電流：10,20,40,60,100,1500A 線圈電壓：24,36,110,127,220,380V 輔助觸點數(shù):動合,動斷觸點各兩對;大電流等級的各三對.,3)交流接觸器,4)產(chǎn)品型號: CJ10系列; CJ20系列; 3TB系列,選擇: 主觸點額定電流大于等于電動機額定電流 線圈電壓等于控制電路電壓.,3)交流接觸器,結構圖,電氣圖形符號 文字符號KM,KM,4)繼電器 特點:用于控制的繼電器種類繁多,是最常用的低壓電器. 結構:由電磁機構和觸點系統(tǒng)兩大部分組成.,(1)熱繼電器:用于電動機過載保護.有若干個電流等級,每一個等級有一個電流調節(jié)范圍. 選擇: 根據(jù)電動機額定電流確定熱繼電器的熱元件電流等級,電動機額定電流應在電流調節(jié)范圍之中; 線圈電壓等于控制電壓.,JR14-20/2熱繼電器示意圖,繼電器,(2)時間繼電器 特點:在輸入信號經(jīng)過一定時間間隔才能控制電流流通的自動控制電器. 是組成按時間原則控制的重要元件. 選擇:根據(jù)延時方式及瞬動觸點數(shù)確定; 線圈電壓等于控制電壓.,JS7-A空氣式時間繼電器示意圖,繼電器,時間繼電器的文字符號為KT,(3)中間繼電器,電壓繼電器,電流繼電器,5)主令電器 主令電器主要用來切換控制電路.有的由操作人員操縱;有的由生產(chǎn)機械的運動部件操縱.分為按鈕,行程開關等.,(1)按鈕 根據(jù)所需觸點數(shù),使用場合,顏色來選擇. 右圖所示為一動合,一動斷觸點的復合按鈕,如LA2系列; 還有二動合二動斷觸點的復合按鈕,如LA18,LA19系列.,按鈕的文字符號為SB,主令電器,(2)主令控制器 滿足需要多地聯(lián)鎖的電力拖動系統(tǒng)的要求,襪轉換線路的遠距離控制. 主令控制器的主要部件是一套接觸元件,可以控制多個回路.,主令控制器示意圖,主令控制器,觸點開合表,(3)行程開關(終端開關) 行程開關是按行程原則自動控制系統(tǒng)中的重要元件.有按鈕式,滑輪式,電子式幾種,滑輪式行程開關如下圖示,當工作機構根據(jù)控制要求推動滑輪1時,其動合觸點10和動斷觸點11動作,從而實現(xiàn)控制.,6)熔斷器 用于短路保護.,(1)分類:有插入式RC1A;螺旋式RL1;管式RM10等.分別見右圖中a,c,b.,(2)額定電流:有熔斷器額定電流和熔體額定電流. (3)選擇:先選擇熔體額定電流,為電動機額定電流的(1.5-2.5)倍;熔斷器額定電流大于或等于熔體額定電流.,8.2繼電器-接觸器控制的常用基本線路 沒有特別指明,電動機均指三相鼠籠式異步電動機,1.電氣符號與電氣圖 1)電氣符號: 電氣圖的基本單元有 圖形符號, 文字符號, 回路標號. . (均有國家標準),2.電氣圖分類:一般有 電氣原理圖, 電氣設備安裝圖, 電氣接線圖.,3.電氣原理圖,電氣原理圖的繪制一般按以下規(guī)律進行： (1）電氣控制線路圖分為主電路和控制電路.一般主電路圖在左側，控制電路圖在右側。主電路和控制電路可以繪制在一張圖紙上，也可以分開畫。 (2）同一個電氣元件的各個部件用同一文字符號表示，可以畫在圖中的不同位置，或者不同的圖紙上。 (3）手柄、開關、觸點等的位置和狀態(tài)，均按沒有通電、沒有施加外力等原始狀態(tài)畫出。 (4）各個電氣元件的連接導線要編號，編號用國家標準的回路標號表示。,注意電氣原理圖中的圖形符號,文字符號和回路標號,電氣原理圖舉例,2.電動機的基本控制線路 電動機的基本控制線路主要有電動機的起動,制動,調速控制線路.,1)電動機直接起動控制 (1)電動機的起動控制線路,按下起動按鈕1SB-接觸器 KM得電吸合-KM的主觸 點閉合,電動機起動;同時,KM 的動合觸點也閉合,當松開 1SB后,能保持KM線圈有電, 電動機繼續(xù)運行.這個觸點的 作用稱為自鎖(自保持).,(2)電動機的正反轉控制線路,電動機的正反轉控制線路,圖(a)中,按下正轉起動按鈕FSB,正轉接觸器FKM線圈得電自鎖,電動機定子繞組接入三相電源正轉.當需要電動機反轉時,先按下停止按鈕SB,FKM失電,電動機失電停止;再按下反轉起動按鈕RSB,反轉接觸器RKM得電并自鎖,電動機接入反相序的三相電源,電動機反轉. 該線路有下述缺點，若電動機正轉工作時,誤接反轉起動按鈕RSB，可以使FKM，RKM接觸器同時接通，會造成圖中虛線所示的電源相間短路的嚴重事故。必須要加以保護，為此采用圖(b)所示的電氣互鎖，也就是用一個接觸器的動斷觸點串在另一個接觸器的線圈回路。,電動機的正反轉控制線路,圖(b)中,當按下FSB按鈕后，正轉接觸器FKM動作，使電動機正轉。FKM的一個動斷觸點串聯(lián)在接觸器RKM線圈的控制回路內，它此時先斷開，切斷了接觸器RKM線圈的回路。FKM的一個動合觸點后閉合實現(xiàn)自鎖。若再按RSB按鈕，接觸器RKM受FKM的動斷觸點互鎖不能動作，這樣就防止了電源短路的事故。,電動機的正反轉控制線路,圖(c)是既有觸點電氣互鎖,又有按鈕機械互鎖的雙重互鎖電路. 思考題: 1.在該線路中,電動機正轉工作時,如果需要它反轉工作,要不要先按停止按鈕SB,再按RSB? 2.這樣來實現(xiàn)正反轉,是優(yōu)點還是不足?,(3)電動機的點動控制線路 電動機的點動控制線路包括點動控制,既能點動又能起動的控制線路 在下圖中,(a)為點動,其他3個均為既能點動又能起動的控制線路.,圖(C) 中是利用復式按鈕2SB實現(xiàn)控制的,用得比較多.,(4)多地控制電動機的線路,將起動按鈕并聯(lián);停止按鈕串聯(lián),就可以實現(xiàn)多地對電動機的控制. 右圖為兩地對電動機實現(xiàn)起動與停止的控制.1SB,3SB在一個地方;2SB,4SB在另一個地方.,(5)電動機的順序控制線路,機床主傳動與潤滑油泵傳動間就是一種最常見的順序控制。 當機床主軸工作時，首先要求在齒輪箱內有充足的潤滑油；龍門刨床工作臺移動時，導軌內也必須先有足夠的潤滑油。因此要求主傳動電動機應該在潤滑油泵工作后才準啟動， 兩臺電動機的順序起動采用下頁圖(a),(b)的控制線路。而兩臺電動機順序起動,順序停止的控制線路見圖(c),.,電動機的順序控制線路,（a）中的輔助觸點1KM既起自鎖，又起連鎖的作用。 在圖（a）中，按下起動按鈕1SB，接觸器1KM得電，電動機1M起動；1KM的動合觸點閉合，一方面自鎖，另一方面，為電動機2M的工作作準備，這種作用稱之為連鎖。當需要2M工作時，只需按下按鈕2SB，2KM得電并自鎖，2M工作運行。當電動機1M沒有工作時，無論怎么按2SB，2KM都不能得電，2M都不會起動，這就是順序起動控制。 按下停止按鈕3SB,電動機1M,2M同時停止.,電動機的順序控制線路 （a）中的輔助觸點1KM既起自鎖，又起連鎖的作用。 在圖（a）中，按下起動按鈕1SB，接觸器1KM得電，電動機1M起動；1KM的動合觸點閉合，一方面自鎖，另一方面，為電動機2M的工作作準備，這種作用稱之為連鎖。當需要2M工作時，只需按下按鈕2SB，2KM得電并自鎖，2M工作運行。當電動機1M沒有工作時，無論怎么按2SB，2KM都不能得電，2M都不會起動，這就是順序起動控制。 按下停止按鈕3SB,電動機1M,2M同時停止.,電動機的順序控制線路,圖（b）中的接觸器的輔助觸點,一個1KM起自鎖作用，另一個1KM起連鎖作用. 在圖（b）的電路中,電動機1M先起動之后,然后電動機2M才能起動. 還增加了電動機2M可以單獨停止的環(huán)節(jié)。按下停止按鈕2SB,電動機2M單獨停止;按下停止按鈕1SB,電動機1M,2M同時停止.,思考題:兩臺電動機順序起動,并能同時和分別停止.,電動機的順序控制線路 圖（b）中的接觸器的輔助觸點,一個1KM起自鎖作用，另一個1KM起連鎖作用. 在圖（b）的電路中,電動機1M先起動之后,然后電動機2M才能起動. 還增加了電動機2M可以單獨停止的環(huán)節(jié)。按下停止按鈕2SB,電動機2M單獨停止;按下停止按鈕1SB,電動機1M,2M同時停止.,思考題:兩臺電動機順序起動,并能同時和分別停止.,參考答案 在圖(b)的基礎上,增加: 控制總線上加一個總停止按鈕SB; 連鎖觸點1KM的動合輔助觸點上并聯(lián)2KM的動合輔助性觸點.,電動機的順序控制線路,圖( c )是這兩臺電動機順序起動順序停止的控制線路. 1KM的另一個動合觸點連鎖電動機2M的起動,即1M先起動,2M才可以起動; 2KM的另一個動合觸點連鎖電動機1M的停止,即2M先停止,1M才可以停止.,電動機的順序控制線路 圖( c )是這兩臺電動機順序起動順序停止的控制線路. 1KM的另一個動合觸點連鎖電動機2M的起動,即1M先起動,2M才可以起動; 2KM的另一個動合觸點連鎖電動機1M的停止,即2M先停止,1M才可以停止.,2)電動機降壓起動控制線路 當電動機容量大時,為了減少起動電流,一般采用降壓起動的方法.,(1)電動機定子串電阻降壓起動的自動控制線路,電動機定子串電阻降壓起動的自動控制線路,在電動機定子串電阻實行降壓起動，在電動機起動后，應該將起動電阻切除，使電動機處于全壓運行。上圖所示線路為實現(xiàn)上述要求的按時間原則控制的一種自動控制線路。按時間原則控制是由反映時間長短的時間繼電器配合交流接觸器實現(xiàn)的在圖中，按下起動按鈕1SB，接觸器1KM立即動作，于是在電動機M的定子中串入電阻Rst降壓起動，使起動電流下降；與此同時,1KM的一個動合輔助觸點自鎖工作，另一個接通時間繼電器KT的線圈，時間繼電器開始延時，延時時間整定為5-7秒，待電動機起動完了，延時結束，KT的延時閉合動合觸點閉合使接觸器2KM得電，2KM的動合主觸點將起動電阻Rst短接，電動機全電壓工作，這時2KM的動斷輔助觸點斷開使1KM失電，時間繼電器KT線圈也失電，既工作可靠，又節(jié)約電能。,(2)電動機Y- 降壓起動的自動控制線路,電動機Y- 降壓起動的自動控制線路,在上圖中，按下起動按鈕1SB，KT、1KM、3KM同時得電。1SB接通后，時間繼電器KT得電，KT的延時斷開的動合觸點瞬時閉合，使1KM得電，1KM的動斷觸點先斷開，使2KM不能得電；1KM的兩個動合主觸點使定子繞組接成星形，一個動合輔助觸點使3KM得電，3KM的動合主觸點把電動機接上電源進行降壓起動，其動合輔助觸點自鎖，動斷觸點使KT失電。經(jīng)過5-7秒鐘延時后，電動機已達到運行轉速，此時KT的延時斷開動合觸點自動斷開，使1KM失電，1KM的動斷觸點恢復，接著2KM得電，使電動機定子繞組由星形換接到三角形連接而加上全電壓運行。圖中，3KM為線路接觸器，1KM為星形起動接觸器，2KM為三角形運行接觸器。該控制線路在電動機正常運行時，時間繼電器KT線圈不帶電，節(jié)約了控制電路的電能。,3)電動機制動控制線路 當電動機需要快速,準確停車時,采用電氣制動的方法.,(1)能耗制動控制線路:在下頁圖中要電動機停車時，按下停止按鈕2SB，2SB是復式按鈕，它的動斷觸點先斷開，使KM失電，將電動機從交流電網(wǎng)中切除，KM的動斷觸點恢復；2SB的動合觸點后閉合，使時間繼電器KT和制動接觸器KMB的線圈同時得電，KMB之動合觸點將直流電源(經(jīng)變壓器T和固體整流器SR而獲得)接入電動機定子繞組，使電動機進入能耗制動狀態(tài)；KMB自鎖，保證松開2SB后KMB暫時不致斷電。而在KMB得電的同時，時間繼電器開始延時，經(jīng)過3秒鐘延時后，將其延時斷開的動斷觸點斷開，使KMB失電，將接入電動機定子的直流電源切除，且其自鎖觸點斷開，KMB將不會重新得電。電動機已經(jīng)停車。,能耗制動控制線路,按下2SB，KM失電，KMB得電，電動機定子繞組通入直流電制動；同時KT得電開始延時，3-5秒后KT斷開，KMB和KT失電，制動結束。,(2)反接制動控制線路,速度繼電器 電動機的反接制動由速度繼電器配合接觸器來實現(xiàn)。感應式速度繼電器原理結構如下圖所示。繼電器的軸1和需控制速度的電動機軸相連接，其結構與鼠籠式異步電動機的轉子繞組類似。故它的工作原理也與鼠籠式異步電動機完全一樣。當軸轉動時，永久磁鐵也一起轉動，這相當一旋轉磁場，在繞組4里感應出電勢和電流，使定子有趨勢和轉子一起轉動，于是杠桿5觸動彈簧片8或9，使觸頭系統(tǒng)6或7動作(視軸的旋轉方向而定)。當轉軸接近停止時，動觸點跟著彈簧片恢復原來的位置，與兩個靠外邊的靜觸點分開，而與靠內側的靜觸點閉合。,6,7:觸點,機床上常用的感應式速度繼電器有JY1型和JFZO型，JY1型能在轉速為3000r/min以下可靠的工作. 速度繼電器的工作原理: 一般情況下，速度繼電器當轉速大于300r/min以下時，觸點就可靠動作；當轉速小于100r/min以下時，觸點就恢復原狀。，以達到準確的制動。 速度繼電器又稱之為反接制動繼電器。,電動機反接制動的自動控制線路,下圖所示為按速度控制的電動機反接制動的自動控制線路。 當按下起動按鈕1SB后，KM即得電使電動機旋轉并自鎖；KM的動斷觸點斷開，使制動接觸器KMB不可能得電。當電動機起動至一定轉速時(大于300r/min)，速度繼電器KS可靠動作，將動合觸點KS閉合，為KMB的通電，即為反接制動作好準備。需要電動機停止時，按下停止按鈕2SB，KM失電，其動斷觸點閉合，由于速度繼電器的動合觸點在電動機起動過程中已經(jīng)閉合，即便此時電動機已脫離電源，由于慣性其轉速仍遠遠大于300r/min，因此KMB得電，電動機三相繞組通入反相序的交流電源，實現(xiàn)反接制動，轉速迅速下降。當轉速接近于零時（小于100r/min以下時），KS之動合觸點斷開，KMB失電，電動機處于爬行狀態(tài)，電動機很快就停止了。 由于在反接制動時，電動機的反接電流很大，因此，反接制動過程中必須在電動機定子電路串入反接制動電阻R .,4)電動機變磁極對數(shù)的調速控制線路,多速電動機就是通過改變繞組的連接方法來改變磁極對數(shù)的.多速電動機中，有用兩套繞組的，也有用一套繞組的。在倍極比（如4/2、8/4極等）雙速電動機中用一套繞組；在非倍極比二速（如6/4、8/6極等）、三速、四速電動機中采用兩套繞組。通過改變電動機外接線的方法，獲得二種、三種、四種轉速的電動機，稱為單繞組多速電動機。 單繞組雙速電動機是最簡單的多速電動機，常見的連接方式有/YY和Y/YY兩種。雙速電動機應用較廣.,電動機變磁極對數(shù)的調速控制線路,8.3生產(chǎn)機械中常用的幾種自動控制方法,1.按行程的自動控制:采用行程開關實現(xiàn).如龍門刨床工作臺的終端保護,搖臂鉆床上下端的終端保護.見圖8.51. 2.按時間的自動控制:采用時間繼電器實現(xiàn).如電動機定子繞組串電阻降壓啟動的控制. 3.按速度的自動控制:采用速度繼電器配合接觸器實現(xiàn).如電動機的反接制動. 4.按電流的自動控制:采用過電流繼電器實現(xiàn).如龍門刨床橫梁的夾緊控制.,例;B228龍門刨床橫梁移動和夾緊電路 分析,龍門刨床(龍門銑床,立式車床)的工作要求: (1)橫梁能根據(jù)工件的不同高度,進行上下調整移動,一般是點動控制; (2)進行切削加工時,要求橫梁必須夾緊在立柱上,以保證加工質量和工作安全可靠. 一般用二臺電動機分別拖動,一臺電動機拖動橫梁上下移動,另一臺電動機拖動夾緊機構;兩者之間互鎖. 移動一次,只需要按一下按鈕,就能自動完成全部過程.,B228龍門刨床橫梁移動和夾緊電路分析,1.分析電氣控制線路的一般步驟 1)了解生產(chǎn)機械設備各部件的運動情況和它對電氣控制的要求; 2)從電氣元件明細表中,了解電氣原理圖中各電氣元件的作用及其代表符號;首先要了解各主令元件的作用. 2.橫梁移動控制線路(立式車床,龍門刨床,龍門銑床)的工作循環(huán): “ 放松-移