電流繼電器控制系統(tǒng)

1、第11章 繼電接觸控制系統(tǒng),本章要求： 1.了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途。 2. 掌握自鎖、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(shè) 計簡單的控制電路,第11章 繼電接觸控制系統(tǒng),應(yīng)用電動機拖動生產(chǎn)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(chǎn)設(shè)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(huán)節(jié)和保護環(huán)節(jié)的典型線路,第11章 繼電接觸控制系統(tǒng),實現(xiàn)繼電接觸控制的電氣設(shè)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

2、及電工表示符號,11.1 常用控制電器,11.1.1 組合開關(guān),組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，由數(shù)層動、靜觸片組裝 在絕緣盒而成的。動觸點裝在轉(zhuǎn)軸上，用手柄轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)軸使動觸片與靜觸片接通與斷開?？蓪崿F(xiàn)多條線 路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。圖11.1.1為用轉(zhuǎn)換開關(guān) 實現(xiàn)三相電動機起?？刂频慕泳€圖,轉(zhuǎn)換開關(guān)中的彈簧可使動、靜觸片快速斷開，利 于熄滅電弧。但轉(zhuǎn)換開關(guān)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(guān),圖 11.1.1 用組合開關(guān)起停電動機的接線圖,11.1.2 按鈕(手動切換電器,b) 結(jié)構(gòu),按鈕常用于接通和斷開控制電路,按鈕的外形圖和結(jié)構(gòu)如圖所示,按鈕

3、開關(guān)的外形和符號,a) 外形圖,動畫,交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu),11.1.3 接觸器,用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器,a) 外形,b) 結(jié)構(gòu),11. 1.3 接觸器,用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器,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,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,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(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等,常用的交流接觸器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列,11.1.4 繼電器,繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。 主

4、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，觸點數(shù)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. 中間繼電器,中間繼電器觸頭容量小，觸點數(shù)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(zhí)行元件,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(jīng)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(jié)構(gòu)圖,阻尼銅套,銜鐵,工作原理：當(dāng)銜鐵未吸合時，磁路氣隙大，線

5、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(tài)。而當(dāng)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(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻止磁通衰減，當(dāng)磁通下降到一定程度時，銜鐵才能釋放，觸頭改變狀態(tài)。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,延時繼電器的外形與結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)示意圖,微動開關(guān)2,微動開關(guān)1,2) 空氣式時間繼電器,斷電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖,常閉 延時閉合,常閉 延時斷開,空氣式時間繼電 器的延時范

6、圍大 (有 0.4 60 s 和 0.4 180s兩種)。 結(jié)構(gòu)簡單，但準(zhǔn) 確度較低,時間繼電器的型號有JS7-A和JJSK2等多種類型,11. 1.5 熱繼電器,用于電動機的過載保護,熱繼電器外形與結(jié)構(gòu),a) 外形,b) 結(jié)構(gòu),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(shù)大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點斷開,發(fā)熱元件,杠桿,11.1.5 熱繼電器,工作原理,結(jié)構(gòu)原理圖,雙金屬片,常閉觸頭,用于電動機的過載保護,動畫,11.1.6 熔斷器,熔斷器額定電流IF的選擇,1) 電燈、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

7、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(fù)控制或限位保護等,11. 1.7 行程開關(guān)(限位開關(guān),b)示意圖,結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但 其動作要由機械撞擊,a)外形圖,行程開關(guān)的外形符號,可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護,11.1.8 自動空氣斷路器(自動開關(guān),鎖鉤,主觸點 手動閉合,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(huán)節(jié)組成，下面介紹繼電接觸控制線路的繪制,在電工技術(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結(jié)構(gòu)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

8、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)按其功能和所接電路的不同分別畫在不同 的電路中，但必須標(biāo)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(tài)畫出，即按通電前的狀態(tài)繪制,5. 與電路無關(guān)的部件(如鐵心、支架、彈簧等) 在控 制電路中不畫出,分析和設(shè)計控制電路時應(yīng)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(zhǔn) 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

9、能將兩個線圈 串聯(lián),11.2 鼠籠式電動機直接起動的控制線路,1.直接起動,a)結(jié)構(gòu)圖,主電路,控制電路,11.2 鼠籠式電動機直接起動的控制線路,1) 電路,動畫,b)原理圖,控制電路,一、直接起動,電動機的保護,過載保護,短路保護,零壓、欠壓保護,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(shè)備絕緣 損壞產(chǎn)生強大的電動力，使電動機和電器設(shè)備產(chǎn) 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(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而 使電動機停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時，電動機可能 自動重新起動(亦稱自起動

10、)，易造成人身或設(shè)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(shè)置的保護。常采用熱繼電器FR 保護，也可采用自動開關(guān)和電流繼電器保護,KM,合上開關(guān)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,通電,轉(zhuǎn)動,動畫,合上開關(guān)Q,2) 控制原理,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,主電路,FR,FU,Q,Q,轉(zhuǎn)動,停車,2) 控制原理,轉(zhuǎn)動,停車,停轉(zhuǎn),去掉KM輔助觸點, 實現(xiàn)點動控制,2. 既能長期工作又能點動的控

11、制電路,按下起動按鈕，電動機運轉(zhuǎn)，松開起動按鈕 ， 電動機停轉(zhuǎn),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(fù)合按鈕,2. 既能長期工作又能點動的控制電路,后閉合,先斷開,按下SB3,閉合,電機運轉(zhuǎn),點動時,自鎖觸點不起作用,通電,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SB3,2. 既能長期工作又能點動的控制電路,松開SB3,電機停轉(zhuǎn),實現(xiàn)點動,用途:試車、檢修以及車床主軸的調(diào)整等,KM1,FU,Q,KM2,M1,M2,3,3,SB,SB1,KM1,KM1,SB2,KM2,KM2,按SB1,通電,閉合,再按SB2,閉合,通電,

12、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,3. 電機的順序控制,動畫,M1 3,兩電機各自 要有獨立的 電源；這樣 接，主觸頭 (KM1)的負 荷過重,KM1,KM2,SB,KM2,SB,KM1,FR1,KM1,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(yīng)如何實現(xiàn)控制,起動,通電,通電,閉合,閉合,SB,KM1,FR1,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

13、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(yīng)如何實現(xiàn)控制,停止,斷電,斷電,斷開,斷開,11.3 鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路,將電動機接到電源的任意兩根線對調(diào)一下， 即可使電動機反轉(zhuǎn),需要用兩個接觸器來實現(xiàn)這一要求。 當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機正轉(zhuǎn)； 當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時，將電動機接到電源的任 意兩根聯(lián)線對調(diào)一下，電動機反轉(zhuǎn),SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成電源兩相短路,正反轉(zhuǎn)的控制線路,3,M,FR,FU,正轉(zhuǎn)觸點,KMR,動畫,KMF,KMF,KMR,FR,Q,KMF,正轉(zhuǎn)接觸

14、器,正轉(zhuǎn)按鈕,正反轉(zhuǎn)控制電路必須保證正 轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)接觸器不能同時動作,反轉(zhuǎn)接觸器,反轉(zhuǎn)按鈕,反轉(zhuǎn)觸點,按下SBF,SB,KMF,在同一時間內(nèi)，兩個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(zhuǎn)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,利用復(fù)合按鈕的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱機械聯(lián)鎖,鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR

15、,KMR,當(dāng)電機正轉(zhuǎn)時， 按下反轉(zhuǎn)按鈕SBR,先斷開,斷電,閉合,通電,斷開,閉合,閉合,電機反轉(zhuǎn),11.4 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(dāng)運動部件到達一定行程位置時利用行程開關(guān)進行控制,STa,STb,1,2,按SBF時,其常閉斷開， 常開閉合,KMF斷電,KMR通電,行程開關(guān),自動往返運動,擋塊,動畫,11. 5 時間控制,1. Y 換接起動控制線路,Y接法,接法,動畫,通電,通電,通電,斷電,通電延時 繼電器,通電延 時斷開,復(fù)合 按鈕,起動過程,按SB2,KM1通電,KM2斷電,繞組Y接,KM1接通電源

16、 KM2繞組聯(lián)接 KM3繞組Y聯(lián)接,常閉斷開,常閉延時斷開,電動機Y接起動,通電瞬 時閉合,KM1接通電源 KM2繞組聯(lián)接 KM3繞組Y聯(lián)接,松開SB2, 電機仍處于Y 接起動狀態(tài),KM1接通電源 KM2繞組聯(lián)接 KM3繞組Y聯(lián)接,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(dāng) KT 常閉觸 點延時斷開時,斷電,復(fù)合 按鈕,KM1接通電源 KM2繞組聯(lián)接 KM3繞組Y聯(lián)接,通電,通電,SB1,SB2,KT,KM1,KM3,KM2,KM3,KM1,KM1,KT,KM2,KT,KM2,通電,斷電,通電延時 繼電器,通電延 時斷開,復(fù)合 按鈕,斷電,通電,斷電,通電,電機接運行,2. 鼠籠式電動機能耗制動控制線路,斷電延時 繼電器,直流電源,斷電延時斷開,動畫,正常運行,按SB2,常開閉合 自鎖,常閉斷開,KT通電, 常開閉合,KM1接通電機電源 KM2接通直流電源制動開始 KT控制切斷直流電源時間,斷電延 時斷開