第10章繼電接觸器控制系統(tǒng)

1、電電 工工 技技 術(shù)術(shù) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)( (威海威海) )信息科學(xué)與工程學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部信息科學(xué)與工程學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部 繼電接觸器控制系統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)10.1 常用控制電器常用控制電器10.2 鼠籠式電動機直接起動控制電路鼠籠式電動機直接起動控制電路10.3 鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)控制電路鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)控制電路10.4 行程控制行程控制10.5 時間控制時間控制10.6 綜合控制電路舉例綜合控制電路舉例返回返回1.了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途。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。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

2、作用和方法。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)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。計簡單的控制電路。本章要求：本章要求： 利用繼電器、接觸器實現(xiàn)對電動機等生產(chǎn)設(shè)備利用繼電器、接觸器實現(xiàn)對電動機等生產(chǎn)設(shè)備的控制和保護的控制系統(tǒng)，稱為的控制和保護的控制系統(tǒng)，稱為繼電接觸器控制系繼電接觸器控制系統(tǒng)。統(tǒng)。 本章主要介紹幾種常用的低壓電器，基本的本章主要介紹幾種常用的低壓電器，基本的控控制環(huán)節(jié)制環(huán)節(jié)和和保護環(huán)節(jié)保護環(huán)節(jié)的典型線路。的典型線路。 實現(xiàn)繼電接觸控制的電氣

3、設(shè)備，統(tǒng)稱為控制電實現(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。器，如刀閘、按鈕、繼電器、接觸器等。控制電器控制電器手動電器手動電器自動電器自動電器刀閘開關(guān)刀閘開關(guān)組合開關(guān)組合開關(guān)按鈕按鈕接觸器接觸器繼電器繼電器行程開關(guān)行程開關(guān) 10.1 10.1 常用控制電器常用控制電器一、一、 刀閘開關(guān)刀閘開關(guān)控制對象：控制對象：380V， 5.5kW 以下小電機以下小電機 考慮到電機較大的起動電流，刀考慮到電機較大的起動電流，刀閘的額定電流值應(yīng)如下選擇：閘的額定電流值應(yīng)如下選擇：（35)*異步電機額定電流異步電機額定電流電路符號電路符號Q電源引入開關(guān)電源引入開關(guān)二、二、 按

4、鈕按鈕(手動切換電器手動切換電器)(b) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)按鈕常用于接通和斷開控制電路。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。按鈕的外形圖和結(jié)構(gòu)如圖所示。(a) 外形圖外形圖常閉觸點常閉觸點二、二、 按鈕按鈕常開常開(動合動合)按鈕按鈕電路符號電路符號SB復(fù)合按鈕：復(fù)合按鈕： 常開按鈕和常開按鈕和 常閉按鈕做在一起。常閉按鈕做在一起。常閉常閉(動斷動斷)按鈕按鈕電路符號電路符號SB接通或斷開控制電路接通或斷開控制電路電路符號電路符號SB復(fù)位彈簧復(fù)位彈簧支柱連桿支柱連桿常閉靜觸點常閉靜觸點橋式動觸點橋式動觸點常開靜觸點常開靜觸點外殼外殼4SBSBSB結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)符符號號名名稱稱常閉按鈕常

5、閉按鈕( (停止按鈕停止按鈕) )常開按鈕常開按鈕( (起動按鈕起動按鈕) )復(fù)合按鈕復(fù)合按鈕1234123按鈕帽按鈕帽三、交流接觸器三、交流接觸器用來接通或斷開電動機或其他設(shè)備的用來接通或斷開電動機或其他設(shè)備的主電路主電路構(gòu)成構(gòu)成:電磁鐵和觸點，觸點又可分為電磁鐵和觸點，觸點又可分為主觸點主觸點和和輔助觸點輔助觸點。線圈線圈鐵芯鐵芯銜鐵銜鐵主觸點主觸點彈簧彈簧輔助輔助觸點觸點M3電機電機動作過程動作過程線圈通電線圈通電銜鐵被吸合銜鐵被吸合觸頭閉合觸頭閉合電機接通電機接通電源電源1.交流接觸器線圈交流接觸器線圈2.接觸器接觸器主主觸點觸點 用于用于主電路主電路流過的電流大，需加滅弧裝置流過的電

6、流大，需加滅弧裝置3.接觸器接觸器輔助輔助觸點觸點 用于用于控制電路控制電路流過的電流小，無需加滅弧裝置流過的電流小，無需加滅弧裝置接觸器的符號接觸器的符號常開常開常閉常閉四、繼電器四、繼電器主要區(qū)別：主要區(qū)別：接觸器接觸器 的主觸點可以通過的主觸點可以通過大電流大電流； 繼電器的繼電器的 觸點只能通過觸點只能通過小電流小電流。 繼電器只能用來繼電器只能用來傳遞信號或用于控制電路中傳遞信號或用于控制電路中。中間繼電器中間繼電器電壓繼電器電壓繼電器電流繼電器電流繼電器 時間繼電器（具有延時功能）時間繼電器（具有延時功能）熱繼電器（做過載保護）熱繼電器（做過載保護）.繼電器類型：繼電器類型： 繼電

7、器和接觸器的工作原理一樣。繼電器和接觸器的工作原理一樣。 通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可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。直接用它來控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。五、五、 熱繼電器熱繼電器發(fā)熱元件發(fā)熱元件功能功能：過載保護：過載保護1.結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：I I常閉觸頭常閉觸頭雙金雙金屬片屬片2.工作原理：工作原理： 發(fā)熱元件接入電機發(fā)熱元件接入電機主電路主電路，若長時間過載，雙金，若長時間過載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，向上彎曲，扣板被彈簧拉

8、回，常閉觸點斷開常閉觸點斷開?？郯蹇郯逦濉⑽?、 熱繼電器熱繼電器3.熱繼電器的符號熱繼電器的符號發(fā)熱元件發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中串聯(lián)在控制電路中常閉觸點常閉觸點FRFR 符號：符號：FU常用的熔斷器有：常用的熔斷器有： 插入式熔斷器；插入式熔斷器； 螺旋式熔斷器；螺旋式熔斷器； 管式熔斷器；管式熔斷器；六、熔斷器六、熔斷器六、熔斷器六、熔斷器熔體額定電流熔體額定電流 的選擇：的選擇：FIstFII216 .113. 頻繁起動頻繁起動 的電機的電機stFII315.21異步電機的起動電流異步電機的起動電流 Ist=(57) 額定電流額定電流2. 一般電機一般電機LFI

9、I（稍大）（稍大）1. 無沖擊電流的場合無沖擊電流的場合（如電燈、電爐）（如電燈、電爐）鎖鉤鎖鉤主觸點主觸點 過流過流 脫扣器脫扣器 欠壓欠壓 脫扣器脫扣器釋放銜鐵釋放銜鐵連桿裝置連桿裝置釋放彈簧釋放彈簧七、自動空氣斷路器（自動開關(guān)）七、自動空氣斷路器（自動開關(guān)）工作原理工作原理：過流時，過流脫扣器將脫鉤頂開，斷開電：過流時，過流脫扣器將脫鉤頂開，斷開電 源；欠壓時，欠壓脫扣器將脫鉤頂開，斷開電源。源；欠壓時，欠壓脫扣器將脫鉤頂開，斷開電源。一、異步機的直接起動（一、異步機的直接起動（1 1）M3ABCKMFUQBCKMSB動作過程動作過程主觸點（主觸點（KM）斷開）斷開按鈕松開按鈕松開線圈（

10、線圈（KM）斷電）斷電 電機停轉(zhuǎn)。電機停轉(zhuǎn)。主觸點（主觸點（KM）閉合）閉合按下按鈕按下按鈕（SB） 線圈（線圈（KM）通電）通電電機轉(zhuǎn)動；電機轉(zhuǎn)動；控制電路控制電路主電路主電路10.2 10.2 籠型電動機直接起動的控制線路籠型電動機直接起動的控制線路二、異步機的直接起動（二、異步機的直接起動（2 2）KM自鎖自鎖自鎖的作用自鎖的作用按下按下SB2，線圈（，線圈（KM）通電，）通電，電機電機起動起動；同時，同時，輔助觸點輔助觸點（KM）閉合閉合，即使按鈕松即使按鈕松開，線圈保持開，線圈保持通電通電狀態(tài)，電機狀態(tài)，電機連續(xù)連續(xù)運轉(zhuǎn)。運轉(zhuǎn)。KMSB2CM3ABCKMFUQBSB1起動起動按鈕按鈕

11、停車停車按鈕按鈕KMSB1KMSB2FRM3ABCKMFUQFR電流成回路，電流成回路，只接兩相即可只接兩相即可三、異步機的直接起動（三、異步機的直接起動（3 3）發(fā)熱發(fā)熱元件元件熱繼電熱繼電器觸點器觸點甲、乙兩地同時控制一臺電機甲、乙兩地同時控制一臺電機方法：兩方法：兩起動起動按鈕按鈕并聯(lián)并聯(lián)；兩；兩停車停車按鈕按鈕串聯(lián)串聯(lián)乙地乙地甲地甲地四、多地點控制四、多地點控制 KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB1乙乙SB2乙乙FRQSFRM3AB CKMFU方法一：用復(fù)合按鈕。方法一：用復(fù)合按鈕。SB3：點動：點動SB2：連續(xù)運行：連續(xù)運行控制控制關(guān)系關(guān)系該電路該電路缺點缺點：動作不夠可靠。：動作不夠

12、可靠。主電路主電路KMSB1KMSB2FRSB3控制電路控制電路五、點動五、點動+ +連續(xù)運行連續(xù)運行 SB3五、點動五、點動+ +連續(xù)運行連續(xù)運行 SB3斷開斷開五、點動五、點動+ +連續(xù)運行連續(xù)運行 SB3實現(xiàn)點動實現(xiàn)點動斷開斷開五、點動五、點動+ +連續(xù)運行連續(xù)運行 SBKASB1KASB2FRKMKAM3AB CKMFU方法二：加中間繼電器（方法二：加中間繼電器（KA）。）?？刂瓶刂脐P(guān)系關(guān)系SB：點動：點動SB2：連續(xù)運行：連續(xù)運行 FR失壓保護失壓保護：采用繼電器、接觸器控制采用繼電器、接觸器控制短路保護短路保護：加熔斷器加熔斷器過載保護過載保護：加熱繼電器加熱繼電器六、保護措施六、

13、保護措施1 1、保護類型、保護類型3 3、短路保護、短路保護2、失壓（零壓）保護、失壓（零壓）保護 零壓保護就是當電源暫時斷電或電壓嚴重下降零壓保護就是當電源暫時斷電或電壓嚴重下降時，電動機即自動從電源切除。時，電動機即自動從電源切除。M3ABCKMFUQSKMSB1KMSB2控制電路控制電路 采用繼電器、接觸器控制后：（采用繼電器、接觸器控制后：（1）電源電壓電源電壓85%時，接觸器觸點自動時，接觸器觸點自動斷開；（斷開；（2）在電源停電后突然再來）在電源停電后突然再來電時，可避免電機自動起動而意外電時，可避免電機自動起動而意外事故（如傷人等事故（如傷人等)。主電路主電路KMKMSB2CM3

14、ABCKMFUQBSB1FRFR 在電工技術(shù)中所繪制的控在電工技術(shù)中所繪制的控制線路圖為制線路圖為原理圖原理圖. 它不考慮電器的結(jié)構(gòu)和實它不考慮電器的結(jié)構(gòu)和實際位置，突出的是電氣原理。際位置，突出的是電氣原理。SB1SB2 25421 籠型電動機籠型電動機直接起動直接起動的控制線路的控制線路繪制原則及讀圖方法：繪制原則及讀圖方法：1. 按國家規(guī)定的按國家規(guī)定的電工圖形符號電工圖形符號和和文字符號文字符號畫圖。畫圖。2. 控制線路由控制線路由主電路主電路(被控制負載所在電路被控制負載所在電路) 和和控制電路控制電路 (控制主電路狀態(tài)控制主電路狀態(tài))組成。組成。 3. 屬同一電器元件的不同部分屬同

15、一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和如接觸器的線圈和 觸點觸點)按其功能和所接電路的不同分別畫在不同按其功能和所接電路的不同分別畫在不同 的電路中，但的電路中，但必須標注相同的文字符號。必須標注相同的文字符號。七、畫圖要求七、畫圖要求4. 所有電器的觸點均表示在所有電器的觸點均表示在起始情況起始情況下的位置，即下的位置，即 在在沒有通電沒有通電或或沒有發(fā)生機械動作沒有發(fā)生機械動作時的位置；時的位置；5. 與電路無關(guān)的部件與電路無關(guān)的部件(如鐵心、支架、彈簧等如鐵心、支架、彈簧等) 在控在控 制電路中不畫出。制電路中不畫出。使控制電路使控制電路簡單簡單，電器元件，電器元件少少，而且工作又要準，

16、而且工作又要準 確可靠確可靠 （4）必須保證每個繼電器、接觸器線圈的額定電壓，）必須保證每個繼電器、接觸器線圈的額定電壓， 兩個兩個繼電器或接觸器線圈繼電器或接觸器線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。只能并聯(lián)不能串聯(lián)。（2）控制控制電路和電路和主主電路要清楚地電路要清楚地分開設(shè)計分開設(shè)計和和閱讀閱讀；（3）控制控制電路中，根據(jù)控制要求按電路中，根據(jù)控制要求按自上而下自上而下、自左而右自左而右 的順序進行設(shè)計或閱讀；的順序進行設(shè)計或閱讀；KMSB1KMSB2(a)答：不能。答：不能。按下起動按鈕按下起動按鈕SB2 ，線圈，線圈KM通電，常通電，常開觸點開觸點KM閉合，其不僅將線圈閉合，其不僅將線圈KM短短路，

17、同時也將控制電路的電源短路。路，同時也將控制電路的電源短路。思考思考1(b)KMSB1KMSB2答答：能起動，但不能停止。能起動，但不能停止。 按下起動按鈕按下起動按鈕SB2 ，線圈，線圈KM通電，通電，電動機起動，同時常開觸點閉合，同時電動機起動，同時常開觸點閉合，同時停止按鈕停止按鈕SB1被短路，即使按下被短路，即使按下SB1 ，線圈線圈KM也不會失電，因此無法停止。也不會失電，因此無法停止。10.3 10.3 正反轉(zhuǎn)控制電路正反轉(zhuǎn)控制電路一、基本正反轉(zhuǎn)控制一、基本正反轉(zhuǎn)控制M3ABCFUQFRKMR1. 基本原理基本原理2. 基本要求基本要求KMF 對調(diào)任意兩根電源對調(diào)任意兩根電源的進線

18、端。的進線端。 必須保證兩個交流必須保證兩個交流接觸器不能同時工作接觸器不能同時工作KMFKMFSB1SBFFRM3ABCKMFFUQFRKMRKMRKMRSBR操作過程：操作過程： SBF正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)SBR反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)停車停車SB13. 動作過程動作過程缺點？缺點？二、加互鎖的電機正反轉(zhuǎn)控制二、加互鎖的電機正反轉(zhuǎn)控制互鎖作用：互鎖作用：正轉(zhuǎn)時，正轉(zhuǎn)時，SBR不起作用；反轉(zhuǎn)不起作用；反轉(zhuǎn)時，時，SBF不起作用。從而避免兩交流接觸器不起作用。從而避免兩交流接觸器同時工作造成主回路短路的事故。同時工作造成主回路短路的事故。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3A BCKMFFUQ SFR

19、KMRSBR互鎖互鎖缺點？缺點？KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR三、雙重互鎖的電機正反轉(zhuǎn)控制三、雙重互鎖的電機正反轉(zhuǎn)控制KMRM3A BCKMFFUQSFR電器互鎖電器互鎖機械互鎖機械互鎖雙保險雙保險機械互鎖（復(fù)合按鈕）機械互鎖（復(fù)合按鈕）電器互鎖（互鎖觸點）電器互鎖（互鎖觸點）一、行程開關(guān)（限位開關(guān)）一、行程開關(guān)（限位開關(guān)） 用作自動往復(fù)控制或限位用作自動往復(fù)控制或限位保護等。結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但保護等。結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。其動作要由機械撞擊。常開（動合）觸點常開（動合）觸點電路符號電路符號ST常閉（動斷）觸點常閉（動斷）觸點電路符號電路符號ST10

20、.4 10.4 行程控制行程控制KMRM3ABCKMFFUQFR二、二、 行程控制行程控制控制電動機控制電動機正反轉(zhuǎn)正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)實現(xiàn)終端保護終端保護、自動循環(huán)自動循環(huán)、制動制動等各項要求等各項要求行程控制電路（行程控制電路（1 1） 控制回路控制回路KMFFRSB1KMFSB2STAKMRKMRSB3STBKMRKMF限位開關(guān)限位開關(guān)正程正程限位開關(guān)限位開關(guān)STASTB逆程逆程至右極端位置撞開至右極端位置撞開STA 動作過程動作過程SB2 正向運行正向運行電機停車電機停車反向運行？反向運行？KMRSTaFRKMFSB1KMFSBFKMRSBRKMFKMRSTb行程控制行程控制(2) -(2)

21、-自動往復(fù)運動控制電路自動往復(fù)運動控制電路 限位開關(guān)采用復(fù)合式開關(guān)。正向運行停車的限位開關(guān)采用復(fù)合式開關(guān)。正向運行停車的同時，自動起動反向運行；反之亦然。同時，自動起動反向運行；反之亦然。關(guān)鍵措施關(guān)鍵措施:時間繼電器時間繼電器鐘表式鐘表式空氣式空氣式電子式電子式數(shù)字式數(shù)字式10.5 10.5 時間控制時間控制一、時間繼電器一、時間繼電器阻容式阻容式常開觸點常開觸點 延時閉合延時閉合 常閉觸點常閉觸點 延時打開延時打開 常開觸點常開觸點常閉觸點常閉觸點線圈通電線圈通電 銜鐵向下吸合銜鐵向下吸合 連桿動作連桿動作 觸點動作觸點動作工作原理工作原理調(diào)節(jié)螺絲調(diào)節(jié)螺絲進氣孔進氣孔托板托板線圈線圈動鐵心動

22、鐵心恢復(fù)彈簧恢復(fù)彈簧擋塊擋塊釋放彈簧釋放彈簧活塞桿活塞桿橡皮膜橡皮膜排氣孔排氣孔常開常開 延時斷開延時斷開 常閉常閉 延時閉合延時閉合 常開觸點常開觸點常閉觸點常閉觸點時間繼電器觸點類型時間繼電器觸點類型斷斷 電電 式式常閉常閉斷電后斷電后延時閉合延時閉合常開常開斷電后斷電后延時斷開延時斷開通通 電電 式式瞬瞬時時動動作作延延時時動動作作常閉觸點常閉觸點常開觸點常開觸點常開常開通電后通電后延時閉合延時閉合常閉常閉通電后通電后延時斷開延時斷開KMFUQFR電機電機繞組繞組AxByCzKM -YABCXYZYZBYXCAKM- 二、定時控制二、定時控制主電路主電路電機的電機的Y Y 起動起動KM

23、-Y閉合，閉合，電機接成電機接成 Y 形；形；KM- 閉合，閉合，電機接成電機接成 形。形。KMFUQSFR電機AxByCzKM -YKM- KM- KTKTKM-YKM-YKM- KM- KTKM- KMSB1SB2KMY Y 起動起動控制電路控制電路FR主電路接通電源主電路接通電源延時延時KT KM- KM- Y Y 轉(zhuǎn)換完成轉(zhuǎn)換完成SB2 KM KT KM-Y KM- KM- KM-YKMKM- KTKM-YKMSB1SB2KTY Y 起動起動控制電路控制電路FRKMKTKM- KM1SB1SB2FRKM1KTKM2KM2KM2KT順序控制電路：順序控制電路：M1起動后，起動后，M2延時

24、起動。延時起動。SB2 KM1 KT KM2 延時延時 KM2 M1起動起動KT M2起動起動控制電路控制電路KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KT 實現(xiàn)實現(xiàn)M1起動后起動后M2延時起動的延時起動的順序控順序控制，用以下電路可不可以？制，用以下電路可不可以？SB2 KM1 KT KM2 延時延時 KM2 M1起動起動 M2起動起動 不可以不可以！繼電器、繼電器、接觸器的線接觸器的線圈有各自的圈有各自的額定值，額定值，線圈不能串線圈不能串聯(lián)聯(lián)。不可以不可以 ! 兩電機各自要有獨立兩電機各自要有獨立的電源；這樣接，主觸點的電源；這樣接，主觸點（KM1）的負荷過重。）的負荷過重。M3KM1FRKM2FRM3KM2KM1SB2KM2KM1SB3SB1主電路主電路控制電路控制電路這樣實現(xiàn)順序這樣實現(xiàn)順序控制可不可以控制可不