繼電接觸器控制系統(tǒng)

1、第八章  繼電接觸器控制系統(tǒng)一、基本要求1.     了解常用控制電器的基本結(jié)構(gòu)、動作原理及控制作用，并具有初步選用的能力。2.     掌握三相鼠籠式異步電動機(jī)的直接起動和正反轉(zhuǎn)的控制線路。3.     了解行程控制和時間控制的控制線路。二、課程進(jìn)度及學(xué)時安排繼電接觸器控制系統(tǒng)共用4學(xué)時4.     §8-1  常用控制電器   §8-2  鼠籠式異步電動機(jī)直接起動

2、的控制線路   §8-3  鼠籠式異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路（2學(xué)時）2§8-4  行程控制   §8-5  時間控制  3. §8-6 常用建筑工程設(shè)備的控制電路     （2學(xué)時）三、重點內(nèi)容提要                     

3、7;8-1  常用控制電器1手動電器有閘刀開關(guān)，組合開關(guān)及按鈕等，是用手操作而動作的，圖形符號如表解81所示。額定值有觸點工作電流和斷開電壓。2自動電器種類很多，常用的如下。(1)接觸器；有交流和直流兩類。 結(jié)構(gòu)；由電磁鐵吸引線圈和觸點系統(tǒng)組成。觸點系統(tǒng)包括主觸點(常開型)和輔助觸點(數(shù)對常開和數(shù)對常閉)。 額定值；線圈額定電壓，主觸點額定電流和輔助觸點額定電流。按前二項選用。(2)中間繼電器：結(jié)構(gòu)與接觸器類似，但無主觸點與輔助觸點之分。觸點數(shù)量多，電流小，作為中間過程信號傳遞用。(3)熱繼電器：由發(fā)熱元件、常閉觸點和復(fù)位按鈕組成。具有動作電流整定機(jī)構(gòu)，主要技術(shù)數(shù)

4、據(jù)是整定電流，按所控制的電動機(jī)額定電流選用，作為過載保護(hù)用。(4)熔斷器：俗稱保險絲。型式有管式、插式和螺旋式等。主要技術(shù)數(shù)據(jù)是額定熔絲電流。選擇方法：    ()照明負(fù)載：按工作電流選擇。()電動機(jī)：單臺電機(jī)；頻繁起動者；多臺電機(jī)(5)自動空氣斷路器：手動操作合閘，具有短路(或過載)和失壓保護(hù)，發(fā)生短路或失壓時自動斷開。又稱空氣自動開關(guān)。  (6)時間繼電器：有通電延時式和斷電延時式兩類。由吸引線圈(電磁鐵)、觸點系統(tǒng)和觸點延時機(jī)構(gòu)組成。結(jié)構(gòu)型式有空氣式、鐘表式和電子式等多種。(7)行程開關(guān)：也稱限位開關(guān)。結(jié)構(gòu)與按鈕類似，靠機(jī)械力碰壓而動作。有常開和常

5、閉兩類觸點。             §8-2  鼠籠式異步電動機(jī)直接起動的控制線路電路圖略，要求熟記。具有短路、過載及失壓保護(hù)。自鎖觸點的作用及點動控制方法。8.2.1試畫出三相鼠籠式電動機(jī)既能連續(xù)工作、又能點動工作的繼電接觸器控制線路。                   

6、                        圖解 8.2.1解  電路如圖解8.2.1所示。其中SB2為連續(xù)工作起動按鈕。SB3是雙聯(lián)按鈕，用于點動工作。當(dāng)按下SB3時，接觸器線圈有電，主觸點閉合，電動機(jī)起動。串聯(lián)在自鎖觸點支路的常閉按鈕斷開，使自鎖失效。松開SB3時，接觸器線圈立即斷電，電動機(jī)停車?？梢奡B3只能使電動機(jī)點動工作。8.2.3 

7、 根據(jù)圖8.2.2接線做實驗時，將開關(guān)Q合上后按下起動按鈕SB2，發(fā)現(xiàn)有下列現(xiàn)象，試分析和處理故障：(1)接觸器KM不動作；(2)接觸器KM動作，但電動機(jī)不轉(zhuǎn)動，(3)電動機(jī)轉(zhuǎn)動，但一松手電動機(jī)就不轉(zhuǎn)，(4)接觸器動作，但吸合不上；(5)接觸器觸點有明顯顫動，噪音較大，(6)接觸器線圈冒煙甚至燒壞；(7)電動機(jī)不轉(zhuǎn)動或者轉(zhuǎn)得極慢，并有“嗡嗡”聲。        圖解  8.2.3解  重畫圖8.2.2如圖解8.2.3所示。(1)有3種可能的原因：1，2兩根線上的熔絲有一個或兩個燒斷，使控制電路無電源；熱繼

8、電器常閉觸點跳開后未復(fù)位，4，5兩點有一點(或兩點)未接好。(2)可能有兩個原因：A相熔斷器熔絲燒斷，電動機(jī)單相供電，無起動轉(zhuǎn)矩；電動機(jī)三相繞組上沒接通電源；例如丫形接法只將Ul，V1，W1，接向電源，而U2，V2，W2未接在一起。形接法時未形成封閉三角形等等。(3)自鎖觸點未接通，電動機(jī)在點動控制狀態(tài)。(4)可能有3個原因：電源電壓不足；接觸器線圈回路(即控制回路)接觸電阻過大；接觸器鐵心和銜鐵間有異物阻擋。(5)接觸器鐵心柱上短路銅環(huán)失落。(6)可能有3個原因：接觸器線圈額定電壓與電源電壓不符，接觸器長時間吸合不上，電流過大而燒壞，接觸器線圈絕緣損壞，有匝間短路。(7)A相熔絲燒斷，電動機(jī)

9、單相運行。8.2.4今要求三臺鼠籠式電動機(jī)M1，M2，M3按照一定順序起動，即M1起動后M2才可起動，M2起動后,M3才可起動。試?yán)L出控制線路。解  控制線路如圖解8.2.4所示。三臺電動機(jī)的主電路是互相獨立的，控制電路也基本相似，但在KM2支路中串聯(lián)了KM1常開觸點，在KM3支路中串聯(lián)了KM2常開觸點，保證了電動機(jī)的工作順序。然而三臺電動機(jī)停車則互相獨立。                    

10、                        圖解  8.2.4 8.2.6 在圖8.01中，有幾處錯誤？請改正。                    &#

11、160;                  解  圖8.01所示電路圖中有5處錯誤：(1)熔斷器FU應(yīng)接在組合開關(guān)Q下方，當(dāng)熔絲燒斷后，才能在Q斷開情況下不帶電安全地更換熔絲。而圖中接在Q上方，無法更換。(2)聯(lián)結(jié)點1應(yīng)接到主觸點KM上方，否則控制電路將無法獲得電源。(3)自鎖觸點KM應(yīng)僅與起動按鈕SB2并聯(lián)，否則SBl失去控制作用，電動機(jī)無法停車。(4)控制電路中缺少熱繼電器觸點，不能實現(xiàn)過載保護(hù)。(5)

12、控制電路中缺少熔斷器，無法保護(hù)控制電路短路。                                              &#

13、160;                       圖8.01   習(xí)題8.2.6的圖§8-3  鼠籠式異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路(1)調(diào)換電源相序的方法。(2)聯(lián)鎖保護(hù)：電氣聯(lián)鎖和機(jī)械聯(lián)鎖。電路圖略，要求熟記!831  某機(jī)床主軸由一臺鼠籠式電動機(jī)帶動，潤滑油泵由另一臺鼠籠式電動機(jī)帶動。今要求：(1)主軸必須在油泵開動后，才

14、能開動；(2)主軸要求能用電器實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，并能單獨停車；(3)有短路、零壓及過載保護(hù)。試?yán)L出控制線路。                                           &

15、#160;   圖解  8.3.1解  電路可畫如圖解8.3.1所示。其中M1為潤滑油泵電動機(jī)，可用SB2直接起動，F(xiàn)R1作過載保護(hù)，自鎖觸點KM1作零壓保護(hù)，F(xiàn)U1作短路保護(hù)。M2為主軸電動機(jī)，由KM2和KM3作正反轉(zhuǎn)控制，只有在KM1線圈有電，油泵電動機(jī)起動后，KM2或KM3才可能有電，使主軸電動機(jī)起動。主軸電動機(jī)由FU2作短路保護(hù)，F(xiàn)R2作過載保護(hù)，KM2和KM3的常閉觸點作聯(lián)鎖保護(hù)，KM2和KM3各自的自鎖觸點作零壓保護(hù)。SB3可控制主軸電動機(jī)單獨停車。§8-4  行程控制行程開關(guān)選用。往復(fù)運動控制電路分析與簡單設(shè)計。8.4.

16、1  將圖8.4.2的控制電路怎樣改一下，就能實現(xiàn)工作臺自動往復(fù)運動?              圖解  8.4.1解 為了實現(xiàn)工作臺自動往復(fù)運動，將行程開關(guān)STa的常開觸點并聯(lián)在正轉(zhuǎn)起動按鈕SBF兩端，如圖解8.4.1中所示。當(dāng)工作臺處于任意位置時，按下SBF電動機(jī)正轉(zhuǎn)，工作臺前進(jìn)。到達(dá)終點時壓下行程開關(guān)STb，正轉(zhuǎn)停車，同時反轉(zhuǎn)起動，工作臺后退。到達(dá)原始位置時壓下行程開關(guān)STa，反轉(zhuǎn)停車，同時正轉(zhuǎn)起動，工作臺再次前進(jìn)依此反復(fù)循環(huán)，實現(xiàn)了工作臺

17、往復(fù)運動。842  在圖8.02中，要求按下起動按鈕后能順序完成下列動作：(1)運動部件A從1到2；(2)接著B從3到4；(3)接著A從2回到1;(4)接著B從4回到3。試畫出控制線路。(提示：用四個行程開關(guān)，裝在原位和終點，每個有一常開觸點和一常閉觸點。)        圖8.02  題8.4.2的圖解  由題意知，兩臺電動機(jī)均需實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。因此要用4個接觸器，KM1控制電動機(jī)M1正轉(zhuǎn)起動，使A由1到2。此時應(yīng)壓下行程開關(guān)ST2，使KM1斷電，M1停車，且使接觸器KM2有電，控制電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)起動，使B

18、由3到4。此時壓下行程開關(guān)ST4，使接觸器KM2斷電，M2停車，同時使接觸器KM3有電，控制電動機(jī)M1反轉(zhuǎn)，A由2回到1。壓下行程開關(guān)ST1，使KM3斷電，M1停車，同時使接觸器KM4有電，控制電動機(jī)M2反轉(zhuǎn)，B由4返回3。壓下行程開關(guān)ST3，KM4斷電，M2停車，過程結(jié)束。電路圖如圖解8.4.2所示。圖(b)中ST3常開觸點用虛線畫出，非本題要求，詳見下題(題8.4.3)?？刂齐娐分袃膳_電動機(jī)均有各自的短路、過載、零壓及正反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖保護(hù)。兩臺電動機(jī)的主電路(圖(a)分別用兩個組合開關(guān)控制，工作時應(yīng)全部接通后再操作起動按鈕。因為兩臺電動機(jī)正反轉(zhuǎn)均有起動按鈕，可在任意工況下起動工作。8.4.3&#

19、160; 如在上題中完成上述動作后能自動循環(huán)工作，則控制線路又如何?解  將行程開關(guān)ST，的常開觸點與起動按鈕SB2并聯(lián)，即可實現(xiàn)自動循環(huán)工作。如圖解8.4.2(b)中虛線所示。                     圖解  8.4.2(a)             

20、                                 圖解8.4.2(b)8.4.4  圖8.03是電動葫蘆(一種小型起重設(shè)備)的控制線路，試分析其工作過程。解  兩臺電動機(jī)主電路均為正反轉(zhuǎn)控制。按下SBl，接觸器KM1有電，電動機(jī)M1正轉(zhuǎn)起動，重物向上提升

21、。此時接觸器KM2因有機(jī)械和電氣聯(lián)鎖，不可能有電。若在上升途中松開SB1或不松開SB1而按下SB2，則立即停止上升。若只按下SB2則重物下放。上升有ST1實行限位，不致造成事故。下降不需限位。上升和下降均為點動控制。M2為前后移動電動機(jī)，按下SB3，KM3有電，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，電葫蘆前移，有極限位置保護(hù)(ST2限位開關(guān)控制)；按下SB4電動機(jī)反轉(zhuǎn)，電葫蘆后移，也有極限位置保護(hù)(ST3限位開關(guān)控制)。前后移動也是點動控制，并具有機(jī)械和電氣聯(lián)鎖保護(hù)。因為兩臺電動機(jī)均為短時運行，可用最大轉(zhuǎn)矩工作。而沒有加過載保護(hù)用熱繼電器。如若超載，電動機(jī)轉(zhuǎn)不起來，操作者可立即發(fā)現(xiàn)，松開按鈕即可。  

22、60;                              圖8.03  習(xí)題8.4.4的圖                 

23、;        §8-5  時間控制(1)時間繼電器類型的選擇：通電延時式與斷電延時式。時間原則控制電路簡單設(shè)計。 (2)丫延時起動控制電路：控制過程分析。(3)能耗制動控制電路：控制過程分析。8.5.1  根據(jù)圖8.4.2的控制電路，如果要求工作臺到達(dá)終點時要停留一下再后退，怎么辦?試?yán)L出控制電路。解  圖8.4.2所示控制電路已重畫如圖解8.5.1所示，只是該圖中虛  線STa是后加的。要使工作臺到達(dá)終點時能停留一下再后退，可增加一只  時間繼電器，用行程開關(guān)

24、STb的常開觸點進(jìn)行控制，如圖解8.5.1所示。時  間繼電器KT是通電延時式，當(dāng)工作臺到達(dá)終點時撞開STb常閉觸點，使  KMF斷電，電動機(jī)停車，工作臺停在終點。同時壓合STb常開觸點使時間  繼電器KT有電，其常開延時閉合觸點與反轉(zhuǎn)起動按鈕并聯(lián)，當(dāng)延時時間  到，便接通反轉(zhuǎn)接觸器KMR，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，工作臺退回原點?？梢姽ぷ髋_在終點處停留時間由時間繼電器控制。                &#

25、160;                 圖解  8.5.18.5.2  根據(jù)下列五個要求，分別繪出控制電路(M1和M2都是三相鼠籠式電動機(jī))：(1)電動機(jī)M1先起動后，M2才能起動，并M2能單獨停車；(2)電動機(jī)M1先起動后，M2才能起動，并M2能點動；(3)M1先起動，經(jīng)過一定延時后M2能自行起動；(4)M1先起動，經(jīng)過一定延時后M2能自行起動，M2起動后，M1立即停車；  (5)起動時，M1起動后M2

26、才能起動；停止時，M2停車后M1才能停止。解  此題中5個小題均為電動機(jī)直接起動控制，主電路比較簡單，各題  完全相同，省去不畫，只畫出控制電路。(1)這是一個順序起動控制電路，線路圖如圖解8.5.2(1)所示。(2)控制線路如圖解8.5.2(2)所示。其中SB4為點動按鈕。(3)控制線路如圖解8.5.2(3)所示，其中KT為通電延時式時間繼電器，M1起動后，KT的觸點延時閉合，接通KM2使M2起動。(4)控制線路如圖解8.5.2(4)所示。(5)控制線路如圖解8.5.2(5)所示。在SB4辜路中串聯(lián)KM1常開觸點，只有當(dāng)KMl有電，電動機(jī)M1起動后SB4才能使M2起動；在

27、SB1上并聯(lián)KM2常開觸點，只有當(dāng)KM2斷電，電動機(jī)M2停車后，SB1才能起停止按鈕作用，使M1停車。                                     （1）       &#

28、160;                                  (2)                 &#

29、160;                         (3)                          &#

30、160;             (4)                                      &#

31、160;            (5)                    圖解8.5.2§8-6  常用建筑工程設(shè)備的控制電路    一、混凝土攪拌機(jī)的控制電路    混凝土攪拌分為幾道工序：攪拌機(jī)滾筒正轉(zhuǎn)攪拌混凝土

32、，反轉(zhuǎn)使攪拌好的混凝土出料；料斗電動機(jī)正轉(zhuǎn)，牽引料斗起仰上升，將骨料和水泥傾人攪拌機(jī)滾筒，反轉(zhuǎn)使料斗下降放平（以接受再一次的下料）；在混凝土攪拌過程中，還需要由操作人員按動按鈕SB7，以控制給水電磁閥YV的啟動，使水流人攪拌機(jī)的滾筒中，加足水后，松開按鈕，電磁閥斷電，切斷水源。                           

33、;  圖1  混凝土攪拌機(jī)控制電路圖    典型的混凝土攪拌機(jī)控制電路如圖1所示。控制電源采用380V電壓。在主電路中，攪拌機(jī)滾筒電動機(jī)M,采用一般正、反轉(zhuǎn)控制，無特殊要求；而料斗電動機(jī)Mz的電路上并聯(lián)一個電磁鐵線圈YB，稱為制動電磁鐵。當(dāng)給電動機(jī)M：通電時，電磁鐵線圈也得電，立即使制動器松開電動機(jī)MZ的軸，使電動機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)；當(dāng)M2斷電時，電磁鐵線圈斷電，在彈簧力的作用下，使制動器剎住電動機(jī)M：的軸，則電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。在控制電路中，設(shè)有限位開關(guān)SQ,或SQZ <分別接人KM,和KM,回路），以限制上、下端的極限位置，一旦料斗碰著限位開關(guān)S

34、Q1或SQZ，便使相應(yīng)接觸器的線圈斷電，則電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。    二、皮帶運輸機(jī)的控制電路    皮帶運輸機(jī)通常采用多條皮帶聯(lián)合運行，以運送各種物料。圖2(a)是兩條皮帶各由一臺鼠籠型異步電動機(jī)驅(qū)動的示意圖。    為了防止運送物料在皮帶上造成堵塞，對皮帶運輸機(jī)的起動和停止有一定的要求：起動時，要先起動第一條皮帶，后起動第二條皮帶，即電動機(jī)的起動順序是M1先起動，M2后起動。停止時，先停第二條皮帶，后停第一條皮帶，即M2先停,M1后停。    為了滿足上述要求，在圖2(b)所

35、示的控制電路中，把接觸器KM1的常開輔助觸點KM1串人接觸器KM2的線圈回路中，當(dāng)接觸器KM1不工作，電動機(jī)M1停止時，由于觸點KM1斷開，使得接觸器KM2不能工作。這樣就保證了電動機(jī)M2不能先起動。把接觸器KM2的常開觸頭KM2并聯(lián)在按鈕SB1的兩端，當(dāng)接觸器KM2在工作，電動機(jī)起動運行時，由于KM2的閉合,SB1不起作用，即使按下它，接觸器KM1線圈也不會斷電，M1不會先停止。  (a)工作示意圖； (b)控制電路圖2  皮帶運輸機(jī)的控制電路電路的工作過程如下：    (1)按下起動按鈕SB2后，接觸器KM1線圈通電并自保持，主觸點KM1閉

36、合使電動機(jī)M1起動，第一條皮帶開始運行。同時輔助觸點KM1閉合，為電動機(jī)M2起動創(chuàng)造了條件。    (2)再按下起動按鈕SB4，接觸器KM2線圈通電并自保持，主觸點KM2閉合，使電動機(jī)M2起動，第二條皮帶開始工作。同時，輔助觸點KM2閉合，使電動機(jī)M1的控制電路中的停止按鈕SB1失去作用，保證在M2運轉(zhuǎn)期間M1不會先停下來。    (3)要使皮帶停止工作，應(yīng)先按停止按鈕SB3，使KM2線圈斷電釋放，M2停轉(zhuǎn)，使第二條皮帶先停止運行。同時，輔助觸點KM2斷開，恢復(fù)按鈕SB1的作用，為電動機(jī)M1停轉(zhuǎn)創(chuàng)造了條件。(4)按下SB1， KM1線

37、圈斷電釋放，M1停止。  三、塔式起重機(jī)的控制電路  塔式起重機(jī)是目前國內(nèi)建筑工地普遍應(yīng)用的一種有軌道的起重機(jī)械。它的種類較多，僅以QT60/80型塔式起重機(jī)為例進(jìn)行介紹。 QT60/80型塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3所示。主要由龍門架、塔身、塔頂、起重臂、平衡臂、平衡重以及完成各種動作功能的行走機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)等部分組成。起重機(jī)能在軌道上進(jìn)行移動行走，根據(jù)需要可以改變起重臂的回轉(zhuǎn)方向、仰角的幅度和使起吊重物上下運動。這種型式的起重機(jī)適用于占地面積較大的多層建筑施工。QT60/80型塔起重機(jī)控制電路的主電路原理圖如圖4所示。其主要工作原理如下：1行走機(jī)構(gòu)

38、行走機(jī)構(gòu)采用兩臺起重機(jī)械專用的三相繞線式異步電動機(jī)(JZR2318, 7. 5kW)M2、,M3作為驅(qū)動電機(jī)。為了減小起動電流，采用頻敏電阻器BP, BP：作為起動電阻。 頻敏電阻器的阻抗隨著電流頻率的變化而顯著地變化。電流頻率高時，阻抗值也高；電流頻率低時，阻抗值也低。這樣，將頻敏電阻器串在繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中，它的阻抗值在起動開始時最大，隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升，轉(zhuǎn)差率S減小，電動機(jī)轉(zhuǎn)子勢的頻率減小，電阻器的阻抗也隨之減小，這樣使繞線式異步電動機(jī)的整個起動過程，起動電流逐步減小，接近于恒值起動轉(zhuǎn)矩。正常轉(zhuǎn)速時，通過接觸器KM11、KM12將電阻器短接。 通過交流接

39、觸器KM,或KM,來控制電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)動方向，決定起重機(jī)的行走和行走方向。為了行走安全起見，在起重機(jī)行走架的前后各裝一個行走限位開關(guān)，在軌道的兩端各裝有一塊撞塊起限位保護(hù)作用。當(dāng)起重機(jī)往前或往后走到極限位置時，使行走電動機(jī)斷電停轉(zhuǎn)，起重機(jī)停止行走，防止脫軌事故。2.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由一臺起重機(jī)構(gòu)專用的三相繞線式異步電動機(jī)（JZRZ-12-6,3.5kW）M4驅(qū)動。起動時接人頻敏電阻器BP3，以減小起動電流。操縱主令控制器，通過交流接觸器KM,或KM,控制回轉(zhuǎn)電動機(jī)M4的正、反轉(zhuǎn)，來實現(xiàn)起重臂不同的回轉(zhuǎn)方向。轉(zhuǎn)到某一位置后，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。按下按鈕，接觸器KM16主觸點閉合，三相電磁制動器YB1通電，通過鎖緊制動機(jī)構(gòu)，將起重臂鎖緊在某一位置上，使吊件準(zhǔn)確就位。通常在接觸器KM16的線圈電路中串人接觸器KM13，KM14的常閉觸點（圖中未畫出），進(jìn)行聯(lián)鎖，保證在電動機(jī)M4停止轉(zhuǎn)動后，電磁制動器YB1才能工作。 3.變幅機(jī)構(gòu) 變幅機(jī)構(gòu)由一臺三相繞線型異步電動機(jī)(JZRz-31-8,7.5kW)MS驅(qū)動，起動時接人頻敏電阻器BP4。圖3   QT60/80型塔式起重機(jī)1一電纜卷筒；2一龍門架口一塔身（第一、二節(jié)），4一提升機(jī)構(gòu)；5一塔身（第三節(jié)）沛一塔身（延接架）；7一塔頂，8一平衡臂；9一平衡重；10一變幅機(jī)構(gòu)；11一塔帽；12一