電工電子技術(shù)基礎(chǔ)繼電接觸器控制系統(tǒng)

1、上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片返回第一張返回第一張2022-3-19上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19n對電動機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械實(shí)現(xiàn)控制和保護(hù)的電工設(shè)備叫做控制電器?？刂齐娖鞯姆N類很多，按其動作方式可分為手動和自動兩類。手動電器的動作是由工作人員手動操縱的，如刀開關(guān)、組合開關(guān)、按鈕等。自動電器的動作是根據(jù)指令、信號或某個物理量的變化自動進(jìn)行的，如各種

2、繼電器、接觸器、行程開關(guān)等。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19n刀開關(guān)又叫閘刀開關(guān)，一般用于不頻繁操作的低壓電路中，用作接通和切斷電源，或用來將電路與電源隔離，有時也用來控制小容量電動機(jī)的直接起動與停機(jī)。n刀開關(guān)由閘刀（動觸點(diǎn)）、靜插座（靜觸點(diǎn)）、手柄和絕緣底板等組成。n刀開關(guān)的種類很多。按極數(shù)（刀片數(shù)）分為單極、雙極和三極；按結(jié)構(gòu)分為平板式和條架式；按操作方式分為直接手柄操作式、杠桿操作機(jī)構(gòu)式和電動操作機(jī)構(gòu)式；按轉(zhuǎn)換方向分為單投和雙投等。n刀開關(guān)一般與熔斷器串聯(lián)使用，以便在短路或過負(fù)荷時熔斷器熔斷而自動切斷電路。n刀開關(guān)的額定電壓通常為

3、250V和500V，額定電流在1500A以下。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19n安裝刀開關(guān)時，電源線應(yīng)接在靜觸點(diǎn)上，負(fù)荷線接在與閘刀相連的端子上。對有熔斷絲的刀開關(guān)，負(fù)荷線應(yīng)接在閘刀下側(cè)熔斷絲的另一端，以確保刀開關(guān)切斷電源后閘刀和熔斷絲不帶電。在垂直安裝時，手柄向上合為接通電源，向下拉為斷開電源，不能反裝，否則會因閘刀松動自然落下而誤將電源接通。n刀開關(guān)的選用主要考慮回路額定電壓、長期工作電流以及短路電流所產(chǎn)生的動熱穩(wěn)定性等因素。刀開關(guān)的額定電流應(yīng)大于其所控制的最大負(fù)荷電流。用于直接起停3 kW及以下的三相異步電動機(jī)時，刀開關(guān)的額定電流

4、必須大于電動機(jī)額定電流的3倍。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19n組合開關(guān)又叫轉(zhuǎn)換開關(guān)，是一種轉(zhuǎn)動式的閘刀開關(guān)，主要用于接通或切斷電路、換接電源、控制小型鼠籠式三相異步電動機(jī)的起動、停止、正反轉(zhuǎn)或局部照明。n組合開關(guān)有若干個動觸片和靜觸片，分別裝于數(shù)層絕緣件內(nèi)，靜觸片固定在絕緣墊板上，動觸片裝在轉(zhuǎn)軸上，隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而變更通、斷位置。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19n按鈕主要用于遠(yuǎn)距離操作繼電器、接觸器接通或斷開控制電路，從而控制電動機(jī)或其他電氣設(shè)備的運(yùn)行。n按鈕的觸點(diǎn)分常閉觸點(diǎn)（動斷

5、觸點(diǎn)）和常開觸點(diǎn)（動合觸點(diǎn)）兩種。常閉觸點(diǎn)是按鈕未按下時閉合、按下后斷開的觸點(diǎn)。常開觸點(diǎn)是按鈕未按下時斷開、按下后閉合的觸點(diǎn)。按鈕按下時，常閉觸點(diǎn)先斷開，然后常開觸點(diǎn)閉合；松開后，依靠復(fù)位彈簧使觸點(diǎn)恢復(fù)到原來的位置。按鈕內(nèi)的觸點(diǎn)對數(shù)及類型可根據(jù)需要組合，最少具有一對常閉觸點(diǎn)或常開觸點(diǎn)。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19n熔斷器主要作短路或過載保護(hù)用，串聯(lián)在被保護(hù)的線路中。線路正常工作時如同一根導(dǎo)線，起通路作用；當(dāng)線路短路或過載時熔斷器熔斷，起到保護(hù)線路上其他電器設(shè)備的作用。n選擇熔體額定電流的方法如下：（1）電燈支線的熔體：熔體額定電流支

6、線上所有電燈的工作電流之和。（2）一臺電動機(jī)的熔體：熔體額定電流電動機(jī)的起動電流2.5如果電動機(jī)起動頻繁，則為：熔體額定電流電動機(jī)的起動電流(1.62)（3）幾臺電動機(jī)合用的總?cè)垠w：熔體額定電流=(1.52.5)容量最大的電動機(jī)的額定電流+其余電動機(jī)的額定電流之和上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19n斷路器又叫自動空氣開關(guān)或自動開關(guān)，它的主要特點(diǎn)是具有自動保護(hù)功能，當(dāng)發(fā)生短路、過載、欠電壓等故障時能自動切斷電路，起到保護(hù)作用。n斷路器主要由觸點(diǎn)系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)和保護(hù)元件3部分組成。主觸點(diǎn)靠操作機(jī)構(gòu)（手動或電動）來閉合。開關(guān)的脫扣機(jī)構(gòu)是一套連桿

7、裝置，有過流脫扣器和欠壓脫扣器等，它們都是電磁鐵。主觸點(diǎn)閉合后就被鎖鉤鎖住。在正常情況下，過流脫扣器的銜鐵是釋放著的，一旦發(fā)生嚴(yán)重過載或短路故障，線圈因流過大電流而產(chǎn)生較大的電磁吸力，把銜鐵往下吸而頂開鎖鉤，使主觸點(diǎn)斷開，起到了過流保護(hù)作用。欠壓脫扣器的工作情況與之相反，正常情況下吸住銜鐵，主觸點(diǎn)閉合，電壓嚴(yán)重下降或斷電時釋放銜鐵而使主觸點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)了欠壓保護(hù)。電源電壓正常時，必須重新合閘才能工作。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19行程開關(guān)也稱為位置開關(guān)，主要用于將機(jī)械位移變?yōu)殡娦盘?，以?shí)現(xiàn)對機(jī)械運(yùn)動的電氣控制。當(dāng)機(jī)械的運(yùn)動部件撞擊觸桿時

8、，觸桿下移使常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合；當(dāng)運(yùn)動部件離開后，在復(fù)位彈簧的作用下，觸桿回復(fù)到原來位置，各觸點(diǎn)恢復(fù)常態(tài)。線圈通電時產(chǎn)生電磁吸引力將銜鐵吸下，使常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。線圈斷電后電磁吸引力消失，依靠彈簧使觸點(diǎn)恢復(fù)到原來的狀態(tài)。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19根據(jù)用途不同，交流接觸器的觸點(diǎn)分主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)兩種。主觸點(diǎn)一般比較大，接觸電阻較小，用于接通或分?jǐn)噍^大的電流，常接在主電路中；輔助觸點(diǎn)一般比較小，接觸電阻較大，用于接通或分?jǐn)噍^小的電流，常接在控制電路（或稱輔助電路）中。有時為了接通和分?jǐn)噍^大的電流，在主觸點(diǎn)上裝有滅弧裝

9、置，以熄滅由于主觸點(diǎn)斷開而產(chǎn)生的電弧，防止燒壞觸點(diǎn)。接觸器是電力拖動中最主要的控制電器之一。在設(shè)計它的觸點(diǎn)時已考慮到接通負(fù)荷時的起動電流問題，因此，選用接觸器時主要應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的額定電流來確定。如一臺Y112M-4三相異步電動機(jī)，額定功率4kW，額定電流為8.8A，選用主觸點(diǎn)額定電流為10A的交流接觸器即可。除電流之外，還應(yīng)滿足接觸器的額定電壓不小于主電路額定電壓。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19繼電器是一種根據(jù)特定輸入信號而動作的自動控制電器，其種類很多，有中間繼電器、熱繼電器、時間繼電器等類型。（1）中間繼電器）中間繼電器中間繼電器通

10、常用來傳遞信號和同時控制多個電路，也可用來直接控制小容量電動機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理與交流接觸器基本相同，與交流接觸器的主要區(qū)別是觸點(diǎn)數(shù)目多些，且觸點(diǎn)容量小，只允許通過小電流。在選用中間繼電器時，主要是考慮電壓等級和觸點(diǎn)數(shù)目。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19（2）熱繼電器）熱繼電器下層金屬膨脹系數(shù)大，上層的膨脹系數(shù)小。當(dāng)主電路中電流超過容許值而使雙金屬片受熱時，雙金屬片的自由端便向上彎曲超出扣板，扣板在彈簧的拉力下將常閉觸點(diǎn)斷開。觸點(diǎn)是接在電動機(jī)的控制電路中的，控制電路斷開便使接觸器的線圈斷電，從而斷開電動機(jī)的主

11、電路。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19（3）時間繼電器）時間繼電器通電延時空氣式時間繼電器利用空氣的阻尼作用達(dá)到動作延時的目的。吸引線圈通電后將銜鐵吸下，使銜鐵與活塞桿之間有一段距離。在釋放彈簧作用下，活塞桿向下移動。在傘形活塞的表面固定有一層橡皮膜，活塞向下移動時，膜上面會造成空氣稀薄的空間，活塞受到下面空氣的壓力，不能迅速下移。當(dāng)空氣由進(jìn)氣孔進(jìn)入時，活塞才逐漸下移。移動到最后位置時，杠桿使微動開關(guān)動作。延時時間即為從電磁鐵吸引線圈通電時刻起到微動開關(guān)動作時為止的這段時間。通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔的大小就可調(diào)節(jié)延時時間。吸引線圈斷電后，

12、依靠復(fù)位彈簧的作用而復(fù)原?？諝饨?jīng)出氣孔被迅速排出。此時間繼電器有兩個延時觸點(diǎn)：一個是延時斷開的常閉觸點(diǎn)，個是延時閉合的常開觸點(diǎn)，此外還有兩個瞬動觸點(diǎn)。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19通過開關(guān)、按鈕、繼電器、接觸器等電器觸點(diǎn)的接通或斷開來實(shí)現(xiàn)的各種控制叫做繼電-接觸器控制，這種方式構(gòu)成的自動控制系統(tǒng)稱為繼電-接觸器控制系統(tǒng)。典型的控制環(huán)節(jié)有點(diǎn)動控制、單向自鎖運(yùn)行控制、正反轉(zhuǎn)控制、行程控制、時間控制等。電動機(jī)在使用過程中由于各種原因可能會出現(xiàn)一些異常情況，如電源電壓過低、電動機(jī)電流過大、電動機(jī)定子繞組相間短路或電動機(jī)繞組與外殼短路等等，如不

13、及時切斷電源則可能會對設(shè)備或人身帶來危險，因此必須采取保護(hù)措施。常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有短路保護(hù)、過載保護(hù)、零壓保護(hù)和欠壓保護(hù)等。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19(a) 接線示意圖 (b) 電氣原理圖M3SBSFUKMM3SFUKMKMSB上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19M3SFUKMKMSB合上開關(guān)S，三相電源被引入控制電路，但電動機(jī)還不能起動。按下按鈕SB，接觸器KM線圈通電，銜鐵吸合，常開主觸點(diǎn)接通，電動機(jī)定子接入三相電源起動運(yùn)轉(zhuǎn)。松開按鈕SB，接觸器KM線圈斷電，銜鐵松開，常開主

14、觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)因斷電而停轉(zhuǎn)。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19M3SFUKMKMSB2SB1KMFRFR（1）起動過程。按下起動按鈕SBl，接觸器KM線圈通電，與SB1并聯(lián)的KM的輔助常開觸點(diǎn)閉合，以保證松開按鈕SBl后KM線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動機(jī)回路中的KM的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制。（2）停止過程。按下停止按鈕SB2，接觸器KM線圈斷電，與SBl并聯(lián)的KM的輔助常開觸點(diǎn)斷開，以保證松開按鈕SB2后KM線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動機(jī)回路中的KM的主觸點(diǎn)持續(xù)斷開，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片

15、下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19與SBl并聯(lián)的KM的輔助常開觸點(diǎn)的這種作用稱為自鎖。圖示控制電路還可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)、過載保護(hù)和零壓保護(hù)。起短路保護(hù)的是串接在主電路中的熔斷器FU。一旦電路發(fā)生短路故障，熔體立即熔斷，電動機(jī)立即停轉(zhuǎn)。起過載保護(hù)的是熱繼電器FR。當(dāng)過載時，熱繼電器的發(fā)熱元件發(fā)熱，將其常閉觸點(diǎn)斷開，使接觸器KM線圈斷電，串聯(lián)在電動機(jī)回路中的KM的主觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。同時KM輔助觸點(diǎn)也斷開，解除自鎖。故障排除后若要重新起動，需按下FR的復(fù)位按鈕，使FR的常閉觸點(diǎn)復(fù)位（閉合）即可。起零壓（或欠壓）保護(hù)的是接觸器KM本身。當(dāng)電源暫時斷電或電壓嚴(yán)重下降時，接觸器KM線

16、圈的電磁吸力不足，銜鐵自行釋放，使主、輔觸點(diǎn)自行復(fù)位，切斷電源，電動機(jī)停轉(zhuǎn)，同時解除自鎖。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19M3SFUKM1SB3SB1KM2SB2KM1KM1KM2KM2FRFR上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19（1）正向起動過程。按下起動按鈕SBl，接觸器KM1線圈通電，與SBl并聯(lián)的KM1的輔助常開觸點(diǎn)閉合，以保證KMl線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動機(jī)回路中的KM1的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動機(jī)連續(xù)正向運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）停止過程。按下停止按鈕SB3，接觸器KMl線圈斷電，與SBl

17、并聯(lián)的KM1的輔助觸點(diǎn)斷開，以保證KMl線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動機(jī)回路中的KMl的主觸點(diǎn)持續(xù)斷開，切斷電動機(jī)定子電源，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。（3）反向起動過程。按下起動按鈕SB2，接觸器KM2線圈通電，與SB2并聯(lián)的KM2的輔助常開觸點(diǎn)閉合，以保證KM2線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動機(jī)回路中的KM2的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動機(jī)連續(xù)反向運(yùn)轉(zhuǎn)。特別注意特別注意KM1和KM2線圈不能同時通電，因此不能同時按下SBl和SB2，也不能在電動機(jī)正轉(zhuǎn)時按下反轉(zhuǎn)起動按鈕，或在電動機(jī)反轉(zhuǎn)時按下正轉(zhuǎn)起動按鈕。如果操作錯誤，將引起主回路電源短路。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19

18、帶電氣聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路將接觸器KM1的輔助常閉觸點(diǎn)串入KM2的線圈回路中，從而保證在KMl線圈通電時KM2線圈回路總是斷開的；將接觸器KM2的輔助常閉觸點(diǎn)串入KM1的線圈回路中，從而保證在KM2線圈通電時KMl線圈回路總是斷開的。這樣接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)KMl和KM2保證了兩個接觸器線圈不能同時通電，這種控制方式稱為聯(lián)鎖或者互鎖，這兩個輔助常開觸點(diǎn)稱為聯(lián)鎖或者互鎖觸點(diǎn)。SB3SB1SB2KM1KM1KM2KM2KM2KM1FR上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19存在問題存在問題：電路在具體操作時，若電動機(jī)處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)要反轉(zhuǎn)時必須先按停止

19、按鈕SB3，使聯(lián)鎖觸點(diǎn)KMl閉合后按下反轉(zhuǎn)起動按鈕SB2才能使電動機(jī)反轉(zhuǎn)；若電動機(jī)處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)要正轉(zhuǎn)時必須先按停止按鈕SB3，使聯(lián)鎖觸點(diǎn)KM2閉合后按下正轉(zhuǎn)起動按鈕SBl才能使電動機(jī)正轉(zhuǎn)。SB3SB1SB2KM1KM1KM2KM2KM2KM1FR上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19同時具有電氣聯(lián)鎖和機(jī)械聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路采用復(fù)式按鈕，將SB1按鈕的常閉觸點(diǎn)串接在KM2的線圈電路中；將SB2的常閉觸點(diǎn)串接在KMl的線圈電路中；這樣，無論何時，只要按下反轉(zhuǎn)起動按鈕，在KM2線圈通電之前就首先使KM1斷電，從而保證KM1和KM2不同時通電；從反

20、轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的情況也是一樣。這種由機(jī)械按鈕實(shí)現(xiàn)的聯(lián)鎖也叫機(jī)械聯(lián)鎖或按鈕聯(lián)鎖，SB3SB1SB2KM1KM2KM2KM2KM1KM1FR上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19M3SFUKMKMSB2SB1KMSQFRFR當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動部件到達(dá)預(yù)定的位置時壓下行程開關(guān)的觸桿，將常閉觸點(diǎn)斷開，接觸器線圈斷電，使電動機(jī)斷電而停止運(yùn)行。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19SB3SB1SB2KM1KM1KM2KM2KM1(b) 自動往返控制電路SQ1SQ2KM2SQ2SQ1SQ2SQ1(a) 往返運(yùn)動圖

21、FR按下正向起動按鈕SB1，電動機(jī)正向起動運(yùn)行，帶動工作臺向前運(yùn)動。當(dāng)運(yùn)行到SQ2位置時，擋塊壓下SQ2，接觸器KMl斷電釋放，KM2通電吸合，電動機(jī)反向起動運(yùn)行，使工作臺后退。工作臺退到SQl位置時，擋塊壓下SQl，KM2斷電釋放，KM1通電吸合，電動機(jī)又正向起動運(yùn)行，工作臺又向前進(jìn)，如此一直循環(huán)下去，直到需要停止時按下SB3，KMl和KM2線圈同時斷電釋放，電動機(jī)脫離電源停止轉(zhuǎn)動。上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19M3SFUKM1KM2KM3U1V2V1W2W1U2SB3KM1SB1KM1KM2KM3KM3KM1KM2KTKM2KTF

22、RFR星形星形-三角形換接起動控制三角形換接起動控制上一張幻燈片上一張幻燈片下一張幻燈片下一張幻燈片 返回第一張返回第一張 2022-3-19按下起動按鈕SBl，時間繼電器KT和接觸器KM2同時通電吸合，KM2的常開主觸點(diǎn)閉合，把定子繞組連接成星形，其常開輔助觸點(diǎn)閉合，接通接觸器KMl。KMl的常開主觸點(diǎn)閉合，將定子接入電源，電動機(jī)在星形連接下起動。KMl的一對常開輔助觸點(diǎn)閉合，進(jìn)行自鎖。經(jīng)一定延時，KT的常閉觸點(diǎn)斷開，KM2斷電復(fù)位，接觸器KM3通電吸合。KM3的常開主觸點(diǎn)將定子繞組接成三角形，使電動機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行。與按鈕SBl串聯(lián)的KM3的常閉輔助觸點(diǎn)的作用是：當(dāng)電動機(jī)正常運(yùn)行時，該常閉觸點(diǎn)斷開，切斷了KT、KM2的通路，即使誤按SB1，KT和KM