繼電器控制電路課件

繼電器及控制電路部分4.電動機的順序啟動1.常用控制電器2.鼠籠式電動機直接起動的控制線路3.鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路5.電動機的降壓啟動6.電動機的能耗制動M3~一般大功率的電機，啟動頻繁的電機，在啟動時會產(chǎn)生電火花，提別是煤礦企業(yè)，更要防止電氣設備啟動、工作時產(chǎn)生電火花，一般利用交流接觸器啟動……3~M一般小功率電動機可以用刀閘或用組合開關起停，如圖：1.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。(a)外形圖常閉觸點常開觸點復位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜觸頭常開靜觸頭外殼4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復合按鈕1234123按鈕帽按鈕開關的結(jié)構(gòu)和符號2接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關電器。(a)電磁交流接觸器(b)真空交流接觸器2.1電磁交流接觸器電磁交流接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關電器。具有滅弧作用，我礦井上配電柜常用，鍋爐房控制柜等~M3~線圈輔助觸點鐵心銜鐵電源電機主觸點常閉常開彈簧控制按鈕2.2真空交流接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關電器。滅弧能力強，主觸點電火花不外露，使用于煤礦井下，我礦的高低壓饋電開關、120、80開關均為此。線圈輔助觸點(行程開關）鐵心銜鐵主觸點彈簧現(xiàn)在我礦井下開關是用真空交流接觸器，觸點在真空管內(nèi)符號線圈KM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)KM動合(常開)輔助觸點動斷(常閉)輔助觸點KM屬于同一器件的線圈和觸點用相同的文字符號表示動合(常開)主觸點KM真空滅弧性能好3繼電器

繼電器和電磁交流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。

3.1.電流及電壓繼電器電流繼電器：可用于過載或過流保護，主要區(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。電壓繼電器：主要作為欠壓、失壓保護。3.2.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氣設備或其他電氣執(zhí)行元件。KA線圈常開觸頭KA常閉觸頭KA3.3.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：當銜鐵未吸合時，磁路氣隙大，線圈電感小，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)生感應電動勢，并產(chǎn)生感應電流，阻止磁通衰減，當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通電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常開觸頭延時閉合常閉觸頭延時打開延時開關瞬動開關常開觸頭常閉觸頭線圈通電銜鐵向下吸合連桿動作觸頭動作工作原理調(diào)節(jié)螺絲進氣孔托板線圈動鐵心恢復彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔(2)空氣式時間繼電器杠桿(3)電子式時間繼電器電子式時間繼電器具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、延時范圍廣、延時精度高、可靠性好、壽命長等特點，在啟動柜自動控制場合作延時控制元件。我礦在很多啟動柜及部分80開關中用到。

時間繼電器觸頭類型常閉觸點通電瞬間打開，斷電延時閉合常閉觸點常開觸點常開觸點通電延時閉合，斷電瞬間打開常閉觸點通電延時斷開，斷電瞬間閉合常開觸點通電瞬間閉合，斷電延時打開瞬動開關延時開關4.熱繼電器熱繼電器的作用：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，其常閉觸點串接于控制回路，若電機長時間過載，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)熱元件杠桿熱繼電器原理工作原理結(jié)構(gòu)原理圖雙金屬片常閉觸頭不同金屬的熱膨脹系數(shù)不同。5.熔斷器符號FU用于低壓線路中的短路（過流）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（老80開關保險管）和有填料式熔斷器（高壓保險管。在選擇保險絲或保險片時，一定要根據(jù)電路中的正常工作電流值，若選擇過大，則起不到保險作用。井下的饋電開關、80開關中控制變壓器的一次保險一般為0.5A，二次保險不超過5A，否則起不到保護作用。保險絲（片）是用電阻率大熔點低的特殊材料制成，不能用銅或鐵絲代替保險絲。保險絲(片)的選擇熔斷器額定電流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)單臺電機用于自動往復控制或限位保護等。6.行程開關(限位開關)(b)示意圖結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖ST常開觸點常閉觸點ST(c)符號可實現(xiàn)過流、失壓保護。7.自動空氣斷路器(自動開關)鎖鉤主觸點手動閉合過流脫扣器欠壓脫扣器自動空氣斷路器原理圖釋放彈簧連桿裝置可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護。8.自動空氣斷路器(自動開關)主觸點手動閉合自動空氣斷路器原理圖釋放彈簧鎖鉤過流保護失壓保護過載保護在電工技術(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(控制主電路工作狀態(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，但必須標注相同的文字符號。在繪圖讀圖時應注意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.

與電路無關的部件(如鐵心、支架、彈簧等)在控制電路中不畫出。分析和設計控制電路時應注意以下幾點：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，不能將兩個線圈串聯(lián)。熔斷器FU交流接觸器KM組合開關Q按扭SBSB1SB235熱繼電器FRM3～421實例電路1.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)圖主電路控制電路鼠籠式電動機直接起動的控制線路(1)電路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..保險絲熱繼電器發(fā)熱元件開關接觸器主觸點起動按鈕停止按鈕接觸器線圈接觸器輔助觸點熱繼電器動斷觸點(b)原理圖控制電路一、直接起動電動機的保護SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..熱繼電器過載保護保險絲短路保護接觸器零壓、欠壓保護熱繼電器動斷觸點主電路控制電路電動機的保護

短路保護是因短路電流很大，會引起電器設備的燒壞，另外產(chǎn)生強大的電動力，會使電動機和電器設備產(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)，電源電壓恢復時，電動機可能自動重新起動(亦稱自起動)易造成人身或設備故障。常用的失壓和欠壓保護有：對接觸器實行自鎖；空氣開關中的失壓脫扣線圈。

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置的保護。常采用熱繼電器FR保護，也可采用自動開關和電流繼電器保護。電機綜合保護：現(xiàn)在我礦井下電動機綜合保護器（JDB），更能有效的保護電動機的過載、斷相、短路、接地等故障，但必須使用規(guī)范、整定合理。KMFRKM..KMSB1SB2..控制電路合上開關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，KM主觸點閉合，電動機運轉(zhuǎn)。通電轉(zhuǎn)動KM主電路FR3~MFUQQ合上開關Q(2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制電路KM輔助觸點閉合自鎖。按下起動按鈕SB2

,KM線圈通電，KM主觸點閉合，電動機運轉(zhuǎn)。通電起動KM轉(zhuǎn)動主電路FR3~MFUQQ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（自保）自鎖KMFRKM..KMSB1SB2..控制電路停止(2)控制原理通電轉(zhuǎn)動KM主電路FR3~MFUQQ

按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點斷開,電動機停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點斷開，取消自鎖。(2)控制原理轉(zhuǎn)動停車

停轉(zhuǎn)FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路FRFUQ3~MQ斷電KM想一想：像車間的行車一樣實現(xiàn)電動機的點動控制，該怎么辦？1.電動機的點動控制

合上開關Q按下起動按鈕SB2,KM線圈通電，松開起動按鈕SB2,KM線圈斷電，電動機停止工作。FRKM..SB1SB2..控制電路主電路FRFUQ3~MQKM想一想：怎樣讓電動機即可點動，又能連續(xù)工作呢？2.既能連續(xù)工作又能點動的控制電路按下連續(xù)工作起動按鈕SB2

，KM得電吸合并自保，電動機連續(xù)運轉(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(3)電動機實現(xiàn)點動控制KMSB2FRKMSB1~SB3復合按鈕SB32.既能長期工作又能點動的控制電路KMSB2FRKMSB1~SB3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SB3KMSB2FRKMSB1~SB3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例如：甲、乙兩地同時控制一臺電機方法：兩起動按鈕并聯(lián)；兩停車按鈕串聯(lián)。3.電動機的直接起動----多地點控制乙地甲地KMSB1甲SB2甲KMSB1乙SB2乙~FR電動機的順序控制在實際生產(chǎn)生活中,有些情況下需要多臺電動機有順序的啟動,如我礦鍋爐房控制柜,對引鳳電機和鼓風電機就是這樣,引風電機不開時,鼓風電機就不能工作；當引風電機工作時，鼓風電機可以工作。在井下皮帶運輸中，前一部皮帶不開，后一部就不能開，否則將會出現(xiàn)堆媒現(xiàn)象。那么，我們怎樣實現(xiàn)電動機的順序啟動控制呢？KM1FUQKM2M1M23~3~.TA1SB1KM1KM1SB2KM2KM21.控制順序：M1起動后M2才能起動。M2既不能單獨起動，但能單獨停車。鍋爐房的引風電機與鼓風電機就是這種情況。實例電路2.電機的順序控制....TA2KM1KM1FUQKM2M1M23~3~.TA1SB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1再按SB2啟動過程：M1轉(zhuǎn)動實例電路2.電機的順序控制M2轉(zhuǎn)動....TA2KM1通電閉合閉合閉合閉合通電閉合控制順序：M1起動后M2才能起動。M2既不能單獨起動，但能單獨停車引風開啟鼓風開啟KM1FUQKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM22.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。實例電路2.電機的順序控制....KM1FUQKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1通電閉合再按SB2閉合通電閉合閉合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。M1轉(zhuǎn)動實例電路2.電機的順序控制M2轉(zhuǎn)動....M13~這樣的順序控制是否合理？兩電機各自要有獨立的電源；這樣接，主觸頭(KM1)的負荷過重。KM1KM2M23~思考＃2電機M2＃1電機M1控制要求：1.M1起動后，M2才能起動，2.M2停車后，M1隨即停車順序控制KM2SBKM2SBKM1FR1FR2KM1

例1：井下兩條皮帶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。為避免媒堆積在運輸機上，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隨即停車。應如何實現(xiàn)控制？起動：通電通電閉合閉合SBKM1FR1

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。應如何實現(xiàn)控制？KM2SBKM2FR2KM1停止：斷電斷電斷開斷開實例電路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。

當正轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機正轉(zhuǎn)；

當反轉(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~MFRFU正轉(zhuǎn)觸點KMF.FRQKMFSB..SBFKMFKMR正轉(zhuǎn)接觸器正轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)接觸器KMFSBRKMRKMR....KMR......反轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)觸點反轉(zhuǎn)啟動過程：合上空氣開關Q，按反轉(zhuǎn)啟動按鈕SBR反轉(zhuǎn)接觸器吸合KMR，電動機反轉(zhuǎn)。正反轉(zhuǎn)的控制線路3~MFRFU正轉(zhuǎn)觸點KMF.FRQKMFSB..SBFKMFKMR正轉(zhuǎn)接觸器正轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)接觸器KMFSBRKMRKMR....KMR......反轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)觸點得電正反轉(zhuǎn)的控制線路3~MFRFUKMRKMFKMF.KMRFRQKMFSB..SBFKMF

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。否則將發(fā)生短路。因此，必須利用聯(lián)鎖（電氣、或機械），防止短路事故的發(fā)生。SBRKMRKMR..........按下SBFSBKMF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”?！奥?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。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通電斷開斷電電機正轉(zhuǎn)閉合KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當電機正轉(zhuǎn)時，按下反轉(zhuǎn)按鈕SBR先斷開斷電閉合通電斷開停止正轉(zhuǎn)閉合閉合電機反轉(zhuǎn)KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR按下反轉(zhuǎn)按鈕SBR先斷開斷電閉合通電斷開停止正轉(zhuǎn)閉合自保閉合電機反轉(zhuǎn)當電機正轉(zhuǎn)時斷開機械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖利用復合按鈕的觸點實現(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KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMRKMFUQFR電機繞組U1U2V1V2W1W2KM-YU1V1W1U2V2W2YW2V1V2U2W1U1KM-主電路實例電路4.電動機Y–啟動

KM-Y閉合，電機接成Y形；

KM-閉合，電機接成形。實例電路4.電動機Y–啟動

1.Y–換接起動控制線路Y接法KM3KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2通電延時繼電器通電延時斷開通電瞬時閉合復合按鈕實例電路4.電動機Y–啟動

Y接法KM3KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2Y接起動過程注：Y接起動過程中，KM1、KT、KM3是同時得電的。實例電路4.電動機Y–啟動

Y–起動換接過程Y接法KM3KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2Y–變換時，KM2先閉合，KM1后閉合。通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接常閉斷開常開閉合常閉延時斷開電動機Y接起動常閉斷開常開閉合自鎖KT通電KM3通電KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接KT通電起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電常閉斷開常開閉合常閉延時斷開電動機Y接起動常閉斷開常開閉合自鎖KM3通電通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電松開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)接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電KM1斷電常開斷開常閉閉合當KT常閉觸點延時斷開時斷電KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電斷電KM1斷電常開斷開常閉閉合當KT常閉觸點延時斷開時通電斷電KM2通電常閉斷開KM3斷電常閉閉合繞組接Y接斷開KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電KM1斷電常開斷開常閉閉合當KT常閉觸點延時斷開時通電斷電KM2通電常閉斷開KM3斷電常閉閉合繞組接Y接斷開通電電機接運行KM1通電在電機運行過程中，時間繼電器始終工作。KMFUQFRU1U2V1V2W1W2KM-YKM-KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMY－起動控制電路FR~2.星角啟動主回路控制回路KMFUQFRU1U2V1V2W1W2KM-YKM-KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMY－起動控制電路FR~2.星角啟動Y接起動過程KMFUQFRU1U2V1V2W1W2KM-YKM-KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMY－起動控制電路FR~2.星角啟動Y－起動結(jié)束，電動機△運行，時間繼電器停止工作。實例電路5.1電動機自耦變壓器降壓啟動

KM1KM3FUQ.SB1SB2KTKM1KTKTKTKM2KM2KM33~MKM3電動機自耦變壓器降壓啟動過程

KM1FUQ.SB1SB2KTKM1KTKTKTKM2KM2KM33~M實例電路5.2電動機自耦變壓器降壓啟動KM1KM3FUQ.SB1SB2KTKM1KTKTKTKM2KM2KM33~MKM3KM3電動機自耦變壓器降壓啟動過程KM1KM3FUQ.SB1SB2KTKM1KTKTKTKM2KM2KM33~MKM3KM3KMFUQ.3~MvAAAK3G2K2G1G3G4K1K4K6K5G6G5K3G3K1G2G1K2G4K4G5K5G6K6KMJ11J21J31J12J22J32PLC軟啟動控制板啟動停止KMKM數(shù)碼管顯示設置按鈕晶閘管PLC控制線路板實例電路6：電動機的軟啟動

通過晶閘管的控制極G，控制晶閘管的導通角，改變正弦波輸出波形圖，降低電壓的有效值，減小啟動電流。軟啟動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器（控制導通角來改變電壓的有效值），將其接入電源和電動機定子之間。使用軟啟動器啟動電動機時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導通，電動機工作在額定電壓下工作，實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉(zhuǎn)數(shù)時，啟動過程結(jié)束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管，為電動機正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。實例電路7.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....SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2..KM2FU23~MFRKM1QFU1鼠籠式電動機工作狀態(tài)時：....SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2..KM2FU23~MFRKM1QFU1