第8章繼電器接觸器控制系統(tǒng)

第八章繼電器-接觸器控制系統(tǒng)

熟悉各種電器的工作原理及作用、表示符號，著重掌握繼電器－接觸器控制線路中基本控制環(huán)節(jié)的構(gòu)成和工作原理，能分析較復(fù)雜的控制線路，并通過訓(xùn)練學(xué)會設(shè)計(jì)一些較簡單的控制線路。8.1常用的控制電器常用的控制電器的分類：1.按動作性質(zhì)：分為自動電器和非自動電器非自動電器：沒有動力機(jī)構(gòu)，如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)。自動電器：有動力執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如接觸器、繼電器、自動開關(guān)。2.按用途：控制電器，保護(hù)電器和執(zhí)行電器

常用低壓控制電器:有12大類:刀開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)H;繼電器J;熔斷器R;主令電器L;自動開關(guān)D;電阻器Z;控制器K;變阻器B;接觸器C;調(diào)整器T起動器Q;電磁鐵M選型時(shí)主要指標(biāo)：額定電壓，額定電流HD13-1000/3，~380V一.刀開關(guān)（或隔離開關(guān)）：沒有滅弧裝置，不能切斷電流，只能隔離電壓。8.1.1非自動控制電器雙投開關(guān)單投開關(guān)刀開關(guān)表示符號1.原理：通過控制旋轉(zhuǎn)受柄轉(zhuǎn)到不同的位置，使不同的接點(diǎn)接通。2.轉(zhuǎn)換開關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo)是它的閉合表。倒順開關(guān)觸點(diǎn)開合表轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖二.轉(zhuǎn)換開關(guān)8.1.2自動控制電器這類電器有動力執(zhí)行機(jī)構(gòu)：如電磁鐵等。常用的自動控制電器有接觸器和繼電器。一.接觸器：1.原理：在外界輸入信號的作用下能夠自動地接通或斷開帶有負(fù)載的主回路的自動控制電器，它是靠電磁力來自動的打開或閉合帶有負(fù)載的觸頭。2.分類：交流和直流接觸器。3.交流接觸器：1）結(jié)構(gòu)組成：主觸頭，滅弧裝置，鐵心，線圈及輔助觸頭。

2）選型時(shí)主要技術(shù)指標(biāo)：A主觸頭的額定電流，電壓及極數(shù)B線圈的電壓：C輔助觸頭（22）：型號及規(guī)格：CJ20—100（/3），~220V3）圖形符號：結(jié)構(gòu)圖電氣圖形符號短路環(huán)4.直流接觸器：組成部分和工作原理同交流接觸器基本一樣。不同：（1）鐵心用軟鋼或工程純鐵制成圓形。（2）適用于頻繁啟動制動的場合。二.繼電器：在外界信號的作用下自動地接通或斷開控制回路的一種電器。A：根據(jù)輸入信號的不同進(jìn)行如下分類：分為電流，電壓，速度，壓力及熱繼電器等。B：根據(jù)動作時(shí)間進(jìn)行如下分類：分為瞬時(shí)動作繼電器和延時(shí)動作繼電器（即時(shí)間繼電器）。C：根據(jù)動作原理進(jìn)行如下分類：分為電磁式，感應(yīng)式，電動式，電子式和機(jī)械式等，其中電磁式應(yīng)用最多。1.電流繼電器：根據(jù)流過其線圈的電流信號的大小而動作。電流繼電器又分為過電流繼電器和欠電流繼電器。過電流繼電器：正常通電時(shí)不動作，當(dāng)電流超過設(shè)定值時(shí)，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開。欠電流繼電器：正常通電時(shí)動作，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開，當(dāng)電流低于設(shè)定值時(shí)，恢復(fù)常態(tài)。其線圈串接于主回路中。文字符號：KA2.電壓繼電器：根據(jù)加在其線圈上的電壓信號的大小而動作。電壓繼電器又分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。工作原理同電流繼電器。其線圈并接于被測電壓兩端。文字符號：KV3.中間繼電器：中間繼電器本質(zhì)上是電壓繼電器，但還具有觸頭多(多至六對或更多)，觸頭能承受的電流較大（額定電流5A～10A)．動作靈敏(動作時(shí)間小于0．05s)等特點(diǎn)．它的用途有兩個(gè)：第一：用作中間傳遞信號。第二：用作同時(shí)控制多條線路。JZ14-44，220V4開4閉，額定電壓220V4.熱繼電器：熱繼電器是根據(jù)控制對象的溫度變化來控制電流流通的繼電器，用于保護(hù)電動機(jī)的過載。例：JR14-20/2,10A熱元件額定電流10A，2路文字符號：FR使用熱繼電器要注意以下問題：（1）有若干個(gè)電流等級,每一個(gè)等級有一個(gè)電流調(diào)節(jié)范圍。選擇時(shí)根據(jù)電動機(jī)額定電流確定熱繼電器的熱元件電流等級,電動機(jī)額定電流應(yīng)在電流調(diào)節(jié)范圍之中;線圈電壓等于控制電壓。（2）只能用作電路的熱保護(hù)，不能用作短路保護(hù)。（3）保護(hù)三相異步電動機(jī)時(shí)，至少要用有兩個(gè)熱元件的熱繼電器。5固體繼電器固體繼電器（SOLIDSTATERELAY）簡稱SSR。它是現(xiàn)代微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)相結(jié)合發(fā)展起來的一種用固體元件組裝而成的新穎的無觸點(diǎn)開關(guān)器件，它可以實(shí)現(xiàn)用微弱的控制信號對幾十安甚至幾百安培電流的負(fù)載進(jìn)行無觸點(diǎn)的接通和斷開，目前已得到廣泛的應(yīng)用。8.1.3主令電器:用于操作人員發(fā)出控制指令的電器.例如電機(jī)的啟動、停止，常見的有按鈕開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器等。1.按鈕:操作次數(shù)小于6次/小時(shí).2.轉(zhuǎn)換開關(guān)：操作次數(shù)小于30次/小時(shí).3.主令開關(guān)：操作次數(shù)可大于300次/小時(shí)，又分為手動式和機(jī)械式。8.1.4執(zhí)行電器用于完成執(zhí)行任務(wù)的電器。如電磁鐵，電磁離合器，電磁工作臺。（1）電磁鐵：將電流信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移。常用于電動機(jī)的制動（電磁抱閘），閥門的開啟和關(guān)閉。（2）電磁離合器：接通或斷開兩個(gè)平行軸。（3）電磁工作臺：加工工件。8.2繼電器—接觸器控制的常用基本線路8.2.1繼電器—接觸器自動控制線路的構(gòu)成工程上電器線路都用一些規(guī)定的圖形符號來表示，這就使繪圖工作大為簡化，電器線路圖包括安裝線路圖和原理線路圖。安裝線路圖是電氣施工時(shí)最重要的資料之一。但隨著生產(chǎn)的發(fā)展，電器元件越來越多，安裝圖中相交的線很多，閱讀很不方便，這就產(chǎn)生了原理圖。舉例：線繞型電機(jī)串電阻啟動的電路1235749611131517L11L21L31L12L22L32UVW下面介紹繪制原理圖的基本規(guī)則：1.主回路與控制回路。2.控制線路中的電源線分列兩邊，各控制回路基本按照各電器元件的動作順序由上而下平行繪制。3.元件的接點(diǎn)不按位置畫，而是按電路中的作用畫。4.同一個(gè)電器元件的各個(gè)部件用同一個(gè)符號來表示。5.所有電器的接點(diǎn)均表示正常位置。6.對接點(diǎn)進(jìn)行編號。8.2.2繼電器—接觸器自動控制的基本線路一.電動機(jī)的啟動控制線路及保護(hù)裝置1.電動機(jī)的啟動控制線路2.電動機(jī)的保護(hù)裝置：1）短路保護(hù)：當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，使電動機(jī)與電源斷開。A.熔斷器（保險(xiǎn)絲）：用于短路保護(hù)。(1)分類:有插入式RC1A;密封管式RM10，螺旋式RL1;等，分別見右圖中a,b,c。(2)額定電流:有熔斷器額定電流和熔體額定電流.(3)選擇:先選擇熔體額定電流,為電動機(jī)額定電流的(1.5-2.5)倍;熔斷器額定電流大于或等于熔體額定電流.注意：鼠籠式異步電機(jī)熔斷器的選擇原則。

B.過電流繼電器：只能檢測到短路電流，需和接觸器配合才能切斷電源。C.自動空氣斷路器（自動開關(guān)）：能直接斷開主回路（即電源）。有瞬時(shí)動作和延時(shí)動作，可短路和過載保護(hù)。采用的檢測元件是過電流脫扣器和熱脫扣器。自動空氣斷路器的選型：DZ5，DZ102）長期過載保護(hù)裝置：用熱繼電器。電動機(jī)短時(shí)過載允許，長期過載就會損壞電機(jī)。3）零壓保護(hù)：因電源消失而可能發(fā)生的故障。4）零勵(lì)磁保護(hù)二.正反轉(zhuǎn)控制線路帶電氣互鎖帶電氣互鎖和機(jī)械互鎖三.點(diǎn)動控制線路四.多電動機(jī)的連鎖控制線路：1）兩臺電動機(jī)的互鎖：工作停車都有互鎖兩電動機(jī)不能同時(shí)工作的互鎖2）聯(lián)合控制與分別控制：左端：聯(lián)合控制右端：分別控制3）集中控制與分散控制：五.多點(diǎn)控制線路（對于一臺電動機(jī)）原則：啟動按鈕并聯(lián)，停止按鈕串聯(lián)六.順序控制線路（對于多臺電動機(jī)）：8.2.3生產(chǎn)機(jī)械中常用的幾種自動控制方法在電動機(jī)的控制中，僅僅依靠前面的簡單連鎖控制是不夠的，還必須利用電動機(jī)啟動、變速、反轉(zhuǎn)和制動過程中的各種變化因素和生產(chǎn)機(jī)械的工作狀態(tài)來控制電動機(jī)。因此，就出現(xiàn)了各種各樣的控制方法，常用的有如下幾種；（1）按行程的自動控制（2）按時(shí)間的自動控制（3）按速度的自動控制（4）按電流的自動控制1.按行程的自動控制：有行程開關(guān)，接近開關(guān)及光電傳感器等.1)行程開關(guān)：1)按行程控制的基本線路A按預(yù)定位置的自動停車與終端保護(hù)控制B工作循環(huán)后停在原位的控制：(a)缺點(diǎn):按1SB的時(shí)間長。(b)改進(jìn)線路比較完善。(c)可實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)連續(xù)不斷的進(jìn)行，而停止時(shí)該工作部件又停在原位。1SB連續(xù)工作，3SB停在原位。C按一定程序的控制線路2.按時(shí)間的自動控制：用時(shí)間繼電器來實(shí)現(xiàn)控制。1）時(shí)間繼電器：有空氣式，電磁式，電動式和晶體管式等?？諝馐綍r(shí)間繼電器：原理：利用空氣的阻尼作用。B.電磁式時(shí)間繼電器：利用電磁感應(yīng)原理獲得延時(shí)。C.電動式時(shí)間繼電器：利用電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生延時(shí)。D.晶體管式時(shí)間繼電器：利用RC電路的充、放電時(shí)間來產(chǎn)生延時(shí)。2）按時(shí)間控制的基本線路：A.定時(shí)控制線路B.籠型電動機(jī)定子串電阻啟動的自動控制C.籠型電動機(jī)Y-△換接啟動的自動控制線路：D.繞線型電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動的自動控制線路：1235749611131517L11L21L31L12L22L32UVWE.籠型電動機(jī)能耗制動的自動控制線路：3）按速度的基本線路：采用速度繼電器控制A.速度繼電器工作原理:當(dāng)速度大于設(shè)定值時(shí)，常開觸點(diǎn)閉合；當(dāng)速度低于設(shè)定值時(shí)，常開觸點(diǎn)恢復(fù)常態(tài)。B.按速度控制的基本線路：反接制動4）按電流的自動控制圖8.67按電流控制的鼠籠式異步電動機(jī)定子串電阻啟動的控制線路8.2.4實(shí)用線路注意如下幾點(diǎn)：（1）電路圖分區(qū)（2）繼電器標(biāo)明其觸點(diǎn)所在區(qū)域4.2.3CA6140型車床電氣控制線路圖8.4繼電器-接觸器控制線路設(shè)計(jì)簡介1.繼電器-接觸器控制線路設(shè)計(jì)程序：首先根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝過程以及它對電氣控制線路的要求，來選擇自動控制的方法和原則；然后設(shè)計(jì)自動控制線路原理圖；再根據(jù)原理圖選擇所需要的電器元件；最后繪出安裝接線圖。2.自動控制線路設(shè)計(jì)的基本要求:(1)應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝所提出的要求；(2)線路簡單，布局合理，電器元件選擇正確;(3)操作、維修方便；(4)設(shè)有各種保護(hù)和防止發(fā)生故障的環(huán)節(jié)；(5)能長期準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠地工作。3.電氣原理圖的設(shè)計(jì)方法一般有兩種：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，邏輯分析設(shè)計(jì)法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，憑借設(shè)計(jì)人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，用一些基本控制線路和典型環(huán)節(jié)加以合理組合，從而形成自動控制線路。這種方法比較簡單，但在設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的線路時(shí)，設(shè)計(jì)人員要有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)思考、比較、修改后，才能設(shè)計(jì)出一個(gè)比較完善合理的線路，再經(jīng)實(shí)際動作校驗(yàn)，方可最后確定設(shè)計(jì)的線路。專業(yè)電氣設(shè)計(jì)單位一般采用邏輯分析設(shè)計(jì)法.

4.設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題(1)在一條控制線路中,不能有兩個(gè)交流電器線圈串聯(lián)。另外，對于大容量的直流電磁鐵線圈不要與繼電器的線圈直接并聯(lián)。(2)簡化線路,去掉多余的線路和觸點(diǎn).例如,下圖中,(a)合理,(b)不合理.(3)防止寄生和競爭的電路.讀圖練習(xí)

例:右圖為機(jī)床自動間歇潤滑的控制線路,接觸器KM控制油泵起停;控制電路可使?jié)櫥幸?guī)律地間歇工作.分析線路工作原理,并說明開關(guān)S