電工學(xué) 第六講 繼電接觸器控制系統(tǒng)

第六講異步電動(dòng)機(jī)的繼電接觸器控制系統(tǒng)6.1常用低壓電器6.2常用電動(dòng)機(jī)控制線路1.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。3.掌握過載、短路和失壓保護(hù)的作用和方法。4.掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過程。能讀懂簡(jiǎn)單的控制電路原理圖、能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的控制電路。本章要求6.1常用低壓電器利用繼電器、接觸器實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)設(shè)備的控制和保護(hù)，稱為繼電接觸控制。本講主要介紹幾種常用的低壓電器，基本的控制環(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié)的典型線路。實(shí)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。下面介紹常用控制電器的用途及電工表示符號(hào)。刀開關(guān)和組合開關(guān)(一)刀開關(guān)（QS）1.作用：起接通電源的作用分為：?jiǎn)蔚叮河迷谀骋幌嗑€上雙刀：用在兩相上三刀:用在三相上2.符號(hào)：QS3.選擇:

選擇額定電壓和額定電流分別等于或稍大于電動(dòng)機(jī)的額定電壓和額定電流(二)組合開關(guān)（QS）1.作用:與刀開關(guān)的作用相同,一般用在電柜上2.符號(hào):靜觸點(diǎn)動(dòng)觸點(diǎn)QS3.結(jié)構(gòu)：由多層動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)組成－－控制按鈕（SB）主令電器1.作用:用于接通或斷開輔助電路的，靠手動(dòng)。2.結(jié)構(gòu)：

觸點(diǎn)1觸點(diǎn)21—常閉觸點(diǎn)或動(dòng)斷觸點(diǎn)2—常開觸點(diǎn)或動(dòng)合觸點(diǎn)3.符號(hào):常開(動(dòng)合)按鈕SB常閉(動(dòng)斷)按鈕SB復(fù)合按鈕復(fù)合按鈕：常開按鈕和常閉按鈕做在一起。分析復(fù)合按鈕時(shí)請(qǐng)注意：手按下時(shí)，常閉先斷，

t后常開才閉。SB熔斷器和熱繼電器(一)熔斷器（FU）1.作用：短路保護(hù)2.符號(hào)：FU3.選擇熔體：對(duì)于無(wú)沖擊電流的電路：如照明電路，

IFN≥I

(I為電路的最大電流)

對(duì)于有沖擊電流的電路：如電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，

IFN≥(1.5～3)IMN

若有幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用一熔斷器，

IFN≥(1.5～3)IMN+∑IMN

—它的主要部分就是熔體，也叫保險(xiǎn)絲。1.作用:用于電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期過載保護(hù)發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長(zhǎng)時(shí)間過載（熱量積累），雙金屬片被烤熱。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，常閉觸頭斷開。發(fā)熱元件I常閉觸頭雙金屬片扣板(二)熱繼電器（FR）2.結(jié)構(gòu)：3.功能：串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中4.符號(hào)：發(fā)熱元件FR動(dòng)斷觸點(diǎn)FR交流接觸器和中間繼電器(一)交流接觸器（KM）~~~動(dòng)作過程線圈通電銜鐵被吸合主觸頭閉合電機(jī)接通電源線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧輔助觸頭M3~電機(jī)線圈通電后，觸頭才動(dòng)作。1.作用:

接通或斷開電路的,利用電磁吸力的作用而動(dòng)作的。2.符號(hào)：接觸器線圈接觸器主觸頭－－用于主電路（流過的電流大，需加滅弧裝置）常開常閉接觸器輔助觸頭－－用于控制電路（流過的電流小，無(wú)需加滅弧裝置）接觸器控制對(duì)象：電動(dòng)機(jī)及其它電力負(fù)載接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點(diǎn)數(shù)目等。KMKMKM(二)中間繼電器（KM）1.作用:用于輔助電路,彌補(bǔ)觸點(diǎn)的不足。2.工作原理:與交流接觸器相同簡(jiǎn)單的接觸器控制ABCM3~刀閘起隔離作用自保持停止按鈕起動(dòng)按鈕特點(diǎn)：小電流控制大電流。(一)低壓斷路器(QF)

—自動(dòng)開關(guān)或空氣開關(guān)1.作用:兼有刀開關(guān)和熔斷器的作用2.符號(hào):QF×××3.動(dòng)作原理:低壓斷路器和漏電保護(hù)開關(guān)(二)漏電保護(hù)開關(guān)漏電保護(hù)器（漏電保護(hù)開關(guān)）是一種電氣安全裝置。將漏電保護(hù)器安裝在低壓電路中，當(dāng)發(fā)生漏電和觸電時(shí)，且達(dá)到保護(hù)器所限定的動(dòng)作電流值時(shí)，就立即在限定的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作自動(dòng)斷開電源進(jìn)行保護(hù)。漏電保護(hù)為近年來推廣采用的一種新的防止觸電的保護(hù)裝置。在電氣設(shè)備中發(fā)生漏電或接地故障而人體尚未觸及時(shí)，漏電保護(hù)裝置已切斷電源；或者在人體已觸及帶電體時(shí)，漏電保護(hù)器能在非常短的時(shí)間內(nèi)切斷電源，減輕對(duì)人體的危害。漏電保護(hù)器工作原理：三相線U，V，W和中性線Ｎ穿過零序電流互感器。在正常情況下（無(wú)觸電或漏電故障發(fā)生），三相線和中性線的電流相量和等于零，即：IU＋I(xiàn)V＋I(xiàn)W＋I(xiàn)N＝Ｏ因此，各相線電流在零序電流互感器鐵芯中所產(chǎn)生磁通向量之和也為零，即：ΦU＋ΦV＋ΦW＋ΦN＝０

當(dāng)有人觸電或出現(xiàn)漏電故障時(shí)，即出現(xiàn)漏電電流，這時(shí)通過零序電流互感器的二次電流相量和不再為零，即：IU＋I(xiàn)V＋I(xiàn)W＋I(xiàn)N≠０使用時(shí)，應(yīng)接在電能表和熔斷器后面，安裝時(shí)應(yīng)按開關(guān)規(guī)定的標(biāo)志接線。接線完畢后應(yīng)按動(dòng)試驗(yàn)按鈕，檢查漏電保護(hù)開關(guān)是否動(dòng)作可靠。投入正常運(yùn)行后，應(yīng)定期校驗(yàn)。一般每月需在合闡通電狀態(tài)下按動(dòng)試驗(yàn)按鈕SB一次。漏電保護(hù)器的接線

電機(jī)起動(dòng)、停車（點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)行、多地點(diǎn)控制、順序控制等）

電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

行程控制

時(shí)間控制

速度控制

……6.2常用電動(dòng)機(jī)的控制線路點(diǎn)動(dòng)控制直接接電源有問題B'C'KMSB控制電路主電路M3~ABCFUQSKM停電或電壓嚴(yán)重不足時(shí)，不能自行切斷電源。若停電時(shí)忘拉掉QS，則來電后就會(huì)重新起動(dòng)，這時(shí)可能已下班；電壓嚴(yán)重不足時(shí)，可造成電動(dòng)機(jī)電流增大導(dǎo)致發(fā)熱。所以必須加入接觸器，使其能自動(dòng)斷電。稱為失壓保護(hù)。相應(yīng)的控制電路如下。單向旋轉(zhuǎn)控制線路B'C'KMSB點(diǎn)動(dòng)控制動(dòng)作過程觸頭（KM）打開按鈕松開線圈（KM）斷電電機(jī)停轉(zhuǎn)。觸頭（KM）閉合按下按鈕（SB）

線圈（KM）通電電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；控制電路M3~ABCKMFUQS主電路電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行M3~ABCKMFUQSB'起動(dòng)按鈕由“點(diǎn)動(dòng)”引出——手松開按鈕后，仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。KMKMSB2C'SB1停車按鈕手松開后按鈕的常開觸點(diǎn)斷，此處必須經(jīng)另外路徑閉合（與按鈕的常開并聯(lián)）。而按鈕（按下后）松開前接觸器的常開觸點(diǎn)已閉合，所以可用此觸點(diǎn)并聯(lián)。要讓電機(jī)停止，就需添加停止按鈕。電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行按下SB2

線圈（KM）通電

電機(jī)起動(dòng)同時(shí)，輔助觸頭（KM）閉合，即使松開SB2，線圈保持通電狀態(tài)，電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。稱為自鎖或自保持。M3~ABCKMFUQSB'KM自鎖KMSB2C'起動(dòng)按鈕SB1停車按鈕動(dòng)作過程按下SB1

線圈（KM）斷電

電機(jī)停止同時(shí)，輔助觸頭（KM）斷開，下次起動(dòng)仍要按SB2。同時(shí)用三個(gè)發(fā)熱元件——防止單相運(yùn)行或接而斷了一根相線的情況。這時(shí)若不用三個(gè)發(fā)熱元件，則發(fā)熱元件所在線的電流并非最大、而起不到保護(hù)作用。異步機(jī)的過載保護(hù)KMSB1KMSB2FR發(fā)熱元件熱繼電器觸頭M3~ABCKMFUQSFR電機(jī)發(fā)熱到一定程度，常閉斷開，KM線圈斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)，起到保護(hù)作用。發(fā)熱元件串在電機(jī)主回路，其常閉觸點(diǎn)串在控制回路。點(diǎn)動(dòng)+連續(xù)運(yùn)行主電路QSKHM3~ABCKMFU既能點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行、又能連續(xù)運(yùn)行，是“或”即并聯(lián)。但：實(shí)際上無(wú)法點(diǎn)動(dòng)?！逽B2（連續(xù)）

SB3（點(diǎn)動(dòng)）不行；而SB2（連續(xù)）

SB1（停止）

SB3KM通電、自鎖點(diǎn)動(dòng)仍不行。所以需在此基礎(chǔ)上，加入復(fù)合按鈕。KMSB1KMSB2KHSB3控制電路點(diǎn)動(dòng)連續(xù)KMSB1KMSB2KHSBM3~KMFKMFSB1SBFFRKMRKMRSBRABCKMFFUQSFR該電路必須先停車才能由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)。SBF和SBR不能同時(shí)按下，否則會(huì)造成短路（圖中A、C之間）！操作過程：SBF正轉(zhuǎn)SBR反轉(zhuǎn)停車SB1KMR正反轉(zhuǎn)控制線路電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制(2)--加互鎖互鎖作用：正轉(zhuǎn)時(shí)，SBR不起作用；反轉(zhuǎn)時(shí)，SBF不起作用。從而避免兩觸發(fā)器同時(shí)工作造成主回路短路。KMRM3~ABCKMFFUQSFR互鎖但：正轉(zhuǎn)停車反轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)停車正轉(zhuǎn)KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRSBRKMF電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制(3)--雙重互鎖KMRM3~ABCKMFFUQSFRKMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR電氣互鎖機(jī)械互鎖雙保險(xiǎn)機(jī)械互鎖（復(fù)合按鈕）電氣互鎖（互鎖觸頭）正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)無(wú)需先停車！例如：甲、乙兩地同時(shí)控制一臺(tái)電機(jī)方法：兩起動(dòng)按鈕并聯(lián)；兩停車按鈕串聯(lián)。乙地甲地KMSB1乙KMSB1甲SB2甲SB2乙FR兩地控制順序控制1#2#

例如：皮帶運(yùn)輸起動(dòng)要求:1#電機(jī)先起動(dòng)，2#電機(jī)才動(dòng)。停車要求:2#電機(jī)先停，1#電機(jī)才停。行程控制(一)行程開關(guān)(SQ)——也稱限位開關(guān)

動(dòng)作原理:運(yùn)動(dòng)部件撞擊產(chǎn)生動(dòng)作符號(hào)：動(dòng)斷觸點(diǎn)：動(dòng)合觸點(diǎn)：SQ主電路：一臺(tái)電機(jī)正反轉(zhuǎn)向右工作臺(tái)撞塊向右（電機(jī)正轉(zhuǎn)）ABSQA1SQA2SQB1SQB2例:工作臺(tái)前進(jìn)、后退往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制電路：應(yīng)在正反轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，在每套支路中分別串聯(lián)行程開關(guān)的動(dòng)斷觸點(diǎn).SQA1SQA2SQB2SQB1(二).控制電路KMFKMRKMFKMRSBstFSBstRKMRKMFSBstpFRSQA1SQA1SQA2SQB2SQB1KMFKMRKMFKMRSBstFSBstRKMRKMFSBstpFR電動(dòng)機(jī)的保護(hù)

短路保護(hù)是因短路電流會(huì)引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，使電動(dòng)機(jī)和電器設(shè)備產(chǎn)生機(jī)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(dòng)機(jī)工作時(shí)，引起電流增加甚至使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可能自動(dòng)重新起動(dòng)(亦稱自起動(dòng))，易造成人身或設(shè)備故障。常用的失壓和欠壓保護(hù)有：對(duì)接觸器實(shí)行自鎖；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護(hù)。

過載保護(hù)是為防止三相電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中電流超過額定值而設(shè)置的保護(hù)。常采用熱繼電器FR保護(hù)，也可采用自動(dòng)開關(guān)和電流繼電器保護(hù)。繼電接觸控制線路由一些基本控制環(huán)節(jié)組成，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(shí)際位置，突出的是電氣原理。電器自動(dòng)控制原理圖的繪制原則及讀圖方法：1.按國(guó)家規(guī)定的電工圖形符號(hào)和文字符號(hào)畫圖。2.控制線路由主電路(被控制負(fù)載所在電路)和控制電路(控制主電路狀態(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(diǎn))按