低壓電器及繼電接觸控制

§1電器設(shè)備及低壓電器簡述電器設(shè)備——屬于電氣設(shè)備（電氣設(shè)備即電設(shè)備）。

電器設(shè)備可以很大、很復(fù)雜，比如一臺(tái)彩色電視機(jī)或者一套自動(dòng)化裝置；電器設(shè)備也可以很小、很簡單，比如一個(gè)鈕子開關(guān)或者一個(gè)熔斷器。在工業(yè)意義上，電器設(shè)備是指能根據(jù)特定的信號(hào)和要求，自動(dòng)或手動(dòng)地接通或斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測、變換和調(diào)節(jié)用的電氣設(shè)備。電器設(shè)備的種類繁多，構(gòu)造各異。

低壓電器（Low-voltageApparatus）則指工作在交流1200V

、直流1500V以下的電路中起通斷、控制、保護(hù)和調(diào)節(jié)作用的電氣設(shè)備。第1頁/共50頁低壓電器配電電器控制電器開關(guān)熔斷器……接觸器繼電器起動(dòng)器……中間繼電器熱繼電器時(shí)間繼電器……第2頁/共50頁

現(xiàn)代低壓電器的發(fā)展趨勢——高性能、小型化、電子化、智能化、模塊化、組合化、多功能化以及可通信功能?，F(xiàn)代低壓電器的特點(diǎn)：（1）低壓電器產(chǎn)品中裝有微處理器（2）低壓電器帶有通信接口，能與現(xiàn)場總線連接；（3）采用標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)，具有互換性，內(nèi)部可更換部件采用模塊化結(jié)構(gòu)（4）保護(hù)功能齊全（5）外部故障記錄顯示（6）參數(shù)測量顯示（7）內(nèi)部故障自診斷（8）能進(jìn)行雙向通信第3頁/共50頁

膠蓋開關(guān)是一種最常用的簡易開關(guān)，可用于照明電路的通斷，也可用于不頻繁地手動(dòng)操作小型電動(dòng)機(jī)（功率在5.5kW及以下）。膠蓋開關(guān)§2常用低壓電器刀片刀座熔絲上下膠木蓋瓷底座第4頁/共50頁鐵殼開關(guān)可手動(dòng)不頻繁地通斷電路或作為線路末端的短路保護(hù)之用。由于鐵殼開關(guān)具有全封閉的可開合的外殼，所以可用于有粉塵的場所。鐵殼開關(guān)的殼蓋打開時(shí)不能合閘，而合閘時(shí)殼蓋不能打開，比較安全。鐵殼滅弧罩刀座刀片操作手柄熔斷器鐵殼開關(guān)第5頁/共50頁組合開關(guān)M3～3～組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，它有三對(duì)靜觸點(diǎn)和三個(gè)動(dòng)觸片，通過手柄轉(zhuǎn)動(dòng)絕緣轉(zhuǎn)軸，即可轉(zhuǎn)動(dòng)裝在轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)動(dòng)觸片，從而使電路接通或斷開。組合開關(guān)可以直接用來控制小容量電動(dòng)機(jī)的起停；對(duì)于較大容量的電動(dòng)機(jī)，不能帶負(fù)載操作。第6頁/共50頁自動(dòng)空氣開關(guān)113載1、3、11——拉力彈簧，2——鎖扣，4、8、10——頂桿，5、9——電磁鐵，6——發(fā)熱元件，7——雙金屬片。

自動(dòng)空氣開關(guān)又稱低壓斷路器，是重要的配電電器。除具有全負(fù)荷分?jǐn)嗄芰ν?，還具有短路、過載、欠壓或失壓等保護(hù)功能，并具有很好的滅弧能力。常用作配電箱中的總開關(guān)或分路開關(guān)。在建筑工程中是應(yīng)用最廣泛的一種電器設(shè)備。第7頁/共50頁熔斷器半封閉瓷插入式無填料密封管式

熔斷器是最簡便的和最常用的短路保護(hù)電器。線路在正常工作時(shí)，熔斷器的熔絲或熔片不應(yīng)熔斷，一旦發(fā)生短路或嚴(yán)重過載，熔絲或熔片應(yīng)立即熔斷。第8頁/共50頁有填料螺旋式有填料密封管式第9頁/共50頁按鈕

按鈕用來接通或斷開控制電路，從而控制電動(dòng)機(jī)或其它電氣設(shè)備的運(yùn)行。有的按鈕只有一個(gè)常開觸點(diǎn)；有的按鈕只有一個(gè)常閉觸點(diǎn)；有一種復(fù)合按鈕，其中有一個(gè)常開觸點(diǎn)，一個(gè)常閉觸點(diǎn)，兩個(gè)觸點(diǎn)是互相聯(lián)動(dòng)的。按鈕還有其它情況。按鈕中通過的電流較小，額定電流在5A以下。第10頁/共50頁交流接觸器3～靜鐵芯動(dòng)鐵芯主觸點(diǎn)輔助觸點(diǎn)M3~吸引線圈第11頁/共50頁

繼電器電壓繼電器電流繼電器中間繼電器熱繼電器時(shí)間繼電器…...繼電器中間繼電器的工作原理與接觸器相同，只是用途有所不同。接觸器主要用來接通或斷開主電路，中間繼電器則主要用在控制電路中，用來擴(kuò)大輔助觸點(diǎn)的數(shù)目。第12頁/共50頁發(fā)熱元件I常閉觸頭雙金屬片扣板熱繼電器

熱繼電器是用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。由于熱慣性，熱繼電器不能用作短路保護(hù)，這一點(diǎn)正合乎控制的要求，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或短時(shí)過載時(shí)，熱繼電器不會(huì)動(dòng)作，避免了不必要的停車。如果要熱繼電器復(fù)位，可按復(fù)位按鈕，有的熱繼電器可以自動(dòng)復(fù)位。第13頁/共50頁延時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)瞬時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)活塞及活塞桿鐵芯及線圈時(shí)間繼電器第14頁/共50頁§3三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的控制電路1啟動(dòng)合上QS，為啟動(dòng)作準(zhǔn)備

按下SB2

KM的線圈通電

KM的主觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)都閉合

電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。

KM

的輔助觸點(diǎn)也稱自鎖觸點(diǎn)，其作用是，即使SB2打開，也可使KM的線圈繼續(xù)通電，這種作用稱自鎖。2停車要使電動(dòng)機(jī)停車，按下SB1即可。第15頁/共50頁熱繼電器FR啟動(dòng)按鈕SB2交流接觸器KMM3~3～停車按鈕SB1組合開關(guān)QS熔斷器FU第16頁/共50頁熱繼電器FR交流接觸器KMM3~3～熔斷器FU啟動(dòng)按鈕SB2停車按鈕SB1組合開關(guān)QS第17頁/共50頁熱繼電器FR交流接觸器KMM3~3～熔斷器FU啟動(dòng)按鈕SB2停車按鈕SB1組合開關(guān)QS第18頁/共50頁熱繼電器FR交流接觸器KMM3~3～熔斷器FU啟動(dòng)按鈕SB2停車按鈕SB1組合開關(guān)QS第19頁/共50頁熱繼電器FR交流接觸器KMM3~3～熔斷器FU啟動(dòng)按鈕SB2停車按鈕SB1組合開關(guān)QS第20頁/共50頁熱繼電器FR交流接觸器KMM3~3～熔斷器FU啟動(dòng)按鈕SB2停車按鈕SB1組合開關(guān)QS第21頁/共50頁3保護(hù)

3.1短路保護(hù)：起短路保護(hù)的電器是熔斷器。當(dāng)電路短路時(shí)，熔斷器熔斷，電動(dòng)機(jī)立即停車。

3.2過載保護(hù)：起過載保護(hù)的電器是熱繼電器。當(dāng)過載時(shí)，熱繼電器的熱元件發(fā)熱，其常閉觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)也停車。重新啟動(dòng)時(shí)，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)應(yīng)復(fù)位。熱繼電器可以是三個(gè)熱元件，也可以是兩個(gè)熱元件，但不能只是一個(gè)熱元件。否則單相短路時(shí)，不能起到過載保護(hù)作用。

3.3欠壓或失壓保護(hù)：當(dāng)欠壓或失壓時(shí)，交流接觸器的動(dòng)鐵芯釋放，其主觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)都斷開，電動(dòng)機(jī)即停車。當(dāng)電源電壓恢復(fù)時(shí)，如不按啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)不能自行啟動(dòng)。這一點(diǎn)較之用刀開關(guān)或組合開關(guān)直接啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)安全。第22頁/共50頁熱繼電器FR交流接觸器KMM3~3～熔斷器FU啟動(dòng)按鈕SB2停車按鈕SB1×××組合開關(guān)QS第23頁/共50頁

上述電路分主電路和控制電路兩部分：

主電路：三相電源

QS

FU

KM主觸點(diǎn)

FR熱元件

電動(dòng)機(jī)

控制電路：電源

SB1

SB2

KM線圈

FR常閉觸點(diǎn)

電源KM輔助觸點(diǎn)

上述電路中，各控制電器按其實(shí)際位置畫出，屬于同一控制電器的各元件集中在一起，這樣的圖稱為控制線路的結(jié)構(gòu)圖。結(jié)構(gòu)圖的優(yōu)點(diǎn)是比較容易識(shí)別電器，便于安裝和檢修；缺點(diǎn)是當(dāng)線路比較復(fù)雜和使用電器較多時(shí)，線路不容易看清楚。第24頁/共50頁

為了讀圖和分析研究的方便，也為了設(shè)計(jì)的方便，控制電路常根據(jù)其工作原理畫出，稱為原理圖。畫原理圖時(shí)，應(yīng)遵循幾個(gè)原則：（1）主電路和控制電路分開畫。（2）同一電器的各元件按其作用分別畫在主電路和控制電路中，并嚴(yán)格按照國標(biāo)規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示。（3）所有電器的觸點(diǎn)都按最初未動(dòng)作時(shí)的狀態(tài)畫出。（4）接觸器或繼電器的線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。（5）主電路用較粗的線條畫在左側(cè)或上方；控制電路用較細(xì)的線條畫在右側(cè)或下方?？刂齐娐分懈髟?yīng)按自上而下，自左而右的動(dòng)作順序排列，這樣的圖又稱梯形圖。第25頁/共50頁三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的控制電路原理圖由于有自鎖觸點(diǎn)，所以可以連續(xù)運(yùn)行。M3~ABCQSFRFRKMFUKMSB2SB1KM第26頁/共50頁M3~ABCQSFRFRKMFUSB2SB1KM沒有自鎖觸點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。第27頁/共50頁例1：一臺(tái)電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)+連續(xù)運(yùn)行的控制電路。M3~ABCQSFRKMFUFRKASB3KASB1KASB2KM~第28頁/共50頁例2：甲、乙兩地同時(shí)控制一臺(tái)電機(jī)的控制電路。方法：兩啟動(dòng)按鈕并聯(lián)；兩停車按鈕串聯(lián)。KMSB1SB2KMSB1SB2乙地甲地FR第29頁/共50頁例3：以下控制電路能否實(shí)現(xiàn)即能點(diǎn)動(dòng)、又能連續(xù)運(yùn)行

KMSB1KMSB2KHSB3第30頁/共50頁§4三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制電路

在生產(chǎn)上往往要求運(yùn)動(dòng)部件向兩個(gè)相反方向運(yùn)動(dòng)。例如機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)與后退；起重機(jī)的提升與下降等，這時(shí)就需要電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，只要對(duì)調(diào)電動(dòng)機(jī)電源相序即可。在控制電路中，則需要兩個(gè)交流接觸器。

在電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制電流中，兩個(gè)交流接觸器不能同時(shí)工作，否則將發(fā)生電源短接。為了防止兩個(gè)交流接觸器同時(shí)工作，在控制電路中使用了互鎖觸點(diǎn)起互鎖作用。第31頁/共50頁FRSB1M3~ABCQSFRKMFFUSBFSBRKMFKMFKMRKMRKMFKMRKMR互鎖觸點(diǎn)第32頁/共50頁

上述電路有個(gè)缺點(diǎn)，就是在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)過程中若需要反轉(zhuǎn)，必須先按下停車按鈕SB1，讓互鎖觸點(diǎn)KMF閉合后，再按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SBR，電動(dòng)機(jī)才反轉(zhuǎn)。為了解決這個(gè)問題，常采用復(fù)合按鈕以實(shí)現(xiàn)機(jī)械互鎖。這時(shí)在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)過程中若需要反轉(zhuǎn)，直接按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SBR即可；同樣，在反轉(zhuǎn)過程中若需要正轉(zhuǎn)，直接按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SBF即可。第33頁/共50頁FRSB1M3~ABCQSFRKMFFUSBFSBRKMFKMRKMFKMRKMFKMRKMR機(jī)械互鎖第34頁/共50頁§5三相異步電動(dòng)機(jī)Y-

換接啟動(dòng)的控制電路1啟動(dòng)合上QS，為啟動(dòng)作準(zhǔn)備

2停車要使電動(dòng)機(jī)停車，按下SB1即可。按下SB2

KM1通電KMY通電KT通電KM

斷電KMY斷電KM

通電KT斷電延時(shí)（Y接啟動(dòng)）（接運(yùn)行）第35頁/共50頁FRSB2SB1KM1M3~ABCQSFRFUKM

KTKMYKM1KM

KTKTKM

KMYKMYKM

KM1U1V1W1U2V2W2第36頁/共50頁§6行程開關(guān)及行程控制1行程開關(guān)1——滾輪2——接桿3——凸輪，4——復(fù)位彈簧5——觸點(diǎn)6——推桿

行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，它有一個(gè)或幾個(gè)常開觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)，當(dāng)機(jī)械部件所帶動(dòng)的擋塊撞動(dòng)行程開關(guān)的滾輪時(shí)，則行程開關(guān)動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開。第37頁/共50頁2行程控制

在生產(chǎn)上常需要使機(jī)械部件作上下或左右往返運(yùn)動(dòng)，這可以通過行程開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，這就是行程控制。正程STASTB逆程STASTB正程逆程第38頁/共50頁FRSB1SBFSBRKMFKMRKMFKMRKMFKMRSTASTBM3~ABCQSFRKMFFUKMR第39頁/共50頁FRSB1SBFSBRKMFKMRKMFKMRKMFKMRSTASTBSTASTBM3~ABCQSFRKMFFU第40頁/共50頁（皮帶運(yùn)輸機(jī)的控制電路）

皮帶運(yùn)輸機(jī)通常采用多條皮帶聯(lián)合運(yùn)行，以運(yùn)送各種物料，幾條皮帶就需要幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)。假若是兩條皮帶，就需要兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。為了防止運(yùn)送物料在皮帶上造成堵塞，對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)的要求是：啟動(dòng)時(shí)，要先啟動(dòng)第一條皮帶，后啟動(dòng)第二條皮帶；停止時(shí)，先停第二條皮帶，再停第一條皮帶。所以，皮帶運(yùn)輸機(jī)的控制，實(shí)際上是順序控制。M1M2第一條皮帶第二條皮帶§7三相異步電動(dòng)機(jī)的順序控制第41頁/共50頁ABCQSM13~FR1KM1FU1M23~FR2KM2FU2SB1SB2SB4KM1KM2KM1FR1FR2KM2KM2SB3KM1第42頁/共50頁§8三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)電磁抱閘制動(dòng)電磁離合制動(dòng)電氣制動(dòng)反接制動(dòng)能耗制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng)斷電電磁抱閘制動(dòng)通電電磁抱閘制動(dòng)第43頁/共50頁SB1SB2KM2KM1FRKM1KM2~斷電電磁抱閘制動(dòng)ABCQSM13~FRKM2FUKM1

一般在電梯、吊車、卷揚(yáng)機(jī)等一類升降機(jī)械負(fù)載上，應(yīng)采用斷電電磁抱閘制動(dòng)方式；像機(jī)床一類經(jīng)常需要調(diào)整加工件位置的機(jī)械設(shè)備，往往采用通電電磁抱閘制動(dòng)方式。電磁抱閘制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)力矩大，制動(dòng)迅速、安全可靠、停車準(zhǔn)確。其缺點(diǎn)是制動(dòng)越快，沖擊振動(dòng)就越大，對(duì)機(jī)械設(shè)備