第8章繼電接觸器控制系統8.1常用控制電器8.2三相異步電動機控制線路本章要求：1.了解常用低壓電器的結構、功能和用途。2.掌握自鎖、聯鎖的作用和方法。3.掌握過載、短路和失壓保護的作用和方法。4.掌握基本控制環節的組成、作用和工作過程。能讀懂簡單的控制電路原理圖、能設計簡單的控制電路。第8章繼電接觸器控制系統應用電動機拖動生產機械，稱為電力拖動。利用繼電器、接觸器實現對電動機和生產設備的控制和保護，稱為繼電接觸控制。本章主要介紹幾種常用的低壓電器，基本的控制環節和保護環節的典型線路。實現繼電接觸控制的電氣設備，統稱為

控制電器，如閘刀、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。第8章繼電接觸控制系統

繼電接觸器控制線路是由一些基本控制環節組成，下面介紹繼電接觸控制線路的繪制。在電工技術中所繪制的控制線路圖為原理圖，它

不考慮電器的結構和實際位置，而突出的是電氣原理。控制電器手動電器自動電器刀開關組合開關按鈕……接觸器繼電器行程開關……8.1常用控制電器由操作人員手動操縱按照指令、信號、或某個物理量的變化而自動動作8.1.1閘刀開關三極開關（或三刀開關）控制對象：380V，5.5kW以下小電機。刀開關額定電流值選擇：（3~5）倍異步電機額定電流。（考慮到電機較大的起動電流)電氣圖形符號適用：不頻繁接通和斷開的電路。（2）這種開關適用于不頻繁接通和斷開電路。圖形符號8.1.2組合開關控制對象：<380V，<60A電力負載。作一般照明、電熱等回路控制開關，

也可作分支線路配電開關，以及適用

于機床設備的電源引入開關。注意：

（1）因這種開關易被電弧燒壞，故不宜帶重載接通或分斷電路。組合開關內部結構圖

組合開關組合開關又稱轉換開關，由數層動、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動觸點裝在轉軸上，用手柄轉動轉軸使動觸片與靜觸片接通與斷開。可實現多條線路、不同聯接方式的轉換。轉換開關中的彈簧可使動、靜觸片快速斷開，利于熄滅電弧。但轉換開關的觸片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，電流100A以下的電路中做電源開關。M3~圖1用組合開關起停電動機的接線圖低壓斷路器工作原理圖

低壓斷路器的三主、副觸頭串聯在被保護的三相主電路中，因鎖鉤鉤住彈簧，使主觸頭保持閉合狀態。當線路正常工作時，過流脫扣器中電磁吸力不足吸合銜鐵。若線路發生短路或有較大過電流時，過流脫扣器中電磁吸力增大，銜鐵吸合，撞擊杠桿，把鎖鉤頂上去，在釋放彈簧的作用下斷開主觸頭，實現短路保護。若遇線路電壓下降或失去電壓時，欠電壓脫扣器吸力減小或失去吸力，銜鐵被彈簧拉開，撞擊杠桿，把搭鉤頂開，切斷主觸頭，實現欠壓保護。

工作原理8.1.3自動空氣開關（斷路器）熔斷器簡稱保險絲，是最簡單有效的短路保護裝置。

熔斷器中的熔絲和熔片是用易熔合金制成的，當流過熔體的電流大于它的

整定值時，熔體立刻熔斷，切斷電源，起到保護作用。8.1.4熔斷器電氣圖形符號符號FU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)單臺電機用于低壓線路中的短路保護。常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。熔斷器熔體

選用的原則：結構原理圖及圖符號控制按鈕結構：由按鈕帽、復位彈簧橋式觸點和外殼構成。

動觸點和上面的靜觸點組成常閉；和下面的靜觸點組成常開。按下按鈕，常閉觸點斷開、常開觸點閉合；松開按鈕，在彈簧作用下各觸點恢復原態。8.1.5控制按鈕控制按鈕是一種結構簡單，應用廣泛的主令電器。按鈕(手動切換電器)(b)結構按鈕常用于接通和斷開控制電路。按鈕的外形圖和結構如圖所示。按鈕開關的外形和符號(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結構符號名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復合按鈕1234123按鈕帽動畫結構原理圖及圖形符號工作原理：當運動機構的擋鐵壓到位置開關的滾輪上時，轉動

杠桿連同轉軸一起轉動，凸輪撞動撞塊使得常閉觸點斷開，常

開觸點閉合；擋鐵移開后，復位彈簧使其復位。8.1.6行程開關（位置開關）位置開關又稱行程開關或限位開關，其作用是將機械位移轉

換成電信號，使電動機運行狀態發生改變，即按一定行程自動停車、反轉、變速或循環。8.1.7交流接觸器作用：用來接通或斷開電動機或其他設備的主電路。結構：主要由電磁鐵和觸點兩部分組成。

觸點又可分為主觸點和輔助觸點。接觸器技術指標：額定工作電壓、電流、觸點數目等電氣圖形符號如CJ10系列：主觸點額定電流5、10、20、40、75、120A等數種；勵磁繞組額定工作電壓通常是220V或380V。（屬同一器件的線圈和

觸點用相同的文字表示。）觸頭系統電磁系統接觸器結構組成及作用：交流接觸器結構原理圖鐵芯、銜鐵通電線圈三對主觸頭：控制主電路的通、斷.兩對輔助常開觸頭、兩對輔助常閉觸頭：自鎖和互鎖交流接觸器產品外形圖接觸器主觸點－用于主電路(流過的電流大，需加滅弧裝置）接觸器輔助觸點－用于控制電路（流過的電流小，無需加滅弧裝置）接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關電器。線圈輔助觸點鐵心銜鐵主觸點常閉常開彈簧動作過程：線圈通電銜鐵被吸合觸點閉合接通電源8.1.8繼電器

繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區別在

于，接觸器的主觸點可以通過大電流，而繼電器的觸點只能通過小電流。中間繼電器熱繼電器（做過載保護）時間繼電器（具有延時功能）速度繼電器…...繼電器類型：

作用：繼電器用來傳遞信號或用于同時控制多個電路。中間繼電器觸頭容量小，觸點數目多，用于控制線路。1.中間繼電器電氣圖形符號作用：電動機的過載保護。2.熱繼電器電氣圖形符號注：(1)圖形符號中，虛線表示執行操作。

突起加虛線表示熱執行器操作。(2)屬同一器件的線圈和觸點用相同的文字表示。圖形符號：新國標準符號舊國標準符號

發熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開。熱繼電器是利用電流的熱效應原理來切斷電路以保護電器的設備。結構原理圖2.工作原理：1.結構：時間繼電器的觸點動作：是從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，經過一段時間延時后才動作的繼電器。適用于：定時控制。3.時間繼電器晶體管

時間繼電器數字顯示

時間繼電器空氣式

時間繼電器線圈通電銜鐵吸合（向下）連桿動作觸點動作結構原理圖通電延時：當線圈通電時觸點延時動作，線圈斷電時使觸點瞬時復位；斷電延時：線圈斷電時使觸點延時復位，線圈通電時使觸點瞬時動作。時間繼電器是電路中控制動作時間的設備。它利用電磁原理來實現觸點的延時接通和斷開。空氣式時間繼電器時間繼電器觸頭類型1.按國家規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(控制主電路狀態)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。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畫出，即按通電前的狀態繪制。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。電器自動控制原理圖的繪制原則及讀圖方法：常用控制電器的圖形符號中間繼電器

行程開關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)必須保證每個線圈加額定電壓工作，不能將兩個

電壓線圈串聯。8.2三相異步電動機的基本控制電路8.2.1點動控制和單向自鎖運行控制8.2.3.正、反轉控制8.2.4.行程控制8.2.2.多地控制和順序控制8.2.5.時間控制8.2.1點動控制和單向自鎖運行控制1.點動控制電路控制電路主電路三相電源點動按鈕按下點動按鈕（SB）→線圈（KM）通電→主觸頭（KM）閉合→電機轉動；

松開點動按鈕（SB）→線圈（KM）斷電→主觸頭（KM）打開→電機停轉。

動作過程1.點動控制電路控制過程控制電路主電路2.電動機單向自鎖運行控制電路按下啟動按鈕（SB2）→線圈（KM）通電→KM

主觸頭閉合，輔助常開閉合自鎖→電動機連續運轉；按下停止按鈕（SB1）→線圈（KM）斷電→KM主觸頭與輔助觸頭均打開→電動機停轉。

停止按鈕起動按鈕自保持自鎖電動機單向自鎖連續運行加過載保護控制電路主電路控制電路熱繼電器常閉觸頭熱繼電器發熱元件電流成回路，發熱元件

只要接兩相也可以直接起動控制電路原理圖控制電路中連接點編號：

接觸器線圈左側為單號，右側為雙號。主電路控制電路(1)電路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..保險絲熱繼電器發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動畫(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會引起電器設備絕緣損壞產生強大的電動力，使電動機和電器設備產生機械性損壞，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，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動機停轉，在電源電壓恢復時，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；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護。

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。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。通電轉動KM主電路FR3~MFUQQ動畫合上開關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。通電起動KM轉動主電路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鎖(2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路FRFUQ3~MQ轉動KM自鎖停車

按下停止按鈕SB1,

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

按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點斷開,電動機停轉。KM輔助觸點斷開，取消自鎖。

停轉FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路FRFUQ3~MQ斷電KM去掉KM輔助觸點,實現點動控制。電動機的保護1.短路保護：短路電流會引起電器設備絕緣損壞產生強大的電動力，使電動機和電器設備產生機械性損壞，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。2.失壓(零壓)保護：是指當電源暫時斷電或電壓嚴重下降時，要使電動機自動從電源切斷。當電源恢復時如不重按起動按鈕，電動機不能自行起動。否則，在電源電壓恢復時，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。

常利用接觸器線圈不加驅動電壓，觸頭不動作來實現的。3.過載保護：是為防止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。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電動機的保護

下面控制電路能否實現既能點動、又能連續運行思考不能點動！3.既能能點動又能連續工作的控制電路其中點動操作時:

要求按下起動按鈕，電動機運轉，松開起動按鈕，電動機停轉。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。復合按鈕后閉合先斷開按下SB3閉合電機運轉點動時：自鎖觸點KM不起作用通電用途:試車、檢修以及車床主軸的調整等。8.2.2.多地控制和順序控制例如：甲、乙兩地同時控制一臺電機。方法：兩起動按鈕并聯；兩停車按鈕串聯。對多地控制，只需將各地的

起動按鈕并聯（“或”邏輯），

停車按鈕串聯（“與”邏輯）。1.多地控制線路按SB2再按SB3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轉動2.電機的順序控制M2轉動8.2.3正、反轉控制電路在生產上往往要求運動部件向正反兩方向運動。也就是讓電動機做正反轉運動。如：

起重機提升和下放貨物，

工作臺的前進與后退移動等。將電動機接到電源的任意兩根線對調一下，即可使電動機反轉。

需要用兩個接觸器來實現這一要求。

當正轉接觸器工作時，電動機正轉；

當反轉接觸器工作時，反轉接觸器將電動機接到電源的任意兩根聯線對調一下，電動機反轉。注意：SB2和SB3不能同時按下，否則會造成短路！主電路

SB2KM1線圈得電KM1常開閉合自鎖電動機正轉；SB1電動機停轉。操作過程：

SB3KM2線圈得電KM2常開閉合自鎖電動機反轉；SB1電動機停轉。控制電路電動機正、反轉控制電路此正、反轉控制電路有何問題？很容易在電動機正轉時按下反轉按鈕或在電動機反轉時按下正轉按鈕，由此可造成兩相短路！如何改進控制電路，從而避免上述情況發生？SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成電源兩相短路。正反轉的控制線路3~MFRFU正轉觸點KMR動畫KMFKMF.KMRFRQKMFSB..SBFKMF正轉接觸器正轉按鈕

正反轉控制電路必須保證正轉、反轉接觸器不能同時動作。反轉接觸器SBRKMRKMR..........反轉按鈕反轉觸點為避免兩相短路：在正、反轉控制電路中串聯正、反轉接觸器的互鎖常閉觸頭。操作過程：電動機正轉起動？互鎖（聯鎖）互鎖（聯鎖）電動機反轉起動？缺點：當改變電動機轉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”。機械聯鎖電氣聯鎖利用復合按鈕的觸點實現聯鎖控制稱機械聯鎖。鼠籠式電動機正反轉的控制線路4123KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當電機正轉時，按下反轉按鈕SBR先斷開斷電閉合通電斷開停止正轉閉合閉合電機反轉8.2.4.行程控制如：起重機的提升與下放貨物。

工作臺的前進與后退運動。

在生產上往往要求運動部件被拖動到某一特定位置時，能自動通知控制電路，讓電動機改變運行狀態。

常常采用行程開關來控制。實現位置、往復控制或限位保護等。自動往返運動：1.能正向運行也能反向運行2.到位后能自動返回行程控制：控制某些機械的行程，當運動部件到達一定行程位置時利用行程開關進行控制。STBSTA電機正程行程開關STaSTb逆程貨物行程開關行程開關主電路控制電路至右極端位置撞開STB

動作過程：按下SB2正向運行電機停車至左極端位置撞開STA

按下SB3逆向運行電機停車8.2.5.時間控制KT線圈通電延時閉合常開觸點通電延時斷開常閉觸點斷電延時斷開斷電延時閉合時間繼電器KT常開觸點常閉觸點時間控制1.Y–換接起動控制線路Y接法KM3KM1FUQ接法動畫.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開復合按鈕起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電KM1接通電源KM2—繞組聯接KM3—繞組Y聯接常閉斷開常開閉合常閉延時斷開