第10章繼電接觸控制系統

Ch10Relay-ContactorControlSystem10.4

行程控制10.1

常用控制電器10.2

鼠籠式電動機直接起動的控制線路10.3

鼠籠式電動機正反轉的控制線路10.5

時間控制本章要求：1.了解常用控制電器結構、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。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。Ch10Relay-ContactorControlSystem

實現繼電接觸控制的電氣設備，統稱為控制電器，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。10.1Generalcontrollingapparatus10.1.1組合開關Switch-group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?？蓪崿F多條線路、不同聯接方式的轉換。為用轉換開關實現三相電動機起停控制的接線圖。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40A以下的電路中做電源開關。M3~圖10.1.1用組合開關起停電動機的接線圖10.1.2按鈕(Button)(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Normallyclosedbutton常開按鈕Normallyopenbutton復合按鈕Combinedbutton1234123按鈕帽交流接觸器的外形與結構10.1.3

接觸器Contactor用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關電器。(a)外形(b)結構接觸器通常為三對常開觸點，允許通過大電流，常用于主電路中。交流接觸器線圈通電銜鐵被吸合主觸頭閉合電機通電接觸器有關符號：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，無需加滅弧裝置）接觸器控制對象：電動機及其它電力負載接觸器技術指標：額定工作電壓、電流、觸點數目等。10.1.4

繼電器Relay

繼電器和接觸器的結構和工作原理大致相同。主要區別在于：

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，觸點數目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。1.電流及電壓繼電器CurrentorVoltageRelay電流繼電器：可用于過載或過載保護，電壓繼電器：主要作為欠壓、失壓保護。2.中間繼電器IntermediateRelay

中間繼電器觸頭容量小，觸點數目多，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動機或其他電氣執行元件。(b)

符號KA線圈常開觸頭KA常閉觸頭KA(a)外形中間繼電器外形與符號3.時間繼電器TimeRelay

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。適用于定時控制時間繼電器定時類型：鐘表式空氣式電子式阻容式數字式。。。。。。。。通電延時的空氣式時間繼電器結構示意圖常開觸頭延時閉合常閉觸頭延時打開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節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空氣式時間繼電器時間繼電器觸頭類型常閉斷電后延時閉合常開斷電后延時斷開通電延時式瞬時動作延時動作常閉觸點常開觸點常開通電后延時閉合常閉通電后延時斷開斷電延時式10.1.5

熱繼電器ThermalOverloadRelay用于電動機的過載保護。熱繼電器外形與結構(a)外形(b)結構~發熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點斷開。發熱元件杠桿工作原理結構原理圖雙金屬片常閉觸頭熱繼電器的符號發熱元件串聯在主電路中串聯在控制電路中常閉觸頭KHKH10.1.6

熔斷器Fuse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。用于自動往復控制或限位保護等。10.

1.7行程開關(限位開關)PositionSwitch(b)示意圖結構與按鈕類似，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)

符號行程開關的外形符號可實現短路、過載、失壓保護。10.1.8

自動空氣斷路器(AutoAirCircuit-breaker)鎖鉤主觸點手動閉合過流脫扣器欠壓脫扣器銜鐵釋放自動空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧繼電接觸控制線路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，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。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。10.2

鼠籠式電動機直接起動的控制線路M3~ABCKMFUQSB'C'KMSB（1）點動控制動作過程觸頭（KM）打開按鈕松開線圈（KM）斷電電機停轉。觸頭（KM）閉合按下按鈕（SB）線圈（KM）通電電機轉動；控制電路主電路（2）連續運行控制KM自鎖自鎖（失壓保護）的作用按下按鈕（SB2），線圈（KM）通電，電機起動；同時，輔助觸頭（KM）閉合，即使按鈕松開，線圈保持通電狀態，電機連續運行。KMSB2M3~ABCKMFUQSB1起動按鈕停車按鈕主電路控制電路M3~ABCKMFUQ主電路失壓保護：采用繼電器、接觸器控制采用繼電器、接觸器控制后，電源電壓<85%時，接觸器觸頭自動斷開，可避免燒壞電機；另外，在電源停電后突然再來電時，可避免電機自動起動而傷人。KMSB1KMSB2控制電路~KMM3~ABCKMFUQFR電流形成回路，只要接兩相就可以了。（3）直接起動+過載保護發熱元件熱繼電器觸頭主電路控制電路KMSB1SB2FR~電機工作時，若因負載過重而使電流增大，但又比短路電流小。此時熔斷器起不了保護作用，應加熱繼電器，進行過載保護。M3~ABCKMFUQFR過載保護：加熱繼電器熱繼電器的熱元件熱繼電器觸頭KMSB1KMSB2FR~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。（4）多地點控制KMSB1甲SB2甲KMSB3乙SB4乙乙地甲地QSFRM3~ABCKMFU方法一：用復合按鈕。（5）點動+連續運行SB3：點動SB2：連續運行控制關系該電路缺點：動作不夠可靠。KMSB1KMSB2FRSB3主電路控制電路SBKASB1KASB2FRKMKAM3~ABCKMFU方法二：加中間繼電器（KA）?？刂脐P系SB：點動SB2：連續運行FR以下控制電路能否實現即能點動、又能連續運行

思考不能點動！KMSB1KMSB2FRSBM13~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KM2KM1SB2KM2KM1SB3SB1控制電路~主電路10.3鼠籠式電動機正反轉的控制線路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，將電動機接到電源的任意兩根聯線對調一下，電動機反轉。

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..........反轉按鈕反轉觸點按下SBFSBKMF在同一時間內，兩個接觸器只允許一個通電工作的控制作用，稱為“聯鎖”。“聯鎖”觸點利用接觸器的觸點實現聯鎖控制稱電氣聯鎖。缺點：改變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。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通電斷開斷電電機正轉閉合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KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMRKMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR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10.4行程控制自動往返運動：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。STaSTb電機正程限位開關STaSTb逆程STaSTb前進(正轉）后退12按SBF時KMF通電(其常閉斷開，常開閉合)KMF斷電KMR通電行程開關自動往返運動：擋塊動畫電機正轉工作臺前進到達預定位置，擋塊1撞擊STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正轉

電機反轉(工作臺后退)KMFUQFR電機繞組U1U2V1V2W1W2KM-YU1V1W1U2V2W2Y

W2V1V2U2W1U1KM-

主電路電機的Y－

起動

KM-Y閉合，電機接成Y形；

KM-

閉合，電機接成

形。10.5

時間控制KMFUQFRU1U2V1V2W1W2KM-YKM-

KT

主電路接通電源延時KM-

KM-Y

Y

轉換完成SB2

KM

KT

KM-Y

KM-

KM-

KTKTKM-YKM-YKM-

KM-

KTKM-

KMSB1SB2KMY－

起動控制電路FR~＃1電機M1控制要求：

1.M1起動后，M2才能起動

2.M2可單獨停＃2電機M2順序控制順序控制電路（1）：兩電機只保證起動的先后順序，沒有延時要求。

FUKM2FR2ABCFUM3~ABCKM1FR1M3~主電路控制電路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1順序控制電路(2