第十章继电接触控制系统

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1、 应用电动机拖动生产机械，称为应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动电力拖动。利。利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为和保护，称为继电接触控制继电接触控制。 实现继电接触控制的电气设备，统称为实现继电接触控制的电气设备，统称为控制电控制电器器，如刀闸、按钮、继电器、接触器等。，如刀闸、按钮、继电器、接触器等。 本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控制环节和保护环节的典型线路。制环节和保护环节的典型线路。手动电器手动电器自动电器自动电器刀开关刀开关按钮按钮熔断器熔断器接触器接触器继电器继电器

2、热继电器热继电器时间继电器时间继电器常用低压常用低压电器电器常见的手动电器，用来常见的手动电器，用来接通或分断电路接通或分断电路，一般作电源隔离开关。一般作电源隔离开关。文字符号：文字符号：Q(quench)电气图形符号：电气图形符号：Q作用：作用：用于低压线路中的用于低压线路中的短路保护短路保护。结构：结构：核心部分是核心部分是熔体熔体，由电阻率，由电阻率 较高，易熔的合金制成。较高，易熔的合金制成。动作原理：动作原理：熔体与被保护的电路串熔体与被保护的电路串 联联，当短路或严重过载，当短路或严重过载 时，通过熔体的电流过时，通过熔体的电流过 大，熔体因过热而熔化大，熔体因过热而熔化 断裂，

3、达到切断电路，断裂，达到切断电路， 保护用电设备的目的。保护用电设备的目的。当用电设备发生短路故障时能自动切断电路。当用电设备发生短路故障时能自动切断电路。图形符号：图形符号：文字符号：文字符号： FU(fuse)FU闸闸刀刀开开关关QFU一种短路保护电器一种短路保护电器。手动切换电器，常用于手动切换电器，常用于接通和断开控制电路接通和断开控制电路。但它与刀开关有区别。但它与刀开关有区别。结构结构外形外形常闭触点常闭触点常开触点常开触点复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连杆常闭触点常闭触点触桥触桥常开触点常开触点外壳外壳按钮帽按钮帽动画动画 文字符号：文字符号： SB (Switch Button)

4、4SBSBSB结结构构图形图形符号符号名名称称常闭按钮常闭按钮( (停止按钮停止按钮) )常开按钮常开按钮( (启动按钮启动按钮) )复合按钮复合按钮1234123是一种利用电磁铁的电磁吸力来操作的电磁开是一种利用电磁铁的电磁吸力来操作的电磁开关关, ,用于频繁地接通和分断带有负荷的电路用于频繁地接通和分断带有负荷的电路。实物照片实物照片五个常开触点五个常开触点两个常闭触点两个常闭触点 结构示意图结构示意图常闭常闭触点触点常开常开触点触点线圈线圈静铁心静铁心动铁心动铁心 文字符号：文字符号： KM (Magnetism)线圈串联在控制电路中线圈串联在控制电路中图形符号：图形符号：线圈线圈KM常

5、闭辅助触点常闭辅助触点KM常开辅助触点常开辅助触点KM用于主电路，流过大用于主电路，流过大电流电流 (需加灭弧装置需加灭弧装置)用于控制电路，用于控制电路，流过小电流流过小电流属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示功能：功能：频繁地接通和分断带有负荷的电路；频繁地接通和分断带有负荷的电路； 失压失压 (或欠压或欠压)保护。保护。 接触器接触器常开主触点常开主触点KM衔铁衔铁弹簧弹簧M3电机电机动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合主触点闭合主触点闭合电机接通电机接通电源电源接触器动作原理接触器动作原理铁芯铁芯常开常开线圈线圈常闭常闭主触点

6、主触点辅助触点辅助触点电源电源M3 接触器接触器 动画动画动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合主触点闭合主触点闭合电机接通电机接通电源电源继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。主要区别在于：主要区别在于：接触器的主触点可以通过大电流；接触器的主触点可以通过大电流；继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路控制电路中。中。是根据控制量信号的变化使触点接通或断开的是根据控制量信号的变化使触点接通或断开的一种控制电器。一种控制

7、电器。按工作原理分：电磁式、感应式、机械式、电动式、按工作原理分：电磁式、感应式、机械式、电动式、 热力式、电子式热力式、电子式按动作信号分：电流继电器、时间继电器、速度继电按动作信号分：电流继电器、时间继电器、速度继电 器、温度继电器、压力继电器器、温度继电器、压力继电器外形外形 结构结构 热继电器热继电器是一种是一种过载保护过载保护 (热保护热保护)电器。电器。结构：结构：热继电器热继电器主要由主要由发热元件发热元件和和热开关热开关组成。组成。结构示意图结构示意图热元件热元件环绕在膨胀系数不同的双金属片上，环绕在膨胀系数不同的双金属片上，接入主接入主电路中电路中。热开关热开关为常闭触点，为

8、常闭触点，串联在控制电路中串联在控制电路中。扣板扣板图形符号：图形符号：KH热元件热元件热开关热开关(常闭触点常闭触点)KH文字符号：文字符号： KH双金属片双金属片发热元件发热元件常常闭闭触触点点发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触点断开。其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触点断开。动作原理动作原理动画动画热惯性热惯性 KH不能作短路保护。在电机不能作短路保护。在电机启动或短时小量过载时，启动或短时小量过载时， KH不动作。不动作

9、。注意注意功能：功能：过载保护过载保护热继电器热继电器扣板扣板双金属片双金属片发热元件发热元件常常闭闭触触点点根据延时的方式不同，可分为电磁式、空气根据延时的方式不同，可分为电磁式、空气式及电子式等时间继电器。式及电子式等时间继电器。 时间继电器时间继电器是根据时间的变化信号使触点接通和断开的是根据时间的变化信号使触点接通和断开的一种控制电器。一种控制电器。从得到输入信号从得到输入信号( (线圈通电或断电线圈通电或断电) )起，它的起，它的触点要经过一段预先整定好的时间才动作，触点要经过一段预先整定好的时间才动作，这一段时间，称为这一段时间，称为延时延时。适用于定时控制。适用于定时控制。+结构

10、示意图结构示意图衔铁衔铁直流电磁式时间继电器直流电磁式时间继电器工作原理：工作原理：当衔铁未吸当衔铁未吸合时，磁路气隙大，线圈合时，磁路气隙大，线圈电感小，通电后激磁电流电感小，通电后激磁电流很快建立，将衔铁吸合，很快建立，将衔铁吸合，继电器触点立即改变状态。继电器触点立即改变状态。而当线圈断电时，铁心中而当线圈断电时，铁心中的磁通将衰减，磁通的变的磁通将衰减，磁通的变化将在铜套中产生感应电化将在铜套中产生感应电动势，并产生感应电流，动势，并产生感应电流，阻止磁通衰减，当磁通下阻止磁通衰减，当磁通下降到一定程度时，衔铁才降到一定程度时，衔铁才能释放，触点改变状态。能释放，触点改变状态。因此继电

11、器吸合时是瞬时因此继电器吸合时是瞬时动作，而释放时是延时的，动作，而释放时是延时的，故称为断电延时。故称为断电延时。断电延时时间继电器断电延时时间继电器文字符号：文字符号： KT(Time)空气式时间继电器空气式时间继电器通电线圈通电线圈常开触点常开触点进气孔进气孔常闭常闭结构示意图结构示意图通电延时时间继电器通电延时时间继电器图形符号：图形符号： 常开触点常开触点 KT常闭触点常闭触点 KT线圈线圈 KT用于用于自动往返控制自动往返控制或或限位保护限位保护等。等。结构示意图结构示意图 结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。外形外形常开常开常闭常闭图形符号

12、：图形符号： 行程开关行程开关(限位开关限位开关) 在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。原理图绘制原则及读图方法：原理图绘制原则及读图方法：1. 按国家规定的电工按国家规定的电工图形符号图形符号和和文字符号文字符号画图。画图。2. 控制线路由控制线路由主电路主电路(被控制负载所在电路被控制负载所在电路)和和控制控制 电路电路组成。组成。 3. 属同一电器元件的不同部分属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和如接触器的线圈和 触点触点)按其功能和所接电路的

13、不同分别画在不同按其功能和所接电路的不同分别画在不同 的电路中，但的电路中，但必须标注相同的文字符号必须标注相同的文字符号。4. 所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下 的正常状态画出，即的正常状态画出，即按通电前的状态绘制按通电前的状态绘制。5. 与电路无关的部件（如铁心、支架、弹簧等）在与电路无关的部件（如铁心、支架、弹簧等）在 控制电路中不画出。控制电路中不画出。分析和设计控制电路时应注意以下几点：分析和设计控制电路时应注意以下几点： 使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准 确可靠；确可靠； 尽可

14、能避免多个电器元件依次动作才能接通另一尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一 个电器的控制电路；个电器的控制电路； 必须保证每个线圈的额定电压，必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈不能将两个线圈 串联串联。电动机的保护电动机的保护短路保护短路保护 通常采用通常采用熔断器熔断器 FU和过流继电器和过流继电器过载保护过载保护 常采用常采用热继电器热继电器KH保护，也可采用自动保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。开关和电流继电器保护。电动机工作时，电动机工作时，欠压欠压引起电流增加甚至引起电流增加甚至使电动机停转，使电动机停转，失压失压(零压零压)是指电源电压消是指电源电压消失而使电动

15、机停转，在电源电压恢复时，电失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动动机可能自动重新起动(亦称自起动亦称自起动)，易造，易造成人身或设备故障。成人身或设备故障。常用的失压和欠压保护有：常用的失压和欠压保护有：对接触器实行自对接触器实行自锁锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。；用低电压继电器组成失压、欠压保护。接线图接线图熔断器熔断器FU交流接触交流接触器器KM按钮按钮SBSBM321按下按钮，按下按钮，电机运转，电机运转，松开按钮松开按钮 ，电机停转。电机停转。点动控制原理图点动控制原理图KMSB动作过程：动作过程：触点（触点（KM）打开）打开按钮松开按钮松开线圈（线圈（K

16、M）断电）断电 电机停转。电机停转。主触点（主触点（KM）闭合）闭合按下按钮按下按钮（SB） 线圈（线圈（KM）通电）通电电机转动；电机转动；控控 制制 电电 路路主主 电电 路路M3KMFUQ合上刀开关合上刀开关Q注意：注意：对同一电器的线圈、触点要用同一文字符号表示。对同一电器的线圈、触点要用同一文字符号表示。自锁的作用：自锁的作用：保持电动机连续运转保持电动机连续运转。 欲使电动机启动后连续运转欲使电动机启动后连续运转，必须必须在启动按钮两端并联一个接触器在启动按钮两端并联一个接触器KM的常的常开辅助触点开辅助触点, ,这个辅助触点亦称这个辅助触点亦称自锁触点自锁触点。按下启动按钮，电机

17、运转，松开启按下启动按钮，电机运转，松开启动按钮，电机仍运转，按下停止按钮，动按钮，电机仍运转，按下停止按钮，电机停转。电机停转。单向连续运转控制单向连续运转控制 接线图接线图热继电器热继电器KHSB1SB2 2M321熔断器熔断器FU交流接触交流接触器器KM停止停止启动启动自锁辅助触点自锁辅助触点主主电电路路控制电路控制电路熔断器熔断器热继电器热继电器发热元件发热元件接触器接触器主触点主触点开关开关 KHKMFUQ3M.SB1KMSB2KHKM启动按钮启动按钮停止按钮停止按钮接触器接触器线圈线圈接触器接触器辅助触点辅助触点热继电器热继电器常闭触点常闭触点原理图原理图KMSB2KMSB1停止停

18、止按钮按钮单向连续运转控制原理图单向连续运转控制原理图M3KMFUQKHM3KH启动启动按钮按钮热继电器热继电器过载保护过载保护自锁自锁触点触点连续运转连续运转有短路保护、过载有短路保护、过载(热热)保保护、失压护、失压 (或欠压或欠压)保护。保护。合上开关合上开关Q 启动启动控制原理控制原理KM辅助触点闭合自锁。辅助触点闭合自锁。按下起动按钮按下起动按钮SB2 , KM线圈通电，线圈通电，KM主触点闭合，主触点闭合， 电动机运转。电动机运转。通电通电转动转动KMKH3MFUQKHKM.KMSB1SB2.通电通电转动转动KMKH3MFUQKHKM.KMSB1SB2.利用自身辅助触点，维利用自身

19、辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁持线圈通电的作用称自锁自锁自锁 连续运转连续运转通电通电转动转动KMKH3MFUQKHKM.KMSB1SB2. 断电断电自锁取消自锁取消 停车停车按下停止按钮按下停止按钮SB1KMSB2KMSB1KMFUQKHM3KH动作过程：动作过程：3 手按按钮手按按钮SB1 KM线圈断电线圈断电 主触点及辅助触点断开主触点及辅助触点断开 电机停电机停合上刀开关合上刀开关Q1手按按钮手按按钮SB2 KM线圈通电线圈通电 KM主触点、辅助触点闭合主触点、辅助触点闭合 电机转动电机转动2 松开按钮松开按钮SB2 电机仍转动电机仍转动(自锁环节自锁环节)动画动画 只要将电动机与

20、电源相连的三根导线，任意对调两只要将电动机与电源相连的三根导线，任意对调两根，就可实现电动机反转。根，就可实现电动机反转。具体控制由两个交流接触器具体控制由两个交流接触器KMF，KMR完成。完成。正转正转M3L1L2L3U1V1W1反转反转M3L1L2L3U1V1W1KMRL1KMFFUQL2L3M3在同一时间内，两在同一时间内，两个接触器只允许一个通个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称电工作的控制作用，称为为“互锁互锁”（联锁联锁）。）。 为避免正、反转接为避免正、反转接触器同时工作造成主电触器同时工作造成主电路短路，要在控制电路路短路，要在控制电路中加中加互锁互锁。KMRL1KMFFU

21、QL2L3M3SBF和和SBR决不允许同时按下决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。否则造成电源两相短路。正反转的控制线路正反转的控制线路3MKHFUKMF.KMRKHQKMFSB.SBFKMFSBRKMRKMR.M3L1KMFFUQKHL2L3KMRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSBRKH互锁互锁KMRKMF利用接触器的触点实现联锁控制利用接触器的触点实现联锁控制电气联锁电气联锁缺点：缺点： 改变转向时必须先按停止按钮。改变转向时必须先按停止按钮。解决措施：解决措施：在控制电路中加入机械连锁。在控制电路中加入机械连锁。KMF通电通电闭合闭合闭合闭合动画动画KMFSB1KMFSBFKH

22、KMRKMRKMRKMF有机械联锁的正反转控制电路有机械联锁的正反转控制电路电气联锁电气联锁机械联锁机械联锁双重保护双重保护机械联锁（复合按钮）机械联锁（复合按钮）电气联锁（互锁触点）电气联锁（互锁触点）SBR利用复合按利用复合按钮的触点实钮的触点实现联锁控制现联锁控制称为机械联称为机械联锁。锁。小结：小结：电动机正反转控制电路图电动机正反转控制电路图互锁的作用：互锁的作用：使正转使正转接触器接触器KMF和和反转反转接触接触 器器KMR不能同时工作，避免主不能同时工作，避免主 电路短路。电路短路。自锁的作用：自锁的作用：保持电动机连续运转保持电动机连续运转。注意：注意：对同一个电器的线圈、触点

23、要用同一文字符对同一个电器的线圈、触点要用同一文字符 号表示，如号表示，如KMF、KMR、KH等等。 保护措施：保护措施：熔断器熔断器FU实现实现短路保护短路保护； 热继电器热继电器KH实现实现过载过载(热热)保护保护； 接触器接触器KM实现实现失压失压(或欠压或欠压)保护保护。KMKMSB3点动按钮点动按钮SB3的作用：的作用：复合按钮复合按钮(1) 使接触器线圈使接触器线圈KM通电；通电；(2) 使线圈使线圈KM不能自锁。不能自锁。SB1 停止按钮停止按钮SB2 连续运转按钮连续运转按钮SB3 点动按钮点动按钮SB3点动时：点动时：自锁触点不起作用自锁触点不起作用SB3电机停转电机停转实现

24、点动实现点动用途用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。试车、检修以及车床主轴的调整等。按按SB1再按再按SB2M1转动转动M2转动转动 两台电机两台电机，要求，要求 M1启动后才能启动启动后才能启动M2KM1FUQKM2.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2.M13这样的顺序控这样的顺序控制是否合理？制是否合理？这样接，接这样接，接触器主触点触器主触点(KM1)的负的负荷过重。荷过重。M23思考思考 两台电机两台电机，要求，要求M1先启动后，经过先启动后，经过 一定的一定的延时延时，M2自行启动自行启动。KM2SB2KM2SB1KM1KH1KH2KM1两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机

25、拖动，两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序启动和停止：运输机上，要求电动机按下述顺序启动和停止：启动时启动时: M1启动后启动后 M2才能启动；才能启动；停车时停车时: M2停车后停车后M1才能停车。应如何实现控制？才能停车。应如何实现控制？启动：启动：KM2SB2KM2KH2KM1SB1KM1KH1启动时启动时: M1起动后起动后 M2才能起动；才能起动；停车时停车时: M2停车后停车后M1才能停车。才能停车。停止：停止：两地控制两地控制：为实现多地控制，控制电路

26、中必须有多组按钮。为实现多地控制，控制电路中必须有多组按钮。各启动按钮并联；各停止按钮串联。各启动按钮并联；各停止按钮串联。控制某些机械的行控制某些机械的行程，当运动部件到达程，当运动部件到达一定行程位置时利用一定行程位置时利用行程开关行程开关进行控制。进行控制。STaSTb电机电机限位开关限位开关前进前进(正转）正转）12按按SBF时时KMF通电通电KMF断电断电KMR通电通电自动往返运动：自动往返运动：电机正转电机正转工作台前进工作台前进挡块挡块1撞击撞击STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正转停止正转(工作台后退工作台后退)正反转控制线路正反转控制线

27、路3MKHFUQ.KHKMRSB1SBFKMFSBRKMRKMRKMFKMR本章要求：本章要求：1.了解常用低压电器的结构、功能和用途。了解常用低压电器的结构、功能和用途。 熟练掌握各控制电器的熟练掌握各控制电器的图形符号图形符号和和文字符号文字符号。2. 熟练掌握熟练掌握电动机点动电动机点动、单向连续运转单向连续运转和和正反正反 转控制转控制线路。线路。3. 掌握自锁、联锁的作用和方法。掌握自锁、联锁的作用和方法。4. 掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。5. 掌握基本控制环节的组成、作用和工作过程。掌握基本控制环节的组成、作用和工作过程。 能读懂简单

28、的控制电路原理图、能设计简单能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单 的控制电路。的控制电路。1. 控制线路控制线路图上所有电器，必须按国家统一符号标图上所有电器，必须按国家统一符号标 注，按未通电状态表示，并且注，按未通电状态表示，并且同一个电器同一个电器的线圈、的线圈、 触点不论在什么位置都触点不论在什么位置都用相同的文字符号表示用相同的文字符号表示；2. 继电器、接触器的继电器、接触器的线圈只能并联线圈只能并联，不能串联不能串联；3. 主电路主电路、控制电路分开控制电路分开阅读或设计；控制电路中，阅读或设计；控制电路中， 根据控制要求按根据控制要求按自上而下自上而下、自左而右自左而右的顺序进行的顺序进行 读图或设计；读图或设计；注意事项：注意事项：4. 控制顺序由控制电路实现，不能由主电路实现。控制顺序由控制电路实现，不能由主电路实现。小结：电器文字符号标注小结：电器文字符号标注刀开关刀开关 熔断器熔断器按钮按钮接触器接触器热继电器热继电器时间继电器时间继电器QFUSBKMKHKT