第07章继电-接触器控制

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1、电工电子基础,电 子 教 案,7.1 常用控制电器,7.2 三相异步电动机的基本控制电路,7.3 基本电气识图,第七章 继电接触器控制,内 容 提 要 为实现电动机的起停、正反转、调速及制动，普遍采用继电接触器控制系统，故本章重点叙述三相笼型异步电动机的一些典型控制电路。主要内容有常用控制电器。三相异步电动机的基本控制电路和基本电气识图。,7.1 常用控制电器,7.1.1 刀开关 7.1.2 组合开关 7.1.3 按钮 7.1.4 熔断器 7.1.5 交流接触器 7.1.6 热继电器 7.1.7 中间继电器 7.1.8 自动空气开关,7.1.1 刀开关,1、概念：刀开关又称闸刀开关，一般用于不

2、经常操作的低压电路中，用作接通或切断电源，或用来将电路与电源隔离，有时也用来控制小容量电动机作不频繁的直接起动与停机。,2、结构：刀开关由闸刀、静插座、操作把柄和绝缘底板组成。,3、种类：刀开关的种类很多，按极数（刀片数）分有单极、双极和三极三种；按用途分有单投和双投两种；按操作方法分有直接手柄操作式和远距离杠杆操作式两种；按灭弧装置分有带灭弧罩和无灭弧罩两种。,4、规格：刀开关的额定电压通常为250 V和 500 V，额定电流在 1500 A以下。,7.1.2 组合开关,1、概念：组合开关（又称转换开关）是一种转动式的闸刀开关，它主要用于接通或切断电路、换接电源、控制小型笼型异步电动机起动、

3、停止、正反转或局部照明。,2、结构：它由若干个动触片和静触片，分别装于数层绝缘件内，静触片固定在绝缘垫板上，动触片固定在附有手柄的转轴上，随转轴旋转而变换其通断位置。,3、分类：组合开关按通、断类型可分为同时通断和交替通断两种；按转换位数分：二位转换、三位转换和四位转换三种。,7.1.3 按钮,1、概念：按钮通常用来接通或断开控制电路（其中电流很小），从而控制电动机或其他电气设备的运行。,2、结构：它由按钮帽、复位弹簧接触元件（静触点与触桥）、支持件和外壳等部件组成。按钮只有一组动断（常闭）静触点和一组动合（常开）静触点。按钮帽有红、黄、蓝、白、绿、黑等颜色。,3、种类：可根据需要组合成多组动

4、合和动断触点。,4、规格：按钮触点的接触面积小，其额定电流一般只有5A。,7.1.4 熔断器,1、概念：保险丝是最简单的熔断器，熔断器用以切断线路的过载和短路故障。,2、作用：它串联在被保护的线路中，正常运行时如同一根导线，起通路作用，当线路过载或短路时，由于大电流很快将熔断器熔断，起到保护电路上其他电器设备的作用。,3、基本要求（1）可靠性：能可靠切断短路和过载时的电流；（2）选择性：能有效地躲过起动电流；（3）配合性：与各级熔断丝及自动开关配合。,4、结构：熔断器主要由熔体（包括熔丝或熔片），熔管和支持熔体的触点插座三部分组成。,5、种类：熔断器类型很多，可按结构、灭弧方式、制造方法、安装

5、方法以及熔断速度分为多种。,6、熔断器的选用，主要是选择熔体额定电流，选用方法如下：,（1）电灯支线的熔丝： 熔丝额定电流支线上所有电灯的工作电流之和。,（2）一台电动机的熔丝 熔丝额定电流电动机的起动电流/2.5 如起动频繁，则熔丝额定电流电动机的起动电流/(1.62),（3）多台电动机合用的总熔丝 熔丝额定电流=（1.52.5）最大容量电动机的额定电流 十其余电动机的额定电流之和。,7.1.5 交流接触器,1、概念：交流接触器是用来频繁地远距离接通和切断主电路或大容量控制电路的控制电器。但它本身不能切断短路电流和过负荷电流。,2、结构： 交流接触器主要由触点、电磁操作机构和灭弧装置等三部分

6、组成。,3、选用：选用交流接触器时，应使主触点电压大于或等于所控制回路电压，主触点电流大于或等于负载额定电流。,4、注意：交流接触器触点分主触点和辅助触点两种，主触点接触面积大，允许通过较大电流，用于接通和断开电流较大的主电路，由三对动合触点组成。辅助触点接触面积小，只能通过较小电流（小于5A），用来接通和断开控制电路，它一般有两对动合和两对动断的两种触点。,7.1.6 热继电器,1、概念：热继电器是利用感温元件受热而动作的一种继电器，它主要用来保护电动机或其他负载免于过载以及三相电动机的缺相运行。,2、结构原理：热元件是一段电阻不大的电阻丝，接在电动机的主电路中。双金属片系由两种具有不同线膨

7、胀系数的金属辗压而成。图中，下层金属的膨胀系数大，上层的小。当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，它便向上弯曲，因而脱扣，扣板在弹簧的拉力下将动断触点断开。,3、选用：选用热继电器时，应根据负载（电动机）的额定电流来确定其型号和加热元件的电流等级。,4、说明：由于热惯性，热继电器不能作短路保护。因为发生短路事故时，我们要求电路立即断开，而热断电器是不能立即动作的。,7.1.7 中间继电器,1、概念：在继电接触器控制电路中，为解决接触器触点少的矛盾，而采用触点多、容量相对较大的中间继电器，用它作中间控制环节，用以信号传递与转换、或同时控制多个电路，对小容量电动机（额定电流小于5A）也可代替

8、接触器作接通和切断电源用。,2、结构：中间继电器的结构与动作原理与交流接触器相似。,3、选用：选用中间继电器时，主要根据控制电路的电压和控制的需要来选择线圈额定电压等级和触点（动合和动断）数目。,7.1.8 自动空气开关,1、概念：自动空气开关又称自动空气断路器，简称自动开关，是常用的一种低压保护电器，当电路发生短路、严重过载及电压过低等故障时能自动切断电路。,2、结构：自动空气开关主要组成部分是：触点系统、灭弧装置、机械传动机构和保护装置等。,3、种类：自动空气开关种类繁多，可按用途、结构型式、极数、限流性能以及操作方式分为多种 。,4、选用：自动空气开关需根据保护电路的保护特性选择其类型，

9、根据被保护电路的电压和电流选择自动空气开关的额定电压和额定电流，根据被保护电路所要求保护方式选择脱扣器种类，同时还需考虑脱扣器的额定电流等。,7.2三相异步电动机的基本控制电路,7.2.1 三相笼型异步电动机的直接起动控制 7.2.2 行程控制 7.2.3 时限控制,1. 刀开关起动： 最简单的直接起动控制电路莫过于用刀开关Q控制，如图7.2.1所示。其电源的接通和断开是通过人们操作刀开关来实现的。电路中的熔断器FU作短路保护用，它不能用作过载保护。如车间中的三相电风扇、砂轮机等常用这种控制电路。,7.2.1 三相笼型异步电动机的直接起动控制,动作过程是： 合刀开关Q，接通三相电源，按下按钮S

10、B，接触器KM线圈通电，接触器衔铁被吸使KM动合主触点闭合，电动机接通电源起动运转。松开按钮SB，接触器KM线圈失电，主触点恢复到动合状态（复位），电动机因失电而停转。,2点动控制电路：,起动过程如下： 先合上电源开关 Q，然后按SBst，接触器线圈KM通电，KM主触点闭合，电动机运转，同时KM辅助触点闭合自锁。 停车过程如下：按SBstp，接触器线圈断电，KM主触点断开，电动机停转，同时KM辅助触点断开，解除自锁。,3单向运行控制电路 （起停控制电路）：,4多地控制电路 ： 当按下任一个起动按钮SBst1或SBst2都使接触器KM线圈通电，接通主电路使电动机转动。同样按下任一个停止按钮SBs

11、tp1或SBstp2都可以控制接触器线圈断电，停止主电路工作。 所以要实现多地控制，其接线原则是所有起动按钮并联，所有停止按钮串联。,5正、反转互锁控制电路 ： 正转控制： 先合电源刀开关Q，再按正转按钮SBF，正转接触器KMF线圈接通，然后：KMF动合辅助触点闭合实现自锁；KMF主触点闭合，电动机正转；KMF动断辅助触点断开实现互锁（使反转接触器KMR线圈回路处于开路状态）。,图7.2.5电动机的正反转控制,反转控制： 先按停止按钮SBstp，使正转接触器KMF线圈失电，主、辅触点复位。然后再接反转按钮SBR，接通反转接触器KMR线圈，然后：KMR动合辅助触点闭合实现自锁；KMF主触点闭合而

12、改变引入到电动机的电源相序，电动机反转；KMR动断辅助触点断开实现互锁（使正转接触器KMF线圈回路开路）。,图7.2.5电动机的正反转控制,1行程开关,行程开关也称为位置开关，它的结构及原理与按钮相似，如图是一种行程开关的结构示意图。,所谓行程控制就是根据生产机械运动部件的位置或行程距离来进行控制，如起重机械和某种机床的直线运动部件，当到达边缘位置时，就要求自动停止或往复运动。这种行程控制可利用行程开关来实现。通过这种开关，控制生产机械的运动，当其运行到某一规定位置时，通过行程开关转变为对电路的控制，以改变生产机械的状态。,7.2.2 行程控制,开关原态-触杆被撞-动作-复位,2限位控制 ：

13、其动作过程如下： 先合上电源开关Q，然后按正转（前进）起动按钮SBF，正转（前进）接触器KMF线圈通电，然后：KMF动合辅助触点闭合实现自锁：KMF动断辅助触点断开实现互锁；KMF主触点闭合，电动机正转（前进），工作台前进到某预定位置（如原端），撞块a压下行程开关SQ1顶杆，将串接在正转控制电路的动断触点SQ1断开，KMF线圈失电，KMF主、辅触点复位，电动机停转（工作台停止前进）。,行程开关SQ3和SQ4起极限保护作用。如工作台前进到某一预定位置，控块 a压下SQl后，由于某种原因，KMF线圈没有失电，电动机继续正转（工作台继续前进），到达极限位置时压下SQ3，使KMF线圈失电，迫使电动机停

14、转，以避免发生事故。另外还往往在SQ3和SQ4触点上装有报警电路，以提醒工作人员。,3自动往复行程控制：当电动机正转，工作台前进到某一预定位置，工作台上的撞块a压下行程开关SQ1顶杆，使SQ1的动断触点断开，正转接触器KMF线圈失电，电动机停转，与此同时，并联接在反转按钮SBR两端的SQ1动合触点闭合，反转接触器KMR线圈通电（因此时串接在该回路的KMF动断触点已复位），电动机反转，工作台自动后退。当撞块离开行程开关SQ1位置时，其触点复位，准备下次动作。至于后退，当撞块b压下行程开关SQ2顶杆，电动机停转后又正转。,某些生产机械的控制电路需要按一定的时间间隔来接通或断开某些控制电路，如三相异

15、步电动机的Y换接起动，这就需采用时间继电器来实现延时控制。,7.2.3 时限控制,时间继电器（KT）是利用电磁、机械或电子电路的方法实现触点延时接通或断开的控制电器。时间继电器的种类很多，有电磁式、空气式、电动式、电子式等等。,它是利用空气的阻尼作用获得动作延时的。它主要由电磁系统、触点、空气室和传动机构组成。当吸引线圈通电后将动铁心吸下，使动铁心与活塞杆之间有一段距离。在释放弹簧的作用下，活塞杆随同撞块一起下降。由于这时空气室中形成负压，产生空气阻尼作用而不能迅速下降，待进人空气室内的空气逐渐增加，过了一段时间，撞块才触及杠杆使延时触点动作。它可通过调节锥形杆改变进气孔的大小来调节延时时间，

16、延时范围为0.460s和0.4180s两种。,1、 空气式时间继电器 ：,图 7. 2.10/ JS7-A系列时间继电器工作原理 (a) 通电延时型； (b) 断电延时型,2、 应用时间继电器的三相笼型异步电动机的Y换接起动控制电路 （图在下页）,按下起动按钮SBst，其中动合触点闭合，使KM1、KM2、KT线圈通电，同时SBst的动断触点断开，保证KM3失电。KM1、KM2主触点闭合，电动机便在Y形联结情况下起动。经过一定的延时间隔，KT时间继电器的延时断开的动断触点断开，KMl线圈失电：KMl主触点断开，电动机脱离电源；KM1动断辅助触点复位（重新闭合），KM3线圈通电。其结果：KM3动断辅助触点断开，KM2线圈失电，KM2主触点断开，解除电动机Y形联结；KM3主触点闭合，电动机变成形联结（实现了Y变换）；KM2动断辅助触点复位（重新闻合），KM1线圈又得电，其主触点重新闭合，电动机便在形联结的情况下运行。,7.3 基本电气识图,电动机或其他电气设备的电气控制系统是由多种电器组成，主