《电工技术第五章》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电工技术第五章(68页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章 继电接触控制系统,5.4 行程控制,5.1 常用控制电器,5.2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路,5.3 鼠笼式电动机正反转的控制线路,5.5 时间控制,本章要求: 1.了解常用低压电器的结构、功能和用途。 2. 掌握自锁、联锁的作用和方法。 3. 掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。 4. 掌握基本控制环节的组成、作用和工作过 程。能读懂简单的控制电路原理图、能设 计简单的控制电路。,应用电动机拖动生产机械,称为电力拖动。利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护,称为继电接触控制。,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。,继电接触控制系统,
2、实现继电接触控制的电气设备,统称为控制电器,如刀闸、按钮、继电器、接触器等。下面介绍常用控制电器的用途及电工表示符号。,5.1 常用控制电器,5.1.1 组合开关,组合开关又称转换开关,由数层动、静触片组装 在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上,用手柄转动 转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线 路、不同联接方式的转换。图5.1.1为用转换开关 实现三相电动机起停控制的接线图。,转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开,利 于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限,一 般用于交流380V、直流220V,电流100A以下的电路中做电源开关。,图 5.1.1 用组合开关起停电动机的接线图,1. 用
3、途:常用于机床控制电路的电源开关,也用于小容量电动机的起 / 停控制或照明线路的开关控制。,2. 结构:对常用的三极开关来说,每一极有一对静触片与盒外接线柱相接,动触片受手柄控制可以转动,以达到线路的通 / 断控制。,3. 种类:有单极、双极、三极和四极等,额定电流有10、25、60 和 100A等多种。,符号,QS,1. 用途:常用来接通或断开小电流的控制电路,而进一步控制电动机或其它电气设备的运行。,2. 结构:从剖面结构图可看到,有两对静触点、一对动触点、按钮帽及弹簧等部分。,在常态时,静触点1由动触点接通、静触点2是断开的;按下按钮帽时静触点的通断状态发生变化。,3. 种类:单联按钮开
4、关只有一组常开触点和常闭触点,还有双联和三联等等。,5.1.2 按钮(手动切换电器),(b) 结构,按钮常用于接通和断开控制电路。,按钮的外形图和结构如图所示。,按钮开关的外形和符号,(a) 外形图,动画,交流接触器的外形与结构,5.1.3 接触器,用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。,(a) 外形,(b) 结构,5. 1.3 接触器,用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。,线圈,辅助触点,铁心,衔铁,电源,电机,主触点,常闭,常开,动画,弹簧,符号,用于主电路 流过的大电流 (需加灭弧 装置),用于控制电路流过的小电流 (无需加灭弧装置),属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示,
5、接触器技术指标:额定工作电压、电流、触点数目等。,常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。,5.1.4 继电器,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: 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,且只能通过小电流。所以,继电器一般用于控制电路中。,1. 电流及电压继电器,电流继电器:可用于过载或过载保护, 电压继电器:主要作为欠压、失压保护。,2. 中间继电器,中间继电器触头容量小,触点数目多,用于控 制线路。,通常用于传递信号和同时控制多个电路,也可 直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。,(a) 外形,中间继电器外形
6、与符号,3. 时间继电器,是从得到输入信号(线圈通电或断电)起,经过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时控制,直流电磁式结构图,阻尼铜套,衔铁,工作原理:当衔铁未吸合时,磁路气隙大,线圈电感小,通电后激磁电流很快建立,将衔铁吸合,继电器触点立即改变状态。而当线圈断电时,铁心中的磁通将衰减,磁通的变化将在铜套中产生感应电动势,并产生感应电流,阻止磁通衰减,当磁通下降到一定程度时,衔铁才能释放,触头改变状态。因此继电器吸合时是瞬时动作,而释放时是延时的,故称为断电延时。,(1)直流电磁式 时间继电器,a) 通电延时继电器,b) 断电延时继电器,延时继电器的外形与结构,(a) 外形,(2) 空气
7、式延时继电器,通电延时的空气式时间继电器结构示意图,微动开关2,微动开关1,(2) 空气式时间继电器,断电延时的空气式时间继电器结构示意图,常闭 延时闭合,常闭 延时断开,空气式时间继电 器的延时范围大 (有 0.4 60 s 和 0.4 180s两种)。 结构简单,但准 确度较低。,时间继电器的型号有JS7-A和JJSK2等多种类型。,5. 1.5 热继电器,用于电动机的过载保护。,热继电器外形与结构,(a) 外形,(b) 结构,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,使其向上弯曲,杠杆被弹簧拉回,常闭触点断开。,发热元件,杠杆,5.1.5 热继电器
8、,工作原理,结构原理图,双金属片,常闭触头,用于电动机的过载保护。,动画,5.1.6 熔断器,熔断器额定电流IF的选择,(1) 电灯、电炉等电阻性负载,IF IL,(3) 频繁起动的电机,(2) 单台电机,用于低压线路中的短路保护。,常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断 器、管式熔断器和有填料式熔断器。,用于自动往复控制或限位保护等。,5. 1.7 行程开关(限位开关),(b)示意图,结构与按钮类似,但 其动作要由机械撞击。,(a)外形图,行程开关的外形符号,可实现短路、过载、失压保护。,5.1.8 自动空气断路器(自动开关),锁钩,主触点 手动闭合,衔铁释放,动画,自动空气断路器原理图,连
9、杆装置,释放弹簧,继电接触控制线路由一些基本控制环节组成,下面介绍继电接触控制线路的绘制。,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。,电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法:,1. 按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。,2. 控制线路由主电路(被控制负载所在电路) 和控制电路 (控制主电路状态)组成。,3. 属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和 触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同 的电路中,但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 的正常状态画出,即按通电前的状态绘制。,5. 与电路无关的部件
10、(如铁心、支架、弹簧等) 在控 制电路中不画出。,分析和设计控制电路时应注意以下几点:,使控制电路简单,电器元件少,而且工作又要准 确可靠,(2) 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。,(3) 必须保证每个线圈的额定电压,不能将两个线圈 串联。,5.2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路,1.直接起动,(a)结构图,主电路,控制电路,5.2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路,(1) 电路,动画,(b)原理图,控制电路,一、直接起动,电动机的保护,过载保护,短路保护,零压、欠压保护,主电路,控制电路,电动机的保护,短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘 损坏产生强大的电动力,
11、使电动机和电器设备产 生机械性损坏,故要求迅速、可靠切断电源。通 常采用熔断器 FU和过流继电器等。,欠压是指电动机工作时,引起电流增加甚至 使电动机停转,失压(零压)是指电源电压消失而 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(亦称自起动),易造成人身或设备 故障。常用的失压和欠压保护有:对接触器实行 自锁;用低电压继电器组成失压、欠压保护。,过载保护是为防止三相电动机在运行中电流 超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR 保护,也可采用自动开关和电流继电器保护。,KM,合上开关Q,起动,(2) 控制原理,KM辅助触点闭合自锁。,按下起动按钮SB2 , KM线圈通电,,通电
12、,转动,动画,合上开关Q,(2) 控制原理,松开起动按钮SB2,利用自身辅助触点,维持线圈通电的作用称自锁,自锁,(2) 控制原理,主电路,FR,FU,Q,Q,转动,停车,(2) 控制原理,转动,停车,停转,去掉KM辅助触点, 实现点动控制。,2. 既能长期工作又能点动的控制电路,按下起动按钮,电动机运转,松开起动按钮 , 电动机停转。,点动按钮SB3的作用:,(1) 使接触器线圈KM通电; (2) 使线圈KM不能自锁。,复合按钮,2. 既能长期工作又能点动的控制电路,后闭合,先断开,按下SB3,闭合,电机运转,点动时:,自锁触点不起作用,通电,先断开,后闭合,断开,断电,2. 既能长期工作又
13、能点动的控制电路,松开SB3,2. 既能长期工作又能点动的控制电路,松开SB3,电机停转,实现点动,用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。,KM1,FU,Q,KM2,M1,M2,3,3,.,SB,SB1,KM1,KM1,SB2,KM2,KM2,按SB1,通电,闭合,再按SB2,闭合,通电,闭合,闭合,1. 控制顺序:M1起动后M2才能起动。M2既不能单独起动,也不能单独停车。,3. 电机的顺序控制,.,.,.,.,动画,M1 3,两电机各自 要有独立的 电源;这样 接,主触头 (KM1)的负 荷过重。,KM1,KM2,SB,KM2,SB,KM1,FR1,KM1,例1:两条皮带运输机分别由两台鼠
14、笼异步电动机拖动,由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上,要求电动机按下述顺序起动和停止: 起动时: M1起动后 M2才能起动; 停车时: M2停车后M1才能停车。应如何实现控制?,起动:,通电,通电,闭合,闭合,SB,KM1,FR1,例: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。为避免物体堆积在运输机上,要求电动机按下述顺序起动和停止: 起动时: M1起动后 M2才能起动; 停车时: M2停车后M1才能停车。应如何实现控制?,停止:,断电,断电,断开,断开,5.3 鼠笼式电动机正反转的控制线路,将电动机接到电源的任意两根线对调一下, 即可使电动
15、机反转。,需要用两个接触器来实现这一要求。 当正转接触器工作时,电动机正转; 当反转接触器工作时,将电动机接到电源的任 意两根联线对调一下,电动机反转。,SBF和SBR决不允许同时按下,否则造成电源两相短路。,正反转的控制线路,3,M,FR,FU,正转触点,KMR,动画,KMF,.,KMR,FR,Q,KMF,正转接触器,正转按钮,正反转控制电路必须保证正 转、反转接触器不能同时动作。,反转接触器,反转按钮,反转触点,按下SBF,SB,KMF,在同一时间内,两个接触器只允许一个通电工作的控制作用,称为“联锁”。,“联锁”触点,利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。,缺点: 改变转向时必须先按停止按 钮。,解决措施:在控制电路中加入机械连锁。,KMR,SBF,KMF,KMF,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,.,通电,断开,断电,闭合,利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。,鼠笼式电动机正反转的控制线路,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,