CH11 继电接触器控制

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1、第十一章 继电接触器控制系统,继电接触器控制系统,在以电动机为动力的生产机械中，要根据生产过程的要求对电动机进行起动、停止、正转或反转、调速及制动等方面的控制。,对电动机的控制常要用到开关、继电器及接触器等控制电器组成的控制电路这种控制电路称为继电接触器控制系统。,控制电器,分类动作方式,低压电器,分类用途,基 本 要 求,了解常用控制电器的基本结构、动作原理、控制作用，并具有初步选用的能力；掌握三相鼠笼式电动机的直接起动和正反转的控制线路，并了解行程控制和时间控制。,11.1 常用控制电器11.2 鼠笼式电动机直接起动控制电路11.3 鼠笼式电动机正反转控制电路11.4 行程控制11.5 时

2、间控制11.6 应用举例,目 录,11-1. 常用控制电器,组合开关 Q按钮 SB交流接触器 KM中间继电器 KA时间继电器 KT热继电器 FR熔断器 FU自动空气断路器（自动开关）行程开关 ST,P353 表11.6.2,一、组合开关 Q,用途：常用于机床控制电路的电源开关;小容量电动机的起 / 停控制;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。,组合开关,4. 符号,特点优点：结构紧凑，安装面积小，

3、操作方便，广泛应用；缺点：起停频繁不方便，操作劳动强度大。,二、按 钮 SB,1. 用途：接通或断开控制电路。,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：单联按钮开关只有一组常开触点和常闭触点，还有双联按钮。,复合按钮： 常开按钮和常闭按钮做在一起。,电路符号,4. 符号,注意：常闭先打开常开再闭合,三、交流接触器 KM,1. 用途：接通或断开电动机或其它电气设备的主电路。,2. 结构：主要由电磁铁和触点两部分组成。靠电磁铁吸引动铁心带动触点完成对电路的接

4、通与关断。,主触点控制开关电流较大，必须采取灭弧措施。,主电路,控制电路,(两个常开，两个常闭),（三个常开）,线圈通电,衔铁被吸合,触点动作,接通电源,动作过程,为了减小铁损，交流接触器的铁心由硅钢片叠成；为消除铁心的颤动和噪音，还要在铁心的部分端面加上短路环。,3. 参数：触点数量、额定电流、额定电压。CJ10系列接触器主触点的额定电流有5、10、20、40、75、110A等。,交流接触器,接触器线圈,4. 符号,触点,KM,主触点,辅助触点,KM,四、中间继电器 KA,1. 用途：传递信号，同时控制多个电路，也可直接用于小容量电动机或其它电气的执行元件。,2. 结构：中间继电器与交流接触

5、器的结构基本相同，只是其电磁系统小一些，触点多一些。,3. 种类：从工作电源分为直流、交流和交直流通用等类型。选用时主要应考虑额定电压及触点的允许额定电流值和触点数量。,继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流，无主辅之分。,中间继电器,吸引线圈,KA,4. 符号,触点,KA,五、热继电器 FR,1. 用途：过载保护。,2. 结构：热继电器是利用电流的热效应而动作的。下面是它的结构原理图。,发热元件,I,常闭触点,由于热惯性，热继电器不能作短路保护，对电动机的瞬间过载不会造成不必要的停车现象。,发热元件接入电机主电路，若长时间过载，

6、双金属片被烤热。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，常闭触头断开，最终断开主电路。,3. 工作原理：,发热元件,常闭触点,串联在主电路中,4. 热继电器的符号,六、熔断器 FU,1. 用途：短路保护。,2. 结构：其中的熔片或熔丝俗称保险丝，常为电阻率较高的易熔合金或用截面积很小的良导体制成。Page340 管式、插入式、螺旋式,线路在正常工作时，熔断器不应熔断；而当线路发生短路或严重过载时，熔断器应立即熔断。,FU,3. 符号,额定电流 IN 的选择：,应按以下方法选择熔丝：,(1)电灯支线,(2)一台电动机,频繁起动，则,(3)多台电动机,常用规格有4、6、10、15

7、、20A 乃至数百安等。,熔断器和热继电器可以互换吗？,二种保护虽然都以电流过大为条件，但不可互换！,短路保护：电流大，动作时间短；过载保护：电流小，动作时间长。,1. 作用：可实现短路、过载、失压保护。,七、自动空气断路器,自动空气断路器也叫自动开关或空气开关，可实现短路、过载和失压保护。是常用的多性能低压保护电器。 完全可以代替电源的引入开关、熔断器和热继电器。,七、自动空气断路器,释放拉簧,主触点,脱扣连杆,锁钩连杆,2. 工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。,七、自动空气断路器,2. 工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源

8、；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。,释放拉簧,主触点,脱扣连杆,锁钩连杆,电动机的基本控制环节,电机的起动、运行与停车（点动、连续、多点、顺序）电机的正反转控制行程控制时间控制,11-2. 直接起动控制线路,如图是对中、小容量鼠笼式电动机直接起、停的控制线路。主要电器：组合开关、熔断器、交流接触器、热继电器和按钮开关。,Q,FU,KM,FR,SB2,SB1,1. 结构图,起 动,起动时，接通组合开关，按动起动按钮SB2，则交流接触器通电，使衔铁吸合带动触头将常开触点接通，电动机通电开始运行。,Q,FU,SB2,KM,FR,吸合后自锁,停止时，按下停止按钮SB2，则交流接触器断电，使衔铁

9、释放触头将常开触点断开，电动机停转。,停 止,按下按钮（SB2），线圈（KM）通电，,电机起动；同时辅助触点（KM）闭合。,即使按钮松开，线圈保持通电状态， 电机连续运转。,自锁的作用,2. 原理图,继电接触器控制系统可分为主电路和控制电路两部分。,为便于读图和分析常把主电路和控制电路分开画。如图所示,线圈UN=Ul,继电接触器控制系统可分为主电路和控制电路两部分。,为便于读图和分析常把主电路和控制电路分开画。如图所示,若将控制电路中的自锁触点KM除去，就可以实现对电动机的点动控制。按下起动按钮电动机就转动，一松手就停止。点动控制在生产中也是常见的。,SB2KM线圈主触点KM电机 起动松开SB

10、2 KM线圈 电机停车,短路保护,方法：加熔断器,选择熔体额定电流时，必须躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。,一旦发生短路事故，熔丝立即熔断，电动机立即停车。,异步电机的起动电流 Ist=(5-7) IN,保护措施,当电路出现短路时，线路电流突然变大，熔断器烧断而切断线路电源，电动机停转。,FU,短路保护,电动机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流小。此时熔断器起不了保护作用。,过载保护,当电路电动机过载时，热继电器的发热元件将常闭触点断开，使接触器线圈断电主触点断开，电动机停转。,过载保护,KM,SB1,KM,SB2,FR,加一个或三个热元件是否也可以？,零压保护就是当电

11、源暂时断电或电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。,方法：采用继电器、接触器控制,电源电压85%时，接触器触点自动断开，可避免烧坏电机。,零压（失压）保护,控制电路,在电源停电后突然再来电时，可避免电机自动起动而发生意外事故。,主电路,方法：起动按钮并联；停止按钮串联,乙地,甲地,两地控制一台电动机,方法一：用复合按钮,该电路缺点：动作不够可靠。,SB3：点动SB2：连续运行,点动+连续运行,SB3：点动SB2：连续运行,主电路同法一,方法二：加中间继电器,SB3KM线圈主触点KM点动,SB2KA线圈触点KA KM线圈 连续运行,（1）首先了解工艺过程及控制要求，搞清控制系统中各电动机、控制

12、电器的作用以及它们的控制关系；（2）在原理图中，同一电器的各部件是分散的，为便于识别，它们必须按国家规定的统一符号来表示；（3）所有电器的触点均表示在起始情况下的位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置；（4）控制电路和主电路要清楚地分开设计和阅读；（5）控制电路中，根据控制要求按自上而下、自左而右的顺序进行设计或阅读；（6）继电器、接触器线圈只能并联，不能串联。,画 图 要 求,Page344 练习与思考,homework,Page35435611.2.1 11.2.4 11.2.611.3.111.5.2,一、正反转控制原理,1. 基本原理 将接到电源的任意两根连线对调一头即可实现电动

13、机的正反转，为此可用两个交流接触器来实现。,2. 基本要求 必须保证两个交流接触器不能同时工作。,KMR,11.3 鼠笼式电动机正反转控制电路,主 电 路：交叉并联主触点KMR控制电路：增加一套反转控制电路,FU,Q,3. 动作过程,怎样才能避免电源短路呢？,正转时，SBR不起作用；反转时， SBF不起作用。从而避免两个接触器同时工作造成主回路短路。,KMF,SB1,KMF,SBF,FR,KMR,KMR,KMF,互锁作用：,主电路同前,二、加电气互锁,缺点：正转过程中要求反转，必须先按停 止按钮，然后才能按反转按钮。,怎样才能在正转过程中直接反转呢？,KMF,SB1,KMF,SBF,FR,KM

14、R,KMR,KMR,KMF,三、双重互锁的正反转控制,SBR,机械互锁,一、行程开关,电路的限位保护、行程控制、自动切换等。,常开（动合）触头,常闭（动断）触头,与按钮类似，但其动作要由机械撞击。,作用：,结构：,11.4 行程控制,行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采用行程开关来进行控制。,实质为电动机的正反转控制,主电路与电动机的正反转电路相同,二、 行程控制,例：要求下图中的小车运动到A、B两处时能够自动停车。,1. 行程控制的基本原理,主 电 路：同电机正反转控制电路：加行程开关（常闭）,行程开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。,措施,在前面要求

15、基础上，到达A、B处能自动返回。,2. 自动往复运动控制,操作过程:SBFKMF前碰STA常闭打开，常开闭合KMR 退 碰STB KMF,行程开关除用来控制电动机正反转外，还可实现终端保护、自动循环、制动等各项要求。,提示：,homework,Page35435611.2.1 11.2.4 11.2.611.3.111.5.2,时间继电器,操作线圈,触 点,瞬时动作触点延时动作触点,一、时间继电器KT,11.5 时间控制,通电延时触点断电延时触点,作用：延时控制或定时接通、分断e.g. 电动机Y-起动，能耗制动,结构原理：空气式时间继电器 空气阻尼,常开延时闭合,常闭延时断开,常闭,常开,通电延时的空气式时间继电器,断电延时的空气式时间继电器,时间继电器触点类型,线圈,符号,触点,二、时间控制,通电延时控制电路 顺序起动 Y-起动控制断电延时控制电路 能耗制动,主电路,顺序控制电路,M1起动后M2延时起动,要求,控制电路,用以下电路可不可以？,继电器、接触器的线圈有各自的额定值，线圈不能串联。,