武汉理工大学电工学课件第八章.

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1、下一页总目录 章目录返回上一页 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。 第第8 8章章 继电接触控制系统继电接触控制系统 8.1 常用控制电器 8.2 三相异步电动机的基本控制线路 下一页总目录 章目录返回上一页 第第8 8章章 继电接触控制系统继电接触控制系统 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。 应用电动机拖动生产机械

2、，称为电力拖动。 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。 控制电器可分为两大类：手动电器(如按钮、 组合开关及闸刀开关等)；自动电器(如继电器、接 触器及行程开关等)。 本章主要介绍几种常用的低压电器的用途及电工 表示符号 ，基本的控制环节和保护环节的典型线路。 下一页总目录 章目录返回上一页 通常用于接通或分断无负载电路，作为电源 引入开关或隔离开关。 这种开关易被电弧 烧坏，不宜带重负载接 通或分断电路，主要用 于频率为50Hz，电压低 于380V，电流小于60A 的电力线路中。作为一 般照明、电热等回路的 控制开关，也可

3、以用作 分支线路的配电开关。 10.1 10.1 常用控制电器常用控制电器 8 . 1 . 1 刀闸开关 下一页总目录 章目录返回上一页 组合开关又称转换开关。 8 . 1 . 2 组合开关 1. 用途：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。 下一页总目录 章目录返回上一页 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。 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，

4、一般用于交流380V、直流 220V，电流100A以下的电 路中做电源开关。 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。 下一页总目录 章目录返回上一页 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。 4. 例：用组合开关起停电动机。用组合开关起停电动机。 图图 10.1.1 10.1.1 用组合开关起停电动机的接线图用组合开关起停电动机的接线图 M 3 L L 1 1 L L 2 2 L L3 3 U U V V WW 下一页总目录 章目录返回上一页 (a) 外形

5、图 (b) 结构 常闭触点 常开触点常开触点 8 . 1. 5 按钮 (手动切换电器) 1. 用途：常用来接通或断开小电流的控制电路， 以便进一步控制电动机或其它电气设备的运行。 下一页总目录 章目录返回上一页 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， 还有双联和三联等等。 下一页总目录 章目录返回上一页 桥式动触点桥式动触点 下一页总目录 章目录返回上一页 交流接触器的外形交流接触器的外形 8. 1.

6、7 8. 1. 7 交流接触器交流接触器 1. 用途：交流接触器用来接通或断开电动机或其它 电气设备的主电路。如：电焊机、变压器等。 接触器从表面上看，它的作用与刀开关相似，但接 触器不仅能接通或断开电路；还具有 低压保护作用。并具有控制容量大， 适用频繁起动和远距离控制、工作 可靠、寿命长等特点。 下一页总目录 章目录返回上一页 2. 结构：主要由电磁铁和触点、灭弧装置等部分组成。 电磁系统：电磁系统： 作用是用来操作触点的断开与闭合。 电路由线圈构成。线圈通电后产生。 磁路是由0. 05mm的硅钢钢片冲成山字形、 浸柒、绝缘绝缘 叠成。分动动、静铁铁心。 静铁铁心固定在底坐上，线线圈套在静

7、铁铁心 上。动铁动铁 心由反力弹弹簧支撑着，动铁动铁 心 上固定有带动动带动动 触点的横梁。 动、静触点上装有短路环，用来 消除噪音。 触点导电系统：触点导电系统： 主触点 辅助触点 下一页总目录 章目录返回上一页 主触点为三个常开触点 ，主触点一般接在主电 路中，控制的开关电流较大，必须采取灭弧措施。 四个辅助触点为两个常开、两个常闭，一般接在控 制电路中。 灭弧装置： 主触点通过的电流较大，故断开时 容易产生电弧。为了迅速灭弧，在交 流接触器上装有减弧罩和灭弧珊、或 采用双断灭弧。 外壳、反力弹簧及其它：外壳、反力弹簧及其它： 下一页总目录 章目录返回上一页 3. 交流接触器的工作原理：

8、建立在电磁吸力的基础上。 M 3 线圈 辅助触点 铁心衔铁 电源电源 主触点 下一页总目录 章目录返回上一页 Q FU SB KM FR M 3 M 3 M 3 n 吸合后自锁 下一页总目录 章目录返回上一页 线圈线圈 KMKM 动合动合( (常开常开) )主触点主触点 KMKM KMKM 动合(常开)辅助触点 动断(常闭)辅助触点 KMKM 4. 4. 符号：符号： 用于控制电路流用于控制电路流 过的小电流过的小电流 ( (无需无需 加灭弧装置加灭弧装置) ) 属于同一 器件的线 圈和触点 用相同的 文字表示 由于主电路流 过的大电流 (需 加灭弧装置) 下一页总目录 章目录返回上一页 4.

9、 4. 接触器技术指标：接触器技术指标： 额定工作电压、电流、触点数目等。额定工作电压、电流、触点数目等。 如如CJ10CJ10系列系列主触点额定电主触点额定电 流流5 5、1010、2020、4040、7575、 120A120A等数种；等数种；额定工作电额定工作电 压压通常是通常是220V220V或或380V380V。 注意： 选择接触器时应注意触点的数量和允许 通过的额定电流；还要注意接触器线圈 的额定电压值。 下一页总目录 章目录返回上一页 （1）用途：中间继电器常用于传递信号以及用于同时 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。所以，中间继所以，中间继 电器一般

10、用于电器一般用于控制电路控制电路中。中。 （2）结构：中间继电器与交流接触器的结构基本相同 ， 只是其电磁系统小一些，体积小一些 , 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。 8. 1. 8 8. 1. 8 继电器继电器 1. 中间继电器 下一页总目录 章目录返回上一页 （4 4） 中间继电器符号中间继电器符号: : (a) (a) 外形外形 (b) (b) 符号符号 KAKA 线圈线圈 常开触头常开触头 KAKA 常闭触头常闭触头 KAKA 下一页总目录 章目录返回上一页 发热元件发热元件接入接入电

11、机主电路电机主电路，若，若长时间过载长时间过载，双金，双金 属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其属片被加热。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。向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。 发热元件 杠杆 （2 2） 工作原理工作原理: : 结构原理图结构原理图 双金属片 常闭触头 2. 2. 热继电器热继电器 热继电器是一种保护电器 , 用来保护电动机免受长期 过载的危害。 （1）结构： 热继电器是利 用电流的热效 应而动作的。 主电路 控制电路 复位按钮复位按钮 下一页总目录 章目录返回上一页 （五版书） （六版书） 图形符号： 新国标准符号新国标

12、准符号 旧国标准符号旧国标准符号 热继电器热继电器用于用于电动机的过载保护。电动机的过载保护。由于热惯性， 对电动机的瞬间过载不会造成不必要的停车现象。 但是但是, , 热继电器不能作短路保护。 下一页总目录 章目录返回上一页 热继电器热继电器 下一页总目录 章目录返回上一页 用于电动机、低压线路中的短路保护。用于电动机、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。 8. 1. 4 8. 1. 4 熔断器熔断器 熔断器是最简便且有效的短路保护电器。 下一页总目录 章目录返回上一页 符号： FU 熔断器额定电流 IF 的选择： (1) 电灯、电

13、炉等电阻性负载： IF IL (3) 频繁起动的电机： (2) 单台电机： 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。 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。 常用规格有4、6、10、15、20A 乃至数百安等。 下一页总目录 章目录返回上一页 8. 1. 3 8. 1. 3 自动空气自动空气开关 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。 自动空气断路器的结构形式很多。下面是其一般 原理图。 下一页总目录 章目录返回上一页 锁钩 主触点 手动闭合 过流

14、 脱扣器 欠压 脱扣器 衔铁释放 自动空气断路器原理图自动空气断路器原理图(P(P273 273 ) ) 连杆装置 释放弹簧 下一页总目录 章目录返回上一页 自动空气断路器的工作原理: F 释放拉簧 主触点 脱扣连杆 锁钩连杆 欠压 过流脱扣器 空气开关可实现短路、过载和失压保护。 下一页总目录 章目录返回上一页 继电接触器控制线路是由一些基本控制环节 组成，下面介绍继电接触控制线路的有关知识。 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

15、电路(被控制对象(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。 下一页总目录 章目录返回上一页 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(如铁心、支架、弹簧等) 在控 制电路中不画出。 熔断器 组合开关 控制按钮 接触器 辅助触点 下一页总目录 章目录返回上一页 中间继电器 时间继电器 热继电器 FR FR FR FR FR FR STST 行程开关行程开关 STST 常开触点常闭触点 下一页总目录 章目录返回上一页 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： (1) 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