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1、1,预备知识 继电接触控制系统,一、各种控制电器 控制电器：接通和断开电路的开关类电器；或调节、控制、保护作用的控制类电器。 例如，对电动机的控制，要根据生产要求对电动机进行起动、停止、正转、反转、调速、制动控制。这就必须用到开关、继电器等控制电器。 低压控制电器：小于交流1200V，或者小于直流1500V的控制电器。 由控制电器组成的，完成某一控制功能的控制系统，就是继电接触（器）控制系统。,2,1、断路器 断路器可以分断大电流，例如工作电流、短路故障电流等。,3,具有两种保护功能的断路器： 过流（或短路）保护、欠压（或失压）保护,锁钩,主触点 手动闭合,连杆装置,释放弹簧,4,分励脱扣器,
2、急停按钮,过载保护,过流保护,失压保护,过电流脱扣器,失电压脱扣器,热脱扣器,QF,断路器图形符号（具有功能示意）,具有三种保护功能的断路器 过流（或短路）、过载（热）、欠压（或失压）保护，并能远距离分断（又叫紧急分断、急停）。,5,漏电保护开关：漏电检测+断路器,漏电保护开关原理图,6,2、隔离开关（刀闸）：只能空载操作或分断小电流。,7,3、接触器：小电流、小电压控制大电流、大电压。 基利用电磁铁作用，使触头接通或断开，实现电路远距离频繁通断。还具有一些基本保护功能 主要控制电动机。 控制容量大、工作可靠、寿命长等优点。 分为交流接触器和直流接触器，二者之间的差异主要是灭弧方法不同。直流接
3、触器灭弧要求高。,8,a）接触器外形 b）接触器内部,接触器图,9,交流接触器工作原理,三个常开主触点，至少两个辅助触点。 主触点采取灭弧措施，通断能力强；辅助触点灭弧能力弱，用来构成控制电路。 为减小铁损，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，铁心的部分端面加短路环。,10,如何选用接触器？ 额定电流选择： Ie KIN （K裕度系数，一般取11.4。） CJ10系列接触器主触点的额定电流有5、10、20、40、75、120A等。 工作电压选择：交流220、380、660V；直流24、220V等。 电磁铁线圈的电源种类、频率和额定电压：如交流220、380V，直流5、24、
4、220V等 辅助触点种类、数量、额定电流。,11,4、继电器 根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、温度、压力等）变化，实现触点通断，完成控制或保护的功能。 电磁式继电器最常见。,12,中间继电器：是电磁式继电器的一种，将电流、电压容量“放大”。,13,热继电器 由发热元件；双金属片；触头等组成。 感受电流热量，实现触点通断。 常用作电动机的过载保护。,主电路中的画法,控制电路中的画法,KH,KH,14,单用作断路器的过载保护器件称为热脱扣器。文字符号FR,过载保护,过流保护,失压保护,QF,15,时间继电器 利用电磁或机械原理，实现触点延时通、断，完成延时控制。 有电磁式、电动式、空气
5、阻尼式、晶体管式等类型。,16,通电延时型时间继电器 以空气阻尼式时间继电器为例,17,断电延时型时间继电器 以空气阻尼式时间继电器为例,18,V,晶体管时间继电器：S闭合后，电容C开始充电，使得V延时导通，KA吸合。当S断开，V截止，KA释放，,19,工作过程：当合上开关S时(t=0)，电源电压E通过电阻R开始向电容C充电。刚开始，稳压管VW不能导通，KA不能得电，处于释放状态；当t=t1时，Uc增加到U1，于是VW被击穿，三极管V导通，电源经R与VW供给三极管V基极电流，集电极电流推动继电器KA吸合，达到延时动作的目的。 当断开S时，C就通过VW与三极管V很快放电（此时它们的电阻很小），U
6、c很快下降，但当Uc稍许减小后VW就恢复阻断状态；V截止，KA释放，可见释放过程是非常快的，延时很小，所以该继电器为吸合延时，释放后电容上电压（电荷）将自然地放掉，到等于零时就可以接受下一次动作了。 延时的大小主要决定于充电过程的快慢，即决定于R和C的大小。调节旋钮就是调节电阻R的大小，因此精度不大。,20,速度继电器 感应速度变化，转换成触点信号。 一般情况，转速120rmin时触点动作，100rmin左右时复位。,符号,21,5、熔断器 由熔体和安装熔体的绝缘管（绝缘座）组成。电流增大时，熔体熔断，切断电路，起到短路保护（对电机回路而言）作用。 常用熔断器 （一）插入式熔断器（低压电路）
7、（二）螺旋式熔断器（机床电器控制，防震） （三）无填料密闭式熔断器（低压电网） （四）有填料密闭式熔断器（高压电路，灭弧能力强） （五）快速熔断器（6ms，半导体电路） （六）自恢复熔断器（使用方便）,22,熔断器的反时限特性 熔断器的熔断时间随电流的增大而缩短，是反时限特性。 熔断器的选择 IRN为额定电流；IR为最小熔化电流或临界电流。 对于稳定负载，如照明等， IRN 不小于或略大于额 IN 。 对于电机负载， IRN = （1.5-2.5）IN,23,6、按钮 按下后触点翻转，松开后弹起复位。,复合按钮,24,7、位置开关（行程开关）：感受位置变化，转化为触点信号。,25,二、电机典型
8、控制电路分析,1、点动运行,FU,控制过程： 1、按下按钮SB，KM线圈得电，KM主触点闭合，电机运转； 2、松开按钮SB，KM线圈断电，KM主触点断开，电机停止。,短路保护熔断器； 缺相、欠压保护接触器 缺少热继，会导致什么？ 主电路的FU和控制电路的FU各起什么作用？,26,2、连续运行（长动）,启动按钮,停止 按钮,自保点,具有的保护功能： 1、短路保护熔断器； 2、过载保护热继电器。 3、缺相、欠压保护接触器,FU,27,3、点动+连续运行 第一种方法：加中间继电器 SB：点动 SB2：长动 特点：动作可靠 第二种方法：用复合按钮 SB3：点动 SB2：长动 特点：动作不可靠,体会什么
9、是 “先断后通”,KM,SB1,KM,SB2,KH,SB3,KM,SB1,KM,SB2,KH,SB3,SB,KA,SB1,KA,SB2,KH,KM,KA,28,4、两地控制 例如：甲、乙两地同时控制一台电机 方法：“串停止，并起动”。,5、三相异步电机正反转控制 1）一般实现思路,注意：要想改变转向，必须先停车！否则。,操作过程：SBF按下，电机正转； SB1按下，电机停车（必须）； SBR按下，电机反转。,M,3,M,3,A,B,C,KMF,FU,QS,KH,KMR,KMR,KMF,KMF,KMF,SB1,SBF,KMF,SB1,SBF,KMR,KMR,KMR,SBR,KMR,SBR,KH,
10、30,2）加电气互锁的正反转控制（重点）,互锁作用：正转时，反转按钮SBR不起作用；反转时，正转按钮SBF不起作用。两按钮“不碰面”，避免主回路短路。 注意：要改变转向，必需先停车，否则没反应。,31,3）加双重互锁（电气、机械）的电机正反转控制,机械闭锁和电气互锁都是防止接触器短路。 机械闭锁更加可靠，防止触点粘连造成电源短路；不必停车直接改变转向。,32,6、电机行程控制：当运动部件到达一定位置时，借助行程开关，控制电机的停车或往返运行。 1）限位停车,33,2）自动往复：限位开关采用复合式开关。正向运行时，到停车的瞬间，起动反向运行；反向运行时也是这样。,正转,反转,34,7、顺序控制
11、1）控制要求：只有M1起动后，M2才能起动。 只有先后顺序要求，没有延时要求。 M2可单独停。,M1起动,M2起动,2）M1起动后，M2延时起动（M2不能单独停）。,36,M1起动后，M2延时起动，M2能单独停,37,8、三相异步电动机的起动（重点） 1）Y起动,KM,FU,QS,KH,电机,绕组,电机,绕组,A,x,B,y,C,z,KM,-,Y,KM,-,Y,KM,-,D,KM,-,D,主电路,38,Y起动简化控制电路,简化控制电路,39,Y起动传统控制电路,互锁,传统控制电路,40,2）自耦降压起动控制电路（重点）,41,3）频敏变阻器起动 频敏变阻器：类似于自耦降压器。整块铸钢铁心，外布
12、铜绕组。起动过程中阻抗变化： 1）等效电阻R开始大，以后逐渐减小。起动初始转子电流大，频率高，引起磁通饱和度大，涡流损耗大，等效电阻R大。 2）感抗 L变化不大。开始时大，但磁通饱和，电感L小。结束时虽然小，但磁通不饱和，电感L大。因此始终 L变 化不大。 因此，整个过程中，电阻 R由大变小，感抗基本不 变，因此叫频敏变阻器。,42,频敏变阻器起动优点：结构较简单，成本较低，维护方便，平滑启动。 缺点：电感存在，cos较低，起动转矩并不很大，适于绕线式电动机轻载启动。,43,频敏变阻器 起动控制电路,44,9、制动 1）反接制动,当转速低于100转左右时，速度继电器复位，反接制动停止。,45,
13、反接制动控制图的另一种画法：竖排画法,46,2）正反转反接制动,47,3）电磁抱闸制动 A、 持续刹闸型 电机运行时不刹闸，电机停止时刹闸。,优点：电机停车后，刹闸使电机不能自由转动，适合用于起重机。 缺点：电机运行时电磁铁消耗电能、运行中易产生噪音。,48,B、瞬间刹闸型 电磁铁只有按下停止按钮瞬间通电、刹闸。,优点：节能。 缺点：停车后电机自由转动，不安全，不能用于起重场所。,49,4）能耗制动：停止按钮按下后，通过对电机通入直流电流形成磁场，对转子惯性转动形成阻力，消耗转子动能。,50,5）电机阻容制动：电机停车时接通电容，电机的剩磁立即发电，由电容提供持续的电流作为电机定子励磁，电机输出电流，消耗在外接电阻上，电机转子能量逐渐减少而制动。,51,作 业,画出电机正反转控制的主电路图、控制电路图，说出控制过程。为什么加互锁？电气互锁和机械互锁的作用有什么区别？ 画出电机Y起动的主电路和控制电路，说出控制过程。 画出电机自耦降压起动的主电路和控制电路，说出控制过程。,52,4.下图为机床工作台自动往返行程控制电路，行程开关ST1、ST2分别装在机床机身的两侧需要返回的位置，挡铁装在工作台上。试分析该电路的工作过程，并说明行程开关ST3、ST4以及接触器KM1和KM2的常闭触点的作用。,
