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1、,继电器-接触器控制电路,第八章,2,8.1 常用控制电器与执行电器,生产机械中所用的控制电器多属低压电器，它是指电压在500V以下、用来接通或断开电路，以及用来控制、调节和保护用电设备的电气器具。,3,一、刀开关QS(QG、Q）,4,二、转换开关QB,5,三、接触器KM,在外界输入信号下能够自动地接通或断开带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器，它是利用电磁力来使开关打开或闭合的电器。,主触头,辅助触头,直流接触器和交流接触器能否互换使用？,7,四、继电器,一种传递信号的电器，一般用来接通或断开控制电路1.中间继电器K2.时间继电器KT 3.电压继电器KV4.电流继电器KA5.速度继电器
2、KS6.压力继电器 KP7.热继电器 FR,9,10,五、按钮SB,11,主令控制器和万能转换开关Sl,12,主令控制器和万能转换开关Sl,13,8.2 继电器-接触器控制的常用基本线路,一、 继电器-接触器自动控制线路的构成,电气控制线路：是用导线将电机、电器、仪表等电气元件联接起来，并实现某种要求的电气线路。,电气控制线路图：,电气接线图,电气元件布置图,电气原理图,电器元件的各部分分散画在原理需要的地方。,实际电器元件的摆放位置图,根据上述两图得到的接线端子连接图,设计阶段,施工阶段,维护检修,14,原理图的绘制规则：,主电路：粗线，绘在左或上部控制线路：细线，绘在右或下部,控制线路的电
3、源线分列两边，按电器元件的动作顺序由上而下平行绘制,所有电器元件不画实际外形，而用标准图形和文字符号表示。器件的各部分分别画在完成作用的地方。各电器部件的状态处于未动作前的状态。,同类电器在文字符号前或后加序号区分,两条以上导线连接处用小圆点表示电气连接，每一接点标一编号，左单右双，以线圈为界限,对具有循环运动的机构，应给出工作循环图，万能转换开关和行程开关应绘出动作程序和动作位置,主电路,控制电路,15,起动,停止,刀开关,热继电器,熔断器,接触器,常开辅助触点,常开主触点,热继电器常闭触点,自锁：利用电器自己的触头使自己的线圈得电从而保持长期工作的线路环节称为自锁环节。这种触头叫自锁触头。
4、,8.2.2 继电器-接触器自动控制的基本线路,1.交流异步电动机启、停控制线路及保护装置 1) 启、停控制线路,互锁：用各自的常闭辅助触点互串在对方的线圈回路中，保证同时只能有一个线圈得电的基本控制环节。,16,2) 电路中的保护措施,（1） 短路保护,防止电动机突然流过短路电流而引起绕组、导线绝缘及机械上的严重损坏，或防止电源损坏。常用的短路保护元件：熔断器FU、过电流继电器KA、自动开关QF。,（2） 长期过载保护,防止因电机长期过载（长期运行在115%125%IN）导致电机等电气设备因发热而升温引起设备绝缘损坏。常用的长期过载保护元件：热继电器FR。,（3）零压（欠压）保护,防止因电源
5、电压消失或降低而可能发生的不容许故障。常用的零压（欠压）保护元件：欠电压继电器,（4） 零励磁保护,防止因励磁电流消失或降低而可能发生的不容许故障。常用的零励磁保护元件：欠电流继电器,17,长期过载与缺相双重保护的控制线路,18,零压保护线路：,主令控制器,额定电压时吸合电压低于额定值以下某值时释放,欠电压继电器,信号灯,19,零励磁保护线路：,直流电动机零励磁保护,空气开关,励磁,欠电流继电器,电枢,反向续流,短路、过载、失压保护,直流电源1,直流电源2,共地端,20,2.交流异步电动机正、反转控制线路,实现正、反转的办法：更换电动机供电相序。,KM1、KM2互锁,复合按钮,反转,正转,正转
6、按钮,反转按钮,总停,21,下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中有几处错误?请改正。,22,3.点动与长动控制线路,点动：按一次按钮就动一下，连续按则连续动，不按则不动。,长动：按一次就连续工作。,23,4.多电机连锁控制线路,1）两台电动机的连锁控制,KM2不能单独启动和停止。,实现连锁控制的关键：将常开、常闭触头安排在适当的位置,电机1,电机2,KM2不能单独启动，但能单独停止。,KM2不能单独启动，KM2停了后，KM1才能停。,24,2）联合控制与分别控制,联合控制:1QB-I,2QB-I,分别控制:1QB-I,2QB-II,转换开关,25,3）集中控制与分散控制,6SB、5SB装在集
7、中控制台上。3SB、1SB；4SB、2SB分别装在每台机床的控制台上。,26,5.多点控制线路,1SB、3SB装在一处；2SB、4SB装在另一处。启动按钮之间并接；停止按钮之间串联。,27,6.电磁铁、电磁离合器的基本控制线路,大电感元件,启动时，反电势阻止电流上升导致吸合速度慢。突然断电时，反电势很高，易击穿线圈。,启动时，C、R、VD使电流上升速度加快。,关断时，C对YA反向放电，加快消磁。,防止电磁铁线圈过压和触头烧损的控制线路,28,要求三台电动机按一定顺序工作，1M先启动，2M在1M启动后才能启动，3M在2M启动后立即自动启动，2M能实现点动工作，停止时同时停止，设计主电路与控制电路
8、。,29,30,8.2.3 生产机械中常用的自动控制方法,利用电动机主电路的电流来控制如：交流异步电动机或直流他励电动机中，机械力与负载大小往往与电流成正比。所以，机床进刀量的控制，机床夹紧机构的夹紧程度等，都可根据电流来控制。利用电动机的速度来控制如：交流电动机反转制动和能耗制动时，要求速度降到一定值时，切除电源。根据一定时间间隔来控制如：定子串电阻降压启动控制时，可根据时间变化切除降压电阻。根据工作机械的运动行程来控制如：龙门刨床的工作台要求根据行程位置自动实现启动、停止、反向和调速的控制。,关键：了解生产工艺过程进行中哪些信号和参数发生变化，用合适的电器元件检测出变化的信号，从而实现生产
9、工作状态的自动转换。,自动化生产工艺过程中，工作状态的转换要求自动进行。因此出现了各种各样的自动控制方法。,31,以行程变化为控制信号。控制电动机工作状态转换。行程控制主要用于：机床进给速度的自动换接、自动工作循环、自动定位及 运动部件的限位等。行程开关是实现行程控制的基本电器元件。,1) 行程开关：是一种利用生产机械的某运动部件对开关操作机构的碰撞而使触头动作发出控制信号的主令电器。,按钮式行程开关,滑轮式行程开关,微动开关,2) 接近开关：是一种非接触型的物体检测装置。常见的接近开关有：高频振荡型、电容型、感应电桥型等多种。（无触点、无磨损、速度快）,机械式,SQ（SN）,ST,SM,1.
10、按行程的自动控制,JW2 、JW2A系列行程开关,32,3）按行程控制的鼠笼式异步电动机正反转控制线路,行程控制的优点：信号直接，控制准确可靠，使用的控制元件简单。,33,加热炉推料机自动上料控制线路,电机1正转,电机2正转,电机1反转,电机2反转,开到位,进到位,退到位,关到位,顺序控制（程序控制）,34,根据反映时间长短的元件的动作来实现控制。,1）时间继电器KT：是一种触点能延时通或断的控制电器。可以实现从0.05s几十小时的延时,按延时性质分,得电延时型：(延时吸合)线圈得电后，开始延时延时时间到，触头动作。,失电延时型： （延时释放）线圈得电时，触头立即动作线圈失电时，开始延时，延时
11、到则触头复位。,2.按时间的自动控制,35,36,2）按时间控制的鼠笼式异步电动机能耗制动的自动控制线路,鼠笼式异步电动机能耗制动的原理：电机切除电源后，立即在定子绕组中接入低压直流电源。当转子转速为零时，应切断电源。,变压器,停止按钮：切断定子的三相交流电源，引入直流电源,37,3）按时间控制的鼠笼式异步电动机Y/启动控制线路,SB1KM1、KT、KM3得电,延时到，KM3失电，KM2得电,Y：KM1、KM3得电；KM2失电。：KM1、KM2得电；KM3失电。,38,4）按时间和行程控制无进刀切削,要求：刀架从位置1移到位置2进行钻削加工后，自动退回位置1。无进给切削：钻头到达位置2时，不再
12、进给，但钻头继续旋转进行切削，提高加工精度（钻头旋转由另一电机拖动）。,分析：接触器KM1、KM2分别控制电机正反转。行程开关1SQ、2SQ分别安装在位置1和位置2。用来限定刀架的进退位置。刀架到达位置2后，延时一会再退回。,思考：刀架的自动循环是如何实现的？,39,例、有一个生产机构，在A、B两处往返运行。要求在A处启动后，当运行到B处时停一段时间，再自动返回A处；在A处停一段时间后，再返回B处。画出满足上述要求的继电接触器控制电路。,40,3.按速度的自动控制,1）速度继电器：是一种能反映速度变化和方向的继电器。,常用的感应式速度继电器主要由定子、转子、触头三部分组成。,左右触头，反映转向
13、触头动作，反映速度的有无,速度继电器基本参数：额定转速：3001000r/min;10003600r/min动作转速：120r/min左右复位转速：100r/min,以速度变化为参量，实现自动控制。,速度大于某一值时，触头动作。速度小于某一值时，触头复位。,41,2）按速度控制的交流异步电动机反接制动的自动控制线路,反接制动的原理：改变三相电源相序，使定子产生相反旋转磁场，作用于转子上产生强力制动。负载转矩反向转矩共同作用使电动机减速直到停止。,关键：当n=0时，应将电源切断，否则，电机会反向起动。,42,4.按电流的自动控制,电流测量元件：电流继电器、电流互感器等,按电流控制的鼠笼式异步电动
14、机定子串电阻降压启动控制线路,控制原理：先使KM2通，由于起动电流较大，过电流继电器吸合，当电流减小到一定值时，过电流继电器释放，利用其触点动作实现转换。,SB1起动,KI释放，常闭触点复原，使KM1得电并自锁，同时使KM2不能得电。,电流降到KI的释放值,KM2得电并自锁，复合按钮和KI保证KM1不能得电,43,思考：继电器和接触器有什么区别 ？,继电器一般用于控制信号转换、小的电流。只能用在单相控制回路中，可以理解为一个或若干个由电触发的开关；继电器有好多种，比如时间继电器，速度继电器，过程继电器等等，有用电流控制的，也有用空气介质控制的等，主要是进行信号控制，信号电平转换，控制参数变换等
15、接触器一般只用电流信号或电压信号控制，一般带有灭弧罩，可以控制大电流，一般在三相的电气回路里，主要应用在电气控制主回路，比如：电动机等。,44,8.3 继电器-接触器控制线路举例,龙门刨床横梁升降机构控制线路设计：,横梁升降机构的工艺要求：固定刀架的横梁需上下移动，调整位置，并能夹紧固定在立柱上上下移动与夹紧之间有顺序要求，放松移动自动夹紧移动应有上下限保护横梁移动是调整运动，应采用点动控制移动与夹紧应互锁；移动与主拖动要互锁,龙门刨床结构示意图,45,横梁升降电机通过传动机构使横梁上下移动,横梁夹紧电机通过减速机构加传动机构杠杆作用使压块将横梁夹紧或放松,横梁升降机构控制的主电路,系统中哪些
16、参数能反映夹紧、放松的程度？,行程？时间？电流？速度？,行程控制:当夹紧机构磨损后，测量不准确,时间控制：间接参量，不易调准,电流控制：能反映夹紧力的大小。,上限3ST,下限4ST，5ST,过电流继电器,行程开关1ST,46,横梁升降机构的控制电路,主拖动,过电流继电器，当电流大到一定程度时触点动作,47,8.4 继电器-接触器控制线路设计简介,自动控制线路设计的基本要求：,满足生产工艺要求电路力求简单、布局合理、电器元件选择正确并得到充分利用安全可靠，能长稳定运行，设有各种保护和防止发生故障的环节便于操作安装和维修,设计方法：,经验法凭借实际经验，用基本线路和典型环节加以合理组合逻辑分析法利用逻辑代数这一数学工具设计的方法,设计步骤：,了解生产工艺过程要求选择自动控制方法和原则设计原理图选器件和整定参数绘出安装图安装、调试、修改、完善,
