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1、第第10 10 章章 继电接触控制系统继电接触控制系统10.2 10.2 常用低压控制电器常用低压控制电器10.3 10.3 常用继电接触控制线路常用继电接触控制线路10.1 10.1 概述概述10.1 10.1 概述概述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。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。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。手动电器自动电器刀开关按钮 熔断器接触器继电器 热继电器时间继电器 10.2 10.2 常用低压控制电器常用低压控制电器
2、常用低压 电器1 1 刀开关刀开关常见的手动电器，用来接通或分断电路，一般作电源隔离开关。文字符号： Q(quench)电气图形符号：Q2 2 熔断器熔断器作用：用于低压线路中的短路保护。结构：核心部分是熔体，由电阻率较高，易熔的合金制成。熔断器熔断器动作原理：熔体与被保护的电路串联，当短路或严重过载时，通过熔体的电流过大，熔体因过热而熔化断裂，达到切断电路，保护用电设备的目的。当用电设备发生短路故障时能自动切断电路。图形符号：文字符号：FU(fuse)FU闸 刀 开 关QFU一种短路保护电器。3 3 按钮按钮手动切换电器，常用于接通和断开控制电路。 但它与刀开关有区别。结构外形常闭触点常开触
3、点复位弹簧 支柱连杆 常闭触点触桥常开触点 外壳按钮帽动画文字符号：SB (Switch Button)4SBSBSB结构图形符号名称常闭按钮 (停止按钮)常开按钮 (启动按钮)复合按钮1234123是一种利用电磁铁的电磁吸力来操作的电磁开 关,用于频繁地接通和分断带有负荷的电路。4 4 接触器接触器实物照片五个常开触点 两个常闭触点 结构示意图常闭 触点常开 触点线圈静铁心动铁心文字符号：KM (Magnetism)线圈串联在控制电路中图形符号：线圈KM常闭辅助触点KM常开辅助触点KM用于主电路，流过大 电流 (需加灭弧装置)用于控制电路， 流过小电流属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示
4、功能：频繁地接通和分断带有负荷的电路；失压 (或欠压)保护。接触器常开主触点KM衔铁弹簧M 3电机动作过程线圈通电衔铁被吸合主触点闭合电机接通 电源接触器动作原理铁芯常开 线圈常闭主触点辅助触点电源M 3接触器动画动作过程线圈通电衔铁被吸合主触点闭合电机接通 电源5 5 继电器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。是根据控制量信号的变化使触点接通或断开的 一种控制电器。 按工作原理分：电磁式、感应式、机械式、电动式、热力式、电子式 按动作信号分：电流继
5、电器、时间继电器、速度继电器、温度继电器、压力继电器外形 结构 热继电器是一种过载保护 (热保护)电器。结构：热继电器主要由发热元件和热开关组成。结构示意图热元件环绕在膨胀系数不同的双金属片上，接入主 电路中。热开关为常闭触点，串联在控制电路中。扣板图形符号：KH热元件热开关(常闭触点)KH文字符号： KH双金属片发热元件常 闭 触 点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，扣板被弹簧拉回，常闭触点断开。动作原理动画热惯性 KH不能作短路保护。在电机 启动或短时小量过载时， KH不动作。注意功能：过载保护热继电器扣板双金属片发热元件常
6、 闭 触 点根据延时的方式不同，可分为电磁式、空气 式及电子式等时间继电器。 时间继电器是根据时间的变化信号使触点接通和断开的 一种控制电器。从得到输入信号(线圈通电或断电)起，它的 触点要经过一段预先整定好的时间才动作， 这一段时间，称为延时。适用于定时控制。+结构示意图阻尼铜套阻尼铜套衔铁直流电磁式时间继电器工作原理：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，触点改变状态
7、。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。断电延时时间继电器 文字符号：KT(Time)空气式时间继电器通电线圈常开触点进气孔常闭结构示意图通电延时时间继电器 图形符号： 常开触点KT常闭触点KT线圈KT用于自动往返控制或限位保护等。结构示意图结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。未撞击未撞击撞击撞击外形STST 常开常闭STST图形符号： 行程开关(限位开关)10.3 10.3 常用继电接触控制线路常用继电接触控制线路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。原理图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
8、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（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； 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； 必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。电动机的保护短路保护是因短路电流会引起电器设备是因短
9、路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力，使电动机和电绝缘损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。切断电源。通常采用熔断器 FU和过流继电器等。等。过载保护是为防止三相电动机在运行中电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。流超过额定值而设置的保护。常采用热继电器KH保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。电动机工作时，欠压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：
10、对接触器实行自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。1 1 电动机点动控制电动机点动控制接线图熔断器FU交流接触 器KM刀开关刀开关QQ按钮SBSBM 321按下按钮，电机运转，松开按钮 ，电机停转。点动控制原理图KM SB动作过程：触点（KM）打开按钮松开线圈（KM）断电电机停转。主触点（KM）闭合按下按钮（SB） 线圈（KM）通电电机转动；控 制 电 路主 电 路 M 3KMFUQ 合上刀开关Q注意：对同一电器的线圈、触点要用同一文字符号表示。2 2 电动机单向连续运转控制电动机单向连续运转控制自锁的作用：保持电动机连续运转。欲使电动机启动后连续运转，必须在启动按钮两端并联一个接触器KM的
11、常开辅助触点,这个辅助触点亦称自锁触点。按下启动按钮，电机运转，松开启动按钮，电机仍运转，按下停止按钮，电机停转。单向连续运转控制接线图热继电器KHSB1SB2M 321刀开关刀开关QQ熔断器FU交流接触 器KM停止启动自锁辅助触点主 电 路控制电路熔断器热继电器 发热元件接触器 主触点开关KHKMFUQ3M.SB1KMSB2KHKM启动按钮停止按钮接触器 线圈接触器 辅助触点热继电器 常闭触点原理图KM SB2KMSB1停止 按钮单向连续运转控制原理图M 3KMFUQKHM 3KH启动 按钮热继电器过载保护自锁触点连续运转有短路保护、过载(热)保 护、失压 (或欠压)保护。KMKM合上开关Q
12、 启动控制原理KM辅助触点闭合自锁。按下起动按钮SB2 , KM线圈通电，KM主触点闭合， 电动机运转。通电转动KM主主 电电 路路K H3MFUQQQKHKM.KMSB1SB2.控制电路控制电路KMKM通电转动KM主主 电电 路路K H3MFUQQQKHKM.KMSB1SB2.控制电路控制电路利用自身辅助触点，维 持线圈通电的作用称自锁松开起动按钮松开起动按钮SBSB2 2自锁 连续运转KMKM通电转动KM主主 电电 路路K H3MFUQQQKHKM.KMSB1SB2.控制电路控制电路停转停转断电自锁取消 停车按下停止按钮SB1KM SB2KMSB1KMFUQKHM 3KH动作过程：3 手按
13、按钮SB1 KM线圈断电 主触点及辅助触点断开 电机停合上刀开关Q1手按按钮SB2 KM线圈通电 KM主触点、辅助触点闭合 电机转动2 松开按钮SB2 电机仍转动(自锁环节)动画3 3 电动机正反转控制电动机正反转控制*只要将电动机与电源相连的三根导线，任意对调两 根，就可实现电动机反转。具体控制由两个交流接触器KMF，KMR完成。正转M 3L1L2L3U1V1 W1反转M 3L1L2L3U1V1 W1KMRL1KMFFUQL2L3M 3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“互锁”（联锁）。为避免正、反转接触器同时工作造成主电路短路，要在控制电路中加互锁。KMRL1KM
14、FFUQL2L3M 3SBF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3MKHFU正转触点正转触点KMF.KMRKHQKMF SB.SBFKMF正转接触器正转接触器正转按钮正转按钮SBRKMRKMR.反转接触器反转接触器反转按钮反转按钮.反转触点反转触点M 3L1KMFFUQKHL2L3KMRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSBRKH互锁KMRKMF利用接触器的触点实现联锁控制电气联锁缺点： 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。KMFKMKMF FSBSBR RSBSBKMKMR RSBSBF FKMKMF FKMKMR RKMKMR R
15、当电机正转时，当电机正转时， 按下反转按钮按下反转按钮SBSBR R先断开先断开断电断电闭合闭合通电停止正转停止正转闭合闭合电机反转电机反转动画断开断开KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMRKMF有机械联锁的正反转控制电路电气联锁机械联锁双重保护机械联锁（复合按钮）电气联锁（互锁触点）SBR利用复合按钮的触点实现联锁控制称为机械联锁。小结：电动机正反转控制电路图互锁的作用：使正转接触器KMF和反转接触器KMR不能同时工作，避免主电路短路。自锁的作用：保持电动机连续运转。注意：对同一个电器的线圈、触点要用同一文字符号表示，如KMF、KMR、KH等。 保护措施：熔断器FU实现短路保护；热继
16、电器KH实现过载(热)保护；接触器KM实现失压(或欠压)保护。4 4 既能点动又能连续工作的控制电路既能点动又能连续工作的控制电路KMSBSB2 2KHKHKMSBSB1 1SB3点动按钮SB3的作用：复合按钮(1) 使接触器线圈KM通电；(2) 使线圈KM不能自锁。SB1 停止按钮SB2 连续运转按钮SB3 点动按钮KMKMSBSB2 2FRFRKMKMSBSB1 1SB3后闭合后闭合先断开先断开按下按下SBSB3 3闭合闭合电机运转电机运转点动时：自锁触点不起作用通电通电KMKMSBSB2 2FRFRKMKMSBSB1 1SB3先断开先断开后闭合后闭合断开断开断电断电松开松开SBSB3 3电机停转实现
