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1、电工与电子技术 第八章 继电接触器控制系统,沈阳大学 信息工程学院 电子信息工程系,包括机床、起重机等各种机械设备中，电动机是其动力的来源，无论是旋转运动，还是往复运动，电动机是其中的核心电器。 各种机械设备的过程控制，实质上是对电动机的控制。 传统意义上，控制线路中使用的电路元件，包括组合开关、按钮、交流接触器等都是触点型控制元件。 随着科学技术的进步，现代控制系统中更多使用无触点的可编程控器的控制。其优点是不言而喻的。,无论是有触点控制，还是无触点控制，其控制对象是相同的；控制线路设计的思想方法是一致的。 即对触点或虚拟触点实施控制，或闭合、或断开，达到使控制对象电动机是转，还是不转，还是
2、反转的目的。 本章学习继电接触器控制系统，包括低压电器，三相异步电动机的点动，自锁，互锁控制。 学习这些内容不仅有现实意义，而且可为学习可编程控器分析和设计奠定良好的基础。,工业领域中电气设备使用的电压等级为：动力电压（线电压）380，照明电压（相电压）220。在上述电压中使用的电器称低压电器。,8.1 常用低压电器,8.1.1 组合开关 组合开关就是把若干开关组合在一起形成的多触点开关，如图8-1-1所示。,图8-1-1 组合开关,其中图8-1-1（a）为组合开关结构图，图8-1-1（b）为组合开关接线原理图。 该开关的特点是，手柄每动作一下就会有多个触点同时动作，完成控制指令，实现控制目的
3、。,图8-1-2 按纽开关,8.1.2 按钮开关 按钮开关也是开关，通过按下按钮实现触点控制。 与组合开关的区别在于按钮每动作一次将会出现两种电路现象；即一对触点闭合，另一对触点一定断开。 把按钮开关按下时闭合的触点称常开触点；把按钮开关动作后（复位）闭合的触点称：常闭触点。,如图8-1-2所示。,图8-1-2 按纽开关,8.1.3 交流接触器 交流接触器也是通过触点控制实现对线路的控制，完成指令控制。动作过程与按钮开关相同。即每次动作实现，都会有常开触点闭合，常闭触点断开。 与其不同的是： （1）交流接触器中的触点比较多，既有主电路中的触点，称主触点，也有控制电路中使用的触点称辅助触点。 （
4、2）按钮开关是靠手动实现触点的动作，交流接触器则是靠控制其中线圈是否有电流，来控制触点的动作。,如图8-1-3所示。 根据交流接触器的动作原理，使控制线路实现自动控制、远距离控制成为可能。若把按钮开关视为手动开关，则交流接触器可理解为电动开关。,图8-1-3 交流接触器主要结构图,8.1.4 中间继电器 中间继电器与交流接触器动作原理相同。不同是中间继电器触点的容量较小，决定了该电器只能体现主令控制思想，将其控制意图传递给主电路中主接触器的线圈，完成主令控制思想的中间传递任务。如图8-1-4所示。,图8-1-4 中间继电器,8.1.5 热继电器 顾名思义，热继电器属于保护电器，是由于电动机过载
5、，导致电动机电流增大，为使电动机安全运行，在主电路中设置了过流敏感机构，达到限定程度时该继电器产生动作，动作的目的不是接通电路，而是切断电路。理解为电路保护电器。,动作原理如图8-1-5所示。,图8-1-5 热继电器动作原理,由于电动机过载运行，使线路中电流增大，由于导线绕在热继电器中双金属片上，（过流敏感机构）使其发热弯曲，则发出动作指令，实现触点控制。 热继电器动作后，电动机停止运行。若恢复其工作，按下复位按钮即可。 电动机控制线路中，加装热继电器，是保护电动机安全使用的必要手段之一。,8.1.6 熔断器 熔断器也是控制线路中的保护电器，其类型和结构如图8-1-6所示。,图8-1-6 各种
6、类型熔断器,8.1.7 自动空气断路器 自动空气断路器，属保护电器范畴。对电路中短路、过载及一切超出正常使用范围的电路现象实施保护。 其动作原理与热继电器相近，过程即故障发热动作切断电源。,自动空气断路器原理图如图8-1-7所示。 所谓自动，是指一旦超出正常使用范围，将自动切断电源，也可做复位操作。空气，指的是其触点的触头置于空气之中，有别于高压电器中的触头置于某种介质之中。,图8-1-7 自动空气断路器的原理图,通过学习电动机控制线路一方面可以掌握控制线路的组成原理，理解各控制电器在线路中的作用；另一方面也为学习可编程控器（PLC）奠定必要的基础，因为，继电接触控制与可编程（PLC）控制的主
7、要区别是：真实触点与虚拟触点的问题。,8.2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路,8.2.1 鼠笼式电动机的点动控制 点动控制是电动机控制线路的基础，如梁式起重机等，用按钮开关实现点动控制。电路包括：主电路和控制电路两部分。主电路由电动机与电源组成。控制电路则控制着电动机与电源的连接时刻，即何时接通；何时断开。,如图8-2-1所示。,图8-2-1 鼠笼式电动机点动控制系统,图8-2-1中主电路是： 三相电源。 其中：为组合开关或闸刀开关； 为熔断器； 为交流接触器的主触点； 为热继电器中的热敏感元件； 为触点控制对象鼠笼式异步电动机。,控制电路是： 1 1 2 2。 其中：1为某电源的某一相； 1
8、 为按钮开关的常闭触点； 2 为按钮开关的常开触点； 为交流接触器的控制线圈； 为热继电器的常闭触点； 2为三相电源的另一相。,由图8-2-1可见，电动机转动的条件是，电源与电动机之间必须是接通的，否则电动机不能旋转。 实现主电路接通与断开的电路称控制电路。 控制电路的控制对象是交流接触器的线圈，线圈有电，则接触器上所有常开触点闭合，常闭触点断开。,点动控制的过程是：按下 2 使线圈有电，则主电路中主触点接通，电动机旋转。 特点是 2 必须始终闭合，否则，线圈失电主电路中主触点断开，电动机停止旋转。实现电动机的点动控制。,8.2.2 鼠笼式电动机的自锁控制 点动控制只能使电动机间歇工作，一旦按
9、钮开关的常开触点 2 松开，则线圈失电，所有常开触点重新断开；常闭触点再度闭合，电动机停止转动。我们需要的是既要电动机转；又要让它保持这种状态，这样的控制线路称自锁控制。即不仅能接通电路，且在新的指令到来之前，将保持该状态不变。这种现象通常被称为“记忆功能”。,控制线路如图8-2-2所示。,电路的情况与点动控制基本一样，主电路无区别，控制电路的区别在于；若按钮开关的常开触点 2 松开，如何保持接触器线圈不失电，是点动控制与自锁控制的唯一区别。,图8-2-2 鼠笼式电动机自锁控制线路,其办法是利用了交流接触器辅助触点中的一个常开触点。 因为是常开触点，在交流接触器线圈接通电源后，其常开触点全部闭
10、合。这时尽管按钮 2 松开，接触器线圈仍因接触器中与 2 并联的辅助常开触点的闭合而不失电，保持了预期的工作状态。,8.2.3 鼠笼式电动机的正反转控制线路 电动机正反转控制是电动机工作过程中的常态。所以控制线路的设计要满足电动机实现正反转的基本要求。 我们知道，电动机转动的方向取决与旋转磁场的方向。若改变旋转磁场的方向，只要改变三相交流电任意两相的相序即可。 这种改变是在电动机运行过程中实现的。,具体方法是：两套控制电路动态切换的办法。一个交流接触器及其主导的主电路保持某一方向的转动；另一交流接触器及其主导的电路将实现另一方向的转动。实现对两个交流接触器的控制，就实现了电动机的正反转控制。
11、需要注意的是：两个交流接触器不能同时处于同一种状态，这种控制方式称互锁控制。,鼠笼式正反转控制电路有触点联锁式控制电路和触点联锁能复式按钮配合的控制电路，如图8-2-3所示。,图8-2-3 鼠笼式电动机正反转控制线路,8.2.4 行程控制 机构运行中实现状态的改变称行程控制。如刨床的往复运动，上料机的位置控制等。 行程控制的原理是：在机构运行的指定位置安装一行程开关，当电动机及机构运行到指定位置时，碰到开关，将改变原来的运动轨迹。 这种控制即容易实现也容易理解。,图8-2-4为行程开关控制电路。,图8-2-4 行程控制电路图,8.2.5 时间控制 时间控制也是电动机控制的一种常见的控制方式。即
12、电动机工作在某种运行方式的时间是在工作之前设定好的，到达预定时间，则电动机将自动结束这种运行方式，而时间的控制是由时间继电器完成的。这种控制称时间控制。 家庭生活中时间控制的实例比较多；如洗衣机、电饭锅、微波炉等，都属于时间控制。区别是：家用电器中的电动机为单相电动机，而非家庭用的电动机一般为三相异步交流电动机，尽管如此，时间控制的概念是相同的。,如图8-2-5所示为星形一三角形起动控制线路。,图8-2-5 鼠笼式电动机星形三角形起动控制线路,电机起动时，电路接成星形，运行规定的时间后，自动切换成三角形。 图8-2-5中为延时时间继电器，其中含有延时断开和延时闭合两个触点。通过延时控制实现星形-三角形变换起动。,本章小结,1继电接触控制是控制线路的基础，控制线路是针对各种继电接触设备中交流接触器的触点实施控制。通过对交流接触器线圈的得电、失电，实现触点控制。 2了解控制线路中的各种低压电器的动作原理。 3三相异步电动机的点动控制，自锁控制，互锁控制。,感谢观看！,
