第8章 继电器-接触器控制教学内容8.1 常用控制电器与执行电器8.2 继电器-接触器控制的常用基本线路8.3 继电器-接触器控制线路举例8.4 继电器-接触器控制线路设计简介教学安排 本章安排10个学时授课，常用电器介绍2个学时，继电器-接触器控制常用基本线路介绍4个学时，继电器-接触器控制线路举例2个学时，继电器-接触器控制线路设计简介2个学时采用多媒体教学知识点及其基本要求1. 熟悉各种控制电器的工作原理、作用、特点、表示符号和应用场合；2. 掌握继电器-接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理；3. 学会分析简单的控制线路；4. 学会设计一些简单的控制线路重点和难点 重点：1. 掌握电磁式交流接触器与直流接触器的区别；2. 掌握三相异步电动机启动,及保护装置；3. 掌握互锁与连锁的控制方法； 4. 掌握按行程和时间控制的控制方法难点：1. 时间继电器的图形符号；2. 连锁控制的方法与技巧教学设计*******************************************************************************第1次课*******************************************************************************1．通过图形展示，了解各种电器的工作原理、图形符号和文字符号及应用场合。
低压电器:是指额定工作电压低于 500V的电器分类一：★ 非自动电器: 闸刀开关，转换开关，行程开关★ 自动电器:（电磁力）接触器，继电器，自动开关分类二：★ 控制电器：控制电机启/停，正反转，调速，制动——接触器、继电器★ 保护电器：短路、过载、过流保护——熔断器，热继电器，电流/电压继电器★ 执行电器：电磁阀，电磁离合器等 （1）非自动控制电器①刀开关(作电源开关) Q/QG常用的三极刀开关:100A、200A、400A、600A、1000A①转换开关(组合开关) QB用途：★ 电源的引入开关；★ 控制启动次数不多、7.5KW以下的鼠笼式电机★ 控制线路及信号线路的转换开关倒顺开关（控制电机正反转）2）自动控制电器1)接触器（交流、直流） KM 接触器能在外界输入信号下自动地接通或断开带有负载的主电路作用：用于带负载主电路的自动接通与断开结构：电磁机构、触头系统、灭弧装置分为：u 交流接触器：吸合瞬间电流可达到工作时的15倍，不适合频繁操作u 直流接触器：适合频繁操作的场合选择：u 电源种类（交、直流）；u 主触点的额定电压、电流；u 辅助触点的种类、数量、及额定电流；u 电磁线圈的种类、频率和电压；u 额定操作频率。
用途：u 适用于频繁操作u 远距离控制强电流电路 图8.6 接触器控制电路的工作原理u 具有低压释放的保护性能 ①交流接触器★ 触头：它是完成接触器接通或断开电路这个主要任务对它的要求：接通时导电性能良好、不跳（不振动）、噪音小、不过热，断开时能可靠地消除规定容量下的电弧 注：工作于大电流回路的接触器，其触头常采用滚动接触形式，工作时如图8.7所示两类触点：一类是动合（常开）触点 另一类是动断（常闭）触点 图8.7 触头滚动接触的位置★ 灭弧装置：当触头断开大电流时，在动、静触头间产生强烈电弧，会烧坏触头，并使 切断时间拉长，为使接触器可靠工作必须使电弧迅速熄灭，故采用灭弧装置 灭弧的方法有以下几种： a. 利用触头回路本身电动力的简单灭弧法 b. 多断口灭弧法 c. 磁吹灭弧 d. 纵缝灭弧 e. 栅片灭弧 a.简单灭弧法 b. 多断口灭弧法 c. 磁吹灭弧 d. 纵缝灭弧 e. 栅片灭弧 ★ 铁心(磁路): 为了减少涡流损耗,交流接触器的铁心都用硅钢片叠加而成,并在铁心的端面上开有分磁环(短路环)。
圈中通有交流变电流时,在铁心中产生的磁通是与电流同频率变化的,当电流频率为50HZ时,磁通每秒有100次经过零点当磁通经过零时,它所产生的吸力也为零,动铁心有离开的趋势,但未及离开,磁通又很快上升,动铁心又被吸回,结果造成振动,产生噪音如果能使铁心间通过两个在时间上不同相的磁通,总磁通将不会经过零点,矛盾即可解决,短路环即为此而设 铁心面A不被短路环所包围通过这部分磁通产生吸力FA被短路环所包围铁心面B在短路环内产生感应电势和电流，它将阻止B面中磁通的变化，致使穿过B面的实际磁通滞后于A面磁通一个角度，使总合力不经过零点，消除振动噪音 图8.13 短路环 图8.14 铁心吸力的变化★ 线圈: 交流接触器的吸引线圈(工作线圈)一般做成有架式,形状较扁,以避免与铁心直接接触,改善线圈的散热情况 注意: 千万不要把交流接触器的线圈接在直流电源上，否则将因电阻小而流过很大的电流使线圈烧坏目前常用的交流接触器型号有：CJ10、CJ12、CJ12B、CJ20、CJX1等系列例如：CJ10-40A，其主触头的额定工作电流为40A，可以控制额定电压为380V、额定功率为20KW的三相异步电动机。
②直流接触器直流接触器主要用以控制直流电路目前，常用的是CZO系列直流接触器常用磁吹和纵缝灭弧装置来灭弧直流接触器的铁心与交流接触器不同，它没有涡流的存在，因此一般用软钢或工程纯铁制成圆形由于直流接触器的吸引线圈通以直流，所以，没有冲击启动电流也不会产生铁心猛烈撞击现象，因而它的寿命长，适用于频繁启动、制动的场合③接触器的图形符号:2)继电器作用: 起传递和转换信号的作用根据输入信号不同而达到不同的控制目的分类：按动作原理分：电流、电压、速度、压力、热继电器等一般只能用来接通和断开控制电路，只有当负载（电动机）功率很小时，才可用某些继电器来接通、断开主电路电磁式继电器（占百分之九十）分为交、直流两类，多数结构类似于接触器，但因电流小，无灭弧装置①电压继电器与中间继电器（KV、KA与电流继电器同符号） 根据电压信号动作：当吸引线圈上所作用的电压值达到规定的值时就能使触头动作电压继电器主要作电动机的过压或欠压保护 中间继电器有较多的触点，作中间传递信号和多路控制，可将小功率控制信号转换为大容量的触点动作 选择：根据电压的等级、触点的数量、种类、容量来选②电流继电器（KA) 根据电流信号动作：当吸引线圈上的电流达到规定值时，使触点动作。
线圈串联于电路中主要用于过载及短路或直流电机的磁场控制和失磁保护等③热继电器(FR) 作用: 用于电动机的过载保护型号的含义:断相保护：因过热一相断电后，能切断三相电源保护特性： 1 Ied 长期不动作 1.2 Ied < 20分钟断开 1.5 Ied < 2 分钟断开 6 Ied > 5 秒钟断开选择：根据电动机的额定电流选型号及热元件的电流等级 IRT≥(0.95-1.05)Ied例：电动机Ied =14.6A、380V、采用三角形接法可选用JR16B-20/3D,其额定电流从0.35-22A共12等级，选16A级注：某些特定情况下热元件的额定电流要大于Ied，交流三相电动机绕组作三角形接法，宜选有断相保护的三相热继电器 图8.18 热继电器原理结构示意图④表8.1 继电器符号（3）主令电器①按钮SB作用：用来接通或断开小电流控制电路的开关 分为：旋纽式、指示灯式、紧急式（装有蘑菇形纽帽，以示紧急操作） 额定电压：交流电压为500V；直流电压为440V。
额定电流：额定电流为5A 选择：根据所需的点数，使用场合及颜色来选取常用LA系列②主令控制器与万能转换开关主令开关(SL)：也称主令控制器,是一种多档转换开关主令控制器与万能转换开关广泛的应用与控制线路中， 以满足需要多联锁的电力拖动系统的要求，实现转换线路的遥远控制 由于主令控制器的触头多，在电气转动系统中除了用图形符号外， 为了更清楚地表示其触点分合状况，还常用触点合断表来表示其中X表示手柄转动到该位置下，触点闭合，空格表示断开 （4）执行电器①电磁铁 广义而言，电磁铁是一种通电以后，对铁磁物质产生引力，把电磁能转换为机械能的电器而这里介绍的电磁铁是指将电流信号转换成机械位移的执行电器它的工作原理与接触器相同它只有铁心和线圈，图8.23 所示为单相交流电磁铁的结构示意图 交流电磁铁圈通电，吸引衔铁而减少气隙时，由于磁阻减小，线圈内自感电势和感抗增大，因此，电流逐渐增大，但与此同时气隙漏磁通减小，主磁通增加，其吸力将逐步增大，最后将达到1.5 倍~2 倍的初始吸力。
I = f (x)、F = f (x)特性，如图8.24所示 由此可看出，使用这种交流电磁铁时，必须注意使衔铁不要有卡住现象，否则衔铁不能完全吸上而留有一定气隙，将使线圈电流大增而严重发热甚至烧毁交流电磁铁适用于操作不太频繁、行程较大和动作时间的执行机构，常用的交流电磁铁有：MQ2 系列牵引电磁铁、MZD1 系列单相制动电磁铁和MZS1 系列三相制动电磁铁 直流电磁铁的线圈电流与衔铁位置无关，但电磁吸力与气隙长度关系很大，所以，衔铁工作行程不能很大，由于线圈电感大，线圈断时会产生过高的自感电势，故使用时要采取措施消除自感电势（常圈两端并联一个二极管或电阻）直流电磁铁的工作可靠性好、动作平衡、寿命比交流电磁铁长，它适用于运用频繁或工作平衡可靠的执行机构常用的直流电磁铁有：MZZ1A、MZZ2S 系列直流制动电磁铁和MW1、MW2 系列起重电磁铁 采用电磁铁制动电动机的机械制动方法，对于经常制动和惯性较大的机械系统来说，应用得非常广泛常称为电磁抱闸制动②电磁离合器 电磁离合器是利用表面摩擦或电磁感应来传递两个转动体间转矩的执行电器由于能够实现远距离操纵，控制能量小，便于实现机床自动化，同时动作快，结构简单，因此，获得了广泛的应用。
常用的电磁离合器有摩擦片。