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1、第八章低压电器与继电接触1第八章 低压电器与继电接触控制本章重点本章重点w低压控制电器的工作原理和特点w电动机点动、连续运转、正反转、时间和行程控制继接电路的工作原理。w一般的继电接触电路的工作原理和设计方法。2第八章 低压电器与继电接触控制第八章低压电器与继电接触控制第八章低压电器与继电接触控制第一节第一节常用低压控制电器常用低压控制电器第二节第二节异步电动机继电接触控制电路异步电动机继电接触控制电路第三节第三节异步电动机正反转控制电路异步电动机正反转控制电路第四节第四节行程控制行程控制第五节第五节可编程序控制器简介可编程序控制器简介3第八章低压电器与继电接触控制说明说明低压电器低压电器一般
2、是指交流一般是指交流1200V，直流直流1500V以下用来切换、控制、调以下用来切换、控制、调节和保护用电设备的电器。节和保护用电设备的电器。分类分类按作用分按作用分控制电器（控制电动机起停、正反转、制动调速等）控制电器（控制电动机起停、正反转、制动调速等）保护电器（保护电动机不在欠压、短路、过热等情保护电器（保护电动机不在欠压、短路、过热等情况下运行）。况下运行）。按动作方式分按动作方式分手动电器（通过人工操作而动作）手动电器（通过人工操作而动作）自动电器（通过信号和物理量变化而动作）自动电器（通过信号和物理量变化而动作）第一节第一节常用低压控制电器常用低压控制电器4第八章低压电器与继电接触
3、控制q在在建建筑筑、机机械械、化化工工等等工工业业生生产产的的自自动动化化生生产产过过程程中中普普遍遍采采用用电电力力拖拖动动生生产产机机械械，实实现现生生产产过过程程的的自自动动控控制制。使使用用继继电电器器、接接触触器器、按按钮钮、空空气气开开关关、行行程程开开关关等等低低压压电电器器构构成成的的控控制制电电路路称称为为继继电电接接触触控控制制电电路路，它它是是最最常常见见的的一一种种控控制制方方式式，具具有有价价格格低低廉廉、结结 构构 简简 单单 、 实实 用用 、 维维 修修 方方 便便 的的 特特 点点 。常用低压控制电器一般又分为手动和自动常用低压控制电器一般又分为手动和自动两类
4、两类,闸刀开关、转换开关、按钮等靠人工操作闸刀开关、转换开关、按钮等靠人工操作而动作的属于手动低压电器。所谓自动低压电而动作的属于手动低压电器。所谓自动低压电器就是不直接由人工操作，而是依赖于电压、器就是不直接由人工操作，而是依赖于电压、电流或其它物理量的变化来改变其工作状态，电流或其它物理量的变化来改变其工作状态，如接触器、继电器、行程开关等。如接触器、继电器、行程开关等。 5第八章低压电器与继电接触控制1、刀开关刀开关刀刀开开关关是是一一种种应应用用最最为为广广泛泛的的电电器器，最最常常用用的的刀刀开开关关是是瓷瓷底底胶胶盖盖刀刀开开关关。它它由由电电源源进进线线座座、刀刀片片式式动动触触
5、点点、熔熔丝丝、负负载载接接线线座座、瓷瓷底底板板、静静触触头头、胶胶木木盖盖等等部部分分组组成成。用用手手推推动动操操作作手手柄柄使使触触刀刀插入静插座时电路接通。插入静插座时电路接通。下下图图所所示示为为刀刀开开关关的的外外形形图图和和电电气气图形符号。图形符号。6第八章低压电器与继电接触控制7第八章低压电器与继电接触控制2、按钮按钮是一种手动、短时接通小电流的开关电器，一般具有自动复位功能，通常用于接通和断开控制电路。按钮按其结构不同可以分为动合按钮、动断按钮和复合按钮。在无压力作用的常态下，动合按钮的触点是开断的，称之为常常开开触触点点；动断按钮的触点是闭合的，称之为常闭触点常闭触点。
6、在压力的作用下，动合按钮的常开触点闭合，动断按钮的常闭触点断开，由此完成对电路的控制。8第八章低压电器与继电接触控制9第八章低压电器与继电接触控制3、转换开关转换开关也被称为组合开关,在机床电气控制中常用于电源开关或不同控制方式间的转换控制。组合开关内部有多个静触点和动触点，静触点分层布置安装在各层绝缘垫板上，板上接线柱分别与电源、用电设备相接。由磷铜片制成的动触点铆接在绝缘钢纸上。绝缘钢纸上开有方孔，附有手柄的方截面转轴穿过各层绝缘钢纸，转轴可左右旋转至不同位置，每个位置都对应着各对静、动触点不同的通断状态。10第八章低压电器与继电接触控制11第八章低压电器与继电接触控制4、行程开关行程开关
7、也被称为限位开关，在电路中的作用与按钮相似。按钮需要用手压动，而限位开关是由连接在生产机械运动部件上的挡铁压动的。限位开关经常用来限定运动部件的运动界限或完成运动部件的往复运动，也常用来作为电器设备的门开关以保证操作人员的人身安全。限位开关安其传动方式分为杠杆式、转动式和按钮式数种。12第八章低压电器与继电接触控制13第八章低压电器与继电接触控制5、空气自动断路器自动空气断路器又称为自动空气开关,它可以实现对电路的短路、过载和失压的保护。断路器可以分为万能式断路器、塑料外壳式断路器、限流式断路器、直流快速断路器等。自动空气断路器的主要技术参数类似于熔断器也有额定电压、额定电流等，此外还有机械寿
8、命和电寿命、过电流脱扣范围、短路通断能力等。14第八章低压电器与继电接触控制15第八章低压电器与继电接触控制6、熔断器熔断器是一种短路保护电器，俗称保险。按其结构可以分为有填料封闭管式熔断器、半封闭插入式熔断器、无填料密闭管式熔断器等几种类型。但它们的工作原理大体相同，都是在两个金属电极之间接有一个低熔点的熔体，称之为熔片或熔丝。电路正常工作时流过熔体的电流小于或等于额定电流，熔体不会熔断；当电路中发生短路或过载严重时，电路中过大的电流流过熔体，使熔体瞬间被加热到熔点而熔化，从而起到切断电源，保护线路和设备的作用。常见的熔断器有瓷插式熔断器、螺旋式熔断器和快速熔断器等。16第八章低压电器与继电
9、接触控制熔断器的主要技术参数有额定电压、额定电流、保护特性和分断能力等项。熔断器的额定电压是指熔断器能长期正常工作的电压，选择熔断器时，熔断器的额定电压必须大于或等于保护电路的额定电压。熔体额定电流的选择可按如下方法计算：（1）电灯支线上的熔丝额定电流支线上所有电灯的工作电流（2）一台电动机熔丝的额定电流，当电动机起动频繁时，K的取值为1.62，当电动机起动不太频繁时，K2.5。（3）若干台电动机的总熔丝的额定电流17第八章低压电器与继电接触控制18第八章低压电器与继电接触控制7、交流接触器交流接触器是一种可以进行远距离自动控制的电器，可以用它频繁接通和断开电动机电源。它具有控制容量大和欠压释
10、放保护的特点，是继电接触控制系统中的常用电器。交流接触器主要由两大部分组成，一部分是铁心线圈构成的电磁铁，另一部分是组合触点。组合触点由静止不动的静触点和可以移动的动触点组成，其中，一对动触点和静触点闭合的触点称为常闭触点，另一对动触点和静触点断开的触点称为常开触点。电磁铁是由一个动磁铁和一个静磁铁组成。当静磁铁中的线圈通电后，静磁铁将产生电磁力，吸引动磁铁闭合，而动磁铁与一对动触点相连，当动磁铁吸合时，就带动动触点运动，使得通电前闭合的一对触点断开，而通电前断开的一对触点闭合。需要注意的是两对触点的动作顺序是：“常闭触点先断开，常开触点后闭合”。19第八章低压电器与继电接触控制交流接触器的电
11、路符号如图4-8所示，根据用途不同，接触器的触点分为主触点和辅助触点两种。主触点上通过的电流比较大，可以用来接通或断开负载较大的电路，如电动机、电热设备等，这一类的电路称为主电路；而辅助触点一般接在用以控制主电路的控制电路中，通过辅助触点的控制电路的电流较小。由于主触点通过的电流较大，在主触点接通或断开时会产生电弧，所以，有的交流接触器的主触点上装有灭弧装置。20第八章低压电器与继电接触控制交流接触器的主要技术参数主要有额定电压和额定电流，是指接触器的主触点长期正常工作时的电压和电流。交流接触器的额定电压有380V，600V和1140V三种。交流接触器的额定电流为6-4000A。需要注意的是，
12、交流接触器的线圈电压与主触点的电压不同，它的线圈电压有36V、110V、220V、380V几种。21第八章低压电器与继电接触控制22第八章低压电器与继电接触控制23第八章低压电器与继电接触控制8、继电器、继电器继电器是根据一定的信号接通和断开小电流电路，以继电器是根据一定的信号接通和断开小电流电路，以完成控制和保护作用的电器。按使继电器动作的参数进行完成控制和保护作用的电器。按使继电器动作的参数进行分类，继电器可分为：电流继电器、电压继电器、时间继分类，继电器可分为：电流继电器、电压继电器、时间继电器、压力继电器等。按它们的用途进行分类，继电器可电器、压力继电器等。按它们的用途进行分类，继电器
13、可分为控制继电器和保护继电器等。分为控制继电器和保护继电器等。（一）中间继电器（一）中间继电器中间继电器主要用于提高控制容量、扩大信号的传递。中间继电器主要用于提高控制容量、扩大信号的传递。在电气控制系统中它常与接触器配合使用，中间继电器输在电气控制系统中它常与接触器配合使用，中间继电器输入的是线圈得电、失电信号，输出的是触点开闭信号；其入的是线圈得电、失电信号，输出的是触点开闭信号；其触点较多，可以用来增加控制电路中信号的数量满足复杂触点较多，可以用来增加控制电路中信号的数量满足复杂控制的要求。控制的要求。常用的中间继电器有常用的中间继电器有JZ7、JZ8系列等，选择中间继电器系列等，选择中
14、间继电器时不仅要考虑触点的数量是否满足要求，时不仅要考虑触点的数量是否满足要求，24第八章低压电器与继电接触控制25第八章低压电器与继电接触控制（二）热继电器是利用电流的热效应切断电路的保护电器。当电动机工作在欠压、断相或长期过载情况下，都会使电动机的工作电流超过额定值，引起电机过热，损坏电动机或减少电动机的寿命。26第八章低压电器与继电接触控制（三）时间继电器中间继电器线圈失得电后其触点立即动作，被称为瞬时继电器。时间继电器从它的电磁线圈接受到动作信号（得、失电起），到它的触点动作之间有一段时间延时，因此它也被称为延时继电器。27第八章低压电器与继电接触控制时间继电器有通电延时与断电延时两种
15、，通电延时型时间继电器的功能如下电磁线圈通电后继电器动合触点延时闭合，动断触点延时断开。其工作原理如下：当线圈通电后，电磁铁吸合，将恢复弹簧压缩，释放弹簧放松，带动活塞向下移动，而活塞上的橡皮膜将空气室分为两部分，下部分的空气被密封，上部分的空气通过进气孔与外界相通。当活塞向下移动时带动与之相连的橡皮膜向下移动，使空气室下部分的空气被压缩，压强增大，而上部分的空气体积增大，压强减小。由于压强的不平衡使活塞不能立即向下移动，只有从进气孔进入空气，使上部分的压强逐渐增大，活塞才能逐渐下移，这样经过一段时间以后杠杆才能触动延时微动开关，使触点动作。延时的长短通过进气孔的调节螺钉控制，进气量多则延时时
16、间短，进气量少则延时时间长。当线圈断电后动磁铁被释放，在恢复弹簧的作用下，活塞向上运动由于空气室上部的空气可以通过排气孔迅速排出，所以活塞的向上运动是瞬间完成的，没有延时。28第八章低压电器与继电接触控制第二节第二节异步电动机继电接触控制电路异步电动机继电接触控制电路用按钮、接触器、继电器等有触点电器组成的控制电路称为继电接触控制电路。目前，继电接触控制电路在现场还被广泛使用着，熟练掌握继电接触控制电路的工作原理、逻辑特性，不仅对进一步学习掌握可编程控制器的设计和使用非常有帮助，而且对同学们今后在现场的工作有着十分重要的意义。29第八章低压电器与继电接触控制一、点动控制电路30第八章低压电器与
17、继电接触控制一般将原理图中由三相电源至电动机的电路称为主回路主回路主回路主回路，按钮和接触器线圈组成的电路称为控制回路控制回路控制回路控制回路。控制回路完成对主回路的工作控制，为主回路服务。在实际工作中，设计人员应根据实际工艺过程对电动机提出的要求确定和设计主回路及控制回路，以保证电动机安全、正确的工作。在设计及阅读电路原理图的过程中应注意以下几点：首先，要明确所需完成的工作的基本功能和逻辑动作关系。其次，图中采用的符号必须是国家统一规定的图形符号和文字符号。同同一一低低压压电电器器的的触触点点和和线线圈圈尽尽管管不不在在图图中中的的同同一一位位置置，但但其其文文字字符符号号的的标标注注必必须
18、须一一致致。再次，图中控制电器的可可可可动动动动部部部部分分分分均均均均以以以以没没没没通通通通电电电电和和和和没没没没受受受受外外外外力力力力作作作作用用用用时时时时的的的的状状状状态态态态画画画画出出出出。如按钮、行程开关是其未受外力时的状态，接触器、继电器的触点状态是其没有通电时的状态。31第八章低压电器与继电接触控制二二异步电动机直接起动控制32第八章低压电器与继电接触控制为便于阅读通常把电路图分为几个图区，用数字和框线在图的下部标出各图区的界线，在图的上部标出各图区的作用。同时，为了方便查找同一接触器（继电器）线圈、触点在图中的位置，在电路图中线圈符号下面画有两条竖线，竖线的左、中、
19、右填有数字。左边的数字表示其主触点所在的图区，中间数字表示其辅助常开触点所在图区，右边的数字表示其辅助常闭触点所在图区。起动控制过程如下：KMKM（4-54-5）闭合（自锁）闭合（自锁）按下按下SBSB22KMKM吸合（线圈得电）吸合（线圈得电） KMKM主触点闭合主触点闭合MM起动运行起动运行在电气控制系统中把这种按钮松开后控制电路仍能继续保持通电的电路叫做具有自自自自锁锁锁锁功能的控制电路叫做具有自锁的控制电路。与起动按钮SB2相并联的KM辅助触点被叫做自锁触点。33第八章低压电器与继电接触控制电路具有短路、过载、欠压、失压（零压）等多种保护功能。起起短短路路保保护护作作用用的的是是熔熔断
20、断器器FU1和和FU2，发发生生短短路路故故障障时时，熔熔丝丝立即熔断，电动机立即停车。立即熔断，电动机立即停车。起起过过载载保保护护作作用用的的是是热热继继电电器器FR。过过载载时时，热热元元件件发发热热，将将常常闭触点断开，使接触器线圈断电，主触点断开，电动机停车。闭触点断开，使接触器线圈断电，主触点断开，电动机停车。电电动动机机在在运运行行时时电电源源电电压压下下降降会会使使电电动动机机工工作作电电流流升升高高，如如果果电电动动机机带带动动额额定定负负载载长长时时间间工工作作在在低低压压状状态态很很可可能能烧烧坏坏电电机机。在在具具有有自自锁锁的的控控制制电电路路中中，电电源源电电压压降
21、降低低到到工工作作电电压压的的85%以以下下时时，接接触触器器的的电电磁磁吸吸力力将将小小于于反反作作用用弹弹簧簧的的作作用用力力，此此时时动动铁铁心心释释放放，自自锁锁触触点点随随之之断断开开，线线圈圈失失电电，主主触触点点断断开开，电电动动机机停停转转，则则电电动机在欠压的状态下得到了保护，这就是电路的欠压保护功能。动机在欠压的状态下得到了保护，这就是电路的欠压保护功能。在在电电动动机机运运行行状状态态下下，如如果果电电源源突突然然停停电电，电电动动机机将将停停转转。如如果果用用刀刀开开关关或或空空气气开开关关直直接接控控制制电电动动机机的的起起、停停，恢恢复复供供电电时时电电动动机机将将
22、自自行行起起动动，很很容容易易造造成成人人身身或或设设备备事事故故。具具有有自自锁锁的的控控制制电电路路在在电电源源停停电电时时自自锁锁触触点点和和主主触触点点都都会会断断开开，恢恢复复供供电电时时如如果果操操作作人人员员不不按按下下起起动动按按钮钮，电电动动机机将将不不会会自自行行起起动动。这这种种在在突突然然断断电后能自动切断电动机电源的保护作用称为失压（或零压）保护。电后能自动切断电动机电源的保护作用称为失压（或零压）保护。34第八章低压电器与继电接触控制星型三角型起动控制电路35第八章低压电器与继电接触控制第三节第三节鼠笼式异步电动机的鼠笼式异步电动机的正、反转控制线路正、反转控制线路
23、在实际生产过程中，要求电动机能正、反两个方向旋转的设备是很多的。例如机床工作台的前进与后退，起重机的提升与下降，这些都是通过电动机的正、反转来实现的。一、电动机的正、反转控制由异步电动机的工作原理可知，将定子绕组接到三相电源的三根电源线中的任意两根的一端对调，改变接入电动机电源的相序，可实现电动机的反转。因此，要实现电动机正、反两个方向旋转的要求，必须使用两个交流接触器，36第八章低压电器与继电接触控制37第八章低压电器与继电接触控制38第八章低压电器与继电接触控制39第八章低压电器与继电接触控制二、控制电路中的互锁在同一时间里两个接触器不能同时工作的控制作用称为互锁。电气互锁机械互锁40第八章低压电器与继电接触控制第四节第四节行程控制行程控制在生产中常常需要控制某些机械的行程，例如要求提升机到达预定高度时能自动停止，一些机床的刀具或工作台能在一定范围内自动往返等。要实现这些限位控制，可采用装有行程开关的控制电路。一、行程控制41第八章低压电器与继电接触控制二、自动往返行程控制42第八章低压电器与继电接触控制第八章第八章结结 束束43第八章低压电器与继电接触控制
