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电工学B5

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内蒙古工业大学电工电子教学中心

第5章

继电接触器控制系统

本章首先介绍几种常用的低压电器，本章首先介绍几种常用的低压电器，然后介绍继电接触器控制系统对电动机实然后介绍继电接触器控制系统对电动机实现的基本控制基本控制。

现的基本控制。

第5章继电接触器控制系统章

5.1常用控制电器5.2笼型电动机直接起动的控制线路5.3笼型电动机正反转的控制线路5.4行程控制5.5时间控制*5.6应用举例

电工学第五章

第5章继电接触器控制系统

应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。

利用继电器、电器、接触器及按钮等控制电器来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。

设备的控制和保护，称为继电接触控制。

这种控制系统称为继电接触器控制系统。

称为继电接触器控制系统。

本章在介绍几种常用的低压电器的基础上，本章在介绍几种常用的低压电器的基础上，介绍几种基本的电机控制线路。

种基本的电机控制线路。

电工学第五章

5.1常用控制电器

5.1.1组合开关

组合开关也称转换开关，组合开关也称转换开关，在机床电气控制线路中常用作电源的引入开关，也可以用来直接起动和停止小容量笼作电源的引入开关，型电动机和对电动机进行正、反转控制。

型电动机和对电动机进行正、反转控制。

组合开关文字符号

组合开关图形符号

电工学第五章

5.1.1组合开关用组合开关起停电动机的接线图手柄静触片动触片转轴转动手柄，转轴就可以转动手柄，带动三个动触片将三对静触彼此相差一定角度）片（彼此相差一定角度）同时接通或断开。

接通或断开。

组合开关有单极、双极、组合开关有单极、双极、三极和四极几种，三极和四极几种，额定持续电流有10A、25A、60A和100、、A等多种。

等多种。

等多种

M3~

电工学第五章

5.1.2按钮

按钮常用于接通和断开控制电路。

按钮的外形图和结构如图所示:

按钮的外形图和结构如图所示常闭触点

（a）外形图按钮开关的外形和符号

常开触点

（b）结构

电工学第五章

5.1.2按钮常开（动合）常开（动合）按钮SB电路符号

Flash链接链接

复合按钮

常闭（动断）常闭（动断）按钮SB电路符号SB电路符号

电工学第五章

5.1.3交流接触器

用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。

（a）外形（b）结构交流接触器的外形与结构

电工学第五章

5.1.3交流接触器380V~主触点弹簧

Flash链接链接动作过程线圈通电衔铁被吸合主触头闭合

线圈铁芯衔铁电机M3~辅助触点电机接通电源

电工学第五章

5.1.3交流接触器交流接触器的图形和文字符号主触KM点动合触点动断触点辅助触点

线圈接触器主触头－－－－用于主电路接触器主触头－－用于主电路流过的电流大，需加灭弧装置）（流过的电流大，需加灭弧装置）

接触器辅助触头－－用于控制电路接触器辅助触头－－用于控制电路－－流过的电流小，无需加灭弧装置）（流过的电流小，无需加灭弧装置）接触器控制对象：

接触器控制对象：

电动机及其它电力负载接触器技术指标：

额定工作电压、电流、触点数目等。

接触器技术指标：

额定工作电压、电流、触点数目等。

电工学第五章

5.1.4中间继电器

中间继电器常用来传递多个信号和同时控制多个电路，也可以直接控制小容量电动机或其它电气执行元件。

也可以直接控制小容量电动机或其它电气执行元件。

中间继电器的结构和交流接触器基本相同，中间继电器的结构和交流接触器基本相同，只是电磁系统小些，触点多些。

磁系统小些，触点多些。

选用中间继电器主要考虑电压等级和触点数量。

电工学第五章

5.1.5热继电器

功能：

过载保护结构：

结构：

I发热元件双金属片

Flash链接链接

扣板常闭触点

工作原理：

发热元件接入电机主电路，若长时间过载，发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。

因双金属片的下层膨胀系数大，片被烤热。

因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。

曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。

电工学第五章

5.1.5热继电器热继电器的符号发热元件FR串联在主电路中

常闭触点FR

串联在控制电路中

电工学第五章

5.1.6熔断器

熔断器俗称保险丝，熔断器俗称保险丝，是最简便而且最有效的短路保护电器。

护电器。

熔断器中的熔丝或熔片用电阻率较高的易熔合金如铅锡合金）制成。

线路正常工作时，熔体不应熔断，（如铅锡合金）制成。

线路正常工作时，熔体不应熔断，当电路发生短路，熔体立即熔断，电路发生短路，熔体立即熔断，以保护电路及用电设备不遭损坏。

遭损坏。

常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器。

式熔断器和有填料式熔断器。

文字符号和图形符号选择熔丝的方法FU

（1）电灯支线熔丝）熔丝额定电流≥支线上所有电灯的工作电流熔丝额定电流支线上所有电灯的工作电流

（2）一台电动机的熔丝）电动机的起动电流Flash链接链接熔丝额定电流≥熔丝额定电流2.5

电工学第五章

5.1.6熔断器如果电动机起动频繁，如果电动机起动频繁，则为1.6~2（3）几台电动机合用的总熔丝）熔丝额定电流=（1.5~2.5）×容量最大的电动机额定电流）容量最大的电动机额定电流+其余电动机额定电流之和其余电动机额定电流之和熔丝的额定电流有4A；6A；10A；15A；20A；；；；；；25A；35A；60A；80A；100A；125A；350A；600A；；；；；；；等多种。

等多种。

熔丝额定电流≥熔丝额定电流电动机的起动电流

电工学第五章

5.1.7自动空气断路器

功能：

可实现短路、过载、失压保护。

功能：

可实现短路、过载、失压保护。

锁钩释放弹簧过流脱扣器

Flash链接链接

欠压脱扣器

主触点手动闭合

连杆装置

衔铁释放

自动空气断路器原理图

电工学第五章

5.2笼型电动机直接起动的控制线路

直接起动直接起动组合开关QS组合开关QS熔断器FU熔断器FU交流接触器KM交流接触器KM21自锁触点4M3～按扭SB按扭SBSB1SB235

热继电器FR热继电器FR（a）结构图）

电工学第五章

电动机的保护

短路保护：

和过流继电器等。

短路保护：

通常采用熔断器FU和过流继电器等。

和过流继电器等避免过大的短路电流损坏电动机和电器设备。

避免过大的短路电流损坏电动机和电器设备。

零压（失压）是指电源暂时断电断电或零压（或失压）保护：

是指电源暂时断电或电压严重下电动机即自动从电源切除，降时，电动机即自动从电源切除，以避免在电源电压恢复电动机可能自动重新起动（亦称自起动）时，电动机可能自动重新起动（亦称自起动），而造成人身或设备事故。

零压（或失压）的电器为：

或设备事故。

起零压（或失压）保护的电器为：

交流接触器KM。

。

过载保护：

是为防止三相电动机在运行中电流长时超过额定值（过载情况下）而设置的保护。

过额定值（过载情况下）而设置的保护。

常采用热继电器FR保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。

保护，保护也可采用自动开关和电流继电器保护。

电工学第五章

笼型电动机直接起动的控制线路

为了读图和设计线路的方便，为了读图和设计线路的方便，控制线路常根据其作用原理画出，把控制电路和主电路分开。

用原理画出，把控制电路和主电路分开。

这样的图称为控制线路原理图。

控制线路原理图。

在控制线路原理图中，在控制线路原理图中，各种电器都用统一的符号来代表。

同一电器的各部件是分散的。

为了识别起见，代表。

同一电器的各部件是分散的。

为了识别起见，它们用统一的符号表示。

们用统一的符号表示。

在原理图中，在原理图中，规定所有电器触点均表示在起始情况下的位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。

下的位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。

在起始情况下，如果触点是断开的，则称为动合触在起始情况下，如果触点是断开的，则称为动合触常开触点）如果触点是闭合的，则称为动断触点点（常开触点）；如果触点是闭合的，则称为动断触点常闭触点）（常闭触点）。

电工学第五章

笼型电动机直接起动的控制线路

笼型电动机直接起动的控制线路原理图控制电路FRQS主电路FU21KMFRKM自锁触点SB1SB2KM

M3~过载时，一定时间后）触点会断开触点会断开，过载时，（一定时间后）FR触点会断开，使控制电路断电，从而主电路（KM主触点）断开。

（KM主触点电路断电，从而主电路（KM主触点）断开。

电工学第五章

笼型电动机直接起动的控制线路

笼型电动机直接起动的控制线路原理图控制电路FRQS主电路FU21KMFRM3~KM自锁触点SB1SB2KM

按下停车按钮SB控制电路断电，按下停车按钮1，控制电路断电，电动机停车。

电动机停车。

若去掉自锁触点KM，则可对电动机实行点动控制。

，则可对电动机实行点动控制。

电工学第五章

笼型电动机点动控制线路

QS主电路FU21KMFRM3~动作次序闭合开关QS接通电源FRSB2控制电路KM

按SB2→KM线圈得电松SB2→KM线圈失电

→KM主触点闭合→M运转

电工学第五章

笼型电动机点动控制线路

QS主电路FU21KMFRM3~动作次序闭合开关QS接通电源FRSB2控制电路KM

按SB2→KM线圈得电→KM主触头闭合→M运转松SB2→KM线圈失电→KM主触头恢复→M停转

电工学第五章

电机的顺序控制1.控制顺序：

M1起动后2才能起动。

M2控制顺序：

起动后M才能起动。

控制顺序既不能单独起动，也不能单独停车。

既不能单独起动，也不能单独停车。

Q按SB1M1转动再按SBM2转动再按2FU闭合KM1FR1

.....

SBKM2闭合FR2

通电KM1SB1KM1SB2闭合KM2

FR1

KM2

通电FR2

M13~

M23~

闭合

电工学第五章

电机的顺序控制2.控制顺序：

M1起动后2才能起动。

M2停车后1才能停控制顺序：

起动后M才能起动。

停车后M控制顺序车。

M1转动按SB2停车时需先断开KM2M2转动M1停车时需先断开再按SB再按4KM1FR1闭合SB4

SB1

SB2

通电断电KM2FR2通电断电

KM2闭合

KM1KM1SB

KM2

电工学第五章

这样的顺序控制是否合理？

是否合理？

KM1

KM2

M13~M23~

两电机各自要有独立的电源；电源；这样接，主触头（KM1）的负的负荷过重。

荷过重。

电工学第五章

5.3笼型电动机正反转的控制线路

L1L2L3QSFU要使电动机能够实现反转，要使电动机能够实现反转，只要任意对调两根电源联线即可。

意对调两根电源联线即可。

为此用两个接触器来实现这一要求。

接触器来实现这一要求。

设KMF为实现电机正转的接触器，为实现电机正转的接触器，KMR为实现电机反转的接触器。

为实现电机反转的接触器。

合上QS→接通电源→让KMF线圈通电→KMR让KMR线圈通电→其主触点闭合三相电源1L2L3通入电机三相绕三相电源LL1L2L3分别通入电机三电动机正转。

未变，相绕组1—U未变，但L2—组变为LUVW，电动机正转。

W，线圈断电，主触点打开，LKMF线圈断电，主触点打开，电。

3—V。

机停。

电动机将反转。

KMF

FRVUMW3~

电工学第五章

笼型电动机正反转的控制线路

QSFU主电路KMFFRSB1SBFKMFSBR控制电路KMRKMF停车后才能进行反转起动控制。

动控制。

动作次序合上QS合上接通电源

KMR

KMFKMR互锁触点

FRM3~

KMR按SBF电机正转并自锁↓动合触点闭合→电机正转并自锁KMF通电动断触点打开→实现互锁功能实现互锁功能断电→按SB1→KMF断电电机停转

电工学第五章

笼型电动机正反转的控制线路

QSFU主电路KMFFRSB1SBFKMFSBR控制电路KMRKMF互锁触点KMFKMR互锁触点缺点：

缺点：

要想改变电机转向，机转向，必须先按停止按钮。

按钮。

动作次序合上QS合上接通电源

KMR

FRM3~

KMR按SBR电机反动合触点闭合→电机反转并自锁电机→KMR通电动断触点打开→实现互锁功能实现互锁功能断电→按SB1→KMR断电电机停转

电工学第五章

笼型电动机正反转的控制线路

QSFUSB1FRSBFKMFSBRKMRKMRKMF

KMFFR

M3~

KMR

KMFKMR

采用复式按钮的正反转控制线路采用复式按钮的正反转控制线路复式按钮此控制线路要想改变电机转向，可不必先按停止按钮。

此控制线路要想改变电机转向，可不必先按停止按钮。

电工学第五章

5.4行程控制

行程控制，行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采用行程开关来进行控制。

采用行程开关来进行控制。

行程开关的种类很多，行程开关的种类很多，的种类很多它有动合触点和动断触点，它有动合触点和动断触点，由装在运动部件上的挡块来撞动。

来撞动。

当运动部件到达一定行程位置时，一定行程位置时，其上的挡块撞动行程开关，挡块撞动行程开关，使动合触点闭合，动断触点断开。

合触点闭合，动断触点断开。

行程开关外形图

电工学第五章

行程控制行程开关行程开关

结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。

未撞击撞击行程开关符号STST动断触点动合触点

行程开关示意图行程开关用作电路的限位保护、行程控制、行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动往返控制等。

返控制等。

电工学第五章

行程控制前进与后退的行程控制前进与后退的行程控制

ABCQSFUKMFKMR逆程正程

行程控制

FRM3~

前进与后退的行程控制实质为电机的正反转控制，为电机的正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。

程的终端要加限位开关。

电工学第五章

行程控制前进与后退的行程控制前进与后退的行程控制

动作过程正向运行SB2↓至右极端位置撞开ST至右极端位置撞开A电机停车反向运行同样分析）（反向运行同样分析）SB1SB2KMFSB3STA

STB

STA

限位开关逆程KMFKMRFRKMRKMF正程

STB限位开关

KMR

控制回路

电工学第五章

行程控制自动往复控制自动往复控制电机拖动的运动部件

逆程

正程

工作要求：

能正向运行也能反向运行；工作要求：

1.能正向运行也能反向运行；

2.到位后能自动返回。

到位后能自动返回。

电工学第五章

行程控制自动往复控制自动往复控制

SB1SBFKMF关键措施SBR限位开关采用复合式。

采用复合式。

正向运行停车KMR的同时，的同时，自动起动反向运行；起动反向运行；反之亦然。

反之亦然。

行程控制原理回顾见Flash动画。

动画。

顾见动画

FRKMF

KMR

STa

STbKMF

KMR

运动部件STbSTa

电工学第五章

5.5时间控制

时间控制是指采用时间继电器进行延时控制。

例如时间控制是指采用时间继电器进行延时控制。

电动机的Y-起动。

-起动。

时间继电器进行延时控制在交流电路中常采用时间继电器进行延时控制。

在交流电路中常采用时间继电器进行延时控制。

空气式时间继电器定时类型：

定时类型：

钟表式阻容式电子式数字式

……

电工学第五章

时间控制

空气式时间继电器的工作原理空气式时间继电器的工作原理

Flash链接链接

常开触头延时闭合常闭触头延时打开

衔铁

常闭触头

动作过程线圈通电衔铁吸合（向下）衔铁吸合（向下）连杆动作触头动作

线圈常开触头

电工学第五章

时间控制

时间继电器的图形和文字符号瞬时触点通电延时时间继电器文字符号图形符号KT（）通电后延时闭合通电后延时断开

断电延时时间继电器文字符号KT图形符号（

）断电后延时断开

断电后延时闭合

电工学第五章

时间控制

电机的－起动电机的Y－电机的U1W2U2V2W1YKM

闭合，闭合QSKM-Y闭合，电机接成Y形；闭合，FUKM-闭合，电机接成形。

KM-U1V1W1

W2U

U2V1电机绕组

U2V2W2主电路

W1V2

KM-Y

电工学第五章

QSFU1KM1FR

笼型电动机Y-起动控制线路FU2FRSB1KTKM1SB

KM3KTKM1KM2KM2KM1

KTKM3线路动作次序

V1W1MU23~V2W2U1

KM3

KM2KM2→KM1通电延时KM1断电→KM2通电→KT通电→KM3断电按SB2→KM2断电运行）→KM3通电Y起动）KM1通电（运行）（起动）

电工学第五章

例1：

两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，：

两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。

由一套起停按钮控制它们的起停。

为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述要求起动和停止：

机上，要求电动机按下述要求起动和停止：

起动时:

才能起动；起动时M1起动后M2才能起动；停车时:

可单独停车。

应如何实现控制？

停车时M2可单独停车。

应如何实现控制？

＃2电机

＃1电机

顺序控制

电工学第五章

解：

顺序控制电路

（1）：

两电机只保证起动的先后顺序，）两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。

没有延时要求。

L1L2L3FR1SB2SB1KM1FUKM1KM1SB3SB4KM2FR2

KM1FR1M13~主电路M23~

KM2FR2

KM2控制电路

电工学第五章

起动后，延时起动。

解：

顺序控制电路

（2）：

M1起动后，M2延时起动。

顺序控制电路（）FRKM1SB1SB

KM2KM1SB3主电路同前KM2SB2√M1起动KM1√延时KT√KM2√KM2×KT

KTKM2

控制电路

M2起动KT×

电工学第五章

实现M起动后M实现1起动后2延时起动的顺序控用以下电路可不可以？

制，用以下电路可不可以？

SB1KTFRKM1KM2不可以！

不可以！

继电器、继电器、接触器的线圈有各自的额定值，额定值，线圈不能串M2起动联。

SB2

KM1

KM2SB2√M1起动KM1√延时KT√KM2√KM2×

电工学第五章

5.6应用举例

5.6.1加热炉自动上料控制线路

主电路

KMF1

KMR1KMF2

KMR2

M13~炉门开闭电动机

M23~推料机进退电动机

电工学第五章

加热炉自动上料控制线路

SB1STa推料机进STbSTc炉推料机退门炉开门闭STdSB2KMR2STcKMR1STdKMF1KMR1STdSB2STaKMR1KMF1

炉门开

STbKMR2KMF2

KMF1STaKMF2STbSTc

推料机进

KMF2KMR2

推料机退

炉门闭

电工学第五章

加热炉自动上料控制线路动作次序

正转→按SB2→KMF1通电→M1正转炉门开→KMF1断电M1停转断电→压STa—→KMF2通电M2正转推料机进，送料入炉，到料位通电→正转→推料机进送料入炉，推料机进，→KMF2断电压STb—→KMR2通电M2反转推料机退，到原位通电→反转→推料机退推料机退，→KMR1断电M1停转断电→压STc—→KMR1通电M1反转炉门闭通电→反转→炉门闭→KMR1断电M1停转断电→压STd—→STd动合触点闭合，为下次循环作准备动合触点闭合，

电工学第五章

5.6.2C620-1型普通车床控制线路

FU4S1FU1FU3S3TTSFR1SB1SB2FR2

KMKM

FU2FR1M13~S2M23~

FR2

控制原理和动作顺序请自行分析。

顺序请自行分析。

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