电工学B5.docx

1、电工学B5 本文由hanxuebaobei99贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 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

2、 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。 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

3、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 QS 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 10 A、25 A、60 A 和 100 、 、 A等多种。 等多种。 等多种 M 3 电工学 第五章

4、 5.1.2 按钮 按钮常用于接通和断开控制电路。 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。 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

5、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 M 3 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

6、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。 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： 功能：过载保护 结构： 结构： I 发热元件 双金 属片 Flash链接

7、 链接 扣板 常闭触点 工作原理： 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

8、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.

9、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 4 A；6 A；10 A；15 A；20 A； ； ； ； ； ； 25 A；35 A；60 A；80 A；100 A；125 A；350 A；600 A ； ； ； ； ； ； ； 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。

10、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KM 2 1 自锁触点 4 M 3 按扭SB 按扭SB SB1 SB2 3 5 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

11、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： 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

12、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

13、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 FR QS 主 电 路 FU 2 1 KM FR KM 自锁触点 SB1 SB2 KM M 3 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

14、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 FR QS 主 电 路 FU 2 1 KM FR M 3 KM 自锁触点 SB1 SB2 KM 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 FU 2 1 KM FR M 3 动作次序 闭合开关 QS 接通电源 FR SB2 控制电路 K

15、M 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 FU 2 1 KM FR M 3 动作次序 闭合开关 QS 接通电源 FR SB2 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SB1 M1转动 再按SB M2转动 再按 2

16、FU 闭合 KM1 FR1 . . . . . SB KM2 闭合 FR2 通电 KM1 SB1 KM1 SB2 闭合 KM2 FR1 KM2 通电 FR2 M1 3 M2 3 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KM2 M2转动 M1停车时需先断开 再按SB 再按 4 KM1 FR1 闭合 SB4 3 SB1 SB2 通电 断电 KM2 FR2 通电 断电 KM2 闭合 KM1 KM1 SB KM2 电工学 第五章 这样的顺序控制 是否合

17、理？ 是否合理？ KM1 KM2 M1 3 M2 3 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 L1L2L3 QS FU 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

18、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。 机停。 电动机将反转。 电动机将反转。 KMF FR V U M W 3 电工学 第五章 笼型电动机正反转的控制线路 QS FU 主 电 路 KMF FR SB1 SBF KMF SBR 控制电路 KMR KMF 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 KMF KMR 互锁触点 FR M

19、 3 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 QS FU 主 电 路 KMF FR SB1 SBF KMF SBR 控制电路 KMR KMF 互锁触点 KMF KMR 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 FR M 3 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

20、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 QS FU SB1 FR SBF KMF SBR KMR KMR KMF KMF FR M 3 KMR KMF KMR 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

21、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。 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 ST ST 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

22、退的行程控制 A B C QS FU KMF KMR 逆程 正程 行程控制 B A FR M 3 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） SB1 SB2 KMF SB3 STA STB STA 限位开关 逆程 KMF KMR FR KMR KMF 正程 STB 限位开关 KMR 控制回路 电工学 第五章 行程控制 自动

23、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 SB1 SBF KMF 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 FR KMF KMR STa STb KMF KMR 运动 部件 STb STa 电工学 第五章 5.5 时间控制 时间控

24、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

25、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 U1 W2 U2 V2 W1 Y KM 闭合， 闭合 QS KM -Y闭合， 电机接成 Y 形； 闭合， FU KM- 闭合， 电机接成 形。 KM- U 1 V 1 W1 V 1 FR W2 U 1 U2 V1 电机 绕组 U2 V2 W2 主电路 W1 V2 KM -Y 电工学 第五章 QS FU1 KM1 FR 笼型电动机 Y- 起

26、动控制线路 FU2 FR SB1 KT KM1 SB 2 KM3 KT KM1 KM2 KM2 KM1 KT KM3 线路动 作次序 V1 W 1 M U2 3 V2 W2 U1 KM3 KM2 KM2 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：

27、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 M2 1 电机 顺序控制 M1 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。 L1 L2 L3 FR1 SB2 SB1 KM1 FU KM1 KM1 SB3 SB4 KM2 FR2 KM1 FR1 M1 3 主电路 M2 3 KM2 FR2 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

28、)：M1起动后，M2延时起动。 顺序控制电路( ) FR KM1 SB1 SB 2 KM2 KM1 SB3 主电路同前 KM2 SB2 M1起动 KM1 延时 KT KM2 KM2 KT KT KM2 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？ SB1 KT FR KM1 KM2 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 KT KM2 SB2 M1起动 KM1 延时 KT KM2 KM2 电工学 第五章 5.6

29、 应用举例 5.6.1 加热炉自动上料控制线路 主 电 路 KMF1 KMR1 KMF2 KMR2 M1 3 炉门开闭电动机 M2 3 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 SB1 STa 推料机进 STb STc 炉 推料机退 门 炉 开 门 闭 STd SB2 KMR2 STc KMR1 STd KMF1 KMR1 STd SB2 STa KMR1 KMF1 炉门开 STb KMR2 KMF2 KMF1 STa KMF2 STb STc 推料机进 KMF2 KMR2 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

30、 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 5.6.2 C620-1 型普通车床控制线路 FU4 S1 FU1 FU3 S3 TT S FR1 SB1 SB2 FR2 KM KM KM FU2 FR1 M1 3 S2 M2 3 FR2 控制原理和动作 顺序请自行分析。 顺序请自行分析。1