第十章 继电接触控制系统

第第1010章章 继电接触控制系统继电接触控制系统10.4 10.4 行程控制行程控制10.1 10.1 常用控制电器常用控制电器10.2 10.2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路鼠笼式电动机直接起动的控制线路10.3 10.3 鼠笼式电动机正反转的控制线路鼠笼式电动机正反转的控制线路10.5 10.5 时间控制时间控制本章的主要内容：本章的主要内容：1 1、了解常用控制电器的基本结构、动作原理和控、了解常用控制电器的基本结构、动作原理和控制作用。制作用。2 2、掌掌握握三三相相电电动动机机直直接接起起动动和和正正反反转转的的控控制制电电路路，了解行程控制和时间控制。了解行程控制和时间控制。3 3、了解自锁和互锁的概念，能分析控制线路图。、了解自锁和互锁的概念，能分析控制线路图。概述：概述：为了安全、经济的发电、供电，对发电机、变压器、为了安全、经济的发电、供电，对发电机、变压器、电动机、及电路进行测量、操作和保护而装设的辅助设备电动机、及电路进行测量、操作和保护而装设的辅助设备是各种测量仪表，控制开关，信号器具，继电器等等是各种测量仪表，控制开关，信号器具，继电器等等。连接这些设备的电路，称为控制电路。连接这些设备的电路，称为控制电路。如果依靠控制电路对发电厂的主要设备进行控制、保如果依靠控制电路对发电厂的主要设备进行控制、保护与监视不但可以减轻值班人员的劳动强度，还可以提高护与监视不但可以减轻值班人员的劳动强度，还可以提高发电厂运行的可靠性和经济性。发电厂运行的可靠性和经济性。利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为制和保护，称为继电接触控制。继电接触控制。本章主要介绍几种本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控制环常用的低压电器，基本的控制环节和保护环节的典型线路。节和保护环节的典型线路。11.1 11.1 常用控制电器常用控制电器11.1.1 11.1.1 组合开关（转换开关）组合开关（转换开关）组合开关有三对静触片组合开关有三对静触片相当于刀开关的夹座，三个动触相当于刀开关的夹座，三个动触片片相当于刀开关的闸刀。相当于刀开关的闸刀。用用手柄转动转轴使动触片与静触片手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。接通与断开。转换开关一般用于转换开关一般用于交流交流380V380V、直流直流220V220V，电流，电流100A100A以下的电路中做电源开关。以下的电路中做电源开关。M3用组合开关起停电动机的线路图用组合开关起停电动机的线路图用组合开关起停电动机的线路图用组合开关起停电动机的线路图静触片静触片动触片动触片11.1.2 11.1.2 按钮按钮通常接触器线圈的的通电和断电是用按钮控制的。通常接触器线圈的的通电和断电是用按钮控制的。按钮的外形图按钮的外形图电路符号电路符号SB常开常开(动合动合)按钮按钮SB常闭常闭(动断动断)按钮按钮SB复合按钮复合按钮10.1.3 10.1.3 10.1.3 10.1.3 交流接触器接触器交流接触器接触器交流接触器接触器交流接触器接触器用刀开关和电磁铁结合在一起的控制电器叫做接触器或电用刀开关和电磁铁结合在一起的控制电器叫做接触器或电磁开关。磁开关。接触器是各种电器控制设备中主要电器，利用它可以实现接触器是各种电器控制设备中主要电器，利用它可以实现各种自动控制的要求。各种自动控制的要求。结构如图：结构如图：动作过程：动作过程：线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触点闭合触点闭合电动机与电动机与电源接通电源接通符号：符号：符号：符号：线圈线圈线圈线圈KMKMKMKM 用于主电路用于主电路用于主电路用于主电路 流流流流过的大电流过的大电流过的大电流过的大电流 (需需需需加灭弧装置加灭弧装置加灭弧装置加灭弧装置)用于控制电路流过用于控制电路流过用于控制电路流过用于控制电路流过的小电流的小电流的小电流的小电流 (无需加无需加无需加无需加灭弧装置灭弧装置灭弧装置灭弧装置)KMKMKMKM动合动合动合动合(常开常开常开常开)辅助触点辅助触点辅助触点辅助触点动断动断动断动断(常闭常闭常闭常闭)辅助触点辅助触点辅助触点辅助触点KMKMKMKM注意：属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示。注意：属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示。注意：属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示。注意：属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示。动合动合动合动合(常开常开常开常开)主触点主触点主触点主触点KMKMKMKM10.1.4 10.1.4 10.1.4 10.1.4 中间继电器中间继电器中间继电器中间继电器 其结构和交流接触器基本相同。其结构和交流接触器基本相同。其结构和交流接触器基本相同。其结构和交流接触器基本相同。区别：区别：区别：区别：交流接触器的主触点可以通过大电流；交流接触器的主触点可以通过大电流；交流接触器的主触点可以通过大电流；交流接触器的主触点可以通过大电流；继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。所以，能通过小电流。所以，能通过小电流。所以，能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。继电器一般用于控制电路中。继电器一般用于控制电路中。继电器一般用于控制电路中。作用作用：常用来传递信号或用于控制电路中。常用来传递信号或用于控制电路中。KAKAKAKA线圈线圈线圈线圈常开触头常开触头常开触头常开触头KAKAKAKA常闭触头常闭触头常闭触头常闭触头KAKAKAKA中间继电器的符号：中间继电器的符号：中间继电器的符号：中间继电器的符号：中间继电器中间继电器速度继电器速度继电器时间继电器（具有延时功能）时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）热继电器（做过载保护）常用继电器类型常用继电器类型：10.1.5 10.1.5 热继电器热继电器 为了保护电动机不受长期过载电流的危害，在电动机控为了保护电动机不受长期过载电流的危害，在电动机控制电路中常装有双金属片热力继电器制电路中常装有双金属片热力继电器过载保护。过载保护。结构原理图结构原理图热元件热元件杠杆杠杆双金属片双金属片常闭触头常闭触头弹簧弹簧 工作原理：工作原理：将两种膨胀系数不同的双金属片紧紧地碾将两种膨胀系数不同的双金属片紧紧地碾压在一起，当它受热膨胀时，由于不同的金属膨胀系数压在一起，当它受热膨胀时，由于不同的金属膨胀系数不同，所以两种金属的膨胀程度不同。不同，所以两种金属的膨胀程度不同。热继电器的热继电器的主要部分是两个热元件，主要部分是两个热元件，它是一段电阻不大它是一段电阻不大的电阻丝，绕在双金属片上。使用时，发热元件接入电机的电阻丝，绕在双金属片上。使用时，发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。触点断开。常闭触点接在控制电路中常闭触点接在控制电路中，当它断开时，就切断了控制，当它断开时，就切断了控制电路，使继电器线圈断电，于是就切断了电动机的主电路，电路，使继电器线圈断电，于是就切断了电动机的主电路，起到了起到了过载保护过载保护的作用。的作用。热继电器的符号：热继电器的符号：发热元件发热元件常闭触点常闭触点FRFR串联在主电路中串联在主电路中串联在控制电路中串联在控制电路中串联在控制电路中串联在控制电路中热继电器的热继电器的主要技术数据主要技术数据整定电流。整定电流。整定电流：整定电流：即热元件中通过的电流超过此值的即热元件中通过的电流超过此值的20%20%时，时，热继电器应在热继电器应在2020分钟内分钟内动作。动作。通常是根据整定电流选择热继电器，整定电流与电动通常是根据整定电流选择热继电器，整定电流与电动机的额定电流基本一致。机的额定电流基本一致。10.1.6 10.1.6 10.1.6 10.1.6 熔断器熔断器熔断器熔断器用于低压线路中的短路保护。用于低压线路中的短路保护。熔断器：熔断器：保险丝保险丝保险片保险片保险管保险管插入式熔断器插入式熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器管式熔断器管式熔断器有填料式熔断器有填料式熔断器常用的熔断器：常用的熔断器：符号：符号：FU11.1.8 11.1.8 自动空气断路器自动空气断路器(自动开关自动开关)用于用于短路、过载、失压短路、过载、失压保护。保护。结构图结构图：主触点主触点手动闭合手动闭合锁钩锁钩过流过流脱扣器脱扣器欠压欠压脱扣器脱扣器11.2 11.2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路鼠笼式电动机直接起动的控制线路 FRKMFUQ3M.主电路主电路SB1KMSB2FRKM控制电路控制电路Q开关开关FU保险丝保险丝KM接触器接触器FR热继电器热继电器SB按钮按钮一、直接起动的过程一、直接起动的过程一、直接起动的过程一、直接起动的过程 FRKMFUQ3M.SB1KMSB2FRKM和上闸刀开关和上闸刀开关Q，按下，按下SB2，接触器线圈接触器线圈KM通电，其主触头和辅助触头同通电，其主触头和辅助触头同 时吸合，电动机时吸合，电动机 运行。按下运行。按下SB1，控制电路断电，控制电路断电，主触头和辅助主触头和辅助 触头同时断开，触头同时断开，电动机电动机 停车。停车。KMKM的辅助触点，起的辅助触点，起自锁作用。去掉自锁作用。去掉KMKM辅助触点辅助触点,实现点实现点动控制。动控制。自锁触头自锁触头二、电动机的保护二、电动机的保护短路保护：短路保护：用熔断器用熔断器 FU实现短路保护。实现短路保护。当电动机内部发生短路时，熔断器流过很大的短路当电动机内部发生短路时，熔断器流过很大的短路电流，熔丝迅速熔断，电动机就自动停转。电流，熔丝迅速熔断，电动机就自动停转。零压保护：零压保护：当电网电压下降很多或停电时，交流接触器当电网电压下降很多或停电时，交流接触器线圈中的电流也要减小或者消失，使主触头断开，电动线圈中的电流也要减小或者消失，使主触头断开，电动机停转。机停转。过载保护：过载保护：常采用热继电器常采用热继电器FR保护。保护。当电动机过载时，热元件发热使双金属片受热膨胀弯当电动机过载时，热元件发热使双金属片受热膨胀弯曲，使控制电路中热继电器的常闭触头断开，使接触器线曲，使控制电路中热继电器的常闭触头断开，使接触器线圈断电，起到过载保护作用。圈断电，起到过载保护作用。KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB1乙乙SB2乙乙FR例：两地控制一台电动机的控制线路例：两地控制一台电动机的控制线路甲、乙的起动按钮并联；停止按钮串联。甲、乙的起动按钮并联；停止按钮串联。10.3 10.3 鼠笼式电动机正反转的控制线路鼠笼式电动机正反转的控制线路鼠笼式电动机正反转的控制线路鼠笼式电动机正反转的控制线路 在生产上不仅需要控制电动机的起动和停车，有时在生产上不仅需要控制电动机的起动和停车，有时候还要求电动机能向正、反两个方向转动，例如应用异候还要求电动机能向正、反两个方向转动，例如应用异步电动机使步电动机使起重机提升与下降起重机提升与下降。将电动机接到电源的将电动机接到电源的任意两根线对调任意两根线对调一下，即可使一下，即可使电动机反转。电动机反转。需要用需要用两个接触器两个接触器来实现这一要求。当正转接触器工作来实现这一要求。当正转接触器工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，将电动机接到时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。正反转的控制线路正反转的控制线路正反转的控制线路正反转的控制线路3M MFRFRFUFUKMKMKMKMR R R RKMKMKMKMF F F FKMKMKMKMF F F F.KMKMKMKMR R R RFRFRQ QKMKMKMKMF F F FSBSBSBSB.SBSBSBSBF F F FKMKMKMKMF F F FSBSBSBSBR R R RKMKMKMKMR R R RKMKMKMKMR R R R.正转、反转接触正转、反转接触器不能同时动作器不能同时动作采取的措施是：采取的措施是：在正转接触器在正转接触器的控制电路中，的控制电路中，串接了反转接串接了反转接触器的一个常触器的一个常闭触点闭触点KMR在反转接在反转接触器的控触器的控制电路中，制电路中，串接了正串接了正转接触器转接触器的一个常的一个常闭触点闭触点KMF 接触器接触器KMF和和KMR的这两个常闭辅助触头的这两个常闭辅助触头在控制电路在控制电路中所起的作用好比是两把锁门用的锁，当一个接触器的中所起的作用好比是两把锁门用的锁，当一个接触器的线圈带电时，就把另一个接触器的控制电路锁住，所以线圈带电时，就把另一个接触器的控制电路锁住，所以叫做叫做联锁作用联锁作用，这两个常闭触头就叫做，这两个常闭触头就叫做联锁触头联锁触头。在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为制作用，称为“联锁联锁”。利用接触器的触点实现联锁控制称利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。电气联锁。电气联锁的电气联锁的缺点缺点：正转过程中要求反转，必须先按停：正转过程中要求反转，必须先按停 止按钮，然后才能按反转按钮。止按钮，然后才能按反转按钮。解决措施：在控制电路中加入解决措施：在控制电路中加入机械联锁。机械联锁。利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。KMKMF FKMKMKMKMF F F FSBSBSBSBR R R RSBSBSBSBKMKMKMKMR R R RSBSBSBSBF F F FKMKMF FKMKMKMKMR R R RKMKMKMKMR R R R机械联锁机械联锁 机械联锁机械联锁 10.4 10.4 行程控制行程控制行程控制行程控制行程控制：行程控制：控制某些机械的行程，当运动部件到达控制某些机械的行程，当运动部件到达一定行程位置时利用一定行程位置时利用行程开关行程开关进行控制。进行控制。例如：例如：提升机要求达到一定的高度自动停止；一些机床提升机要求达到一定的高度自动停止；一些机床要求刀具或工件自动往返。要求刀具或工件自动往返。行程开关的工作原理：行程开关的工作原理：行程开关是由位置来决定其动作行程开关是由位置来决定其动作的开关元件，它的结构基本与按钮一样，一般的开关元件，它的结构基本与按钮一样，一般只具有一只具有一个常开触点和一个常闭触点。个常开触点和一个常闭触点。其结构与按钮类似，但其动作要其结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击，其结构图为：由机械撞击，其结构图为：常闭触头常闭触头常开触头常开触头电路符号：电路符号：常开（动合）触头常开（动合）触头STST常闭（动断）触头常闭（动断）触头STSTSTaSTb电机电机用行程开关控制电动机自动往返运动：用行程开关控制电动机自动往返运动：用行程开关控制电动机自动往返运动：用行程开关控制电动机自动往返运动：行程开关行程开关行程开关行程开关行程开关行程开关行程开关行程开关常闭触头常闭触头常开触头常开触头自动往返运动的控制电路：自动往返运动的控制电路：自动往返运动的控制电路：自动往返运动的控制电路：SBSBSBSBKMKMKMKMR R R RSBSBSBSBF F F FKMKMKMKMF F F FKMKMKMKMF F F FKMKMKMKMR R R RSTSTSTSTb b b bSTSTSTSTa a a aKMKMKMKMF F F FKMKMKMKMR R R RSBSBSBSBR R R R按按按按SBSBSBSBF F F F时时时时KMKMKMKMF F F F通电通电通电通电KMKMF F断电断电KMKMKMKMR R R R通电通电通电通电电机正转电机正转电机正转电机正转工作台前进工作台前进工作台前进工作台前进到达预定位置，到达预定位置，到达预定位置，到达预定位置，挡块挡块挡块挡块1 1 1 1撞击撞击撞击撞击STSTSTSTb b b b停止正转停止正转停止正转停止正转 电机反转电机反转电机反转电机反转(工作台后退工作台后退工作台后退工作台后退)