第五章继电器接触控制电路课件

本章要求：本章要求：1.了解常用低压电器的结构、功能和用途了解常用低压电器的结构、功能和用途.2.掌握自锁、联锁的作用和方法掌握自锁、联锁的作用和方法.3.掌握过载、短路和失压保护的作用和方法掌握过载、短路和失压保护的作用和方法.4.掌掌握握基基本本控控制制环环节节的的组组成成、作作用用和和工工作作过过 程程.能能读读懂懂简简单单的的控控制制电电路路原原理理图图、能能设设计计简简单单的控制电路的控制电路.第五章第五章 继电接触控制系统继电接触控制系统1 应应用用电电动动机机拖拖动动生生产产机机械械，称称为为电电力力拖拖动动。利利用用继继电电器器、接接触触器器实实现现对对电电动动机机和和生生产产设设备备的的控控制制和和保保护护，称为继电接触控制。称为继电接触控制。介介绍绍常常用用的的低低压压电电器器（直直流流1500V，交交流流1200V以以下下），基本的控制环节和保护环节的典型线路。，基本的控制环节和保护环节的典型线路。实实现现继继电电接接触触控控制制的的电电气气设设备备，统统称称为为控控制制电电器器，如如刀闸、按钮、继电器、接触器等。刀闸、按钮、继电器、接触器等。具具有有保保护护作作用用的的电电气气设设备备，统统称称为为保保护护电电器器，如如熔熔断器、热继电器等。断器、热继电器等。按按动动作作形形式式还还可可把把低低压压电电器器分分为为：手手动动电电器器和和自自动动电器。电器。2第一节第一节 常用低压电器常用低压电器电电器器是是指指对对电电路路起起开开关关、控控制制、保保护护和和调调节节作作用用的的电电气气设设备备。工工作作在在交交流流1200V、直直流流1500V以以下下的的电电器器为为低压电器。低压电器。1.开关开关switch开开关关是是用用于于接接通通和和断断开开电电路路的的电电器器，常常用用的的有有刀刀开开关关、组组合合开开关关和和自自动动空空气气断断路路器器。使使用用时时应应注注意意以以下下几几项主要技术参数：项主要技术参数：额定电压额定电压工作时允许的最大电压限额；工作时允许的最大电压限额；额定电流额定电流在工作时允许长期通过的最大电流限额在工作时允许长期通过的最大电流限额断流能力断流能力能正常安全断开最大工作电流限额。能正常安全断开最大工作电流限额。31.1 刀开关刀开关(闸刀开关闸刀开关)(1)用用途途 常常用用于于不不频频繁繁操操作作的的低低压压电电路路中中，用用作作接接通通和和切切断断电电源源，或或用用来来将将电电路路与与电电源源隔隔离离。用用于于照照明明电电路路和和控制小容量电动机控制小容量电动机(功率小于功率小于5.5KW)直接起动与停机。直接起动与停机。(2)功功能能 刀刀开开关关一一般般与与熔熔断断器器串串联联使使用用，所所以以对对电电路路具具有短路保护功能。有短路保护功能。常常有有的的刀刀开开关关有有开开启启式式负负荷荷开开关关(瓷瓷底底胶胶盖盖闸闸刀刀开开关关)和和封封闭闭式式负负荷荷开开关关(铁铁壳壳开开关关)。按按极极数数(刀刀片片数数)分分为单极、双极和三极。为单极、双极和三极。4(3)符号符号(4)安安装装要要求求 一一般般安安装装在在控控制制屏屏面面板板上上,面面板板上上只只能能见见到到轻轻按按手手柄柄,其其它它部部分分均均在在屏屏内内,使使用用时时操操作作频频率率过过高高。安安装装时时应应注注意意上上合合、下下分分,或或左左合合、右右合合原原则则。接接线线时时三三对对主主触触头头串串联联在在被被保保护护的的三三相相主主电电路路中中，并并检检查查各各脱脱扣扣器器的动作情况的动作情况。(5)常常见见故故障障 不不能能合合闸闸、电电流流达达到到耗耗定定值值时时,开开关关断断开开、开关温升过高等。开关温升过高等。QF5(2)结结构构 它它是是由由几几层层胶胶木木绝绝缘缘触触点点座座叠叠装装而而成成，有有三三对对静动触片和可转动的绝缘手柄组成。静动触片和可转动的绝缘手柄组成。(3)符号与型号符号与型号(1)用用途途 用用于于小小容容量量电电动动机机(5KW以以下下)起起动动控控制制或或机机床床照照明控制电路中明控制电路中。1.2 转换开关转换开关(组合开关组合开关)SAHZ 10-25极数极数P:用于用于2种电路种电路S:用于用于3种电路种电路额度电流额度电流P3/转换开关转换开关设计序号设计序号6(4)安安装装要要求求 一一般般安安装装在在控控制制屏屏面面板板上上,面面板板上上只只能能见见到轻按手柄到轻按手柄,其它部分均在屏内其它部分均在屏内,使用时操作频率过高。使用时操作频率过高。(5)常见故障常见故障 手柄转动后手柄转动后,内部触头未动；内部触头未动；手柄转动后手柄转动后,动静触头不能同时通或断。动静触头不能同时通或断。1.3 自动空气断路器（自动空气开关）自动空气断路器（自动空气开关）(1)用用途途 自自动动空空气气开开关关具具有有短短路路、过过载载、欠欠压压(失失压压)等等保保护护装装置置，故故广广泛泛应应用用在在低低压压配配电电网网络络和和电电力力拖拖动动系系统统中以及建筑物内作电源线路中以及建筑物内作电源线路(照明电路照明电路)的保护等。的保护等。(2)结结构构 通通常常所所用用的的自自动动空空气气开开关关为为DZ系系列列塑塑料料外外壳壳式式,其其结结构构主主要要由由触触头头和和灭灭弧弧装装置置,各各种种可可供供选选择择的的脱脱扣器与操作机构，自由脱扣机构由三部分组成。扣器与操作机构，自由脱扣机构由三部分组成。7连杆装置连杆装置衔铁释放衔铁释放锁钩锁钩主触点主触点手动闭合手动闭合释放弹簧释放弹簧自动空气断路器原理图自动空气断路器原理图自动空气断路器原理图自动空气断路器原理图过流过流 脱扣器脱扣器欠压欠压 脱扣器脱扣器8 2.熔断器熔断器fuse2.1 常有熔断器型式常有熔断器型式(1)RC1A系系列列瓷瓷插插式式熔熔断断器器。它它由由瓷瓷座座、瓷瓷盖盖、动动触触头头、静静触触头头和和熔熔丝丝五五部部分分组组成成；该该熔熔断断器器结结构构简简单单、价价格格低低廉廉，更更换换熔熔体体方方便便，一一般般用用于于500V以以下下、200A以以内内的的电电路做短路保护。路做短路保护。(2)RL1系系列列螺螺旋旋式式熔熔断断器器。它它由由瓷瓷帽帽、熔熔断断管管、瓷瓷套套、上上、下下接接线线座座及及瓷瓷座座组组成成；熔熔断断管管内内放放置置熔熔体体并并填填充充石石英砂；也用于英砂；也用于500V以下、以下、200A以内的电路。以内的电路。熔熔断断器器主主要要作作短短路路或或严严重重过过载载保保护护用用，串串联联在在被被保保护护的的线线路路中中。线线路路正正常常工工作作时时如如同同一一根根导导线线，起起通通路路作作用用；当当线线路路短短路路或或严严重重过过载载时时熔熔断断器器熔熔体体熔熔断断，起起到到保保护线路上其他电器设备的作用。护线路上其他电器设备的作用。9(3)RT0系系列列有有填填料料封封闭闭管管式式熔熔断断器器。该该熔熔断断器器的的熔熔体体放放在在全全封封闭闭的的瓷瓷管管内内，管管内内填填充充石石英英砂砂，它它具具有有较较大大的的断断流流能能力力；广广泛泛用用于于短短路路电电流流很很大大的的电电力力网网络络或或低低压压配配电电装置中。装置中。2.2 熔断器的符号熔断器的符号3.交流接触器交流接触器AC contactor3.1 用用途途 用用与与频频繁繁接接通通和和断断开开电电动动机机或或其其它它负负载载主主电电路路及及控制电路控制电路,具有欠压具有欠压,失压的保护作用。失压的保护作用。FU103.2 结构结构 主主要要结结构构有有电电磁磁系系统统(线线圈圈,静静、动动铁铁芯芯及及短短路路环环等等)、触触头头系系统统(三三对对主主触触头头和和四四对对辅辅助助触触头头)和和灭灭弧弧装装置置(多采用纵缝灭弧以及栅片灭弧多采用纵缝灭弧以及栅片灭弧)构成构成.外型外型 结构结构11线圈线圈M3辅助触点辅助触点铁心铁心衔铁衔铁电源电源电源电源电机电机电机电机主触点主触点常闭常闭常开常开弹簧弹簧交流接触器原理图交流接触器原理图123.3 工作原理工作原理 线线圈圈通通电电时时产产生生电电磁磁吸吸引引力力将将衔衔铁铁吸吸下下,使使常常开开触触点点闭闭合合,常常闭闭触触点点断断开开;线线圈圈断断电电后后电电磁磁吸吸引引力力消消失失,依依靠靠弹簧使触点恢复到原来的状态弹簧使触点恢复到原来的状态.3.4 符号与型号符号与型号线圈线圈线圈线圈KMKM常开主触点常开主触点常开主触点常开主触点KMKM常开辅助触点常开辅助触点常开辅助触点常开辅助触点KMKM常闭辅助触点常闭辅助触点常闭辅助触点常闭辅助触点KMKMC J 10-主触头数主触头数主触头主触头额度电流额度电流P3接触器接触器交流交流设计序号设计序号normally open contact,normally closed contact134.主令电器主令电器4.1 按钮按钮button 主主要要结结构构有有按按钮钮帽帽,复复位位弹弹簧簧,桥桥或或动动静静触触头头,推推杆杆和和外外壳壳组组成成;有有常常开开、常常闭闭和和复复合合按按钮钮,下下图图是是复复合合按按钮钮的结构示意图和各种按钮符号的结构示意图和各种按钮符号.在在自自动动控控制制系系统统中中发发出出指指令令或或信信号号操操纵纵电电器器称称为为主主令令电电器器(按按钮钮、行行程程开开关关等等).其其作作用用是是用用来来切切换换控控制制电电路路,使使电电路路接接通通或或分分断断,实实现现对对电电力力拖拖动动系系统统的的各各种种控控制制.动合动合(常开常开)动断动断(常闭常闭)复合按扭复合按扭SBSBSB14复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连杆常闭静触头常闭静触头桥式静触头桥式静触头常开静触头常开静触头外壳外壳4SBSBSB结结构构符符号号名名称称常闭按钮常闭按钮(停止按钮停止按钮)常开按钮常开按钮(起动按钮起动按钮)复合按钮复合按钮1234123按钮帽按钮帽154.2 行程开关行程开关travel switch(限位或位置开关限位或位置开关)按按结结构构不不同同可可分分为为直直动动式式(按按钮钮式式),单单轮轮旋旋转转,和和双双轮轮旋旋转转式式;和和复复合合按按钮钮一一样样,有有常常开开、常常闭闭触触头头各各一一个个,但但它它不不用用手手按按动动,而而是是利利用用生生产产设设备备运运动动部部件件的的机机械械位位移移碰碰撞撞行行程程开开关关,使使其其触触头头动动作作,将将机机械械信信号号转转换换为为电电信信号号,从而达到限制机械运动的位置或行程从而达到限制机械运动的位置或行程.行程开关电路符号行程开关电路符号SQ常开常开SQ常闭常闭16 继继电电器器是是一一种种根根据据特特定定输输入入信信号号而而动动作作的的自自动动控控制制电电器器,其其种种类类很很多多,有有热热继继电电器器、中中间间继继电电器器、时时间间继继电器等类型电器等类型.5.继电器继电器relay5.1 热继电器热继电器thermal overload relay 热热继继电电器器是是利利用用电电流流的的热热效效应应来来切切断断电电路路,主主要要用用作作电电动动机机的的过过载载保保护护,断断相相和和电电流流不不平平衡衡的的保保护护.下下图图是其结构原理图和电路符号是其结构原理图和电路符号.(a)(a)外形外形外形外形(b)(b)结构结构结构结构17 发发热热元元件件接接入入电电机机主主电电路路.若若长长时时间间过过载载,双双金金属属片片被被加加热热.因因双双金金属属片片的的下下层层膨膨胀胀系系数数大大,使使其其向向上上弯弯曲曲,杠杆被弹簧拉回杠杆被弹簧拉回,常闭触点断开常闭触点断开.结构结构工作原理工作原理双金属片双金属片常闭触头常闭触头杠杆杠杆发热元件发热元件18 热热继继电电器器的的下下层层金金属属膨膨胀胀系系数数大大,上上层层的的膨膨胀胀系系数数小小.当当主主电电路路中中电电流流超超过过容容许许值值而而使使双双金金属属片片受受热热时时,双双金金属属片片的的自自由由端端便便向向上上弯弯曲曲超超出出扣扣板板.扣扣板板在在弹弹簧簧的的拉拉力力下下将将常常闭闭触触点点断断开开.触触点点是是接接在在电电动动机机的的控控制制电电路路中中的的,控控制制电电路路断断开开便便使使接接触触器器线线圈圈断断电电,从从而而断断开开电电动动机机的的主主电电路路.若若电电路路故故障障已已经经排排除除,热热继继电电器器可可通通过过手动复位或自动复位使其复位手动复位或自动复位使其复位.5.2 时间继电器时间继电器time relay 时时间间继继电电器器是是一一种种能能控控制制动动作作时时间间的的继继电电器器,其其特特点点是是电电磁磁线线圈圈通通电电后后其其触触头头通通过过一一定定时时间间间间隔隔(延延时时)才才动作动作.根据延时方式可分为通电延时和断电延时两种根据延时方式可分为通电延时和断电延时两种.19调节螺丝调节螺丝进气孔进气孔托板托板线圈线圈动铁心动铁心恢复弹簧恢复弹簧挡块挡块释放弹簧释放弹簧活塞杆活塞杆橡皮膜橡皮膜排气孔排气孔通电延时的空气式时间继电器结构示意图通电延时的空气式时间继电器结构示意图通电延时的空气式时间继电器结构示意图通电延时的空气式时间继电器结构示意图常开触头常开触头 延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头 延时打开延时打开 微动开关微动开关微动开关微动开关2 2微动开关微动开关微动开关微动开关1 1常开触头常开触头常闭触头常闭触头20 通通电电延延时时空空气气式式时时间间继继电电器器的的工工作作原原理理是是利利用用空空气气阻阻尼尼作作用用达达到到动动作作延延时时的的目目的的.吸吸引引线线圈圈通通电电后后将将衔衔铁铁吸吸下下,使使衔衔铁铁与与活活塞塞杆杆之之间间有有一一段段距距离离.在在释释放放弹弹簧簧作作用用下下,活活塞塞杆杆向向下下移移动动.在在伞伞形形活活塞塞的的表表面面固固定定有有一一层层橡橡皮皮膜膜,活活塞塞向向下下移移动动时时,膜膜上上面面会会造造成成空空气气稀稀薄薄空空间间,活活塞塞受受到到下下面面空空气气的的压压力力,不不能能迅迅速速下下移移.当当空空气气由由进进气气孔孔进进入入时时,活活塞塞才才逐逐渐渐下下移移.当当移移动动到到最最后后位位置置时时,杠杠杆杆使使微微动动开开关关动动作作.延延时时时时间间即即为为从从电电磁磁铁铁吸吸引引线线圈圈通通电电时时刻刻起起到到微微动动开开关关动动作作时时为为止止的的这这段段时时间间.通通过调节螺钉调节进气孔的大小就可调节延时时间过调节螺钉调节进气孔的大小就可调节延时时间.21图形符号图形符号时间继电器的线圈符号时间继电器的线圈符号时间继电器的触点符号时间继电器的触点符号(a)动合触点动合触点(b)动断触点动断触点通电延时通电延时断电延时断电延时瞬时动作瞬时动作226.2 三相异步电动机基本控制电路三相异步电动机基本控制电路(3)采用电气元件展开图的画法采用电气元件展开图的画法.(2)各各种种电电气气元元件件必必须须用用国国家家统统一一规规定定的的图图形形符符号号和和文文字符号画出字符号画出.(4)所所有有按按钮钮、触触点点均均按按没没有有外外力力作作用用和和没没有有通通电电时时的的原始状态画出原始状态画出.1.电气原理图的绘制原则电气原理图的绘制原则(1)一一般般主主电电路路用用粗粗实实线线绘绘制制,控控制制电电路路用用细细实实线线绘绘制制;主主电电路路一一般般绘绘制制于于左左侧侧(或或上上方方),控控制制电电路路一一般般绘绘制制于于右右侧侧(或或下下方方);各各电电气气元元件件一一般般按按动动作作顺顺序序由由上上到到下下、从左到右依次排列从左到右依次排列.23主电路主电路2.三相异步电动机的启动电路三相异步电动机的启动电路2.1 点动控制电路点动控制电路FR SBKMFU2FU2控制电路控制电路电路控制过程及原理电路控制过程及原理 启启动动过过程程：接接通通三三相相电电源源开开关关QF。按按下下SBKM线线 圈圈 得得 电电KM 主主触触头头闭闭合合电电动机动机M 通电运转。通电运转。停停 止止 过过 程程：松松 开开SBKM线线 圈圈 失失 电电KM 主主触触头头断断开开电电动机动机M 断电停止运转。断电停止运转。MKMFRLPQFFU1242.2 电动机单向控制电路电动机单向控制电路(1)电路原理图电路原理图主电路主电路控制电路控制电路SB1：停止按钮停止按钮SB2：启动按钮启动按钮FR SB2KMFU2FU2SB1KMMKMFRLPQFFU125(2).电路控制过程及原理电路控制过程及原理启启动动过过程程：接接通通三三相相电电源源开开关关QF。按按下下SB2KM线线圈圈得得电电KM主主触触头头闭闭合合（同同时时KM 的的常常开开的的辅辅助助触触头头闭闭合）合）电动机电动机M 通电运转。通电运转。当当松松开开SB2时时，KM线线圈圈仍仍可可通通过过已已经经闭闭合合的的常常开开的的辅辅助助触触头头持持续续得得电电，从从而而使使电电动动机机连连续续运运转转。这这种种依依靠靠接接触触器器自自身身的的辅辅助助触触点点保保持持线线圈圈通通电电的的电电路路叫叫做做自自锁锁电电路，起到自锁作用的路，起到自锁作用的KM常开辅助触头叫自锁触头。常开辅助触头叫自锁触头。停停止止过过程程：按按下下SBKM线线圈圈失失电电KM 主主触触头头,辅助触头断开辅助触头断开电动机电动机M 断电停止运转断电停止运转.松松开开SB,因因KM辅辅助助触触头头已已断断开开,控控制制电电路路不不会会再再恢恢复通电复通电.26保保护护环环节节：熔熔断断器器FU1和和FU2分分别别在在主主、控控制制电电路路中中起起短短路路保保护护作作用用;热热继继电电器器的的热热元元件件FR在在主主电电路路中中起起过过载载保保护护作作用用;交交流流接接触触器器的的线线圈圈KM在在电电路路中中起起失失压压(欠欠压压)保护作用保护作用.273.三相异步电动机的正、反转控制电路三相异步电动机的正、反转控制电路3.1 电气互锁正、反转控制电路电气互锁正、反转控制电路主电路主电路控制电路控制电路SB1 停止按钮停止按钮SB2 正传按钮正传按钮SB3 反转按钮反转按钮MKM1FRLPQFFU1KM2FR SB2KM1FU2FU2SB1KM1 SB2KM2KM228(2)电路控制过程及原理电路控制过程及原理KM1主触头闭合主触头闭合电动机电动机M 通电运转通电运转KM1常开的辅助触头闭合常开的辅助触头闭合KM1自锁触头断开实现对自锁触头断开实现对KM2的互锁的互锁 为为了了防防止止误误操操作作把把两两个个启启动动按按钮钮同同时时按按下下，或或者者电电动动机机正正（反反）转转时时按按下下反反（正正）转转按按钮钮，致致使使KM1和和KM2两两组组主主触触点点同同时时接接通通造造成成短短路路，把把接接触触器器KM1和和KM2的的一一个个常常闭闭触触点点，分分别别串串入入对对方方的的控控制制电电路路中中，构构成成互互锁锁。因因此此保保证证在在控控制制电电路路中中只只能能一一条条支支路路通通电电，即即要改变电动机的转向，必须经过要改变电动机的转向，必须经过停车停车过渡。过渡。按下按下SB2KM1线线圈得电圈得电29 停停止止：按按下下停停止止按按钮钮SB1KM1（KM2）线线圈圈失失电电KM（KM2）主主触触头头、常常开开的的辅辅助助触触头头断断开开电电动动机机M断电停止运转。断电停止运转。反反转转：改改变变电电源源相相序序（由由KM2完完成成），反反转转原原理理同正传。同正传。303.2 双重互锁正、反转控制电路双重互锁正、反转控制电路SB1 停止按钮停止按钮SB2 正传按钮正传按钮SB3 反转按钮反转按钮MKM1FRLPQFFU1KM2 SB2KM1FU2FU2FRSB1KM1 SB3KM2KM2SB3SB2KM2KM131(2)电路控制过程及原理电路控制过程及原理KM1主触头闭合主触头闭合电动机电动机M 通电正转通电正转KM1常开的辅助触头闭合常开的辅助触头闭合KM1自锁触头断开实现对自锁触头断开实现对KM2的互锁的互锁 从正转到反转从正转到反转 正转正转按下按下SB2KM1线线圈得电圈得电按下按下SB3线圈线圈KM1先先失电失电KM2得电得电KM2主触头闭合主触头闭合电动机电动机M 通电反转通电反转KM2常常开开的的辅辅助助触触头头闭合闭合KM2自锁触头断开自锁触头断开实现对实现对KM1的互锁的互锁32从反转到正转从反转到正转KM1主主触触头头闭闭合合电电动动机机M 通电正转通电正转;KM1常开的辅助触头闭合常开的辅助触头闭合;KM1自自锁锁触触头头断断开开实实现现对对KM2的互锁的互锁.按下按下SB2 线圈线圈KM2先失电先失电KM1线线圈圈得电得电 由由于于在在该该电电路路中中采采用用复复式式按按钮钮，将将SB2（SB3）按按钮钮的的常常闭闭触触点点串串接接在在KM2（KMl）的的线线圈圈电电路路中中；这这样样，无无论论何何时时，只只要要按按下下反反（正正）转转启启动动按按钮钮，在在KM2（KMl）线线圈圈通通电电之之前前就就首首先先使使KM1（KM2）断断电电，从从而而保保证证KM1和和KM2不不同同时时通通电电。并并可可实实现现电电动动机机（只只适适合合于于小小功功率率.电电动动机机）的的直直接接可可逆逆控控制制，而而不不需需要要中中间间停停33 停停止止 按按下下停停止止按按钮钮SB1KM1（KM2）线线圈圈失失电电KM1（KM2）主主触触头头、常常开开的的辅辅助助触触头头断断开开电电动动机机M 断电停止运转。断电停止运转。止止的的过过渡渡过过程程。对对于于大大功功率率电电动动机机为为了了防防止止运运转转过过程程中中突突然然转转向向产产生生的的大大电电流流对对电电动动机机机机械械部部分分造造成成的的冲冲击击，必必须须先先停停车车再再转转向向。这这种种由由机机械械按按钮钮实实现现的的互互锁锁也也叫叫机机械互锁。械互锁。344 三相异步电动机的异地控制电路三相异步电动机的异地控制电路4.1 电动机单向旋转两地点控制电路电动机单向旋转两地点控制电路SB1:停止按钮停止按钮(甲甲)SB2:停止按钮停止按钮(乙乙)SB3:启动按钮启动按钮(甲甲)SB4:启动按钮启动按钮(乙乙)MKMFRLPQFFU1FR SB3KMFU2FU2SB1KMSB2 SB4354.2 电动机双重互锁两地点控制电路电动机双重互锁两地点控制电路SB1 甲地停止按钮甲地停止按钮SB2 乙地停止按钮乙地停止按钮SB4 甲地正传按钮甲地正传按钮SB5 甲地反转按钮甲地反转按钮SB3 乙地正传按钮乙地正传按钮SB6 乙地反转按钮乙地反转按钮MKM1FRLPQFFU1KM2KM1 SB3FRKM1FU2FU2SB1 SB5KM2KM2SB6SB4KM2KM1SB2 SB4 SB6SB5SB33637