下一页总目录 章目录 返回 上一页第 11章 继电接触控制系统
11.4 行程控制
11.1 常用控制电器
11.2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路
11.3 鼠笼式电动机正反转的控制线路
11.5 时间控制下一页总目录 章目录 返回 上一页本章要求:
1.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。
3,掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。
4,掌握基本控制环节的组成、作用和工作过程。能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单的控制电路。
第 11章 继电接触控制系统下一页总目录 章目录 返回 上一页应用电动机拖动生产机械,称为电力拖动。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,称为继电接触控制。
本章主要介绍几种常用的低压电器,基本的控制环节和保护环节的典型线路。
第 11章 继电接触控制系统实现继电接触控制的电气设备,统称为控制电器,如刀闸、按钮、继电器、接触器等。下面介绍常用控制电器的用途及电工表示符号。
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11.1 常用控制电器
11.1.1 组合开关组合开关又称转换开关,由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上,用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。图 11.1.1为用转换开关实现三相电动机起停控制的接线图。
转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开,利于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限,一般用于交流 380V、直流 220V,电流 100A以下的电路中做电源开关。
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M3~
图 11.1.1 用组合开关起停电动机的接线图下一页总目录 章目录 返回 上一页
11.1.2 按钮 (手动切换电器 )
(b) 结构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。
按钮开关的外形和符号
(a) 外形图常闭触点常开触点下一页总目录 章目录 返回 上一页复位弹簧支柱连杆常闭静触头桥式静触头常开静触头外壳
4
SB SB SB
结构符号名称常闭按钮
(停止按钮 )
常开按钮
(起动按钮 ) 复合按钮
1 2
3 4
1 2
3
按钮帽动画下一页总目录 章目录 返回 上一页交流接触器的外形与结构
11.1.3 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) 结构下一页总目录 章目录 返回 上一页
11,1.3 接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。
~
M
3~
线圈辅助触点铁心 衔铁电源电机主触点常闭常开动画弹簧下一页总目录 章目录 返回 上一页符号线圈
KM
用于主电路 流过的大电流 (需加灭弧 装置 )
用于控制电路流过的小电流 (无需加灭弧装置 )
KM动合 (常开 )辅助触点动断 (常闭 )辅助触点 KM
属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示接触器技术指标:额定工作电压、电流、触点数目等。
动合 (常开 )主触点
KM
常用的交流接触器有 CJ10,CJ12,CJ20和 3TB等系列。
如 CJ10系列主触点额定电流 5,10,20,40,75、
120A等数种;额定工作电压通常是 220V或 380V。
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11.1.4 继电器继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。
主要区别在于:
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,且只能通过 小电流 。所以,继电器一般用于 控制电路中。
1,电流及电压继电器电流继电器,可用于过载或过载保护,
电压继电器,主要作为欠压、失压保护。
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2,中间继电器中间继电器触头容量小,触点数目多,用于控制线路。
通常用于传递信号和同时控制多个电路,也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。
(b) 符号
KA
线圈常开触头 KA
常闭触头 KA
(a) 外形中间继电器外形与符号下一页总目录 章目录 返回 上一页
3,时间继电器是从得到输入信号 (线圈通电或断电 )起,经过一段时间延时后才动作的继电器。
适用于定时控制
+
直流电磁式结构图阻尼铜套衔铁工作原理,当衔铁未吸合时,磁路气隙大,线圈电感小,通电后激磁电流很快建立,将衔铁吸合,继电器触点立即改变状态。
而当线圈断电时,铁心中的磁通将衰减,磁通的变化将在铜套中产生感应电动势,并产生感应电流,
阻止磁通衰减,当磁通下降到一定程度时,衔铁才能释放,触头改变状态。
因此继电器吸合时是瞬时动作,而释放时是延时的,
故称为断电延时。
(1)直流电磁式 时间继电器下一页总目录 章目录 返回 上一页
a) 通电延时继电器
b) 断电延时继电器
KT
线圈通电延时闭合常开触点 KT
通电延时断开常闭触点 KT
KT
线圈
(b)符号 断电延时断开常开触点
KT
断电延时闭合常闭触点
KT
延时继电器的外形与结构
(a) 外形
(2) 空气式延时继电器下一页总目录 章目录 返回 上一页通电延时的空气式时间继电器结构示意图常开触头延时闭合常闭触头延时打开微动开关 2
微动开关 1
常开触头常闭触头线圈通电?
衔铁向下吸合
连杆动作
触头动作工作原理调节螺丝进气孔托板线圈动铁心恢复弹簧挡块释放弹簧活塞杆橡皮膜排气孔
(2) 空气式时间继电器下一页总目录 章目录 返回 上一页断电延时的空气式时间继电器结构示意图常闭延时闭合常闭延时断开常开触头常闭触头空气式时间继电器的延时范围大
(有 0.4 ~ 60 s 和
0.4 ~180s两种 )。
结构简单,但准确度较低。
时间继电器的型号有 JS7-A和 JJSK2等多种类型。
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11,1.5 热继电器用于电动机的过载保护。
热继电器外形与结构
(a) 外形 (b) 结构下一页总目录 章目录 返回 上一页
~
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。
发热元件 杠杆
11.1.5 热继电器工作原理 结构原理图双金属片 常闭触头用于电动机的过载保护。
动画下一页总目录 章目录 返回 上一页
11.1.6 熔断器符号 FU
熔断器额定电流 IF的选择
(1) 电灯、电炉等电阻性负载
IF > IL
(3) 频繁起动的电机
(2) 单台电机用于低压线路中的短路保护。
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。
52,
电动机的起动电流熔丝额定电流?
261 ~.
电动机的起动电流熔丝额定电流?
下一页总目录 章目录 返回 上一页用于自动往复控制或限位保护等。
11,1.7 行程开关 (限位开关 )
(b)示意图结构与按钮类似,但其动作要由机械撞击。 未撞击 撞击
(a)外形图
ST
常开触点 常闭触点
ST
(c) 符号行程开关的外形符号下一页总目录 章目录 返回 上一页可实现短路、过载、失压保护。
11.1.8 自动空气断路器 (自动开关 )
锁钩主触点手动闭合过流脱扣器欠压脱扣器衔铁释放动画自动空气断路器原理图连杆装置释放弹簧下一页总目录 章目录 返回 上一页继电接触控制线路由一些基本控制环节组成,
下面介绍继电接触控制线路的绘制。
在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图,
它不考虑电器的结构和实际位置,突出的是电气原理。
电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法:
1,按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。
2,控制线路由主电路 (被控制负载所在电路 )
和控制电路 (控制主电路状态 )组成。
3,属同一电器元件的不同部分 (如接触器的线圈和触点 )按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中,但 必须标注相同的文字符号。
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4,所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下的正常状态画出,即 按通电前的状态绘制 。
5,与电路无关的部件 (如铁心、支架、弹簧等 ) 在控制电路中不画出。
分析和设计控制电路时应注意以下几点:
(1)使控制电路简单,电器元件少,而且工作又要准确可靠
(2) 尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一个电器的控制电路。
(3) 必须保证每个线圈的额定电压,不能将两个线圈串联。
下一页总目录 章目录 返回 上一页熔断器 FU
交流接触器 KM
组合开关 Q 按扭 SBSB
1 SB23 5
热继电器 FR
M
3~
4
2 1
11.2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路
1.直接起动
(a)结构图下一页总目录 章目录 返回 上一页主电路控制电路
11.2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路
(1) 电路
SB1
KM
SB2
FR
KM
FR
KM
FU
Q
3~
M
.,
保险丝热继电器发热元件开关接触器主触点起动按钮停止按钮接触器线圈接触器辅助触点热继电器动断触点动画
(b)原理图下一页总目录 章目录 返回 上一页控制电路一、直接起动电动机的保护
SB1
KM
SB2
FR
KM
FR
KM
FU
Q
3~
M
.,
热继电器过载保护保险丝短路保护接触器零压、欠压保护热继电器动断触点主电路控制电路下一页总目录 章目录 返回 上一页电动机的保护短路保护 是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力,使电动机和电器设备产生机械性损坏,故要求迅速、可靠切断电源。 通常采用熔断器 FU和过流继电器 等。
欠压 是指电动机工作时,引起电流增加甚至使电动机停转,失压 (零压 )是指电源电压消失而使电动机停转,在电源电压恢复时,电动机可能自动重新起动 (亦称自起动 ),易造成人身或设备故障。 常用的失压和欠压保护有:对接触器实行自锁;用低电压继电器组成失压、欠压保护。
过载保护 是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保护。 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。
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KM
FR
KM
.,
KM
SB1 SB2.,
控制电路合上开关 Q起动
(2) 控制原理
KM辅助触点闭合自锁。
按下起动按钮 SB2,KM线圈通电,
KM主触点闭合,电动机运转。
通电转动主电路
FR
3~
M
FU
Q
动画下一页总目录 章目录 返回 上一页合上开关 Q(2) 控制原理
FR
KM
.,
KM
SB1 SB2.,
控制电路
KM辅助触点闭合自锁。
按下起动按钮 SB2,KM线圈通电,
KM主触点闭合,电动机运转。
通电起动
KM
转动主电路
FR
3~
M
FU
Q 松开起动按钮 SB
2
利用自身辅助触点,维持线圈通电的作用称自锁自锁下一页总目录 章目录 返回 上一页
(2) 控制原理
FR
KM
.,
KM
SB1 SB2.,
控制电路通电主电路
FR
FU
Q
3~
M
转动
KM
自锁停车 按下停止按钮 SB1,KM线圈断电
KM主触点断开,电动机停转。
KM辅助触点断开,取消自锁。
下一页总目录 章目录 返回 上一页
(2) 控制原理转动停车 按下停止按钮 SB1,KM线圈断电
KM主触点断开,电动机停转。
KM辅助触点断开,取消自锁。
停转
FR
KM
.,
KM
SB1 SB2.,
控制电路通电主电路
FR
FU
Q
3~
M
断电
KM
去掉 KM辅助触点,
实现点动控制。
下一页总目录 章目录 返回 上一页
2,既能长期工作又能点动的控制电路按下起动按钮,电动机运转,松开起动按钮,
电动机停转。
点动按钮 SB3的作用:
(1) 使接触器线圈 KM通电;
(2) 使线圈 KM不能自锁。
KM
SB2
FR
KMSB1~
SB3
复合按钮下一页总目录 章目录 返回 上一页
2,既能长期工作又能点动的控制电路
KM
SB2
FR
KMSB1~
SB3
后闭合先断开按下 SB3
闭合电机运转点动时:
自锁触点不起作用通电下一页总目录 章目录 返回 上一页
KM
SB2
FR
KMSB1~
SB3
先断开后闭合 断开断电
2,既能长期工作又能点动的控制电路松开 SB3
下一页总目录 章目录 返回 上一页
2,既能长期工作又能点动的控制电路
KM
SB2
FR
KMSB1~
SB3
松开 SB3 电机停转 实现点动用途,试车、检修以及车床主轴的调整等。
先断开后闭合 断开断电下一页总目录 章目录 返回 上一页
KM1
FU
Q
KM2
M1 M2
3~ 3~
.
SB SB1 KM1
KM1
SB2
KM2
KM2
按 SB1
通电闭合再按 SB2
闭合通电闭 合闭合
1,控制顺序,M1起动后 M2才能起动。
M2既不能单独起动,也不能单独停车。
M1转动
3,电机的顺序控制
M2转动
...
.
动画下一页总目录 章目录 返回 上一页
M1
3~
这样的顺序控制是否合理?
两电机各自要有独立的电源;这样接,主触头
(KM1)的负荷过重。
KM1
KM2
M2
3~
下一页总目录 章目录 返回 上一页
KM2
SB
KM2
SB
KM1
FR1
FR2KM1
例 1,两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。为避免物体堆积在运输机上,要求电动机按下述顺序起动和停止:
起动时,M1起动后 M2才能起动;
停车时,M2停车后 M1才能停车。应如何实现控制?
起动:
通电通电闭合闭合下一页总目录 章目录 返回 上一页
SB
KM1
FR1
例,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。为避免物体堆积在运输机上,要求电动机按下述顺序起动和停止:
起动时,M1起动后 M2才能起动;
停车时,M2停车后 M1才能停车。应如何实现控制?
KM2
SB
KM2
FR2KM1
停止:
断电断电断开断开下一页总目录 章目录 返回 上一页
11.3 鼠笼式电动机正反转的控制线路将电动机接到电源的任意两根线对调一下,
即可使电动机反转。
需要用两个接触器来实现这一要求。
当正转接触器工作时,电动机正转;
当反转接触器工作时,将电动机接到电源的任意两根联线对调一下,电动机反转。
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SBF和 SBR决不允许同时按下,
否则造成电源两相短路。
正反转的控制线路
3~
M
FR
FU
正转触点
KMR
动画
KMF
.
KMR
FR
Q
KMFSB.,
SBF
KMF
正转接触器正转按钮正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作。
反转接触器
SBR
KMR
KMR.,.
..,
.,,
.
反转按钮反转触点下一页总目录 章目录 返回 上一页按下 SBF
SB
KMF
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,联锁,。
―联锁”触点利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。
缺点:
改变转向时必须先按停止按 钮。
解决措施:在控制电路中加入机械连锁。
KMR
SBF
KMF
KMFSB
R
KMR
KMR,.
.
.,
通电断开断电电机正转闭合下一页总目录 章目录 返回 上一页机械联锁电气联锁利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。
鼠笼式电动机正反转的控制线路
KMF
KMF
SBR
SB
KMR
SBF
KMF
KMR
KMR
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KMF
KMF
SBR
SB
KMR
SBF
KMF
KMR
KMR
当电机正转时,
按下反转按钮 SBR
先断开 断电闭合通电断开停止正转闭合闭合电机反转下一页总目录 章目录 返回 上一页
11.4 行程控制自动往返运动:
1,能正向运行也能反向运行
2,到位后能自动返回行程控制:
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行程开关进行控制。
STaSTb
电机正程限位开关
STaSTb
逆程下一页总目录 章目录 返回 上一页
STaSTb
前进 (正转)
后退1 2
按 SBF时
KMF通电
(其常闭断开,
常开闭合 )
KMF断电
KMR通电行程开关自动往返运动:
挡块动画电机正转工作台前进到达预定位置,
挡块 1撞击 STb
SB
KMR
SBF
KM
F
KMF
KMRSTb
STaKMF
KMR
SBR
停止正转电机反转
(工作台后退 )
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11,5 时间控制
1,Y–? 换接起动控制线路
Y接法KM3
KM1
FU
Q
接法动画
,SB
1,SB2 KT KM1
KM3
KM2 KM
3
KM1
KM1
KT
KM2
KT
KM2
KM2
下一页总目录 章目录 返回 上一页通电通电
,SB
1,SB2 KT KM1
KM3
KM2 KM
3
KM1
KM1
KT
KM2
KT
KM2
通电断电通电延时继电器通电延时断开复合按钮起动过程:
按 SB2 KM1通电KM
2断电 绕组 Y接
KM2断电
KM1接通电源
KM2—绕组?联接
KM3—绕组 Y联接常闭断开常开闭合常闭延时断开电动机 Y接起动常闭断开常开闭合自锁 KT通电
KM3通电通电瞬时闭合下一页总目录 章目录 返回 上一页
KM1接通电源
KM2—绕组?联接
KM3—绕组 Y联接
KT通电起动过程:
按 SB2 KM1通电KM
2断电 绕组 Y接
KM2断电常闭断开常开闭合常闭延时断开电动机 Y接起动常闭断开常开闭合自锁
KM3通电通电通电
,SB
1,SB2 KT KM1
KM3
KM2 KM
3
KM1
KM1
KT
KM2
KT
KM2
通电断电松开 SB2,电机仍处于 Y 接起动状态。
下一页总目录 章目录 返回 上一页
KM1接通电源
KM2—绕组?联接
KM3—绕组 Y联接通电通电
SB1 SB
2
KT KM1
KM3
KM2 KM
3
KM1
KM1
KT
KM2
KT
KM2
通电断电通电延时继电器通电延时断开
KM1断电 常开断开常闭闭合当 KT 常闭触点延时断开时断电复合按钮下一页总目录 章目录 返回 上一页
KM1接通电源
KM2—绕组?联接
KM3—绕组 Y联接通电通电
SB1 SB
2
KT KM1
KM3
KM2 KM
3
KM1
KM1
KT
KM2
KT
KM2
通电断电通电延时继电器通电延时断开复合按钮断电
KM1断电 常开断开常闭闭合当 KT 常闭触点延时断开时通电断电
KM2通电 常闭断开
KM3断电常闭闭合绕组?接
Y接断开下一页总目录 章目录 返回 上一页
KM1接通电源
KM2—绕组?联接
KM3—绕组 Y联接通电通电
SB1 SB
2
KT KM1
KM3
KM2 KM
3
KM1
KM1
KT
KM2
KT
KM2
通电断电通电延时继电器通电延时断开复合按钮
KM1断电 常开断开常闭闭合当 KT 常闭触点延时断开时通电断电
KM2通电 常闭断开
KM3断电常闭闭合绕组?接
Y接断开通电电机?接运行 KM1通电下一页总目录 章目录 返回 上一页
2,鼠笼式电动机能耗制动控制线路断电延时继电器直流电源断电延时断开
.,
.,SB1
KM1
SB2
FR
KM1
KT
KT KM1 KM2
..
KM2
FU2
3~M
FR
KM1
Q
FU1
动画下一页总目录 章目录 返回 上一页正常运行:
按 SB2 KM1通电
KM1主触点闭合 电机运转常开闭合 自锁常闭断开 KM2 断电
KT通电,常开闭合
KM1接通电机电源
KM2接通直流电源制动开始
KT控制切断直流电源时间
~
断电延时断开通电通电断电断电延时 继电器
SB1
KM1
SB2
FR
KM1
KT
KT KM1 KM2
下一页总目录 章目录 返回 上一页
KM1接通电机电源
KM2接通直流电源制动开始
KT控制切断直流电源时间
~
通电通电断电
SB1
KM1
SB2
FR
KM1
KT
KT KM1 KM2
断电延时断开制动时:
按 SB1 KM1断电
KM1主触点断开 电机脱离三相电源常开断开常闭闭合断电下一页总目录 章目录 返回 上一页
KM1接通电机电源
KM2接通直流电源制动开始
KT控制切断直流电源时间断电延时断开
~
通电通电断电
SB1
KM1
SB2
FR
KM1
KT
KT KM1 KM2
断电通电断电
KT断电
KM2通电 制动开始制动时:
按 SB1 KM1断电
KM1主触点断开 电机脱离三相电源常闭闭合常开断开下一页总目录 章目录 返回 上一页
KM1接通电机电源
KM2接通直流电源制动开始
KT控制切断直流电源时间
~
通电通电通电
SB1
KM1
SB2
FR
KM1
KT
KT KM1 KM2
断电断电
KT断电
KM2通电 制动开始制动时:
按 SB1 KM1断电
KM1主触点断开 电机脱离三相电源常闭闭合常开断开 延时 KT触点断开 KM2断电制动结束断电延时断开 断电下一页总目录 章目录 返回 上一页正反转控制线路
3~M
FR
FU
Q
...
.,.
FR
KMR
SB1 SB
F
KMF
SBR
KMR
KMR
KMF
KMR
下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中有几处错误,请改正之。