第八章 继电器 -接触器控制系统
1,控制系统生产机械的运动需要电动机的拖动，即电动机是拖动生产机械的主体。但电动机的启动、调速、正反转、制动等的控制，则需要另一套装置，即控制系统；
2．继电器－接触器控制系统用继电器、接触器、按钮、行程开关等电器元件，按一定的接线方式组成的机电传动（电力拖动）控制系统 —— 继电器－接触器控制系统。
3．目的和任务实现机电传动系统的起动、调速、反转、制动等运行性能的控制和保护，从而实现生产机械各种生产工艺的要求。
4．继电器－接触器控制系统的优点结构简单，价格便宜，能满足一般生产工艺要求。
熟悉各种电器的工作原理、作用、特点、应用场所和表示符号；
学习要求：
掌握继电器接触器控制电路中基本控制环节和常用的几种自动控制方式；
学会设计一些较简单的继电器接触器控制电路。
8.1 常用电器元件一、常用电器分类
1.电器用来接通或断开电路，以及用来控制、调节和保护用电设备的电气器件。
2,分类电器元件分类按工作电压等级按动作性质按用途高压电器,用于?1200V,-1500V及以上电路中的电器低压电器,用于?1200V（ 50HZ)以下,-1500V以下电路中的电器非自动电器,无动力机构，靠人力或外力来接通或切断电路自动电器,有电磁铁等动力机构，按照信号指令或参数变化而自动动作控制电器,控制电动机的各种动作保护电器,用来保护电动机，使其安全运行，以及保护生产机械使其不受损坏执行电器,用来操纵带动生产机械和支撑与保持机械装置在固定位置上的一种执行元件配电电器,用于电能的输送与分配主令电器,用于自动控制系统中发送动作指令的电器。
二、常用非自动电器
1,刀开关刀开关又称闸刀,一般用于不需要经常切断与接通的交,直流低压电路中 。
在机床中，刀开关主要用作电源开关，它一般不用来开断电动机的工作电流。
一般刀开关结构如图所示,一般刀开关,swf
刀开关分单极,双极和三极,常用的三极刀开关长期允许通过电流有 100A,200A,400A、
600A和 1000A五种 。 目前生产的产品有 HD（ 单极 ） 和 HS（ 双投 ）
等系列 。
在电气系统中，刀开关用如图所示符号表示，其文字符号用 Q或 QG表示。
2,转换开关实质上是一种刀开关。主要作为电源引入开关，也可用来直接控制小容量异步电机非频繁起、停控制。较刀开关更灵巧方便，
除通断外，还有转换功能。
盒式转换开关结构示意图转换手柄公共轴动触片静触片
X1
X2
X3
D1
D2
D3
表示符号
Q
B
HZ10系列转换开关三、常用自动控制电器手控电器的通性：
每小时的关合次数有限；
操作较笨重、工作不太安全；
保护性能差，例如，当电网电压突然消失时，因为这些开关不能自动复原，故它不能自动把电动机从电源切断，如果不另加保护设备则可能发生意外。
1,接触器接触器 是一种在电磁力的作用下，能够自动地接通或断开带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。
接触器是继电器 -接触器控制系统中最重要和常用的元件之一,
它的工作原理如图所示 。 t6-6.swf
当按钮揿下时,线圈通电,静铁心被磁化,并把动铁心 （ 衔铁 ）
吸上,带动转轴使触头闭合,从而接通电路 。
当放开按钮时，过程与上述相反，使电路断开。
接触器的结构和工作原理如下：
传感部分,线圈＋静铁心；
静铁心线圈释放弹簧触头系统线圈得电，衔铁吸合?触点动作 常开触点－合常闭触点－断线圈失电，衔铁释放?触点复位 常开触点－断常闭触点－合接触器的结构接触器工作原理 接触器,swf
执行部分,触头。
主、辅触点内部结构不一样，主触点连接到主电路中，能通以大电流；辅触点则用在控制回路中。主触点设有专门的灭弧装置。
触头按通过的电流的大小分主触头和辅助触头两种。
触头按状态的不同分动断（常闭）触头和动合（常开）触头两种。
动铁心（衔铁）
表示符号,线圈主触点辅触点动合（常开）
动合（常开）
动断（常闭）
动断（常闭）
KM
KM
KM
KM
KM
接触器的种类：按主触头所接回路的电流种类分为：
交流接触器：主要用以控制交流电路（主电路、控制电路、激磁电路）
直流接触器：主要用以控制直流电路（主电路、控制电路、激磁电路）
接触器的参数主要有：额定电压、额定电流、常开主辅触头个数、额定操作频率等常见交流接触器：
CJX1系列交流接触器
CJX2系列交流接触器常见直流接触器：
CZO系列直流接触器
CJT1系列交流接触器注,电器元件的各部分，在外观上看是一个整体，但电气原理图中同一电器的各部分是分散的,分散的各部分都用相同的文字符号表示。
是一种根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现控制目的的自动控制电器。
结构特点：
传感部分：感测输入量的高低。
执行部分：触头。
无主辅之分，一般较小（ 5A以下），用于控制回路输入信号 电量：电流、电压、功率等非电量：热、光、声、速度等
2,继电器继电器的分类：
按它反应信号的种类分：电流、电压、速度、压力、热继电器等按动作时间分：瞬时动作和延时动作继电器等按作用原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式等应用最广（ 90％以上继电器为电磁式）
1).电磁式继电器,结构及工作原理与接触器大体相似跳跃式的输入输出特性
a.电流继电器,根据电流信号而动作，具有保护作用。一般串于电路中。
当电流小于某值时，衔铁释放。用于电流过小时切断电路。
当电流大于某值时，
衔铁吸合。用于电流过大时切断电路。
欠电流继电器
I
<
KA
b.电压继电器,根据电压信号而动作，具有保护作用。一般并于电路中。
欠电压继电器
U
<
KV
过电压继电器
U>
KV
I>
KA
过电流继电器吸合值释放值输入输出
x2x1
当电压小于某值时，衔铁释放。用于电压过小时切断电路。
当电压大于某值时，
衔铁吸合。用于电压过大时切断电路。
c.中间继电器,本质上是电压继电器，但还具有触头多，触头承受电流大
（ 5－ 10A）、动作灵敏（动作时间小于 0.05S）
K
用途：
用作中间传递信号。
用作同时控制多条线路。 JZ7系列中间继电器适用于交流50Hz，电压至 380V及直流电压 220V
的控制电器中，用来控制各种电磁线圈，以使讯号得到放大，或将讯号同时传给数个有关的控制元件
JZ7－ 44:中间继电器吸引线圈起动功率,75VA
吸引线圈吸持功率,12VA
2).热继电器,是一种常见的保护电器。利用电流的热效应而动作，
主要用来对连续运行的电动机进行过载保护。
工作原理：
发热电阻丝双金属片导板触头调节旋钮手动复位按扭受热变形方向
FR
表示符号：
JR36
热继电器电流与动作时间的关系曲线
t
I/ In
1
使用热继电器时注意几个问题：
动作时间不应过分小于电动机的允许发热时间，应充分发挥电动机的过载能力
热继电器不能作短路保护
用热继电器保护三相异步电动机时，至少要有两相接热元件
M
注意热继电器所处的周围环境温度，应保证它与电动机有相同的散热条件。
热继电器的主要参数,热元件的额定电流指热元件能够长期通过而不致于引起热继电器动作的最大电流值。（有一定的整定范围，如 IN=5A,整定范围 3.2-5A)。同一种热继电器有多种规模的热元件系列。
热元件的额定电流与电动机的额定电流相等时，然继电器能准确地反映电动机发热。
四、主令电器是用来闭合和断开控制回路，以发出命令改变控制系统工作状态的电器。常用的主令电器有：按钮、万能转换开关、主令控制器、
行程开关等。
按扭
LA18系列按钮开关。
一般钮 蘑茹头钮 带灯钮 旋钮 钥匙钮 自锁钮五,常用保护电器
1.熔断器（保险丝 ）
是一种广泛应用于电力拖动控制系统中的保护电器。熔断器串于被保护电路中，当电路发生短路或严重过载时，它的熔体能自动迅速熔断，从而切断电路，起到保护作用。
组成,熔体 —— 熔点低，易于熔断，导电性能良好的合金材料。
熔管 —— 安装熔体的外壳。
熔断特性,熔体的熔断时间与通过熔体的电流有关
I/IN?1.25时，熔体能长期工作。
I/IN=2时，熔体在 30s~40s后熔断。
I/IN>10时，认为熔体瞬时熔断。
熔断器的选配：
无冲击电流的电路 —— 熔断器的额定电流 =电路的额定电流有冲击电流的电路 —— 熔断器的额定电流 >电路的额定电流如：交流电机三相绕组中，熔断器的额定 =电路启动电流 /K（ K：
1.6~2.5）
熔断器的特点,结构简单、价廉，但动作准确性较差。熔断后须更换熔体，若只断一相会引起电机断相运行。适用于要求不高的电器控制系统中。
不但能用于正常工作时手动通、断电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路。有效地保护串接在后的电器设备。
结构,包括触头系统、灭弧系统、保护机构、传动机构等部分。
由于灭弧能力强，能断开短路电流。
特点,具有过载、短路、失压保护作用。跳闸后，不需更换元件。
2.自动开关（自动空气断路器）
DZ47高分断小型断路器
QF
过电流脱扣器热脱扣器失压脱扣器分励脱扣器自由脱扣机构释放弹簧主触点
1,控制系统生产机械的运动需要电动机的拖动，即电动机是拖动生产机械的主体。但电动机的启动、调速、正反转、制动等的控制，则需要另一套装置，即控制系统；
2．继电器－接触器控制系统用继电器、接触器、按钮、行程开关等电器元件，按一定的接线方式组成的机电传动（电力拖动）控制系统 —— 继电器－接触器控制系统。
3．目的和任务实现机电传动系统的起动、调速、反转、制动等运行性能的控制和保护，从而实现生产机械各种生产工艺的要求。
4．继电器－接触器控制系统的优点结构简单，价格便宜，能满足一般生产工艺要求。
熟悉各种电器的工作原理、作用、特点、应用场所和表示符号；
学习要求：
掌握继电器接触器控制电路中基本控制环节和常用的几种自动控制方式；
学会设计一些较简单的继电器接触器控制电路。
8.1 常用电器元件一、常用电器分类
1.电器用来接通或断开电路，以及用来控制、调节和保护用电设备的电气器件。
2,分类电器元件分类按工作电压等级按动作性质按用途高压电器,用于?1200V,-1500V及以上电路中的电器低压电器,用于?1200V（ 50HZ)以下,-1500V以下电路中的电器非自动电器,无动力机构，靠人力或外力来接通或切断电路自动电器,有电磁铁等动力机构，按照信号指令或参数变化而自动动作控制电器,控制电动机的各种动作保护电器,用来保护电动机，使其安全运行，以及保护生产机械使其不受损坏执行电器,用来操纵带动生产机械和支撑与保持机械装置在固定位置上的一种执行元件配电电器,用于电能的输送与分配主令电器,用于自动控制系统中发送动作指令的电器。
二、常用非自动电器
1,刀开关刀开关又称闸刀,一般用于不需要经常切断与接通的交,直流低压电路中 。
在机床中，刀开关主要用作电源开关，它一般不用来开断电动机的工作电流。
一般刀开关结构如图所示,一般刀开关,swf
刀开关分单极,双极和三极,常用的三极刀开关长期允许通过电流有 100A,200A,400A、
600A和 1000A五种 。 目前生产的产品有 HD（ 单极 ） 和 HS（ 双投 ）
等系列 。
在电气系统中，刀开关用如图所示符号表示，其文字符号用 Q或 QG表示。
2,转换开关实质上是一种刀开关。主要作为电源引入开关，也可用来直接控制小容量异步电机非频繁起、停控制。较刀开关更灵巧方便，
除通断外，还有转换功能。
盒式转换开关结构示意图转换手柄公共轴动触片静触片
X1
X2
X3
D1
D2
D3
表示符号
Q
B
HZ10系列转换开关三、常用自动控制电器手控电器的通性：
每小时的关合次数有限；
操作较笨重、工作不太安全；
保护性能差，例如，当电网电压突然消失时，因为这些开关不能自动复原，故它不能自动把电动机从电源切断，如果不另加保护设备则可能发生意外。
1,接触器接触器 是一种在电磁力的作用下，能够自动地接通或断开带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。
接触器是继电器 -接触器控制系统中最重要和常用的元件之一,
它的工作原理如图所示 。 t6-6.swf
当按钮揿下时,线圈通电,静铁心被磁化,并把动铁心 （ 衔铁 ）
吸上,带动转轴使触头闭合,从而接通电路 。
当放开按钮时，过程与上述相反，使电路断开。
接触器的结构和工作原理如下：
传感部分,线圈＋静铁心；
静铁心线圈释放弹簧触头系统线圈得电，衔铁吸合?触点动作 常开触点－合常闭触点－断线圈失电，衔铁释放?触点复位 常开触点－断常闭触点－合接触器的结构接触器工作原理 接触器,swf
执行部分,触头。
主、辅触点内部结构不一样，主触点连接到主电路中，能通以大电流；辅触点则用在控制回路中。主触点设有专门的灭弧装置。
触头按通过的电流的大小分主触头和辅助触头两种。
触头按状态的不同分动断（常闭）触头和动合（常开）触头两种。
动铁心（衔铁）
表示符号,线圈主触点辅触点动合（常开）
动合（常开）
动断（常闭）
动断（常闭）
KM
KM
KM
KM
KM
接触器的种类：按主触头所接回路的电流种类分为：
交流接触器：主要用以控制交流电路（主电路、控制电路、激磁电路）
直流接触器：主要用以控制直流电路（主电路、控制电路、激磁电路）
接触器的参数主要有：额定电压、额定电流、常开主辅触头个数、额定操作频率等常见交流接触器：
CJX1系列交流接触器
CJX2系列交流接触器常见直流接触器：
CZO系列直流接触器
CJT1系列交流接触器注,电器元件的各部分，在外观上看是一个整体，但电气原理图中同一电器的各部分是分散的,分散的各部分都用相同的文字符号表示。
是一种根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现控制目的的自动控制电器。
结构特点：
传感部分：感测输入量的高低。
执行部分：触头。
无主辅之分，一般较小（ 5A以下），用于控制回路输入信号 电量：电流、电压、功率等非电量：热、光、声、速度等
2,继电器继电器的分类：
按它反应信号的种类分：电流、电压、速度、压力、热继电器等按动作时间分：瞬时动作和延时动作继电器等按作用原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式等应用最广（ 90％以上继电器为电磁式）
1).电磁式继电器,结构及工作原理与接触器大体相似跳跃式的输入输出特性
a.电流继电器,根据电流信号而动作，具有保护作用。一般串于电路中。
当电流小于某值时，衔铁释放。用于电流过小时切断电路。
当电流大于某值时，
衔铁吸合。用于电流过大时切断电路。
欠电流继电器
I
<
KA
b.电压继电器,根据电压信号而动作，具有保护作用。一般并于电路中。
欠电压继电器
U
<
KV
过电压继电器
U>
KV
I>
KA
过电流继电器吸合值释放值输入输出
x2x1
当电压小于某值时，衔铁释放。用于电压过小时切断电路。
当电压大于某值时，
衔铁吸合。用于电压过大时切断电路。
c.中间继电器,本质上是电压继电器，但还具有触头多，触头承受电流大
（ 5－ 10A）、动作灵敏（动作时间小于 0.05S）
K
用途：
用作中间传递信号。
用作同时控制多条线路。 JZ7系列中间继电器适用于交流50Hz，电压至 380V及直流电压 220V
的控制电器中，用来控制各种电磁线圈，以使讯号得到放大，或将讯号同时传给数个有关的控制元件
JZ7－ 44:中间继电器吸引线圈起动功率,75VA
吸引线圈吸持功率,12VA
2).热继电器,是一种常见的保护电器。利用电流的热效应而动作，
主要用来对连续运行的电动机进行过载保护。
工作原理：
发热电阻丝双金属片导板触头调节旋钮手动复位按扭受热变形方向
FR
表示符号：
JR36
热继电器电流与动作时间的关系曲线
t
I/ In
1
使用热继电器时注意几个问题：
动作时间不应过分小于电动机的允许发热时间，应充分发挥电动机的过载能力
热继电器不能作短路保护
用热继电器保护三相异步电动机时，至少要有两相接热元件
M
注意热继电器所处的周围环境温度，应保证它与电动机有相同的散热条件。
热继电器的主要参数,热元件的额定电流指热元件能够长期通过而不致于引起热继电器动作的最大电流值。（有一定的整定范围，如 IN=5A,整定范围 3.2-5A)。同一种热继电器有多种规模的热元件系列。
热元件的额定电流与电动机的额定电流相等时，然继电器能准确地反映电动机发热。
四、主令电器是用来闭合和断开控制回路，以发出命令改变控制系统工作状态的电器。常用的主令电器有：按钮、万能转换开关、主令控制器、
行程开关等。
按扭
LA18系列按钮开关。
一般钮 蘑茹头钮 带灯钮 旋钮 钥匙钮 自锁钮五,常用保护电器
1.熔断器（保险丝 ）
是一种广泛应用于电力拖动控制系统中的保护电器。熔断器串于被保护电路中，当电路发生短路或严重过载时，它的熔体能自动迅速熔断，从而切断电路，起到保护作用。
组成,熔体 —— 熔点低，易于熔断，导电性能良好的合金材料。
熔管 —— 安装熔体的外壳。
熔断特性,熔体的熔断时间与通过熔体的电流有关
I/IN?1.25时，熔体能长期工作。
I/IN=2时，熔体在 30s~40s后熔断。
I/IN>10时，认为熔体瞬时熔断。
熔断器的选配：
无冲击电流的电路 —— 熔断器的额定电流 =电路的额定电流有冲击电流的电路 —— 熔断器的额定电流 >电路的额定电流如：交流电机三相绕组中，熔断器的额定 =电路启动电流 /K（ K：
1.6~2.5）
熔断器的特点,结构简单、价廉，但动作准确性较差。熔断后须更换熔体，若只断一相会引起电机断相运行。适用于要求不高的电器控制系统中。
不但能用于正常工作时手动通、断电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路。有效地保护串接在后的电器设备。
结构,包括触头系统、灭弧系统、保护机构、传动机构等部分。
由于灭弧能力强，能断开短路电流。
特点,具有过载、短路、失压保护作用。跳闸后，不需更换元件。
2.自动开关（自动空气断路器）
DZ47高分断小型断路器
QF
过电流脱扣器热脱扣器失压脱扣器分励脱扣器自由脱扣机构释放弹簧主触点
