第八章 继电器 — 接触器控制第一节 常用低压控制电器第二节 电动机的控制环节和保护环节作业第一节 常用低压控制电器一,闸刀开关二、熔断器三、按钮四、交流接触器五、热继电器返回实现对电动机和生产机械的控制及保护的电工设备,统称为低压控制电器。
低压控制电器可分为手动和自动。手动电器是由工作人员手动操作的,如闸刀开关、按钮等。自动电器则是按照指令、
信号或某个物理量的变化而自动动作的。
如各种继电器、接触器等。
主目录 返回一、闸刀开关闸刀开关是一种最简单,最常用的开关,用于接通或切断电源。
主目录 返回电源负载符号为,
Q
二、熔断器熔断器俗称保险丝,是一种简单有效的短路保护电器。熔断器中的熔体一般是熔点很低的铅锡合金丝,也可用截面很细的铜丝制成。当电路发生短路时,
通过熔丝的电流很大,将其烧断,从而切断电源,保护电器设备。
符号为,
FU
主目录 返回三、按钮按钮是用来接通或断开控制电路的。
它的结构示意图如下,
它由一对动合触点1 ′-1
和一对动断触点 2 ′ -2,
复位弹簧3和按钮帽4组成。
工作时按下按钮帽,2 ′-2断开,1 ′-1闭合
,当松开按钮帽时,在复位弹簧的作用下,各触点立即恢复原态。
3
4
22
1 1
主目录 返回
按钮的符号:
常开 (动合 )按钮
SB
常闭 (动断 )按钮
SB
主目录 返回
按钮的使用有三种情况:
a,只用 常闭按钮,在控制电路中作停止按钮。
b,只用 常开按钮,在控制电路中作起动按钮。
c.常开按钮、常闭按钮同时使用,按下其中一个按钮,在控制电路中,停止、起动同时进行。
通电断电四、交流接触器交流接触器常用于控制电机或其它电器设备主回路(指强电流电路)通或断,是一种电磁开关。
结构原理图如图,4
3
1
2
56
7
返回符号:
KM
线圈
KM
常开 (动合 )触点
KM
常闭 (动断 )触点主目录 返回
KM
常开主触点主触点允许通过的电流大,一般在异步电动机的定子中使用;
辅助触点允许通过的电流小,
一般在控制电路中使用。
五、热继电器热继电器是对电动机进行过载保护的一种常用电器,它是根据电流的热效应原理工作的。
主目录 返回结构示意图如下,
I
1
65
43
2 发热元件动断触点当电流过大时,其热量使双金属层片 2 (上面膨胀系数小,下面膨胀系数大 )向上弯曲,在弹簧
3 拉力作用下,扣板向左转,带动绝缘导板 6 将动触点 5 断开,接触器线圈断电,使电机脱离电源,从而保护了电动机。
符号:
热继电器的发热元件直接串联在被保护的电动机主回路中,动断触点与控制电机的接触器线圈串联。
第二节 电动机的控制环节和保护环节一,基本控制环节二、基本保护环节返回一、基本控制环节
1,点动和启停控制线路
2.多点控制
3.电动机的正、反转控制
4.多机顺序联锁控制主目录 返回
1、点动和起停控制线路
M
3 ~
FR
KMKM
FR
FU
Q
FU
KM得电失电
SB1
KM 自锁
SB2
点动电机停转连续转动
~ 380V
主目录 返回按下 SB1→ KM线圈得电
→ KM主触头闭合 → 电机转→ KM主触头断开 → 电机停松开 SB1→ KM线圈失电当加入自锁触点后,实现电机连续运转。按下 SB
1 → KM 线圈得电
KM主触头闭合 → 电机转
KM辅助触头闭合,自锁,连续转动按下 SB2 → KM线圈失电 → 电机停转
2、多点控制起动按钮并联,停止按钮串联
FR
KMSB
1
FRFU
FU
Q
KM得电自锁失电
M
3~
KM SB
2
SB4
KM电机停转
~ 380V
主目录 返回
SB3
主目录 返回例,电路如图,( 1)若 KM1,KM2均已通电,
此时按动 SB3,则:
( A) KM1,KM2均断电。
( B) KM1 断电。
( C) KM2断电。
KM 1
SB1 KM1
KM2
SB2
KM2
SB3
SB4
KM1
( ) 1断电。( ) 断电。
( 2)若 KM1,KM2均已通电,此时按动 SB4,则:
( A) KM1,KM2均断电。
( B) KM1断电。
( C) KM1,KM2均不能断电。
( ),均不能断电。
( ),
能断电。
很多生产机械都要求有正、反两个方向的运动。如起重机的升降、机床工作台的进退、
主轴的正、反转等,这可由电动机的正反转来实现。
在前面我们知道:要使电机反转,只要将电动机三相电源中的任意两根对调连接即可。
所以在单项运转控制线路上再增加一个交流接触器及其控制线路即可。
3、电动机的正、反转控制主目录 返回
FU
Q
M
3 ~
得电
KMF
自锁失电得电
KMR
正转M停转反转
KMR
SBR
KMR
KMF
SB SBFFU
A
FR
KMF FU
B~ 380V
主目录 返回主电路及其控制电路如图所示:
自锁按下 SBF→ KMF线圈得电
KMF主触点吸合 → 电机正转
KMF辅助触点吸合自锁按下 SB→ KMF线圈失电 →
KMF主辅触头复位 → 电机停转按下 SBR→ R线圈得电 →
KMR主触点吸合 → 电机反转
KMR辅助触点吸合、自锁按下 → R线圈失电 →
主、辅触头复位 → 电机停转问题:若按下 SBF后,再按 SBR,
则 KMF和 KMR的线圈都得电,触点都吸合,造成电源短路的严重事故。
为解决这一问题,控制回路增加互锁,如图:
FR
FU
Q
KMR
KMF
SB SBF
SBR
FR
FU KMF
KMR
M
3~
FUKMR
KMF
此时即使按下
SBR,线圈
KMR也无电,
实现 互锁。
KMF
电机正转电机停转电机反转
~ 380V
KMR问题:正转时要反转,
先按停止按钮,再按反转按钮,不方便。
KMF
得电
KMF
失电
KMR
得电主目录 返回
FR
FU
Q
KMR
SB
FR
FU
FU
KMF
B
KMR
M
3~
为解决这一问题,采用复式按钮和触头互锁的控制电路(虚线连接表示连动)
SBR
A
KMF
正转
KMR
得电反转
SBF
SBF
SBR
~ 380V
主目录 返回
KMR
KMR
KMF
KMF
KMF得电失电
4、多机顺序连锁控制在机床控制线路中,常要求电机有顺序地启动。如某些机床主轴必须在油泵工作后才能工作。有些场合要求顺序停止。
主目录 返回
M1 转动后,M2才能起动。
M2停止后,M1才能停止。
对于电动机 M1,M2,要求:
控制电路如图:
FR
FU
KM2
SB3 SB1
SB2
FR
FU FUKM1
B
M 1
3~
A
自锁得电自锁 断电
KM2
KM2
断电
KM1
停转
KM1
Q
KM1
M 2
3~
KM2
FU
SB4
~ 380V
返回按下 SB1→ KM1线圈得电
KM1辅助触点吸合
KM1主触点吸合 → M1转动再按下 SB2(此时 KM1吸合 )
→ KM2线圈得电 → KM2辅助触点吸合,KM2主触头吸合
→ M2转按下 SB4→ 2线圈断电
→ 2触点复位 → M2停转。
再按下 SB3→ KM1线圈断电
→ KM1触点复位 → M1停转。
得电停转显然,在 KM1工作前,由于在 KM2控制线路中 串入了 KM1的常开触点,所以按下
SB2,M 2 也不会转,必须 M1工作后,M2
才能启动。实现了顺序启动。
主目录 返回显然,在 KM2停止工作前,由于 KM2常开触点并在 SB3两端,KM2工作,常开触点吸合。此时按下 SB3,M1也不能停转必须先接 SB4,M2先停后,然后再按 SB3,
M1才能停转。
主目录 返回例,电路如图,KM1控制电动机 M1,KM2控制电动机 M2,若要启动 M1M2运行,下面哪个操作顺序正确。
( A)按下 SB1起动
M1,M2自动起动。
( B)先按下 SB1起动 M1,再按下
SB2起动 M2。
( C)先按下 SB2起动 M2,再按下
SB1起动 M1。
KM 1
SB1 KM1
KM2
SB2
KM1
SB3
SB4
KM2
KM 1
A
二、基本保护环节
1.短路保护在电路发生短路事故时,可能造成设备损坏,甚至发生火灾,所以电路发生短路时,要立即切断电源。常用的短路保护装置是 熔断器 。
2.过载保护电动机长期超载运行,可能造成电动机绕组过热,寿命降低,甚至烧毁电机,所以要进行过载保护。用 热继电器实现过载保护。
主目录 返回
3.零压或欠压保护电动机运行时,由于偶然原因,突然断电,使电机停转,当重新供电时,电动机可能自动 起 动,不注意可能会造成人身或设备事故。防止电压恢复时电动机自 起动的保护称为零压或失压保护。
如果电源电压过低,将使电动机转速下降,甚至停转,这时电动机绕组电流很大,易被破坏。因此需要在电源电压降到一定允许值以下时将电源切断。这就是失压保护。
主目录 返回继电接触器 控制电路本身具有这种保护作用。
因为当断电或电压过低时,接触器就释放,使电动机自动脱离电源;当线路重新恢复供电时,由于接触器的自锁触点已断开,电动机不能自行起动,起到保护作用。
返回例,电路如图,控制要求为:( 1) M1起动后,
M2才能起动;( 2) M1M2能同时停车;( 3)
M2 还能单独停车;( 4)每台电机均有各自的短路、过载保护环节,互不影响。试改正图中的错误。
主目录 返回
FR
FU
M 1
3~
Q
KM1
M 2
3~
KM2
~ 380V
FR1
KM1
KM2
SB2
SB1
FR2
KM2
SB4
KM1
SB3
① ②
④
⑤ ⑥
⑦
KM1
KM2
FU
③ FR1
FR2
KM
1 KM1
主目录 返回例,三相 电动机的正反转控制电路如下,试改正错误。
FR
FU
Q
M
3~
KM 1
~ 380V
KM 1
SB SB1
SB2
FU KM 1
FR
KM2
KM2
FU
KM1
FR
2
1 KM2
例,M1,M2 是两台三相异步电动机,试设计一控制电路,要求如下:( 1) M1 起动后,M2才能起动; M1 停车后 M2才能停车( 2)主电路具有短路、过载保护环节。
主目录 返回
KM1
KM 1
KM2
FU FU
解:
SB4
KM2
SB1
SB2
SB3
KM
1
KM 1
FR
KM 1
主目录 返回例,试设计一台用变压器供电的三相电炉控制电路,自耦变压器有低压抽头①。升温使用 全压,保温时用 低压,
要求如下,( 1)先升温,后保温,直至停炉,( 2)电路具有短路、过载保护环节。
Q
~ 380V
①
R
KM
1
KM
2
KM 1
KM2
KM1
SB1
SB2
KM2
FU SB3 FR
FR KM 1
KM2
低压控制电器可分为手动和自动。手动电器是由工作人员手动操作的,如闸刀开关、按钮等。自动电器则是按照指令、
信号或某个物理量的变化而自动动作的。
如各种继电器、接触器等。
主目录 返回一、闸刀开关闸刀开关是一种最简单,最常用的开关,用于接通或切断电源。
主目录 返回电源负载符号为,
Q
二、熔断器熔断器俗称保险丝,是一种简单有效的短路保护电器。熔断器中的熔体一般是熔点很低的铅锡合金丝,也可用截面很细的铜丝制成。当电路发生短路时,
通过熔丝的电流很大,将其烧断,从而切断电源,保护电器设备。
符号为,
FU
主目录 返回三、按钮按钮是用来接通或断开控制电路的。
它的结构示意图如下,
它由一对动合触点1 ′-1
和一对动断触点 2 ′ -2,
复位弹簧3和按钮帽4组成。
工作时按下按钮帽,2 ′-2断开,1 ′-1闭合
,当松开按钮帽时,在复位弹簧的作用下,各触点立即恢复原态。
3
4
22
1 1
主目录 返回
按钮的符号:
常开 (动合 )按钮
SB
常闭 (动断 )按钮
SB
主目录 返回
按钮的使用有三种情况:
a,只用 常闭按钮,在控制电路中作停止按钮。
b,只用 常开按钮,在控制电路中作起动按钮。
c.常开按钮、常闭按钮同时使用,按下其中一个按钮,在控制电路中,停止、起动同时进行。
通电断电四、交流接触器交流接触器常用于控制电机或其它电器设备主回路(指强电流电路)通或断,是一种电磁开关。
结构原理图如图,4
3
1
2
56
7
返回符号:
KM
线圈
KM
常开 (动合 )触点
KM
常闭 (动断 )触点主目录 返回
KM
常开主触点主触点允许通过的电流大,一般在异步电动机的定子中使用;
辅助触点允许通过的电流小,
一般在控制电路中使用。
五、热继电器热继电器是对电动机进行过载保护的一种常用电器,它是根据电流的热效应原理工作的。
主目录 返回结构示意图如下,
I
1
65
43
2 发热元件动断触点当电流过大时,其热量使双金属层片 2 (上面膨胀系数小,下面膨胀系数大 )向上弯曲,在弹簧
3 拉力作用下,扣板向左转,带动绝缘导板 6 将动触点 5 断开,接触器线圈断电,使电机脱离电源,从而保护了电动机。
符号:
热继电器的发热元件直接串联在被保护的电动机主回路中,动断触点与控制电机的接触器线圈串联。
第二节 电动机的控制环节和保护环节一,基本控制环节二、基本保护环节返回一、基本控制环节
1,点动和启停控制线路
2.多点控制
3.电动机的正、反转控制
4.多机顺序联锁控制主目录 返回
1、点动和起停控制线路
M
3 ~
FR
KMKM
FR
FU
Q
FU
KM得电失电
SB1
KM 自锁
SB2
点动电机停转连续转动
~ 380V
主目录 返回按下 SB1→ KM线圈得电
→ KM主触头闭合 → 电机转→ KM主触头断开 → 电机停松开 SB1→ KM线圈失电当加入自锁触点后,实现电机连续运转。按下 SB
1 → KM 线圈得电
KM主触头闭合 → 电机转
KM辅助触头闭合,自锁,连续转动按下 SB2 → KM线圈失电 → 电机停转
2、多点控制起动按钮并联,停止按钮串联
FR
KMSB
1
FRFU
FU
Q
KM得电自锁失电
M
3~
KM SB
2
SB4
KM电机停转
~ 380V
主目录 返回
SB3
主目录 返回例,电路如图,( 1)若 KM1,KM2均已通电,
此时按动 SB3,则:
( A) KM1,KM2均断电。
( B) KM1 断电。
( C) KM2断电。
KM 1
SB1 KM1
KM2
SB2
KM2
SB3
SB4
KM1
( ) 1断电。( ) 断电。
( 2)若 KM1,KM2均已通电,此时按动 SB4,则:
( A) KM1,KM2均断电。
( B) KM1断电。
( C) KM1,KM2均不能断电。
( ),均不能断电。
( ),
能断电。
很多生产机械都要求有正、反两个方向的运动。如起重机的升降、机床工作台的进退、
主轴的正、反转等,这可由电动机的正反转来实现。
在前面我们知道:要使电机反转,只要将电动机三相电源中的任意两根对调连接即可。
所以在单项运转控制线路上再增加一个交流接触器及其控制线路即可。
3、电动机的正、反转控制主目录 返回
FU
Q
M
3 ~
得电
KMF
自锁失电得电
KMR
正转M停转反转
KMR
SBR
KMR
KMF
SB SBFFU
A
FR
KMF FU
B~ 380V
主目录 返回主电路及其控制电路如图所示:
自锁按下 SBF→ KMF线圈得电
KMF主触点吸合 → 电机正转
KMF辅助触点吸合自锁按下 SB→ KMF线圈失电 →
KMF主辅触头复位 → 电机停转按下 SBR→ R线圈得电 →
KMR主触点吸合 → 电机反转
KMR辅助触点吸合、自锁按下 → R线圈失电 →
主、辅触头复位 → 电机停转问题:若按下 SBF后,再按 SBR,
则 KMF和 KMR的线圈都得电,触点都吸合,造成电源短路的严重事故。
为解决这一问题,控制回路增加互锁,如图:
FR
FU
Q
KMR
KMF
SB SBF
SBR
FR
FU KMF
KMR
M
3~
FUKMR
KMF
此时即使按下
SBR,线圈
KMR也无电,
实现 互锁。
KMF
电机正转电机停转电机反转
~ 380V
KMR问题:正转时要反转,
先按停止按钮,再按反转按钮,不方便。
KMF
得电
KMF
失电
KMR
得电主目录 返回
FR
FU
Q
KMR
SB
FR
FU
FU
KMF
B
KMR
M
3~
为解决这一问题,采用复式按钮和触头互锁的控制电路(虚线连接表示连动)
SBR
A
KMF
正转
KMR
得电反转
SBF
SBF
SBR
~ 380V
主目录 返回
KMR
KMR
KMF
KMF
KMF得电失电
4、多机顺序连锁控制在机床控制线路中,常要求电机有顺序地启动。如某些机床主轴必须在油泵工作后才能工作。有些场合要求顺序停止。
主目录 返回
M1 转动后,M2才能起动。
M2停止后,M1才能停止。
对于电动机 M1,M2,要求:
控制电路如图:
FR
FU
KM2
SB3 SB1
SB2
FR
FU FUKM1
B
M 1
3~
A
自锁得电自锁 断电
KM2
KM2
断电
KM1
停转
KM1
Q
KM1
M 2
3~
KM2
FU
SB4
~ 380V
返回按下 SB1→ KM1线圈得电
KM1辅助触点吸合
KM1主触点吸合 → M1转动再按下 SB2(此时 KM1吸合 )
→ KM2线圈得电 → KM2辅助触点吸合,KM2主触头吸合
→ M2转按下 SB4→ 2线圈断电
→ 2触点复位 → M2停转。
再按下 SB3→ KM1线圈断电
→ KM1触点复位 → M1停转。
得电停转显然,在 KM1工作前,由于在 KM2控制线路中 串入了 KM1的常开触点,所以按下
SB2,M 2 也不会转,必须 M1工作后,M2
才能启动。实现了顺序启动。
主目录 返回显然,在 KM2停止工作前,由于 KM2常开触点并在 SB3两端,KM2工作,常开触点吸合。此时按下 SB3,M1也不能停转必须先接 SB4,M2先停后,然后再按 SB3,
M1才能停转。
主目录 返回例,电路如图,KM1控制电动机 M1,KM2控制电动机 M2,若要启动 M1M2运行,下面哪个操作顺序正确。
( A)按下 SB1起动
M1,M2自动起动。
( B)先按下 SB1起动 M1,再按下
SB2起动 M2。
( C)先按下 SB2起动 M2,再按下
SB1起动 M1。
KM 1
SB1 KM1
KM2
SB2
KM1
SB3
SB4
KM2
KM 1
A
二、基本保护环节
1.短路保护在电路发生短路事故时,可能造成设备损坏,甚至发生火灾,所以电路发生短路时,要立即切断电源。常用的短路保护装置是 熔断器 。
2.过载保护电动机长期超载运行,可能造成电动机绕组过热,寿命降低,甚至烧毁电机,所以要进行过载保护。用 热继电器实现过载保护。
主目录 返回
3.零压或欠压保护电动机运行时,由于偶然原因,突然断电,使电机停转,当重新供电时,电动机可能自动 起 动,不注意可能会造成人身或设备事故。防止电压恢复时电动机自 起动的保护称为零压或失压保护。
如果电源电压过低,将使电动机转速下降,甚至停转,这时电动机绕组电流很大,易被破坏。因此需要在电源电压降到一定允许值以下时将电源切断。这就是失压保护。
主目录 返回继电接触器 控制电路本身具有这种保护作用。
因为当断电或电压过低时,接触器就释放,使电动机自动脱离电源;当线路重新恢复供电时,由于接触器的自锁触点已断开,电动机不能自行起动,起到保护作用。
返回例,电路如图,控制要求为:( 1) M1起动后,
M2才能起动;( 2) M1M2能同时停车;( 3)
M2 还能单独停车;( 4)每台电机均有各自的短路、过载保护环节,互不影响。试改正图中的错误。
主目录 返回
FR
FU
M 1
3~
Q
KM1
M 2
3~
KM2
~ 380V
FR1
KM1
KM2
SB2
SB1
FR2
KM2
SB4
KM1
SB3
① ②
④
⑤ ⑥
⑦
KM1
KM2
FU
③ FR1
FR2
KM
1 KM1
主目录 返回例,三相 电动机的正反转控制电路如下,试改正错误。
FR
FU
Q
M
3~
KM 1
~ 380V
KM 1
SB SB1
SB2
FU KM 1
FR
KM2
KM2
FU
KM1
FR
2
1 KM2
例,M1,M2 是两台三相异步电动机,试设计一控制电路,要求如下:( 1) M1 起动后,M2才能起动; M1 停车后 M2才能停车( 2)主电路具有短路、过载保护环节。
主目录 返回
KM1
KM 1
KM2
FU FU
解:
SB4
KM2
SB1
SB2
SB3
KM
1
KM 1
FR
KM 1
主目录 返回例,试设计一台用变压器供电的三相电炉控制电路,自耦变压器有低压抽头①。升温使用 全压,保温时用 低压,
要求如下,( 1)先升温,后保温,直至停炉,( 2)电路具有短路、过载保护环节。
Q
~ 380V
①
R
KM
1
KM
2
KM 1
KM2
KM1
SB1
SB2
KM2
FU SB3 FR
FR KM 1
KM2