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1、仲恺农业工程学院物理教研室课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 目目 录录8.1 常用控制电器常用控制电器8.2 鼠笼式电动机直接起动控制电路鼠笼式电动机直接起动控制电路8.3 鼠笼式电动机正反转控制电路鼠笼式电动机正反转控制电路8.4 行程控制行程控制8.5 时间控制时间控制8.6 应用举例应用举例控制电器控制电器手动电器手动电器自动电器自动电器刀开关刀开关组合开关组合开关按钮按钮接触器接触器继电器继电器 行程开关行程开关 8.1 8.1 常用控
2、制电器常用控制电器由操作人员由操作人员手动操纵手动操纵按照指令、信号、或某个按照指令、信号、或某个物理量的变化而自动动作物理量的变化而自动动作一、刀闸开关一、刀闸开关控制对象：控制对象：380V380V，5.5kW 5.5kW 以下小电机以下小电机 考虑到电机较大的起动电流，刀考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值一般选择：闸的额定电流值一般选择：（3-53-5）异步电机额定电流）异步电机额定电流电路符号电路符号Q二、按钮二、按钮常开常开(动合动合)按钮按钮电路符号电路符号SB复合按钮复合按钮：常开按钮和常开按钮和 常闭按钮做在一起常闭按钮做在一起。电路符号电路符号SB常闭常闭(动断动断)
3、按钮按钮电路符号电路符号SB作用作用：接通或断开控制电路接通或断开控制电路三、三、交流接触器交流接触器用来接通或断开电动机用来接通或断开电动机或其他设备的主电路或其他设备的主电路构成构成；主要由电磁铁和触点两部分组成，主要由电磁铁和触点两部分组成，触点又可分为主触点和辅助触点触点又可分为主触点和辅助触点。接触器技术接触器技术指标指标：额定工作电压、电额定工作电压、电 流、触点数目等流、触点数目等动作过程动作过程线圈通电衔铁被吸合触点闭合接通电源线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触点主触点弹簧弹簧辅助辅助触点触点M3电动机电动机接触器线圈接触器线圈接触器主触点用于主电路接触器主触点用于主电路(流过的电流
4、大，需加灭弧装置）流过的电流大，需加灭弧装置）常开常开常闭常闭接触器接触器辅助触点辅助触点用于控制电路用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）（流过的电流小，无需加灭弧装置）四、四、中间继电器中间继电器 继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。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）.继电器类型继电器类型：作用作用：继电器用来传递信号或用于控制电路中。继电器用来传递信号或用于控制电路中。发热元件发热元件1.结构结构：I I常闭触点常
5、闭触点双金双金属片属片2.工作原理工作原理：发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板扣板五、五、热继电器热继电器功能功能：过载保护过载保护3.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六、六、熔断器熔断器电路符号电路符号FU 额定电流额定电流 的选择：的选择：3.频繁起动频繁起动 的电动机的电动机2.一台电动机一台电动机（稍大）（稍大）1.电灯支线的熔丝电灯支线的熔丝作用作用：用于短路保护用于短路保护作用作用：可实现短路
6、、过载、失压保护。可实现短路、过载、失压保护。结构结构：过流过流脱扣器脱扣器欠压欠压脱扣器脱扣器工作原理工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。七、七、自动空气断路器（自动开关自动空气断路器（自动开关）KM自锁自锁按下按钮（按下按钮（SBSB2 2），线圈（），线圈（KMKM）通电，）通电，电机起动；同时辅助触点（电机起动；同时辅助触点（KMKM）闭合。）闭合。即使按钮松开，线圈保持通电状态，即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机连续运转。电机连续运转。KMSB2M3A
7、BCKMFUQSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮自锁的作用自锁的作用8.2 8.2 鼠笼式电动机直接起动控制电路鼠笼式电动机直接起动控制电路短路保护短路保护方法：加熔断器方法：加熔断器 选择熔体额定电流时，必须躲开起动电流，但选择熔体额定电流时，必须躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。对短路电流仍能起保护作用。一旦发生短路事故，熔丝立即熔断，电动机立一旦发生短路事故，熔丝立即熔断，电动机立即停车。即停车。异步电机的起动电流异步电机的起动电流 I Istst=(5-7)=(5-7)额定电流额定电流 保护措施保护措施电动机工作时，若因负载过重而使电动机工作时，若因负载过重而使电流增大，但
8、又比短路电流小。此电流增大，但又比短路电流小。此 时熔断器起不了保护作用时熔断器起不了保护作用。加热继电器，进行过载保护。加热继电器，进行过载保护。将任意两相热元件串接在电动机任意将任意两相热元件串接在电动机任意 两相中。两相中。将其常闭触点串接在控制电路中。将其常闭触点串接在控制电路中。KMSB1KMSB2FR热继电热继电器触点器触点M3ABCKMFUQFR热元件热元件加一个或三加一个或三个热元件是个热元件是否也可以？否也可以？零压（失压）保护零压（失压）保护 零压保护就是当电源暂时断电或电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。方法：采用继电器、接触器控制方法：采用继电器、接触器控制电源电压
9、电源电压85%85%时，接触器触点自动时，接触器触点自动断开，可避免烧坏电机。断开，可避免烧坏电机。ABCM3KMFUQ控制电路控制电路KMSB1KMSB2在电源停电后突然再来电时，可避免在电源停电后突然再来电时，可避免电机自动起动而发生意外事故电机自动起动而发生意外事故。主电路主电路方法：方法：起动按钮并联；停止按钮串联起动按钮并联；停止按钮串联乙地乙地甲地甲地KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB1乙乙SB2乙乙FR 两地控制一台电动机两地控制一台电动机方法一：方法一：用用复合按钮复合按钮KMSB1KMSB2FRSB3SBSB3 3：点动：点动SBSB2 2：连续运行：连续运行方法二：方法二：加
10、加中间继电器中间继电器SB：点动点动SBSB2 2：连续运行：连续运行SBKASB1KASB2FRKMKA主电路同方法一主电路同方法一画图要求画图要求（1）首先了解工艺过程及控制要求，搞清控制系统中 各电动机、控制电器的作用以及它们的控制关系；（2）在原理图中，同一电器的各部件是分散的，为便 于识别，它们必须按国家规定的统一符号来表示；（3）所有电器的触点均表示在起始情况下的位置，即 在没有通电或没有发生机械动作时的位置；（4）控制电路和主电路要清楚地分开设计和阅读；（5）控制电路中，根据控制要求按自上而下、自左而 右的顺序进行设计或阅读；（6）继电器、接触器线圈只能并联，不能串联；返回返回8
11、.3 8.3 正反转控制电路正反转控制电路一、正反转控制原理一、正反转控制原理1.基本原理基本原理 将接到电源的任意两根将接到电源的任意两根联线对调一头即可实现电动联线对调一头即可实现电动机的正反转，为此可用两个机的正反转，为此可用两个交流接触器来实现。交流接触器来实现。2.基本要求基本要求 必须保证两个交流必须保证两个交流接触器接触器不能同时工作不能同时工作ABCKMRM3FUQFRKMFKMFKMFSB1SBFFRKMRKMRKMRSBR操作过程：操作过程：SBF正转正转SBR反转反转停车停车SB13.3.动作过程动作过程接触器接触器不能同时工作不能同时工作KMFKMRM3ABCFUQFR
12、二、二、加互锁的正反转控制加互锁的正反转控制正转时，正转时，SBSBR R不起作用；反转时，不起作用；反转时，SBSBF F不起作用。从而避免两个接触不起作用。从而避免两个接触器同时工作造成主回路短路器同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRSBR互锁互锁互锁作用互锁作用：主电路同前主电路同前三、三、双重互锁的正反转控制双重互锁的正反转控制电器互锁电器互锁机械互锁机械互锁KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR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。一、
13、一、行程开关行程开关电路的限位保护、行程控制、电路的限位保护、行程控制、自动切换等自动切换等。常开（动合）触头常开（动合）触头电路符号电路符号ST常闭（动断）触头常闭（动断）触头电路符号电路符号ST8.4 8.4 行程控制行程控制 与按钮类似，但其动作要由机械撞击。与按钮类似，但其动作要由机械撞击。作用作用结构结构KMFKMRM3ABCFUQFR二、二、行程控制行程控制 行程控制，就是当运动行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采部件到达一定行程位置时采用行程开关来进行控制。用行程开关来进行控制。1.1.行程控制的基本原理行程控制的基本原理正向正向行程开关行程开关STASTB反向反向例：例
14、：要求下图中的行车运动到要求下图中的行车运动到A A、B B两处时能够自动停车两处时能够自动停车。KMRM3A B CFUQFR 控制回路控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF至右端位置撞开至右端位置撞开STSTA A SB2 正向运行正向运行电动机停车电动机停车动作过程动作过程KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTASTB2.2.自动往复运动控制自动往复运动控制 行程开关采用复行程开关采用复合式开关。正向运合式开关。正向运行停车的同时，自行停车的同时，自动起动反向运行；动起动反向运行；反之亦然。反之亦然。在前面要求基础上，到达在
15、前面要求基础上，到达A A、B B处能自动返回。处能自动返回。行程开关除用来控制电动行程开关除用来控制电动 机正反转外，还可实现终端保机正反转外，还可实现终端保护、自动循环、制动等各项要护、自动循环、制动等各项要求求时间继电器时间继电器钟表式钟表式空气式空气式电子式电子式阻容式阻容式数字式数字式8.5 8.5 时间控制时间控制一、一、时间继电器时间继电器时间继电器有通时间继电器有通电延时和断电延时两种电延时和断电延时两种返回返回时间继电器触点类型时间继电器触点类型断断 电电 式式常闭常闭断电断电后后延时闭合延时闭合常开常开断电断电后后延时断开延时断开通通 电电 式式瞬瞬时时动动作作延延时时动动
16、作作常闭触点常闭触点常开触点常开触点常开常开通电通电后后延时闭合延时闭合常闭常闭通电通电后后延时断开延时断开常闭触点常闭触点常开触点常开触点返回返回二、二、时间控制时间控制KM1FUQKH电机电机绕组绕组AxByCzKM3KM2返回返回ZBYXCAABCXYZY起动时起动时KM3、KM1工工作作，电动机接成，电动机接成Y形形。运行时运行时KM2工作，电动工作，电动机接成机接成形形。KM2KTKM3KM1KM2KTKM2KM1SB1SB2KM1FRKM3KT返回返回Y 转换完成转换完成使用了通电延时的时间继电器的两个触点：使用了通电延时的时间继电器的两个触点：延时断开的常闭触点和瞬时闭合的常开触
17、点延时断开的常闭触点和瞬时闭合的常开触点动作次序动作次序Y起动起动延时延时KM1 通电通电 KM2 通电通电 KM3 通电通电按按SB2KM 通电通电KT 通电通电 KM2 断电断电 KM3 通电通电 KM1 断电断电FUAB CB CKM2FR2FUM3AKM1FR1M3主电路主电路M1M1起动后起动后 M2 M2延时起动延时起动要求要求KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KM2KT按按SB2 KM1 通电通电KT 通电通电延时延时 KM2通电通电 M1 起动起动KT 断电断电 M2 起动起动返回返回KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KT继电器、接触器的线圈有各自的继电器、
18、接触器的线圈有各自的额定值，额定值，线圈不能串联线圈不能串联。思考题思考题例：例：例：例：设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：1.1.小车启动后，前进到小车启动后，前进到A A地。然后做以下往复运动：地。然后做以下往复运动：到到A A地后停地后停1 1分钟等待装料，然后自动返回分钟等待装料，然后自动返回B B地。地。到到B B地后停地后停1 1分钟等待卸料，然后自动返回分钟等待卸料，然后自动返回A A地。地。2.2.有过载和短路保护。有过载和短路保护。8.6 8.6 应用举例应用举例返回返回M3ABCKMFFUQ FRKMR热继电器热继电器过载保护过载保护 熔断器熔断器 短路保护短路保护返回返回STa、STb 为为A、B 两处的两处的行程开关行程开关 KTa、KTb 为为 时间继电器时间继电器 KMFFRKMRSBFSB1KMFSTaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR