电工学B学习教程.pptx

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1、第第 5 章章 继电接触器控制系统 本章首先介绍几种常用的低压电器，本章首先介绍几种常用的低压电器，然后介绍继电接触器控制然后介绍继电接触器控制系统对电动机实系统对电动机实现的现的基本控制。基本控制。第1页/共50页 第5章 继电接触器控制系统5.15.1 常用控制电器常用控制电器5.25.2 笼型电动机直接起动的控制线路笼型电动机直接起动的控制线路5.3 5.3 笼型电动机正反转的控制线路笼型电动机正反转的控制线路5.4 5.4 行程控制行程控制5.5 5.5 时间控制时间控制*5.65.6 应用举例应用举例第2页/共50页第 5 章 继电接触器控制系统 应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动

2、。利用继应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利用继电器、接触器及按钮等控制电器来实现对电动机和生产电器、接触器及按钮等控制电器来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。这种控制系统设备的控制和保护，称为继电接触控制。这种控制系统称为继电接触器控制系统。称为继电接触器控制系统。本章在介绍几种常用的低压电器的基础上，介绍几种基本的电机控制线路。第3页/共50页5.1 常用控制电器常用控制电器5.1.1 组合开关组合开关 组合开关也称转换开关，在机床电气控制线路中常用组合开关也称转换开关，在机床电气控制线路中常用作电源的引入开关，也可以用来直接起动和停止小容量笼作电源的引入开关，也可

3、以用来直接起动和停止小容量笼型电动机和对电动机进行正、反转控制。型电动机和对电动机进行正、反转控制。组合开关组合开关图形符号图形符号QS组合开关组合开关文字符号文字符号第4页/共50页手柄手柄转轴转轴用组合开关起停电动机的接线图用组合开关起停电动机的接线图 M3静触片静触片动触片动触片转动手柄，转轴就可以转动手柄，转轴就可以带动三个动触片将三对静触带动三个动触片将三对静触片片(彼此相差一定角度彼此相差一定角度)同时同时接通或断开。接通或断开。5.1.1 组合开关组合开关手柄手柄转轴转轴M3静触片静触片动触片动触片组合开关有单极、双极、组合开关有单极、双极、三极和四极几种，额定持续电三极和四极几

4、种，额定持续电流有流有 10 A、25 A、60 A 和和 100 A等多种。等多种。第5页/共50页5.1.2 按钮按钮(b)结构按钮常用于接通和断开控制电路。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的外形图和结构如图所示:按钮开关的外形和符号按钮开关的外形和符号(a)外形图常闭触点常开触点第6页/共50页常开常开(动合动合)按钮按钮电路符号电路符号SB常闭常闭(动断动断)按钮按钮电路符号电路符号SB复合按钮复合按钮电路符号电路符号SB5.1.2 按钮按钮Flash链接链接第7页/共50页5.1.3 交流接触器交流接触器交流接触器的外形与结构交流接触器的外形与结构用于频繁

5、地接通和断开大电流电路的开关电器。(a)(a)外形外形(b)(b)结构结构第8页/共50页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电机电机动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合主触头闭合主触头闭合电机接通电机接通电源电源380V5.1.3 交流接触器交流接触器Flash链接链接第9页/共50页5.1.3 交流接触器交流接触器线圈线圈KM交流接触器的图形和文字符号交流接触器的图形和文字符号辅助触点辅助触点主主触触点点动合触点动合触点动断触点动断触点 接触器主触头用于主电路接触器主触头用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）（流过的电流大，需加灭弧装置）接触器

6、辅助触头用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。第10页/共50页5.1.4 中间继电器中间继电器 中间继电器常用来传递多个信号和同时控制多个电中间继电器常用来传递多个信号和同时控制多个电路，也可以直接控制小容量电动机或其它电气执行元件。路，也可以直接控制小容量电动机或其它电气执行元件。中间继电器的结构和交流接触器基本相同，只是电中间继电器的结构和交流接触器基本相同，只是电磁系统小些，触点多些。磁系统小些，触点多些。选用中间

7、继电器主要考虑电压等级和触点数量。选用中间继电器主要考虑电压等级和触点数量。第11页/共50页发热元件功能：过载保护功能：过载保护结构：结构：I I常闭触点双金双金属片属片工作原理：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。曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板扣板5.1.5 热继电器热继电器Flash链接链接第12页/共50页热继电器的符号热继电器的符号发热元件发热元件串联在主电路中串联在主电路中串联在控制电

8、路中串联在控制电路中常闭触点常闭触点FRFR5.1.5 热继电器热继电器第13页/共50页 熔断器俗称保险丝，是最简便而且最有效的短路保护熔断器俗称保险丝，是最简便而且最有效的短路保护电器。熔断器中的熔丝或熔片用电阻率较高的易熔合金电器。熔断器中的熔丝或熔片用电阻率较高的易熔合金(如铅锡合金如铅锡合金)制成。制成。线路正常工作时，熔体不应熔断，当线路正常工作时，熔体不应熔断，当电路发生短路，熔体立即熔断，以保护电路及用电设备不电路发生短路，熔体立即熔断，以保护电路及用电设备不遭损坏。遭损坏。FU5.1.6 熔断器熔断器文字符号和图形符号文字符号和图形符号选择熔丝的方法选择熔丝的方法(1)电灯支

9、线熔丝电灯支线熔丝熔丝额定电流熔丝额定电流支线上所有电灯的工作电流支线上所有电灯的工作电流(2)一台电动机的熔丝一台电动机的熔丝熔丝额定电流熔丝额定电流电动机的起动电流电动机的起动电流2.5 常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管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。式熔断器和有填料式熔断器。Flash链接链接第14页/共50页熔丝额定电流熔丝额定电流电动机的起动电流电动机的起动电流1.6 2如果电动机起动频繁，则为如果电动机起动频繁，则为(3)几台电动机合用的总熔丝几台电动机合用的总熔丝熔丝额定电流熔丝额定电流=(1.5 2.5)容量最大的容量最大的电动

10、机额定电流电动机额定电流+其余电动机额定电流之和其余电动机额定电流之和 熔丝的额定电流有熔丝的额定电流有 4 A；6 A；10 A；15 A；20 A；25 A；35 A；60 A；80 A；100 A；125 A；350 A；600 A 等多种。等多种。5.1.6 熔断器熔断器第15页/共50页功能：可实现短路、过载、失压保护。功能：可实现短路、过载、失压保护。锁钩主触点手动闭合 过流过流 脱扣器脱扣器 欠压欠压 脱扣器脱扣器衔铁释放低压断路器原理图连杆装置释放弹簧5.1.7 低压断路器（自动空气开关）低压断路器（自动空气开关）Flash链接链接第16页/共50页熔断器熔断器FUFU交流接触

11、器交流接触器KMKM组合开关组合开关QSQS按扭按扭SBSBSB1SB23 35热继电器热继电器FRFRMM3 3421直接起动(a)结构图5.2 笼型电动机直接起动的控制线路笼型电动机直接起动的控制线路自锁触点第17页/共50页电动机的保护电动机的保护 短路保护：通常采用熔断器 FU和过流继电器等。避免过大的短路电流损坏电动机和电器设备。零压零压(或或失压失压)保护保护：是指电源暂时是指电源暂时断电断电或或电压严重下电压严重下降降时，电动机即自动从电源切除，以避免在电源电压恢复时，电动机即自动从电源切除，以避免在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动时，电动机可能自动重新起动(亦称自起动亦称

12、自起动)，而造成人身，而造成人身或设备事故。起或设备事故。起零压零压(或失压或失压)保护保护的电器为：交流接触器的电器为：交流接触器KM。过载保护：是为防止三相电动机在运行中电流长时超过额定值（过载情况下）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。第18页/共50页笼型电动机直接起动的控制线路笼型电动机直接起动的控制线路为了读图和设计线路的方便，控制线路常根据其作为了读图和设计线路的方便，控制线路常根据其作用原理画出，把控制电路和主电路分开。这样的图称为用原理画出，把控制电路和主电路分开。这样的图称为控制线路原理图。控制线路原理图。在控制线路原理图中，各种电器都用

13、统一的符号来在控制线路原理图中，各种电器都用统一的符号来代表。同一电器的各部件是分散的。为了识别起见，它代表。同一电器的各部件是分散的。为了识别起见，它们用统一的符号表示。们用统一的符号表示。在原理图中，规定所有电器触点均表示在起始情况在原理图中，规定所有电器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。下的位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。在起始情况下，如果触点是断开的，则称为在起始情况下，如果触点是断开的，则称为动合触动合触点点(常开触点常开触点)；如果触点是闭合的，则称为；如果触点是闭合的，则称为动断触点动断触点（常闭触点）（常闭触点）。第19页/共5

14、0页笼型电动机直接起动的控制线路原理图笼型电动机直接起动的控制线路原理图 KM12FRFUSB1SB2KMKMFR控制电路控制电路主主电电路路QSM3 过载时，过载时，(一定时间后一定时间后)FR触点会断开，使控制电触点会断开，使控制电路断电，从而主电路路断电，从而主电路(KM(KM主触点主触点)断开。断开。自锁触点笼型电动机直接起动的控制线路笼型电动机直接起动的控制线路第20页/共50页笼型电动机直接起动的控制线路原理图笼型电动机直接起动的控制线路原理图 KM12FRFUSB1SB2KMKMFR控制电路控制电路主主电电路路QSM3 若去掉自锁触点若去掉自锁触点 KM，则可对电动机实行点动控制

15、。，则可对电动机实行点动控制。自锁触点笼型电动机直接起动的控制线路笼型电动机直接起动的控制线路 按下停车按钮按下停车按钮SB1，控制电路断电，控制电路断电，电动机停车。电动机停车。第21页/共50页 KM12FRFUSB2KMFR控制电路控制电路主主电电路路QSM3 闭合开关闭合开关 QS 接通电源接通电源按按 SB2 KM 线圈得电线圈得电 KM 主触点闭合 M 运转松松 SB2 KM 线圈失电线圈失电动作次序M3 笼型电动机点动控制线路笼型电动机点动控制线路第22页/共50页KM12FRFUSB2KMFR控制电路控制电路主主电电路路QS M3 闭合开关闭合开关 QS 接通电源接通电源按按

16、SB2 KM 线圈得电线圈得电 KM 主触头闭合 M 运转松松 SB2 KM 线圈失电线圈失电 KM 主触头恢复 M 停转动作次序动作次序笼型电动机点动控制线路笼型电动机点动控制线路第23页/共50页按SB1通电闭合再按SB2闭合通电闭合闭合1.控制顺序：控制顺序：M1起动后起动后M2才能起动。才能起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。既不能单独起动，也不能单独停车。M1转动 电机的顺序控制M2转动KM1FUQKM2MM1 1MM2 23333.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2.FR1FR2FR1FR2第24页/共50页按SB2再按SB42.控制顺序：控制顺序：M1起动后起动后M2

17、才能起动。才能起动。M2停车后停车后M1才能停才能停车。车。M1转动 电机的顺序控制M2转动通电通电闭合闭合KM2SB3KM2SB1KM1FR1FR2KM1KM2SB4KM1SB2M1停车时需先断开KM2断电断电第25页/共50页这样的顺序控制是否合理？两电机各自两电机各自要有独立的要有独立的电源；这样电源；这样接，主触头接，主触头(KM1)的负的负荷过重。荷过重。M13KMKM1 1KMKM2 2M23思考思考第26页/共50页5.3 笼型电动机正反转的控制线路笼型电动机正反转的控制线路FRFUKMFQSKMR 要使电动机能够实现反转，只要任要使电动机能够实现反转，只要任意对调两根电源联线即

18、可。为此用两个意对调两根电源联线即可。为此用两个接触器来实现这一要求。接触器来实现这一要求。设设 KMF 为实现电机正转的接触器，为实现电机正转的接触器，KMR 为实现电机反转的接触器。为实现电机反转的接触器。L1L2L3UVW合上合上 QS 接通电源接通电源其主触点闭合其主触点闭合让让 KMF 线圈通电线圈通电三相电源 L1L2L3 分别通入电机三相绕组 UVW，电动机正转。KMF 线圈断电，主触点打开，电线圈断电，主触点打开，电机停。机停。M3 其主触点闭合其主触点闭合让让 KMR 线圈通电线圈通电 三相电源三相电源 L1L2L3 通入电机三相绕通入电机三相绕 组变为组变为 L1 U 未变

19、，但未变，但 L2 W，L3 V。电动机将反转。电动机将反转。第27页/共50页电机正转并自锁电机正转并自锁 主主电电路路笼型电动机正反转的控制线路笼型电动机正反转的控制线路KMFFRFUSB1SBFKMFKMFFRQSM3 KMRKMRSBRKMRKMFKMR控制电路控制电路动作次序动作次序按按SBF KMF通电通电动合触点闭合动合触点闭合实现互锁功能实现互锁功能 合上合上QS接通电源接通电源动断触点打开动断触点打开按按SB1 KMF断电断电 电机停转电机停转停车后才能停车后才能进行反转起进行反转起动控制。动控制。互锁触点第28页/共50页 主主电电路路笼型电动机正反转的控制线路笼型电动机正

20、反转的控制线路KMFFRFUSB1SBFKMFKMFFRQSM3 KMRKMRSBRKMRKMFKMR控制电路控制电路动作次序动作次序 合上合上QS接通电源接通电源缺点：缺点：要想改变电要想改变电机转向，必机转向，必须先按停止须先按停止按钮。按钮。互锁触点动合触点闭合动合触点闭合实现互锁功能实现互锁功能动断触点打开动断触点打开电机电机反反转并自锁转并自锁KMR 通电通电按按 SBR互锁触点按按SB1 KMR断电断电 电机停转电机停转第29页/共50页 采用采用复式按钮复式按钮的正反转控制线路的正反转控制线路KMFFRFUSB1SBFKMFKMFFRQSM3 KMRKMRSBRKMRKMFKMR

21、此控制线路要想改变电机转向，可不必先按停止按钮。此控制线路要想改变电机转向，可不必先按停止按钮。笼型电动机正反转的控制线路笼型电动机正反转的控制线路第30页/共50页 行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采用行程开关来进行控制。采用行程开关来进行控制。行程开关行程开关的种类很多，的种类很多，它有动合触点和动断触点，它有动合触点和动断触点，由装在运动部件上的挡块由装在运动部件上的挡块来撞动。当运动部件到达来撞动。当运动部件到达一定行程位置时，其上的一定行程位置时，其上的挡块撞动行程开关，使动挡块撞动行程开关，使动合触点闭合，动断触点断开。合触点闭合

22、，动断触点断开。行程开关外形图行程开关外形图5.4 行程控制行程控制第31页/共50页动断触点动断触点动合触点动合触点行程开关符号行程开关符号STST 行程控制行程控制行程开关 结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。行程开关示意图行程开关示意图未撞击撞击STST 行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动往行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动往返控制等。返控制等。第32页/共50页 前进与后退的行程控制实质前进与后退的行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行为电机的正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。程的终端要加限位开关。行程控制行程控制正程正程逆程逆程BAKMRM3A B CKM

23、FFUQSFR前进与后退的行程控制前进与后退的行程控制 行程控制行程控制第33页/共50页正程正程限位开关STASTB逆程逆程至右极端位置撞开至右极端位置撞开STA 动作过程动作过程SB2 正向运行正向运行电机停车电机停车（反向运行同样分析）（反向运行同样分析）前进与后退的行程控制前进与后退的行程控制 行程控制行程控制 控制回路控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关限位开关第34页/共50页自动往复控制自动往复控制正程正程逆程逆程电机拖动的电机拖动的运动部件运动部件工作要求：工作要求：1.能正向运行也能反向运行；能正向运行也能反向运行；2.到位后

24、能自动返回。到位后能自动返回。行程控制行程控制第35页/共50页运动运动部件部件STaSTb 限位开关限位开关采用复合式。采用复合式。正向运行停车正向运行停车的同时，自动的同时，自动起动反向运行；起动反向运行；反之亦然。反之亦然。关键措施关键措施 行程控制原理回行程控制原理回顾见顾见Flash动画。动画。行程控制行程控制KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb自动往复控制自动往复控制第36页/共50页5.5 时间控制时间控制时间控制是指采用时间继电器进行延时控制。例如时间控制是指采用时间继电器进行延时控制。例如电动机的电动机的 Y-起动。起动。在交流电路中常采用在

25、交流电路中常采用时间继电器时间继电器进行延时控制。进行延时控制。时间继电器时间继电器定时类型：定时类型：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。第37页/共50页空气式时间继电器的工作原理空气式时间继电器的工作原理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 线圈线圈衔铁衔铁常闭触头常闭触头常开触头常开触头线圈通电线圈通电 衔铁吸合衔铁吸合(向下向下)连杆动作连杆动作 触头动作触头动作动作过程动作过程 时间控制时间控制Flash链接链接第38页/共50页 时间继电器的图形和文字符号通电延时时间继电器文字符号 KT图形符号 断电延时时间继电器图形符号文

26、字符号 KT通电后延时闭合通电后延时断开断电后延时断开断电后延时闭合瞬时触点瞬时触点 时间控制时间控制()（）第39页/共50页KMFUQSFR电机电机绕组绕组U1U2V1V2W1W2KM-YU1V1W1U2V2W2Y W2V1V2U2W1U1KM-主电路主电路电机的Y起动KM-Y闭合，电机接成 Y 形；KM-闭合，电机接成 形。时间控制时间控制第40页/共50页FU1KM1FRSB1SB2KTKTKM2FRQSKTKTKM3KM1KM2KM1U1V1W1U2V2W2M3 KTKTFU2KM3KM2KM2KM1按按SB2KM1通电通电KT 通电通电 KM2 断电断电 KM3 通电通电(Y 起动

27、起动)KM1断电断电 KM2通电通电 KM3断电断电(运行运行)KM3延时延时线路动线路动作次序作次序 笼型电动机笼型电动机 Y-起动控制线路起动控制线路 KM1通电通电第41页/共50页1 电机电机M12 电机电机M2顺序控制 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，要求电动机按下述要求起动和停止：起动时:M1起动后 M2才能起动；停车时:M2可单独停车。应如何实现控制？第42页/共50页 解：解：顺序控制电路顺序控制电路(1)：两电机只保证起动的先后顺序，两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。没有延时要求。控制电路控制电

28、路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1KM2FR2FUM13L1L2L3KM1FR1M23主电路主电路第43页/共50页解：顺序控制电路解：顺序控制电路(2)：M1起动后，起动后，M2延时起动。延时起动。SB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动KT M2起动起动FR主电路同前主电路同前KM1SB1SB2KTKM1KM2KM2KM2KT控制电路控制电路SB3第44页/共50页 实现实现M1起动后起动后M2延时起动的顺序控延时起动的顺序控制，用以下电路可不可以？制，用以下电路可不可以？SB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动 M

29、2起动起动 不可以！不可以！继电器、继电器、接触器的线接触器的线圈有各自的圈有各自的额定值，额定值，线圈不能串线圈不能串联联。FRKM1SB1SB2KTKM1KM2KM2KT第45页/共50页主主电电路路5.6 应用举例KMF1M13 KMR1KMF2M23 KMR25.6.1 加热炉自动上料控制线路加热炉自动上料控制线路炉门开闭电动机炉门开闭电动机推料机进退电动机推料机进退电动机第46页/共50页SB1KMF1SB2KMF1KMR1STdSTaKMF2KMF2KMR2STaSTbKMR2KMR2KMF2STbSTcKMR1KMR1KMF1STcSTd炉门开炉门开推料机进推料机进推料机退推料机

30、退炉门闭炉门闭炉炉门门开开推料机进推料机进推料机退推料机退炉炉门门闭闭STdSB2STcSTaSTb 加热炉自动上料控制线路加热炉自动上料控制线路第47页/共50页按按 SB2 KMF1 通电通电 M1 正转正转 炉门开炉门开压压 STa KMF1 断电断电 M1停转停转 KMF2 通电通电 M2正转正转推料机进，送料入炉，到料位推料机进，送料入炉，到料位压压 STb KMF2 断电断电 KMR2 通电通电 M2 反转反转推料机退，到原位推料机退，到原位 KMR1 断电断电 M1 停转停转 KMR1 通电通电 M1 反转反转炉门闭炉门闭 KMR1 断电断电 M1停转停转 STd 动合触点闭合，为下次循环作准备动合触点闭合，为下次循环作准备压压 STc 压压 STd 加热炉自动上料控制线路动作次序加热炉自动上料控制线路动作次序第48页/共50页M13 KMFR1SB1SB2KM5.6.2 C620-1 型普通车床控制线路型普通车床控制线路M23 FR2FU1FU2FU3FU4SFR2FR1S1S3S2TT控制原理和动作控制原理和动作 顺序请自行分析。顺序请自行分析。KM第49页/共50页感谢您的观看！第50页/共50页