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1、第第5 5讲讲 常用电气设备及应用常用电气设备及应用继电接触器控制系统继电接触器控制系统5.1 5.1 常用控制电器常用控制电器5.2 5.2 基本控制电路基本控制电路5.3 5.3 电动机的保护电动机的保护1 电器是用来控制电能的产生、输配、电器是用来控制电能的产生、输配、转换和使用的电工器械。在电力输配系转换和使用的电工器械。在电力输配系统、电力拖动系统和自动控制系统中起统、电力拖动系统和自动控制系统中起十分重要的作用。十分重要的作用。电器按额定电压的不同，分为低压电器按额定电压的不同，分为低压电器和高压电器。电器和高压电器。2低压低压电器电器配电配电电器电器控制控制电器电器开关开关熔断器
2、熔断器接触器接触器继电器继电器起动器起动器时间继电器时间继电器热继电器热继电器低压电器简介低压电器简介35.1 5.1 常用控制电器常用控制电器组合开关组合开关按钮开关按钮开关交流接触器交流接触器中间继电器中间继电器热继电器热继电器行程开关行程开关时间继电器时间继电器4功能特点：电源控制，切断或接通电源功能特点：电源控制，切断或接通电源结构原理：见图结构原理：见图图形代号：图形代号：Q5.1.1 组合开关组合开关5功能特点：控制电路闭合和断开功能特点：控制电路闭合和断开结构原理：动触点、静触点；结构原理：动触点、静触点；常开触点、常闭触点常开触点、常闭触点图形代号：图形代号：SBSB5.1.2
3、 按扭开关按扭开关6 按钮开关按钮开关常开常开(动合动合)按钮按钮图形符号图形符号SB常闭常闭(动断动断)按钮按钮图形符号图形符号SB复合按钮复合按钮复合按钮：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。图形符号图形符号SB75.1.3 交流接触器交流接触器功能特点：主电路控制功能特点：主电路控制构造：动触点、静触点；常开、常闭触构造：动触点、静触点；常开、常闭触 点；主触点、辅触点；电磁线圈等点；主触点、辅触点；电磁线圈等图形代号：图形代号：KM（欠压保护）欠压保护）8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触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源M3 交
4、流接触器交流接触器弹簧弹簧铁芯铁芯衔铁衔铁辅助辅助触头触头线圈线圈电机电机主触头主触头9接触器有关符号：接触器有关符号：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，（流过的电流大，需加灭弧装置需加灭弧装置）接触器辅助触头用于控制电路接触器辅助触头用于控制电路 （流过的电流小，无（流过的电流小，无需加灭弧装置需加灭弧装置）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。接触器线圈接触器线圈KMKM常开常开常闭常闭KM105.1.4 继电器继电器 继电器和接触器
5、的工作原理一样。主要区别在于，接继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器的主触头可以通过大电流，而继电器的触器的主触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。中间继电器中间继电器电压继电器电压继电器电流继电器电流继电器 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：11发热元件发热元件功能功能：过载保护：过载保护热继电器热继电器结构结构：I I常闭触头常闭触头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，
6、若长时间过载，双金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。向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板扣板12热继电器的符号热继电器的符号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常闭触头常闭触头FR发热元件发热元件FR特点：限定电路电流，延时响应（动作）特点：限定电路电流，延时响应（动作）图形代号：图形代号：FR135.1.5 熔断器熔断器功能特点：短路保护功能特点：短路保护结构类型：管式、插式、螺旋式；熔丝（保险丝）结构类型：管式、插式、螺旋式
7、；熔丝（保险丝）特点：短路、严重过载时，立即响应特点：短路、严重过载时，立即响应图形代号：图形代号：FU14熔断器熔断器作用：用于短路保护。作用：用于短路保护。电路符号电路符号FU异步电机的起动电流异步电机的起动电流 Ist=(57)额定电额定电流。流。熔断器额定电流熔断器额定电流 IF 的选择：的选择：3.多台电机多台电机2.一台电机一台电机（稍大）（稍大）1.电灯支路电灯支路15作用：作用：可实现短路、过载、失压保护。可实现短路、过载、失压保护。自动空气开关也称自动开关。它相当于开关、自动空气开关也称自动开关。它相当于开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器等的组合，熔断器、热继电器和欠电压继
8、电器等的组合，是一种具有复合保护作用的开关，主要用来是一种具有复合保护作用的开关，主要用来对电路作不频繁的接通和分断。对电路作不频繁的接通和分断。5.1.6 自动空气断路器（自动开关）自动空气断路器（自动开关）16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：过电流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电过电流时，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。自动开关的结构：自动开关的结构：175.1.7 行程开关行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。结构与按钮类
9、似，但其动结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。作要由机械撞击。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ST18功能：时间限制开关功能：时间限制开关结构：吸引线圈、触点系统、延时机构结构：吸引线圈、触点系统、延时机构类型：通电延时式、断电延时式类型：通电延时式、断电延时式特点：延时动作特点：延时动作图形代号：图形代号：KT5.1.8 时间继电器时间继电器195.2 低压电器的技术进展低压电器的技术进展 低压电器是安全用电的重要保证。低压电器是安全用电的重要保证。随着微处理技术和计算机技术引入及计算机网随着微处理技术和计算机技术引入及计
10、算机网络技术和信息通信技术的应用，低压配电与控络技术和信息通信技术的应用，低压配电与控制系统已形成由智能化电器、监控器和中央计制系统已形成由智能化电器、监控器和中央计算机组成的智能化监控、保护与信息网络。算机组成的智能化监控、保护与信息网络。20 低压电器的发展方向：可通信低压电器。低压电器的发展方向：可通信低压电器。基本要求为带通信接口；通信规约标准化；基本要求为带通信接口；通信规约标准化；可直接挂在总线上；符号相关的低压电器可直接挂在总线上；符号相关的低压电器标准及有关多次兼容要求。标准及有关多次兼容要求。传统低压电器的发展方向：高性能、传统低压电器的发展方向：高性能、高可靠、小型化；模块
11、化和组合化；电子高可靠、小型化；模块化和组合化；电子化和智能化。化和智能化。215.3 高压电器高压电器 高压电器按用途分类：高压电器按用途分类：（1）开关电器：接通和断开电路的电器。包括断）开关电器：接通和断开电路的电器。包括断路器、限制电器、负荷开关。路器、限制电器、负荷开关。（2）限制电器：限制电路中电压或电流的电器。）限制电器：限制电路中电压或电流的电器。包括电抗器、某些熔断器、避雷器。包括电抗器、某些熔断器、避雷器。（3）变换电器：变换电路中的电压和电流以便于）变换电器：变换电路中的电压和电流以便于检测的电器。包括电流互感器、电压互感器。检测的电器。包括电流互感器、电压互感器。（4）
12、组合电器：上述电器的组合而成的整体电器。）组合电器：上述电器的组合而成的整体电器。221.断路器断路器2.断路器是指能在电路正常工作状态、过载断路器是指能在电路正常工作状态、过载和短路状态下关合和开断高压电路的开关电器。和短路状态下关合和开断高压电路的开关电器。用于电力系统的发电厂、变电所、开关站及电线用于电力系统的发电厂、变电所、开关站及电线路上，起控制和保护作用。路上，起控制和保护作用。232.隔离开关、接地开关和负荷开关隔离开关、接地开关和负荷开关3.隔离开关隔离开关是一种具有明显断路间隙，而没是一种具有明显断路间隙，而没有灭弧装置的开关，主要保证电气设备的安全检有灭弧装置的开关，主要保
13、证电气设备的安全检修。修。4.接地开关接地开关是用来将回路接地的一种机械式是用来将回路接地的一种机械式开关装置。分为户内用（在电柜中）和户外用。开关装置。分为户内用（在电柜中）和户外用。5.负荷开关负荷开关是指能关合、断开及承载运行线是指能关合、断开及承载运行线路正常电流，并能关合和承载异常电流的开关设路正常电流，并能关合和承载异常电流的开关设备。备。243.避雷器避雷器 避雷器避雷器是一种限制过电压的电器。通过避雷是一种限制过电压的电器。通过避雷器可以提高被保护设备的运行安全可靠性，降低器可以提高被保护设备的运行安全可靠性，降低设备的绝缘水平。设备的绝缘水平。255.4 智能电器智能电器 随
14、着科学技术的发展对电器设备提出了更高随着科学技术的发展对电器设备提出了更高的要求。智能化电器主要由检测传感器、信息处的要求。智能化电器主要由检测传感器、信息处理与决策单元、执行单元等组成，将温度、湿度、理与决策单元、执行单元等组成，将温度、湿度、光强等通过各种传感器进行转换和检测，利用计光强等通过各种传感器进行转换和检测，利用计算机、人工智能网络、模糊逻辑等实现信息处理，算机、人工智能网络、模糊逻辑等实现信息处理，以获取信息，并决定和控制电器的运行状态，完以获取信息，并决定和控制电器的运行状态，完成控制和实现控制。成控制和实现控制。26（1）高压开关设备自身的状态监测与故障诊断）高压开关设备自
15、身的状态监测与故障诊断 包括灭弧室电寿命的监测与诊断、断路器机包括灭弧室电寿命的监测与诊断、断路器机械故障的监测与诊断、绝缘状态的监测、载流导械故障的监测与诊断、绝缘状态的监测、载流导体及接触部位温度的监测等。体及接触部位温度的监测等。（2）对电网的某些故障诊断及信息远传。）对电网的某些故障诊断及信息远传。（3）电网状态的智能化操作。）电网状态的智能化操作。271 1 电机起动、停车（点动、连续运行、多地点电机起动、停车（点动、连续运行、多地点 控制、顺序控制等）控制、顺序控制等）2 2 电机正反转控制电机正反转控制3 3 行程控制行程控制4 4 时间控制时间控制 5.5 基本控制电路基本控制
16、电路28简单的接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离电源作用刀闸起隔离电源作用自保持自保持停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮特点：特点：小电流控小电流控 制大电流。制大电流。291 异步机的直接起动异步机的直接起动M3ABCKMFUQBCKMSB1.点动控制点动控制动作过程动作过程主触点（主触点（KM）断开断开按钮松开按钮松开线圈（线圈（KM）断电断电 电机停转。电机停转。主触点（主触点（KM）闭合闭合按下按钮按下按钮（SB）线圈（线圈（KM）接通接通电机转动；电机转动；控控制制电电路路主主电电路路302.电动机连续运行电动机连续运行KM自锁触点自锁触点控制电路工作原理控制电路工作原理按
17、下按钮按下按钮（SB2），），线圈（线圈（KM）通电，通电，电机起动；同时，辅助触头（电机起动；同时，辅助触头（KM）闭合，闭合，即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机连续运转。连续运转。KMSB2M3ABCKMFUQSB1停车停车按钮按钮起动起动按钮按钮31KMSB1KMSB2FRM3ABCKMFUQFR电流成回路，电流成回路，只要接两相就可以了。只要接两相就可以了。3.异步电动机的直接起动异步电动机的直接起动+过载保护过载保护发热发热元件元件热继电热继电器触头器触头32例如：甲、乙两地同时控制一台电机。例如：甲、乙两地同时控制一台电机。方法：两起动按钮并联
18、；两停车按钮串联。方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。4.多地点控制多地点控制33QFRM3AB CKMFU用复合按钮。用复合按钮。5.点动点动+连续运行连续运行SB3：点动点动SB2：连续运行连续运行控制控制关系关系该电路缺点：动作不够可靠。该电路缺点：动作不够可靠。KMSB1KMSB2FRSB3主电路主电路控制电路控制电路34KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBRKMRM3A BCKMFFUQFR电器互锁电器互锁机械互锁机械互锁双保险双保险机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）电器互锁（互锁触头）6.电机的正反转控制电机的正反转控制357.行程控
19、制行程控制KMRM3ABCKMFFUQRF 行程控制实质为电机的行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。的终端要加限位开关。正程正程逆程逆程BA36行程控制行程控制-自动自动往复运动往复运动正程正程逆程逆程电电 机机工作要求：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.到位后能自动返回到位后能自动返回37电机电机STaSTb自动往复运动控制电路自动往复运动控制电路 限位开关限位开关采用复合式采用复合式开关。正向运开关。正向运行停车的同时，自动起行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。动反向运行；反之亦然。关键措施关键措施KMRS
20、BRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb381 电机电机M1控制要求：控制要求：1.M1 1.M1 起动后，起动后，M2M2才能起动才能起动 2.M2 2.M2 可单独停可单独停2 电机电机M2时间控制例时间控制例二：二：顺序控制顺序控制39KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KM2KT顺序控制电路：顺序控制电路：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起动起动主电路同前主电路同前控制电路控制电路40运料小车的控制运料小车的控制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
21、电路，同时满足以下要求：1.小车启动后，前进到小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：地。然后做以下往复运动：到到A地后停地后停2分钟等待装料，然后自动走向分钟等待装料，然后自动走向B。到到B地后停地后停2分钟等待卸料，然后自动走向分钟等待卸料，然后自动走向A。2.有过载和短路保护。有过载和短路保护。3.小车可停在任意位置。小车可停在任意位置。正程正程逆程逆程电机电机BA控制电路综合举例控制电路综合举例41运料小车控制电路运料小车控制电路M3A BCKMFFUQ FRKMRSTa、STb 为为A、B 两端的限位开关两端的限位开关 KTa、KTb 为为 两个时间继电器两个时间继电器 主回路主
22、回路KMFFRKMRSBFSB1KMFSTaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR42该电路的问题：该电路的问题：小车在两极端位置时，不小车在两极端位置时，不 能停车。能停车。动作过程动作过程SBFKMF小车正向运行小车正向运行至至A端端撞撞STa KTa 延时延时2分钟分钟KMR 小车小车反向运行反向运行至至B端端撞撞STb KTb 延时延时2分钟分钟KMF 小车正小车正向运行向运行如此往如此往反运行。反运行。KMFKMFFRKMRSBFSB1STaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR43KMFKMFSBFKMRFRSTaSTaKTa
23、STbKTbKMRKTaKMRKMFSTbKTbSB1SB2KAKA加中间继电器加中间继电器（KA）实现任实现任意位置停车的要求意位置停车的要求SBR44 继电接触器控制电路读图和设计中应注意的问题：继电接触器控制电路读图和设计中应注意的问题：1、首先了解工艺过程及控制要求；、首先了解工艺过程及控制要求；2、搞清控制系统中各电机、电器的作用以及它们的、搞清控制系统中各电机、电器的作用以及它们的 控制关系；控制关系；3、主电路、控制电路分开主电路、控制电路分开阅读或设计；阅读或设计；4、控制电路中，根据控制要求按、控制电路中，根据控制要求按自上而下自上而下、自左向自左向 右右的顺序进行读图或设计；的顺序进行读图或设计；5、同一个电器同一个电器的所有线圈、触头不论在什么位置都的所有线圈、触头不论在什么位置都 叫相同的名字叫相同的名字；6、原理图上所有电器，必须按国家统一符号标注，、原理图上所有电器，必须按国家统一符号标注，且均按未通电状态表示；且均按未通电状态表示；7、继电器、接触器的、继电器、接触器的线圈只能并联，不能串联线圈只能并联，不能串联；8、控制顺序只能由控制电路实现，不能由主电路实现。、控制顺序只能由控制电路实现，不能由主电路实现。45