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1、18.1 常用低压电器18.2 三相异步鼠笼电动机的基本控制18.3 行程控制18.4 时间控制 第18章 继电接触器控制系统18.5 应用举例第1页/共102页学习目标l掌握常用低压控制电器的结构、功能和用途；l掌握自锁、联锁的作用和方法；l掌握过载、短路和失压保护的作用和方法；l掌握基本控制线路的组成、作用和工作过程，能读懂简单的控制线路，能设计简单的控制线路。第2页/共102页低压电器配电电器控制电器开关熔断器接触器继电器起动器时间继电器热继电器18.1 常用低压控制电器第3页/共102页手动电器电路符号：Q1、闸刀开关作用：通常用来接通和断开电源（做电源隔离开关）分类：单极、双极、三极
2、 通常电源的进线要接在静触头，负载接在另一侧。这样，当切断电源时，触刀不带电。第4页/共102页2、组合开关作用：常用作电源引入开关，也可以用来直接启动 和停止小容量的电动机。第5页/共102页工作过程：转动手柄 转轴转动（动触电和转轴固定）转动动触点，静触点不动，顺时针转过90动静触点接触在一起，接通电源。再顺时针转过90，动静触点分开。电路符号：Q第6页/共102页3.按钮作用：用于控制电路的接通或断开。结构：在常态下：上面的一对触点接通，称为常闭触点。下面的一对触点断开，称为常开触点。常开触点常闭触点第7页/共102页按下按钮：动作过程：松开按钮：常闭触点先断开，常开触点后闭合。常开触点
3、先断开，常闭触点后闭合。第8页/共102页第9页/共102页常开(动合)按钮电路符号SB复合按钮常开按钮和 常闭按钮做在一起。常闭(动断)按钮SBSB第10页/共102页1.交流接触器结构：作用：用于接通和断开电动机或其他电气设备的主电路。电磁铁触点铁心吸引线圈静铁心动铁心主触点（3对）常开辅助触点常开常闭自动电器第11页/共102页主触点做成桥式：为了减小每个断点上的电压。每个触点有两个断点，主触点是连动的。吸引线圈：引出两个接线端子通过按钮接在电源上。第12页/共102页主触点能通过比较大的电流，接在电机的主电路中，辅助触点通过的电流较小，接在电机的控制电路中。主触点和辅助触点固定在绝缘架
4、上，与动铁心一起动作。第13页/共102页线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3电机动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源第14页/共102页接触器电路符号：接触器线圈接触器主触头用于主电路 （流过的电流大，需加灭弧装置）常开常闭接触器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技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。KMKMKMKM第15页/共102页第16页/共102页简单的接触器控制ABCM3刀闸接入电源自锁停止按钮起动按钮特点：小电流控 制大电流。第17页/共102页2.中间继电器继电器和接触器的主要区别在于，触发器 的主触头可
5、以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。结构：电磁铁铁心静铁心动铁心吸引线圈触点常开常闭若干对工作原理：同交流接触器。作用：符号：线圈常开常闭触点第18页/共102页第19页/共102页热元件3.热继电器结构：常闭触头双金属片I扣板第20页/共102页I热元件电动机过载时 转速降低热元件一段电阻不大的电阻丝 n0-n增大 I2增大 I1增大 电阻丝发热热元件要串联在主电路中。第21页/共102页I双金属片双金属片两种具有不同线膨胀系数的金属片。受热时，双金属片的膨胀程度不同，下层的膨胀系数大，下层的膨胀程度大于上层，双金属片向上弯曲，使扣板托扣，触点动作。
6、常闭触点接在控制电路中。第22页/共102页I工作原理：主电路电流超过额定值 电阻丝发热 双金属片受热膨胀 向上弯曲 双金属片与扣板托扣 弹簧带动扣板将常闭触点断开 断开控制电路 断开主电路第23页/共102页应用：用于电动机的过载保护。由于热惯性，热继电器不能用作短路保护（发生短路时，要求电路立即断开，而热继电器不能立即动作。）特点：电动机起动或短时过载时，虽然电路电流大，但热继电器不会动作，可避免电动机不必要的停车。第24页/共102页热继电器的符号热元件串联在主电路中串联在控制电路中常闭触头KHKH热继电器的技术指标整定电流：热元件中的电流超过此电流20%时，热继电器应在20分钟内动作。
7、（整定电流与电动机的额定电流基本一致。）第25页/共102页第26页/共102页4.熔断器作用：用于短路保护（电路中电流过大，熔断）。常用熔断器(a)管式熔断器(b)插式熔断器(c)螺旋式熔断器第27页/共102页电路符号：FU熔体额定电流IF 的选择：3.频繁起动 的电机异步电机的起动电流 Ist=(57)额定电流2.一般电机（稍大）1.无冲击电流的场合（如电灯、电炉）第28页/共102页作用：可实现短路、过载、失压保护。5.自动空气断路器结构：过流脱扣器欠压脱扣器第29页/共102页过流脱扣器欠压 脱扣器短路（过载）保护：I 过流脱扣器的线圈产生较强的电磁吸力 衔铁吸下 顶开锁钩 使主触点
8、断开 第30页/共102页过流脱扣器欠压 脱扣器欠压保护：U严重下降或断电时 欠压脱扣器的衔铁被释放 顶开锁钩 使主触点断开 第31页/共102页 电动机直接起动、停车控制18.2 三相异步鼠笼电动机的基本控制 电动机正反转控制 电动机既能点动又能连续运行的控制 电动机异地控制 电动机顺序控制（联锁控制）第32页/共102页2）所有电器均用规定的图形和文字符号表示,同一电器的各个组成部分可以分别画在主电 路和控制电路中，但要使用相同的文字符号。1）主电路和控制电路可以分开画。4）与电路无关的部件(如铁芯、支架、弹簧等)在控制电路中不画出。设计电路的基本原则：3）电器上的所有触点均按常态画。在电
9、工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电器原理。5）各继电器、接触器的线圈绝对不允许串联！第33页/共102页M3 M3 M名称名称图形符图形符号号文字文字符号符号名称名称图形符号图形符号文字符文字符号号三相笼三相笼型异步型异步电动机电动机D D按钮触点按钮触点常开常开SBSB常闭常闭三相绕三相绕线式异线式异步电动步电动机机D D接触器吸引线圈接触器吸引线圈继电器吸引线圈继电器吸引线圈KMKMKA(U,I KA(U,I)直流直流电电动机动机ZDZD接触接触器触器触点点主触点主触点KMKM辅助辅助触点触点常开常开常闭常闭常用电机、电器的图形符号和文字符号 第3
10、4页/共102页常用电机、电器的图形符号和文字符号 单相变单相变压器压器T T 常闭延常闭延时闭合时闭合常开延时闭合常开延时闭合KTKT常闭延时断开常闭延时断开三极开三极开关关QKQK常开延时断开常开延时断开常闭延时闭合常闭延时闭合熔断器熔断器FUFU行程开行程开关触点关触点常开常开常闭常闭信号灯信号灯HLHL热继电热继电器器动断触点动断触点FRFR热元件热元件第35页/共102页鼠笼式电动机的直接起停控制M3ABCKMFUQ点动控制BCSBKM动作过程触头（KM）打开按钮松开线圈（KM）断电 电机停转。触头（KM）闭合按下按钮（SB）线圈（KM）通电电机转动；控制电路主电路第36页/共102
11、页电动机连续运行KM自锁自锁的作用按下按钮（SB），线圈（KM）通电，电机起动；同时，辅助触头（KM）闭合，即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机连续运转。M3ABCKMFUQKMSB2CBSB1起动按钮停车按钮第37页/共102页KMM3ABCKMFUQKMSB2SB1停机时：按下SB1KM线圈断电KM主触点断开KM辅助触点断开电机断电停车松开SB1，线圈保持断电停车按钮第38页/共102页完整的电动机的直接起停控制M3ABCKMFUQSKHKMSB1KMSB2KH第39页/共102页保护措施A BKMQFRM3KMSB1KMSB2FRCFU短路保护：熔断器电路发生短路 FU立即熔断 切断主电
12、路 电机停转保护过程：第40页/共102页A BKMQKHM3KMSB1KMSB2KHCFU过载保护：热继电器保护过程：过载超过一定程度主电路中KH热元件发热，双金属片动作控制电路中的常闭触点KH断开KM线圈断电KM主触点断开电机停转若电机单相运行：两个热元件通过过载电流，保护电机不会长时间单相运行。第41页/共102页A BKMQFRM3KMSB1KMSB2FRCFU欠压（零压）保护：交流接触器保护过程：KM线圈接线电压Ul 当Ul时动铁释放（静铁产生的电磁吸力不足以吸合动铁）KM主触点断开电机停转此时，若不重新按下SB2，电机不能自行起动。第42页/共102页控制过程及控制作用KM 触点断
13、开按下停车按钮（SB1）线圈（KM）断电 电机停转。触头（KM）闭合按下按钮（SB2）线圈（KM）通电电机转动；1）起动由于自锁的作用，松开按钮，电动机仍将转动2）停车3）保护短路保护：电路中任一地方短路，FU熔断，电源切断。过载保护：电动机过载，KH常闭触点断开，电源切断。失压保护：电路中失压，KM线圈断电，自锁断开，复电时不能自行起动。第43页/共102页KMSB1KMSB2SFR电动机的点动控制 点动：断开开关S，通过SB2实现点动。连续运行：闭合开关S。方法一：用单按钮主电路同前按下起动按钮，电动机运转；松开按钮时，电动机停转。第44页/共102页方法二：用复合按钮。SB3：点动SB2
14、：连续运行KMKMSB1SB2FRSB3点动控制：按下SB3，常闭先断开，常开后闭合 电机通电松开SB3，常开先断开，常闭后闭合 电机断电第45页/共102页 以下控制电路能否实现既能点动、又能连续运行KMSB1KMSB2KHSB思考不能点动！第46页/共102页例如：甲、乙两地同时控制一台电机KMSB1甲SB2甲KMSB1乙SB2乙方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。鼠笼式电动机的异地控制乙地甲地思考？若三地控制呢？SB1甲、SB2甲实现就地控制；SB1乙、SB2乙实现远方控制。第47页/共102页应用：正、反转的实现：生产上往往要求运动部件能够向正反两个方向运动，如：机床工作台的前进、后
15、退；起重机的提升、下降等。把接入电源的任意两根联线对调。用两个交流接触器实现两根电源线的调换。鼠笼式电动机的正反转控制第48页/共102页KMR正转接触器KMF通电，电动机正转；决不允许KMF和KMR同时通电，否则，会造成电源短路！主电路ABCKMFFUQFRM3反转接触器KMR通电，电动机反转；注意！第49页/共102页KMRKMRSBRKMFKMFSB1SBFFR 该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。SBF和SBR不能同时按下，否则会造成短路！控制电路（1）M3A B CKMFFUQFRKMR控制过程：按下SBF电机正转按下SBR电机反转按下SB1电机停车第50页/共102页K
16、MFSB1KMFSBFFRKMRKMRSBR控制电路(2)-加互锁KMRKMFM3A B CKMFFUQFRKMRKMF的常闭触点串联在KMR线圈电路中;KMR的常闭触点串联在KMF线圈电路中:这两个常闭触点称为互锁触点。第51页/共102页KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRSBRKMRKMF控制过程：电机正转：按下SBFKMF线圈通电KMF主触点闭合KMF常开触点闭合，并自锁KMF常闭触点断开电机正转反转接触器不能接通。第52页/共102页KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRSBRKMRKMF电机反转：按下SBRKMR线圈通电KMR主触点闭合KMR常开触点闭合，并自锁KMR常闭触点
17、断开电机反转正转接触器不能接通。第53页/共102页控制电路(3)-双重互锁电器互锁机械互锁M3A B CKMFFUQFRKMRKMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR双重互锁机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触点）第54页/共102页KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机正转：按下SBFKMF线圈通电KMF主触点闭合KMF常开触点闭合，并自锁KMF常闭触点断开电机正转反转接触器不能接通。控制过程：常闭触点先断开常开触点后闭合KMR线圈断电第55页/共102页电机反转：按下SBRKMR线圈通电KMR主触点闭合KMR常开触点闭合，并自锁KMR常闭触点断开
18、电机反转正转接触器不能接通。常闭触点先断开常开触点后闭合KMF线圈断电KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR第56页/共102页电机停车：按下SB1KMR线圈断电KMF线圈断电电机停车KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR第57页/共102页控制要求：1.M1 起动后，M2才能起动 2.M2 可单独停车多台电动机的联锁控制 思路：M1、M2分别由不同的交流接触器控制；控制交流接触器线圈通电的顺序达到顺序控制电动机的目的；第58页/共102页主电路KM1有电，M1转动，KM2有电，M2转动FUKM2KH2FUM13AB CKM1KH1M23QFUKM2KH
19、2AB CFUM13AB CKM1KH1M23QQ第59页/共102页控制电路KM1SB1SB2KM1KM1通电后KM2才可能 通电KM2SB3SB4KM2FR1FR2工作过程按下SB2KM1线圈通电并自锁M1起动按下SB4KM2线圈通电并自锁M2起动起动时：按下SB3KM2线圈断电M2单独停车按下SB1KM1、KM2线圈断电M1、M2停车停机时：串联第60页/共102页KM1KM1SB1SB2KM1FR1FR2KM2SB3SB4KM2或工作过程按下SB2KM1线圈通电并自锁M1起动按下SB4KM2线圈通电并自锁M2起动起动时：按下SB3KM2线圈断电M2单独停车按下SB1KM1、KM2线圈断
20、电全部停车停机时：第61页/共102页不可以 !两电机最好各有独立的电源；这样接，主触头（KM1）的负荷过重。KHM3KM1KM2KHM3主电路这样实现顺序控制可不可以?应该通过控制电路实现控制功能。第62页/共102页（1）若起动时，M1先起动，M2才能起动。停车时，M2停车后，M1才能停车。应如何实现控制？（2）若起动时，M1起动后，M2才能起动，M2起动后，M3才能起动。应如何实现控制？第63页/共102页（1）若起动时，M1先起动，M2才能起动。停车时，M2停车后，M1才能停车。应如何实现控制？KM1SB1SB2KM1KM2SB3SB4KM2FR1FR2KM2第64页/共102页（2）
21、若起动时，M1起动后，M2才能起动，M2起动后，M3才能起动。应如何实现控制？KM3SB5SB6KM3FR1 FR2 FR3KM2SB3SB4KM2KM1SB1SB2KM1第65页/共102页用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。作用：结构：跟按钮类似。但：按钮是手动电器，需手动按下 按钮帽；行程开关是自动电器，根据运 动部件的位移量信号而动作。6.行程开关第66页/共102页动作过程：行程开关受压时动作：常闭触点先断开；常开触点后闭合。撞块被释放时：常开触点先断开；常闭触点后闭合。常开触点电路符号：STST常闭触点分类：撞块式和滚轮式等联动第67页/共102页18.3 行程控制行程控制：
22、按生产机械所处的位置对电动机实施控制。正程：电动机正转；逆程：电动机反转。要求：前进后退原位终点A1、A在原位时，起动电机只能正转；2、A前进至终点自动停车；3、A在终点时，起动电机只能反转；4、A后退至原位自动停车；5、A在前进或后退途中均可停车，再起动后既可进也可退。实现方法：在生产机械行程的终点和原位安装行程开关。第68页/共102页原位终点前进后退A 控制电路（1）STbSTaKMFKHSB1KMFSB2KMRKMRSB3KMRKMF行程开关至终点位置撞开STb 动作过程SB2正向运行电机停车（反向运行同样分析）STaSTb第69页/共102页STbSTaKMFFRSB1KMFSB2K
23、MRKMRSB3KMRKMF控制过程按下SB2KMF线圈通电压下STa，KMR线圈不通电，电机不能反转，A只前进。A在原位时：(电机正转）带动A前进A前进到终点压下STbSTb常闭触点断开KMF线圈断电(电机停转）A停在终点。第70页/共102页STbSTaKMFFRSB1KMFSB2KMRKMRSB3KMRKMF按下SB3KMR线圈通电压下STb，KMF线圈不通电，电机不能正转，A只后退。A在终点时：(电机反转）带动A后退A后退到原位压下STaSTa常闭触点断开KMR线圈断电(电机停转）A停在原位。第71页/共102页STbSTaKMFFRSB1KMFSB2KMRKMRSB3KMRKMF按下
24、SB1KMR线圈断电A在途中时：(电机停转）A停止KMF线圈断电此时：按下SB2A前进按下SB3A后退第72页/共102页原位终点前进后退ASTaSTb若要求：1.其它要求同前；2.到终点后能自动返回。第73页/共102页KMRSBRKMFKHKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTa控制电路（2）终点行程开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行。实现方法STb第74页/共102页思考？自动往复运动1.能正向运行也能反向运行 2.到位后能自动返回如何实现？第75页/共102页控制电路（3）STbKMRSBRKMFKHKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTa终点原位都采用复合式
25、行程开关正（反）向运行停车的同时，自动起动反（正）向运行。实现方法第76页/共102页时间继电器定时类型：钟表式空气式电子式阻容式数字式7.时间继电器。第77页/共102页空气式时间继电器作用用于电路的时间控制。结构电磁铁铁心静铁心动铁心吸引线圈触点延时触点瞬时触点气室活塞杆延时机构伞型活塞释放弹簧第78页/共102页吸引线圈常开触头延时闭合 常闭触头延时打开 动铁心常闭触头常开触头静铁心伞型活塞气室活塞杆杠杆释放弹簧通电延时型第79页/共102页动作过程吸引线圈通电动铁吸合（向下）瞬时触点动作 活塞杆缓慢下移(空气阻尼作用)延时触点动作常闭触点延时断开常开触点延时闭合第80页/共102页断电
26、时：各触点瞬时动作。恢复常态。延时时间通过调整进气螺钉可以调整延时时间。第81页/共102页延时闭合常开触点延时断开 常闭触点瞬时断开常闭触点瞬时闭合常开触点电路符号第82页/共102页18.4 时间控制时间控制：在自动化生产线中，常要求各项操作或各种工艺过程之间有准确的时间间隔，或者按一定的时间起动或关停某些电动机。实现方法：利用时间继电器控制。第83页/共102页例1要求：实现：用时间继电器实现延时。两台电机的顺序控制。M1起动后，M2延时自行起动。主电路：同前。KM2KH2FUM13AB CKM1KH1M23KM1有电，M1转动，KM2有电，M2转动第84页/共102页KM1SB1SB2
27、KTKHKM1KM2KM2KM2KTKM1 KT SB2 KM2 延时 M1起动 M2起动KT KM2 控制电路第85页/共102页KM1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KT 实现M1起动后M2延时起动的顺序控制，用以下电路可不可以？SB2 KM1 KT KM2 延时 KM2 M1起动 M2起动 不可以！继电器、接触器的线圈有各自的额定值，线圈不能串联第86页/共102页鼠笼式异步电动机的 Y起动控制。要求：按下起动按钮后，定子绕组自动连接成Y形与三相电源相连Y起动；经过一段时间后（转速接近额定转速，起动完成），定子绕组自动改接成形与三相电源相连运行。延时实现：用时间继电器实现延时。例2
28、第87页/共102页KM1FUQKHU1V1W1U2V2W2YW2V1V2U2W1U1主电路KM3闭合，电机接成 Y 形；KM2闭合，电机接成 形。KM2-KM3-YU1U2V1V2W1 W2电机绕组第88页/共102页Y 起动控制电路延时 KM2 KM3 运行KM1 KT KM1 SB2 KM2 KM2KTKM3KM1KM2KM2KTKM3KM1SB1SB2KM1KHKT控制过程：KM1KM3 Y起动Y 转换 KM2 第89页/共102页A BKM2QFRM3CFUSKM1控制要求：照明灯先亮；电动机延时自行起动。SB2KM2SB1FRKTKTKM2KM1KM1控制电路控制过程：起动：按下S
29、B1KM1线圈通电并自锁（照明灯亮）KT线圈通电延长一段时间KM2线圈通电并自锁（电机起动）例3第90页/共102页A BKM2QFRM3CFUSKM1SB2KM2SB1FRKTKTKM2KM1KM1控制电路停车：按下SB2KM1线圈断电（照明灯灭）（电机停车）KT线圈断电KM2线圈断电第91页/共102页18.5 应用举例龙门刨床的横梁机构龙门刨床上装有横梁机构，刀架装在横梁上，随加工件大小的不同，横梁由升降电动机控制沿立柱上下移动；加工时，需要保证横梁夹紧在立柱上不允许松动，横梁夹紧电动机通过杠杆作用使压块将横梁夹紧或放松。第92页/共102页横梁机构对电气控制系统的要求如下：(1)横梁能
30、上下移动，夹紧机构能实现对横梁的夹紧或放松；(2)横梁夹紧与横梁移动之间有如下的操作程序：按下上升或下降按钮夹紧机构自动放松横梁放松后，自动转换为上升或下降移动到位后，松开按钮，横梁自动夹紧夹紧后电动机自动停止运动第93页/共102页(3)具有上下行程的限位保护；(4)横梁夹紧与横梁移动之间及正、反向运动之间具有必要的联锁。第94页/共102页图为横梁机构的控制线路，其中KM1 KM4分别控制升降移动电动机M1和夹紧电动机M2的正反转，K1和K2为两个中间继电器，SQ1为夹紧放松行程开关，SQ2 SQ3为上下限位开关，SB1和SB2为上升下降按钮。KM1 M3 M13 KM2SKH1KM3 M
31、3 M23 KM4KH2FUSB1SQ2K2KH1K1SQ1SB2SQ3K1K2KM1K1KM2K2KM3K3K1KM3K2KM4K1K2SQ1KH2第95页/共102页KMFFRKMRSB2SB1KMFST2ST2KTKMRKMFST1KTKMR原位终点前进后退AST1ST2例：运动部件A由电动机 M拖动原位和终点各设置行程开关ST1和ST2，主电路是电机正反转电路（1）简述控制过程。（2）电路对A实现何种控制？（3）电路的保护措施？第96页/共102页KMFFRKMRSB2SB1KMFST2ST2KTKMRKMFST1KTKMR控制过程：A在原位时：按下SB2 KMF通电KT断电KMR断电
32、（A前进）A前进到终点压下ST2KMF断电KT通电KMR断电（A 停在终点）延时KMR通电（A后退）A后退到原位压下ST1KMF断电KT断电KMR断电（A 停在原位）第97页/共102页KMFFRKMRSB2SB1KMFST2ST2KTKMRKMFST1KTKMR（2）电路对A实现何种控制？a、A在原位只能前进不能后退。b、A前进到终点停留一会儿再后退，后退到原位停止。c、A在中途可以停下，重新起动时，只能前进。d、中途停电时，复电后不能自行启动。e、A在运行时受阻，可以自动停下。第98页/共102页KMFFRKMRSB2SB1KMFST2ST2KTKMRKMFST1KTKMR（3）电路有哪些保护措施？由何种电器实现？短路保护：熔断器FU过载保护：热继电器FR欠压保护：交流接触器KM限位保护：行程开关ST第99页/共102页第100页/共102页END第101页/共102页感谢您的观看。第102页/共102页