控制電器及控制電路

1、本章要求：本章要求：1.了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途。了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途。 熟練掌握各控制電器的熟練掌握各控制電器的圖形符號圖形符號和和文字符號文字符號。2. 熟練掌握熟練掌握電動機點動電動機點動、單向連續(xù)運轉(zhuǎn)單向連續(xù)運轉(zhuǎn)和和正反正反 轉(zhuǎn)控制轉(zhuǎn)控制線路。線路。3. 掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。4. 掌握過載、短路和失壓保護的作用和方法。掌握過載、短路和失壓保護的作用和方法。5. 掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過程。掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過程。 能讀懂簡單的控制電路原理圖、能設(shè)計簡單能讀懂簡單的控制電路原理圖、能設(shè)計簡單 的控制電

2、路。的控制電路。 應(yīng)用電動機拖動生產(chǎn)機械，稱為應(yīng)用電動機拖動生產(chǎn)機械，稱為電力拖動電力拖動。利。利用繼電器、接觸器實現(xiàn)對電動機和生產(chǎn)設(shè)備的控制用繼電器、接觸器實現(xiàn)對電動機和生產(chǎn)設(shè)備的控制和保護，稱為和保護，稱為繼電接觸控制繼電接觸控制。 實現(xiàn)繼電接觸控制的電氣設(shè)備，統(tǒng)稱為實現(xiàn)繼電接觸控制的電氣設(shè)備，統(tǒng)稱為控制電控制電器，器，如刀閘、按鈕、繼電器、接觸器等。如刀閘、按鈕、繼電器、接觸器等。 本章主要介紹幾種常用的低壓電器，基本的控本章主要介紹幾種常用的低壓電器，基本的控制環(huán)節(jié)和保護環(huán)節(jié)的典型線路。制環(huán)節(jié)和保護環(huán)節(jié)的典型線路。手動電器手動電器自動電器自動電器刀開關(guān)刀開關(guān)按鈕按鈕熔斷器熔斷器接觸器接

3、觸器繼電器繼電器熱繼電器熱繼電器時間繼電器時間繼電器常用低壓常用低壓電器電器常見的手動電器，用來常見的手動電器，用來接通或分斷電路接通或分斷電路，一般作電源隔離開關(guān)。一般作電源隔離開關(guān)。文字符號：文字符號：Q(quench)電氣圖形符號：電氣圖形符號：Q手動切換電器，常用于手動切換電器，常用于接通和斷開控制電路接通和斷開控制電路。但它與刀開關(guān)有區(qū)別。但它與刀開關(guān)有區(qū)別。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)外形外形常閉觸點常閉觸點常開觸點常開觸點復(fù)位彈簧復(fù)位彈簧支柱連桿支柱連桿常閉觸點常閉觸點觸橋觸橋常開觸點常開觸點外殼外殼按鈕帽按鈕帽 文字符號：文字符號： SB (Switch Button)4SBSBSB結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖形圖

4、形符號符號名名稱稱常閉按鈕常閉按鈕( (停止按鈕停止按鈕) )常開按鈕常開按鈕( (啟動按鈕啟動按鈕) )復(fù)合按鈕復(fù)合按鈕1234123圓形帽熔斷器圓形帽熔斷器快速熔斷器快速熔斷器螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器作用：作用：用于低壓線路中的用于低壓線路中的短路保護短路保護。當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生短路故障時能自動切當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生短路故障時能自動切斷電路。斷電路。結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：核心部分是核心部分是熔體熔體，由電阻率，由電阻率 較高，易熔的合金制成。較高，易熔的合金制成。動作原理：動作原理：熔體與被保護的熔體與被保護的電路串聯(lián)電路串聯(lián)，當(dāng)短路或嚴重過，當(dāng)短路或嚴重過載時，通過熔體的電流過大，載時，通過熔體的電流過大，

5、熔體因過熱而熔化斷裂，達熔體因過熱而熔化斷裂，達到切斷電路，保護用電設(shè)備到切斷電路，保護用電設(shè)備的目的。的目的。圖形符號：圖形符號：文字符號：文字符號： FU(fuse)FU閘閘刀刀開開關(guān)關(guān)QFU一種短路保護電器一種短路保護電器。電路連接：電路連接：作用：作用：是一種利用電磁鐵的電磁吸力來操作的電磁是一種利用電磁鐵的電磁吸力來操作的電磁 開關(guān)開關(guān), ,用于頻繁地接通和分斷帶有負荷的電路用于頻繁地接通和分斷帶有負荷的電路。五個常開觸點，兩個常閉觸點五個常開觸點，兩個常閉觸點 常閉常閉觸點觸點常開常開觸點觸點線圈線圈靜鐵心靜鐵心動鐵心動鐵心結(jié)構(gòu)示意圖：結(jié)構(gòu)示意圖：結(jié)構(gòu)和原理結(jié)構(gòu)和原理結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：接

6、觸器主要由電磁鐵接觸器主要由電磁鐵 和觸點（常開觸點和和觸點（常開觸點和 常閉觸點）兩部分組成。常閉觸點）兩部分組成。原理：原理：當(dāng)線圈當(dāng)線圈3通電時，產(chǎn)生電磁力，將動鐵心通電時，產(chǎn)生電磁力，將動鐵心5吸合，同時吸合，同時帶動與動鐵心相連的動觸點移動，是常閉觸點帶動與動鐵心相連的動觸點移動，是常閉觸點1斷開，斷開，常開觸點常開觸點2接通。當(dāng)線圈斷電時，電磁力消失，在彈接通。當(dāng)線圈斷電時，電磁力消失，在彈簧力的作用下動鐵芯被釋放，各觸點又恢復(fù)到原來位簧力的作用下動鐵芯被釋放，各觸點又恢復(fù)到原來位置。置。繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。主要區(qū)別在于：

7、主要區(qū)別在于：接觸器的主觸點可以通過大電流；接觸器的主觸點可以通過大電流；繼電器的體積和觸點容量小，觸點數(shù)目多，且只繼電器的體積和觸點容量小，觸點數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于能通過小電流。所以，繼電器一般用于控制電路控制電路中。中。是根據(jù)控制量信號的變化使觸點接通或斷開的是根據(jù)控制量信號的變化使觸點接通或斷開的一種控制電器。一種控制電器。按工作原理分：電磁式、感應(yīng)式、機械式、電動式、按工作原理分：電磁式、感應(yīng)式、機械式、電動式、 熱力式、電子式熱力式、電子式按動作信號分：電流繼電器、時間繼電器、速度繼電按動作信號分：電流繼電器、時間繼電器、速度繼電 器、溫度繼電器、壓力繼電器

8、器、溫度繼電器、壓力繼電器外形外形 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 熱繼電器熱繼電器是一種是一種過載保護過載保護 (熱保護熱保護)電器。電器。結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：熱繼電器熱繼電器主要由主要由發(fā)熱元件發(fā)熱元件和和熱開關(guān)熱開關(guān)組成。組成。結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖熱元件熱元件環(huán)繞在膨脹系數(shù)不同的雙金屬片上，環(huán)繞在膨脹系數(shù)不同的雙金屬片上，接入主接入主電路中電路中。熱開關(guān)熱開關(guān)為常閉觸點，為常閉觸點，串聯(lián)在控制電路中串聯(lián)在控制電路中?？郯蹇郯鍒D形符號：圖形符號：KH熱元件熱元件熱開關(guān)熱開關(guān)(常閉觸點常閉觸點)KH文字符號：文字符號： KH雙金屬片雙金屬片發(fā)熱元件發(fā)熱元件常常閉閉觸觸點點發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙發(fā)熱元件接

9、入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸點斷開。其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸點斷開。動作原理動作原理熱慣性熱慣性 KH不能作短路保護。在電機不能作短路保護。在電機啟動或短時小量過載時，啟動或短時小量過載時， KH不動作。不動作。注意注意功能：功能：過載保護過載保護熱繼電器熱繼電器扣板扣板雙金屬片雙金屬片發(fā)熱元件發(fā)熱元件常常閉閉觸觸點點 結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。用用于于自動往返控制自動往返控制或或限位保護限位保護等。等。 結(jié)構(gòu)示

10、意圖結(jié)構(gòu)示意圖外形外形常開常開常閉常閉圖形符號：圖形符號： 在電工技術(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖，它在電工技術(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結(jié)構(gòu)和實際位置，突出的是電氣原理。不考慮電器的結(jié)構(gòu)和實際位置，突出的是電氣原理。原理圖繪制原則及讀圖方法：原理圖繪制原則及讀圖方法：1. 按國家規(guī)定的電工圖形符號和文字符號畫圖。按國家規(guī)定的電工圖形符號和文字符號畫圖。2. 控制線路由主電路控制線路由主電路(被控制負載所在電路被控制負載所在電路)和控制和控制 電路組成。電路組成。 3. 屬同一電器元件的不同部分屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和如接觸器的線圈和 觸點觸點)按其功能和所

11、接電路的不同分別畫在不同按其功能和所接電路的不同分別畫在不同 的電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號。的電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號。4. 所有電器的圖形符號均按無電壓、無外力作用下所有電器的圖形符號均按無電壓、無外力作用下 的正常狀態(tài)畫出，即的正常狀態(tài)畫出，即按通電前的狀態(tài)繪制按通電前的狀態(tài)繪制。5. 與電路無關(guān)的部件（如鐵心、支架、彈簧等）在與電路無關(guān)的部件（如鐵心、支架、彈簧等）在 控制電路中不畫出。控制電路中不畫出。分析和設(shè)計控制電路時應(yīng)注意以下幾點：分析和設(shè)計控制電路時應(yīng)注意以下幾點： 使控制電路簡單，電器元件少，而且工作又要準(zhǔn)使控制電路簡單，電器元件少，而且工作又要準(zhǔn) 確可靠；確可

12、靠； 盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一 個電器的控制電路；個電器的控制電路； 必須保證每個線圈的額定電壓，必須保證每個線圈的額定電壓，不能將兩個線圈不能將兩個線圈 串聯(lián)串聯(lián)。電動機的保護電動機的保護短路保護：短路保護： 通常采用通常采用熔斷器熔斷器 FU和過流繼電器和過流繼電器過載保護：過載保護： 常采用常采用熱繼電器熱繼電器KH保護，也可采用自動開保護，也可采用自動開關(guān)和電流繼電器保護。關(guān)和電流繼電器保護。失壓保護失壓保護 ： 電動機工作時，電動機工作時，欠壓欠壓引起電流增引起電流增加甚至使電動機停轉(zhuǎn)，加甚至使電動機停轉(zhuǎn)，失壓失壓(零壓零壓

13、)是指電源電壓是指電源電壓消失而使電動機停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時，電動消失而使電動機停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時，電動機可能自動重新起動機可能自動重新起動(亦稱自起動亦稱自起動)，易造成人身，易造成人身或設(shè)備故障?；蛟O(shè)備故障。交流接觸器就能實現(xiàn)失壓保護。交流接觸器就能實現(xiàn)失壓保護。 常用的失壓和欠壓保護有：常用的失壓和欠壓保護有：對接觸器實行自對接觸器實行自鎖鎖；用；用低電壓繼電器低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護。組成失壓、欠壓保護。接線圖接線圖熔斷器熔斷器FU交流接觸交流接觸器器KM按鈕按鈕SBSBM321點動控制：點動控制：按下按鈕，按下按鈕，電機運轉(zhuǎn)，電機運轉(zhuǎn)，松開按鈕松開按鈕 ，電機停轉(zhuǎn)。電機停

14、轉(zhuǎn)。點動動作過程點動動作過程:啟動：啟動：合上刀開關(guān)合上刀開關(guān)Q 按下按鈕按下按鈕SB 接觸器線圈接觸器線圈KM通電通電 動鐵芯被吸合主觸點動鐵芯被吸合主觸點KM閉合閉合 電動機電動機M運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)停車：停車：松開按鈕松開按鈕SB 接觸器線圈接觸器線圈KM斷電斷電 主觸點主觸點KM斷開斷開 電動機電動機M停轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn) 保護作用：保護作用：短路保護（熔斷器短路保護（熔斷器FU）自鎖的作用：自鎖的作用：保持電動機連續(xù)運轉(zhuǎn)保持電動機連續(xù)運轉(zhuǎn)。欲使電動機啟動后連續(xù)運轉(zhuǎn)欲使電動機啟動后連續(xù)運轉(zhuǎn)，必須在啟動必須在啟動按鈕兩端并聯(lián)一個接觸器按鈕兩端并聯(lián)一個接觸器KM的常開輔助觸點的常開輔助觸點, ,這這個輔助觸點亦

15、稱個輔助觸點亦稱自鎖觸點自鎖觸點。按下啟動按鈕，電機運轉(zhuǎn)，松開啟按下啟動按鈕，電機運轉(zhuǎn)，松開啟 動按鈕，電機仍運轉(zhuǎn)，按下停止按鈕，電機停轉(zhuǎn)。動按鈕，電機仍運轉(zhuǎn)，按下停止按鈕，電機停轉(zhuǎn)。單向連續(xù)運轉(zhuǎn)控制單向連續(xù)運轉(zhuǎn)控制 接線圖接線圖熱繼電器熱繼電器KHSB1SB2 2M321熔斷器熔斷器FU交流接觸交流接觸器器KM停止停止啟動啟動自鎖輔助觸點自鎖輔助觸點KMSB2KMSB1停止停止按鈕按鈕單向連續(xù)運轉(zhuǎn)控制原理圖單向連續(xù)運轉(zhuǎn)控制原理圖M3KMFUQKHM3KH啟動啟動按鈕按鈕熱繼電器熱繼電器過載保護過載保護自鎖自鎖觸點觸點連續(xù)運轉(zhuǎn)連續(xù)運轉(zhuǎn)有短路保護、過載有短路保護、過載(熱熱)保保護、失壓護、失壓

16、 (或欠壓或欠壓)保護。保護。合上開關(guān)合上開關(guān)Q 起動起動控制原理控制原理KM輔助觸點閉合自鎖。輔助觸點閉合自鎖。按下起動按鈕按下起動按鈕SB2 , KM線圈通電，線圈通電，KM主觸點閉合，主觸點閉合， 電動機運轉(zhuǎn)。電動機運轉(zhuǎn)。通電通電轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動KMKH3MFUQKHKM.KMSB1SB2.KMSB2KMSB1KMFUQKHM3KH動作過程：動作過程：3 手按按鈕手按按鈕SB1 KM線圈斷電線圈斷電 主觸點及輔助觸點斷開主觸點及輔助觸點斷開 電機停電機停合上刀開關(guān)合上刀開關(guān)Q1手按按鈕手按按鈕SB2 KM線圈通電線圈通電 KM主觸點、輔助觸點閉合主觸點、輔助觸點閉合 電機轉(zhuǎn)動電機轉(zhuǎn)動2 松開按鈕

17、松開按鈕SB2 電機仍轉(zhuǎn)動電機仍轉(zhuǎn)動(自鎖環(huán)節(jié)自鎖環(huán)節(jié)) 只要將電動機與電源相連的三根導(dǎo)線，任意對只要將電動機與電源相連的三根導(dǎo)線，任意對調(diào)兩根，就可實現(xiàn)電動機反轉(zhuǎn)。調(diào)兩根，就可實現(xiàn)電動機反轉(zhuǎn)。具體控制由兩個交流接觸器具體控制由兩個交流接觸器KMF，KMR完成。完成。正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)M3L1L2L3U1V1W1反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)M3L1L2L3U1V1W1KMRL1KMFFUQL2L3M3互鎖：互鎖：在同一時間內(nèi)，在同一時間內(nèi)，兩個接觸器只允許一個兩個接觸器只允許一個通電工作的控制作用，通電工作的控制作用，稱為稱為“互鎖互鎖”（聯(lián)鎖聯(lián)鎖）。）。 為避免正、反轉(zhuǎn)接為避免正、反轉(zhuǎn)接觸器同時工作造成主電觸器同時工作造

18、成主電路短路，要在控制電路路短路，要在控制電路中加中加互鎖互鎖。KMRL1KMFFUQL2L3M3M3L1KMFFUQKHL2L3KMRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSBRKH互鎖互鎖KMRKMF利用接觸器的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制利用接觸器的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制電氣聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖缺點：缺點： 改變轉(zhuǎn)向時必須先按停止按鈕。改變轉(zhuǎn)向時必須先按停止按鈕。解決措施：解決措施：在控制電路中加入機械連鎖。在控制電路中加入機械連鎖。KMF通電通電閉合閉合閉合閉合動畫動畫小結(jié)：小結(jié)：電動機正反轉(zhuǎn)控制電路圖電動機正反轉(zhuǎn)控制電路圖互鎖作用：互鎖作用：使正轉(zhuǎn)使正轉(zhuǎn)接觸器接觸器KMF和和反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)接觸接觸 器器KMR不能同時

19、工作，避免主不能同時工作，避免主 電路短路。電路短路。自鎖作用：自鎖作用：保持電動機連續(xù)運轉(zhuǎn)保持電動機連續(xù)運轉(zhuǎn)。注意：注意：對同一個電器的線圈、觸點要用同一文字符對同一個電器的線圈、觸點要用同一文字符 號表示，如號表示，如KMF、KMR、KH等等。 保護措施：保護措施：熔斷器熔斷器FU實現(xiàn)實現(xiàn)短路保護短路保護； 熱繼電器熱繼電器KH實現(xiàn)實現(xiàn)過載過載(熱熱)保護保護； 接觸器接觸器KM實現(xiàn)實現(xiàn)失壓失壓(或欠壓或欠壓)保護保護。正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路3MKHFUQ.KHKMRSB1SBFKMFSBRKMRKMRKMFKMR兩地控制兩地控制：為實現(xiàn)多地控制，控制電路中必須有多組按鈕。為實現(xiàn)多地

20、控制，控制電路中必須有多組按鈕。各啟動按鈕并聯(lián)；各停止按鈕串聯(lián)。各啟動按鈕并聯(lián)；各停止按鈕串聯(lián)。KMKMSB3點動按鈕點動按鈕SB3的作用：的作用：復(fù)合按鈕復(fù)合按鈕(1) 使接觸器線圈使接觸器線圈KM通電；通電；(2) 使線圈使線圈KM不能自鎖。不能自鎖。SB1 停止按鈕停止按鈕SB2 連續(xù)運轉(zhuǎn)按鈕連續(xù)運轉(zhuǎn)按鈕SB3 點動按鈕點動按鈕SB3點動時：點動時：自鎖觸點不起作用自鎖觸點不起作用SB3電機停轉(zhuǎn)電機停轉(zhuǎn)實現(xiàn)點動實現(xiàn)點動用途用途:試車、檢修以及車床主軸的調(diào)整等。試車、檢修以及車床主軸的調(diào)整等。 行程開關(guān)行程開關(guān)(限位開關(guān)限位開關(guān)) 結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其

21、動作要由機械撞擊。用用于于自動往返控制自動往返控制或或限位保護限位保護等。等。 結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖外形外形常開常開常閉常閉圖形符號：圖形符號：前進前進(正轉(zhuǎn)）正轉(zhuǎn)）12按按SBF時時KMF通電通電自動往返運動：自動往返運動：電機正轉(zhuǎn)電機正轉(zhuǎn)工作臺前進工作臺前進擋塊擋塊1撞擊撞擊STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBRKMF斷電斷電KMR通電通電停止正轉(zhuǎn)停止正轉(zhuǎn)(工作臺后退工作臺后退) 根據(jù)延時的方式不同，可分為電磁式、空氣式根據(jù)延時的方式不同，可分為電磁式、空氣式及電子式等時間繼電器。及電子式等時間繼電器。 時間繼電器時間繼電器 根據(jù)時間的變化信號使觸點接通和斷

22、開的一種根據(jù)時間的變化信號使觸點接通和斷開的一種控制電器?？刂齐娖?。從得到輸入信號從得到輸入信號(線圈通電或斷電線圈通電或斷電)起，起，它的觸點要經(jīng)過一段預(yù)先整定好的時間才動作，這它的觸點要經(jīng)過一段預(yù)先整定好的時間才動作，這一段時間，稱為一段時間，稱為延時延時。適用于定時控制。適用于定時控制。+結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖銜鐵銜鐵直流電磁式時間繼電器直流電磁式時間繼電器工作原理：工作原理：當(dāng)銜鐵未吸當(dāng)銜鐵未吸合時，磁路氣隙大，線圈合時，磁路氣隙大，線圈電感小，通電后激磁電流電感小，通電后激磁電流很快建立，將銜鐵吸合，很快建立，將銜鐵吸合，繼電器觸點立即改變狀態(tài)。繼電器觸點立即改變狀態(tài)。而當(dāng)線圈斷電時，鐵心中而當(dāng)線圈斷電時，鐵心中的磁通將衰減，磁通的變的磁通將衰減，磁通的變化將在銅套中產(chǎn)生感應(yīng)電化將在銅套中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，動勢，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻止磁通衰減，當(dāng)磁通下阻止磁通衰減，當(dāng)磁通下降到一定程度時，銜鐵才降到一定程度時，銜鐵才能釋放，觸點改變狀態(tài)。能釋放，觸點改變狀態(tài)。因此繼電器吸合時是瞬時因