控制電器及控制電路課件

1、電 工 學第8 章 繼電接觸控制8.1 電器的分類8.2 常用低壓控制電器8.3 電動機的基本控制8.4 行程控制8.5 時間控制8.6 順序控制本章要求：1.了解常用低壓電器的結構、功能和用途。 熟練掌握各控制電器的圖形符號和文字符號。2. 熟練掌握電動機點動、單向連續(xù)運轉和正反 轉控制線路。3. 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。5. 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、能設計簡單 的控制電路。概述 應用電動機拖動生產機械，稱為電力拖動。利用繼電器、接觸器實現(xiàn)對電動機和生產設備的控制和保護，稱為繼電接觸控制。 實現(xiàn)繼電

2、接觸控制的電氣設備，統(tǒng)稱為控制電器，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，基本的控制環(huán)節(jié)和保護環(huán)節(jié)的典型線路。手動電器自動電器刀開關按鈕熔斷器接觸器繼電器熱繼電器時間繼電器8.1 電器的分類常用低壓電器1 刀開關：常見的手動電器，用來接通或分斷電路，一般作電源隔離開關。文字符號：Q(quench)電氣圖形符號：Q8.2 常用低壓控制電器2 轉換開關3 按鈕手動切換電器，常用于接通和斷開控制電路。但它與刀開關有區(qū)別。結構外形常閉觸點常開觸點復位彈簧支柱連桿常閉觸點觸橋常開觸點外殼按鈕帽 文字符號： SB (Switch Button)4SBSBSB結構圖形符號名稱常閉

3、按鈕(停止按鈕)常開按鈕(啟動按鈕)復合按鈕12341234 熔斷器圓形帽熔斷器快速熔斷器螺旋式熔斷器熔斷器結構：作用：用于低壓線路中的短路保護。當用電設備發(fā)生短路故障時能自動切斷電路。結構：核心部分是熔體，由電阻率 較高，易熔的合金制成。熔斷器動作原理：熔體與被保護的電路串聯(lián)，當短路或嚴重過載時，通過熔體的電流過大，熔體因過熱而熔化斷裂，達到切斷電路，保護用電設備的目的。圖形符號：文字符號： FU(fuse)FU閘刀開關QFU一種短路保護電器。電路連接：5 低壓斷路器作用：是一種利用電磁鐵的電磁吸力來操作的電磁 開關,用于頻繁地接通和分斷帶有負荷的電路。6 接觸器五個常開觸點，兩個常閉觸點

4、常閉觸點常開觸點線圈靜鐵心動鐵心結構示意圖：結構和原理結構：接觸器主要由電磁鐵 和觸點（常開觸點和 常閉觸點）兩部分組成。原理：當線圈3通電時，產生電磁力，將動鐵心5吸合，同時帶動與動鐵心相連的動觸點移動，是常閉觸點1斷開，常開觸點2接通。當線圈斷電時，電磁力消失，在彈簧力的作用下動鐵芯被釋放，各觸點又恢復到原來位置。7 繼電器 繼電器和接觸器的結構和工作原理大致相同。主要區(qū)別在于： 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，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。是根據控制量信號的變化使觸點接通或斷開的一種控制電器。按工作原理分：電磁式、感應式、機械式、

5、電動式、 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 器、溫度繼電器、壓力繼電器外形 結構 熱繼電器是一種過載保護 (熱保護)電器。結構：熱繼電器主要由發(fā)熱元件和熱開關組成。結構示意圖熱元件環(huán)繞在膨脹系數(shù)不同的雙金屬片上，接入主電路中。熱開關為常閉觸點，串聯(lián)在控制電路中。扣板圖形符號：KH熱元件熱開關(常閉觸點)KH文字符號： KH雙金屬片發(fā)熱元件常閉觸點 發(fā)熱元件接入電機主電路，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，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸點斷開。動作原理熱慣性 KH不能作短路保護。在電機啟動或短時小量過載時， KH不動作。注意功能：過載保護

6、熱繼電器扣板雙金屬片發(fā)熱元件常閉觸點8 行程開關 結構與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。用于自動往返控制或限位保護等。 未撞擊撞擊結構示意圖外形ST常開常閉ST圖形符號：8.3 電動機的基本控制 在電工技術中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結構和實際位置，突出的是電氣原理。原理圖繪制原則及讀圖方法：1. 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(被控制負載所在電路)和控制 電路組成。 3. 屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和 觸點)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

7、的正常狀態(tài)畫出，即按通電前的狀態(tài)繪制。5. 與電路無關的部件（如鐵心、支架、彈簧等）在 控制電路中不畫出。分析和設計控制電路時應注意以下幾點： 使控制電路簡單，電器元件少，而且工作又要準 確可靠；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；必須保證每個線圈的額定電壓，不能將兩個線圈 串聯(lián)。電動機的保護 短路保護：是因短路電流會引起電器設備絕緣損壞產生強大的電動力，使電動機和電器設備產生機械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。 通常采用熔斷器 FU和過流繼電器等。 過載保護：是為防止三相電動機在運行中電流超過額定值而設置的保護。 常采用熱繼電器KH保護，也可采用自動開關和電流繼電

8、器保護。 失壓保護 ： 電動機工作時，欠壓引起電流增加甚至使電動機停轉，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動機停轉，在電源電壓恢復時，電動機可能自動重新起動(亦稱自起動)，易造成人身或設備故障。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：對接觸器實行自鎖；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護。8.3.1 電動機點動控制接線圖熔斷器FU交流接觸器KM刀開關Q按鈕SBSBM321點動控制：按下按鈕，電機運轉，松開按鈕 ，電機停轉。點動動作過程:啟動：合上刀開關Q 按下按鈕SB 接觸器線圈KM通電 動鐵芯被吸合主觸點KM閉合 電動機M運轉停車：松開按鈕SB 接觸器線圈KM斷電 主觸點KM斷開

9、電動機M停轉 保護作用：短路保護（熔斷器FU）8.3.2 直接起動單向連續(xù)運行控制自鎖的作用：保持電動機連續(xù)運轉。方法：欲使電動機啟動后連續(xù)運轉，必須在啟動按鈕兩端并聯(lián)一個接觸器KM的常開輔助觸點,這個輔助觸點亦稱自鎖觸點。 連續(xù)運轉控制： 按下啟動按鈕，電機運轉，松開啟 動按鈕，電機仍運轉，按下停止按鈕，電機停轉。單向連續(xù)運轉控制 接線圖熱繼電器KHSB1SB2M321刀開關Q熔斷器FU交流接觸器KM停止啟動自鎖輔助觸點KMSB2KMSB1停止按鈕單向連續(xù)運轉控制原理圖M3KMFUQKHM3KH啟動按鈕熱繼電器過載保護自鎖觸點連續(xù)運轉有短路保護、過載(熱)保護、失壓 (或欠壓)保護。KM合上

10、開關Q 起動控制原理KM輔助觸點閉合自鎖。按下起動按鈕SB2 , KM線圈通電，KM主觸點閉合， 電動機運轉。通電轉動KM主電路 KH3MFUQQKHKM.KMSB1SB2.控制電路KMSB2KMSB1KMFUQKHM3KH動作過程：3 手按按鈕SB1 KM線圈斷電 主觸點及輔助觸點斷開 電機停合上刀開關Q1手按按鈕SB2 KM線圈通電 KM主觸點、輔助觸點閉合 電機轉動2 松開按鈕SB2 電機仍轉動(自鎖環(huán)節(jié))8.3.3 電動機正反轉控制* 只要將電動機與電源相連的三根導線，任意對調兩根，就可實現(xiàn)電動機反轉。具體控制由兩個交流接觸器KMF，KMR完成。正轉M3L1L2L3U1V1W1反轉M3

11、L1L2L3U1V1W1KMRL1KMFFUQL2L3M3 互鎖：在同一時間內，兩個接觸器只允許一個通電工作的控制作用，稱為“互鎖”（聯(lián)鎖）。 為避免正、反轉接觸器同時工作造成主電路短路，要在控制電路中加互鎖。KMRL1KMFFUQL2L3M3M3L1KMFFUQKHL2L3KMRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSBRKH互鎖KMRKMF利用接觸器的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制電氣聯(lián)鎖 缺點： 改變轉向時必須先按停止按鈕。解決措施：在控制電路中加入機械連鎖。KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當電機正轉時，按下反轉按鈕SBR斷開斷電閉合通電斷開停止正轉閉合閉合電機反轉動畫小結：電動機正

12、反轉控制電路圖互鎖作用：使正轉接觸器KMF和反轉接觸 器KMR不能同時工作，避免主 電路短路。自鎖作用：保持電動機連續(xù)運轉。注意：對同一個電器的線圈、觸點要用同一文字符 號表示，如KMF、KMR、KH等。 保護措施：熔斷器FU實現(xiàn)短路保護； 熱繼電器KH實現(xiàn)過載(熱)保護； 接觸器KM實現(xiàn)失壓(或欠壓)保護。正反轉控制線路3MKHFUQ.KMFKHKMRSB1SBFKMFSBRKMRKMRKMFKMR例：下圖所示的鼠籠式電動機正反轉控制線路中 有幾處錯誤，請改正之。兩地控制：為實現(xiàn)多地控制，控制電路中必須有多組按鈕。8.3.4 多地控制各啟動按鈕并聯(lián)；各停止按鈕串聯(lián)。既能點動又能連續(xù)工作的控制

13、電路KMSB2KHKMSB1SB3點動按鈕SB3的作用：復合按鈕(1) 使接觸器線圈KM通電；(2) 使線圈KM不能自鎖。SB1 停止按鈕SB2 連續(xù)運轉按鈕SB3 點動按鈕KMSB2FRKMSB1SB3后閉合先斷開按下SB3閉合電機運轉點動時：自鎖觸點不起作用通電KMSB2FRKMSB1SB3先斷開后閉合斷開斷電松開SB3電機停轉實現(xiàn)點動用途:試車、檢修以及車床主軸的調整等。8.4 行程控制 行程開關(限位開關) 結構與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。用于自動往返控制或限位保護等。 未撞擊撞擊結構示意圖外形ST常開常閉ST圖形符號：STbSTa前進(正轉）后退12按SBF時KMF通電(常閉斷

14、開，常開閉合)自動往返運動：擋塊電機正轉工作臺前進擋塊1撞擊STb行程開關SBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBRKMF斷電KMR通電停止正轉 電機反轉(工作臺后退) 根據延時的方式不同，可分為電磁式、空氣式及電子式等時間繼電器。 時間繼電器 根據時間的變化信號使觸點接通和斷開的一種控制電器。從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，它的觸點要經過一段預先整定好的時間才動作，這一段時間，稱為延時。適用于定時控制。8.5 時間控制+結構示意圖阻尼銅套銜鐵直流電磁式時間繼電器工作原理：當銜鐵未吸合時，磁路氣隙大，線圈電感小，通電后激磁電流很快建立，將銜鐵吸合，繼電器觸點立即改變狀

15、態(tài)。而當線圈斷電時，鐵心中的磁通將衰減，磁通的變化將在銅套中產生感應電動勢，并產生感應電流，阻止磁通衰減，當磁通下降到一定程度時，銜鐵才能釋放，觸點改變狀態(tài)。因此繼電器吸合時是瞬時動作，而釋放時是延時的，故稱為斷電延時。斷電延時時間繼電器文字符號： KT(Time)空氣式時間繼電器通電線圈常開觸點進氣孔常閉結構示意圖通電延時時間繼電器圖形符號：常開觸點 KT常閉觸點 KT線圈 KT 兩臺電機，要求M1先啟動后，經過 一定的 延時，M2自行啟動。按SB1閉合再按SB2閉合M1轉動M2轉動 兩臺電機，要求 M1啟動后才能啟動M28.6 電動機的順序控制KM1FUQKM2M1M233.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2.閉合通電通電閉合M13這樣的順序控制是否合理？ 兩電機各自要有獨立的電源；這樣接