注册设备工程师年培训课件chaer可编程控制器lc

第11章继电接触控制系统11.4行程控制11.1常用控制电器11.2鼠笼式电动机直接起动的控制线路11.3鼠笼式电动机正反转的控制线路11.5时间控制本章要求：1.了解常用低压电器的结构、功能和用途。2.掌握自锁、联锁的作用和方法。3.掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。4.掌握基本控制环节的组成、作用和工作过程。能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单的控制电路。第11章继电接触控制系统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。本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控制环节和保护环节的典型线路。第11章继电接触控制系统

实现继电接触控制的电气设备，统称为控制电器，如刀闸、按钮、继电器、接触器等。下面介绍常用控制电器的用途及电工表示符号。11.1常用控制电器11.1.1组合开关组合开关又称转换开关，由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。图11.1.1为用转换开关实现三相电动机起停控制的接线图。转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，利于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，电流100A以下的电路中做电源开关。M3~图11.1.1用组合开关起停电动机的接线图11.1.2按钮(手动切换电器)(b)结构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。按钮开关的外形和符号(a)外形图常闭触点常开触点复位弹簧支柱连杆常闭静触头桥式静触头常开静触头外壳4SBSBSB结构符号名称常闭按钮(停止按钮)常开按钮(起动按钮)复合按钮1234123按钮帽动画交流接触器的外形与结构11.1.3接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。(a)外形(b)结构11.1.3接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。~M3~线圈辅助触点铁心衔铁电源电机主触点常闭常开动画弹簧符号线圈KM用于主电路流过的大电流(需加灭弧装置)用于控制电路流过的小电流(无需加灭弧装置)KM动合(常开)辅助触点动断(常闭)辅助触点KM属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。动合(常开)主触点KM常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。如CJ10系列主触点额定电流5、10、20、40、75、120A等数种；额定工作电压通常是220V或380V。11.1.4继继电器器继电器器和接接触器器的结结构和和工作作原理理大致致相同同。主要区区别在在于：：接触器器的主主触点点可以以通过过大电电流；；继电器器的体体积和和触点点容量量小，，触点点数目目多，，且只只能通通过小电流流。所以以，继继电器器一般般用于于控制电电路中。1.电电流流及电电压继继电器器电流继继电器器：可用于于过载载或过过载保保护，，电压继继电器器：主要作作为欠欠压、、失压压保护护。2.中中间间继电电器中间继继电器器触头头容量量小，，触点点数目目多，，用于于控制线路路。通常用用于传传递信信号和和同时时控制制多个个电路路，也也可直接用用它来来控制制小容容量电电动机机或其其他电电气执执行元元件。。(b)符号KA线圈常开触头KA常闭触头KA(a)外外形形中间继继电器器外形形与符符号3.时时间继继电器器是从得得到输输入信信号(线圈圈通电电或断断电)起，，经过过一段段时间间延时时后才才动作作的继继电器器。适适用于于定时时控制制+直流电电磁式式结构构图阻尼铜铜套衔铁工作原原理：：当衔铁铁未吸吸合时时，磁磁路气气隙大大，线线圈电电感小小，通通电后后激磁磁电流流很快快建立立，将将衔铁铁吸合合，继继电器器触点点立即即改变变状态态。而而当线线圈断断电时时，铁铁心中中的磁磁通将将衰减减，磁磁通的的变化化将在在铜套套中产产生感感应电电动势势，并并产生生感应应电流流，阻阻止磁磁通衰衰减，，当磁磁通下下降到到一定定程度度时，，衔铁铁才能能释放放，触触头改改变状状态。。因此继继电器器吸合合时是是瞬时时动作作，而而释放放时是是延时时的，，故称称为断断电延延时。。(1)直流流电磁磁式时时间间继电电器a)通通电电延时时继电电器b)断断电电延时时继电电器KT线圈通电延时闭合常开触点KT通电延时断开常闭触点KTKT线圈(b)符号断电延时断开常开触点KT断电延时闭合常闭触点KT延时继继电器器的外外形与与结构构(a)外外形(2)空空气气式延延时继继电器器通电延延时的的空气气式时时间继继电器器结构构示意意图常开触头延时闭合常闭触头延时打开微动开开关2微动开开关1常开触头常闭触头线圈通电衔铁向下吸合连杆动作触头动作工作原理调节螺丝进气孔托板线圈动铁心恢复弹簧挡块释放弹簧活塞杆橡皮膜排气孔(2)空空气式式时间间继电电器断电延延时的的空气气式时时间继继电器器结构构示意意图常闭延时闭闭合常闭延时断断开常开触头常闭触头空气式式时间间继电电器的延延时范范围大大(有0.4~60s和和0.4~180s两种种)。。结构简简单，，但准准确度较较低。。时间继继电器器的型型号有有JS7-A和和JJSK2等等多种种类型型。11.1.5热热继继电器器用于电电动机机的过过载保保护。。热继电电器外外形与与结构构(a)外形(b)结构~发热元元件接接入电电机主主电路路，若若长时时间过过载，，双金金属片片被加加热。。因双双金属属片的的下层层膨胀胀系数数大，，使其其向上上弯曲曲，杠杠杆被被弹簧簧拉回回，常常闭触触点断断开。。发热元元件杠杆11.1.5热热继电电器工作原原理结构原原理图图双金属属片常闭触触头用于电电动机机的过过载保保护。。动画11.1.6熔熔断器器符号FU熔断器器额定定电流流IF的选择择(1)电电灯、、电炉炉等电电阻性性负载载IF>IL(3)频频繁起起动的的电机机(2)单单台电电机用于低低压线线路中中的短短路保保护。。常用的的熔断断器有有插入入式熔熔断器器、螺螺旋式式熔断断器、管管式熔熔断器器和有有填料料式熔熔断器器。用于自自动往往复控控制或或限位位保护护等。。11.1.7行行程程开关关(限位位开关关)(b)示意意图结构与与按钮钮类似似，但但其动作作要由由机械械撞击击。未撞击撞击(a)外形形图ST常开触点常闭触点ST(c)符号行程开开关的的外形形符号号可实现现短路路、过过载、、失压压保护护。11.1.8自自动空空气断断路器器(自动动开关关)锁钩主触点点手动闭闭合过流脱扣器欠压脱扣器衔铁释释放动画自动空空气断断路器器原理理图连杆装装置释放弹弹簧继电接接触控控制线线路由由一些些基本本控制制环节节组成成，下下面介介绍继继电接接触控控制线线路的的绘制制。在电工工技术术中所所绘制制的控控制线线路图图为原原理图图，它它不考考虑电电器的的结构构和实实际位位置，，突出出的是是电气气原理理。电器自自动控控制原原理图图的绘绘制原原则及及读图图方法法：1.按按国国家规规定的的电工工图形形符号号和文文字符符号画画图。。2.控控制制线路路由主主电路路(被被控制制负载载所在在电路路)和控制制电路路(控制制主电电路状状态)组成成。3.属同一一电器器元件件的不不同部部分(如接接触器器的线线圈和和触点)按其其功能能和所所接电电路的的不同同分别别画在在不同同的电路路中，，但必须标标注相相同的的文字字符号号。4.所有电电器的的图形形符号号均按按无电电压、、无外外力作作用下下的正常常状态态画出出，即即按通电电前的的状态态绘制制。5.与电路路无关关的部部件(如铁铁心、、支架架、弹弹簧等等)在在控控制电路路中不不画出出。分析和和设计计控制制电路路时应应注意意以下下几点点：使控制制电路路简单单，电电器元元件少少，而而且工工作又又要准准确可靠靠(2)尽尽可能能避免免多个个电器器元件件依次次动作作才能能接通通另一一个电器器的控控制电电路。。(3)必必须保保证每每个线线圈的的额定定电压压，不不能将将两个个线圈圈串联。。熔断器FU交流接触器KM组合开关Q按扭SBSB1SB235热继电器FRM3～42111.2鼠笼式式电动动机直直接起起动的的控制制线路路1.直直接起起动(a)结构构图主电路路控制电电路11.2鼠笼式式电动动机直直接起起动的的控制制线路路(1)电电路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..保险丝热继电器发热元件开关接触器主触点起动按钮停止按钮接触器线圈接触器辅助触点热继电器动断触点动画(b)原理理图控制电电路一、直直接起起动电动机机的保保护SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..热继电器过载保保护保险丝短路保保护接触器零压、、欠压压保护护热继电器动断触点主电路路控制电电路电动机机的保保护短路保保护是因短短路电电流会会引起起电器器设备备绝缘缘损坏产产生强强大的的电动动力，，使电电动机机和电电器设设备产产生机械械性损损坏，，故要要求迅迅速、、可靠靠切断断电源源。通常采用用熔断断器FU和过过流继继电器器等。欠压是指电电动机机工作作时，，引起起电流流增加加甚至至使电动动机停停转，，失压(零压压)是是指电电源电电压消消失而而使电动动机停停转，，在电电源电电压恢恢复时时，电电动机机可能能自动重重新起起动(亦称称自起起动)，易易造成成人身身或设设备故障。。常用的的失压压和欠欠压保保护有有：对对接触触器实实行自锁；；用低低电压压继电电器组组成失失压、、欠压压保护护。过载保保护是为防防止三三相电电动机机在运运行中中电流流超过额额定值值而设设置的的保护护。常采用用热继继电器器FR保护，，也可可采用用自动动开关关和电电流继继电器器保护护。KMFRKM..KMSB1SB2..控制电路合上开开关Q起动(2)控控制原原理KM辅辅助触触点闭闭合自自锁。。按下起起动按按钮SB2,KM线圈圈通电电，KM主触点闭合，电动机运转。通电转动KM主电路FR3~MFUQQ动画合上开开关Q(2)控控制原原理FRKM..KMSB1SB2..控制电路KM辅助触点闭合自锁。按下起动按钮SB2

,KM线圈通电，KM主触点闭合，电动机运转。通电起动KM转动主电路FR3~MFUQQ松开起起动按按钮SB2利用自自身辅辅助触触点，，维持持线圈圈通电电的作作用称称自锁锁自锁(2)控控制原原理FRKM..KMSB1SB2..控制电路通电主电路路FRFUQ3~MQ转动KM自锁停车

按下停止按钮SB1,

KM线圈断电KM主触点断开,电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。(2)控控制原原理转动停车

按下停止按钮SB1,

KM线圈断电KM主触点断开,电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。停转FRKM..KMSB1SB2..控制电路通电主电路FRFUQ3~MQ断电KM去掉KM辅辅助触触点,实实现现点动动控制制。2.既既能能长期期工作作又能能点动动的控控制电电路按下起起动按按钮，，电动动机运运转，，松开开起动动按钮钮，，电动机机停转转。点动按按钮SB3的作用用：(1)使使接触触器线线圈KM通通电；；(2)使使线圈圈KM不能能自锁锁。KMSB2FRKMSB1~SB3复合按按钮2.既既能能长期期工作作又能能点动动的控控制电电路KMSB2FRKMSB1~SB3后闭合合先断开开按下SB3闭合电机运运转点动时时：自锁触触点不不起作作用通电KMSB2FRKMSB1~SB3先断开开后闭合合断开断电2.既既能能长期期工作作又能能点动动的控控制电电路松开SB32.既既能能长期期工作作又能能点动动的控控制电电路KMSB2FRKMSB1~SB3松开SB3电机停停转实现点点动用途:试车车、检检修以以及车车床主主轴的的调整整等。。先断开后闭合断开断电KM1FUQKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1通电闭合再按SB2闭合通电闭合闭合1.控控制顺顺序：：M1起动后后M2才能起起动。。M2既不能能单独独起动动，也也不能能单独独停车车。M1转动3.电电机机的顺顺序控控制M2转动....动画M13~这样的顺序控制是否合理？两电机机各自自要有独独立的的电源；；这样样接，主主触头头(KM1)的负负荷过重重。KM1KM2M23~思考KM2SBKM2SBKM1FR1FR2KM1例1：：两条皮皮带运运输机机分别别由两两台鼠鼠笼异异步电电动机机拖动动，由由一套套起停停按钮钮控制制它们们的起起停。。为避避免物物体堆堆积在在运输输机上上，要要求电电动机机按下下述顺顺序起起动和和停止止：起动时时:M1起动后后M2才能起起动；；停车时时:M2停车后后M1才能停停车。。应如如何实实现控控制？？起动：：通电通电闭合闭合SBKM1FR1例：两条皮皮带运运输机机分别别由两两台鼠鼠笼异异步电电动机机拖动动，由由一套套起停停按钮钮控制制它们们的起起停。。为避避免物物体堆堆积在在运输输机上上，要要求电电动机机按下下述顺顺序起起动和和停止止：起动时时:M1起动后后M2才能起起动；；停车时时:M2停车后后M1才能停停车。。应如如何实实现控控制？？KM2SBKM2FR2KM1停止：：断电断电断开断开11.3鼠笼式式电动动机正正反转转的控控制线线路将电动动机接接到电电源的的任意意两根根线对对调一一下，，即可使使电动动机反反转。。需要用用两个个接触触器来来实现现这一一要求求。当正转转接触触器工工作时时，电电动机机正转转；当反转转接触触器工工作时时，将将电动动机接接到电电源的的任意两根根联线线对调调一下下，电电动机机反转转。SBF和SBR决不允允许同同时按按下，否则造造成电电源两两相短短路。。正反转转的控控制线线路3~MFRFU正转触触点KMR动画KMFKMF.KMRFRQKMFSB..SBFKMF正转接接触器器正转按按钮正反转转控制制电路路必须须保证证正转、反反转接接触器器不能能同时时动作作。反转接接触器器SBRKMRKMR..........反转按按钮反转触触点按下SBFSBKMF在同一一时间间内，，两个个接触触器只只允许许一个个通电电工作作的控控制作作用，，称为为“联锁”。“联锁锁”触触点利用接接触器器的触触点实实现联联锁控控制称称电气气联锁锁。缺点：：改变转转向时时必须须先按按停止止按钮钮。。解决措施：：在控制电电路中加入入机械连锁锁。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通电断开断电电机正转闭合机械联锁电气联锁利用复合按按钮的触点点实现联锁锁控制称机机械联锁。。鼠笼式电动动机正反转转的控制线线路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMRKMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR当电机正转转时，按下反转按按钮SBR先断开断电闭合通电断开停止正转闭合闭合电机反转11.4行程控制自动往返运运动：1.能正正向运行也也能反向运行2.到位位后能自动动返回行程控制：：控制某些机机械的行程程，当运动动部件到达达一定行程程位置时利利用行程开开关进行控控制。STaSTb电机正程限位开关STaSTb逆程STaSTb前进(正转）后退12按SBF时KMF通电(其常闭断断开，常开闭合)KMF断电KMR通电行程开关自动往返运运动：挡块动画电机正转工作台前进到达预定位置，挡块1撞击STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正转

电机反转(工作台后退)11.5时间控制1.Y–换接起动控控制线路Y接法KM3KM1FUQ接法动画.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2通电通电.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电通电延时继电器通电延时断开复合按钮起动过程：：按SB2KM1通电KM2断电绕组Y接KM2断电KM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y联联接常闭断开常开闭合常闭延时断断开电动机Y接接起动常闭断开常开闭合自锁KT通电KM3通电通电瞬时闭合KM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y联联接KT通电起动过程：按SB2KM1通电KM2断电绕组Y接KM2断电常闭断开常开闭合常闭延时断开电动机Y接起动常闭断开常开闭合自锁KM3通电通电通电.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电松开SB2,电机仍仍处于Y接接起动状状态。KM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y联联接通电通电SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电通电延时继电器通电延时断开KM1断电常开断开常闭闭合当KT常常闭触点延时断开开时断电复合按钮KM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y联联接通电通电SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电通电延时继电器通电延时断开复合按钮断电KM1断电常开断开常闭闭合当KT常闭触点延时断开时通电断电KM2通电常闭断开KM3断电常闭闭合绕组接Y接断开KM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y联接通电通电SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2