继电器控制电路课件

继电器及控制电路部分4.电动机的顺序启动1.常用控制电器2.鼠笼式电动机直接起动的控制线路3.鼠笼式电动机正反转的控制线路5.电动机的降压启动6.电动机的能耗制动M3~一般大功率的电机，启动频繁的电机，在启动时会产生电火花，提别是煤矿企业，更要防止电气设备启动、工作时产生电火花，一般利用交流接触器启动……3~M一般小功率电动机可以用刀闸或用组合开关起停，如图：1.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。(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按钮帽按钮开关的结构和符号2接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。(a)电磁交流接触器(b)真空交流接触器2.1电磁交流接触器电磁交流接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。具有灭弧作用，我矿井上配电柜常用，锅炉房控制柜等~M3~线圈辅助触点铁心衔铁电源电机主触点常闭常开弹簧控制按钮2.2真空交流接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。灭弧能力强，主触点电火花不外露，使用于煤矿井下，我矿的高低压馈电开关、120、80开关均为此。线圈辅助触点(行程开关）铁心衔铁主触点弹簧现在我矿井下开关是用真空交流接触器，触点在真空管内符号线圈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符号表示动合(常开)主触点KM真空灭弧性能好3继电器

继电器和电磁交流接触器的结构和工作原理大致相同。

3.1.电流及电压继电器电流继电器：可用于过载或过流保护，主要区别在于：接触器的主触点可以通过大电流；继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。电压继电器：主要作为欠压、失压保护。3.2.中间继电器

中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路。通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电气设备或其他电气执行元件。KA线圈常开触头KA常闭触头KA3.3.时间继电器

是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时控制+直流电磁式结构图阻尼铜套衔铁工作原理：当衔铁未吸合时，磁路气隙大，线圈电感小，通电后激磁电流很快建立，将衔铁吸合，继电器触点立即改变状态。而当线圈断电时，铁心中的磁通将衰减，磁通的变化将在铜套中产生感应电动势，并产生感应电流，阻止磁通衰减，当磁通下降到一定程度时，衔铁才能释放，触头改变状态。因此继电器吸合时是瞬时动作，而释放时是延时的，故称为断电延时。(1)直流电磁式时间继电器通电延时的空气式时间继电器结构示意图常开触头延时闭合常闭触头延时打开延时开关瞬动开关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)空气式时间继电器杠杆(3)电子式时间继电器电子式时间继电器具有体积小、重量轻、结构紧凑、延时范围广、延时精度高、可靠性好、寿命长等特点，在启动柜自动控制场合作延时控制元件。我矿在很多启动柜及部分80开关中用到。

时间继电器触头类型常闭触点通电瞬间打开，断电延时闭合常闭触点常开触点常开触点通电延时闭合，断电瞬间打开常闭触点通电延时断开，断电瞬间闭合常开触点通电瞬间闭合，断电延时打开瞬动开关延时开关4.热继电器热继电器的作用：用于电动机的过载保护。热继电器外形与结构(a)外形(b)结构~发热元件接入电机主电路，其常闭触点串接于控制回路，若电机长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。发热元件杠杆热继电器原理工作原理结构原理图双金属片常闭触头不同金属的热膨胀系数不同。5.熔断器符号FU用于低压线路中的短路（过流）保护。常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器（老80开关保险管）和有填料式熔断器（高压保险管。在选择保险丝或保险片时，一定要根据电路中的正常工作电流值，若选择过大，则起不到保险作用。井下的馈电开关、80开关中控制变压器的一次保险一般为0.5A，二次保险不超过5A，否则起不到保护作用。保险丝（片）是用电阻率大熔点低的特殊材料制成，不能用铜或铁丝代替保险丝。保险丝(片)的选择熔断器额定电流IF的选择(1)电灯、电炉等电阻性负载IF>IL(3)频繁起动的电机(2)单台电机用于自动往复控制或限位保护等。6.行程开关(限位开关)(b)示意图结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。未撞击撞击(a)外形图ST常开触点常闭触点ST(c)符号可实现过流、失压保护。7.自动空气断路器(自动开关)锁钩主触点手动闭合过流脱扣器欠压脱扣器自动空气断路器原理图释放弹簧连杆装置可实现短路、过载、失压保护。8.自动空气断路器(自动开关)主触点手动闭合自动空气断路器原理图释放弹簧锁钩过流保护失压保护过载保护在电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，突出的是电气原理。电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：1.按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。2.控制线路由主电路(被控制负载所在电路)和控制电路(控制主电路工作状态)组成。3.

属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但必须标注相同的文字符号。在绘图读图时应注意4.所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下的正常状态画出，即按通电前的状态绘制。5.

与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等)在控制电路中不画出。分析和设计控制电路时应注意以下几点：使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准确可靠。(2)尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一个电器的控制电路。(3)必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。熔断器FU交流接触器KM组合开关Q按扭SBSB1SB235热继电器FRM3～421实例电路1.鼠笼式电动机直接起动的控制线路1.直接起动(a)结构图主电路控制电路鼠笼式电动机直接起动的控制线路(1)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(b)原理图控制电路一、直接起动电动机的保护SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..热继电器过载保护保险丝短路保护接触器零压、欠压保护热继电器动断触点主电路控制电路电动机的保护

短路保护是因短路电流很大，会引起电器设备的烧坏，另外产生强大的电动力，会使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通常采用熔断器FU和过流继电器等。

欠压是指电动机工作时，引起电流增加甚至使电动机停转，失压(零压)是指电源电压消失而使电动机停转，电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动(亦称自起动)易造成人身或设备故障。常用的失压和欠压保护有：对接触器实行自锁；空气开关中的失压脱扣线圈。

过载保护是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。电机综合保护：现在我矿井下电动机综合保护器（JDB），更能有效的保护电动机的过载、断相、短路、接地等故障，但必须使用规范、整定合理。KMFRKM..KMSB1SB2..控制电路合上开关Q起动(2)控制原理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。通电转动KM主电路FR3~MFUQQ合上开关Q(2)控制原理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松开起动按钮SB2利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁（自保）自锁KMFRKM..KMSB1SB2..控制电路停止(2)控制原理通电转动KM主电路FR3~MFUQQ

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)控制原理转动停车

停转FRKM..KMSB1SB2..控制电路通电主电路FRFUQ3~MQ断电KM想一想：像车间的行车一样实现电动机的点动控制，该怎么办？1.电动机的点动控制

合上开关Q按下起动按钮SB2,KM线圈通电，松开起动按钮SB2,KM线圈断电，电动机停止工作。FRKM..SB1SB2..控制电路主电路FRFUQ3~MQKM想一想：怎样让电动机即可点动，又能连续工作呢？2.既能连续工作又能点动的控制电路按下连续工作起动按钮SB2

，KM得电吸合并自保，电动机连续运转。点动按钮SB3的作用：(1)使接触器线圈KM通电；(2)使线圈KM不能自锁(3)电动机实现点动控制KMSB2FRKMSB1~SB3复合按钮SB32.既能长期工作又能点动的控制电路KMSB2FRKMSB1~SB3后闭合先断开按下SB3闭合电机运转点动时：自锁触点不起作用通电SB3KMSB2FRKMSB1~SB3先断开后闭合断开断电2.既能长期工作又能点动的控制电路松开SB3例如：甲、乙两地同时控制一台电机方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。3.电动机的直接起动----多地点控制乙地甲地KMSB1甲SB2甲KMSB1乙SB2乙~FR电动机的顺序控制在实际生产生活中,有些情况下需要多台电动机有顺序的启动,如我矿锅炉房控制柜,对引凤电机和鼓风电机就是这样,引风电机不开时,鼓风电机就不能工作；当引风电机工作时，鼓风电机可以工作。在井下皮带运输中，前一部皮带不开，后一部就不能开，否则将会出现堆媒现象。那么，我们怎样实现电动机的顺序启动控制呢？KM1FUQKM2M1M23~3~.TA1SB1KM1KM1SB2KM2KM21.控制顺序：M1起动后M2才能起动。M2既不能单独起动，但能单独停车。锅炉房的引风电机与鼓风电机就是这种情况。实例电路2.电机的顺序控制....TA2KM1KM1FUQKM2M1M23~3~.TA1SB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1再按SB2启动过程：M1转动实例电路2.电机的顺序控制M2转动....TA2KM1通电闭合闭合闭合闭合通电闭合控制顺序：M1起动后M2才能起动。M2既不能单独起动，但能单独停车引风开启鼓风开启KM1FUQKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM22.控制顺序：M1起动后M2才能起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。实例电路2.电机的顺序控制....KM1FUQKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1通电闭合再按SB2闭合通电闭合闭合1.控制顺序：M1起动后M2才能起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。M1转动实例电路2.电机的顺序控制M2转动....M13~这样的顺序控制是否合理？两电机各自要有独立的电源；这样接，主触头(KM1)的负荷过重。KM1KM2M23~思考＃2电机M2＃1电机M1控制要求：1.M1起动后，M2才能起动，2.M2停车后，M1随即停车顺序控制KM2SBKM2SBKM1FR1FR2KM1

例1：井下两条皮带机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免媒堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时:M1起动后M2才能起动；停车时:M2停车后M1随即停车。应如何实现控制？起动：通电通电闭合闭合SBKM1FR1

例：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时:M1起动后M2才能起动；停车时:M2停车后M1才能停车。应如何实现控制？KM2SBKM2FR2KM1停止：断电断电断开断开实例电路3.鼠笼式电动机正反转的控制线路将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使电动机反转。

需要用两个接触器来实现这一要求。

当正转接触器工作时，电动机正转；

当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。SBF和SBR决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。正反转的控制线路3~MFRFU正转触点KMF.FRQKMFSB..SBFKMFKMR正转接触器正转按钮反转接触器KMFSBRKMRKMR....KMR......反转按钮反转触点反转启动过程：合上空气开关Q，按反转启动按钮SBR反转接触器吸合KMR，电动机反转。正反转的控制线路3~MFRFU正转触点KMF.FRQKMFSB..SBFKMFKMR正转接触器正转按钮反转接触器KMFSBRKMRKMR....KMR......反转按钮反转触点得电正反转的控制线路3~MFRFUKMRKMFKMF.KMRFRQKMFSB..SBFKMF

正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作。否则将发生短路。因此，必须利用联锁（电气、或机械），防止短路事故的发生。SBRKMRKMR..........按下SBFSBKMF在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为“联锁”。“联锁”触点利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。缺点：改变转向时必须先按停止按钮。解决措施：在控制电路中加入机械连锁。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通电断开断电电机正转闭合KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR当电机正转时，按下反转按钮SBR先断开断电闭合通电断开停止正转闭合闭合电机反转KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR按下反转按钮SBR先断开断电闭合通电断开停止正转闭合自保闭合电机反转当电机正转时断开机械联锁电气联锁利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。鼠笼式电动机正反转的控制线路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMRKMFUQFR电机绕组U1U2V1V2W1W2KM-YU1V1W1U2V2W2YW2V1V2U2W1U1KM-主电路实例电路4.电动机Y–启动

KM-Y闭合，电机接成Y形；

KM-闭合，电机接成形。实例电路4.电动机Y–启动

1.Y–换接起动控制线路Y接法KM3KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2通电延时继电器通电延时断开通电瞬时闭合复合按钮实例电路4.电动机Y–启动

Y接法KM3KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2Y接起动过程注：Y接起动过程中，KM1、KT、KM3是同时得电的。实例电路4.电动机Y–启动

Y–起动换接过程Y接法KM3KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2Y–变换时，KM2先闭合，KM1后闭合。通电通电.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电起动过程：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联接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KT通电KM3通电KM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y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,电机仍处于Y接起动状态。KM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y联接通电通电SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电KM1断电常开断开常闭闭合当KT常闭触点延时断开时断电KM1接通电源KM2—绕组联接KM3—绕组Y联接通电通电SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电断电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SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电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接断开通电电机接运行KM1通电在电机运行过程中，时间继电器始终工作。KMFUQFRU1U2V1V2W1W2KM-YKM-KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMY－起动控制电路FR~2.星角启动主回路控制回路KMFUQFRU1U2V1V2W1W2KM-YKM-KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMY－起动控制电路FR~2.星角启动Y接起动过程KMFUQFRU1U2V1V2W1W2KM-YKM-KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMY－起动控制电路FR~2.星角启动Y－起动结束，电动机△运行，时间继电器停止工作。实例电路5.1电动机自耦变压器降压启动

KM1KM3FUQ.SB1SB2KTKM1KTKTKTKM2KM2KM33~MKM3电动机自耦变压器降压启动过程

KM1FUQ.SB1SB2KTKM1KTKTKTKM2KM2KM33~M实例电路5.2电动机自耦变压器降压启动KM1KM3FUQ.SB1SB2KTKM1KTKTKTKM2KM2KM33~MKM3KM3电动机自耦变压器降压启动过程KM1KM3FUQ.SB1SB2KTKM1KTKTKTKM2KM2KM33~MKM3KM3KMFUQ.3~MvAAAK3G2K2G1G3G4K1K4K6K5G6G5K3G3K1G2G1K2G4K4G5K5G6K6KMJ11J21J31J12J22J32PLC软启动控制板启动停止KMKM数码管显示设置按钮晶闸管PLC控制线路板实例电路6：电动机的软启动

通过晶闸管的控制极G，控制晶闸管的导通角，改变正弦波输出波形图，降低电压的有效值，减小启动电流。软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器（控制导通角来改变电压的有效值），将其接入电源和电动机定子之间。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压下工作，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。实例电路7.鼠笼式电动机能耗制动控制线路断电延时继电器直流电源断电延时断开....SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2..KM2FU23~MFRKM1QFU1鼠笼式电动机工作状态时：....SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2..KM2FU23~MFRKM1QFU1