电工电子技术》——继电-接触器控制系统.ppt

第5章 继电-接触器控制系统 n5.1常用低压电器 n5.2三相异步电动机的基本控制 n5.3 三相异步电动机的行程控制 n5.4 三相异步电动机的时间控制 n5.5 控制线路的绘制原则及识图读图常识 5.1 常用低压电器 低压电器是指在交流及直流电压为1200V以下 时的电力线路中起保护、控制或调节等作用的电器 元件。 就其控制对象不同，低压电器分为配电电器和 控制电器两大类。 低压电器又可以根据触点的动力来源，分为手 动电器和自动电器。 5.1.1 手动电器 手动电器是指通过人力驱动使触点动作的电 器。例如刀开关、按钮、转换开关等。 1.低压开关 （1）刀开关。 开启式负荷开关。 开启式负荷开关又称为瓷底胶盖开关，简称闸 刀开关，适用于照明、电热设备及小容量电动机控 制线路中 。 其型号及含义如下所示。 结构和电路符号如下图所示。 系列开启式负荷开关及符号 封闭式负荷开关。 封闭式负荷开关又称铁壳 开关，主要用于手动不频繁地 接通和断开带负载的电路，也 可用于控制15kW以下的交流电 动机不频繁地直接启动和停止 。常用封闭式负荷开关的结构 如图5.2所示。它主要由刀开 关、熔断器、操作机构和外壳 组成。 （2）转换开关。 转换开关又叫组合开关，它体积小、灭弧性能 比刀开关好，接线方式多，操作方便，常用于交流 380V、直流220V以下的电气线路中 。 HZ10-10/3型转换开关结构 （3）自动空气开关 。 自动空气开关又称自动开关或自动空气断路器。 在低压电路中，用于分断和接通负荷电路，控制电 动机运行和停止。当电路发生过载、短路、失压、 欠压等故障时，它能自动切断故障电路，保护电路 和用电设备 的安全。 DZ5-20型自动空气开关 5.1.2 自动电器 1. 接触器 接触器是用来频繁地遥控接通或断开交、直流 主电路及大容量控制电路的自动控制电器。 （1）交流接触器。 交流接触器的种类很多，常用的有我国自行设计生 产的CJ0、CJ10、CJ20等系列。 CJ10系列交流接触器。 CJ10-20交流接触器的结构图与连接示意图 交流接触器的型号意义： (2)直流接触器。 直流接触器主要用于远距离接通和分断额定 电压440V、额定电流600A以下的直流电路或频 繁地操作和控制直流电动机的一种控制电器。 直流接触器主要由电磁机构和触点系统组 成。 直流接触器型号意义： (3)接触器的选择。 选择接触器类型。 选择接触器主触点的额定电压。 选择接触器主触点的额定电流。 选择接触器吸引线圈的电压。 选择接触器的触点数量及触点类型。 2.继电继电 器 继电器是一种根据电量或非电量(如电压、电流、 转速、时间、温度等)的变化，接通或断开控制电路 ，实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。 （1）电磁式继电器 。 电磁式继电器是应用最早的一种继电器，属于有触 点自动切换电器。它广泛应用于电力拖动系统中， 起控制、放大、联锁、保护与调节的作用，以实现 控制过程的自动化。 (2)中间继电器。中间继电器是将一个输入信号 变成一个或多个输出信号的继电器。 中间继电器结构 (3)电流继电器。根据电流值的大小而动作的继电 器称为电流继电器。 电磁式继电器结构 （4）电压继电器。根据电压大小而动作的继电器 称为电压继电器。 （5）热继电器。 热继电器是利用电流的热效应来推动动作机构， 使触点系统闭合或分断的保护电器，主要用于电动 机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护 及其他电气设备发热状态的控制。热继电器的形式 有许多种，其中以双金属片式用得最多。 （6） 时间继电 器。 5.2 三相异步电动机的基本控制 在工业生产中，几乎所有的生产机械都采用 电动机来拖动这种拖动方式称为电力拖动。 当前，生产上广泛采用继电器-接触器控制 系统。 在功能要求很多、控制系统很复杂时，常采 用无触点逻辑元件和各种电子程序控制、数字控 制系统等，以进一步实现要求较高的自动控制。 5.2.1 三相异步电动机的点动控制 点动正转控制线路是用按钮、接触器来控制电 动机运转的最简单的正转控制线路，如下图所示。 所谓点动控制是指按下按钮，电动机就通电运 转；松开按钮，电动机就失电停转。这种控制方 法常用于电动葫芦的起重电动机控制和车床上调 整机床刀架位置的电动机控制。 5.2.2 三相异步电动机的长动控制 三相异步电动机的长动控制又称为三相异步电 动机接触器自锁正转控制。 这种线路的主电路和点动控制线路的主电路相同 ，但在控制电路中又串接了一个停止按钮SB2，在启 动按钮SBl的两端并联接触器KM的一对常开辅助触头( 也称自锁触头)。 工作原理如下： 1、先合上电源开关QS。 2、启动：按下SBlKM线圈通电 KM自锁触头闭合自锁 电动机动连续运转 KM主触头闭合 当松开SBl，其常开触头恢复分断后，因为接触器 KM的常开辅助触头闭合时已将SBl短接，控制电路仍 保持接通，所以接触器KM继续得电，电动机M实现连 续运转。接触器KM通过自身常开辅助触头使线圈保持 得电的作用叫自锁。与启动按钮SBl并联起自锁作用的 常开辅助触头叫自锁触头。 3、停止：按下SB2KM线圈失电 KM自锁触头分断解除自锁 KM主触头分断 失电停转 当松开SB2，其常闭触头恢复闭合后，因 接触器KM的自锁触头在切断控制电路时已分 断，解除了自锁，SBl也是分断的，所以接触 器KM不能得电，电动机M也不会转动。 5.2.3 三相异步电动机的正反转控制 由三相异步电动机的工作原理可知：当改 变通入电动机定子绕组的三相电源的相序，即 把接入电动机三相电源进线中的任意两相的接 线对调时，电动机就可以反转。常用的正反转 控制线路有：倒顺开关正、反转控制线路；接 触器联锁的正反转控制线路；按钮、接触器双 重连锁的正反转控制线路。下面重点介绍接触 器联锁的正反转控制线路。 具有过载保护的自锁正转控制线路 5.3 三相异步电动机的行程控制 在生产过程中，常遇到一些生产机械运动部件 的行程或位置要受到限制，或者需要其运动部件在 一定范围内自动往返循环等。如在万能铣床、镗床 、桥式起重机及各种自动或半自动控制机床设备中 就经常遇到这种控制要求。而实现这种控制要求所 依靠的主要电器是位置开关(又称限位开关或行程 开关)。 工作台往返运动示意图 工作台自动往返控制线路 5.4 三相异步电动机的时间控制 三相异步电动机的时间控制，是指利用时间继电 器参与控制的控制方式。 常见的降压起动方法有四种，即定子绕组串接电 阻降压起动、星形一三角形降压起动、自耦变压器降 压起动、延边三角形降压起动。 1定子绕组串接电阻降压起动控制线路 定子绕组串接电阻减压起动是指在电动机起动时 ，把电阻串接在电动机定子绕组与电源之间，通过电 阻的分压作用，来降低定子绕组上的起动电压，待起 动后，再将电阻短接，使电动机在额定电压下正常运 行。 时间继电器自动控制串接电阻降压起动控制线路 2星形-三角形（Y）降压起动控制线路 Y降压起动是指电动机起动时，把定子绕组 接成星形，以降低起动电压，限制起动电流，待电 动机起动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动 机全压运行。凡是在正常运行时定子绕组作三角形 联结的异步电动机，均可采用这种降压起动方法。 3自耦变压器降压起动控制线路 自耦变压器降压起动是指电动机起动时利用自 耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的起动电压 。待电动机起动后，再使电动机与自耦变压器脱离 ，从而在全压下正常运转。 自起动补偿器控制线路 4延边三角形降压起动控制线路 5.5 控制线路的绘制原则及识 图读图常识 1. 绘制电气控制线路原理图的原则 (1)原理图一般分电源电路、主电路、控制电路、 信号电路及照明电路。 电源电路画成水平线，三相交流电源相序L1，L2 和L3由上而下依次排列画出，中线N和保护地线PE画 在相线之下。直流电源则正端在上，负端在下画出。 电源开关要水平画出。例如下图： 电气控制线路 (2)原理图中，各电器的触点位置都按电路未通电 或电器未受外力作用时的常态位置画出。分析原理时 ，应从触点的常态位置出发。 (3)原理图中，各电气元件不画实际的外形图， 而采用国家标准中的统一图用图形符号画出。 (4)原理图中，同一电器的各元件不按它们的实 际位置画在一起，而是按其在线路中所起作用分别画 在不同电路中，但它们的动作却是相互关联的，必须 标以相同的文字符号。 (5)原理图中，对有直接电联系的交叉导线联结 点，要用小黑圆点表示，无直接电联系的交叉导线 联结点则不画小黑圆点。 2.电气原理图的识图 (1)电气原理图的识读：电气原理图又称“电路”、“原理图”。 (2)原理图区域的划分：标准电气原理图(电气图) 对图纸大小、图框尺寸和图区编号均有一定的要求 。 (3)电气原理图要求做到布局合理，排列均匀