[理学]第八章 继电器-接触器控制系统.ppt

第八章 继电器接触器控制系统 本章基本要求： （1）熟悉各种电路工作原理、作用、特点、应用场所和表示符号； （3）学会分析较复杂的继电器-接触器控制电路； （4）学会设计一些较简单的继电器-接触器控制电路. （2）掌握继电器-接触器控制电路中的基本控制环节和常用的几 种自动控制方法； 主要内容 8.2 继电器和接触器控制的常用基本线路 8.3 生产机械中常用的几种自动控制方法 8.1 常用控制电器和执行电器 8.1 常用控制电器和执行电器 电器广泛应用于发电、输电、配电和各种生产设 备中，起切换、控制、保护和调节等作用。 低压电器 电器按通过电压大小分为 高压电器 低压电器是根据外界特定的信号和要求，自动或 手动接通和断开电路的装置。 低压电器种类繁多，主要应用在电力拖动和自动控 制系统中。 指电压在500V以下，用来接通或断开电路， 以及用来控制、调节和保护用电设备的电器。 低压电器低压电器 （1）非自动电器 依靠人力或其他外力来接通或切断的电器。 低压电器的分类： 按照动作性质分类： 非自动电器非自动电器自动电器自动电器 （2）自动电器 指按照指令、信号或参数变化而自动动作，使工 作电路接通和切断的电器。 a.控制电器 用来控制电动机启动、反转、制动等的电器 低压电器的分类： 按照用途分类： 执行电器执行电器 保护电器保护电器 控制电器控制电器 例如：继电器、接触器等 b.保护电器 保护电动机或生产机械不被损害的电器。 熔断器熔断器 热继电器热继电器 电流继电器等电流继电器等 c.执行电器 用来操纵、带动生产机械和支撑和保持机械装置 在固定的位置上。 例如：电磁铁、电磁离合器等 8.1.1非自动电器 一、刀开关（闸刀开关） 刀开关是手动电器的一种，在电路中起通断电流的 作用。 非自动电器 刀开关主要用于接通或切断长期工作的生产设备的 电源。 非自动电器 按刀的极数分为单极、双极和三极刀开关。 刀开关可用于电动机的全压起动。 非自动电器 工作原理： 转动手柄后，刀极刀夹座相连，从而接通电路。 非自动电器 接线时刀开关的出线端接负载，这样刀开关断开时 闸刀及熔丝上没有电压，以保证检修或更换熔丝时 操作的安全。 非自动电器 非自动电器 具体安装时，刀开关应该垂直安装，静插座安装在 上方，即合闸时手柄向上，分闸时手柄向下，以防 止闸刀因为自重或受振动而误合闸。 非自动电器 a实物接线图 b不正确的安装 刀开关的安装 非自动电器 a单极 b双极 c三极 图 刀开关的图形和符号 符号用Q或者QG表示。 非自动电器 常用的三极刀开关允许通过的电流有 有HD（单投）、HS（双投）等形型号。 100A，200A，400A, 600A, 1000A 五种。 非自动电器 二、转换开关二、转换开关( (组合开关组合开关) )（QBQB） l l 转换开关是一种同时切换多路电路的开关。转换开关是一种同时切换多路电路的开关。 l l 在电路中作为电源引入开关，也称电源隔离开关。可以用在电路中作为电源引入开关，也称电源隔离开关。可以用 作为正反向转换的开关和双速电动机的双速开关。作为正反向转换的开关和双速电动机的双速开关。 非自动电器 结构见图结构见图 非自动电器 l它是由一个或者多个单线旋转开关叠成的。用 公共轴的旋转来控制。 非自动电器 非自动电器 转换开关图形符号 电路中用QB表示转换开关 图形如同闸刀开关。 非自动电器 8.1.2 自动控制电器 自动控制电器广泛用于各种电气控制系统中，完 成不同的控制任务。 举例：手动电器的局限。 接触器是用来接通或断开交直流电动机主电路 及大容量控制电路的控制电器。 一、接触器 接触器 它利用电磁力将开关打开或者闭合的电器。 接触器 1. 1. 用途用途 2. 2. 分类分类 3. 3. 作用作用 4. 4. 特点特点 5. 5. 组成组成 6. 6. 原理原理 主要内容主要内容 接触器 接触器 接触器 用途： 主要用于控制电动机的起动、反转、制动等。 接触器 分类 分交流接触器和直流接触器两类，常用的接触器多 为交流接触器。 接触器 作用 在外界输入信号下，能够自动接通或断开带有负载 的主电路。 对交流或直流大容量控制回路及主回路进行接通和 分断。 接触器 特点： 工作中动作频率可以达到1500次/小时。 工作可靠，寿命长。 接触器 组成 包括电磁铁芯、线圈（一段缠于电磁铁芯上的导线 ）、衔铁、多对触点（触头）、灭弧装置等。 接触器 触点（触头） 触点：用来完成接触器接通或断开电路的。 触点要保证接通时，良好的导电性，不过热，不振动、噪 音小。 接触器 接触器中的触点分主触点和辅助触点。 接触器 （1）主触点： （2）辅助触点： 用于通断电流较小的回路，体积小。辅助触点有常 开和常闭两种触点。 用于通断电流较大的回路，体积较大，由三 对常开触点组成。 接触器 触点又有常开触点和常闭触点之分。 接触器处于断电状态时， 闭合的触点叫常闭触点也称动断触点； 当通电的时候，触点打开。 接触器 接触器处于断电状态时， 断开的触点叫常开触点也称动合触点。 接触器 当通电的时候，触点闭合。 接触器中一般有多对触点。 接触器的工作原理 接触器是根据电磁原理，当接触器的线圈通电时 ，电磁铁芯产生电磁力吸引衔铁动作，与衔铁相联 的接触器内各种触点同时动作，接触器中的常开触 点闭合，常闭触点断开。 接触器 交流接触器灭弧装置 由于接触器在断开大电流时，在动静触头间会产 生强烈的电弧。 接触器 以致于烧坏触头，并使切断时间延长。因此需要灭 弧装置时电弧迅速熄灭。 灭弧的方法 l简单灭弧法 l多端口灭弧法 l磁吹灭弧 l纵缝灭弧 l栅片灭弧 接触器 铁芯： 采用硅钢片叠铆而成，在铁芯上端加短路环，以 便减少涡流的存在。 接触器 线圈： l产生磁场，以便让铁芯吸引衔铁（带有动静触 点）动作。 接触器 注意： 交流接触器内线圈匝数少，纯电阻大，电抗小， 因此不适用频繁启动的场合。 另外，不要把交流接触器的线圈接到直流电源上， 这样会烧毁线圈。 接触器 直流接触器 直流接触器主要应用在直流电路中。 接触器 1.铁芯 2.线圈 3.衔铁 4.静触点 5.动触点 6.辅助触点 7、8、11连接线端 9.反作用弹簧 10.底板 a外形 b结构 图 直流接触器的外形和动作原理 接触器 常用吹磁和纵缝装置灭弧。 接触器 直流接触器灭弧： 因无涡流存在因此一般用软钢或纯铁制成圆形。 接触器 铁芯 a接触器线圈 b常开主触点 c常开辅助触点 d常闭主触点 e常闭辅助触点 接触器 符号KM 我国直流接触器的产品主要有CZO系列等， 交流接触器的主要产品有CJ10、CJ12、 CJ12等。 接触器 注意： 接触器线圈通电时，该接触器中无论是主触点还是 辅助触点，也不管是常开还是常闭的触点，所有触 点是同时动作的。 接触器线圈断电时也是如此。 接触器 二、继电器 继电器是根据电流、电压、时间、转速、温 度和压力等信号的变化进行通、断小电流电 路的自动控制电器。 继电器是用来传递信号的一种电器。 可以根据不同的输入信号，实现不同的控制目的。 继电器 继电器用途广泛，种类繁多，按工作原理分电磁式 （90）、感应式、光电式继电器等。 按继电器在电路中的作用分热继电器、时间继电器 、电流继电器、电压继电器、和中间继电器等。 继电器 电磁式继电器的原理与接触器原理基本相同，。 继电器 当继电器的线圈通电时，电磁铁芯产生电磁吸力吸引衔铁， 与衔铁相联的继电器的各触点同时动作； 当线圈断电时，衔铁带着触点回位。 图形符号见图。 a继电器线圈 b常开触点 c常闭触点 图 电磁式继电器的图形符号 符号-K 继电器 电磁式继电器由线圈、铁芯、衔铁、常开触点、 常闭触点等部分组成。 继电器 继电器与接触器的区别： （1）继电器主要用于小电流回路，例如：控制回 路。接触器主要用于控制大电流的主回路即电动 机回路。 （2）继电器可以对各种物理量进行反应，例如 ：电压、温度、压力等。接触器一般只对电流信 号作出反应。 （1）电流继电器 电流是用于反映电路中电流变化的电器，根据 电路中电流和电压的大小使触点动作，从而接通或 断开电路。 继电器 电流继电器： 过电流继电器过电流继电器 欠电流继电器欠电流继电器 继电器 将电流继电器的线圈串接在电路中，当电路中的电 流过大或过小时，继电器触点动作。 继电器 当电路中的电流高于规定数值时，触点动作（常闭 触点打开）的电流继电器为过电流继电器。 继电器 当电路中的电流低于规定数值时，触点动作（常闭 触点打开）的电流继电器为欠电流继电器。 继电器 电流继电器的图形符号见下图。 a电流继 b欠电流继电器 c过电流继电器 图 电流继电器图形符号 继电器 （2）电压继电器 电压继电器是依据电路中电压大小动作的继电器。 继电器 电压继电器又分为： 继电器 过电压继电器 欠电压继电器 当电路电压超过规定的电压值时触点动作的继电器 就是过电压继电器； 继电器 当电路电压低于规定的电压值时触点动作的继电器 就是欠电压继电器。 a电压继电器 b欠电压继电器 c过电压继电器 图 电压继电器的图形符号 继电器 电压继电器的图形符号见图。 （3）中间继电器 主要在电路中进行信号的传递与转换，用于增 加控制回路数目或起信号放大作用。 继电器 中间继电器具有触点多，动作灵敏等特点。常用的 中间继电器有JZ7，JZ8等产品。 继电器 （4）热继电器 热继电器是利用电流的热效应原理进行工作的保护 电器. 继电器 主要用途： 主要用于对电动机进行过载保护，避免因电动机长 期过载使电动机温升过高、绝缘层老化甚至使电动 机内部的绕组烧毁。 继电器 组成和连接方法 热继电器主要由热元件和触点组成。 继电器 热继电器的触点为常闭触点。 热元件与电动机主回路连接，常闭触点与控制电 路相连。 l当电动机运行中没有过载时，热继电器的触点闭合 ，对电路没有任何影响。 继电器 l当电动机处于长时间过载时，热继电器的热元件（敏感元 件或称驱动元件）受热后，产生变形，驱动电路中的热继电 器的常闭触点动作，即触点由闭合状态变为打开状态，从而 切断线路，使电动机停止运转。 注意： 对于工作时间短、停歇时间较长的电动机，或长期 运行但过载可能性很小的电动机，可以不设置过载 保护。 继电器 我国生产的热继电器主要有JR1、JR2、JR10、JR14 、JR15、JR16、JR20等。 热继电器的外形见图。 图 热继电器的外形 继电器 a热元件 b触点 图 热继电器的图形符号 热继电器在电气控制中的图形符号见图 继电器 热继电器的使用： 热继电器应该与被保护的电机有相同的散热条 件； 热继电器热惯性的存在大电流出现瞬间不会立 即动作，不能当作短路保护用。 当保护三相交流电动机时，要用至少两个热元 件的热继电器，保证在不正常的情况下也能起到 保护作用。 继电器 8.1.3主令电器 l用于发号施令的电器。 l操作人员只要操作这类电器，就能控制线路工 作。 机床上常用的主令电器有按钮开关、 万能转换开关、主令控制器等。 一、控制按钮 控制按钮是一种短时接通或断开小 电流电路的电器。 一般用来遥控继电器和接触器，从而控制电 动机的运行。 按钮的种类 （1 1）掀钮式（按钮）：用手按动操作，当手松开后）掀钮式（按钮）：用手按动操作，当手松开后 按钮复位。按钮复位。 （2 2）钥匙式：按钮上带有钥匙，通过旋转钥匙进行）钥匙式：按钮上带有钥匙，通过旋转钥匙进行 操作，以便防止错误操作。操作，以便防止错误操作。 （3 3）旋钮式：用手钮动旋转进行操作。）旋钮式：用手钮动旋转进行操作。 （4 4）紧急式：带蘑菇头的按钮，以表示紧急操作。）紧急式：带蘑菇头的按钮，以表示紧急操作。 紧急时用于切断电源，保证人身和机器安全，一般紧急时用于切断电源，保证人身和机器安全，一般 为红色蘑菇头按钮。为红色蘑菇头按钮。 2.2.按钮的原理和组成：按钮的原理和组成： 掀钮式按钮的结构一般由按钮帽、复位弹簧、动触头掀钮式按钮的结构一般由按钮帽、复位弹簧、动触头 、静触头和外壳及接线柱等组成。、静触头和外壳及接线柱等组成。 1 1按钮帽按钮帽 2 2复位弹簧复位弹簧 3 3常闭触点常闭触点4 4常开触点常开触点 图图 按钮的外形和结构按钮的外形和结构 3. 起动按钮： 手指未按下时，触点是断开的，当手指按 下按钮帽时触点闭合，接通电路使机器开始 运转。 起动按钮一般采用绿色按钮。 4. 停止按钮： 手指未按下时，触点是闭合的，当手指按下按钮时 ，触点断开，切断控制电路，使机器停止运行； 停止按钮一般采用红色按钮。 5. 复合按钮： 同时具有常开、常闭触点的组合 按钮。当按动它时常闭触点打开 ，常开触点闭合。 手指松开后，在复位弹簧作用下 ，触点恢复到原位。 常用按钮产品主要有LA2、 LA10、LA18、LA19等系列。 主令控制器也叫主令开关。 二、主令控制器与万能转换开关（SL) 它是一套接触元件，可以控制多个电路， 最多可以控制12条控制线路。 三、万能转换开关（三、万能转换开关（SOSO） l l 万能转换开关是一种同时切换多路电路的主令开万能转换开关是一种同时切换多路电路的主令开 关。关。 l l 在电路中作为电源引入开关，也称电源隔离开关在电路中作为电源引入开关，也称电源隔离开关 。 用途 l主要用于各种控制线路的转换、电压表、电流 表的换相测量控制、配电装置线路的转换和遥控 等。 用途 l万能转换开关还可以用于直接控制小容量电动 机的起动、调速和换向 。 l l 可以用作为正反向转换的开关和双速电动机的双可以用作为正反向转换的开关和双速电动机的双 速开关。速开关。 8.1.4、执行电器 电磁铁、电磁离合器、电磁制动器、电磁工作 台等。 原理： 电磁铁线圈通电后，使铁芯产生电磁力，吸引衔铁 ，使与衔铁相联的工作机构完成动作。 举例： 有些印刷机中离合压机构的动作采用电磁铁驱动 离合压机构实现印刷装置滚筒的离压与合压的。 电磁离合器： 是利用表面摩擦或者电磁感应传递两个转动体间 转矩的执行电器。 电磁制动器 电磁夹具： 在机床上应用较多，尤其是电磁工作台广泛应用 在平面磨床中。 8.2 继电器 接触器控制的常用基本线路 继电器-接触器自动控制线路的构成 (1)为了区别主电路与控制电路,在绘制线路图时主电路用 粗线表示，而控制电路用细线表示。 通常习惯将主电路放在线路图的左边或上部，而将控制电 路放在右边或下部。 绘制原理图的基本规则 (2)在原理图中，控制线路中的电源线分列两边，各控制回 路基本上按照各电器元件的动作顺序由上而下绘制，如图 中KM动作后，1KT再动作。 绘制原理图的基本规则 (3)在原理图中各个电器并不按照它的实际布置情况绘制在 线路上，而是采用同一电器的各部件分别绘制在它们完成 动作的地方。 绘制原理图的基本规则 (4) 为区别控制线路中各电器的类型和作用，每个电 器及她们的部件用一定的图形符号表示。 绘制原理图的基本规则 给每个电器一个文字符号属于同一个电器的各个部件都 用同一个文字符号表示。而作用相同的电器都用一定的 数字序号表示。 (5)因为各个电器在不同的 阶段分别做不同的动作， 触点时闭时开，而在原理 图内只能表示一种情况。 因此，规定： 所有电器的触点均表示正 常位置，即各种电器在线 圈没有通电或机械尚未动 作时的位置。 绘制原理图的基本规则 (6)为了查线方便，在原理图中两条以上导线的电气连接 处要打一个原点，且每个接点要标一个编号。 绘制原理图的基本规则 编号的原则： 靠近左边电源线的用单数标注，靠近右边电 源线的用双数标注，通常都是以电器的线圈 或电阻作为单、双数的分界线，故电器的线 圈或电阻应尽量防在各行的以便左边或 右边。 (7)对循环运动的机构，应给出工作循环图，万能转 换开关和行程开关应绘出动作程序和动作位置。 绘制原理图的基本规则 8.2.2继电器 接触器自动控制的基本线路 1.启动控制线路及保护装置 1）启动控制线路 2）保护装置 （）短路