继电器开关器件及对应符号.ppt

第11章 继电接触器控制系统 11-1. 常用控制电器 11-2. 直接起动的控制线路 11-3. 正反转的控制线路 11-4. 行程控制 11-5. 时间控制 继电接触器控制系统 在以电动机为动力的生产机械中，要根据生产 过程的要求对电动机进行起动、停止、正转或反转 、调速及制动等方面的控制。 对电动机的控制常要用到开关、继电器及接触 器等控制电器组成的控制电路这种控制电路称 为继电接触器控制系统。 控制电器可分为两大类：手动电器，如按钮、 组合开关及闸刀开关等；自动电器，如继电器、接 触器及行程开关等。 12-1. 常用控制电器 一、组合开关 1. 用途：常用于机床控制电路的电源 开关，也用于小容量电动机的起 / 停控 制或照明线路的开关控制。 2. 结构：对常用的三极开关来说，每一 极有一对静触片与盒外接线柱相接，动 触片受手柄控制可以转动，以达到线路 的通 / 断控制。 3. 种类：有单极、双极、三极和四极 等，额定电流有10、25、60 和 100A等 多种。 4.电路符号： QS 二、按钮 1. 用途：常用来接通或断开小电流 的控制电路，而进一步控制电动机 或其它电气设备的运行。 2. 结构：从剖面结构图可看到，有 两对静触点、一对动触点、按钮帽 及弹簧等部分。 在常态时，静触点1由动触点接通、 静触点2是断开的；按下按钮帽时静 触点的通断状态发生变化。 3. 种类：单联按钮开关只有一组常 开触点和常闭触点，还有双联和三 联等等。 4.电路符号： 常开(动合)按钮 电路符号 SB 复合按钮 复合按钮： 常开按钮和 常闭按钮做在一起。 电路符号 SB 常闭(动断)按钮 电路符号 SB 三、交流接触器 1. 用途：交流接触器用来接通或断开电动机 或其它电气设备的主电路。 2. 结构：主要由电磁铁和触点两部分组成 。靠电磁铁吸引动铁心带动触点完成对电 路的接通与关断。 交流接触器的触点有三个常开主触点，四个 辅助触点(两个常开，两个常闭)。主触点控 制开关电流较大，必须采取灭弧措施，一般 都为桥梁形结构，并且设置两个断点。 线圈 铁芯 衔铁 主触头 弹簧 辅助 触头 M 3 电机 接触器 动作过程 线圈通电 衔铁被吸合 触头闭合 电机接通 电源 接触器有关符号： 接触器线圈 接触器主触头用于主电路 （流过的电流大，需加灭弧装置） 常开 常闭 接触器辅助触头用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置） 接触器控制对象：电动机及其它电力负载 接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。 KM 简单的接触器控制 ABC M 3 刀闸起隔离作用 自保持 停止 按钮 起动 按钮 特点：小电流控 制大电流。 四、 继电器 继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器 的主触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。 所以，继电器只能用于控制电路中。 中间继电器 电压继电器 电流继电器 时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护） . 继电器类型： 发热元件 功能：过载保护1.热继电器 结构： I 常闭触头 双金 属片 工作原理： 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金 属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其 向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。 扣板 热继电器的符号： 发热元件 串联在主电路中 串联在控制电路中 常闭触头 FR FR 六、熔断器 熔断器是最简便且有效的短路保护电器。 其中的熔片或熔丝俗称保险丝，常为电阻 率较高的易熔合金或用截面积很小的良导 体制成。 线路在正常工作时，熔断器不应熔断；而当线路发生短 路或严重过载时，熔断器应立即熔断。 应按以下方法选择熔丝： (1)电灯支线 (2)一台电动机频繁起动，则 (3)多台电动机 常用规格有4、6、10、15、20A 乃至数百安等。 电路符号 FU 七、 行程开关用作电路的限位保护、行程控制、 自动切换等。 结构与按钮类似，但其动 作要由机械撞击。 常开（动合）触头 电路符号 ST 常闭（动断）触头 电路符号 ST 作用：可实现短路、过载、失压保护。 八 自动空气断路器（自动开关） 结构： 过流 脱扣器 欠压 脱扣器 工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电 源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。 M 3 ABC KM FU QS B C KM SB 点动控制 动作过程: 触头（KM）打开 按钮松开线圈（KM）断电 电机停转。 触头（KM）闭合 按下按钮（SB） 线圈（KM）通电 电机转动； 控制电路 主电路 11-2 鼠笼式电动机直接起动控制线路 异步机的直接起动（2） 电动机连续运行 KM 自保持 自保的作用: 按下按钮（SB），线圈（KM）通电， 电机起动；同时，辅助触头（KM）闭合 ， 即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机 连续运转。 KM SB2 C M 3 ABC KM FU QS B SB1 起动 按钮 停车 按钮 KM SB1 KM SB2 FR M 3 ABC KM FU QS KH 电流成回路， 只要接两相就可以了。 异步机的直接起动 + 过载保护 发热 元件 热继电 器触头 例如：甲、乙两地同时控制一台电机 KM SB1甲 SB2甲 KM SB1乙 SB1乙 方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。 多地点控制 乙地 甲地 QS KH M 3 A B C KM FU 方法一：用复合按钮。 点动+连续运行(1) SB3：点动 SB2：连续运行 控制 关系 该电路缺点：动作不够可靠。 KM SB1 KM SB2 FR SB3 主电路 控制电路 点动+连续运行(2) SB KA SB1 KA SB2 FR KM KA M 3 A B C KM FU 方法二：加中间继电器（KA）。 控制 关系 SB：点动 SB2：连续运行 以下控制电路能否实现即能点动、 又能连续运行 KM SB1 KM SB2 KH SB 思考 不能点动！ KMF KMFSB1 SBF FR M 3 ABC KMF FU QS FR KMR KMR KMR SBR 该电路必须先停车才能由正转到反转或由 反转到正转。SBF和SBR不能同时按下 ，否则会造成短路！ 操作过程 ： SBF正转 SBR反转停车 SB1 11-3 鼠笼式电动机正反转的控制线路 电机的正反转控制(2) - 加互锁 互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转 时，SBF不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。 KMF SB1 KMF SBF FR KMR KMR KMF KMR M 3 A B C KMF FU Q S FR KMR SBR 互锁 KMF SB1 KMF SBF FR KMR KMR KMR KMF SBR 电机的正反转控制(3)-双重互锁 KMR M 3 A B C KMF FU QS FR 电器互锁 机械互锁 双保险 机械互锁（复合按钮） 电器互锁（互锁触头） 11.4 行程控制 KMR M 3 ABC KMF FU QS FR 行程控制实质为电机的 正反转控制，只是在行程 的终端要加限位开关。 正程逆程 B A 行程控制电路（1） 控制回路 KMF FR KMR SB1 KMF SB2 STA SB3 STB KMR KMR KMF 限位开关 正程 限位开关 STASTB 逆程 至右极端位置撞开STA 动作过程 SB2正向运行 电机停车 （反向运行同样分析） 行程控制(2) -自动往复运动 正程逆程 电 机 工作要求：1. 能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回 电机 STaSTb KMR SBR KMF FR KMF SB1 KMF SBF KMR KMR STa STb 自动往复运动控制电路 限位开关 采用复合式 开关。正向运 行停车的同时，自动起 动反向运行；反之亦然。 关键措施 时间继电器 定时类型： 钟表式 空气式 电子式 阻容式 数字式 11.5 时间控制 。 空气式时间继电器的工作原理 常开触头 延时闭合 常闭触头 延时打开 线圈 衔铁 常闭触头 常开触头 线圈通电 衔铁吸合（向下） 连杆动作 触头动作 动作过程 时间继电器(KT)触头类型 断 电 式 常闭 断电后 延时闭合 常开 断电后 延时断开 通 电 式 瞬 时 动 作 延 时 动 作 常闭触点 常开触点 常开 通电后 延时闭合 常闭 通电后 延时断开 KM FU QS KH 电机 绕组 A x B y C z KM -Y A B C X Y Z Y Z BY X C A KM- 定时控制-举例： 主电路 （1）电机的Y起动 KM -Y闭合 ，电机接成 Y 形； KM- 闭合 ，电机接成 形。 KM FU QS KH 电机 A x B y C z KM -Y KM- KM- KT KTKM-Y KM-Y KM- KM- KT KM- KM SB1 SB2 KM Y 起动控制电路 KH 主电路接通电源 延时 KT KM- KM- Y Y 转换完成 SB2 KM KT KM-Y KM- 1 电机M1 控制要求： 1. M1 起动后，M2才能起动 2. M2 可单独停 2 电机M2 （2）顺序控制 顺序控制电路（1）：两电机只保证起动的先后顺序 ， 没有延时要求。 FU KM2 KH2 A B C FU M 3 A B C KM1 KH1 M 3 主电路 KM1 KM2SB3 SB4 KH2 KM2 KM1SB1 SB2 KH1 KM1 控制电路 不可以 ! 两电机各自要有独立 的电源；这样接，主触头 （KM1）的负荷过重。 M 3 KM1 KH KM2 KH M 3 KM2 KM1 SB2 KM2 KM1 SB3 SB1 主电路 控制电路 这样实现顺序 控制可不可以? KM1 SB1 SB2 KT KH KM1 KM2 KM2 KM2 KT 顺序控制电路(2)：M1起动后，M2延时起动。 SB2 KM1 KT KM2 延时 KM2 M1起动 KT M2起动 主电路同前 控制电路 KM1 SB1 SB2 KT KH KM1 KM2 KM2 KT 实现M1起动后M2延时起动的顺序控 制，用以下电路可不可以？ SB2 KM1 KT KM2 延时 KM2 M1起动 M2起动 不可以！ 继电器、 接触器的线 圈有各自的 额定值， 线圈不能串 联。 11.6 速度控制 动触点 静触点 外环 工作原理 速度继电器的 轴由电动机带动 ，其外环转动到 一定速度时，撞 击动触点，使常 开触点闭合，常 闭触点打开。 速度继电器 速度控制反接制动电路 M 3 KM1 R KM2 KM1 SB1KS KM2 KM2 SB2 KM1 KM1 SB1 KM2 KS 正常工作时，KM1通电， 电机正向运转，速度继电器 （KS）常开触头闭合；停车 时，按SB1，KM1断电， KM2通电，开始反接制动， 当电机的速度接近零时，KS 打开，电机停止运转，反接 制动结束。 限流 电阻 11.7 电动机的保护 电动机保护 的类型： 失压保护：采用继电器、接触器控制 短路保护：加熔断器 过载保护：加热继电器 M 3 ABC KM FU QS 主 电 路 KM SB1 KM SB2 控制电路 一 、失压保护：采用继电器、接触器控制 采用继电器、接触器控制后，电 源电压85%时，接触器触头自动 断开，可避免烧坏电机；另外，在 电源停电后突然再来电时，可避免 电机自动起动而伤人。 二、 短路保护：加熔断器 频繁起动 的电机： 异步电动机的起动电流 （ Is t）约为额定电流（IN ）的 (57）倍。选择熔体额定电流 （ ）时，必 须 躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通 常用以下关系： 一般电机 ： KM SB1 KM SB2 KH 电机工作时，若因负载过重而使 电流增大，但又比短路电流小。此 时熔断器起不了保护作用，应加热 继电器，进行过载保护。 M 3 A B C KM FU QS KH 三 、过载保护：加热继电器 热继电器 的热元件 热继电 器触头 例(1)-运料小车的控制 设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求： 1. 小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动： 到A地后停2分钟等待装料，然后自动走向B。 到B地后停2分钟等待卸料，然后自动走向A。 2. 有过载和短路保护。 3. 小车可停在任意位置。 正程 逆程 电机 B A 11.8 控制电路综合举例 运料小车控制电路 M 3 A B C KMF FU Q S KH KMR STa 、STb 为A、B 两端的限位开关 KTa 、KTb 为 两个时间继电器 主回路 KMF KH KMR SBF SB1 KMF STa STa KTa STb KTb KMR KMR KMF STb KTa KTb SBR 该电路的问题：小车在两极端位置时，不 能停车。 动作过程 SBFKMF 小车正向运行 至A端撞STa KTa 延时2分钟 KMR 小车 反向运行至B端 撞STb KTb 延时2分钟 KMF 小车正 向运行如此往 反运行。 KMF KMF KH KMR SBF SB1STa STa KTa STb KTb KMR KMR KMF STb KTa KTb SBR KMF KMF SBF KMR KH STa STa KTa STb KTb KMR KTa KMR KMF STb KTb SB1 SB2 KA KA 加中间继电器（KA）实现任 意位置停车的要求 SBR -工作台位置控制 例(2) 起动后工作台控制要求： (1) 运动部件A从1到2 (2)运动部件B从3到4 (3)运动部件A从2回到1 (4)运动部件B从4回到3 自动循环 B M1 A M2 ST3ST4ST2ST1 1234 工作台位置控制电路 (1)根据动作顺序 设计控制电路 。 (2)检查有无互锁 。 (3)检查能否正确 启动 、停车。 设计步骤