三相异步电动机的继电接触系统控制线路

第6章三相异步电动机的继电接触器控制线路,6.4行程控制,6.1常用控制电器,6.2鼠笼式电动机直接起动的控制线路,6.3鼠笼式电动机正反转的控制线路,6.5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。,2019年11月29日星期五,第6章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。,控制电器,6.1常用控制电器,返回,2019年11月29日星期五,6.1.1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。,6-1.常用控制电器,复合按钮：常开按钮和常闭按钮做在一起。,电路符号,作用：接通或断开控制电路,返回,2019年11月29日星期五,6.1.2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。,2019年11月29日星期五,为了减小铁损，交流接触器的铁心由硅钢片叠成；为消除铁心的颤动和噪音，还要在铁心的部分端面加上短路环。,3.选择接触器时应注意触点的数量和允许通过的额定电流；还要注意接触器线圈的额定电压值。CJ10系列接触器主触点的额定电流有5、10、20、40、75、120A等。,返回,动作过程,线圈通电,衔铁被吸合,触点闭合,接通电源,返回,接触器线圈,接触器主触点用于主电路(流过的电流大，需加灭弧装置）,接触器辅助触点用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）,接触器有关符号,返回,2019年11月29日星期五,6.1.3中间继电器,1.用途：中间继电器常用于传递信号以及用于同时控制多个电路，也可直接用于小容量电动机或其它电气的执行元件。,2.结构：中间继电器与交流接触器的结构基本相同，只是其电磁系统小一些，触点多一些。,3.种类：从工作电源分为直流、交流和交直流通用等类型。选用时主要应考虑额定电压及触点的允许额定电流值和触点数量。,2019年11月29日星期五,6.1.4热继电器,热继电器是用来保护电动机免受长期过载的危害。,1.结构：热继电器是利用电流的热效应而动作的。右侧是它的结构原理图。,当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，它便向上弯曲扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开，从而断开主电路。,由于热惯性，热继电器不能作短路保护，对电动机的瞬间过载不会造成不必要的停车现象。,微动开关2,微动开关1,6.1.5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.,空气式时间继电器,常闭延时断开,常开延时闭合,空气式时间继电器的延时范围大(有0.460s和0.4180s两种)。结构简单，但准确度较低。,时间继电器的型号有JS7-A和JJSK2等多种类型。,时间继电器触点类型,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,常闭触点,常开触点,返回,用于自动往复控制或限位保护等。,6.1.6行程开关,(b)示意图,结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。,(a)外形图,行程开关的外形符号,2019年11月29日星期五,6.1.7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。,2019年11月29日星期五,三极组合开关,符号,6.1.8熔断器,熔断器额定电流IF的选择,(1)电灯、电炉等电阻性负载,IFIL,(3)频繁起动的电机,(2)单台电机,用于低压线路中的短路保护。,常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器。,继电接触控制线路由一些基本控制环节组成，下面介绍继电接触控制线路的绘制。,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。,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。,2019年11月29日星期五,6.2鼠笼式电动机直接起动的控制线路,如图是对中、小容量鼠笼式电动机直接起、停的控制线路。主要电器：组合开关、熔断器、交流接触器、热继电器和按钮开关。,Q,FU,KM,KR,SB2,SB1,2019年11月29日星期五,一、起动,起动时，接通组合开关，按动起动按钮SB2，则交流接触器通电，使衔铁吸合带动触头将常开触点接通，电动机通电开始运行。,Q,FU,SB,KM,KR,吸合后自锁,2019年11月29日星期五,二、停止,停止时，按下停止按钮SB2，则交流接触器断电，使衔铁释放触头将常开触点断开，电动机停转。,电动机的保护,短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力，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，在电源电压恢复时，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；用低电压继电器组成失压、欠压保护。,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。,2019年11月29日星期五,三、短路保护,当电路出现短路时，线路电流突然变大，熔断器烧断而切断线路电源，电动机停转。常开触点断开，线路恢复供电后电机不会自行起动(失压保护)。,FU,2019年11月29日星期五,四、过载保护,当电路电动机过载时，热继电器的发热元件将常闭触点断开，使接触器线圈断电主触点断开，电动机停转。,该电路的电气控制原理图如下图所示,2019年11月29日星期五,继电接触器控制系统可分为主电路和控制电路两部分。,为便于读图和分析常把主电路和控制电路分开画。,主电路,三相电源,Q,FU,KM（主触点）,KR（发热元件）,M,控制电路,1,SB1,SB2,KM（辅助触点）,KM（线圈）,KR（常闭触点）,2,2019年11月29日星期五,控制电路具有的功能,1、短路保护FU,2、过载保护KR,3、失压、欠压保护KM,4、自锁KM,5、SB2起动按钮,6、SB1停车按钮,Q,短路保护,方法：加熔断器,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。,一旦发生短路事故，熔丝立即熔断，电动机立即停车。,异步电机的起动电流Ist=(5-7)额定电流,保护措施,返回,过载保护,返回,KM,SB1,KM,SB2,FR,返回,零压（失压）保护,零压保护就是当电源暂时断电或电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。,方法：采用继电器、接触器控制,电源电压85%时，接触器触点自动断开，可避免烧坏电机。,返回,控制电路,在电源停电后突然再来电时，可避免电机自动起动而发生意外事故。,主电路,返回,按下按钮（SB2），线圈（KM）通电，,电机起动；同时辅助触点（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,A,B,C,KM,FU,Q,SB1,自锁的作用,自锁功能,返回,2019年11月29日星期五,若将控制电路中的自锁触点KM除去，就可以实现对电动机的点动控制。按下起动按钮电动机就转动，一松手就停止。点动控制在生产中也是常见的。,此时，无自锁。,Q,KM1,FU,Q,KM2,M1,M2,3,3,.,SB,SB1,KM1,KM1,SB2,KM2,KM2,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。,电机的顺序控制,.,.,.,.,2019年11月29日星期五,6.3鼠笼式电动机正反转的控制线路,在生产上往往要求运动部件向正反两个方向运动。也就是让电动机做正反转运动。我们在学习电动机的工作原理时已经知道，只要将接到电源的任意两根联线对调即可。为此我们采用了图示的控制线路。,2019年11月29日星期五,我们先看前面已经讲过的直接起动控制线路,必须保证两个交流接触器不能同时工作,KMF,KMR,动作过程,接触器不能同时工作,返回,2019年11月29日星期五,Q,带有互锁功能的控制线路,正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两个接触器同时工作造成主回路短路。,互锁作用：,按下SBF,SB,KMF,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。,KMR,SBF,KMF,KMF,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,.,通电,断开,断电,闭合,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,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,当电机正转时，按下反转按钮SBR,先断开,断电,闭合,通电,断开,闭合,闭合,电机反转,2019年11月29日星期五,带有互锁、联动的控制线路,短路保护FU,Q,2019年11月29日星期五,6.4行程控制,行程控制就是当运动部件到达一定行程位置时采用行程开关来进行控制。,行程开关的种类很多，但其工作原理和按钮相同。,行程控制的基本原理,例：要求下图中的行车运动到A、B两处时能够自动停车。,主电路,返回,反向运行可同样分析,返回,2019年11月29日星期五,6.5时间控制,时间控制就是利用时间继电器进行延时控制。,分类：,通电延时时间继电器,断电延时时间继电器,时