继电器—接触器.ppt

第八章继电器 接触器控制系统 2 第八章继电器与接触器控制 8 1常用控制电器与执行电器 8 2继电器与接触器的常用基本线路 8 3继电器与接触器控制线路举例 8 4继电器与接触器控制线路设计简介 3 电气控制系统 用电器元件组装起来进行控制的系统 电器 是一种能根据外界的信号和要求 手动或自动的接通或断开电路 实现断续或连续的改变电路的参数 以达到对电路或非电对象的控制 切换 保护 检测 变换和调节作用的控制设备 又称控制电器 一种能控制电的工具 自动控制 用自动电器来实现电力拖动的控制 控制 手动控制 操作者以简单的手控电器来实现电力拖动控制 4 8 1常用控制电器与执行电器 2 自动电器 这类电器有电磁铁等动力机构 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 低压电器的分类 1 电器按动作性质 1 非自动电器 这类电器没有动力机构 依靠人力或其他外力来接通或切断电路 如刀开关 转换开关 行程开关等 如接触器 继电器 自动开关等 5 2 电器按其用途又可分 大多数电器既可作控制电器 亦可作保护电器 它们之间没有明显的界线 如电流继电器和行程开关 1 控制电器 用来控制电动机的启动 反转 调速 制动等动作 如磁力启动器 接触器 继电器等 2 保护电器 用来保护电动机 使其安全运行 以及保护生产机械使其不受损坏 如熔断器 电流继电器 热继电器等 3 执行电器 用来操纵 带动生产机械和支撑与保持机械装置在固定位置上的一种执行元件 如电磁铁 电磁离合器等 6 低压电器 配电电器 控制电器 开关熔断器断路器 接触器继电器起动器主令电器 时间继电器热继电器速度继电器电流继电器中间继电器 3 按控制对象 7 8 1 1非自动控制电器 考虑到电机较大的起动电流 刀闸的额定电流值应如下选择 3 5 倍异步电机额定电流 1 刀闸开关 极数 单极双极三极 切换功能 单投双投 结构最简单 应用最广泛的手控电器 用于低压电路不频繁动作 8 2 转换开关 图形符号 主电路中同刀开关 控制电路同万能转换开关 小电流的情况下用来作为线路的接通 断开和换接控制 又称组合开关 转换开关的结构紧凑 操作时用手拧转 操作方便 省力 在机床电气设备中 主要作为电源引入开关 或直接用于控制非频繁起动和停止的小容量异步电动机 文字符号 QB 9 10 8 1 2自动控制电器 1 接触器 优点 适用于频繁操作 并具有低压释放的保护性能 工作可靠 寿命长和体积小等 接触器是在外界输人信号下能够自动地接通或断开带有负载的主电路 如电动机 的自动控制电器 根据主触头所接回路的电流种类 交流接触器直流接触器 11 动作过程 线圈通电 衔铁被吸合 触头闭合 电机接通电源 1 接触器结构 12 220 13 2 接触器有关符号 接触器线圈 常开 常闭 文字符号 KM 14 简单的接触器控制 A B C M3 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 15 自保持 KM SB2 C A B C KM FU QS B SB1 16 17 2 继电器 继电器和接触器的工作原理一样 主要区别在于 触发器的主触点可以通过大电流 而继电器的触点只能通过小电流 所以 继电器只能用于控制电路中 继电器实质上是一种传递信号的电器 它可根据输人的信号达到不同的控制目的 18 继电器接触器 相同点 触点用来控制电路的通断区别 控制场合输入信号不同功能不同应正确选用继电器或接触器 19 1 控制场合不同 接触器 用来控制大电流的电路负载主电路大容量控制电路 继电器 用于控制电路中 小电流控制 不能直接带负载不设灭弧装置 20 2 输入信号不同 继电器 对各种物理量作出反应 作为保护电器接触器 在一定的电压信号下动作 21 3 功能不同 继电器 用于反映控制信号进行信号的传递转换放大控制触点数量较多 接触器 大电流的开关电器 22 特点 触头多 触点承受的电流较大 额定电流5A 10A 动作灵敏 动作时间小于0 05s 等 第一 用作中间传递信号 1 中间继电器 中间继电器本质上是电压继电器 用途 第二 用作同时控制多条线路 符号 线圈 K 触点 K K 23 24 欠 零 电压继电器 当控制线路电压过低 使控制系统不能正常工作 此时利用欠电压继电器电压过低时动作 使控制系统或电动机脱离不正常的工作状态 这种保护称欠压保护 2 电压继电器 电压继电器是根据电压信号动作的 电压继电器也可分为过电压继电器和欠 零 电压继电器两种 过电压继电器 当控制线路出现超过允许的正常电压时 继电器动作而控制切换电器 接触器 使电动机等停止工作 以保护电气设备不致因过高的电压而损坏 U KV 25 如在直流电动机的电路中 当励磁电流过小时 电流继电器的触头便打开 从而控制接触器以切除电动机的电源 防止电动机因转速过高或电枢电流过大而损坏 具有这种性质的继电器叫欠电流继电器 3 电流继电器 电流继电器是根据电流信号而动作的 为了防止电动机短路或过大的电枢电流 如严重过载 而损坏电动机 就要采用过电流继电器 I I KA 26 熔断器和过电流继电器只能保护电动机不超过允许最大电流 不能反映电动机的发热状况 而电动机短时过载是允许的 但长期过载时电动机就要发热 因此 必须采用热继电器进行保护 4 热继电器 热继电器是根据控制对象的温度变化来控制电流流通的继电器 是利用电流的热效应而动作的电器 它主要用来保护电动机的过载 反映温度信号 设有感应部分 发热元件与双金属片 控制电流流通 设有执行部分 触点 27 发热元件 功能 过载保护 热继电器 结构 I 常闭触头 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 28 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 热继电器有热惯性 大电流出现时它不能立即动作 不能用作短路保护 29 8 1 3主令电器 主令电器主要用来切换控制线路 按钮是一种专门发号施令的电器 用以接通或断开控制回路中的电流 按钮开关 万能转换开关 主令控制器 1 按钮 30 控制按钮 常开 动合 按钮 电路符号 常闭 动断 按钮 电路符号 复合按钮 电路符号 SB SB SB 31 2 主令控制器与万能转换开关 主令控制器与万能转换开关广泛应用在控制线路中 以满足需要多联锁的电力拖动系统的要求 主令控制器SL万能转换开关SO 文字符号 万能转换开关图形符号和主令控制器类似 图形符号 32 经济钮 双位钮 钥匙复位紧急停止钮 紧急停止钮 带灯蘑茹钮 带灯方钮 带灯圆钮 方柄旋钮 圆柄旋钮 万能转换开关 C型圆钮 33 8 1 4执行电器 1 电磁铁 把电磁能转换为机械能的电器 这里介绍的电磁铁是指将电流信号转换成机械位移的执行电器 2 电磁离合器 电磁连轴器 传递扭矩 3 电磁夹具 电磁工作台 常用于磨床 34 8 2继电器与接触器的常用基本线路 8 2 1继电器与接触器自动控制线路的构成 绘制原理图的一般原则 1主回路在左 控制回路在右 3统一电器元件可分开画 但必须用同一文字符号表明 35 4元件都应该在非上电或不工作状态下 5电器线圈或电阻尽量放在各行的一边 6对循环运动机构 绘出工作循环图 8 2继电器与接触器的常用基本线路 8 2 1继电器与接触器自动控制线路的构成 绘制原理图的一般原则 36 37 电机起动 停车 点动 连续运行 多地点控制 顺序控制等 电机正反转控制 8 2 2基本控制环节 1 启动控制线路及保护装置 1 启动控制线路 38 a 电动机连续运行 39 2 保护装置 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 熔断器 过电流继电器 自动空气断路器 过载保护 热继电器 直流电机零励磁保护 欠电流继电器 40 a短路保护 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 方法1 加熔断器 异步电动机的起动电流 Ist 约为额定电流 IN 的 5 7 倍 41 熔断器 作用 用于短路保护 安秒特性 42 作用 可实现短路 过载 失压保护 2 自动空气断路器 自动开关 结构 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 43 11 欠电压脱扣器12 13 双金属片及其加热元件过载脱扣器 自动空气断路器原理图 1 9 弹簧2 触点3 锁扣4 搭钩5 轴 6 过电流脱扣器 7 杠杆8 10 衔铁 44 1 组合型接线端子 2 用于过载保护的热双金属片 3 用于短路保护的电磁脱扣器 4 机械锁定和手柄装置 5 触头系统 6 快速灭弧系统 7 外壳和卡轨部件 QF 45 b过载保护 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 方法 加热继电器 46 c失压保护 方法 采用接触器控制 47 2电机的正反转控制 KMF KMF SB1 SBF FR 正转 48 电机的正反转控制 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 M3 A B C KMF FU QS FR KMR SBR 49 KMF SB1 KMF SBF FR KMR KMR KMR KMF SBR 电机的正反转控制 双重互锁 KMR M3 A B C KMF FU QS FR 50 1 异步机的直接起动 A B C KM FU QS B C KM SB 3 点动控制 动作过程 控制电路 主电路 51 QS FR 方法一 用复合按钮 2 点动 连续运行 KM SB1 KM SB2 FR SB3 主电路 控制电路 52 SB K SB1 K SB2 FR KM K 方法二 加中间继电器 KA FR 2 点动 连续运行 53 以下控制电路能否实现即能点动 又能连续运行 思考 不能点动 KM SB1 KM SB2 FR SB 54 4 多台电动机的连锁控制线路 1 两台电动机的互锁 a 工作互锁 同时停车 a 如机床主传动与润滑油泵传动间的连锁就是一种最常见的连锁 要求主传动电动机应该在润滑油泵工作后才准启动 55 4 多台电动机的连锁控制线路 1 两台电动机的互锁 a 如机床主传动与润滑油泵传动间的连锁就是一种最常见的连锁 要求主传动电动机应该在润滑油泵工作后才准启动 56 b 工作互锁 可单独停车 b 铣床中不仅要求进给装置只有在主轴旋转后方能工作和两者能同时停车 而且要求在主轴旋转时进给装置可以单独停车 这里1M代表主轴电动机 2M代表进给电动机 57 c 工作 停车都有互锁 c 铣床不仅要求主轴旋转后才允许进给装置工作 而且最好能满足只有在进给装置停止后 才允许主轴旋转停止 这里1M代表主轴电动机 2M代表进给电动机 58 c 工作 停车都有互锁 c 铣床不仅要求主轴旋转后才允许进给装置工作 而且最好能满足只有在进给装置停止后 才允许主轴旋转停止 59 d 两电动机不能同时工作的互锁 d 龙门刨床的横梁与工作台之间 刀架的进给与快速移动之间都要求两者不能同时工作 60 2 联合控制与分别控制 多电动机拖动的生产机械工作中常需要联合动作 而在调整时又需单独动作 如机床的主运动和进给运动之间就有这种要求 故有所谓联合控制和分别控制 联合 1QB 2QB 都在 位 分别 1QB 位 2QB 位 1KM工作 61 2 联合控制与分别控制 多电动机拖动的生产机械工作中常需要联合动作 而在调整时又需单独动作 如机床的主运动和进给运动之间就有这种要求 故有所谓联合控制和分别控制 联合 1QB 2QB 都在 位 62 2 联合控制与分别控制 多电动机拖动的生产机械工作中常需要联合动作 而在调整时又需单独动作 如机床的主运动和进给运动之间就有这种要求 故有所谓联合控制和分别控制 联合 1QB 2QB 都在 位 分别 1QB 位 2QB 位 1KM工作 63 2 联合控制与分别控制 多电动机拖动的生产机械工作中常需要联合动作 而在调整时又需单独动作 如机床的主运动和进给运动之间就有这种要求 故有所谓联合控制和分别控制 分别 1QB 位 2QB 位 1KM工作 64 3 集中控制与分散控制 这个线路的特点是各拖动电动机的操作独立性更好 操作简单 许多生产自动线上都采用这样的控制线路 5SB 6SB集中控制 65 3 集中控制与分散控制 这个线路的特点是各拖动电动机的操作独立性更好 操作简单 许多生产自动线上都采用这样的控制线路 1SB 3SB控制1KM 66 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 5 多地点控制 67 方法 两起动按钮串联 两停车按钮并联 6 多条件控制 68 8 2 3生产机械中常用的几种自动控制方法 1 根据工作机械的运动行程来控制 常用的机电传动自动控制的基本方法有以下几种 4 利用电动机主电路的电流来控制 3 利用电动机的速度来控制 2 根据一定时间间隔来控制 69 1 按行程的自动控制 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 常闭 动断 触头 电路符号 ST ST 1 行程开关 复合触头 70 71 行程控制 正程 逆程 B A 72 1 行程控制电路 正程 限位开关 STA STB 逆程 反向运行同样分析 控制回路 KMF FR KMR SB1 KMF SB2 SB3 KMR KMR KMF 73 2 行程控制 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 74 自动往复运动控制电路 KMR SBR KMF FR KMF SB1 KMF SBF KMR KMR STa STb 75 3 工作循环后停在原位 要求按1SB的时间长 否则 会因1ST未复位使KM不能自锁 放开1SB电动机又停了 a 最简单的办法 当时 挡块压下 使 线路的缺点 电动机带动工作部件运动 工作循环结束回到原位 电动机停车 工作部件停在原位 76 b 改进线路 1ST和2ST工作部件在原位时受压 次序是 此线路既符合工作要求 又便于操作 是一个比较完善的线路 只是多用了一个行程开关和一个中间继电器 工作部件离开原位 先松1ST 闭合 后松2ST 闭合 工作部件回原位时 先压2ST 断开 后压1ST 断开 2ST 1ST 原位 77 b 改进线路 工作部件从原位离开时 先松1ST 闭合 后松2ST 闭合 2ST 1ST 1 工作元件在原位 1ST 2ST受压断开 78 b 改进线路 工作部件从原位离开时 先松1ST 闭合 后松2ST 闭合 2ST 1ST 2 按下1SB KM得电并自锁 电机启动 79 b 改进线路 工作部件从原位离开时 先松1ST 闭合 后松2ST 闭合 2ST 1ST 3 电机启动 工作元件离开原位 先松1ST 闭合 80 b 改进线路 工作部件从原位离开时 先松1ST 闭合 后松2ST 闭合 2ST 1ST 4 电机启动 工作元件离开原位 后松2ST 闭合 81 b 改进线路 工作部件回原位时 先压2ST 断开 后压1ST 断开 2ST 1ST 5 工作元件回原位 先压2ST 断开 82 b 改进线路 工作部件回原位时 先压2ST 断开 后压1ST 断开 2ST 1ST 6 工作元件回原位 后压1ST 断开 83 c 多次循环后停在原位的控制线路 有些生产机械要求工作循环连续不断的进行 而停止时 又要求该工作部件停在原始位 84 4 程序控制 127 85 4 程序控制 1 炉门关闭时4ST受压 按下启动按钮1SB 使炉门开启的接触器1KMF接通 炉门打开 86 4 程序控制 2 当炉门全打开后 压下行程开关1ST 1ST常闭触头切断1KMF 炉门停 同时 推料机前进接触器2KMF接通 推料机前进 将料推入炉内 87 1 时间继电器定时类型 晶体管式 空气式 电动式 2 按时间的自动控制 电磁式 88 a 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 常闭触头 常开触头 得电延时 89 b 时间继电器触头类型 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 90 KT c 文字符号与图形符号 91 空气式时间继电器的工作原理 常闭触头延时闭合 常开触头延时打开 常闭触头 常开触头 失电延时 92 93 2 按时间控制的基本线路 定时控制线路 按下启动按钮1SB 接触器KM 时间继电器KT得电 加热炉工作 a 加热炉定时加热控制线路 94 2 按时间控制的基本线路 定时控制线路 一定时间后 KT延时动作 常闭触头断开 切断KM的自锁回路 KM的常开触头切断加热炉的电源 加热停止 a 加热炉定时加热控制线路 95 2 按时间控制的基本线路 定时控制线路 一定时间后 KT延时动作 常闭触头断开 切断KM的自锁回路 KM的常开触头切断加热炉的电源 加热停止 a 加热炉定时加热控制线路 96 b 电流表延时接人电路的控制线路 用电流表测量鼠笼式异步电动机的电流 为防止电流表被启动电流冲击损坏 在电动机启动过程中将电流表用时间继电器KT的常闭触头短路 一定时间后电动机启动完毕 KT延时动作 常闭触头断开 电流表自动接同电路 97 3KM FU QG FR u1 u2 v1 v2 w1 w2 主电路 2 电机的Y 起动 98 1KM Y接法2KM 接法 99 1KM Y接法2KM 接法 100 1KM Y接法2KM 接法 101 控制要求 1 M1起动后 M2才能起动2 M2可单独停 定时控制例二 顺序控制 102 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 控制电路 103 顺序控制电路 2 M1起动后 M2延时起动 SB2 主电路同前 控制电路 104 N S 3 按速度的自动控制 1 速度继电器 速度继电器只能反映转动的方向和反映是否停转或者说只能够反映一种速度 是转还是不转 它仅广泛用在异步电动机的反接制动中 亦称反接制动继电器 105 N S 3 按速度的自动控制 1 速度继电器 一般速度继电器当转速小于100r min以下时 触点就恢复原状 速度继电器只能反映转动的方向和反映是否停转或者说只能够反映一种速度 是转还是不转 它仅广泛用在异步电动机的反接制动中 亦称反接制动继电器 106 速度继电器在电气传动控制系统图中的文字符号为KS 图形符号 另外还有测速发电机 光电转速计等 它们可以连续地测量转速 速度继电器 107 2 按速度控制的交流异步电动机反接制动的自动控制线路 108 当电动机启动至一定转速时速度继电器KS就动作 将动合触点KS闭合 为KMB的通电作好准备 1 按下1SB后 KM得电使电动机旋转 KM的动断触点断开 使制动接触器KMB没有可能得电 109 KM失电 其动断触点闭合 使KMB得电 电动机反接制动 转速迅速下降 2 按2SB时 110 当转速接近于零时 KS之动合触点断开 KMB失电 从而将电动机自电网上切除 3 转速接近于零时 111 4 按电流的自动控制 在机床电气控制系统中 除按测量其位移 速度 时间等进行自动控制外 还可以测量电动机的电流来进行控制 如电动机的启动过程可以根据电流的大小进行控制 以逐步切除启动电阻 进行启动 有时根据生产需要 还要求测量出负载的机械力大小进行控制 机床的进刀传动 当主轴负载过大时 要求减小其进刀量 又如各种机床的夹紧机构 当夹紧力达到一定时 要求给出信号使电动机停止 机床的负载与机械力 往往与电流成正比 因此 测量电流值即能反映负载或机械力大小 112 按电流控制的电动机定子串电阻启动的控制线路 113 此时KM不可能得电 因复合按钮1SB将其电路断开了 使得电动机定子绕组串人电阻Rst 接上电源进行降压启动 1 按下1SB 接触器KMA得电并自锁 114 KM在1SB复位后也不能得电动作 2 刚接通瞬间 启动电流较大 电流继电器KA得电动作 其动断触点是打开的 115 KM才得电并自锁 KM的动合触点把Rst短接 使电动机加上额定电压正常运行 3 电动机达到相当高的转速时 定子电流下降到使KA释放 其动断触点闭合 116 KM才得电并自锁 KM的动合触点把Rst短接 使电动机加上额定电压正常运行 3 电动机达到相当高的转速时 定子电流下降到使KA释放 其动断触点闭合 117 例一 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 5 控制电路综合举例 118 运料小车控制电路 KTa KTb为两个时间继电器 STa STb为A B两端的限位开关 119 该电路的问题 小车在两极端位置时 不能停车 动作过程 SBF KMF 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 FR KMR SBF SB1 KMF STa STa KTa STb KTb KMR KMR KMF STb KTa KTb SBR 120 加中间继电器 K 实现任意位置停车的要求 121 例二 工作台位置控制 起动后工作台控制要求 ST3 ST4 ST2 ST1 1 2 3 4 122 例二 工作台位置控制 起动后工作台控制要求 ST3 ST4 ST2 ST1 1 2 3 4 1 运动部件A从1到2 123 例二 工作台位置控制 起动后工作台控制要求 ST3 ST4 ST2 ST1 1 2 3 4 1 运动部件A从1到2 2 运动部件B从3到4 124 例二 工作台位置控制 起动后工作台控制要求 ST3 ST4 ST2 ST1 1 2 3 4 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1 125 例二 工作台位置控制 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 ST3 ST4 ST2 ST1 1 2 3 4 126 工作台位置控制电路 A正转1 2 B反转3 4 A反转2 1 B正转4 3 85 127 工作台位置控制电路 128 电路的改进方法同前 加中间继电器 K FR 129 例3 机床自动间歇润滑的控制线路图 其中接触器KM为润滑油泵电动机起停用接触器 主电路未画出 控制线路可使润滑有规律地间歇工作 试分析此线路的工作原理 并说明开关S和按钮SB的作用 S作用 长期工作 间歇润滑 SB作用 点动润滑 润滑时间1KT 间歇时间2KT 130 8 4继电器 接触器控制线路设计简介 1 继电器 接触器控制线路设计程序一般过程 5 最后绘出安装接线图 1 了解生产机械的工艺过程以及它对电气控己线路的要求 2 选择自动