继电器控制电路.ppt

继电器及控制电路部分 4 电动机的顺序启动 1 常用控制电器 2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路 3 鼠笼式电动机正反转的控制线路 5 电动机的降压启动6 电动机的能耗制动 一般大功率的电机 启动频繁的电机 在启动时会产生电火花 提别是煤矿企业 更要防止电气设备启动 工作时产生电火花 一般利用交流接触器启动 一般小功率电动机可以用刀闸或用组合开关起停 如图 1 按钮 手动切换电器 b 结构 按钮常用于接通和断开控制电路 按钮的外形图和结构如图所示 a 外形图 按钮开关的结构和符号 2接触器 用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器 a 电磁交流接触器 b 真空交流接触器 2 1电磁交流接触器 电磁交流接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器 具有灭弧作用 我矿井上配电柜常用 锅炉房控制柜等 线圈 辅助触点 铁心 衔铁 电源 电机 主触点 常闭 常开 弹簧 控制按钮 2 2真空交流接触器 用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器 灭弧能力强 主触点电火花不外露 使用于煤矿井下 我矿的高低压馈电开关 120 80开关均为此 线圈 辅助触点 行程开关 铁心 衔铁 主触点 弹簧 现在我矿井下开关是用真空交流接触器 触点在真空管内 符号 用于主电路流过的大电流 需加灭弧装置 用于控制电路流过的小电流 无需加灭弧装置 属于同一器件的线圈和触点用相同的文字符号表示 真空灭弧性能好 3继电器 继电器和电磁交流接触器的结构和工作原理大致相同 3 1 电流及电压继电器 电流继电器 可用于过载或过流保护 主要区别在于 接触器的主触点可以通过大电流 继电器的体积和触点容量小 触点数目多 且只能通过小电流 所以 继电器一般用于控制电路中 电压继电器 主要作为欠压 失压保护 3 2 中间继电器 中间继电器触头容量小 触点数目多 用于控制线路 通常用于传递信号和同时控制多个电路 也可直接用它来控制小容量电气设备或其他电气执行元件 3 3 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 直流电磁式结构图 阻尼铜套 衔铁 工作原理 当衔铁未吸合时 磁路气隙大 线圈电感小 通电后激磁电流很快建立 将衔铁吸合 继电器触点立即改变状态 而当线圈断电时 铁心中的磁通将衰减 磁通的变化将在铜套中产生感应电动势 并产生感应电流 阻止磁通衰减 当磁通下降到一定程度时 衔铁才能释放 触头改变状态 因此继电器吸合时是瞬时动作 而释放时是延时的 故称为断电延时 1 直流电磁式时间继电器 通电延时的空气式时间继电器结构示意图 延时开关 瞬动开关 2 空气式时间继电器 杠杆 3 电子式时间继电器 电子式时间继电器具有体积小 重量轻 结构紧凑 延时范围广 延时精度高 可靠性好 寿命长等特点 在启动柜自动控制场合作延时控制元件 我矿在很多启动柜及部分80开关中用到 时间继电器触头类型 常闭触点通电瞬间打开 断电延时闭合 常闭触点 常开触点 常开触点通电延时闭合 断电瞬间打开 常闭触点通电延时断开 断电瞬间闭合 常开触点通电瞬间闭合 断电延时打开 瞬动开关 延时开关 4 热继电器 热继电器的作用 用于电动机的过载保护 热继电器外形与结构 a 外形 b 结构 发热元件接入电机主电路 其常闭触点串接于控制回路 若电机长时间过载 双金属片被加热 因双金属片的下层膨胀系数大 使其向上弯曲 杠杆被弹簧拉回 常闭触点断开 发热元件 杠杆 热继电器原理 工作原理 结构原理图 双金属片 常闭触头 不同金属的热膨胀系数不同 5 熔断器 用于低压线路中的短路 过流 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 老80开关保险管 和有填料式熔断器 高压保险管 在选择保险丝或保险片时 一定要根据电路中的正常工作电流值 若选择过大 则起不到保险作用 井下的馈电开关 80开关中控制变压器的一次保险一般为0 5A 二次保险不超过5A 否则起不到保护作用 保险丝 片 是用电阻率大熔点低的特殊材料制成 不能用铜或铁丝代替保险丝 保险丝 片 的选择 熔断器额定电流IF的选择 1 电灯 电炉等电阻性负载 IF IL 3 频繁起动的电机 2 单台电机 用于自动往复控制或限位保护等 6 行程开关 限位开关 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 可实现过流 失压保护 7 自动空气断路器 自动开关 锁钩 主触点手动闭合 自动空气断路器原理图 释放弹簧 连杆装置 可实现短路 过载 失压保护 8 自动空气断路器 自动开关 主触点手动闭合 自动空气断路器原理图 释放弹簧 锁钩 过流保护 失压保护 过载保护 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 控制主电路工作状态 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 在绘图读图时应注意 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 实例电路1 鼠笼式电动机直接起动的控制线路 1 直接起动 a 结构图 主电路 控制电路 鼠笼式电动机直接起动的控制线路 1 电路 b 原理图 控制电路 一 直接起动 电动机的保护 过载保护 短路保护 零压 欠压保护 主电路 控制电路 电动机的保护 短路保护是因短路电流很大 会引起电器设备的烧坏 另外产生强大的电动力 会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 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 空气开关中的失压脱扣线圈 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 电机综合保护 现在我矿井下电动机综合保护器 JDB 更能有效的保护电动机的过载 断相 短路 接地等故障 但必须使用规范 整定合理 KM 合上开关Q 起动 2 控制原理 KM辅助触点闭合自锁 按下起动按钮SB2 KM线圈通电 通电 转动 合上开关Q 2 控制原理 松开起动按钮SB2 利用自身辅助触点 维持线圈通电的作用称自锁 自保 自锁 KM 停止 2 控制原理 通电 转动 2 控制原理 转动 停车 停转 FR KM 控制电路 主电路 FR FU Q Q 断电 KM 想一想 像车间的行车一样实现电动机的点动控制 该怎么办 1 电动机的点动控制 FR KM SB1 SB2 控制电路 主电路 FR FU Q Q KM 想一想 怎样让电动机即可点动 又能连续工作呢 2 既能连续工作又能点动的控制电路 按下连续工作起动按钮SB2 KM得电吸合并自保 电动机连续运转 点动按钮SB3的作用 1 使接触器线圈KM通电 2 使线圈KM不能自锁 3 电动机实现点动控制 复合按钮 SB3 2 既能长期工作又能点动的控制电路 后闭合 先断开 按下SB3 闭合 电机运转 点动时 自锁触点不起作用 通电 SB3 先断开 后闭合 断开 断电 2 既能长期工作又能点动的控制电路 松开SB3 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 3 电动机的直接起动 多地点控制 FR 电动机的顺序控制 在实际生产生活中 有些情况下需要多台电动机有顺序的启动 如我矿锅炉房控制柜 对引凤电机和鼓风电机就是这样 引风电机不开时 鼓风电机就不能工作 当引风电机工作时 鼓风电机可以工作 在井下皮带运输中 前一部皮带不开 后一部就不能开 否则将会出现堆媒现象 那么 我们怎样实现电动机的顺序启动控制呢 KM1 FU Q KM2 M1 M2 3 3 TA1 SB1 KM1 KM1 SB2 KM2 KM2 1 控制顺序 M1起动后M2才能起动 M2既不能单独起动 但能单独停车 锅炉房的引风电机与鼓风电机就是这种情况 实例电路2 电机的顺序控制 TA2 KM1 KM1 FU Q KM2 M1 M2 3 3 TA1 SB1 KM1 KM1 SB2 KM2 KM2 按SB1 再按SB2 启动过程 实例电路2 电机的顺序控制 TA2 KM1 通电 闭合 闭合 闭合 闭合 通电 闭合 控制顺序 M1起动后M2才能起动 M2既不能单独起动 但能单独停车 引风开启 鼓风开启 KM1 FU Q KM2 M1 M2 3 3 SB SB1 KM1 KM1 SB2 KM2 KM2 2 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 实例电路2 电机的顺序控制 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 实例电路2 电机的顺序控制 M13 两电机各自要有独立的电源 这样接 主触头 KM1 的负荷过重 KM1 控制要求 1 M1起动后 M2才能起动 2 M2停车后 M1随即停车 顺序控制 KM2 SB KM2 SB KM1 FR1 KM1 例1 井下两条皮带机分别由两台鼠笼异步电动机拖动 由一套起停按钮控制它们的起停 为避免媒堆积在运输机上 要求电动机按下述顺序起动和停止 起动时 M1起动后M2才能起动 停车时 M2停车后M1随即停车 应如何实现控制 起动 通电 通电 闭合 闭合 SB KM1 FR1 例 两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动 由一套起停按钮控制它们的起停 为避免物体堆积在运输机上 要求电动机按下述顺序起动和停止 起动时 M1起动后M2才能起动 停车时 M2停车后M1才能停车 应如何实现控制 KM2 SB KM2 KM1 停止 断电 断电 断开 断开 实例电路3 鼠笼式电动机正反转的控制线路 将电动机接到电源的任意两根线对调一下 即可使电动机反转 需要用两个接触器来实现这一要求 当正转接触器工作时 电动机正转 当反转接触器工作时 将电动机接到电源的任意两根联线对调一下 电动机反转 SBF和SBR决不允许同时按下 否则造成电源两相短路 正反转的控制线路 3 M FR FU 正转触点 KMF FR Q KMF 正转接触器 正转按钮 反转接触器 反转按钮 反转触点 反转启动过程 合上空气开关Q 按反转启动按钮SBR反转接触器吸合KMR 电动机反转 正反转的控制线路 3 M FR FU 正转触点 KMF FR Q KMF 正转接触器 正转按钮 反转接触器 反转按钮 反转触点 得电 正反转的控制线路 3 M FR FU KMR KMF KMF KMR FR Q KMF 正反转控制电路必须保证正转 反转接触器不能同时动作 否则将发生短路 因此 必须利用联锁 电气 或机械 防止短路事故的发生 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 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 KMF KMF SBR SB KMR SBF KMF KMR KMR 按下反转按钮SBR 先断开 断电 闭合 通电 断开 闭合自保 闭合 电机反转 当电机正转时 断开 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 KM FU Q FR U1 U2 V1 V2 W1 W2 主电路 实例电路4 电动机Y 启动 KM Y闭合 电机接成Y形 KM 闭合 电机接成 形 实例电路4 电动机Y 启动 1 Y 换接起动控制线路 Y接法 接法 通电延时继电器 通电延时断开 通电瞬时闭合 复合按钮 实例电路4 电动机Y 启动 Y接法 接法 Y接起动过程 注 Y接起动过程中 KM1 KT KM3是同时得电的 实例电路4 电动机Y 启动 Y 起动换接过程 Y接法 接法 Y 变换时 KM2先闭合 KM1后闭合 通电 通电 通电 断电 起动过程 按SB2 KM1通电 KM2断电 绕组Y接 KM1接通电源KM2 绕组 联接KM3 绕组Y联接 常闭断开 常闭延时断开 电动机Y接起动 KM1接通电源KM2 绕组 联接KM3 绕组Y联接 松开SB2 电机仍处于Y接起动状态 KM1接通电源KM2 绕组 联接KM3 绕组Y联接 KM1断电 常开断开 常闭闭合 当KT常闭触点延时断开时 断电 KM1接通电源KM2 绕组 联接KM3 绕组Y联接 通电 通电 SB1 SB2 KT KM1 KM3 KM2 KM3 KM1 KM1 KT KM2 KT KM2 通电 断电 断电 通电 断电 KM1接通电源KM2 绕组 联接KM3 绕组Y联接 通电 通电 SB1 SB2 KT KM1 KM3 KM2 KM3 KM1 KM1 KT KM2 KT KM2 通电 断电 通电 断电 通电 电机 接运行 在电机运行过程中 时间继电器始终工作 KM KT KT KM Y KM Y KM KM KT KM KM SB1 SB2 KM Y 起动控制电路 FR 2 星角启动 主回路 控制回路 KM KT KT KM Y KM Y KM KM KT KM KM SB1 SB2 KM Y 起动控制电路 FR 2 星角启动 Y接起动过程 KM KT KT KM Y KM Y KM KM KT KM KM SB1 SB2 KM Y 起动控制电路 FR 2 星角启动 Y 起动结束 电动机 运行 时间继电器停止工作 实例电路5 1电动机自耦变压器降压启动 KM1 KM3 FU Q SB1 SB2 KT KM1 KT KT KT KM2 KM2 KM3 3 M KM3 电动机自耦变压器降压启动过程 KM1 KM3 FU Q SB1 SB2 KT KM1 KT KT KT KM2 KM2 KM3 3 M KM3 KM3 KM FU Q 数码管显示 设置按钮 晶闸管 PLC控制线路板 实例电路6 电动机的软启动 通过晶闸管的控制极G 控制晶闸管的导通角 改变正弦波输出波形图 降低电压的有效值 减小启动电流 软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器 控制导通角来改变电压的有效值 将其接入电源和电动机定子之间 使用软启动器启动电动机时 晶闸管的输出电压逐渐增加 电动机逐渐加速 直到晶闸管全导通 电动机工作在额定电压下工作 实现平滑启动 降低启动电流 避免启动过流跳闸 待电机达到额定转数时 启动过程结束 软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管 为电动机正常运转提供额定电压 以降低晶闸管的热损耗 延长软启动器的使用寿命 提高其工作效率 又使电网避免了谐波污染 软启动器同时还提供软停车功能 软停车与软启动过程相反 电压逐渐降低 转数逐渐下降到零 避免自由停车引起的转矩冲