电工技术第8章..ppt

几种常用电器的工作原理几种常用基本控制电路的工作原理,学习要点,第8章继电-接触器控制,第8章继电接触器控制,8.1几种常用电器8.2三相异步电动机的基本控制电路8.3电气原理图的阅读,8.1几种常用电器,常用电器按其动作方式可分为手动电器和自动电器两类，其中凡是由运行人员手动操作才动作的电器，称为手动电器，如刀开关、组合开关、按钮等；凡是按指令、信号或某个物理量的变化而自动动作的电器，称为自动电器，如各种继电器、接触器和行程开关等。电器按用途又可分为控制电器和保护电器。各种开关、接触器、继电器等用来控制电路的接通、断开，称为控制电器；熔断器和热继电器等用来保护电源和用电设备，称为保护电器。事实上，不少电器既可作为控制电器，也可作为保护电器。,（1）刀开关刀开关是一种手动电器，动作特点是动合型，常用来接通或断开电路，或用来将电路与电源隔离，有时也用来直接起、停小功率电动机。,8.1.1开关,开关的主要作用是接通或断开电路。,图8-1常见刀开关的结构及其电路图形符号,（2）组合开关组合开关又称转换开关，属于手动电器，主要用于接通电源或切断电路、换接电源，亦可用来控制小功率电动机。它由若干个动触片和静触片组装而成，有单极、双极、三极和四极结构。,图8-2组合开关的结构及其电路图形符号,（3）按钮是一种简单的手动开关，通常用于发出操作信号，接通或断开电流较小的控制电路，从而控制电流较大的电动机或其他电器设备的运行。它主要由按钮帽、复位弹簧、动触点和静触点组成，按钮帽与复位弹簧及动触点连轴。,图8-3按钮的结构及其电路图形符号,（4）断路器在低压配电线路中，断路器是一种保护性能完善的电器。当电路发生过载、短路和欠电压等不正常情况时，能自动断开电路，从而保护电气设备；也可作为不频繁操作的小功率电动机直接起动使用。保护装置有过电流脱扣器及欠电压脱扣器。过电流脱扣器保护短路及过载，欠电压脱扣器实现欠电压保护。,图8-4断路器的常见外形图和原理图,（5）行程开关又称限位开关，被广泛应用于改变运动方向、顺序控制、定位以及安全限位等自动控制系统中。行程开关靠运动部件上的撞块来撞压。当撞块压着行程开关时，就像按下按钮一样，使其常闭触点断开，常开触点闭合；而当撞块离开时，就如同手松开了按钮，靠弹簧作用使触点复位。,图8-5行程开关的结构及其电路图形符号,8.1.2熔断器,熔断器是电路中最常用的保护电器，串接在被保护的电路中，它主要由熔体和外壳构成。熔体是熔断器的核心。当电路发生过载或短路时，熔体温度急剧上升，超过其熔点而熔断，从而使电源与用电设备断开。常用的熔断器有三种：插入式熔断器、螺旋式熔断器和管式熔断器。,图8-6常用熔断器外形及其电路图形符号,8.1.3接触器,接触器是用来频繁地接通和断开主电路或大容量控制电路的自动电器，分直流接触器和交流接触器两种，但它本身不能切断短路电流和过载电流。,交流接触器常用来作电动机的电源开关，与按钮配合可以控制电动机的起动、停止。接触器在吸引线圈通电时的状态称为吸合状态，未通电时的状态称为释放状态。按接触器工作状态的不同，可将其触点分为常开（动合）触点和常闭（动断）触点两类。接触器在释放状态时，处于断开的触点称常开触点，处于接通状态的触点称常闭触点。按照触点接触面积的大小，触点又分为主触点和辅助触点两种。主触点的接触面积大，能通过较大的电流，主要用于接通电动机主电路，主触点均为常开触点；辅助触点接触面积小，只能通过较小的电流，需要时接入电动机的控制电路中，有常开触点也有常闭触点。,8.1.4继电器,（1）中间继电器触点多、容量相对较小，对小功率电动机可代替接触器作接通和切断电源使用。其结构和动作原理与交流接触器相似，它也有动合触点和动断触点，但没有主、辅触点之分。,继电器是根据某一种输入量来切换执行机构的电器，起着传递信号的作用。常用的有中间继电器、热断电器和时间继电器。,图8-8中间继电器,（2）热继电器热继电器是利用电流热效应来进行动作的一种保护电器，串联在负载电路中，主要用来保护电动机或其他负载免于过载以及三相电动机的缺相运行。,图8-9热继电器,热继电器主要由发热元件、双金属片、触点、弹簧片、复位按钮、整定电流装置等组成。热元件是一段阻值不大的电阻丝或电阻片，与电动机定子绕组相串联；双金属片是由两种膨胀系数相差较大的不同的金属薄片碾压而成，上层的金属片膨胀系数小，下层的金属片膨胀系数大，且热元件缠绕在金属片上。正常工作时，热元件中流过的是电动机的额定电流，热元件温度不高，不致使双金属片产生变形，所以热继电器不发生动作；当电动机发生过载时，热元件中流过的电流超过其额定整定电流，发热元件产生较多的热量，促使双金属片膨胀，发生严重变形向上弯曲，因而脱扣，常闭触点断开。常闭触点接在电动机的控制电路中，这样控制电路断开，接触器线圈断电，从而断开电动机的主电路。由于热惯性，热继电器不能作短路保护。,（3）时间继电器时间继电器是在接收到输入信号时，需要延长一段时间才产生响应动作的自动电器。常用的是空气阻尼式时间继电器。图8-10是通电延时空气式时间继电器的结构原理和电路图形符号。当吸引线圈通电后将动铁心吸下，使动铁心和托板向下移动，托板的移动一方面使下边的微动开关迅速动作，一方面使托板与活塞杆之间有一段距离，在释放弹簧的作用下，活塞杆将下移；只是因为空气室与活塞杆相连的橡胶膜受到下面空气的阻力，使活塞杆不能迅速下移，而是靠空气室的进气孔送进的空气压力才能够移动；由于进气孔比较小，所以活塞杆移动缓慢，经过一定时间后，活塞杆下移的距离才能保证杠杆碰撞延时开关，使其发生动作，实现通电后的延时。,图8-10通电延时空气式时间继电器,8.2三相异步电动机的基本控制电路,满足生产机械动作要求的继电-接触器控制电路是多种多样的，但是，各种控制电路一般都是由一些基本环节组成的。常见的一些基本环节有：点动控制、单向运行控制、电动机正反转互锁控制、联锁控制、行程控制和时间控制等。一个比较复杂的控制电路，常包括几个基本环节。,8.2.1三相异步电动机的直接起、停控制,这种控制电路的特点是元件少，接线简单，操作方便。缺点是电路中没有对电动机进行多种保护，不能实现遥控和自控。当然也可用组合开关来代替刀开关。,对于小功率的三相笼型异步电动机最简单的直接控制电路如图8-11所示，它仅由刀开关、熔断器和电动机三者构成。,图8-11最简单的电动机控制电路,（1）点动控制。点动控制就是按下按钮时电动机就转动，松开按钮电动机就停转。生产机械在进行试车和调整时常要求点动控制。下图所示为点动控制电路图。,在画控制系统电气电路图时，对于采用的各种控制电器，用规定的电路图形符号来代替实物，用规定的文字符号来加以识别，每个电器的各个部分可以分开来画，电路中若用到几个相同的电器时，用下标来区别。,将整个电路分为主电路和控制电路两部分，凡是流过设备负载电流的电路，称为主电路。主电路中流过的电流较大，一般由电源的引入开关（刀开关、组合开关、断路器等）、熔断器、接触器的主触点、热继电器的发热元件、用电设备等组成，一般用粗线画出。凡是控制主电路的通、断，监测保护主电路正常工作的电路，称为控制电路。控制电路中流过的电流较小，一般由按钮、接触器和继电器的吸引线圈及辅助触点、热继电器的的常闭触点等组成，一般用细线画出。电路图中各电器元件的触点都是按电器元件未通电时的状态画出。,（2）单向运行控制。下图是一单向运行控制电路图。在主电路中串入了热继电器FR的热元件，控制线路中串入了热继电器FR的常闭触点FR，串入了一个停止按钮SBsp，更主要的是在起动按钮SBst两端并联了一个接触器KM的常开辅助触点KM,该触点称为“自锁触点”。,为使电动机运行安全可靠，电路中还采用了短路、过载及欠电压保护。短路保护靠熔断器FU，过载保护靠热断电器FR，欠电压保护靠接触器本身。要实现多地控制，接线原则是所有起动按钮并联，所有停止按钮串联。,（3）正、反转互锁控制。下图是利用两个接触器和三个按钮组成的正、反转互锁控制电路，图中KMF为正转接触器，KMR为反转接触器，SBF为正转按钮，SBR为反转按钮，SBSP为停止按钮。要求在各自的控制电路中串接入对方的常闭辅助触点。这两个常闭辅助触点称为“互锁触点”。,采用复合按钮和接触器双重联锁的正、反转控制电路如下图所示：,（4）联锁控制。联锁控制是指在多台电动机工作的系统中，根据生产工艺的要求，其中的某些电动机可能要按照一定的顺序起动，或者按照一定的顺序停止等，这种按照一定顺序方式工作的多台电动机的控制就是联锁控制。下图为两台电动机联锁控制的电路图：,8.2.2三相异步电动机的行程控制,所谓行程控制就是对生产机械中运动部件的行程位置进行控制，这种控制可利用行程开关来实现。通过行程开关，控制生产机械的运动。下图为吊车上下行程控制电路。,8.2.3三相异步电动机的时间控制,在生产中经常需要按一定的时间间隔来对生产机械进行控制，这类自动控制称为时间控制，通常利用时间继电器来实现。下图是三相笼型异步电动机的Y-换接起动电路：,8.3电气原理图的阅读,为了分析继电-接触器控制系统中各种电器的工作情况和控制原理，需要用规定的图形和文字符号表示出来，这种图称为电气图。继电-接触器控制电气图可分为：原理图、接线图和安装图。在原理图中的各种电器及部件都不是按实际位置绘制，而是根据控制的基本原理和要求分别绘在电路图中各个相应的位置，以表明各电器的电路联系，便于分析控制线路原理。接线图和安装图是用于维修及安装，一般需要画出各种电器件的位置及相互关系。,8.3.1阅读原理图的方法和步骤,（1）电气原理图分主电路和控制电路两部分，各电气元件一般均按动作顺序由上到下，从左到右依次排列。（2）在电气原理图中，同一电器的不同部件，常常不画在一起，而