第7章继电接触器控制

1、 第第7章章 继电继电接触器控制接触器控制 7.1 常用低压控制电器常用低压控制电器 7.2 三相异步电动机的单向起停控制线路三相异步电动机的单向起停控制线路 7.3 三相异步电动机的正反转控制线路三相异步电动机的正反转控制线路 7.4 三相异步电动机的典型控制方式三相异步电动机的典型控制方式 7.5 阅读继电器阅读继电器接触器控制线路图的要点接触器控制线路图的要点 本章小结本章小结 7.1 常用低压控制电器常用低压控制电器 凡是用来对低压（交流1000V、直流1200V以下）电气 设备进行控制和保护的电器叫做低压控制电器。常用的低压 控制电器，类型繁多，可分为手动电器和自动电器。手动电 器是

2、由操作人员用手控制的；自动电器则是按照指令、信号 或物理量（例如电压、电流以及生产机械运动部件的速度、 行程和时间等等）的变化自动动作的。 7.1.1 常用开关电器常用开关电器 1. 闸刀开关闸刀开关 闸刀开关也叫刀开关，外形如图7.1（a）所示，是最简 单的手动电器，用于不经常通断的低压电路中，作为电源的 引入开关。闸刀开关的结构如图 7.1(b）所示，主要由刀片 （动触头）、刀夹（静触头）、瓷质底座和胶木盖组成。 图7.1 闸刀开关 2 铁壳开关铁壳开关 铁壳开关也叫负荷开关，其结构如图 7.2 所示，主要由 刀片、速断弹簧、刀座（即刀夹）、操作手柄和熔断器等组 成，并将它们装在一个铁壳内

3、。铁壳开关可作为容量不大的 三相异步电动机的不频繁直接起动和停止之用。 图 7.2 铁壳开关 图7.3 按钮结构 3按钮按钮 按钮的结构如图按钮的结构如图 7.3所示，图所示，图 7.3（a）为按钮外形，图）为按钮外形，图 7.3（b）为按）为按 钮结构示意图。按钮不工作时（按钮帽未被按下），上面的一对静触头钮结构示意图。按钮不工作时（按钮帽未被按下），上面的一对静触头 是闭合的，叫做常闭触头；下面的一对触头是断开的，叫做常开触头。是闭合的，叫做常闭触头；下面的一对触头是断开的，叫做常开触头。 按钮工作时（按钮帽被按下），动触头下移，上面的常闭触头断开，而按钮工作时（按钮帽被按下），动触头下移

4、，上面的常闭触头断开，而 下面的常开触头闭合。当松开按钮帽时，复位弹簧将动触头上移，各对下面的常开触头闭合。当松开按钮帽时，复位弹簧将动触头上移，各对 触头恢复原来状态。触头恢复原来状态。 4.自动空气开关自动空气开关 自动空气开关也称为低压断路器，用于分配电能、不频繁地起动异 步电动机以及对电源线路及电动机等的保护。当发生严重的过载、短路 或欠电压等故障时能自动切断电路。它是低压配电线路应用非常广泛的 一种保护电器。 （1）低压断路器的结构及工作原理）低压断路器的结构及工作原理 低压断路器主要由三个基本部分组成：触头、火弧系统和各种脱扣 器。脱扣器包括过电流脱扣器、失压（欠电压）脱扣器、热脱

5、扣器、分 磁脱扣器和自由脱扣器。图7.4是低压断路器工作原理示意图。开关是靠 操作机构手动或电动合闸的，触头闭合后，自由脱扣器机构将触头锁在 合闸位置上。当电路发生故障时，通过各自的脱扣器使自由脱扣机构动 作，自动跳闸实现保护作用。 （2）低压断路器的主要参数和类型）低压断路器的主要参数和类型 低压断路器的主要参数有： 额定电压; 额定电流 ; 通断能力 是指断路器在规定的电压、频率以及规 定的线路参数（交流电路为功率因数，直流电路为时间常数）下，所能 接通和分断的短路电流值; 分断时间 是指断路器切断故障电流所需的时 间。 图7.4 自动空气开关的工作原理示意图 1主触头；2自由脱扣机构；3

6、过电流脱扣机构；4分磁脱扣机构； 5热脱扣机构；6失压脱扣机构；7按钮 低压断路器的主要类型：低压断路器的主要类型： 敞开式低压断路器 它又称万能式低压断路器，具有绝缘衬底的框架结构 底座，所有的构件组装在一起，用于配电网络的保护。主要型号有 DW10 和 DW15 两个系列。 装置式低压断路器 它又称塑料外壳式低压断路器，具有用模压绝缘材料 制成的封闭型外壳，将所有构件组装在一起。用做配电网络的保护和电动机、 照明电路及电热器等控制开关。主要型号有 DZ5 、 DZ10 、DZ20 等系列。 模块化小型断路器 模块化小型断路器由操作机构、热脱扣器、电磁脱扣 器、触头系统、灭弧室等部件组成，所

7、有部件都置于一个绝缘壳中。在结构上 具有外形尺寸模块化（ 9mm的倍数）和安装导轨化的特点，即单极断路器的模 块宽度为18mm，凸颈高度为45mm，它安装在标准的 35 mm15 mm 电器安装 轨上，利用断路器后面的安装槽及带弹簧的夹紧卡子定位，拆卸方便该系列 断路器可作为线路和交流电动机等的电源控制开关及过载、短路等保护用。广 泛应用于工矿企业、建筑及家庭等场所。常用型号有C45 、 DZ47 、 S、 DZ187 、XA、 MC等系列。 智能化断路器 传统的断路器的保护功能是利用了热磁效应原理，通过 机械系统的动作来实现的。智能化断路器的特征是采用了以微处理器或单片机 为核心的智能控制器

8、（智能脱扣器）。它不仅具备普通断路器的各种保护功能， 同时还具备实时显示电路中的各种电气参数（电流、电压、功率因数等），对 电路进行在线监视、测量、试验、自诊断、通信等功能；能够对各种保护功能 的动作参数进行显示、设定和修改。将电路动作时的故障参数存储在非易失存 储器中以便查询。智能化断路器原理框图如图7.5所示。 图7.5 智能化断路器原理框图 目前国内生产的智能化断路器有框架式和塑料外壳式两种。框架式 智能化断路器主要用于智能化自动配电系统中的主断路器。塑料外壳式 智能化断路器主要用在配电网络中分配电能和作为线路及电源设备的控 制与保护，也可用做三相笼型异步电动机的控制。主要型号有 DW4

9、5 、 DW40 、 DW9l4 (AH）、 DW18 (AE-S)、 DW48 、 DW19 (3WE）、 DW17(ME）等。 (3) 低压断路器的选择低压断路器的选择 额定电流和额定电压应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工 作电流。 热脱扣器的整定电流应与所控制负载（比如电动机）的额定电流一 致。 欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。 过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。对于单台 电动机来说，可按下式计算 （7.1） 式（7.1）中， k 为安全系数，可取1.51.7； Iq为电动机的起动电流。 对于多台电动机来说，可按下式计算 （7.2） 式（7.2）中，K也

10、可取1.51.7；Iq,max为最大一台电动机的起动电流； Ier为其中任意一台电动机的额定电流。 qZ kII )( max,erqZ IIKI 7.1.2 交流接触器交流接触器 1交流接触器的结构与技术数据交流接触器的结构与技术数据 交流接触器是利用电磁吸力控制触点闭合或断开，从而接通或断开 电动机或其他负载电路的一种自动控制的电磁开关。 交流接触器主要由电磁系统，触点系统和灭弧装置构成，如图 7.6 所示。 图7.6 CJ10型交流接触器结构图 1-铁心 2-线圈 3-衔铁 4-释放弹簧 5-缓冲弹簧 6-静触头 7-动触头 8-灭弧罩 9-外壳 电磁系统由线圈、静铁心，动铁心（或称衔铁

11、）和反力弹簧组成。 触点系统由静触点和桥式动触点组成。桥式动触点通过绝缘支架与动铁 心相连，受动铁心操纵。为了减轻触点切断较大感性负载时电弧对触点 的烧蚀，主触点之间采用了灭弧装置。 接触器的触点分主触点和辅助触点两种，辅助触点接触面积小，通 过的电流小，常接在控制电路中。主触点接触面积较大，能通过的电流 大，接在主电路中。 CJ10-20 型交流接触器有三对主触点，两侧各有两 对辅助触点（上常闭、下常开）。 为了消除铁心的颤动和噪声，在铁心端面的一部分套有短路环。 在使用交流接触器时，应注意施加于线圈上的交流电压与其额定电 压相同。其次，当线圈通电后动铁心不得被卡住。因为当线圈电压一定 时，

12、铁心中磁通也为定值，当动铁心被卡住时，气隙大、磁阻大，所 以励磁电流必然很大。一般起动时的励磁电流是铁心吸持时的 47 倍。 所以动铁心被卡住时间长了，会烧毁线圈。 2交流接触器的选择交流接触器的选择 根据接触器在线路中的要求和运行中的需要来选择具体的型号。 (1)确定接触器的工作任务、类别确定接触器的工作任务、类别 交流接触器的任务分 4 类： Al 类 在cos0.9 和额定电压下，接通与切断额定电流，用于非电 感性负载或稍带电感性的电阻炉负载。 A2类 在cos0.7和额定电压下，接通与切断2.5倍额定电流，用于 绕线式异步电动机的起动和反接制动。 A3类 在cos0.4和额定电压下，接

13、通6倍额定电流，在0.16倍额定 电压下断开额定电流，用于鼠笼式电动机的起动和连续运转时断开电路。 A4类 在cos0.4和额定电压下，接通和切断6倍额定电流，用于鼠 笼式电动机起动、短时反复断开和接通、控制电容器负载和钨丝灯照明 线路等。例如，用于控制鼠笼式电动机起动、正反转的接触器就应选 A4 类的接触器。我国生产的交流接触器 CJO 型相当于A3类， CJ1型介 于A3和A4类间。 （2）考虑接触器的工作制）考虑接触器的工作制 接触器的工作制有四种： 间断长期工作制 如控制一般电气设备所用的接触器，通常所指的接 触器的容量等级都是指间断长期工作制而言。 长期工作制 如控制矿井、发电厂的水

14、泵的风机的接触器，它连续 工作几天或几个月，没有机会去除主触头的氧化膜，所以主触头的负载 能力是间断长期工作制的 0.75 0.8倍。 短时工作制 （直流接触器在规定中没有这种工作制）。 重复短时工作制 （3）选择接触器规格）选择接触器规格 主触头额定电流 控制对象是间断长期工作制的电动机时，可按电动 机容量选额定电流与工作任务类型一致的同容量接触器。一般多采用交 流接触器，如操作频率较高，也可用直流接触器。对于运行于其他工作 制的接触器，根据被控电动机容量和相应的持续合闸率来决定。对于 控制对象是电热设备等负载稳定的设备，额定电流选大于或等于设备的 额定电流即可。 主触头的额定电压 大于或等

15、于线路电压。 吸引线圈的电压 最好与其他电器取相同的电压值。 辅助触点数量、种类。 例例 7.l 试为一台拖动车床主轴的电动机选择接触器。电动机型号为 JO2-52-6 ，额定容量 7.5kW，额定电压380V ，额定电流 16.3A 。 解解 根据生产机械可知接触器工作制为间断长期工作制，工作任务为 A3 类。所以选 CJ1O 系列的 CJ10-20 接触器。它的额定电流为20A , 被 控三相电动机最大功率为10kW 。 7.1.3 继电器继电器 1中间继电器中间继电器 在继电接触控制系统中，为了解决 某些继电器触点不够用的矛盾，专门生 产了一种多触点的继电器。触点允许通 过的电流很小，一

16、般用于5A 以下的控 制电路中作信号放大或多路控制转换。 例如，当控制电流太小而不能直接使容 量较大的接触器动作时，可用该控制电 图7.7 中间继电器外形图 流先控制一个中间继电器，由中间继电 器再控制接触器，这样中间继电器作为信号放大环节使用。 中间继电器的结构如图 7.7 所示。常用的中间继电器有JZ7系列和 JZ8系列两种，JZ8系列是交直流两用的。在选用中间继电器时，主要是 考虑电压等级和触点数量。 2. 热继电器热继电器 热继电器是用来保护电动机过载的一种保护电器，其外形和结构原 理如图 7.8所示，图 7.8（a）为热继电器外形，图 7.8（b）为热继电器 结构原理图。 热继电器主

17、要由发热元件、触点部分、动作机构、再复位机构和整 定电流调节装置等组成。 图7.8 热继电器外形、结构原理图 热继电器的动作原理热继电器的动作原理 主双金属片 2 是由两种膨胀系数不同的金属片制成的，它的上端15 固定，下端为自由端。双金属片受热膨胀后弯曲，下端推动导板3向左 位移。导板再推动推杆4 ，经铰链装置12使动触点6和常闭触点7 断开， 后动触点 6 与常开触点8 接通进行报警。双金属片冷却后恢复常态，但 动触点不能自动复原。需按下复位按钮 9才能复位，这时常闭触点闭合， 常开触点断开。 弹簧 10 用来保持张力，张力的大小靠整定凸轮 11调节。 整定电流就是热元件中通过的电流超过此

18、值的20时，热继电器应 当在20min 内动作。 JR15-10 型有（ 0.35、0.50、0.72、1.1、1.6、2.4、 3.5、5.0、7.2、11.0 ）十个等级。根据整定电流选用热继电器，整定电 流与电动机的额定电流基本一致。 3. 时间继电器时间继电器 时间继电器是自动控制系统使用很广泛的电器之一，如两个运动部 件按时间先后顺序进行工作，电动机起动电阻按时间顺序进行自动切除 等等。时间继电器的种类很多，按其工作原理可分为电磁式、空气式和 电子式等。 图7.9 通电延时型空气式时间继电器结构示意图 在交流控制线路中常用空气式时间继电器。空气式时间继电器分为 通电延时型空气式时间继

19、电器和断电延时型空气时间继电器两种。通电 延时型空气式时间继电器，它的结构如图 7.9 所示。它的工作原理是利 用空气阻尼作用而达到动作延时的。当线圈通电后将动铁心吸下，使动 铁心与活塞杆之间有一段距离。在释放弹簧的作用下，活塞杆就向下移 动。在伞形活塞的表面固定有一层橡皮膜。当活塞下移时，在膜上面造 成空气稀薄的空间，活塞受到下面空气的压力，不能迅速下移。当空气 由进气孔进入时，活塞才逐渐下移。移动到最后位置时，杠杆使微动开 关动作，从吸引线圈通电到触点动作之间有一个时间间隔，即为延时。 调节进气孔螺钉，就可调节延时时间。 吸引线圈断电后，依靠恢复弹簧的作用而复原。空气经由出气孔被 迅速排出

20、。从而实现断电时触电的瞬间复位。 通电延时继电器，有两对延时触点，一对是延时断开的常闭触点， 一对是延时闭合的常开触点，另外，还有两对瞬时动作的触点。 断电延时的空气式时间继电器，如图 7.10所示。只要将通电延时型 时间继电器的铁心倒装一下即成为断电延时型时间继电器。它也有两对 延时触点，一对是延时闭合的常闭触点，一对是延时断开的常开触点， 还有两对瞬时触点。 图7.10 断电延时型空气式时间继电器结构示意图 4速度继电器速度继电器 按速度原则动作的继电器称为速度继电器。它主要用于三相笼型异步电动机 的反接制动中，因此又叫做反接制动控制 器。感应式速度继电器主要由定子、转子 和触点三部分组成

21、，转子是一个圆柱体永 久磁铁，定子是一个笼型空心圆环，由硅 钢片叠制而成，并装有笼型绕组。 图7.11为感应式速度继电器原理示意图。 其转子的轴与被控电机的轴相连，当电动机 转动时，速度继电器的转子随之转动，到达 一定转速时，定子在感应电流和力矩的作用 下跟随转动；到达一定角度时，装在定子轴 上的摆锤推动簧片（动触点）动作，使常闭 触点打开、常开触点闭合；当电动机转速低 于某一数值时，定子产生的转矩减小，触点 在簧片作用下返回到原来位置，使对应的触 点恢复到原来状态。 图7.11 感应式速度继电器的原理图 1转轴；2转子；3定子；4绕组 7.1.4 其它常用电器其它常用电器 1. 熔断器熔断器

22、 熔断器是一种最简单的保护电器。其中的熔丝或熔片是 用电阻率较高的易熔合金（例如铅锡合金）制成；或者用截 面积甚小的良导体（例如铜、银等）制成。电路在正常工作 时，熔断器不应熔断，只有在电路发生短路故障时，很大的 短路电流通过熔断器，使其熔体（熔丝或熔片）发热而自动 熔断，切断电路，从而实现短路保护。 管式熔断器 如图7.12所示，它由底座和熔断管两部分 组成。用纤维质制成的熔断管内装有熔体，熔体熔断时，管 内壁受热分解而产生气体，使电弧很快熄灭。 插入式熔断器 如图7.13所示，它由瓷底座和瓷插件两 部分组成，熔体是软铅丝、铜丝或熔片。 图7.12 管式熔断器 图7.13 插入式熔断器 螺旋

23、式熔断器 如图7.14所示，它 由瓷底座，瓷帽和熔断管三部分组 成。熔体装在熔断管内，熔断管上 有一红点，当熔体熔断后，该红点 自动跳出以示熔体熔断。在正常工 作情况下，电路中通过额定电流时， 熔体不应熔断。因此，在一般电路 中，所选熔体的额定电流，必须等 于或稍大于电路的最大持续负载电 流，这样才能对电路起短路保护作 用。 图7.14 螺旋式熔断器 2行程开关行程开关 在生产中，为了工艺和安全的需要，常常要控制某些机械的行程和 限位。如行车在轨道上行进或后退时，在轨道两端都要安装行程开关， 行到轨道两端会自动停下来，以免冲出，而发生事故。 行程开关是一种自动电器，它的种类很多，它的结构如图

24、7.15 所示。 有一对常闭触点和一对常开触点。当外部机构碰压压头时，常闭触点断 开，常开触点闭合。一旦压力去掉后，在弹簧的作用下触点又恢复到原 来位置。 根据这个原理，一般把行程开关 固定在预定的位置上，在运动机械 上装一个挡板，当机械运行到所规 定的位置时，挡板压下压头，让行 程开关动作，接通或断开有关控制 电路，以达到控制生产机械的目的。 图7.15 行程开关结构示意图 7.2 三相异步电动机的单向起停控制线路三相异步电动机的单向起停控制线路 7.2.1 三相异步电动机的点动控制线三相异步电动机的点动控制线路 在生产实际中，有时需要逐步调整生产机械与部件之间的距离，常采用 点动控制，如图

25、7.16所示。它由按钮SB和接触器KM组成。其动作过程 如下： 先合上刀开关Q，按下按钮SB，接触器KM线圈通电，动铁心被吸 合，带动三对主触点KM吸合，电动机M接通电源运转；若松开按钮SB， 接触器KM线圈断电，动铁心在弹簧反弹力的作用下释放，主触点KM断 开，电动机断电停转。 可见只有按下按钮SB时，电动机才能运转，松手不按就停转，所以 叫做点动。图中熔断器FU起短路保护作用，一旦发生短路事故，熔丝立 即熔断，电动机立即停转。 图7.16 点动控制电路接线图 图7.17 点动控制电路原理图 点动控制接线图7.16是按照电器的结构位置画出的，比较直观，初学 者容易看懂。但是，如果线路比较复杂

26、和使用的电器较多时，这种画法 不但麻烦而且不容易看清楚线路的相互控制关系。为了避免这些缺点， 控制线路通常采用国家规定的电气符号，只画出机电元件之间的电气连 接关系，而不画出其机械部分的联系及实际结构。这种按电气作用原理， 将主电路、控制电路分开画的图称为电气原理图。点动控制的原理图如 图7.17所示。图中三相电源至电动机的电路称为主电路，按钮和接触器 线圈组成的电路称为控制电路。 在阅读原理图时，首先要弄清各种电器的符号及其意义，图中各电 器的触点都处于未动作状态，即接触器线圈没有通电，按钮没有按下等。 其次，同一电器的线圈和各触点在原理图上是分散画的，例如图7.17中 接触器KM 的三对主

27、触点在主电路中，而线圈在控制电路中，因此，对 同一电器的线圈、触点都用同一字母表示。 7.2.2三相异步电动机的单向起停控制线路与自锁三相异步电动机的单向起停控制线路与自锁 上述点动控制电路中，操作人员的手始终不能离开按钮SB，欲使电 动机起动后长期运转下去，必须在按钮 SB2的两端并联一对接触器 KM 的常开辅助触点（见图7.18）。当按下按钮使接触器动作时，除了主触 点闭合外，常开辅助触点也同时闭合，当松手时，按钮 SB2 断开，但与 其并联的辅助触点仍闭合，使接触器 KM 的线圈依然通电，保持电动机 继续运转。辅助触点的这种作用叫自锁，这个辅助触点亦称为自锁触点。 在图 7.18中，按下

28、起动按钮SB2，电动机就可以直接起动运转；只要按 一下停止按钮SB1，就可切断控制电路，使接触器线圈断电，其主触点 和自锁触点都恢复到断开的位置，切断电源，电动机停转。如要重新起 动，仍需按起动按钮SB2。 如果因电源暂时停电而使电动机停转，那么当电源电压恢复时，也 需按起动按钮SB2后才能起动。这种继电接触控制与直接用刀开关手 动控制相比，可避免电压恢复时，电动机自行起动而可能造成的事故， 因而称为零压保护（即失压保护）。 图中的热继电器FR起过载保护作用，当电动机过载时，串在主电路 中的热元件FR发热动作，将其串在控制电路中的常闭触点FR断开，使 接触器 KM 的线圈断电，主触点 KM 断

29、开，使电动机断电从而得到保护。 图7.18 三相异步电动机的直接起动控制原理 7.3 三相异步电动机的正反转控制线路三相异步电动机的正反转控制线路 在实际生产中，常常要求生产机械的运动部件具有正反两个方向的 运动。例如，起重机的提升和下降，各种大型阀门的开闭等。对于三相 异步电动机，只要将接定子绕组 的三根电源线任意对调两根即能 使电动机反转。具体控制由两个 交流接触器完成，如图7.19所示。 当正转交流接触器KMF工作时， 电动机正转。当反转交流接触器 KMR工作时，由于调换了两根电 源线，所以电动机就反转。 图7.19 三相异步电动机正反转控制线路 对正反转控制线路最根本的要求是：必须保证

30、两个接触器不能同时 工作。如果两台接触器同时闭合，将会造成电源短路。为了避免上述情 况，在正反转控制电路中采用了“联锁”，即正转接触器的一个常闭辅 助触点串接在反转接触器的线圈电路中，而反转接触器的一个常闭辅助 触点串联在正转接触器的线圈电路中，这种保护措施叫做“互锁”。如 图 7.19所示。 正反转控制工作原理：正反转控制工作原理： (1）正转运行 合上闸刀开关 Q ，按下正向起动按钮 SBF ,线圈 KMF 得电，主触点 KMF闭合，辅助常开触点 KMF 自锁，电动机正转运行。 与此同时串接在反转控制电路中的正转接触器的辅助常闭触点 KMF 断 开，从而实现互锁。 (2）停止 按下停止按钮

31、 SB1, ，正转接触器线圈 KMF 断电，它的触 点全恢复原始状态，电动机停转。 (3）反转运行 按下反转起动按钮SBR，线圈 KMR 得电，主触点 KMR 闭合，辅助常开点 KMR 自锁。电动机反转运行。与此同时串接在 正转控制电路中的反转接触器的辅助常闭触点 KMR断开，确保反转运 行时正转交流接触器不得电，从而实现互锁。 图7.19所示的控制电路，如果在电动机正转的过程中要求反转，必 须先按停止按钮SB1，使互锁触点KMF 闭合后，才能按反转起动按钮 SBR ，操作步骤多。为了简便起见，控制电路中利用按钮的常闭接点进 行机械互锁，如图7.20所示。在图7.20中，具有电气互锁和机械互锁

32、双 重保护作用。 图7.20 具有机械互锁的正反转控制线路 7.4 三相异步电动机的典型控制方式三相异步电动机的典型控制方式 7.4.1 行程控制行程控制 行程控制就是控制生产机械运动的行程或终端位置，实现自动停止或自动 往返等。例如龙门刨床的工作台要求在一定行程内自动往返运行，矿井提升机 及吊车、电梯运行到终点时要自动停下来，以免超过极限位置而引起安全事故。 图7.21是利用行程开关自动控制电动机正反转的控制电路，用以实现工作 台或其他机械的往返运动，行程开关ST1 和ST2分别装在两个预定的位置上，由 装在工作台底部的挡块来撞动。工作台由电动机M带动。电动机的主电路同正 反转控制主电路是一

33、样的，不同之处是在正反转的控制电路中分别串联一个行 程开关的常闭触点。而在正反转按钮两端，分别并联了行程开关的常开触点， 即与正转起动按钮SBF并联的是反转行程开关ST2的常开触点，与反转起动按钮 SBR 并联的是正转行程开关ST1的常开触点。这样，当按下SBF使电动机正转带 动工作台向左移动到一定位置时，工作台底部的挡块撞开关ST1的常闭触点，正 转停止，同时ST1的常开触点闭合（相当于按下反转起动按钮SBR）接通反转接 触器而使电动机反转；同样，电动机反转带动工作台向右移动到一定位置时， 挡块又将 ST2 的常闭触点撞开，而接通ST2的常开触点，于是反转停止，又开始 正转，如此周而复始。

34、要使电动机停止运行，按下停止按钮SB1即可。 行程开关还可以实现终端保护自动循环等各种要求。 图7.21 用行程开关控制电动机的正反转控制电路 7.4.2 时间控制时间控制 在自动控制的电力拖动系统 中，电动机的起动、制动及其拖 动的生产机械的运行状态，常常 需要按时间进行转换。例如，正 常运行为形连接的电动机，可 以接成Y 形来将压起动，经过一 定时间的延时，速度上升到接近 额定转速后，再自动切换成全 压运行。为实现延时自动切换， 通常利用时间继电器来控制。三 相异步电动机 Y- 起动的控制线 路图如图 7.22所示。 图7.22 三相异步电动机 Y- 起动控制电 线路的动作顺序可以形象的表

35、示： 7.4.3 顺序控制顺序控制 有些生产机械工作时，要求按照一定的顺序进行。例如轧钢机、感 应炉以及大型自动机床等设备，必须在润滑系统或冷却系统运转后，主 机才能起动；又如矿井下的自动运输线要求按逆矿流方向依次起动各台 运输机，不然就会出现煤或其它矿石堆积以及溢落等现象。 顺序控制就是按照被控电器设备动作的先后顺序进行的控制。简单的顺 序控制是通过继电接触器的联锁触点实现的，例如锅炉燃烧过程中的 引风机和鼓风机的控制，它的手动顺序控制电路如图7.23所示，图7.23(a) 为主电路，图7.23(b)为控制电路。 图7.23 手动顺序控制电路 这个控制电路要求锅炉燃烧时先引风，后鼓风；停止燃

36、烧时先鼓风， 后引风。为了满足这一控制顺序，在图 7.23 (b）控制回路中把接触器 KM1的一对辅助常开触点串入接触器 KM2的线圈回路中作联锁控制， 而在停止按钮SB1的两端并联 KM2的一对常开辅助触点作联锁控制，如 图 7.23( b)所示。 图 7.24所示为锅炉燃烧的停止，引风机与鼓风机的延时自动起动的 顺序控制电路。读者可以自己分析其控制过程。 图7.24 带延时自动控制的顺序控制电路 7.4.4 多点控制多点控制 有的生产机械要求在几处都能对电动机的起动和停止进行操作，从 而引出多地控制问题。显然，为了实现多地控制，控制电路中必须有多 组按钮。这些按钮的接线，应遵从下面的原则：

37、各起动按钮并联；各停 止按钮串联。以两地控制为例，在图7.25中，当按下起动按钮SB2或 SB4时，都可以使接触器 KM 的线圈通电，接通主电路。同样按下停止 按钮 SB1 或 SB3 时，都可以使接触器 KM 的线圈断电，使主电路脱离 电源，电动机停转。 图7.25 两地控制电路 7.4.5 制动控制制动控制 三相异步电动机制动控制方法一般有两大类：机械制动和电气制动。 机械制动是用机械装置来强迫电动机迅速停车；电气制动实质上是当电 动机停车时，给电动机加上一个与原来旋转方向相反的制动转矩，迫使 电动机转速迅速下降。机械制动通常采用的是电磁抱闸，由于机械制动 比较简单，下面我们着重介绍电气制

38、动控制线路，它包括反接制动和能 耗制动。 1反接制动控制线路反接制动控制线路 反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向 的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。 反接制动的关键在于电动机电源相序的改变，且当转速下降到接近 于零时，能自动将电源切除，为此采用了速度继电器来检测电动机的速 度变化。在 1203000r/min 范围内速度继电器触点动作，当转速低于 100 r/min 时，其触点恢复原位。 图7.26为带制动电阻的单向反接制动的控制线路。起动时，按下起 动按钮SB2，接触器 KM1线圈通电并自锁，电动机 M 通电旋转。在电 动机正常运转时，速度继电器 KS 的常

39、开触点闭合，为反接制动做好了 准备。停车时，按下停止按钮SB1，其常闭触点断开，接触器 KM1线圈 断电，电动机 M 脱离电源。 由于此时电动机的机械惯性，转速还很高， KS的常开触点仍然处于 闭合状态，所以，当 SB1常开触点闭合时，反接制动接触器 KM2线圈通 电并自锁，其主触点闭合，使电动机定子绕组得到与正常运转相序相反 的三相交流电源，电动机进入反接制动状态，电动机转速迅速下降。当 电动机转速低于速度继电器动作值时，速度继电器常开触点复位，接触 器 KM2线圈电路被切断，反接制动结束。 图7.26 单向反接制动控制线路 2. 能耗制动控制线路能耗制动控制线路 所谓能耗制动，就是在电动机

40、脱离三相交流电源之后，定子绕组上加 一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用 来达到制动的目的。根据能耗制动的时间控制原则，可用时间继电器进 行控制，也可以根据能耗制动的速度原则，用速度继电器进行控制。下 面以正反向能耗制动控制线路为例来说明。 图7.27为电动机按时间原则控制的可逆运行的能耗制动控制线路。 在其正常的正向运转过程中，需要停止时，可按下停止按钮SB1，使 KM1断电， KM3和KT线圈通电并自锁。 KM3 常闭触点断开，起着锁 住电动机起动电路的作用； KM3 常开触点闭合，使直流电压加至定子 绕组。电动机进行正向能耗制动。电动机正向转速迅速下降。当其接近

41、 于零时，时间继电器延时打开的常闭触点 KT 断开接触器KM3线圈电源。 由于KM3常开辅助触点的复位，时间继电器KT线圈也随之失电，电动 机正向能耗制动结束。反向起动与反向能耗制动其过程与上述正向情况 相同。电动机可逆运行能耗制动也可以以速度原则，用速度继电器取代 时间继电器，同样能达到制动目的。该线路读者可以自行分析与设计， 这里不再详细介绍。 能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流 小得多，但能耗制动的制动效果不及反接制动明显，同时还需要一个直 流电源，控制线路相对比较复杂，一般适用于电动机容量较大和起动、 制动频繁的场合。 图7.27 电动机可逆运行的能耗制动控制线

42、路 7.4.6 应用举例应用举例 本节在前面介绍了电动机的常用控制单元模块的结构和工作原理， 现在在前面原理的基础上介绍一个生产实际中的具体电路，以加深对控 制电路在实际应用中的作用的理解，以及提高对控制电路的综合分析能 力。电动葫芦是一种结构简单的起重 机械，起重量较小，广泛用于工矿企 业的修理和安装工作。 图7.28所示为CD型钢丝绳电动葫 芦的外形结构图。它是由提升机械和 移动装置两部分组成的，分别用两台 电动机拖动。其中，提升钢丝绳卷筒 由提升电动机经齿轮减速箱拖动，提 升装置的主传动轴与电磁抱闸相连。 平移电动机则经减速箱拖动导轮在工 字钢上前后移动。 图7.28 电动葫芦外形结构图

43、 1钢丝卷筒 2提升电机 3减速箱 4电磁抱闸 5平移电机 6限位开关 图7.29为电动葫芦的电气原理图。电网电压经刀开关QS、熔断器FU 和软电缆（或滑线）送入，供给主电路与控制电路。根据电动葫芦的工 作特征，两台电动机均采用正反转点动控制。其中，接触器KM1和KM2 控制提升电动机M1，以达到提升的目的。与电动机M1并接的YA为电磁 抱闸制动器，电动机M1断电，YA也同时断电，将电动机的制动轮抱住， 使电动机迅速停止，以确保安全；电动机M1通电，YA也同时通电，松 开制动轮，电动机M1便能自由运转。与KM1串连的行程开关SQ的常闭 触头作为提升的上限位开关，当上升到上限位时能自动切断电路，

44、使电 动机停转，避免发生事故。 电动机M2的正反转由交流接触器KM3和KM4控制，以实现电动葫芦 的前后移动。 为防止电动机正反转方向同时通电而短接电源，电动机的正反转接 触器均采用了电气互锁与按钮机械互锁作为保护措施。 图7.29 电葫芦电气控制原理图 7.5 阅读继电器阅读继电器接触器控制线路图的要点接触器控制线路图的要点 1电气控制线路阅读与分析基础电气控制线路阅读与分析基础 （1）电气控制线路分析的内容与要求 分析电气控制线路的具体内容和要求主要包括以下几个方面 设备说明书 设备说明书由机械（包括液压部分）与电气两部分 组成。在分析时首先要阅读这两部分说明书，了解以下内容： 设备的结构

45、组成及工作原理、设备传动系统的类型及驱动方式、主 要技术性能、规格和运动要求等。 电气传动方式，电机、执行电器的数目、规格型号、安装位置、用 途及控制要求。 设备的使用方法，各操作手柄、开关、旋钮、指示装置的布置及其 在控制线路中的作用 与机械、液压部分直接关联的电器（行程开关、电磁阀、电磁离合 器、传感器等）的位置、工作状态及其与机械、液压部分的关系，在控 制中的作用等。 电气控制原理图 电气控制原理图是控制线路分析的中心内容。它一般由主电路、控 制电路、辅助电路、保护及联锁环节，以及特殊控制电路等部分组成。 在分析电气原理图时，必须与阅读其他技术资料结合起来。例如，各种 电动机及执行元器件的控制方式、位置及作用，各种与机械有关的位置 开关、主令电器的状态等，只有通过阅读说明书才能了解。 2电气原理图阅读分析的方法与步骤电气原理图阅读分析的方法与步骤 在掌握了机械设备及电仪控制系统的构成、运动方式、相互关系， 以及掌握各电动机和执行电器的用途和控制方式等基本条件之后即可 对设备控制线路进行具体的分析。分析电气原理图的一般原则是：化整 为零、顺藤摸瓜、先主后辅、集零为整、安全保护和全面检查。 通常，分析电气控制系统时，要结合有关技术资料将控制线路“化 整为零”，即以某一电动机或电器元件（如接触器或继电器线圈）为对 象，从电源开始，自上而