第5章 继电器控制

1、第第5 5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 5.4 行程控制行程控制 5.1 常用控制电器常用控制电器 5.2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路鼠笼式电动机直接起动的控制线路 5.3 鼠笼式电动机正反转控制线路鼠笼式电动机正反转控制线路 2021-7-28 1第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 本章要求：本章要求： 1.了解常用低压电器的结构、功能和用途。了解常用低压电器的结构、功能和用途。 2. 掌握掌握自锁、联锁自锁、联锁的作用和方法。的作用和方法。 3. 掌握掌握过载、短路和失压保护过载、短路和失压保护的作用和方法。的作用和方法。 4. 掌握掌握基本控制环节的组成、

2、作用和工作过程基本控制环节的组成、作用和工作过程。能读懂简单。能读懂简单 的控制电路原理图、能设的控制电路原理图、能设 计简单的控制电路。计简单的控制电路。 第第5 5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 2021-7-282 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 应用电动机拖动生产机械，称为应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动电力拖动。利用。利用继电器继电器、接、接 触器触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为继电接触继电接触 控制控制。 介绍常用的介绍常用的低压电器低压电器（直流（直流1500V，交流，交流1200V以下），基以

3、下），基 本的本的控制环节控制环节和和保护环节保护环节的典型线路。的典型线路。 实现继电接触控制的电气设备，统称为实现继电接触控制的电气设备，统称为控制控制电器，如刀闸、电器，如刀闸、 按钮、继电器、接触器等。按钮、继电器、接触器等。 具有保护作用的电气设备，统称为具有保护作用的电气设备，统称为保护保护电器，如熔断器、电器，如熔断器、 热继电器等。热继电器等。 按动作形式还可把低压电器分为：按动作形式还可把低压电器分为：手动手动电器和电器和自动自动电器。电器。 2021-7-283 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 5.1 常用控制电器常用控制电器 5.1.1 组合开关（转换开

4、关）组合开关（转换开关） 实现多条线路、不同联接方式的转换。实现多条线路、不同联接方式的转换。 可用于三相电动机手动起停控制。可用于三相电动机手动起停控制。 触片通流能力有限，一般用于交流触片通流能力有限，一般用于交流380V、直流、直流220V，电，电 流流100A以下的电路中做电源开关。以下的电路中做电源开关。 结构结构 动触片动触片 静触片静触片 转动手柄转动手柄 转轴上转轴上 用途：用途： 使用注意事项：使用注意事项： 2021-7-284 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 M 3 用组合开关起停电动机的接线图用组合开关起停电动机的接线图 2021-7-285 第第5章

5、章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 5.1.2 按钮按钮(手动切换电器手动切换电器) (b) 结构结构 常用于接通和断开常用于接通和断开控制电路控制电路 结构：结构： (a) 外形图外形图 常闭触点常闭触点 常开触点常开触点 用途：用途： 按钮帽、触点按钮帽、触点 分动、静触点，分动、静触点，或常开、常闭触点或常开、常闭触点 2021-7-286 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 复位弹簧复位弹簧 支柱连杆支柱连杆 常闭静触点常闭静触点 桥式动触点桥式动触点 常开静触点常开静触点 外壳外壳 4 SBSB SB 结结 构构 符符 号号 名名 称称 常闭按钮常闭按钮 ( (停

6、止按钮停止按钮) ) 常开按钮常开按钮 ( (起动按钮起动按钮) ) 复合按钮复合按钮 1 2 34 12 3 按钮帽按钮帽 2021-7-287 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 5.1.3 接触器接触器 用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。 (a) 外形外形 (b) 结构结构 2021-7-288 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 按状态分按状态分 按用途分按用途分 常开常开触点触点 常闭常闭触点触点 主主触点触点 辅辅助助触点触点 电磁系统电磁系统 结构结构 吸引线圈吸引线圈 静铁心静铁心 动铁心动铁心 触点

7、触点 通电通电 所有所有常开常开触点触点闭合闭合 所有所有常闭常闭触点触点断开断开 断电：断电：所有触点恢复原状态所有触点恢复原状态 2021-7-289 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 符号符号KM KM KM KM 2021-7-2810 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 5.1.4 继电器继电器 继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。 主要区别在于：主要区别在于： 接触器的主触点可以通过接触器的主触点可以通过大电流大电流； 继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只

8、能通过 小电流小电流。所以，继电器一般用于。所以，继电器一般用于控制电路控制电路中。中。 1. 电流及电压继电器电流及电压继电器 电流继电器：电流继电器：可用于过载或过载保护可用于过载或过载保护 电压继电器：电压继电器：主要作为欠压、失压保护主要作为欠压、失压保护 2021-7-2811 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 2. 中间继电器中间继电器 中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路。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 它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。

9、它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。 (b) 符号符号 KA 线圈线圈 常开触头常开触头 KA 常闭触头常闭触头 KA (a) 外形外形 2021-7-2812 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 3. 时间继电器时间继电器 从得到输入信号从得到输入信号(线圈通电或断电线圈通电或断电) 起，经过一段时间起，经过一段时间延时延时后才后才动作动作 的继电器。适用于定时控制的继电器。适用于定时控制 + 直流电磁式结构图直流电磁式结构图 阻尼铜套阻尼铜套 衔铁衔铁 工作原理：工作原理：当衔铁未吸合当衔铁未吸合 时，磁路气隙大，线圈电时，磁路气隙大，线圈电 感小。感小。通电通电后激磁电

10、流很后激磁电流很 快建立，将快建立，将衔铁吸合衔铁吸合，继，继 电器触点电器触点立即改变状态立即改变状态。 而当线圈而当线圈断电断电时，铁心中时，铁心中 的的磁通磁通将将衰减衰减，磁通的变，磁通的变 化将在铜套中产生化将在铜套中产生感应电感应电 动势动势，并产生，并产生感应电流感应电流， 阻止磁通衰减阻止磁通衰减。当磁通下。当磁通下 降到降到一定程度一定程度时，时，衔铁衔铁才才 能能释放释放，触头，触头改变状态改变状态。 因此继电器吸合时是瞬时因此继电器吸合时是瞬时 动作，而释放时是延时的，动作，而释放时是延时的， 故称为故称为断电延时断电延时。 (1)直流电磁式直流电磁式 时间继电器时间继电

11、器 2021-7-2813 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 通电延时的空气式时间继电器结构示意图通电延时的空气式时间继电器结构示意图 常开触头常开触头 延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头 延时打开延时打开 常开触头常开触头 常闭触头常闭触头 线圈通电线圈通电 衔铁向下吸合衔铁向下吸合 连杆动作连杆动作 触头动作触头动作 工作原理工作原理 调节螺丝调节螺丝进气孔进气孔 托板托板 线圈线圈 动铁心动铁心恢复弹簧恢复弹簧 挡块挡块 释放弹簧释放弹簧 活塞杆活塞杆 橡皮膜橡皮膜 排气孔排气孔 (2) 空气式时间继电器空气式时间继电器 2021-7-2814 第第5章章 继电接触器控制

12、系统继电接触器控制系统 断电延时的空气式时间继电器结构示意图断电延时的空气式时间继电器结构示意图 常闭常闭 延时闭合延时闭合 常开常开 延时断开延时断开 常开触头常开触头 常闭触头常闭触头 空气式时间继电空气式时间继电 器的器的延时范围大延时范围大 (有有 0.4 60 s 和和 0.4 180s两种两种)。 结构简单结构简单，但，但准准 确度较低。确度较低。 2021-7-2815 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 5.1.5 热继电器热继电器 用于电动机的用于电动机的过载保护过载保护。 2021-7-2816 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 发热元件接入电

13、机主电路。若长时间发热元件接入电机主电路。若长时间过载过载，双金属片被，双金属片被加热加热。 因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲弯曲，杠杆被弹簧拉，杠杆被弹簧拉 回，常闭触点回，常闭触点断开断开。 发热元件发热元件 杠杆杠杆 结构结构 工作原理工作原理 双金属片双金属片 常闭触头常闭触头 2021-7-2817 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 5.1.6 熔断器熔断器 符号：符号： FU 熔断器额定电流熔断器额定电流IF的选择：的选择： (1) 电灯、电炉等电阻性负载电灯、电炉等电阻性负载 IF IL (3) 频繁起动的电机频繁起动的

14、电机 (2) 单台电机单台电机 用于低压线路中的用于低压线路中的短路短路保护。保护。 熔丝或熔片熔丝或熔片, 分插入式、螺旋式、管式和有填料式分插入式、螺旋式、管式和有填料式 5 . 2 电动机的起动电流 熔丝额定电流 26 . 1 电动机的起动电流 熔丝额定电流 结构：结构： 2021-7-2818 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 用于自动往复控制或限位保护等。用于自动往复控制或限位保护等。 5.1.7 行程开关行程开关(限位开关限位开关) (b)示意图示意图 结构与按钮类似，但结构与按钮类似，但 其动作要由机械撞击。其动作要由机械撞击。 未撞击未撞击撞击撞击 (a)外形图

15、外形图 ST 常开触点常开触点 常闭触点常闭触点 ST (c) 符号符号 2021-7-2819 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 可实现短路、过载、失压保护。可实现短路、过载、失压保护。 5.1.8 自动空气断路器自动空气断路器(自动开关自动开关) 锁钩锁钩 主触点主触点 手动闭合手动闭合 过流过流 脱扣器脱扣器 欠压欠压 脱扣器脱扣器 衔铁释放衔铁释放 连杆装置连杆装置 释放弹簧释放弹簧 衔铁吸合衔铁吸合 2021-7-2820 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 电动机的保护电动机的保护 短路保护：短路保护：要求迅速、可靠切断电源。要求迅速、可靠切断电源。

16、通常采用熔断器通常采用熔断器 、过流继电器、过流继电器等。等。 失压失压( (零压零压) )：要求电源电压恢复时，重新起动。要求电源电压恢复时，重新起动。 常用的失压和欠压保护有：常用的失压和欠压保护有： 对接触器实行自锁；对接触器实行自锁； 用低电压继电器组成失压、欠压保护。用低电压继电器组成失压、欠压保护。 过载保护：过载保护：要求运行中防止电流超过额定值。要求运行中防止电流超过额定值。 常采用热继电器保护，常采用热继电器保护， 或用自动开关、电流继电器保护。或用自动开关、电流继电器保护。 2021-7-2821 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 继电接触控制线路由一些继电

17、接触控制线路由一些基本控制环节基本控制环节组成。组成。 在电工技术中所绘制的控制线路图为在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图原理图，它不考虑电器，它不考虑电器 的结构和实际位置，突出的是电气原理。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：电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法： 2.2.控制线路由控制线路由主电路主电路( (被控制负载所在电路，电流较大被控制负载所在电路，电流较大) )和和控制控制 电路电路 ( (控制主电路状态，电流较小控制主电路状态，电流较小) )组成。组成。 3.3.属属同一电器元件的不同部分同一电器元件的不同部分( (如接触器的线圈

18、和触点如接触器的线圈和触点) )按其功按其功 能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但必须必须标注相同标注相同 的文字符号。的文字符号。 2021-7-2822 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 4.4.所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下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，即的正常状态画出，即原始状态绘制原始状态绘制。 5.5.与电路无关的部件与电路无关的部件( (如铁心、支架、弹簧等如铁心、支架、弹簧等) ) 在控制电路中在控制电路中 不画出。不画出。 分析和设计控制电路时应注意：分析和设计控制电路时

19、应注意： (1)(1)使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准确可靠。使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准确可靠。 (2)(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。控制电路。 (3)(3)必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。 2021-7-2823 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 熔断器熔断器FU 交流接触器交流接触器KM 按扭按扭SB SB 1 SB 2 2 5 热继电器热继电器FR M 3 4 21 7.2 鼠笼式电动机直接起动的

20、控制线路鼠笼式电动机直接起动的控制线路 1.1.直接起动直接起动 结构图结构图 2021-7-2824 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 KM Q . . M 3 SB2 KM SB1 FR 主电路主电路 控制电路控制电路 1.1.直接起动直接起动 2021-7-2825 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 KM KM FU Q . . M 3 FR SB2 KM SB1 FR 点动：点动：按下起动按钮，电动机运转，按下起动按钮，电动机运转， 松开起动按钮松开起动按钮 ，电动机停转。，电动机停转。 原理图原理图 自锁触点自锁触点 主电路主电路 控制电路控制电路 2

21、021-7-2826 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 KM KM FU Q . . M 3 FR SB2 KM SB1 FR 1.1.直接起动直接起动 控制要求：控制要求：1.1.直接起动长动控制；直接起动长动控制； 2.2.隔离、短路、过载、零压保护。隔离、短路、过载、零压保护。 合上合上Q，按下，按下SB2 控制电路控制电路接通接通 KM线圈线圈通电通电 主触点主触点闭合闭合主电路主电路接通接通电动机电动机起动起动 辅助触点辅助触点闭合闭合 自锁自锁 2021-7-2827 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 KM KM FU Q . . M 3 FR SB

22、2 KM SB1 FR 1.1.直接起动直接起动 控制要求：控制要求：1.1.直接起动长动控制；直接起动长动控制； 2.2.隔离、短路、过载、零压保护。隔离、短路、过载、零压保护。 按下按下SB1 控制电路控制电路断开断开 KM线圈线圈断电断电 主触点主触点断开断开主电路主电路断开断开电动机电动机停车停车 辅助触点辅助触点断开断开 2021-7-2828 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 KM KM FU Q . . M 3 FR SB2 KM SB1 FR 过载过载 短路短路 FU烧断烧断 KM断电断电 控制电路断开控制电路断开 电动机才起动电动机才起动 FR触点断开触点断开

23、 电动机停车电动机停车 主电路断开主电路断开 电动机停车电动机停车 电动机停车电动机停车零压零压 只有重新起动只有重新起动SB2 1.1.直接起动直接起动 控制要求：控制要求：1.1.直接起动长动控制；直接起动长动控制； 2.2.隔离、短路、过载、零压保护。隔离、短路、过载、零压保护。 2021-7-2829 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 2. 既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路 KM FU Q . . M 3 FR SB2 KM SB1 FR KMSA SASA断开：点动断开：点动 SASA闭合：长动闭合：长动 2021-7-2830 第第5章章

24、 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 n2. 既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路 点动按钮点动按钮SB3的作用：的作用： (1) 使接触器线圈使接触器线圈KM通电；通电； (2) 使线圈使线圈KM不能自锁。不能自锁。 KM SB2 FR KMSB1 SB3 复合按钮复合按钮 2021-7-2831 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 n2. 既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路 KM SB2 FR KMSB1 SB3 后闭合后闭合 先断开先断开 按下按下SB3 闭合闭合 电机运转电机运转点动时：点动时： 自锁触点不起作用自锁触点

25、不起作用 通电通电 2021-7-2832 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 先断开先断开 后闭合后闭合断开断开 断电断电 n2. 既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路 2021-7-2833 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 n2. 既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路 KM SB2 FR KMSB1 SB3 松开松开SB3电机停转电机停转 实现点动实现点动 用途用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。试车、检修以及车床主轴的调整等。 先断开先断开 后闭合后闭合断开断开 断电断电 2021-7-2834 第第5章章

26、 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 3. 多地点控制多地点控制 KM KM FU Q . . M 3 FR SB2 KM FR SB1 SB4 起动按钮并联起动按钮并联 停车按钮串联停车按钮串联 SB3 2021-7-2835 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 KM1 FU Q KM2 M1M2 33 . SB SB1 KM1 KM1 SB2 KM2 KM2 按按SB1 通电通电 闭合闭合 再按再按SB2 闭合闭合 通电通电闭合闭合 闭合闭合 1. 控制顺序：控制顺序：M1起动后起动后M2才能起动。才能起动。M2既不既不 能单独起动，也不能单独停车。能单独起动，也不能单独停

27、车。 M1转动转动 n4. 电机的顺序控制电机的顺序控制 M2转动转动 . . . . 2021-7-2836 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 M1 3 这样的顺序控这样的顺序控 制是否合理？制是否合理？ 两电机各自两电机各自 要有独立的要有独立的 电源；这样电源；这样 接，主触头接，主触头 (KM1)的负的负 荷过重。荷过重。 KM1 KM2 M2 3 思考思考 2021-7-2837 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 例例1：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，为避两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，为避 免物体堆积在运输机上，要求电动机按

28、下述顺序起动和停止：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： 1# 2# 起动要求起动要求: : 1#1#电机先起动，电机先起动，2#2#电机才动。电机才动。 停车要求停车要求: : 2#2#电机先停，电机先停，1#1#电机才停。电机才停。 2021-7-2838 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 2021-7-2839 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 例例2：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由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，控制它们的起停。为避免物体堆

29、积在运输机上， 要求电动机按下述顺序起动和停止：要求电动机按下述顺序起动和停止： 起动时起动时: M1起动后起动后 M2才能起动；才能起动； 停车时停车时: M2停车后停车后M1才能停车。应如何实现控制？才能停车。应如何实现控制？ 起动：起动： KM2 SB2 KM2 SB1 KM1 FR1 FR2 KM1 通电通电 闭合闭合 2021-7-2840 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 SB1 KM1 FR1 例例2：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由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，控制

30、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：要求电动机按下述顺序起动和停止： 起动时起动时: M1起动后起动后 M2才能起动；才能起动； 停车时停车时: M2停车后停车后M1才能停车。应如何实现控制？才能停车。应如何实现控制？ KM2 SB2 KM2 FR2 KM1 停车：停车： 断电断电 断电断电 断开断开 断开断开 2021-7-2841 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 7.3 鼠笼式电动机正反转的控制线路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。电动机反

31、转。 需要用两个接触器来实现这一要求。需要用两个接触器来实现这一要求。 l当当正转接触器正转接触器工作时，电动机正转；工作时，电动机正转； l当当反转接触器反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对 调一下，电动机反转。调一下，电动机反转。 2021-7-2842 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 Q M 3 . .KMF KMF KMR SBR KMR KMR . . . . 缺点：缺点：两个接触器不能同时通电，两个接触器不能同时通电， 否则短路。否则短路。 2021-7-2843 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系

32、统 按下按下SBF SB KMF 联锁：在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控联锁：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。制作用。 “联锁联锁”触点触点 电气联锁：电气联锁：利用接触器的触点实现的联锁控制。利用接触器的触点实现的联锁控制。 缺点：缺点： 改变转向时必须先改变转向时必须先 按停止按按停止按 钮。钮。 解决措施：在控制电路中加入解决措施：在控制电路中加入机械联锁。机械联锁。 KMR SBF KMF KMF SBR KMR KMR . . . 通电通电 断开断开 断电断电 电机正转电机正转 闭合闭合 2021-7-2844 第第5章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 机械联锁机械联锁 电气联锁电气联锁 机械联锁：机械联锁：利用复合按钮的触点实现的联利用复合按钮的触点实现的联 锁控制。锁控