电气及电动机二次控制回路

1、2016.4.29 低压低压 电器电器 配电配电 电器电器 控制控制 电器电器 开关开关 熔断器熔断器 接触器接触器 继电器继电器 起动器起动器 时间继电器时间继电器 热继电器热继电器 .1 低压电器简介低压电器简介 1.1 刀闸开关刀闸开关 控制对象：控制对象：380V， 5.5kW 以下小电机以下小电机 考虑到电机较大的起动电流，刀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：闸的额定电流值应如下选择： （35)*异步电机额定电流异步电机额定电流 电路符号电路符号 QS 1.2 熔断器熔断器作用：用于短路保护。作用：用于短路保护。 电路符号电路符号 FU 熔体额定电流熔体额定电流

2、 的选择：的选择： F I 异步电机的起动电流异步电机的起动电流 Ist=(57) 额定额定 电流。电流。 stF II 3 1 5.2 1 2. 空载电机空载电机 LF II （稍大）（稍大） 1. 无冲击电流的场合无冲击电流的场合 （如电灯、电炉）（如电灯、电炉） st F II 2 1 6 .1 1 3. 频繁起动频繁起动 的电机的电机 安秒特性安秒特性 t IF 1.3 控制按钮控制按钮 常开常开(动合动合)按钮按钮 电路符号电路符号 SB 常闭常闭(动断动断)按钮按钮 电路符号电路符号 SB 复合按钮复合按钮 电路符号电路符号 SB 1.4 行程开关行程开关 用作电路的限位保护、行程

3、控制、自动切换等。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，但其动结构与按钮类似，但其动 作要由机械撞击。作要由机械撞击。 常开（动合）触头常开（动合）触头 电路符号电路符号 ST 常闭（动断）触头常闭（动断）触头 电路符号电路符号 ST 线圈线圈 铁芯铁芯 衔铁衔铁 主触头主触头 弹簧弹簧 辅助辅助 触头触头 M 3 电机电机 1.5 接触器接触器 动作过程动作过程 线圈通电线圈通电 衔铁被吸合衔铁被吸合 触头闭合触头闭合 电机接通电机接通 电源电源 380 M 3 接触器接触器 动作过程动作过程 线圈通电线圈通电 衔铁被吸合衔铁被吸合 触头闭合触头闭合 电机接通电机接通

4、电源电源 220 380 接触器有关符号：接触器有关符号： 接触器线圈接触器线圈 接触器主触头用于主电路接触器主触头用于主电路 （流过的电流大，（流过的电流大，需加灭弧装置需加灭弧装置） 常开常开 常闭常闭 接触器辅助触头用于控制电路接触器辅助触头用于控制电路 （流过的电流小，无（流过的电流小，无需加灭弧装置需加灭弧装置） 接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器控制对象：电动机及其它电力负载 接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。 简单的接触器控制简单的接触器控制 ABC M 3 刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用 自保持自保持 停止停止

5、 按钮按钮 起动起动 按钮按钮 特点：特点：小电流控小电流控 制大电流。制大电流。 1.6 继电器继电器 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 的主触头可以通过大电流，而继电器的的主触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。触头只能通过小电流。 所以，继电器只能用于控制电路中。所以，继电器只能用于控制电路中。 中间继电器中间继电器 电压继电器电压继电器 电流继电器电流继电器 时间继电器（具有延时功能）时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护）热继电器（做过载保护） . 继电器类型：继电器类型： 发热元件发热元件

6、功能功能：过载保护：过载保护热继电器热继电器 结构结构： I I 常闭触头常闭触头 双金双金 属片属片 工作原理：工作原理： 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金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。向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。 扣板扣板 热继电器的符号热继电器的符号 发热元件发热元件 串联在主电路中串联在主电路中 串联在控制电路中串联在控制电路中 常闭触头常闭触头 FR FR 电机起动、停车（点动、连续运行、多地点电机起动、停车（点动、连续

7、运行、多地点 控制、顺序控制等）控制、顺序控制等） 电机正反转控制电机正反转控制 行程控制行程控制 时间控制时间控制 速度控制速度控制 .2 基本控制环节基本控制环节 2.1 异步机的直接起动异步机的直接起动 M 3 ABC KM FU QS B C KM SB 一、点动控制一、点动控制 动作过程动作过程 触头（触头（KM）打开）打开 按钮松开按钮松开 线圈（线圈（KM）断电）断电 电机停转。电机停转。 触头（触头（KM）闭合）闭合 按下按钮按下按钮（SB） 线圈（线圈（KM）通电）通电 电机转动；电机转动； 控制电路控制电路 主电路主电路 简单的接触器控制简单的接触器控制 ABC M 3 刀

8、闸起隔离作用刀闸起隔离作用 自保持自保持 停止停止 按钮按钮 起动起动 按钮按钮 二、电动机连续运行二、电动机连续运行 自保持自保持 KM SB2 C M 3 ABC KM FU QS B SB1 起动起动 按钮按钮 停车停车 按钮按钮 KM 注意：接触器线圈电压注意：接触器线圈电压380V时，时， 采用此种接线方式。采用此种接线方式。 KM SB1 KM SB2 FR M 3 ABC KM FU QS FR 电流成回路，电流成回路， 只要接两相就可以了。只要接两相就可以了。 三、异步机的直接起动三、异步机的直接起动 + 过载保护过载保护 发热发热 元件元件 热继电热继电 器触头器触头 例如：

9、甲、乙两地同时控制一台电机。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。方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。 四、多地点控制四、多地点控制 KM SB1甲甲 SB2甲甲 KM SB3乙乙 SB4乙乙 乙地乙地 甲地甲地 QS FR M 3 A B C KM FU 方法一：用复合按钮。方法一：用复合按钮。 五、点动五、点动+连续运行连续运行 SB3：点动：点动 SB2：连续运行：连续运行 控制控制 关系关系 该电路缺点：动作不够可靠。该电路缺点：动作不够可靠。 KM SB1 KM SB2 FR SB3 主电路主电路 控制电路控制电路 SB KA SB1 KA SB

10、2 FR KM KA M 3 A B C KM FU 方法二：加中间继电器（方法二：加中间继电器（KA）。）。 控制控制 关系关系 SB：点动：点动 SB2：连续运行：连续运行 FR 2.2 电机的正反转控制电机的正反转控制 KMF KMFSB1 SBF FR KMR KMR KMR SBR M 3 ABC KMF FU QS FR 该电路必须先停车才能由正转到反转或由该电路必须先停车才能由正转到反转或由 反转到正转。反转到正转。SBF和和SBR不能同时按下，不能同时按下， 否则会造成短路！否则会造成短路！ 操作过程：操作过程： SBF正转正转 SBR反转反转停车停车 SB1 正转正转 电机的

11、正反转控制电机的正反转控制 加互锁加互锁 互锁作用互锁作用：正转时，：正转时，SBR不起作用；反转不起作用；反转 时，时，SBF不起作用。从而避免两触发器不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。同时工作造成主回路短路。 KMF SB1 KMF SBF FR KMR KMR KMF KMR M 3 A B C KMF FU Q S FR KMR SBR 互锁互锁 KMF SB1 KMF SBF FR KMR KMR KMR KMF SBR 电机的正反转控制电机的正反转控制双重互锁双重互锁 KMR M 3 A B C KMF FU QS FR 电器互锁电器互锁 机械互锁机械互锁 双保险

12、双保险 机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮） 电器互锁（互锁触头）电器互锁（互锁触头） 2.3 行程控制行程控制 行程控制实质为电机的行程控制实质为电机的 正反转控制，只是在行程正反转控制，只是在行程 的终端要加限位开关。的终端要加限位开关。 正程正程逆程逆程 B A KMR M 3 ABC KMF FU QS FR 行程控制电路（行程控制电路（1 1） 正程正程 限位开关限位开关 STASTB 逆程逆程 至右极端位置撞开至右极端位置撞开STA 动作过程动作过程 SB2 正向运行正向运行 电机停车电机停车 （反向运行同样分析）（反向运行同样分析） 控制回路控制回路 KMF FR KMR S

13、B1 KMF SB2 STA SB3 STB KMR KMR KMF 限位开关限位开关 行程控制行程控制(2) -(2) -自动自动往复运动往复运动 正程正程逆程逆程 电电 机机 工作要求：工作要求：1. 能正向运行也能反向运行能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回到位后能自动返回 电机电机 STaSTb 自动往复运动控制电路自动往复运动控制电路 限位开关限位开关 采用复合式采用复合式 开关。正向运开关。正向运 行停车的同时，自动起行停车的同时，自动起 动反向运行；反之亦然。动反向运行；反之亦然。 关键措施关键措施 KMR SBR KMF FR KMF SB1 KMF SBF KMR

14、KMR STa STb 时间继电器时间继电器 定时类型：定时类型： 钟表式钟表式 空气式空气式 电子式电子式 阻容式阻容式 数字式数字式 2.4 定时控制定时控制 。 空气式时间继电器的工作原理空气式时间继电器的工作原理 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 线圈线圈 衔铁衔铁 常闭触头常闭触头 常开触头常开触头 线圈通电线圈通电 衔铁吸合（向下）衔铁吸合（向下） 连杆动作连杆动作 触头动作触头动作 动作过程动作过程 时间继电器触头类型时间继电器触头类型 断断 电电 式式 常闭常闭 断电后断电后 延时闭合延时闭合 常开常开 断电后断电后 延时断开延时断开 通通

15、 电电 式式 瞬瞬 时时 动动 作作 延延 时时 动动 作作 常闭触点常闭触点 常开触点常开触点 常开常开 通电后通电后 延时闭合延时闭合 常闭常闭 通电后通电后 延时断开延时断开 KM FU QS FR 电机电机 绕组绕组 A x B y C z KM -Y A B C X Y Z Y Z BY X C A KM- 主电路主电路 定时控制例定时控制例一：一： 电机的电机的Y 起动起动 KM -Y闭合，闭合， 电机接成电机接成 Y 形；形； KM- 闭合，闭合， 电机接成电机接成 形。形。 KM FU QS FR 电机 A x B y C z KM -Y KM- 主电路接通电源主电路接通电源

16、延时延时 KT KM- KM- Y Y 转换完成转换完成 SB2 KM KT KM-Y KM- KM- KT KTKM-Y KM-Y KM- KM- KT KM- KM SB1 SB2 KM Y Y 起动起动控制电路控制电路 FR 1 电机电机 M1 控制要求：控制要求： 1. M1 1. M1 起动后，起动后，M2M2才能起动才能起动 2. M2 2. M2 可单独停可单独停 2 电机电机M2 定时控制例定时控制例二：二：顺序控制顺序控制 顺序控制电路顺序控制电路（1）：）：两电机两电机只保证起动的先后顺序，只保证起动的先后顺序， 没有延时要求。没有延时要求。 FU KM2 FR2 A B

17、C FU M 3 A B C KM1 FR1 M 3 主电路主电路 控制电路控制电路 KM1 KM2SB3 SB4 FR2 KM2 KM1SB1 SB2 FR1 KM1 顺序控制电路顺序控制电路(2)(2)：M1起动后，起动后，M2延时起动。延时起动。 FR SB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动 KT M2起动起动 主电路同前主电路同前 KM1 SB1 SB2 KT KM1 KM2 KM2 KM2 KT 控制电路控制电路 KM1 SB1 SB2 KT FR KM1 KM2 KM2 KT 实现实现M1起动后起动后M2延时起动的延时起动的顺序控顺序控 制，用以下电路可不可以

18、？制，用以下电路可不可以？ SB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动 M2起动起动 不可以不可以！ 继电器、继电器、 接触器的线接触器的线 圈有各自的圈有各自的 额定值，额定值， 线圈不能串线圈不能串 联联。 3 电动机的保护电动机的保护 电动机保护电动机保护 的类型：的类型： 失压保护失压保护：采用继电器、接触器控制：采用继电器、接触器控制 短路保护短路保护：加熔断器：加熔断器 过载保护过载保护：加热继电器：加热继电器 M 3 ABC KM FU QS 主主 电电 路路 3.1 失压保护失压保护 采用继电器、接触器控制后，电采用继电器、接触器控制后，电 源电压源电压85%

19、时，接触器触头自动时，接触器触头自动 断开，可避免烧坏电机；另外，在断开，可避免烧坏电机；另外，在 电源停电后突然再来电时，可避免电源停电后突然再来电时，可避免 电机自动起动而伤人。电机自动起动而伤人。 方法：方法：采用继电器、接触器控制。采用继电器、接触器控制。 AC KM SB1 KM SB2 控制电路控制电路 AC 线圈电压线圈电压 380V 3.2 短路保护短路保护 stF II 2 1 6 .1 1 频繁起动频繁起动 的电机：的电机： F I 异步电动机的起动电流异步电动机的起动电流 （ Is t）约为额定电流（约为额定电流（IN） 的的 (57）倍。）倍。选择熔体额定电流选择熔体额

20、定电流 （ ）时，必须）时，必须 躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通 常用以下关系：常用以下关系： stF II 3 1 5.2 1 一般电机：一般电机： 方法：方法：加熔断器。加熔断器。 3.3 过载保护过载保护 KM SB1 KM SB2 FR 电机工作时，若因负载过重电机工作时，若因负载过重 而使电流增大，但又比短路电流而使电流增大，但又比短路电流 小。此时熔断器起不了保护作用，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。应加热继电器，进行过载保护。 M 3 A B C KM FU QS FR 热继电器热继电器 的热元

21、件的热元件 热继电热继电 器触头器触头 方法：方法：加热继电器。加热继电器。 作用：作用：可实现短路、过载、失压保护。可实现短路、过载、失压保护。 自动空气断路器（自动开关）自动空气断路器（自动开关） 结构：结构： 过流过流 脱扣器脱扣器 欠压欠压 脱扣器脱扣器 工作原理：工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电过流时，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。源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。 例一：例一：运料小车的控制运料小车的控制 设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：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

22、进到小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：地。然后做以下往复运动： 到到A地后停地后停2分钟等待装料，然后自动走向分钟等待装料，然后自动走向B。 到到B地后停地后停2分钟等待卸料，然后自动走向分钟等待卸料，然后自动走向A。 2. 有过载和短路保护。有过载和短路保护。 3. 小车可停在任意位置。小车可停在任意位置。 正程正程 逆程逆程 电机电机 B A 4 控制电路综合举例控制电路综合举例 运料小车控制电路运料小车控制电路 STa 、STb 为为A、B 两端的限位开关两端的限位开关 KTa 、KTb 为为 两个时间继电器两个时间继电器 M 3 A B C KMF FU Q S FR KMR

23、 主回路主回路 KMF FR KMR SBF SB1 KMF STa STa KTa STb KTb KMR KMR KMF STb KTa KTb SBR 该电路的问题：该电路的问题：小车在两极端位置时，不小车在两极端位置时，不 能停车。能停车。 动作过程动作过程 SBFKMF 小车正向运行小车正向运行 至至A端端撞撞STa KTa 延时延时2分钟分钟 KMR 小车小车 反向运行反向运行至至B端端 撞撞STb KTb 延时延时2分钟分钟 KMF 小车正小车正 向运行向运行如此往如此往 反运行。反运行。 KMF FR KMR SBF SB1 KMF STa STa KTa STb KTb KM

24、R KMR KMF STb KTa KTb SBR KMF KMF SBF KMR FR STa STa KTa STb KTb KMR KTa KMR KMF STb KTb SB1 SB2 KA KA 加中间继电器加中间继电器（KA）实现实现 任意位置停车的要求任意位置停车的要求 SBR 例二：例二：工作台位置控制工作台位置控制 起动后工作台控制要求：起动后工作台控制要求： (1) 运动部件运动部件A从从1到到2 (2)运动部件运动部件B从从3到到4 (3)运动部件运动部件A从从2回到回到1 (4)运动部件运动部件B从从4回到回到3 自动循环自动循环 B M1 A M2 ST3ST4ST2

25、ST1 1234 正转正转 反转反转 工作台位置控制电路工作台位置控制电路 (1)根据动作顺序根据动作顺序 设计控制电路。设计控制电路。 (2)检查有无互锁。检查有无互锁。 (3)检查能否正确检查能否正确 启动启动 、停车。、停车。 设计步骤：设计步骤： A正转正转 12 B反转反转 34 A反转反转 21 B正转正转 43 KMAF FR ST4 KMBR ST2 KMBF KMBR KMAR ST4 KMAFST1 KMAR KMBF ST1 KMBR ST3 KMBF KMAF SB1 SB2 KMARST2 ST3 工作台位置控制电路工作台位置控制电路 ST4 KMBR ST2 KMBF KMBR KMAR ST4 K