第五章继电器接触控制电路

1、1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. 掌握自锁、联锁的作用和方法掌握自锁、联锁的作用和方法. 3. 掌握过载、短路和失压保护的作用和方法掌握过载、短路和失压保护的作用和方法. 4.掌握基本控制环节的组成、作用和工作过掌握基本控制环节的组成、作用和工作过 程程. 能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单的控制电路的控制电路.2 应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利用继应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，电器、接触器实现对电动机和生产

2、设备的控制和保护，称为继电接触控制。称为继电接触控制。 介绍常用的低压电器（直流介绍常用的低压电器（直流1500V，交流，交流1200V以以下），基本的控制环节和保护环节的典型线路。下），基本的控制环节和保护环节的典型线路。 实现继电接触控制的电气设备，统称为控制电器，如实现继电接触控制的电气设备，统称为控制电器，如刀闸、按钮、继电器、接触器等。刀闸、按钮、继电器、接触器等。 具有保护作用的电气设备，统称为保护电器，如熔具有保护作用的电气设备，统称为保护电器，如熔断器、热继电器等。断器、热继电器等。 按动作形式还可把低压电器分为：手动电器和自动按动作形式还可把低压电器分为：手动电器和自动电器。

3、电器。 3第一节第一节 常用低压电器常用低压电器电器是指对电路起开关、控制、保护和调节作用的电器是指对电路起开关、控制、保护和调节作用的电气设备。工作在交流电气设备。工作在交流1200V、直流、直流1500V以下的电器以下的电器为低压电器。为低压电器。1. 开关开关switch开关是用于接通和断开电路的电器，常用的有刀开开关是用于接通和断开电路的电器，常用的有刀开关、组合开关和自动空气断路器。使用时应注意以下几关、组合开关和自动空气断路器。使用时应注意以下几项主要技术参数：项主要技术参数：额定电压额定电压工作时允许的最大电压限额；工作时允许的最大电压限额；额定电流额定电流在工作时允许长期通过的

4、最大电流限额在工作时允许长期通过的最大电流限额断流能力断流能力能正常安全断开最大工作电流限额。能正常安全断开最大工作电流限额。41.1 刀开关刀开关(闸刀开关闸刀开关)(1) 用途用途 常用于不频繁操作的低压电路中，用作接通和常用于不频繁操作的低压电路中，用作接通和切断电源，或用来将电路与电源隔离。用于照明电路和切断电源，或用来将电路与电源隔离。用于照明电路和控制小容量电动机控制小容量电动机(功率小于功率小于5.5KW)直接起动与停机。直接起动与停机。(2) 功能功能 刀开关一般与熔断器串联使用，所以对电路具刀开关一般与熔断器串联使用，所以对电路具有短路保护功能。有短路保护功能。 常有的刀开关

5、有开启式负荷开关常有的刀开关有开启式负荷开关(瓷底胶盖闸刀开瓷底胶盖闸刀开关关)和封闭式负荷开关和封闭式负荷开关(铁壳开关铁壳开关)。按极数。按极数(刀片数刀片数)分为分为单极、双极和三极。单极、双极和三极。5(3) 符号符号(4) 安装要求安装要求 一般安装在控制屏面板上一般安装在控制屏面板上,面板上只能见到面板上只能见到轻按手柄轻按手柄,其它部分均在屏内其它部分均在屏内,使用时操作频率过高。安装使用时操作频率过高。安装时应注意上合、下分时应注意上合、下分,或左合、右合原则。接线时三对主或左合、右合原则。接线时三对主触头串联在被保护的三相主电路中，并检查各脱扣器的触头串联在被保护的三相主电路

6、中，并检查各脱扣器的动作情况动作情况 。(5) 常见故障常见故障 不能合闸、电流达到耗定值时不能合闸、电流达到耗定值时,开关断开、开关断开、开关温升过高等。开关温升过高等。 QF6(2) 结构结构 它是由几层胶木绝缘触点座叠装而成，有三对它是由几层胶木绝缘触点座叠装而成，有三对静动触片和可转动的绝缘手柄组成。静动触片和可转动的绝缘手柄组成。(3) 符号与型号符号与型号(1) 用途用途 用于小容量电动机用于小容量电动机(5KW以下以下)起动控制或机床起动控制或机床照明控制电路中照明控制电路中 。1.2 转换开关转换开关(组合开关组合开关)SAHZ 10-25极数极数P:用于用于2种电路种电路S:

7、用于用于3种电路种电路额度电流额度电流P3/转换开关转换开关设计序号设计序号7(4) 安装要求安装要求 一般安装在控制屏面板上一般安装在控制屏面板上,面板上只能见到面板上只能见到轻按手柄轻按手柄,其它部分均在屏内其它部分均在屏内,使用时操作频率过高。使用时操作频率过高。 (5) 常见故障常见故障 手柄转动后手柄转动后, 内部触头未动；内部触头未动； 手柄转动后手柄转动后, 动静触头不能同时通或断。动静触头不能同时通或断。1.3 自动空气断路器（自动空气开关）自动空气断路器（自动空气开关）(1) 用途用途 自动空气开关具有短路、过载、欠压自动空气开关具有短路、过载、欠压(失压失压)等等保护装置，

8、故广泛应用在低压配电网络和电力拖动系保护装置，故广泛应用在低压配电网络和电力拖动系统中以及建筑物内作电源线路统中以及建筑物内作电源线路(照明电路照明电路)的保护等。的保护等。(2) 结构结构 通常所用的自动空气开关为通常所用的自动空气开关为DZ系列塑料外壳式系列塑料外壳式, 其结构主要由触头和灭弧装置其结构主要由触头和灭弧装置, 各种可供选择的脱扣器各种可供选择的脱扣器与操作机构，自由脱扣机构由三部分组成。与操作机构，自由脱扣机构由三部分组成。8连杆装置连杆装置衔铁释放衔铁释放锁钩锁钩主触点主触点手动闭合手动闭合释放弹簧释放弹簧过流过流 脱扣器脱扣器欠压欠压 脱扣器脱扣器9 2. 熔断器熔断器

9、fuse2.1 常有熔断器型式常有熔断器型式(1)RC1A系列瓷插式熔断器。它由瓷座、瓷盖、动触头系列瓷插式熔断器。它由瓷座、瓷盖、动触头、静触头和熔丝五部分组成；该熔断器结构简单、价格、静触头和熔丝五部分组成；该熔断器结构简单、价格低廉，更换熔体方便，一般用于低廉，更换熔体方便，一般用于500V以下、以下、200A以内以内的电路做短路保护。的电路做短路保护。(2)RL1系列螺旋式熔断器。它由瓷帽、熔断管、瓷套、系列螺旋式熔断器。它由瓷帽、熔断管、瓷套、上、下接线座及瓷座组成；熔断管内放置熔体并填充石上、下接线座及瓷座组成；熔断管内放置熔体并填充石英砂；也用于英砂；也用于500V以下、以下、2

10、00A以内的电路。以内的电路。 熔断器主要作短路或严重过载保护用，串联在被熔断器主要作短路或严重过载保护用，串联在被保护的线路中。线路正常工作时如同一根导线，起通路保护的线路中。线路正常工作时如同一根导线，起通路作用；当线路短路或严重过载时熔断器熔体熔断，起到作用；当线路短路或严重过载时熔断器熔体熔断，起到保护线路上其他电器设备的作用。保护线路上其他电器设备的作用。10(3)RT0系列有填料封闭管式熔断器。该熔断器的熔体放系列有填料封闭管式熔断器。该熔断器的熔体放在全封闭的瓷管内，管内填充石英砂，它具有较大的断在全封闭的瓷管内，管内填充石英砂，它具有较大的断流能力；广泛用于短路电流很大的电力网

11、络或低压配电流能力；广泛用于短路电流很大的电力网络或低压配电装置中。装置中。2.2 熔断器的符号熔断器的符号3. 交流接触器交流接触器AC contactor3.1 用途用途 用与频繁接通和断开电动机或其它负载主电路用与频繁接通和断开电动机或其它负载主电路及控制电路及控制电路, 具有欠压具有欠压, 失压的保护作用。失压的保护作用。 FU113.2 结构结构 主要结构有电磁系统主要结构有电磁系统(线圈线圈, 静、动铁芯及短路环等静、动铁芯及短路环等)、触头系统、触头系统(三对主触头和四对辅助触头三对主触头和四对辅助触头)和灭弧装置和灭弧装置(多多采用纵缝灭弧以及栅片灭弧采用纵缝灭弧以及栅片灭弧)

12、构成构成. 外型外型 结构结构12线圈线圈M3辅助触点辅助触点铁心铁心衔铁衔铁主触点主触点常闭常闭常开常开弹簧弹簧交流接触器原理图交流接触器原理图133.3 工作原理工作原理 线圈通电时产生电磁吸引力将衔铁吸下线圈通电时产生电磁吸引力将衔铁吸下, 使常开触点使常开触点闭合闭合, 常闭触点断开常闭触点断开; 线圈断电后电磁吸引力消失线圈断电后电磁吸引力消失, 依靠弹依靠弹簧使触点恢复到原来的状态簧使触点恢复到原来的状态.3.4 符号与型号符号与型号C J 10-主触头数主触头数主触头主触头额度电流额度电流P3接触器接触器交流交流设计序号设计序号normally open contact, nor

13、mally closed contact144. 主令电器主令电器4.1 按钮按钮button 主要结构有按钮帽主要结构有按钮帽, 复位弹簧复位弹簧, 桥或动静触头桥或动静触头, 推杆和推杆和外壳组成外壳组成; 有常开、常闭和复合按钮有常开、常闭和复合按钮, 下图是复合按钮的下图是复合按钮的结构示意图和各种按钮符号结构示意图和各种按钮符号. 在自动控制系统中发出指令或信号操纵电器称为主在自动控制系统中发出指令或信号操纵电器称为主令电器令电器(按钮、行程开关等按钮、行程开关等). 其作用是用来切换控制电路其作用是用来切换控制电路, 使电路接通或分断使电路接通或分断, 实现对电力拖动系统的各种控制

14、实现对电力拖动系统的各种控制.动合动合(常开常开)动断动断(常闭常闭)复合按扭复合按扭SBSBSB15复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连杆常闭静触头常闭静触头桥式静触头桥式静触头常开静触头常开静触头外壳外壳4SBSBSB结结构构符符号号名名称称常闭按钮常闭按钮(停止按钮停止按钮)常开按钮常开按钮(起动按钮起动按钮)复合按钮复合按钮1234123按钮帽按钮帽164.2 行程开关行程开关travel switch(限位或位置开关限位或位置开关) 按结构不同可分为直动式按结构不同可分为直动式(按钮式按钮式), 单轮旋转单轮旋转, 和双和双轮旋转式轮旋转式; 和复合按钮一样和复合按钮一样, 有常开、常闭触

15、头各一个有常开、常闭触头各一个, 但它不用手按动但它不用手按动, 而是利用生产设备运动部件的机械位移而是利用生产设备运动部件的机械位移碰撞行程开关碰撞行程开关, 使其触头动作使其触头动作, 将机械信号转换为电信号将机械信号转换为电信号, 从而达到限制机械运动的位置或行程从而达到限制机械运动的位置或行程.行程开关电路符号行程开关电路符号SQ常开常开SQ常闭常闭17 继电器是一种根据特定输入信号而动作的自动控制继电器是一种根据特定输入信号而动作的自动控制电器电器, 其种类很多其种类很多, 有热继电器、中间继电器、时间继电有热继电器、中间继电器、时间继电器等类型器等类型.5. 继电器继电器relay

16、5.1 热继电器热继电器thermal overload relay 热继电器是利用电流的热效应来切断电路热继电器是利用电流的热效应来切断电路, 主要用主要用作电动机的过载保护作电动机的过载保护, 断相和电流不平衡的保护断相和电流不平衡的保护. 下图是下图是其结构原理图和电路符号其结构原理图和电路符号.18 发热元件接入电机主电路发热元件接入电机主电路. 若若长时间过载长时间过载, 双金属片双金属片被加热被加热. 因双金属片的下层膨胀系数大因双金属片的下层膨胀系数大, 使其向上弯曲使其向上弯曲, 杠杆被弹簧拉回杠杆被弹簧拉回, 常闭触点断开常闭触点断开.结构结构工作原理工作原理双金属片双金属片

17、常闭触头常闭触头杠杆杠杆发热元件发热元件19 热继电器的下层金属膨胀系数大热继电器的下层金属膨胀系数大, 上层的膨胀系数上层的膨胀系数小小. 当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时, 双双金属片的自由端便向上弯曲超出扣板金属片的自由端便向上弯曲超出扣板. 扣板在弹簧的拉扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开力下将常闭触点断开. 触点是接在电动机的控制电路中触点是接在电动机的控制电路中的的, 控制电路断开便使接触器线圈断电控制电路断开便使接触器线圈断电, 从而断开电动机从而断开电动机的主电路的主电路. 若电路故障已经排除若电路故障已经排除, 热继电器可通过

18、手动复热继电器可通过手动复位或自动复位使其复位位或自动复位使其复位.5.2 时间继电器时间继电器time relay 时间继电器是一种能控制动作时间的继电器时间继电器是一种能控制动作时间的继电器, 其特其特点是电磁线圈通电后其触头通过一定时间间隔点是电磁线圈通电后其触头通过一定时间间隔(延时延时)才才动作动作. 根据延时方式可分为通电延时和断电延时两种根据延时方式可分为通电延时和断电延时两种.20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

19、开 常开触头常开触头常闭触头常闭触头21 通电延时空气式时间继电器的工作原理是利用空通电延时空气式时间继电器的工作原理是利用空气阻尼作用达到动作延时的目的气阻尼作用达到动作延时的目的. 吸引线圈通电后将衔吸引线圈通电后将衔铁吸下铁吸下, 使衔铁与活塞杆之间有一段距离使衔铁与活塞杆之间有一段距离. 在释放弹簧作在释放弹簧作用下用下, 活塞杆向下移动活塞杆向下移动. 在伞形活塞的表面固定有一层橡在伞形活塞的表面固定有一层橡皮膜皮膜, 活塞向下移动时活塞向下移动时, 膜上面会造成空气稀薄空间膜上面会造成空气稀薄空间, 活活塞受到下面空气的压力塞受到下面空气的压力, 不能迅速下移不能迅速下移. 当空气

20、由进气孔当空气由进气孔进入时进入时, 活塞才逐渐下移活塞才逐渐下移. 当移动到最后位置时当移动到最后位置时, 杠杆使杠杆使微动开关动作微动开关动作. 延时时间即为从电磁铁吸引线圈通电时延时时间即为从电磁铁吸引线圈通电时刻起到微动开关动作时为止的这段时间刻起到微动开关动作时为止的这段时间. 通过调节螺钉通过调节螺钉调节进气孔的大小就可调节延时时间调节进气孔的大小就可调节延时时间.22图形符号图形符号时间继电器的线圈符号时间继电器的线圈符号时间继电器的触点符号时间继电器的触点符号(a) 动合触点动合触点(b) 动断触点动断触点通电延时通电延时断电延时断电延时瞬时动作瞬时动作236.2 三相异步电动

21、机基本控制电路三相异步电动机基本控制电路(3) 采用电气元件展开图的画法采用电气元件展开图的画法.(2) 各种电气元件必须用国家统一规定的图形符号和文字各种电气元件必须用国家统一规定的图形符号和文字符号画出符号画出.(4) 所有按钮、触点均按没有外力作用和没有通电时的原所有按钮、触点均按没有外力作用和没有通电时的原始状态画出始状态画出.1. 电气原理图的绘制原则电气原理图的绘制原则(1) 一般主电路用粗实线绘制一般主电路用粗实线绘制, 控制电路用细实线绘制控制电路用细实线绘制; 主主电路一般绘制于左侧电路一般绘制于左侧(或上方或上方), 控制电路一般绘制于右侧控制电路一般绘制于右侧(或下方或下

22、方); 各电气元件一般按动作顺序由上到下、从左到各电气元件一般按动作顺序由上到下、从左到右依次排列右依次排列.24主电路主电路2. 三相异步电动机的启动电路三相异步电动机的启动电路2.1 点动控制电路点动控制电路FR SBKMFU2FU2控制电路控制电路电路控制过程及原理电路控制过程及原理 启动过程：接通三启动过程：接通三相电源开关相电源开关QF。按下。按下S B K M 线 圈 得 电线 圈 得 电KM 主触头闭合主触头闭合电电动机动机M 通电运转。通电运转。 停 止 过 程 ： 松 开停 止 过 程 ： 松 开S B K M 线 圈 失 电线 圈 失 电KM 主触头断开主触头断开电电动机动

23、机M 断电停止运转。断电停止运转。MKMFRLPQFFU1252.2 电动机单向控制电路电动机单向控制电路(1) 电路原理图电路原理图主电路主电路控制电路控制电路SB1：停止按钮停止按钮SB2：启动按钮启动按钮FR SB2KMFU2FU2SB1KMMKMFRLPQFFU126(2).电路控制过程及原理电路控制过程及原理启动过程：启动过程：接通三相电源开关接通三相电源开关QF。按下。按下SB2KM线线圈得电圈得电KM主触头闭合（同时主触头闭合（同时KM 的常开的辅助触头闭的常开的辅助触头闭合）合）电动机电动机M 通电运转。通电运转。当松开当松开SB2时，时，KM线圈仍可通过已经闭合的线圈仍可通过

24、已经闭合的常开的常开的辅助触头持续得电，从而使电动机连续运转。这种依靠辅助触头持续得电，从而使电动机连续运转。这种依靠接触器自身的辅助触点保持线圈通电的电路叫做自锁电接触器自身的辅助触点保持线圈通电的电路叫做自锁电路，起到自锁作用的路，起到自锁作用的KM常开辅助触头叫自锁触头。常开辅助触头叫自锁触头。停止过程：停止过程：按下按下SBKM线圈失电线圈失电KM 主触头主触头, 辅辅助触头断开助触头断开电动机电动机M 断电停止运转断电停止运转.松开松开SB, 因因KM辅助触头已断开辅助触头已断开, 控制电路不会再恢控制电路不会再恢复通电复通电.27保护环节：保护环节：熔断器熔断器FU1和和FU2分别

25、在主、控制电路中分别在主、控制电路中起短路保护作用起短路保护作用; 热继电器的热元件热继电器的热元件FR在主电路中起过载在主电路中起过载保护作用保护作用; 交流接触器的线圈交流接触器的线圈KM在电路中起失压在电路中起失压(欠压欠压)保保护作用护作用.283. 三相异步电动机的正、反转控制电路三相异步电动机的正、反转控制电路3.1 电气互锁正、反转控制电路电气互锁正、反转控制电路主电路主电路控制电路控制电路SB1 停止按钮停止按钮SB2 正传按钮正传按钮SB3 反转按钮反转按钮MKM1FRLPQFFU1KM2FR SB2KM1FU2FU2SB1KM1 SB2KM2KM229(2) 电路控制过程及

26、原理电路控制过程及原理KM1主触头闭合主触头闭合电动机电动机M 通电运转通电运转KM1常开的辅助触头闭合常开的辅助触头闭合KM1自锁触头断开实现对自锁触头断开实现对KM2的互锁的互锁 为了防止误操作把两个启动按钮同时按下，或者电为了防止误操作把两个启动按钮同时按下，或者电动机正（反）转时按下反（正）转按钮，致使动机正（反）转时按下反（正）转按钮，致使KM1和和KM2两组主触点同时接通造成短路，把接触器两组主触点同时接通造成短路，把接触器KM1和和KM2的一个常闭触点，分别串入对方的控制电路中，构的一个常闭触点，分别串入对方的控制电路中，构成成互锁互锁。因此保证在控制电路中只能一条支路通电，即。

27、因此保证在控制电路中只能一条支路通电，即要改变电动机的转向，必须经过要改变电动机的转向，必须经过停车停车过渡。过渡。按下按下SB2KM1线线圈得电圈得电30 停止：停止：按下停止按钮按下停止按钮SB1KM1（KM2）线圈失电）线圈失电KM（KM2）主触头、常开的辅助触头断开主触头、常开的辅助触头断开电动机电动机M断电停止运转。断电停止运转。 反转：反转：改变电源相序（由改变电源相序（由KM2完成），反转原理完成），反转原理同正传。同正传。313.2 双重互锁正、反转控制电路双重互锁正、反转控制电路SB1 停止按钮停止按钮SB2 正传按钮正传按钮SB3 反转按钮反转按钮MKM1FRLPQFFU1

28、KM2 SB2KM1FU2FU2FRSB1KM1 SB3KM2KM2SB3SB2KM2KM132(2) 电路控制过程及原理电路控制过程及原理KM1主触头闭合主触头闭合电动机电动机M 通电正转通电正转KM1常开的辅助触头闭合常开的辅助触头闭合KM1自锁触头断开实现对自锁触头断开实现对KM2的互锁的互锁 从正转到反转从正转到反转 正转正转按下按下SB2KM1线线圈得电圈得电按下按下SB3线圈线圈KM1先先失电失电KM2得电得电KM2主触头闭合主触头闭合电动机电动机M 通电反转通电反转KM2常开的辅助触头常开的辅助触头闭合闭合KM2自锁触头断开自锁触头断开实现对实现对KM1的互锁的互锁33从反转到正转从反转到正转KM1主触头闭合主触头闭合电动机电动机M 通电正转通电正转;KM1常开的辅助触头闭合常开的辅助触头闭合;KM1自锁触头断开实现对自锁触