第2、3章低压电器;控制电路

1、PLCPLC是替代继电器进行复杂的电是替代继电器进行复杂的电气控制，能直接输入、输出电气气控制，能直接输入、输出电气开关量的一种工控机。（工业生开关量的一种工控机。（工业生产的微机控制）产的微机控制） 请大家给自己一点请大家给自己一点 自信和掌声自信和掌声!欢迎大家学习欢迎大家学习电气控制与电气控制与PLCPLC技技术术 中国有五千多年的悠久历史中国有五千多年的悠久历史 中国的文字博大精深中国的文字博大精深 有着独特的魅力有着独特的魅力后重后重便是其一便是其一1 1、提高效率、提高效率 为了突出为了突出PLCPLC的教学，将前面的电气控的教学，将前面的电气控制部分进行了梳理。以第制部分进行了梳

2、理。以第3 3章的控制电路章的控制电路为原委来由，引出其对应的低压电器。为原委来由，引出其对应的低压电器。第第2 2、3 3章内容交叉进行，减少中间的重章内容交叉进行，减少中间的重复叙述，为复叙述，为PLCPLC赢得时间。赢得时间。深圳口号：深圳口号： 时间就是时间就是金金钱钱 效率就是效率就是生生命命让让金钱金钱见鬼去见鬼去吧！吧！抓住效率：抓住效率： 2 2、差异化教学差异化教学 分两个层面。讲完本次内容，基础好的分两个层面。讲完本次内容，基础好的自己思考、讨论或做习题；基础一般的自己思考、讨论或做习题；基础一般的进行内容回放、提问及答疑。进行内容回放、提问及答疑。让让生命生命充满激情、充

3、满激情、活力活力把学习变得轻松、愉悦把学习变得轻松、愉悦希望大家喜欢、支持和配合我希望大家喜欢、支持和配合我请同学们积极参入教学互动请同学们积极参入教学互动3.2.23.2.2点动和连续运行点动和连续运行(P(P7070) ) 主回路：刀开关主回路：刀开关QSQS、熔断器熔断器FUFU、接触器、接触器KMKM。 控制回路：熔断器、控制回路：熔断器、按钮按钮SBSB、接触器线圈。、接触器线圈。 点动可以不用热继电点动可以不用热继电器。器。 自锁：利用继电器自锁：利用继电器或接触器自身的辅或接触器自身的辅助触点使其线圈保助触点使其线圈保持通电的现象。持通电的现象。 增加一停车按钮。增加一停车按钮。

4、 增加热继电器：电增加热继电器：电动机的过载保护。动机的过载保护。第第2 2章低压电器章低压电器 能否用刀开关替代按能否用刀开关替代按钮，进行电动机点动钮，进行电动机点动及长动控制？及长动控制？3.2.53.2.5正、反转电路正、反转电路(P(P7272) ) 控制回路：正转、控制回路：正转、反转两连续运行并反转两连续运行并联电路，共用过载联电路，共用过载保护和停车按钮。保护和停车按钮。 主回路：主回路：KM1KM1主主触触点闭合时电动机正点闭合时电动机正转，转，KM2KM2主主触点闭触点闭合时电动机反转。合时电动机反转。 但若但若KM1KM1、KM2KM2主主触触点同时闭合，则点同时闭合，则

5、A A、C C两相短路，烧毁两相短路，烧毁电源。电源。电动机在运行中怎么电动机在运行中怎么 去改变转向？去改变转向？ 运行中需转向时，必运行中需转向时，必须先停车再转向。须先停车再转向。 若误操作，没停车就若误操作，没停车就直接按转向按钮会怎直接按转向按钮会怎么样？么样？则则KM1KM1、KM2KM2主触点同主触点同时闭合，时闭合，A A、C C两相短两相短路，电源可能路，电源可能烧毁烧毁。如何防范这种误操作如何防范这种误操作? ? 互锁：互锁：KM1KM1通电时，通电时，KM1KM1常闭常闭触点断开，使触点断开，使KM2KM2不不能能通电；通电；KM2KM2通电时，通电时，KM2KM2常闭常

6、闭触点断开，使触点断开，使KM1KM1不能不能通电的这种制约通电的这种制约关系。关系。 互锁的制约：互锁的制约：保证保证KM1KM1、KM2KM2主主触点不同时闭合，触点不同时闭合，避免避免A A、C C两相短路。两相短路。问题：采用互锁后，须停车问题：采用互锁后，须停车 后才能转向后才能转向, ,工作效率低？工作效率低？ 将将SB2SB2、SB3SB3改用复合改用复合按钮。按钮。SB2SB2的常闭触点的常闭触点串接在串接在KM1KM1的常闭触点的常闭触点上，上，SB3SB3的常闭触点串的常闭触点串接在接在KM2KM2的常闭触点上。的常闭触点上。 以上改动后，可直接以上改动后，可直接转向，但按

7、动速度要转向，但按动速度要慢。为什么？慢。为什么？电器内各触点的先断后合电器内各触点的先断后合 不论触点以何种方式合、断，改变它现有不论触点以何种方式合、断，改变它现有的状态时，必定存在先断后合。的状态时，必定存在先断后合。 按钮处于松开状态时，轻轻一按钮处于松开状态时，轻轻一 按，常闭触点就断开；而常开按，常闭触点就断开；而常开 触点则需一直按到位，才能闭合。触点则需一直按到位，才能闭合。 同理，若按钮处于按下状态时，同理，若按钮处于按下状态时， 常开触点闭合；常闭触点则断开。轻轻一常开触点闭合；常闭触点则断开。轻轻一松，闭合的就断开，而断开的则需一直松松，闭合的就断开，而断开的则需一直松到

8、位后，才能闭合。到位后，才能闭合。能否用刀开关替能否用刀开关替代按钮，进行电代按钮，进行电动机点动及长动动机点动及长动控制？控制？正、反转电路的接线正、反转电路的接线请注意：请注意： 接线图看似复杂，实则容易；而电气原接线图看似复杂，实则容易；而电气原理图看似容易实则难。理图看似容易实则难。 学习的主要任务是弄懂电气原理图，掌学习的主要任务是弄懂电气原理图，掌握电气原理图的分析及设计。握电气原理图的分析及设计。 PLCPLC的主要任务就是编梯形图，即电原的主要任务就是编梯形图，即电原理图的设计。理图的设计。 试设计一个既能点动又能长动的控制电试设计一个既能点动又能长动的控制电路。路。2.42.

9、4熔断器（熔断器（P P4343） 定义：当电流超过规定值定义：当电流超过规定值( (足够长时间足够长时间后后) )，通过熔断相应的部件，断开其所接，通过熔断相应的部件，断开其所接入的电路。入的电路。 额定电压、额定电流：电器整体（即瓷额定电压、额定电流：电器整体（即瓷体）的承载能力。体）的承载能力。 熔体额定电流：电器核心件的过流参数。熔体额定电流：电器核心件的过流参数。 极限分断能力：规定的额定电压下能分极限分断能力：规定的额定电压下能分断的最大电流值。（短路电流）断的最大电流值。（短路电流） 为什么要短路、过载双重保护？为什么要短路、过载双重保护？3.3.熔断器的选用熔断器的选用P P4

10、545 照明或电热设备的熔断器。照明或电热设备的熔断器。 I IrereI Ie e 单台长期工作电动机的熔断器。单台长期工作电动机的熔断器。 I Irere(1.5(1.52.5)2.5)I Ie e 频繁启动电动机的熔断器，频繁启动电动机的熔断器， I Irere(3(33.5)3.5)I Ie e 多台电动机。多台电动机。 I Irere(1.5(1.52.5) 2.5) I Iemax emax + + I Ie e【例【例2-152-15】 CA6140ACA6140A车床的快速车床的快速 电动机的功率为电动机的功率为275W275W，请选用，请选用 合适的熔断器。合适的熔断器。(P

11、(P4646) ) 【解】【解】 在电路中的额定电流为在电路中的额定电流为 I IN N=P/U=275/3800.72A=P/U=275/3800.72A Ire=3.5 Ire=3.50.72=2.52A0.72=2.52A 查表查表2-14 (P2-14 (P4545) ) 取取4A,4A,型号为型号为RT23-16/4RT23-16/4 频繁启动电动频繁启动电动机的熔断器，机的熔断器，I Ire(3re(33.5)3.5)I Ie e注意：注意： 型号中的型号中的1616为熔断器为熔断器额定电流，额定电流， 大于熔体额定电流。大于熔体额定电流。( (型号等级少型号等级少, , 只能选择

12、只能选择16A16A这一档。这一档。) ) I IN N0.72A0.72A为估算值，比实际值大，符合过流为估算值，比实际值大，符合过流电流取大值原则。实际计算还应除以一个大电流取大值原则。实际计算还应除以一个大于于1 1的的K K值值, ,见接触器的选用见接触器的选用(P(P2626), K=1-1.4), K=1-1.4。 K K值可由三相功率公式推出。值可由三相功率公式推出。3 3 3cos3LLIUcos3LLIU3熔断器不能保护熔断器不能保护 电动机过载电动机过载 电动机被毁皆因绕组绝缘损坏，（并非电动机被毁皆因绕组绝缘损坏，（并非绕组烧断）。由于热传递的滞后，电动绕组烧断）。由于热

13、传递的滞后，电动机在过载状态时仍能（短时）正常工作，机在过载状态时仍能（短时）正常工作，不能电动机一过载就切断主回路。不能电动机一过载就切断主回路。 工业生产中经常存在短时过载的情况，工业生产中经常存在短时过载的情况，而不必临时变换电动机。而不必临时变换电动机。2.3.3 2.3.3 热继电器热继电器P P3535 电动机短时过载是允许的，长时间过电动机短时过载是允许的，长时间过载就会使绕组的温升超过允许值，加载就会使绕组的温升超过允许值，加剧绕组绝缘的老化，缩短电动机的寿剧绕组绝缘的老化，缩短电动机的寿命。严重过载则会很快烧毁电动机。命。严重过载则会很快烧毁电动机。 热继电器对长期过载或短时

14、严重过载热继电器对长期过载或短时严重过载起保护作用。对瞬时过载和短路不起起保护作用。对瞬时过载和短路不起保护作用。保护作用。3.3.热继电器的选用热继电器的选用 （1 1）原则上，热继电器的额定电流应按电）原则上，热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。（电动机启动电流为动机的额定电流选择。（电动机启动电流为其额定电流的其额定电流的6 6倍，启动时间不超过倍，启动时间不超过6s6s） （2 2）对工作时间很短、间歇时间较长的电）对工作时间很短、间歇时间较长的电动机（如摇臂的钻床电动机、某些机床的快动机（如摇臂的钻床电动机、某些机床的快速移动电动机）和过载可能性很小的电动机速移动电动机）和过

15、载可能性很小的电动机（如排风扇的电动机）可以不设计过载保护。（如排风扇的电动机）可以不设计过载保护。 【例【例2-122-12】 CA6140ACA6140A车床的主车床的主 电动机的额定电压为电动机的额定电压为380V380V，额，额 定功率为定功率为7.5kW7.5kW，请选用合适的热过载继电，请选用合适的热过载继电器。器。(P37)(P37) 【解】【解】 电路中的额定电流为电路中的额定电流为 I IN N=P/U=7500/38019.7A =P/U=7500/38019.7A 查表查表2-112-11 选选12.5-2012.5-20的调整范围的调整范围( (应满足应满足19.7A1

16、9.7A要求要求) ) 型号为型号为JRS2-12.5/12.5-20AJRS2-12.5/12.5-20A 过载电流数据整定到过载电流数据整定到15.4A15.4A说明： 热继电器与电动机同为热效应，同步温升，则可能热继电器与电动机同为热效应，同步温升，则可能在电动机被烧毁时，才切断主回路。？在电动机被烧毁时，才切断主回路。？ 所以热继电器的额定电流，应比电动机的略低，稍所以热继电器的额定电流，应比电动机的略低，稍先于电动机热作用，才能于电动机损坏前切断主回先于电动机热作用，才能于电动机损坏前切断主回路。路。 因因I IN N为估算值，比实际值为估算值，比实际值I IL L大，不符合大，不符

17、合热继电器的热继电器的选取原则，只能用选取原则，只能用整定值进行取值范围调整。整定值进行取值范围调整。 由于由于热继电器是换热后热效应，故热效应比电动机热继电器是换热后热效应，故热效应比电动机更滞后，更应比电动机先动作，更滞后，更应比电动机先动作，整定值应取得更小。整定值应取得更小。 对过载能力差的电动机对过载能力差的电动机（允许温升值（允许温升值更更低）低），热继热继电器的额定电流为电动机的电器的额定电流为电动机的60-80%60-80%。整定值更低，。整定值更低，才能保护电动机不受才能保护电动机不受损坏。损坏。注意：注意： 熔体电流也是热保护作用，也需要熔体电流也是热保护作用，也需要 时间

18、过程，故熔断器采用的是有效值而不是峰时间过程，故熔断器采用的是有效值而不是峰值，并且能躲过值，并且能躲过6S6S的的启动过程。启动过程。(P(P4343: :定义定义) ) 但熔体是被直接熔断的，不用经过热传递和热但熔体是被直接熔断的，不用经过热传递和热交换过程，被熔断时间较短，过流时能很快切交换过程，被熔断时间较短，过流时能很快切断电流。为防误动作，额定值应选取较大值。断电流。为防误动作，额定值应选取较大值。 短路电流是过流电流的短路电流是过流电流的1010倍以上、或倍以上、或2020倍以上，倍以上，所以短路时才能瞬间被切断。所以短路时才能瞬间被切断。 相对于额定电流，短路电流非常大。为防误

19、动相对于额定电流，短路电流非常大。为防误动作，作，能否随意取一较大电流而不用计算呢？能否随意取一较大电流而不用计算呢？作业：作业：P64-7,P64-14P64-7,P64-142.2.2 2.2.2 接触器（接触器（P P2222）线圈掉个头，衔铁线圈掉个头，衔铁在上，带动塑料件在上，带动塑料件及其上动触片移动。及其上动触片移动。类同按钮，靠线圈类同按钮，靠线圈通电时的磁力作用。通电时的磁力作用。 主触点只有常开。主触点只有常开。 交流接触器的额定电压（触头的交流接触器的额定电压（触头的 额定电压）应大于或等于负载回路的电压。额定电压）应大于或等于负载回路的电压。 根据电动机（或其他负载）的

20、功率和操作情根据电动机（或其他负载）的功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级。况来确定接触器主触头的电流等级。（有（有5A5A、10A10A、20A20A、40A40A、60A60A、100A100A、150A150A等几种，应大于或等于被控回路的额定电等几种，应大于或等于被控回路的额定电流。）流。） 对于电动机负载，可按下列公式计算：对于电动机负载，可按下列公式计算： 若电动机的额定功率，单位取若电动机的额定功率，单位取kWkW；则；则 电动机的额定电压，单位为电动机的额定电压，单位为k kV V；K K为经验系为经验系数，一般取数，一般取1 11.41.4。2.2.5 2.2.5 接触

21、器的选用接触器的选用 P P2525 线圈额定工作电压和接触器额线圈额定工作电压和接触器额 定工作电压不是同一个概念。定工作电压不是同一个概念。 接触器的额定电压标注在铭牌上，接触器的额定电压标注在铭牌上， 线圈的额定电压标注在线圈上。线圈的额定电压标注在线圈上。 【例【例2-72-7】 CA6140ACA6140A车床的主电动机的功率车床的主电动机的功率为为7.5kW7.5kW，控制电路电压为交流，控制电路电压为交流24V24V，选用其，选用其控制用接触器。控制用接触器。 【解】【解】 电路中的电流：电路中的电流：I IN N=7500/(1.3=7500/(1.3380)15.2A380)

22、15.2A 查表查表2-42-4，选使用类别，选使用类别AC-3AC-3。（通用性）。（通用性） 再查表再查表2-52-5，选用，选用CJX1-16,CJX1-16,或大一个级别或大一个级别CJX1-22CJX1-22。3.3 3.3 三相异步电动机的三相异步电动机的 Y-Y-降压启动降压启动 P P7373 大功率电动机，若采用全压启动时，会引起大功率电动机，若采用全压启动时，会引起电网电压的降低，使电动机的转矩降低，甚电网电压的降低，使电动机的转矩降低，甚至启动困难，乃至影响到电网中其他设备的至启动困难，乃至影响到电网中其他设备的正常运行。所以大功率电动机都采用降压启正常运行。所以大功率电

23、动机都采用降压启动。动。 大功率电动机都采用大功率电动机都采用运行，以减小线路电运行，以减小线路电流。采用流。采用Y Y启动，启动电流就只有启动，启动电流就只有启动电启动电流的流的1/31/3，即正常工作电流的两倍左右。，即正常工作电流的两倍左右。 主回路：先闭合主回路：先闭合KM1KM1，电动机通电；随后闭电动机通电；随后闭合合KM3,KM3,电动机电动机Y Y降压降压启动，启动，6S6S左右转速正左右转速正常时，常时，KM3KM3断开断开KM2KM2闭闭合，电动机合，电动机正常运正常运行。行。 若同时闭合，则电源若同时闭合，则电源三相电源三相电源短路短路3.3 3.3 三相异步电动机的三相异步电动机的 Y-Y-降压启动降压启动 P P7474控制回路分析：控制回路分析：由按钮触点由按钮触点找继电器或接触器找继电器或接触器再找对应触点再找对应触点再找继电器或接触再找继电器或接触器器电路上各触点状态均为常态，某电电路上各触点状态