第8章继电器接触器控制

1、石家庄铁道学院第八章第八章 继电器继电器- -接触器控制系统接触器控制系统 熟悉各种电器的工作原理及作用、表示符号，着重掌握继电器接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理，能分析较复杂的控制线路，并通过训练学会设计一些较简单的控制线路。8.1 常用的控制电器 常用的控制电器的分类：1 .按动作性质：分为自动电器和非自动电器 非自动电器：没有动力机构，如刀开关、转换开关、行程开关。 自动电器：有动力执行机构，如接触器、继电器、自动开关。 2.按用途：控制电器，保护电器和执行电器 石家庄铁道学院选型时主要指标：额定电压，额定电流选型时主要指标：额定电压，额定电流HD13-1000/3，380V

2、一一.刀开关（或隔离开关）：没有灭弧装置，不能切断刀开关（或隔离开关）：没有灭弧装置，不能切断电流，只能隔离电压。电流，只能隔离电压。8.1.1 非自动控制电器非自动控制电器石家庄铁道学院双投开关双投开关单投开关单投开关石家庄铁道学院刀开关表示符号刀开关表示符号石家庄铁道学院漏电开关漏电开关石家庄铁道学院漏电开关漏电开关石家庄铁道学院漏电开关漏电开关石家庄铁道学院1. 原理：通过控制旋转受柄转到不同的位置，使不同的接点接通。2.转换开关的主要技术指标是它的闭合表。倒顺开关触点开合表倒顺开关触点开合表转换开关结构示意图转换开关结构示意图二二. .转换开关转换开关石家庄铁道学院8.1.2 自动控制

3、电器自动控制电器 这类电器有动力执行机构：如电磁铁等。常用的自动控这类电器有动力执行机构：如电磁铁等。常用的自动控制电器有接触器和继电器。制电器有接触器和继电器。一一.接触器：接触器： 1.原理：在外界输入信号的作用下能够自动地接通或断原理：在外界输入信号的作用下能够自动地接通或断开带有负载的主回路的自动控制电器，它是靠电磁力来自开带有负载的主回路的自动控制电器，它是靠电磁力来自动的打开或闭合带有负载的触头。动的打开或闭合带有负载的触头。 2.分类：交流和直流接触器。分类：交流和直流接触器。 3.交流接触器：交流接触器： 1）结构组成：主触头，灭弧装置，铁心，线圈及辅助）结构组成：主触头，灭弧

4、装置，铁心，线圈及辅助触头。触头。 石家庄铁道学院2）选型时主要技术指标：）选型时主要技术指标：A 主触头的额定电流，电压及极数主触头的额定电流，电压及极数 B 线圈的电压：线圈的电压： C 辅助触头（辅助触头（22）：）： 型号及规格：型号及规格： CJ20100（ /3），）， 220V3）图形符号：）图形符号：结构图结构图电气图形符号电气图形符号石家庄铁道学院短路环短路环石家庄铁道学院4.直流接触器：直流接触器：组成部分和工作原理同交组成部分和工作原理同交流接触器基本一样。流接触器基本一样。不同：不同：（1）铁心用软钢或工程）铁心用软钢或工程纯铁制成圆形。纯铁制成圆形。（2）适用于频繁启

5、动制）适用于频繁启动制动的场合。动的场合。石家庄铁道学院二二.继电器：继电器： 在外界信号的作用下自动地接通或断开控制回路的一在外界信号的作用下自动地接通或断开控制回路的一种电器。种电器。 A：根据输入信号的不同进行如下分类：根据输入信号的不同进行如下分类： 分为电流，电压，速度，压力及热继电器等。分为电流，电压，速度，压力及热继电器等。 B：根据动作时间进行如下分类：根据动作时间进行如下分类： 分为瞬时动作继电器和延时动作继电器（即时间继分为瞬时动作继电器和延时动作继电器（即时间继电器）。电器）。C：根据动作原理进行如下分类：根据动作原理进行如下分类： 分为电磁式，感应式，电动式，电子式和机

6、械式等，分为电磁式，感应式，电动式，电子式和机械式等，其中电磁式应用最多。其中电磁式应用最多。石家庄铁道学院1.电流继电器：根据流过其线圈的电流信号的大小而动作。 电流继电器又分为过电流继电器和欠电流继电器。 过电流继电器：正常通电时不动作，当电流超过设定值时，常开触点闭合，常闭触点打开。 欠电流继电器：正常通电时动作，常开触点闭合，常闭触点打开，当电流低于设定值时，恢复常态。 其线圈串接于主回路中。文字符号：KA2.电压继电器：根据加在其线圈上的电压信号的大小而动作。 电压继电器又分为过电压继电器和欠电压继电器。 工作原理同电流继电器。 其线圈并接于被测电压两端。文字符号：KV石家庄铁道学院

7、3.中间继电器：中间继电器： 中间继电器本质上是电压继电器，但还具有触头多中间继电器本质上是电压继电器，但还具有触头多(多至多至六对或更多六对或更多)，触头能承受的电流较大（额定电流，触头能承受的电流较大（额定电流5A10A)动作灵敏动作灵敏(动作时间小于动作时间小于0.05s)等特点等特点 它的用途有两个：它的用途有两个： 第一：用作中间传递信号。第一：用作中间传递信号。 第二：用作同时控制多条线路。第二：用作同时控制多条线路。 JZ14-44，220V 4开开4闭，额定电压闭，额定电压220V石家庄铁道学院4.热继电器：热继电器是根据控制对象的温度变化热继电器：热继电器是根据控制对象的温度

8、变化来控制电流流通的继电器，用于保护电动机的过载。来控制电流流通的继电器，用于保护电动机的过载。例：例： JR14-20/2, 10A热继电器的额定电流热继电器的额定电流20A，热元件额定电流热元件额定电流10A ，2路路 文字符号：文字符号：FR注意：热继电器的额定电流注意：热继电器的额定电流和热元件的额定电流的区别和热元件的额定电流的区别石家庄铁道学院热继电器的额定电流指的是什么？热继电器的额定电流指的是什么？ 热继电器的额定电流不是热元件的额定电流，更不是热继电器触头的额定电流，它只是某一等级热继电器的额定工作电流。对于任一等级的热继电器都相应的配有若干个热元件。如JR16-20型热继电

9、器中的20就是热继电器的额定工作电流为20A的一个等级。对于这个等级配有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12等共12个热元件的编号。而每个热元件又有一个热元件的额定电流。如1号热元件的额定电流可在一定范围内通过凸轮调节旋钮调节，其刻度电流调节范围为0.250.30.35A. 石家庄铁道学院使用热继电器要注意以下问题：使用热继电器要注意以下问题：（1）有若干个电流等级）有若干个电流等级,每一个等级有一个电流调节范每一个等级有一个电流调节范围。选择时根据围。选择时根据电动机额定电流确定热继电器的热元件电动机额定电流确定热继电器的热元件电流等级电流等级,电动机额定电流应在电流调节范围

10、之中电动机额定电流应在电流调节范围之中; 线圈线圈电压等于控制电压。电压等于控制电压。（2）只能用作电路的热保护，不能用作短路保护。）只能用作电路的热保护，不能用作短路保护。（3）保护三相异步电动机时，至少要用有两个热元件）保护三相异步电动机时，至少要用有两个热元件的热继电器。的热继电器。石家庄铁道学院5 固体继电器固体继电器固体继电器（固体继电器（SOLID STATE RELAY）简称）简称SSR。它是现代微电子技术与电力电子技术相结合发展起它是现代微电子技术与电力电子技术相结合发展起来的一种用固体元件组装而成的新颖的无触点开关来的一种用固体元件组装而成的新颖的无触点开关器件，它可以实现用

11、微弱的控制信号对几十安甚至器件，它可以实现用微弱的控制信号对几十安甚至几百安培电流的负载进行无触点的接通和断开，目几百安培电流的负载进行无触点的接通和断开，目前已得到广泛的应用。前已得到广泛的应用。石家庄铁道学院石家庄铁道学院8.1.3 主令电器主令电器: 用于操作人员发出控制指令的电器用于操作人员发出控制指令的电器.例如电机的启动、停止，常见的有按钮开关、万能转换开关、主令例如电机的启动、停止，常见的有按钮开关、万能转换开关、主令控制器等。控制器等。 1. 按钮按钮: 操作次数小于操作次数小于6次次/小时小时.石家庄铁道学院2. 转换开关：操作次数小于30次/小时.3. 主令开关：操作次数可

12、大于300次/小时，又分为手动式和机械式。石家庄铁道学院8.1.4执行电器执行电器用于完成执行任务的电器。如电磁铁，电磁离合器，用于完成执行任务的电器。如电磁铁，电磁离合器，电磁工作台。电磁工作台。（1）电磁铁：将电流信号转换为机械位移。常用）电磁铁：将电流信号转换为机械位移。常用于电动机的制动（电磁抱闸），阀门的开启和关闭。于电动机的制动（电磁抱闸），阀门的开启和关闭。（2）电磁离合器：接通或断开两个平行轴。）电磁离合器：接通或断开两个平行轴。（3）电磁工作台：加工工件。）电磁工作台：加工工件。石家庄铁道学院8.2 继电器接触器控制的常用基本线路 8.2.1 8.2.1 继电器继电器接触器自

13、动控制线路的构成接触器自动控制线路的构成 工程上电器线路都用一些规定的图形符号来表示，这就工程上电器线路都用一些规定的图形符号来表示，这就使绘图工作大为简化，电器线路图包括安装线路图和原理线使绘图工作大为简化，电器线路图包括安装线路图和原理线路图。安装线路图是电气施工时最重要的资料之一。但随着路图。安装线路图是电气施工时最重要的资料之一。但随着生产的发展，电器元件越来越多，安装图中相交的线很多，生产的发展，电器元件越来越多，安装图中相交的线很多，阅读很不方便，这就产生了原理图。阅读很不方便，这就产生了原理图。石家庄铁道学院下面线绕型电机串电阻启动介绍绘制原理图的基本规下面线绕型电机串电阻启动介

14、绍绘制原理图的基本规则：则：1.1.主回路与控制回路。主回路与控制回路。2.2.控制线路中的电源线分列两边，各控制回路基本按控制线路中的电源线分列两边，各控制回路基本按照各电器元件的动作顺序由上而下平行绘制。照各电器元件的动作顺序由上而下平行绘制。3.3.元件的接点不按位置画，而是按电路中的作用画。元件的接点不按位置画，而是按电路中的作用画。4.4.同一个电器元件的各个部件用同一个符号来表示。同一个电器元件的各个部件用同一个符号来表示。5.5.所有电器的接点均表示正常位置。所有电器的接点均表示正常位置。6.6.对接点进行编号。对接点进行编号。石家庄铁道学院举例：线绕型电机串电阻启动的电路举例：

15、线绕型电机串电阻启动的电路1235749611131517L11L21L31L12L22L32UVW石家庄铁道学院8.2.2 8.2.2 继电器继电器接触器自动控制的基本线路接触器自动控制的基本线路一一. .电动机的启动控制线路及保护装置电动机的启动控制线路及保护装置 1.1.电动机的启动控制线路电动机的启动控制线路石家庄铁道学院P LC控制系统控制系统与一般电气控制系统的比较与一般电气控制系统的比较石家庄铁道学院一般电气控制系统组成石家庄铁道学院PLC控制系统组成石家庄铁道学院例：三相异步电动机单向运行电气控制系统 输入设备输入设备 输出设备输出设备 石家庄铁道学院三相异步电动机单向运行PL

16、C控制系统石家庄铁道学院PLC控制系统与电器控制系统的区别 控制方法： 工作方式： 控制速度： 定时和计数控制： 可靠性和可维护性： 石家庄铁道学院2.电动机的保护装置：1）短路保护：当发生短路时，使电动机与电源断开。A.熔断器（保险丝）：用于短路保护。(1)分类:有插入式RC1A;密封管式RM10，螺旋式RL1;等，分别见右图中a, b, c。(2)额定电流:有熔断器额定电流和熔体额定电流.(3)选择:先选择熔体额定电流,为电动机额定电流的(1.5-2.5)倍;熔断器额定电流大于或等于熔体额定电流.注意：鼠笼式异步电机熔断器的选择原则(启动电流/k)。K=1.62.5石家庄铁道学院石家庄铁道

17、学院B.B.过电流继电器：过电流继电器： 只能检测到短路电流，需和接触器配合才能切断电只能检测到短路电流，需和接触器配合才能切断电源。源。C.C.自动空气断路器（自动开关）：自动空气断路器（自动开关）： 能直接断开主回路（即电源）。有瞬时动作和延时能直接断开主回路（即电源）。有瞬时动作和延时动作，可短路和过载保护和失压保护。采用的检测元件动作，可短路和过载保护和失压保护。采用的检测元件是过电流脱扣器和热是过电流脱扣器和热脱扣器脱扣器。 文字符号文字符号QF.QF.回顾：刀开关回顾：刀开关 Q Q或或QGQG 转换开关转换开关 QBQB 隔离开关隔离开关 QSQS石家庄铁道学院自动空气断路器的选

18、型：自动空气断路器的选型：DZ5DZ5， DZ10DZ10石家庄铁道学院2 2）长期过载保护装置：用热继电器。）长期过载保护装置：用热继电器。 电动机短时过载允许，长期过载就会损坏电机。电动机短时过载允许，长期过载就会损坏电机。石家庄铁道学院3）零压保护：因电源消失而可能发生的故障。）零压保护：因电源消失而可能发生的故障。石家庄铁道学院4）零励磁保护石家庄铁道学院二二. .正反转控制线路正反转控制线路带电气带电气互锁互锁带电气互带电气互锁和机械锁和机械互锁互锁石家庄铁道学院电动机的正反转控制（采用电动机的正反转控制（采用PLC)PLC)v I/OI/O接线图接线图正转启动正转启动SB2-X0反

19、转启动反转启动SB3-X1 停止停止SB1-X2KM2SB2KM1SB3SB1电源电源正转接触器正转接触器KM1-YI反转接触器反转接触器KM2-Y2正转互锁正转互锁反转互锁反转互锁Y1COMX0X1X2Y2COM1石家庄铁道学院电动机的正反转控制（采用电动机的正反转控制（采用PLC)PLC)l 梯形图梯形图v 指令表指令表 0 LD X10 LD X1 1 OR Y1 1 OR Y1 2 ANI X2 2 ANI X2 3 3 ANI ANI X1X1 4 4 ANIANI Y2Y2 5 OUT Y1 5 OUT Y1 6 LD X1 6 LD X1 7 OR Y2 7 OR Y2 8 AN

20、I X2 8 ANI X2 9 9 ANIANI X0X0 10 10 ANI ANI Y1 Y1 11 OUT Y2 11 OUT Y2 12 END 12 END正转正转反转反转X0Y1Y1X2Y2X1X1Y2Y2X2Y1X0END石家庄铁道学院三三. .点动控制线路点动控制线路(a)最简电动线路，最简电动线路，(b)简单的电动和长期工作电路，简单的电动和长期工作电路，(c)电动和长期工作分别控制，电动和长期工作分别控制，(d)实用线路实用线路石家庄铁道学院四四. .多电动机的连锁控制线路：多电动机的连锁控制线路： 1 1）两台电动机的互锁：）两台电动机的互锁：工作互锁，可工作互锁，可同时

21、停车同时停车工作互锁，可工作互锁，可单独停车单独停车石家庄铁道学院工作停车都有工作停车都有互锁互锁两电动机不能两电动机不能同时工作的互同时工作的互锁锁石家庄铁道学院五五. .顺序控制线路（对于多台电动机）：顺序控制线路（对于多台电动机）：石家庄铁道学院8.2.3 生产机械中常用的几种自动控制方法生产机械中常用的几种自动控制方法在电动机的控制中，仅仅依靠前面的简单连锁控制是不够的，还必须利用电动机启动、变速、反转和制动过程中的各种变化因素和生产机械的工作状态来控制电动机。因此，就出现了各种各样的控制方法，常用的有如下几种；（1）按行程的自动控制（2）按时间的自动控制（3）按速度的自动控制（4）按

22、电流的自动控制石家庄铁道学院1.按行程的自动控制：有行程开关，接近开关及光电传感器等.1) 行程开关：石家庄铁道学院滑轮式行程开关滑轮式行程开关石家庄铁道学院1) 1) 按行程控制的基本线路按行程控制的基本线路A A 按预定位置的自动停车与终端保护控制按预定位置的自动停车与终端保护控制石家庄铁道学院B B 工作循环后停在原位的控制：工作循环后停在原位的控制：(a)缺点:启动时按1SB的时间长。(b)改进线路比较完善。(c)可实现工作循环连续不断的进行，而停止时该工作部件又停在原位。石家庄铁道学院C 按一定程序的控制线路按一定程序的控制线路石家庄铁道学院2.2.按时间的自动控制：用时间继电器来实

23、现控制。按时间的自动控制：用时间继电器来实现控制。1 1）时间继电器：有空气式，电磁式，电动式和晶体管式等。）时间继电器：有空气式，电磁式，电动式和晶体管式等。空气式时间继电器：空气式时间继电器：原理：利用空气的阻尼作用。原理：利用空气的阻尼作用。石家庄铁道学院B. B. 电磁式时间继电器：利用电磁感应原理获得延时。电磁式时间继电器：利用电磁感应原理获得延时。C. C. 电动式时间继电器：利用电动机的旋转来产生延时。电动式时间继电器：利用电动机的旋转来产生延时。D. D. 晶体管式时间继电器：利用晶体管式时间继电器：利用RCRC电路的充、放电时间来产电路的充、放电时间来产生延时生延时。石家庄铁

24、道学院PLCPLC中定时器的应用中定时器的应用v通电延时通电延时/ /断电延时断电延时X0K90Y1X0K70T0T1Y1通电延时通电延时接通接通9 SX07 SY1T0T1断电延时断电延时断开断开石家庄铁道学院PLCPLC中定时器的应用中定时器的应用v 定时器的串联定时器的串联 定时器的最大设定值为定时器的最大设定值为3276732767，不足，不足1 1小时，为小时，为了扩展定时器的延时时了扩展定时器的延时时间，可以采用几种方法间，可以采用几种方法延时时间延时时间= =T0+T1=T0+T1=3600s3600sX0T0T1石家庄铁道学院2 2）按时间控制的基本线路：）按时间控制的基本线路

25、： A.A.定时控制线路定时控制线路石家庄铁道学院B.B.笼型电动机定子串电阻启动的自动控制笼型电动机定子串电阻启动的自动控制石家庄铁道学院C.C.笼型电动机笼型电动机Y-Y-换接启动的自动控制线路（采换接启动的自动控制线路（采用失电延时继电器）：用失电延时继电器）：石家庄铁道学院C.C.笼型电动机笼型电动机Y-Y-换接启动的自动控制线路换接启动的自动控制线路（采用得电延时继电器）：（采用得电延时继电器）：石家庄铁道学院D.D.绕线型电动机转子串电阻启动的自动控制线路：绕线型电动机转子串电阻启动的自动控制线路：1235749611131517L11L21L31L12L22L32UVW石家庄铁道

26、学院E.E.笼型电动机能耗制动的自动控制线路：笼型电动机能耗制动的自动控制线路：石家庄铁道学院3 3）按速度的基本线路：采用速度继电器控制）按速度的基本线路：采用速度继电器控制 A.A.速度继电器速度继电器工作原理工作原理: :当速度大于设定值时，常当速度大于设定值时，常开触点闭合；当速度低于开触点闭合；当速度低于设定值时，常开触点恢复设定值时，常开触点恢复常态。常态。石家庄铁道学院B.B.按速度控制的基本线路：按速度控制的基本线路：反接制动石家庄铁道学院4）按电流的自动控制）按电流的自动控制图图8.67 按电流控制的鼠笼式异步电动机定子串电按电流控制的鼠笼式异步电动机定子串电阻启动的控制线路

27、阻启动的控制线路石家庄铁道学院C650型卧式车床电气控制线路图型卧式车床电气控制线路图控制要求：控制要求：主轴电动机主轴电动机M1：能够正反转；停车制动；点：能够正反转；停车制动；点动。动。冷却泵电动机冷却泵电动机M2:单独工作，并长期运行。单独工作，并长期运行。快速移动电动机快速移动电动机M3:随时手动控制启停。随时手动控制启停。8.2.4 实用线路实用线路石家庄铁道学院石家庄铁道学院工程机械低压控制系统案例：一、拌和设备电动机正反转自动循环控制电路一、拌和设备电动机正反转自动循环控制电路SQ2受压，受压， KM1接通，接通，KM1接通小车上行接通小车上行SQ1受压，受压， KM2接通，接通，KM2接通小车下行接通小车下行石家庄铁道学院一、拌和设备电动机正反转自动循环控制电路一、拌和设备电动机正反转自动循环控制电路石家庄铁道学院二、可控制装卸料时间的成品料小车驱动电动机控制电路二、可控制装卸料时间的成品料小车驱动电动机控制电路石家庄铁道学院四、拌和设备反接制动控制电路四、拌和设备反接制动控制电路石家庄铁道学院四、拌和设备反接制动控制电路四、拌和设备反接制动控制电路反接制动的特点：在电动机的电源切断一段反接制动的特点：在电动机的电源切断一段时间后，才开始制动。时间