低压电器与基本控制电路

第8章继电-接触器控制系统8.1

低压电器简介8.2

三相异步电动机的基本控制电路8.3

行程控制8.4

时间控制8.5

顺序控制8.1

低压电器简介

对电动机和生产机械实现控制和保护的电工设备叫做控制电器。按其动作方式可分为手动和自动两类。手动电器的动作是由工作人员手动操纵的，如刀开关、组合开关、按钮等。自动电器的动作是根据指令、信号或某个物理量的变化自动进行的，如各种继电器、接触器、行程开关等。8.1.1手动电器1、刀开关用途：一般在不频繁操作的低压电路中用于接通和切断电源。结构：绝缘底板、手柄、闸刀（动触点）、静插座（静触点）等组成。分类：按极数（刀片数）分为单极、双极和三极；按结构分为平板式和条架式。安装：安装时，不要倒装，应将电源线接在上，负载线在下，否则手柄会自然落下引起误合闸。使用：刀开关一般与熔断器串联使用，以便在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切断电路。选择：选择时应使其额定电压≥电路的额定电压额定电流≥电路的额定电流刀开关的额定电压通常为250V和500V。考虑到电机较大的起动电流，额定电流值应≥异步电机额定电流的3倍。符号：用途：组合开关也称转换开关，常用于机床控制电路的电源开关，也用于小容量电动机的起/停控制或照明线路的开关控制。2、组合开关结构：对常用的三极开关来说，每一极有一对静触片与盒外接线柱相接，动触片受手柄控制可以转动，以达到线路的通/断控制。种类：有单极、双极、三极和四极等，额定电流有10、25、60和100A等多种。M3~手柄转轴静触头动触头

用手柄转动转轴时，就可将三个触点同时接通或断开。用于接通和断开控制电路。3、按钮常开触点是按钮未按下时断开、按下后闭合的触点。常闭触点是按钮未按下时闭合、按下后断开的触点。

常闭触点常开触点4SBSBSB结构符号名称常闭按钮(停止按钮)常开按钮(起动按钮)复合按钮1234123常闭触点常开触点

用途：熔断器是最简便且有效的短路保护电器。分类：插入式、螺旋式、管式、有填料式8.1.2自动电器1、熔断器（保险丝）结构：由底座、外壳和熔体组成。熔体一般由熔点低、易于熔断、导电性能良好的合金材料制成。在小电流的电路中，常用铅合金或锌制成；大电流电路常用铜或银制成。使用：使用时熔断器串联在被保护的线路中。正常时熔断器如同一根导线，起通路作用；当线路短路或严重过载时（电流超过额定电流10倍以上）熔体迅速熔断，从而保护线路上的电气设备。应按以下方法选择熔体：(1)电灯支线(3)在电容器设备中，电容器电流是经常变化的。(2)电动机一台电动机多台电动机2.自动空气断路器(自动开关)用途：用于正常工作时不频繁接通或断开的电路，当电路发生过流、欠压等故障时能自动切断电路有效地保护电气设备。锁钩主触点手动闭合

过流脱扣器

欠压脱扣器衔铁释放自动空气断路器原理图连杆装置释放弹簧选择：选择时，其额定值应≥电路的额定电压和电流。使用：自动开关切断电路后，若电源恢复正常，则必须重新合闸才能工作。3.行程开关(限位开关)

结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。未撞击撞击ST常开触点常闭触点ST用途：用于将机械位移变为电信号，以实现对机械运动的电器控制。用于自动往复控制或限位保护等。4.交流接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。~M3~线圈辅助触点铁心衔铁电源电机主触点常闭常开弹簧原理图（a）线圈（b）主触点

（c）辅助常开

（d）辅助常闭

交流接触器的触点分主触点和辅助触点两种，主触点有三对常开触点，通过的电流大，接在电动机的主电路中；辅助触点有一对常开和一对常闭，通过的电流小，接在控制电路中。5.继电器

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：

接触器的主触点可以通过大电流；

继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。

继电器是一种根据特定输入信号而接通或断开的自动控制电器。分类：中间继电器、热继电器、时间继电器等等。（1）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。

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。符号KA线圈常开触头KA常闭触头KA（2）热继电器用于电动机的过载保护。(a)外形(b)结构~

发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。发热元件杠杆工作原理结构原理图双金属片常闭触头用于电动机的过载保护。使用：使用时发热元件串联在电机主电路中，常闭触点串联在电机控制电路中。热继电器动作后，要使其动断触点复位，待其冷却后，按复位按钮即可。选择：选择热继电器主要根据电动机的额定电流来确定。热继电器的整定电流应与电动机额定电流基本相等（0.95～1.05倍）。

不行熔断器作过载保护：过载时，产生的电流不能使熔断器的熔体烧断，不能起到过载保护的作用。热继电器作短路保护：短路时，热继电器由于热惯性不能立即动作，因此不能做短路保护。思考：熔断器作过载保护，热继电器作短路保护使用？

在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它不考虑电器的结构和实际位置，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：1.按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。2.控制线路由主电路(被控制负载所在电路)

和控制电路(控制主电路状态)组成。3.

属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但必须标注相同的文字符号。8.1.3电气自动控制原理图的绘制及读图方法4.

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，即按通电前的状态绘制。5.

与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等)在控制电路中不画出。分析和设计控制电路时应注意以下几点：使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准确可靠。(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控制电路。(3)必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。8.2

三相异步电动机的基本控制电路常用控制电器符号KMKMKMKMQSSBFUFR×

×

×QSU

V

WM3~M3~主电路M3~×

×

×QSU

V

WM3~KM主电路SBKM控制电路1、点动控制电路QS合闸按下SBKM通电M起动松开SBKM断电M停止×

×

×U

V

WM3~M3~KM主电路SB1控制电路2、直接起停控制电路KM自锁触点KMSB2QSQS合闸按SB1KM通电M连续转动按SB2KM断电M停止既能长期工作又能点动的控制电路点动按钮SB3的作用：(1)使接触器线圈KM通电；(2)使线圈KM不能自锁。KMSB2FRKMSB1~SB3复合按钮×

×

×U

V

WM3~M3~KM主电路SB控制电路KMKMSB21QS零压保护：交流接触器KM2、直接起停控制电路×

×

×U

V

WM3~M3~KM主电路SB控制电路KMKMSB21FUQS短路保护：熔断器FU零压保护：交流接触器KM2、直接起停控制电路×

×

×U

V

WM3~M3~KM主电路SB控制电路KMKMSB21FRFRFUQS过载保护：热继电器FR短路保护：熔断器FU零压保护：交流接触器KM2、直接起停控制电路×

×

×U

V

WM3~KM13、正反转控制电路FRFUQSKM2

SB1KM1KM1SB3FRSB2KM2KM2U

V

WM3~KM13、正反转控制电路FRFUKM2

SB1KM1KM1SB3FRSB2KM2KM2×

×

×QSM3~M3~QS合闸按SB1KM1通电M正转按SB3KM1断电M停止按SB2KM2通电M反转按SB3KM2断电M停止U

V

WM3~KM1FRFUKM2

SB1KM1KM1SB3FRSB2KM2KM2×

×

×QSM3~3、正反转控制电路U

V

WM3~KM1FRFUKM2

SB1KM1KM1SB3FRSB2KM2KM2×

×

×QSM3~

3、正反转控制电路U

V

WM3~KM1FRFUKM2

SB1KM1KM1SB3FRSB2KM2KM2×

×

×QSM3~3、正反转控制电路电源短路！U

V

WM3~KM1FRFUKM2

SB1KM1KM1SB3FRSB2KM2KM2×

×

×QS3、正反转控制电路U

V

WM3~KM1FRFUKM2

SB1KM1KM1SB3FRSB2KM2KM2×

×

×QSKM2KM1

互锁触点KM13、正反转控制电路电气联锁机械联锁电动机正反转直接切换KM1KM1SB2SB3KM2SB1KM2利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。机械联锁电气联锁双重联锁鼠笼式电动机正反转的控制线路KM1KM1SB2SB3KM2SB1KM1KM2KM28.3行程控制

行程控制是根据生产机械中某一运动部件的行程距离或位置进行的控制。行程控制可分为限位控制和自动往返控制。行程开关：

当生产机械的运动部件到达预定的位置时压下行程开关的触杆，将常闭触点断开，接触器线圈断电，使电动机断电而停止运行。8.3.1限位控制8.3.2自动往返控制自动往返运动：1.能正向运行也能反向运行2.到位后能自动返回行程控制：

控制某些机械的行程，当运动部件到达一定行程位置时利用行程开关进行控制。SQ2SQ1电机正程限位开关SQ2SQ1逆程前进（正转）后退（反转）KM1KM1SB2SB3KM2SB1KM1KM2KM2具有双重联锁的正反转控制电路自动往返运动：SB3KM2SB1KM1KM1KM2SQ1SQ2KM1KM2SB2SQ2SQ1前进(正转）后退12时间继电器

是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时控制。8.4时间控制(1)通电延时继电器(2)断电延时继电器KT线圈通电延时闭合常开触点KT通电延时断开常闭触点KTKT线圈断电延时断开常开触点KT断电延时闭合常闭触点KT符号：通电延时的空气式时间继电器结构示意图常开触点延时闭合常闭触点延时断开微动开关2微动开关1常开触点常闭触点线圈通电衔铁向下吸合连杆动作触点动作工作原理调节螺丝进气孔托板线圈动铁心恢复弹簧挡块释放弹簧活塞杆橡皮膜排气孔杠杆断电延时的空气式时间继电器结构示意图常闭延时闭合常开延时断开常开触点常闭触点空气式时间继电器的延时范围大(有0.4~60s和0.4~180s两种)。结构简单，但准确度较低。Y–

换接起动控制线路Y接法KM2KM1FUQ接法KM3.SB3.SB1KTKTKM3KM2KM1KM1KM3KM1KM2KM28.5顺序控制

两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。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：起动时：M1起动后，M2才能起动；停车时：M2停车后，M1才能停车。主电路：KM2SB2KM2SB1KM1FR1FR2KM1起动：控制电路：KM2SB2KM2SB1KM1FR1FR2KM1停止：KM1SB1