第9章继电接触器控制系统

第9章继电接触器控制了解各种常用控制电器的结构、选用原则、动作原理及其控制作用掌握继电接触器控制的自锁、联锁作用掌握鼠笼式三相异步电动机典型控制电路的工作原理了解过载保护、短路保护和失压保护的原理和方法学习要点第9章继电接触器控制9.1常用低压电器9.2三相交流笼型异步电动机直接起动的控制电路9.3三相笼型异步电动机正反转控制电路9.4顺序控制9.5行程控制9.6时间控制9.1.1低压电器的基本知识一、低压电器的分类按电器的动作性质分：手动电器和自动电器按电器的性能和用途分：控制电器和保护电器按有无触点分：有触点电器和无触点电器按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器。9.1常用低压电器二、电磁式电器1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。

组成

原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。

铁芯衔铁线圈交流：硅钢片叠加直流：整块铸铁或铸钢直动式转动式电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈：短而粗，有骨架。直流线圈：细而长，无骨架。二、电磁式电器2.短路环——减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。二、电磁式电器3.触头系统——通过触头的开合控制电路通、断。

类型

材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银质材料制成桥式触头指形触头二、电磁式电器3.灭弧系统

电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于

10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，即电弧。

电弧的危害：

延长了切断故障的时间；

高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；

形成飞弧造成电源短路事故。

灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料。触头系统：主触头、辅助触头

常开触头（动合触头）常闭触头（动断触头）电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧9.1.2接触器1．结构

一、交流接触器

交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置2．工作原理

线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振动，需加短路环。用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。工作原理：与交流接触器基本相同。二、直流接触器

额定电压

交流接触器：127、220、380、500V直流接触器：110、220、440V交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A额定电流

吸引线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、220、380V直流接触器：24、48、220、440V四、接触器的主要技术指标

根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。四、接触器的使用选择原则

思考：线圈电压为220V的交流接触器，误接入220V的直流电源上；或线圈电压为220V的直流接触器，误接入220V的交流电源上，会产生什么后果？为什么？一、电流继电器特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。分类：过电流继电器、欠电流继电器过流电流继电器欠流电流继电器9.1.3继电器欠电流继电器KAI<KAKA过电流继电器>IKAKAKA一、电流继电器动作电流Ｉq：使电流继电器开始动作所需的电流值；返回电流Ｉf：电流继电器动作后返回原状态时的电流值；返回系数Ｋf：返回值与动作值之比，Ｋf＝Ｉf/Ｉq。主要技术指标：一、电流继电器特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细分类：过电压继电器和欠电压继电器结构原理：与电流继电器类似欠电压继电器KAU<KAKA过电压继电器>UKAKAKA二、电压继电器

中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。

三、中间继电器作用：电动机的过载保护利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作四、热继电器型式：双金属片式热敏电阻式易熔合金式结构：由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成。四、热继电器a）

外形

b）结构图

1-电流整定装置

2-主电路接线柱

3-复位按钮

4-常闭触头

5-动作机构

6-热元件

31-常闭触头接线柱32-公共动触头接线柱

33-常开触头接线柱

双金属片式热继电器1-1.接线端子

2-主双金属片

3-热元件

4-推动导板

5-补偿双金属片

6-常闭触头

7-常开触头

8-复位调节螺钉

9-动触头

110-复位按钮

11-偏心轮

12-支撑件

13-弹簧

四、热继电器双金属片式热继电器原理示意图四、热继电器使用与选择使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。选择：ＩeR≥Ｉed

ＩeR：热继电器热元件的额定电流；Ｉed：电动机的额定电流。四、热继电器作用：按整定时间长短通断电路分类：按构成原理分：电磁式电动式空气阻尼式晶体管式数字式按延时方式分：通电延时型断电延时型

四、时间继电器思考：电动机的启动电流很大，启动时热继电器应不应该动作？为什么？(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)线圈一般符号(b)通电延时线圈(c)断电延时线圈(d)通电延时闭合动合（常开）触点(e)通电延时断开动断（常闭）触点（f）断电延时断开动合（常开）触点（g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点四、时间继电器符号四、时间继电器四、时间继电器作用：根据速度的大小通断电路结构：定子、转子和触头原理：与异步电动机类似参数：动作转速：>120rpm

复位转速：<100rpm五、速度继电器定子---由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕组。符号五、速度继电器转子---圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连接。五、速度继电器压力继电器光电继电器温度继电器六、其它继电器作用：短路和严重过载保护应用：串接于被保护电路的首端优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻分类：

9.1.4熔断器瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT无填料密封式RM快速熔断器RS自恢复熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器有填料式熔断器无填料密封式熔断器快速熔断器自恢复熔断器作用：发送控制命令或信号的电器分类：控制按钮万能转换开关主令控制器行程开关接近开关9.1.5主令电器控制按钮万能转换开关主令控制器行程开关接近开关9.1.6低压开关一、刀开关

作用：隔离电源，不频繁通断电路

分类：

按刀的级数分:单极、双极和三极

按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置

按刀的转换方向分为：单掷和双掷

按接线方式分为：板前接线和板后接线

按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作

按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器一、刀开关1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）

作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。

结构图和符号：QS一、刀开关2.带熔断器式刀开关——用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。一、刀开关3.负荷开关(1)开启式负荷开关

用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。

结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。

分类：单相双极和三相三极两种一、刀开关3.负荷开关(2)封闭式负荷开关（铁壳开关）

作用：手动通断电路及短路保护。二、组合开关（转换开关）

结构：静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸出盒外，与电源或负载相连。动触片套在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作90°正或反方向的转动，带动静触头通。

特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。

用途：电源的引入开关；通断小电流电路；控制５ＫＷ以下电动机。（a）外形（b）符号（c)结构三、低压断路器

功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。

特点：操作安全，分断能力较高。

分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）

结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。万能式低压断路器结构图塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮线路短路或严重过载保护塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮远距离跳闸，对电路不起保护作用塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮线路过载保护塑壳式低压断路器原理图1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器7．按钮电动机的失压保护9.2三相交流异步机的直接起动的控制电路M3~ABCKMFUQSB'C'KMSB点动控制动作过程触头（KM）打开按钮松开线圈（KM）断电电机停转。触头（KM）闭合按下按钮（SB）

线圈（KM）通电电机转动；控制电路主电路简单的接触器控制ABCM3~刀闸起隔离作用自保持停止按钮起动按钮电动机连续运行自保持KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1起动按钮停车按钮KM注意：接触器线圈电压380V时，采用此种接线方式。KMSB1KMSB2FRM3~ABCKMFUQSFR电流成回路，只要接两相就可以了。异步机的直接起动+过载保护发热元件热继电器触头例如：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。多地点控制KMSB1甲SB2甲KMSB3乙SB4乙乙地甲地QSFRM3~ABCKMFU方法一：用复合按钮。点动+连续运行SB3：点动SB2：连续运行控制关系该电路缺点：动作不够可靠。KMSB1KMSB2FRSB3主电路控制电路SBKASB1KASB2FRKMKAM3~ABCKMFU方法二：加中间继电器（KA）。控制关系SB：点动SB2：连续运行FR过载保护：热继电器FR用于电动机过载时，其在控制电路的常闭触点打开，接触器KM线圈断电，使电动机M停止工作。排除过载故障后，手动使其复位，控制电路可以重新工作。短路保护：熔断器组FU1用于主电路的短路保护，FU2用于控制电路的短路保护。零压保护：电路失电复上电，不操作起动按钮，KM线圈不会再次自行通电，电动机不会自行起动。9.3三相笼型异步电机的正反转控制电路KMFKMFSB1SBFFRKMRKMRKMRSBRM3~ABCKMFFUQSFR该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。SBF和SBR不能同时按下，否则会造成短路！操作过程：SBF正转SBR反转停车SB1正转电机的正反转控制—加互锁互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两触发器同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3~ABCKMFFUQSFRKMRSBR互锁KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机的正反转控制—双重互锁KMRM3~ABCKMFFUQSFR电器互锁机械互锁双保险机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）9.4顺序控制因为KM2线圈电路中串接有KM1的常开触点，所以M1未起动时，即KM1线圈未通电时，KM2线圈不可能通电，M2不可能起动；只有当按下SB1，KM1线圈通电，M1起动后，再按SB2，KM2线圈通电，M2才起动。当按下SB3时，KM1、KM2线圈同时断电，M1、M2同时停止运转。9.5行程控制1、限位控制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。2、自动往返控制按下正向起动按钮SB1，电动机正向起动运行，带动工作台向前运动。当运行到SQ2位置时，挡块压下SQ2，接触器KMl断电释放，KM2通电吸合，电动机反向起动运行，使工作台后退。工作台退到SQl位置时，挡块压下SQl，KM2断电释放，KM1通电吸合，电动机又正向起动运行，工作台又向前进，如此一直循环下去，直到需要停止时按下SB3，KMl和KM2线圈同时断电释放，电动机脱离电源停止转动。电动机自动往返的控制电路采用行程开关完成电动机正反转的自动切换，这种利