第7章 继电器接触器控制系统

第7章

继电器-接触器控制系统7.1常用的低压电器元件7.2电动机常用启动电路7.3电气控制电路的设计步骤和设计时应遵循的原则本章要求:1.了解常用低压电器分类；2.了解常用低压电器的结构、功能、参数及用途3.熟悉电动机各种常用控制电路5.熟悉控制电路的设计步骤和设计时应遵循的原则重点:1.常用低压电器元件的功能、参数及用途2.电动机各种常用控制电路的分析3.控制电路的设计步骤和设计时应遵循的原则难点:常用控制电路的设计第7章继电器-接触器控制系统低压电器：是指按照我国现行标准将工作电压交流1000V、直流1500V及以下的电气线路中的电气设备称为低压电器。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。1.开关电器

刀开关：刀开关是一种常见的手动电器，用来接通或分断电路，一般作电源隔离开关，也可用于小电机、电灯、电阻、电热等回路控制。分为开启式和封闭式两种。

7.1常用的低压电器元件

1.开关电器

开启式负荷开关：用于不频繁带负荷操作和短路保护，其结构是由刀开关和熔断器组合成。分为单相双极和三相三极两种。

7.1常用的低压电器元件图7－1刀开关外形及表示符号封闭式负荷开关（铁壳开关）：用于手动通断电路及短路保护图7－2铁壳开关组合开关（转换开关）

7.1常用的低压电器元件由动静两种触头组成，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。其特点是结构紧凑，安装面积小，操作方便。主要用于电源的引入开关；通断小电流电路及直接控制5千瓦以下电动机的启停。

图7－3组合开关外形，符号和内部结构低压断路器又称自动空气开关，相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。

7.1常用的低压电器元件图7－4低压断路器外形，符号和工作原理低压断路器由触头装置、灭弧装置、脱扣机构、传动装置和保护装置五部分组成。它可以带负荷分合电路，并能自动切除所属线路的过载短路、过流、失压等故障。低压断路器分类方式：按用途分：有保护配电线路用、控制和保护电动机用、保护照明线路用和漏电保护。

按结构型式分：有框架式和塑料外壳式。

按极数分：有单极、双极、三极和四极低压断路器。

按限流性能分：有一般型不限流和快速型限流低压断路器。

按保护特性分：有选择型和非选择型低压断路器。

按操作方式分：有直接手柄操作式、杠杆操作式、电磁铁操作式和电动机操作式。主要参数有：

框架电流、额定极限短路分断能力、额定运行短路分断能力。

7.1常用的低压电器元件2.按钮与熔断器按钮开关：短时接通或断开，不直接控制主电路的通断。由按钮帽、复位弹簧、固定触点、可动触点、外壳和支柱连杆等组成。分为以下三种：常开（动合）按钮开关、常闭（动断）按钮开关和复合按钮开关，通常绿色为起动红色为停止。

7.1常用的低压电器元件2.按钮与熔断器熔断器：熔断器也被称为保险丝，IEC127标准将它定义为“熔断体”，是短路和过电流的保护器。

熔断器主要由熔体和熔管两个部分及外加填料等组成。常用熔断器可以分为插入式熔断器，封闭式熔断器，快速熔断器和自复熔断器等。主要参数有额定电流、额定电压、断流容量和温度折减等。

7.1常用的低压电器元件3.接触器与继电器接触器：利用流过线圈电流产生磁场，使触头闭合达到控制负载。由四部分组成：电磁系统、触头系统、灭弧装置和绝缘外壳及附件。接触器的使用选择原则：1.根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；2.接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；3.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；4.额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流

7.1常用的低压电器元件3.接触器与继电器接触器：工作原理：线圈通电，静铁芯产生电磁吸力，将动铁芯吸合，由于触头系统是与动铁芯联动的，因此动铁芯带动三条动触片同时运行，触点闭合，从而接通电源。当线圈断电时，吸力消失，动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离，使主触头断开，切断电源。

7.1常用的低压电器元件3.接触器与继电器中间继电器：用以增加触点的数量及容量及传递中间信号。结构和原理与交流接触器相同，区别在于中间继电器没有主触点，它只能用于控制电路中，全部触头都是辅助触头，数量比较多，触头只能通过小电流。

7.1常用的低压电器元件3.接触器与继电器时间继电器：是指当加入（或去掉）输入的动作信号后，其输出电路需经过规定的准确时间才产生跳跃式变化（或触头动作）的一种继电器，时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。它的种类很多，有空气阻尼型、电动型和电子型等，与中间继电器不同是当加入（或去掉）输入动作（如吸引线圈通电）时中间继电器触电立刻动作，而时间继电器触电延时一段时间后再动作，其用法和中间继电器基本相同。

7.1常用的低压电器元件3.接触器与继电器热继电器：是电流通过发热元件产生的热量，通过相关检测元件使触头改变状态的一种继电器。主要用于电动机的长期过载保护。最常见的双金属片热继电器，由发热元件、触头系统、复位按钮、电流整定装置和温度补偿元件组成。热继电器的主要技术参数：额定电压、额定电流、额定频率和整定电流范围等。

7.1常用的低压电器元件3.接触器与继电器固态继电器：固态继电器也叫固体继电器，简写成“SSR”，是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件，它利用电子元件（如开关三极管、双向可控硅等半导体器件）的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，在许多领域的电控及计算机控制方面得到日益广范的应用。

7.1常用的低压电器元件

继电器-接触器控制电路：用按钮、刀开关、行程开关等手动电器和交流接触器、中间继电器、时间继电器等自动电器组成的控制电路，实现对电机的启动、制动、正反转等控制。该控制电路由两部分组成：分别是主电路和控制电路。1.点动控制电路

7.2电动机常用启动电路最简单的控制电路，由熔断器、接触器、热继电器、按钮和电动机成。该电路只有按下按钮SB1后电动机才运转，松开按钮后电动机停转，该电路主要由于电动试车。2直接起动控制电路与上面的点动电路不同的是电动机M运转后，即使松开SB1后KM线圈仍然通电，这种连接方式称为“自锁”，若要电机停止，可以按下按钮SB2线圈断电，触头恢复原位，电机停车。

7.2电动机常用起动电路电动机直接启动控制电路2直接起动控制电路点动及长动控制控制电路：，可以将上述两个电路组合，图中SB1是长动按钮，SB2点动按钮，它是联动按钮，按下时一方面常开触点使KM线圈吸合，同时其常闭触点与自锁触点串联从而失去自锁功能，这样就实现了点动控制。

7.2电动机常用起动电路电动机点动及长动控制控制电路3正、反转控制电路电动机反转只需互换三相电路中的两相即可，控制正反转的接触器不能同时接通（同时接通会发生三相短路的严重故障）控制电路中设计了“互锁”触点。

7.2电动机常用起动电路正、反转控制电路4降压启动电路当电动机的功率较大时，为避免启动时对电网冲击，常采用降压启动的方式，最长用的是星-三角降压启动。

7.2电动机常用起动电路星-三角降压启动电路通常情况下，电气控制电路的设计步骤如下：1.设计之前，电气设计人员要尽可能了解生产机械和工艺对电气控制线路的要求，最好对同类或接近产品进行调查研究、分析综合，作为具体设计电气控制线路的参考依据。2.运用各控制原则，根据工艺要求和工作程序，逐一画出运动部件或执行元件的控制电路，要优先选用相对成熟和常用的环节。3根据控制要求将全部的相关环节（如手动，自动选择、点动等控制及各种保护环节）分别接入线路。4线路完善，简化线路，去除多余线路和触点。5选择电器件，确定动作整定值。6设计接线图，编写设计文件。7安装元件，布线，空载调试，带载调试。

7.3电气控制电路的设计步骤和设计时应遵循的原则通常情况下，电气控制电路的设计步骤如下：1.设计之前，电气设计人员要尽可能了解生产机械和工艺对电气控制线路的要求，最好对同类或接近产品进行调查研究、分析综合，作为具体设计电气控制线路的参考依据。2.运用各控制原则，根据工艺要求和工作程序，逐一画出运动部件或执行元件的控制电路，要优先选用相对成熟和常用的环节。3根据控制要求将全部的相关环节（如手动，自动选择、点动等控制及各种保护环节）分别接入线路。4线路完善，简化线路，去除多余线路和触点。5选择电器件，确定动作整定值。6设计接线图，编写设计文件。7安装元件，布线，空载调试，带载调试。

7.3电气控制电路的设计步骤和设计时应遵循的原则设计时应遵循以下原则：1.“求简勿繁”原则：即在满足生产要求的前提下，尽量缩减电器的数量，同时控制线路应力求简单、经济。这样即可节省费用，同时也可以提高可靠性，同时减少相关故障的发生。2.“过河拆桥”原则：即某些中间的控制环节（如启动时时间控制，速度控制，行程位移控制等）在长期运行时应切断不必要