《电工技术》-第8章电动机的继电接触控制

8.1常用控制电器

下一页返回8.1.1手动控制电器1.刀开关普通刀开关，是一种结构最简单且应用最广泛的低压手动控制电器。

图8-1（a）所示为刀开关的典型结构，它由绝缘操作手柄、触刀（动触头）、静插座、进线接线柱、出线接线柱、铰链支座和绝缘底板组成。其动作原理是：推动手柄使触刀插入静插座中，电路就被接通；反之，当触刀脱离静插座时，电路就被断开。刀开关按触刀片数多少可分为单极、双极和三极等几种，每种又有单头和双头之别。刀开关的电气符号如图8-1（b）所示。8.1常用控制电器（1）瓷底胶盖刀开关的用途。瓷底胶盖刀开关，又称开启式负荷开关，俗称闸刀开关，是由刀开关和熔断器组合而成，均装在瓷底板上。它主要用于一般的电气照明线路和功率小于5.5kW电动机的控制电路，也可用作分支路的配电开关。（2）瓷底胶盖刀开关的外形结构及电气符号。瓷底胶盖刀开关的结构及电气符号如图8-2所示。上一页下一页返回8.1常用控制电器（3）瓷底胶盖刀开关的选用。①用于照明电路时，可选用额定电压为220V或250V，额定电流等于或大于电路中各个负载额定电流的总和的两极开关；用于电动机的直接启动时，可选用额定电压为380V或500V，额定电流等于或大于电动机额定电流3倍的三极开关。②瓷底胶盖刀开关中的熔丝是由用户选配的。上一页下一页返回8.1常用控制电器（4）瓷底胶盖刀开关使用事项。①瓷底胶盖刀开关安装时，必须垂直地安装在控制屏或开关板上，接通状态时手柄朝上，不准横装或倒装。②接线时，电源进线接于上端的进线端，用电负荷接于下端的出线端，否则更换熔丝时会发生触电事故。③瓷底胶盖刀开关在带负荷分断时，拉闸速度要快，以减小电弧的影响。（5）刀开关的型号含义。刀开关有HD（单投）系列和HS（双投）系列，适用于交流50Hz、500V，直流440V、1500A的成套配电装置中，作为非频繁地手动接通和分断电路使用或作为隔离开关使用，其型号含义如下：上一页下一页返回8.1常用控制电器上一页下一页返回8.1常用控制电器2.组合开关组合开关又称转换开关，是一种特殊的转动式闸刀开关，其特点是用动触片的旋转来代替闸刀的推合和拉断。其实质是一种多触头、多位置式组合而成的控制电器。它多用于机床电气控制线路中作为电源的引入开关，也可以用作不频繁地接通或断开电路、换接电源和负载以及控制5kW及以下小容量鼠笼式电动机的正反转和星三角启动或局部照明。组合开关种类很多，常用的有HZ10系列，其结构如图8-3所示。上一页下一页返回8.1常用控制电器（1）组合开关的型号含义。组合开关的型号含义为：上一页下一页返回8.1常用控制电器（2）组合开关选用。选用组合开关时，要根据电源种类、电压等级、所需触头数、接线方式进行选用。（3）组合开关使用时的注意事项。①组合开关用于控制异步电动机的启动、停止时，每小时的接通次数不超过15～20次，开关的额定电流也应选得略大一些，一般取电动机额定电流的1.5～2.5倍。②组合开关不能用来直接切断故障电流，原因是其结构本身不带有熔体。③由于组合开关动、静触头的热容量小，当用于电动机的正、反转控制时，必须在电动机完全停止后才能操作，否则会烧坏开关触点或造成弧光短路事故。上一页下一页返回8.1常用控制电器3.按钮开关

图8-5所示为一种按钮的结构。当按下按钮帽时，桥式动触头与动断静触头先分断，然后与动合静触头再接通；当松开按钮帽时，桥式动触头在复位弹簧的作用下要恢复原位，使动合静触头断开之后，动断静触头也随之闭合。按钮的电气符号如图8-6所示。按钮按静态时触头分合状况，可分为常闭按钮（停止按钮）、常开按钮（启动按钮）和复合按钮（常开、常闭组合为一体的按钮）。上一页下一页返回8.1常用控制电器8.1.2自动控制电器1.接触器接触器是一种自动的电磁式开关，它是利用电磁力作用下的吸合和反向弹簧力作用下的释放，使触头闭合和分断，来接通和断开电路的。它不仅能实现远距离操作和自动控制，还具有失电压（零电压）和欠电压释放功能，适宜频繁地启动及控制电动机。接触器按其主触点通过电流的种类，可分为交流接触器和直流接触器两种。目前在冶金生产电气控制电路中多数采用交流接触器，其外形结构及其电气符号如图8-7所示。上一页下一页返回8.1常用控制电器

交流接触器主要由电磁铁（包括动铁心、电磁线圈和静铁心）和触点（包括主触点和辅助触点）两部分组成，它是利用电磁铁的吸引力而动作的，如图8-8所示。当线圈通电时，动铁心被吸下，使动合触点（常开触点）闭合，动断触点（常闭触点）断开。根据用途不同，交流接触器的主触点用于通断电流较大的电动机的主电路；其辅助触点用于通断电流较小的电动机控制电路。如CJ10—20交流接触器有3个主触点，4个辅助触点（2对常开，2对常闭）。上一页下一页返回8.1常用控制电器2.中间继电器在继电接触控制电路中，为解决接触器辅助触点少的矛盾，常采用中间继电器作为中间控制环节，用于传递与转换信号，或同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机（额定电流小于5A）或其他电气执行元件。中间继电器自身具有失压保护功能。3.熔断器熔断器（俗称保险丝）主要用作短路保护，有时也可用作严重过载保护用，被广泛应用于低压配电系统和控制系统中。熔断器的主体是用低熔点的铅锡合金制作成金属丝或金属薄片状熔体，串联在被保护的线路中。正常运行时如同一根导线，起通路作用。当线路严重过载或短路时，由于大电流很快将熔体熔断，使线路或电气设备脱离电源，从而起到保护电路上其他电气设备的作用。上一页下一页返回8.1常用控制电器4.热继电器热继电器是利用电流的热效应而动作的一种保护用继电器。它主要用于电动机的过载保护，使之免受长期过载电流的危害。热继电器主要由发热元件、双金属片、动作机构、整定电流调节装置和触点等组成，如图8-11（a）所示。5.自动空气断路器自动空气断路器也叫自动开关，是一种常用的低压保护电器，可实现短路保护、过载保护、失压保护等。它的结构有多种形式，图8-12为其一般的原理图。上一页下一页返回8.1常用控制电器自动空气断路器的一般选用原则如下。①自动空气断路器的额定工作电压≥线路额定电压。②自动空气断路器的额定电流≥线路计算负载电流。③热脱扣器的整定电流＝所控制负载的额定电流。④欠电压脱扣器的整定电压＝线路额定电压。⑤电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流＞负载电路正常工作时的峰值电流。上一页返回8.2三相鼠笼式异步电动机的基本控制线路8.2.1三相笼型异步电动机的正转控制线路1.手动正转控制线路

图8-13所示是一种最简单的手动正转控制线路，属于直接启动控制方式。它是通过闸刀开关来控制电动机的启动和停止的，在工厂中常被用来控制砂轮机和三相电风扇等。2.点动正转控制线路点动控制：当按下按钮时，电动机得电运转；松开按钮时，电动机失电停转。这种控制方法常用于电动葫芦的起重电动机控制和车床托板箱快速移动的电动机控制。

图8-15为用按钮、接触器实现电动机单向点动正转控制的线路，它由主电路和控制电路两部分组成，主电路和控制电路共用三相交流电源。图中L1、L2、L3为三相交流电源线路，QS为按钮，M为三相笼型异步电动机。下一页返回8.2三相鼠笼式异步电动机的基本控制线路3.带过载保护的接触器自锁正转控制线路

图8-16是带过载保护的自锁正转控制线路。当电动机在运行过程中，如果发生过载或其他原因（如启动操作频繁、缺相运行等）使电动机定子绕组电流超过其额定值，那么经过一定时间，串接在电动机主电路中的热继电器KH的热元件所产生的热量将使双金属片受热发生弯曲，并通过动作机构使串接在电动机控制电路中的KH常闭触头断开，切断控制电路，接触器KM的线圈失电，其主触头、自锁触头分断，于是电动机M失电停转，达到了过载保护的目的。上一页下一页返回8.2三相鼠笼式异步电动机的基本控制线路8.2.2三相笼型异步电动机的正反转控制线路1.接触器互锁的正反转控制线路图8-17所示为接触器互锁的正反转控制线路。线路的工作原理如下：先合上电源开关QS。（1）正转控制：上一页下一页返回8.2三相鼠笼式异步电动机的基本控制线路（2）反转控制：（3）停止控制：上一页下一页返回8.2三相鼠笼式异步电动机的基本控制线路2.按钮、接触器双重互锁的正反转控制线路为克服上述接触器互锁正反转控制线路的不足，在接触器互锁的基础上，又增加了按钮互锁，从而构成了如图8-18所示的按钮、接触器双重互锁的正反转控制线路。8.2.3行程控制与时间控制1.行程开关行程开关又称位置开关或限位开关，是一种利用生产机械运动部件上的挡块碰撞来发出控制指令的开关电器。行程开关经挡块碰撞而使其触点动作后，将机械信号转为电信号，通过控制其他电器来控制运动部件的行程大小、运动方向或进行限位保护。行程开关的种类很多，常用的有JLXK1系列。按其动作及结构可分为直动式（按钮式）、单滚轮式（旋转式）和双滚轮式（微动式）3种。其外形如图8-19（a）、（b）、（c）所示。上一页下一页返回8.2三相鼠笼式异步电动机的基本控制线路2.行程控制行程控制就是利用生产机械运动部件上的挡块与行程开关碰撞，使其触头动作，来接通或断开控制电路，达到控制生产机械运动部件的位置或行程的一种方法。行程控制有限位控制和自动往返控制两种。3.时间继电器时间继电器是一种利用感测元件从接受信号到执行元件（如触头）动作有一定时间间隔的继电器。其特点是感测元件接受信号后，执行元件能够按照预定时间延时工作。因而它被广泛地用来控制在生产过程中按时间原则制定的工艺程序。上一页下一页返回8.2三相鼠笼式异步电动机的基本控制线路

通电延时型空气式时间继电器如图8-22所示，它是利用空气的阻尼作用获得动作延时的，主要由电磁系统、触点、空气室和传动机构组成。其工作原理是：当吸引线圈通电时，动铁心向下吸合，并带动托板下移，使动铁心与活塞杆之间形成一段距离，此时活塞杆失去依托，在释放弹簧的作用下开始下移，但伞形活塞下移时，在橡皮膜上面造成空气稀薄的空间，使空气室中形成负压，而活塞又受到下面空气的压力产生阻尼作用而不能迅速下移。当经过一定时间后，活塞杆移至最下端，在杠杆和托板的作用下，微动开关动作，常闭触头断开，常开触头闭合。上一页下一页返回8.2三相鼠笼式异步电动机的基本控制线路4.时间控制时间控制是利用时间继电器按时间间隔来控制电器负载的工作状态的一种方法。（1）高频加热时间控制。应用高频电流给工件表面加热，对工件淬火处理，因加热时间很短（例如只有10s），用人工控制时间很难，不易保证淬火质量。为保证淬火质量，使用时间继电器对高频加热处理进行时间控制，其控制线路如图8-24所示。（2）断电延时时间控制。

图8-25所示是为了对断电延时时间继电器通电或断电的触头状态进行自检而设计的断电延时时间控制线路。上一页返回图8-1刀开关返回图8-2HK系列瓷底胶盖刀开关返回图8-3组合开关结构返回图8-5按钮的结构返回图8-6按钮的电气