电工与电子技术（第2版）课件 第8章 继电接触控制系统

第8章继电接触控制系统8.1常用低压控制电器8.2常用低压继电接触控制电路8.3三相异步电动机的顺序控制8.4三相异步电动机的行程控制8.5三相异步电动机的时间控制第8章继电接触控制系统本章要求：1.了解常用控制电器的结构、功能和用途。2.掌握自锁、联锁的作用和方法。3.掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。4.掌握基本控制环节的组成、作用和工作过程。5.能读懂并设计简单的控制电路。第8章继电接触控制系统什么是继电接触控制？利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为继电接触控制。优点：价格低廉、结构简单、实用、维修方便等。缺点：控制精度差。8.1常用低压控制电器8.1.1刀开关（QS）1.闸刀开关用途：不需经常切断与闭合的交、直流低电压、小容量电路。分类：操作方式：手柄直接操作式和杠杆式。电源线数目：单极、双极和三极。结构：通常由接线座、瓷底板、闸刀和静触点等组成。静触头接线座闸刀瓷底板闸刀开关结构与图形符号QSQSQS单极双极三极用途：电工设备（如电动机、机床）电源的引入开关、小功率电动机起停、正反转、控制局部照明电路和测量三相电压等。分类：电源线数目：单极、双极和三极。额定电流：10A、25A、60A和100A等。结构：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自由转动，从而控制线路的通断。2.组合开关手柄转轴静触头动触头组合开关8.1.2

按钮（SB）用途：短时接通电流较小的控制回路，一般不直接控制主电路。(b)结构图(a)外形图几种常用按钮结构符号名称常开按钮（动合按钮）常闭按钮（动断按钮）复合按钮按钮帽复位弹簧连杆常闭静触头常开静触头动触头外壳动作时，先断开后接通8.1.3

交流接触器（KM）1.用途：频繁（可达每小时上千次）接通或切断大电流电路，例如三相异步电动机定子绕组或其它电气设备的主电路2.分类：主触点连接回路不同：直流接触器和交流接触器。操作机构不同：电磁式和永磁式。…常用型号有CJ20、CJX1、CJX2、CJ12以及德国B系列。型号含义如下：C

J

X

□–□

□/□接触器交流小容量设计序号常闭辅助触点数常开辅助触点数额定电流辅助触点主触点线圈动合触点动断触点KMKMKMKM接在主电路中接在控制电路中接在控制电路中交流接触器的结构及图形符号8.1.4

继电器特点：体积小、触点容量小、触点数目多，只能通过小电流。分类：输入信号不同：电流继电器、电压继电器、速度继电器和温度继电器等。防护特征不同：密封式继电器、封闭式继电器和敞开式继电器等。动作时间不同：瞬时继电器和延时继电器。…常用的有中间继电器、热继电器和时间继电器。1.中间继电器（KA）中间继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。2）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。

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。主要区别在于：1）中间接触器的主触点可以通过大电流。KAKAKA线圈动断触点动合触点(b)符号(a)外形中间继电器的外形与符号2.热继电器（FR）通常用于电动机的过载保护。(a)外形(b)结构热继电器的外形与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，扣板被弹簧拉回，动断触点断开。工作原理：结构原理图发热元件扣板双金属片动断触点弹簧复位按钮控制电路主电路发热元件动断触点热继电器的组成部分及符号接在主电路中接在控制电路中FRFR3.时间继电器（KT）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称为时间继电器。时间继电器的延时方式有两种，分别是通电延时和断电延时：通电延时：线圈通电延迟动作；断电瞬时复位。断电延时：线圈通电瞬时动作，断电延迟复位。空气阻尼式和直流电磁式两种较为常用。空气阻尼式时间继电器排气孔活塞释放弹簧活塞杆复位弹簧动铁心线圈静铁心进气孔杠杆推板开关1开关2通电延时空气式时间继电器结构图线圈通电衔铁向下吸合；开关2动作活塞杆在空气阻尼的作用下移动杠杆动作开关1动作线圈断电开关1断开；开关2断开通电延时式调节螺丝断电延时空气式时间继电器结构图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。延时时间的长短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变。时间继电器的型号有JS7-A和JJSK2等多种类型。连接点直流电磁式时间继电器工作原理：衔铁吸合前，磁路气隙大，线圈电感小，通电后激磁电流很快建立，衔铁吸合，继电器马上动作。当线圈断电时，铁心中的磁通将衰减，磁通的变化在铜套中产生感应电动势，并产生感应电流，阻止磁通衰减。当磁通下降到一定程度时，衔铁才能释放，触头改变状态。因此继电器是瞬时吸合，延时释放的。调节螺钉动合触点动断触点衔铁垫片线圈铁心直流电磁式时间继电器结构示意图铜套时间继电器线圈和触点类型通电延时线圈断电延时线圈常开触点常闭触点常开触点延时闭合常闭触点延时闭合常闭触点延时断开常开触点延时断开延时动作触点记忆方法：先看触点是常开还是常闭，再看圆弧朝圆心方向移动时，如果触点随圆弧的移动而闭合，则为延时闭合；反之，则为延时断开。8.1.5

熔断器（FU）管式熔断器插入式熔断器熔体螺旋式熔断器用于低压线路中的短路保护。符号FU熔断器额定电流IF的选择方法：(1)电灯、电炉等电阻性负载IF>IL(3)频繁起动的电机(2)单台电机8.1.6

自动空气断路器锁钩主触点手动闭合过流脱扣器

欠压脱扣器衔铁释放连杆装置释放弹簧自动空气断路器原理图可实现短路、过载、失压保护。8.2

常用低压继电接触控制电路

继电接触控制电路是利用导线将继电器、接触器、电动机等电气元件按一定的要求和方法连接起来，并能实现某种控制和保护功能的线路。

它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。

在实际生产中的控制电路图往往较为复杂。因此需要掌握继电接触控制系统电路图的阅读、分析以及设计等方法。什么是继电接触控制电路？控制电路图读图方法：(1)掌握电气专业方面的知识，包括电气图形符号、文字符号、标注方法及其含义等。(2)了解机械设备和工艺生产过程，并掌握生产过程对控制电路的要求。(3)由点到面，从局部到整体。(4)先主后控，即先读主电路，后读控制电路。控制电路图绘图方法：(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。(1)按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。(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。(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的注意事项：(1)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。(4)控制电路的操作和维修应简单便捷。8.2.1

三相异步电动机直接起停控制组合开关QS熔断器FU1交流接触器KM热继电器FR停止按钮起动按钮连续工作3FU2电动机的保护短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通常采用熔断器FU。失压(零压)是指电源电压消失或电压严重下降时而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动(亦称自起动)，易造成人身或设备故障。过载保护是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。连续工作控制：点动控制：辅助触点KM闭合电动机起动按下按钮SB2线圈KM通电自锁即使按钮松开，线圈仍保持通电状态，电机连续工作。按下起动按钮SB电动机运转；松开按钮，电动机停转。既能连续工作又能点动控制：复合按钮注意：复合按钮动作时，总

是先断开后接通。按下起动按钮SB2，电动机运转。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。点动时，按下SB3，电动机工作先断开后接通松开SB3，电动机停止工作先断开后接通例8-2-1某人设计的具有短路、过载保护的三相异步电动机连续工作控制电路如图，请找出图中的错误，并用文字说明。(1)控制电路位置1接错，应上移至KM上方；(2)控制电路KM自锁触点左侧应移至停止按钮SB1右边；(3)主电路FU位置错误，应移至QS下方；(4)控制电路缺FR动断触点。(5)控制电路缺熔断器FU2。FU28.2.2

三相异步电动机异地控制停止按钮起动按钮异地停止按钮串联异地起动按钮并联特点：按下任一起动（停止）按钮，电动机工作（停车）。8.2.3

三相异步电动机正转、反转控制基本原理只需将电动机的任意两根电源线对调即可实现电动机的正反转，为此可用两个交流接触器来实现。基本要求必须保证两个交流接触器不能同时工作。当正转接触器工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。不起作用断开按下反转按钮带互锁的正反转控制电路按下SBF，电动机正转正转按钮缺点：正转过程中要求反转，必须先按下停止按钮，然后才能按反转按钮。联锁触点正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两个接触器同时工作造成主回路短路。通电双重互锁的正反转控制电路机械联锁电气联锁鼠笼式电动机正反转的控制线路利用复合按钮的触点实现联锁控制的称为机械联锁。通过设计电气控制的逻辑关系实现联锁控制的称为电气联锁。后接通先断开正转按下反转电机正转时，按下反转按钮SBR。电机先停止正转，然后反转。例8-2-2某人设计的具有短路，过载保护的三相异步电动机正反转控制电路如图8-2-6所示。(1)请找出图中的错误，并用文字说明。(2)若用KM1控制电动机的正转，KM2控制反转，电动机从正转换成反转应如何操作？(1)主电路及反转电路错；(2)缺短路保护；(3)控制电路缺FR的动断触点；(4)KM1、KM2自锁、互锁触点错；(5)控制电路的电源接错；(6)KM1线圈接错，应接于3、4点之间；(7)SB3错，应是常闭按钮。操作过程为先按SB3，再按SB2。8.3

三相异步电动机顺序控制控制顺序：M1先起动，M2后起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。按下SB1M1转动再按下SB2M2转动闭合通电闭合闭合通电闭合FU2例8-3-1图8-3-2为电动机M1和M2的联锁控制电路。试说明M1和M2之间的联锁关系，并问电动机M1可否单独运行？M1过载后M2能否继续运行?M1可单独运行M1先起动M2先停止M2不能单独运行FU2例8-3-2试画出两台电动机顺序起停的控制电路，控制要求是：M1起动后M2才能起动，M2停车后M1才能停车，用接触器KM1控制M1，KM2控制M2。1.先画出控制电路的基本结构2.M1起动后M2才能起动3.M2停车后M1才能停车8.3

三相异步电动机行程控制行程开关（SQ）1.用途：电路的限位保护、行程控制以及自动切换等。2.结构：与按钮类似，但其动作要由机械撞击。触杆复位弹簧动断触点动合触点结构图图形符号行程控制行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采用行程开关来进行控制。实质为电动机的正反转控制主电路与电动机的正反转控制电路相同挡块行程开关以机床工作台的自动往复控制为例说明。工作台基本要求电动机正反转控制中的要求；当工作台到达限定位置后，驱动电机反转；当工作台到达极限位置时，驱动电机停车。行程开关位置及运动参考方向SQ1、SQ2用于控制工作台自动切换运动方向。SQ3、SQ4用于工作台的限位保护。控制电路按下SBFKMF通电电机正转工作台前进到达预定位置，挡块撞击SQ1(其常闭先断开，常开后闭合)KMF先断电；电机停车工作台后退KMR后通电；电机反转例8-4-1图8-4-3为用两台电动机升降和搬运货物的吊车控制电路（主电路略，请参照课本），M1用于升降控制，M2用于左右搬运控制。吊车吊勾的初始位置如图中所示，若想把工件由左边工作台搬运到右边工作台，简述其操作步骤。先向上提升，再向右移动，最后下降。操作步骤：按住SB1→KM1线圈通电→KM1触点动作→M1正转→工件提升到一定高度→松开SB1→KM1断电→M1停止正转。按住SB4→KM4线圈通电→KM4触点动作→M2反转→工件向右移动，到右工作台上方→松开SB4→KM4断电→M2停止反转。按住SB2→KM2线圈通电→KM2触点动作→M1反转，使工件下降到右工作台上→松开SB2→KM2断电→M1停止反转。线圈无自锁按钮需长按上升过程平移过程下降过程例8-4-2图8-4-4为一个不完整的三相异步电