第9章常用控制电器1.ppt

1、9 常用控制电器及控制线路,9.1 常用控制电器及保护电器 9.2 鼠笼式异步电动机的直接起动控制 9.3 鼠笼式异步电动机的正反转控制 9.4 自动往复行程控制 9.5 异步电动机的时间控制 9.6 异步电动机的顺序控制,学习要点,掌握常用控制电器与保护电器的工作原理及使用方法 掌握三相异步电动机的基本控制电路的工作过程 能够正确识读电器控制电路图，分析工作过程 能够进行简单控制电路的设计,9.1 常用控制电器及保护电器,9.1.1 手动电器 1、刀开关 刀开关又叫闸刀开关，一般用于不频繁操作的低压电路中，用作接通和切断电源，或用来将电路与电源隔离，有时也用来控制小容量电动机的直接起动与停机

2、。 刀开关由闸刀（动触点）、静插座（静触点）、手柄和绝缘底板等组成。,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。 安装刀开关时，电源线应接在静触点上，负荷线接在与闸刀相连的端子上。对有熔断丝的刀开关，负荷线应接在闸刀下侧熔断丝的另一端，以确保刀开关切断电源后闸刀和熔断丝不带电。在垂直安装时，手柄向上合为接通电源，向下拉为断开电源，不能反装。 选用刀开关要注意：（1）刀开关的极数与电源进线数相等。（2）额定电流应大于其所控制的最大负荷电流。用于直接起停3 kW及以下的三相异步电动机时，刀开关的额定电流必须大于电动机额定电流的3倍。（3）额定电压应大于或等于电源电压

3、。,目 录,2、组合开关,组合开关又叫转换开关，是一种转动式的闸刀开关，主要用于接通或切断电路、换接电源、控制小型鼠笼式三相异步电动机的起动、停止、正反转或局部照明。 组合开关有若干个动触片和静触片，分别装于数层绝缘件内，静触片固定在绝缘垫板上，动触片装在转轴上，随转轴旋转而变更通、断位置。,目 录,3、按钮,按钮的触点分常闭触点（动断触点）和常开触点（动合触点）两种。 按钮按下时，常闭触点断开，常开触点闭合；松开后，依靠复位弹簧使触点恢复到原来的位置。,目 录,9.1.2 保护电器,保护电器的作用是对电路进行保护。 1、熔断器（保险丝） 起短路保护作用。当线路短路或有大电流通过时，在熔断器产

4、生大量的热，由于熔丝熔点很低，会在极短的时间内熔断，切断电路从而起到保护作用。,符号,选择熔断器时，需要确定熔体的额定电流INFU。 一般照明线路及没有冲击电流的负载， INFU应等于或稍大于电路的额定工作电流。 对于异步电动机工作的动力电路，有冲击电流，按经验公式选取INFU Ist为电机起动电流，为一系数，一般取2.5，若电机起动频繁， 取1.62之间。,熔断器选择,目 录,热继电器是利用电流的热效应来动作的保护电器，起过载保护作用。主要包括热元件、双金属片、控制触点等几部分组成。当电机过载时，线路电流超过额定值，但未达到熔断器的熔断电流，熔断器不动作。电机长时间运行，绕组会因过热导致绝缘

5、老化，缩短寿命，严重时会损坏电机。所以必须对电机进行过载保护。,2、热继电器,目 录,热继电器工作原理：双金属片下层金属膨胀系数大，上层的膨胀系数小。当主电路中电流超过容许值时双金属片受热，自由端便向上弯曲超出扣板。扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开。触点是接在电动机的控制电路中的，控制电路断开便使接触器的线圈断电，从而断开电动机的主电路。 选择热继电器时，一般考虑其整定电流范围，热继电器的整定电流值在此范围内可以调节，整定电流应调节到与电机额定电流基本一致。 表9-1 过载电流与热继电器动作时间关系 动画演示,目 录,3、自动空气断路器,（a）过电流保护自动空气断路器,（b）欠电压保护自动空气

6、断路器,目 录,9.1.3自动电器,1.接触器: 通过控制回路的低电压，小电流产生电磁力，经联动装置接通或切断高压，大电流电路，应用非常广泛。 工作原理：励磁线圈通以额定励磁电流时，动铁被电磁力吸合，各常开触头闭合，常闭触头打开。,目 录,2.时间继电器 时间继电器与接触器相似，也是完成电路通断控制的电器。时间继电器的触头一般都用在控制电路里，触头的动作需要经过一定时间延迟，时间的长短可以调节。以结构不同分为电磁式、空气式、电动机式、电子式等许多种类。这里以空气式继电器为例，这种继电器在电机控制中应用较多。,目 录,1静铁芯；2电磁线圈；3动铁芯；4弹簧；5活塞杆；6释放弹簧；7伞形活塞；8橡

7、皮膜；9排气孔；11进气孔调节螺钉；12杠杆,电 路 符 号,目 录,工作原理：当电磁线圈通以额定电流时，动铁芯被吸合，活塞杆失去支柱，在释放弹簧作用下向下运动，与活塞相连的橡皮膜向下运动受空气阻尼作用，活塞杆只能缓慢下落，经过一段时间，（时间长短可以由进气孔大小决定，调节进气孔大小可以调节时间）活塞杆落下，杠杆12被压上翘，使常开触头闭合，常闭触头打开，触头起到延迟动作的作用。当电磁线圈断电时，动铁芯被释放，装有倒向阀的排气孔迅速排气，各触头恢复常态无需延时。 时间继电器常用符号：,目 录,3.行程开关 行程开关是根据生产机械运动部件的行程而自动切换电路，从而实现行程控制。限位保护或程序控制

8、的自动电器。分直线运动和旋转式。以直线式为例。 工作原理：当装在运动部件上的撞快移动撞至触杆时，将触杆压下，使行程开关的常闭触头打开，常开触头闭合。当撞块移开时弹簧使触头复位,目 录,9.2鼠笼型异步电动机的直接启动控制,9.2.1点动控制 点动控制：在按钮压下的短时间内，电动机工作，按钮复位后，电机停止。在切削机床上经常用来做试车调整，铣床对刀，梁式吊车控制等。,目 录,工作过程： （1）先合主电源开关Q，将电源引入，为后续动作做好好准备。 （2）当按压起动按钮SB后，接触器KM的线圈得电，电磁力吸合动铁芯，接触器吸合动铁芯，接触器各触头动作，接在电动机供电线路的三个常开触头闭合，将三相电源

9、加到异步电动机定子绕阻上，电动机起动。 （3）当松开按钮SB时接触器线圈失电，动铁芯复位，带动各触头动作，电动机供电回路又断开，电机停转。,目 录,9.2.2连动控制电路,连动就是指电动机长时间运行，接触器需要长时间通电，但按钮不能长期压下，为此需要加入自锁。 自锁：将接触器的一个常开触头与起动按钮并联，在接触器通电动作后将起动按钮短路。,目 录,工作过程： （1）起动 接通主电源开关Q，按下起动按钮SB1，接触器KM线圈得电，常开触头闭合，电动 机得电起动；同时实现自锁功能，松开起动按钮SB1，电动机持续运转。 （2）停车 按下停车按钮SB2，接触器KM失电，各触头复位，电机失电停转。,目

10、录,电路具有的保护： （1）欠压保护：接触器本身就具有欠压保护功能。电网电压过低时，接触器铁芯线圈吸合力不足，各触头将复原，电机会停车。 （2）失压（零压）保护：当电网突然断开时，电机突然停车，接触器也断电恢复常态。电网瞬间恢复供电后，如不按压起动按钮，电机不会自行起动。 （3）短路保护：靠熔断器来实现，主电路及控制电路都必须加装熔断器。 （4）过载保护：靠热继电器来实现。电机过载时，热继电器动作，切断电机控制回路，电机停车。热继电器的热元件只要加装在两相即可，无需加装三相，也不可只装一相。,欠压、,失压、,短路、,过载。,目 录,9.2.3点动与连动复合的控制线路,SB1连动按钮；SB3点动

11、按钮,目 录,9.3鼠笼式异步电动机的正反转控制线路,一、主电路特点： 改变电机定子供电的相序，可以改变电机的转向。KM1触头闭合时，电机正传，KM2触头闭合时电机反转。 KM1，KM2不能同时闭合，否则主电路会发生短路，熔断保护FU。所以在控制电路设计时必须加以防范。,目 录,互锁实现：将KM1的常闭触头接入KM2，线圈的供电线路中，使KM1线圈通电，主触头闭合时，KM2不可能通电动作。同样也将KM2的常闭触头串联接入KM1的供电线路，起到互锁作用。,二、控制电路特点： 为防止发生短路，在控制电路中加入 1、接触器常闭触头的互锁控制线路,互锁,目 录,工作过程： （1）正转控制：按下起动按钮

12、SB1 接触器KM2得电。常闭触头打开，切断KM2的供电回路，KM2不会通电。常开触头闭合，自锁实现，电动机主回路接通，供电相序为A BC,电机正转。 （2）停车：按下停止按钮SB3,控制回路断电，电机停车。在电动机正、反转交替变化工程中，必须经过停车控制才能实现电机的翻转。 （3）反转控制：按下起动按钮SB2 接触器KM2得电。常闭触头打开：切断KM1的供电回路，KM1不会通电。常开触头闭合：自锁实现电动机主回路接通，供电相序为 A C B。 正反转的切换必须经过停止，操作麻烦，但很安全。,目 录,2、按钮互锁的控制线路,互锁实现：起动按钮均采用复合按钮，将常闭触头串入反向运转接触器的供电线

13、路中，反转启动的同时切断反转控制电路，以使反转接触器不会同时通电。,目 录,3、双重互锁的正反,正反转可以直接切换，操作简便，安全性也高。,目 录,9.4 自动往复行程控制,9.4.1 往复一次的控制线路 控制目的：运动部件（如工作台）从原位向前运动到终点自动退回，原位停止。,目 录,工作过程： （1）向前的运动控制 按下按钮SB1,电机正转，工作台前进，运动到终点，撞块1压下行程开关ST1，KM1线圈断电，同时KM2线圈得电，电机反转，工作台后退，运动到原位，撞块2压下行程开关ST3，KM2断电，电机停车。 （2）向后的运动 按下按钮SB2，电机反转，工作台后退，运动至原位，ST3动作，电机

14、停车。图中行程开关ST2、ST4起终端保护作用。若行程开关ST1、ST3因长期使用磨损或其他原因动作失灵时，ST2、ST4即可发挥作用。 （1）加入行程开关作限位控制，起到行程保护作用。 （2）行程开关与起动按钮并联,目 录,9.4.2往复自动循环的控制线路,目 录,9.5异步电动机的时间控制,在控制系统中应用时间继电器来实现一个动作到另一个动作的间隔时间控制。 9.5.1 电动机Y/起动控制电路 控制目的：电机起动瞬间定子绕组接成星形，投入电网直接起动，经过一段时间后自动变为三角形供电运行。,KM1闭合绕组三角形联接。若KM1,KM2同时闭合，发生短路事故，必须加入互锁控制。,目 录,Y/起

15、动控制线路 工作过程： 按下按钮SB1,时间继电器KT得电，接触器KM1线圈得电。主触头闭合，电机星形连接。辅助常闭触头与KM2实现互锁，辅助常开触头闭合，KM线圈得电。 两辅助触头闭合，实现自锁。KM主触头闭合，电机星形起动，延时时间到，KT常闭延时触头打开，KM1线圈断电，辅助常闭触头闭合，KM2线圈得电，KM2主触头闭合，电机 连接起动，KT线圈失电，为下一次起动做好准备.,目 录,9.5.2能耗机动控制电路,控制目的：正常运行的交流电机，在停车时，切掉电机的交流供电，同时投入一直流供电，使之产生恒定的静止磁场，达到尽快制动的目的。电机基本停车后，再切掉直流电源，以免造成不必要的能耗。,

16、目 录,工作过程： 启动过程：按下SB2，KM1线圈得电，主触头闭合，电机直接起动，同时自锁实现 停车过程： 按下SB1:KM1断电，电机交流电源去掉。KM2通电：主触头闭合，直流电源加至B、C相绕组。辅助触头闭合，KT得电; 延时时间到，常闭延时开触头打开，KM2断电，电机制动结束。,目 录,9.5.3绕线式异步电动机转子串电阻起动控制电路,控制目的： 异步电动机起动转矩偏小，转子串入适当阻值的电阻可以改变机械特性，增大起动转矩，使电机比较容易启动。当起动达到稳定运行时，应逐渐切掉转子所串电阻，以使电机提速逐渐升高，达到额定运行状态。,目 录,工作过程： 按下SB1起动按钮，KM线圈得电，常开触头闭合， 电机转子串电阻R1+R2起动。 KT1线圈得电，延时时间到，KM1线圈得电，常开触头闭合。 电机转子串电阻R2起动。 KT2线