机电传动控制(邓星钟)8

第8章继电器-接触器控制系统熟悉常用低压控制电器的作用,特点,应用和电气符号;掌握继电器-接触器控制电路中的基本控制环节;学会分析较复杂的继电器-接触器控制电路;学会设计一般的继电器-接触器控制电路.8.1常用控制电器与执行电器1.低压控制电器1)低压电器:工作在交流1000V,直流1200V及以下的电路中,用来对电能的产生,输送,分配和使用起开关,控制,保护和调节作用的电气设备.例:一台初轧机用400多种3300多件低压电器来控制.低压电器分为:低压控制电器;低压配电电器.2)常用低压控制电器常用低压控制电器:有12大类:刀开关和转换开关H;继电器J;熔断器R;主令电器L;自动开关D;电阻器Z;控制器K;变阻器B;接触器C;调整器T起动器Q;电磁铁M2.常用低压电器的选择1)刀开关特点:有明显的断开点;作电源开关.选择:根据电源电压种类,电动机容量,所需极数来选择.刀开关额定电流不小于电动机额定电流的3倍.2)转换开关特点:占地面积小,在机床上应用广,作电源开关.选择:同刀开关.倒顺开关触点开合表3)交流接触器特点:能频繁通断带负载的电动机主电路.是最重要的低压电器.结构:电磁机构;触点系统;灭弧装置.主要参数:主触点额定电流：10,20,40,60,100,…1500A线圈电压：24,36,110,127,220,380V辅助触点数:动合,动断触点各两对;大电流等级的各三对.3)交流接触器4)产品型号:CJ10系列;CJ20系列;3TB系列选择:主触点额定电流大于等于电动机额定电流线圈电压等于控制电路电压.3)交流接触器结构图电气图形符号文字符号KMKM4)继电器特点:用于控制的继电器种类繁多,是最常用的低压电器.结构:由电磁机构和触点系统两大部分组成.(1)热继电器:用于电动机过载保护.有若干个电流等级,每一个等级有一个电流调节范围.选择:根据电动机额定电流确定热继电器的热元件电流等级,电动机额定电流应在电流调节范围之中;线圈电压等于控制电压.JR14-20/2热继电器示意图继电器(2)时间继电器特点:在输入信号经过一定时间间隔才能控制电流流通的自动控制电器.是组成按时间原则控制的重要元件.选择:根据延时方式及瞬动触点数确定;线圈电压等于控制电压.JS7-A空气式时间继电器示意图继电器时间继电器的文字符号为KT(3)中间继电器,电压继电器,电流继电器5)主令电器主令电器主要用来切换控制电路.有的由操作人员操纵;有的由生产机械的运动部件操纵.分为按钮,行程开关等.(1)按钮根据所需触点数,使用场合,颜色来选择.右图所示为一动合,一动断触点的复合按钮,如LA2系列;还有二动合二动断触点的复合按钮,如LA18,LA19系列.按钮的文字符号为SB主令电器(2)主令控制器满足需要多地联锁的电力拖动系统的要求,袜转换线路的远距离控制.主令控制器的主要部件是一套接触元件,可以控制多个回路.主令控制器示意图主令控制器触点开合表(3)行程开关(终端开关)行程开关是按行程原则自动控制系统中的重要元件.有按钮式,滑轮式,电子式几种滑轮式行程开关如下图示,当工作机构根据控制要求推动滑轮1时,其动合触点10和动断触点11动作,从而实现控制.6)熔断器用于短路保护.(1)分类:有插入式RC1A;螺旋式RL1;管式RM10等.分别见右图中a,c,b.(2)额定电流:有熔断器额定电流和熔体额定电流.(3)选择:先选择熔体额定电流,为电动机额定电流的(1.5-2.5)倍;熔断器额定电流大于或等于熔体额定电流.8.2电动机的基本控制线路没有特别指明,电动机均指三相鼠笼式异步电动机1.电气符号与电气图1)电气符号:电气图的基本单元有图形符号,文字符号,回路标号..(均有国家标准)2.电气图分类:一般有电气原理图,电气设备安装图,电气接线图.8.2电动机的基本控制线路没有特别指明,电动机均指三相鼠笼式异步电动机1.电气符号与电气图1)电气符号:电气图的基本单元有图形符号,文字符号,回路标号..(均有国家标准)2.电气图分类:一般有电气原理图,电气设备安装图,电气接线图.1235749611131517L11L21L31L12L22L32UVW注意电气原理图中的图形符号,文字符号和回路标号电气原理图举例2.电动机的基本控制线路电动机的基本控制线路主要有电动机的起动,制动,调速控制线路.1)电动机直接起动控制(1)电动机的起动控制线路按下起动按钮1SB----接触器KM得电吸合----KM的主触点闭合,电动机起动;同时,KM的动合触点也闭合,当松开1SB后,能保持KM线圈有电,电动机继续运行.这个触点的作用称为自锁(自保持).(2)电动机的正反转控制线路电动机的正反转控制线路图(a)中,按下正转起动按钮FSB,正转接触器FKM线圈得电自锁,电动机定子绕组接入三相电源正转.当需要电动机反转时,先按下停止按钮SB,FKM失电,电动机失电停止;再按下反转起动按钮RSB,反转接触器RKM得电并自锁,电动机接入反相序的三相电源,电动机反转.该线路有下述缺点，若电动机正转工作时,误接反转起动按钮RSB，可以使FKM，RKM接触器同时接通，会造成图中虚线所示的电源相间短路的严重事故。必须要加以保护，为此采用图(b)所示的电气互锁，也就是用一个接触器的动断触点串在另一个接触器的线圈回路。电动机的正反转控制线路图(b)中,当按下FSB按钮后，正转接触器FKM动作，使电动机正转。FKM的一个动断触点串联在接触器RKM线圈的控制回路内，它此时先断开，切断了接触器RKM线圈的回路。FKM的一个动合触点后闭合实现自锁。若再按RSB按钮，接触器RKM受FKM的动断触点互锁不能动作，这样就防止了电源短路的事故。电动机的正反转控制线路图(c)是既有触点电气互锁,又有按钮机械互锁的双重互锁电路.思考题:1.在该线路中,电动机正转工作时,如果需要它反转工作,要不要先按停止按钮SB,再按RSB?2.这样来实现正反转,是优点还是不足?(3)电动机的点动控制线路电动机的点动控制线路包括点动控制,既能点动又能起动的控制线路在下图中,(a)为点动,其他3个均为既能点动又能起动的控制线路.图(C)中是利用复式按钮2SB实现控制的,用得比较多.(4)多地控制电动机的线路将起动按钮并联;停止按钮串联,就可以实现多地对电动机的控制.右图为两地对电动机实现起动与停止的控制.1SB,3SB在一个地方;2SB,4SB在另一个地方.(5)电动机的顺序控制线路机床主传动与润滑油泵传动间就是一种最常见的顺序控制。当机床主轴工作时，首先要求在齿轮箱内有充足的润滑油；龙门刨床工作台移动时，导轨内也必须先有足够的润滑油。因此要求主传动电动机应该在润滑油泵工作后才准启动，两台电动机的顺序起动采用下页图(a),(b)的控制线路。而两台电动机顺序起动,顺序停止的控制线路见图(c).电动机的顺序控制线路（a）中的辅助触点1KM既起自锁，又起连锁的作用。在图（a）中，按下起动按钮1SB，接触器1KM得电，电动机1M起动；1KM的动合触点闭合，一方面自锁，另一方面，为电动机2M的工作作准备，这种作用称之为连锁。当需要2M工作时，只需按下按钮2SB，2KM得电并自锁，2M工作运行。当电动机1M没有工作时，无论怎么按2SB，2KM都不能得电，2M都不会起动，这就是顺序起动控制。按下停止按钮3SB,电动机1M,2M同时停止.电动机的顺序控制线路图（b）中的接触器的辅助触点,一个1KM起自锁作用，另一个1KM起连锁作用.在图（b）的电路中,电动机1M先起动之后,然后电动机2M才能起动.还增加了电动机2M可以单独停止的环节。按下停止按钮2SB,电动机2M单独停止;按下停止按钮1SB,电动机1M,2M同时停止.思考题:两台电动机顺序起动,并能同时和分别停止.参考答案在图(b)的基础上,增加:控制总线上加一个总停止按钮SB;连锁触点1KM的动合辅助触点上并联2KM的动合辅助性触点.电动机的顺序控制线路图(c)是这两台电动机顺序起动顺序停止的控制线路.1KM的另一个动合触点连锁电动机2M的起动,即1M先起动,2M才可以起动;2KM的另一个动合触点连锁电动机1M的停止,即2M先停止,1M才可以停止.2)电动机降压起动控制线路当电动机容量大时,为了减少起动电流,一般采用降压起动的方法.(1)电动机定子串电阻降压起动的自动控制线路电动机定子串电阻降压起动的自动控制线路在电动机定子串电阻实行降压起动，在电动机起动后，应该将起动电阻切除，使电动机处于全压运行。上图所示线路为实现上述要求的按时间原则控制的一种自动控制线路。按时间原则控制是由反映时间长短的时间继电器配合交流接触器实现的在图中，按下起动按钮1SB，接触器1KM立即动作，于是在电动机M的定子中串入电阻Rst降压起动，使起动电流下降；与此同时,1KM的一个动合辅助触点自锁工作，另一个接通时间继电器KT的线圈，时间继电器开始延时，延时时间整定为5-7秒，待电动机起动完了，延时结束，KT的延时闭合动合触点闭合使接触器2KM得电，2KM的动合主触点将起动电阻Rst短接，电动机全电压工作，这时2KM的动断辅助触点断开使1KM失电，时间继电器KT线圈也失电，既工作可靠，又节约电能。(2)电动机Y-△降压起动的自动控制线路电动机Y-△降压起动的自动控制线路在上图中，按下起动按钮1SB，KT、1KM、3KM同时得电。1SB接通后，时间继电器KT得电，KT的延时断开的动合触点瞬时闭合，使1KM得电，1KM的动断触点先断开，使2KM不能得电；1KM的两个动合主触点使定子绕组接成星形，一个动合辅助触点使3KM得电，3KM的动合主触点把电动机接上电源进行降压起动，其动合辅助触点自锁，动断触点使KT失电。经过5-7秒钟延时后，电动机已达到运行转速，此时KT的延时断开动合触点自动断开，使1KM失电，1KM的动断触点恢复，接着2KM得电，使电动机定子绕组由星形换接到三角形连接而加上全电压运行。图中，3KM为线路接触器，1KM为星形起动接触器，2KM为三角形运行接触器。该控制线路在电动机正常运行时，时间继电器KT线圈不带电，节约了控制电路的电能。3)电动机制动控制线路当电动机需要快速,准确停车时,采用电气制动的方法.(1)能耗制动控制线路:在下页图中要电动机停车时，按下停止按钮2SB，2SB是复式按钮，它的动断触点先断开，使KM失电，将电动机从交流电网中切除，KM的动断触点恢复；2SB的动合触点后闭合，使时间继电器KT和制动接触器KMB的线圈同时得电，KMB之动合触点将直流电源(经变压器T和固体整流器SR而获得)接入电动机定子绕组，使电动机进入能耗制动状态；KMB自锁，保证松开2SB后KMB暂时不致断电。而在KMB得电的同时，时间继电器开始延时，经过3秒钟延时后，将其延时断开的动断触点断开，使KMB失电，将接入电动机定子的直流电源切除，且其自锁触点断开，KMB将不会重新得电。电动机已经停车。能耗制动控制线路按下2SB，KM失电，KMB得电，电动机定子绕组通入直流电制动；同时KT得电开始延时，3-5秒后KT断开，KMB和KT失电，制动结束。(2)反接制动控制线路速度继电器电动机的反接制动由速度继电器配合接触器来实现。感应式速度继电器原理结构如下图所示。继电器的轴1和需控制速度的电动机轴相连接，其结构与鼠笼式异步电动机的转子绕组类似。故它的工作原理也与鼠笼式异步电动机完全一样。当轴转动时，永久磁铁也一起转动，这相当一旋转磁场，在绕组4里感应出电势和电流，使定子有趋势和转子一起转动，于是杠杆5触动弹簧片8或9，使触头系统6或7动作(视轴的旋转方向而定)。当转轴接近停止时，动触点跟着弹簧片恢复原来的位置，与两个靠外边的静触点分开，而与靠内侧的静触点闭合。6,7:触点机床上常用的感应式速度继电器有JY1型和JFZO型，JY1型能在转速为3000r/min以下可靠的工作.速度继电器的工作原理:一般情况下，速度继电器当转速大于300r