第6章继电器接触器控制.

第6章继电器-接触器控制本章所讲的继电器—接触器控制系统，是指用导线把各种继电器、接触器、开关及触点，按一定的逻辑关系连接起来构成的电器控制系统。在电力电拖自动控制系统中，电气控制能实现电动机的启动、正反转、调速、制动等运行的方式控制和必要的保护，以满足生产工艺要求，基本控制环节构成的简单控制电路常用的有：点动与长动控制、正、反转控制、顺序控制、多点控制、时间控制、行程控制等。目录•6.1常用控制电器•6.2继电器-接触器控制电路的组成•6.3继电器-接触器控制的基本线路6.1常用控制电器生产机械中所用的控制电器多属低压电器。低压电器通常是指工作在电压小于500V；在电路中起通、断、保护、控制或调节作用的电器。按动作方式可分为：非自动电器——依靠外力（如人工）直接操作来进行切换的电器,如刀开关、按钮开关、行程开关等。自动电器——按照指令、信号或参数（如电流、电压、时间、速度等)变化而自动动作的电器，如接触器、继电器等。6.1.1电器的分类按用途可分为：控制电器——主要用来控制电动机的启动、反转、调速、制动等动作，如接触器、继电器等。保护电器——主要用来保护电动机。使其安全运行，在系统及动力设备中起保护作用，如熔断器、热继电器等。执行电器——用来操纵、带动生产机械和支撑与保持机械装置在固定位置上的一种执行元件。如电磁铁、电磁离合器等。1.刀开关图6.1刀开关的图形符号QG6.1.2非自动控制电器用途：用做电源开关，控制不频繁的分断电流一般起隔电源的作用,不直接分合电流结构：如图动刀片，静触头，小型刀开关还可安装熔断器工作原理：手推柄、转动、合闸图形符号如图6.1文字符号用Q或QG表示。图形符号和刀开关一样，文字符号用QB表示。2.转换开关用途：在小电流的电路中，用来分断（隔离）电源，既取代刀开关，有时，还可以直接控制小型电动机。因为它的体积小操作方便在机床中应用广泛。结构：a）它一般由多片组成，每一片是一极多片在一起形成多极开关b）在每一片中有1～2组静触片有一个动触片c）在轴与壳体之间有定位装置原理：当转轴转到一个位置时，使动触片与一组静触片相接使D、C两线接通，转到另外位置时AB通，转到中位时，都断开倒顺开关——用于控制电动机正反转的转换开关0位，不接通I位X1－D1II位X1－D1X2－D2X2－D3X3－D3X3－D2输入：X1、X2、X3三相电源输出：D1，D2，D3三相绕组端子（按一定接法联接的三个端子）6.1.3自动控制电器交流接触器(触点先断后合)，接触器是一种自动控制电器，它可以用来频繁地远距离接通或断开大容量的交、直流负载电路。接触器按其主触点通过电流的种类不同可分为直流和交流接触器两种，目前在控制电路中多数采用交流接触器。1.接触器触点系统：主触点、辅助触点常开触点（动合触点）常闭触点（动断触点）1、交流接触器的结构主触点用来接通或断开主电路的按接触形分为：点接触：小电流线接触：中大电流、流动接触面接触：大电流时接触电阻及消除:加有弹簧有超行程触点材料：最多是银、铜，电阻小。在小型、中型接触器中触点用铜材镀银触点变化：当触点常时间工作时，变化，氧化物电阻大，且温度升高会加剧氧化作用。所以，小中型用镀银触点（氧化后电阻不变化）大型用采用滚动接触产生。A)电弧不烧工作区B)去除氧化层作用电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈铁芯：由硅钢片叠成，减小涡流在铁芯的端面上装有短路环，防止吸力过零,震动,噪声对于交流电磁铁由于电压有过零，所以磁通也过零，这时吸力为零，产生振动，解决的方法是短路环，产生涡流后阻止磁通变化，产生的相位差使总吸力不过零。所以交流接触器的短路环不能少。线圈：一个绕在骨架上的线圈，单独成为一个零件所以：频繁吸合工作时易发热。当卡住不能吸合时易烧坏。注意：当铁心开始吸合时，由于磁阻大，电感小，电流是工作电流的15倍特点：由于是交流电压，所以工作中是电感性质，直流电阻很小灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧电弧的产生：空气电离作用、高温、燃烧灭弧：直流与交流电弧原理：使电弧拉长，冷却加速a.多断口式灭弧（双断口）使一段电弧变成两段而使电压为1/2，（小功率）b.磁吹灭弧利用－磁吹线圈产生磁场，使电弧中的载流子受到电磁力F（变流、直流、大功率）c.灭弧罩（纵缝灭弧）电磁接触器结构示意图电磁机构：将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作.触点：接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。灭弧装置：熄灭触点分断电流瞬间触点之间气隙中产生的电弧。其它：包括释放弹簧机构、支架与底座等。动铁心（衔铁）静铁心电磁线圈按所控制电路▪主触点▪辅助触点按原始状态▪常开触点▪常闭触点灭弧罩灭弧栅磁吹灭弧装置触点衔铁静铁心线圈常闭常开接触器有关符号：接触器线圈接触器主触点－－用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）常开常闭接触器辅助触点－－用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。KMKMKMKM~~~线圈铁芯衔铁主触点弹簧辅助触点M3~图6.6接触器控制电路的工作原理动作过程线圈通电衔铁被吸合触点闭合电机接通电源电机２.继电器继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。中间继电器电压继电器电流继电器时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）…...继电器类型：电流继电器：根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器过电流继电器：当电路发生短路及过流时立即将电路切断●线圈电流小于整定电流时，继电器不动作●线圈电流超过整定电流时，继电器才动作●动作电流整定范围：交流为(110％～350％)IN，直流为(70％～300％)IN欠电流继电器：当电路电流过低时立即将电路切断●线圈电流大于或等于整定电流时，继电器吸合●线圈电流低于整定电流时，继电器释放●动作电流整定范围：吸合电流为(30％～50％)IN释放电流为(10％～20％)IN●一般自动复位电压继电器：•根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器•过电压继电器：动作电压整定范围为(105％～120％)UN•欠电压继电器：吸合电压调整范围为(30％～50％)UN释放电压调整范围为(7％～20％)UN欠电压继电器KVUKVKV过电压继电器UKVKVKV中间继电器：本质上是一种电压继电器，工作原理与接触器相同。触点系统中没有主、辅触点之分，触点容量相同。小容量的接触器：电动机额定电流不超过5A的电气控制系统，可代替接触器来控制。中间继电器的作用：当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电器来控制，用中间继电器作为执行元件，这时中间继电器被当作一级放大器用。触点数量较多，能够将一个输入信号变成多个输出信号。当其他继电器或接触器触点数量不够时，可利用中间继电器来切换多条控制电路。中间继电器的触点一般有8动合、6动合2动断、4动合4动断三种组合形式。下图是中间继电器的外形结构与符号。中间继电器KAKAKA热继电器：专门用来对连续运行的电动机进行过载及断相保护，防止电动机过热而烧毁的保护电器。组成及工作原理：由双金属片、加热元件、动作机构、触点系统、整定调整装置及手动复位装置等组成。双金属片为温度检测元件，由两种膨胀系数不同的金属片压焊而成，它被加热元件加热后，因两层金属片伸长率不同而弯曲。加热元件串接在电动机定子绕组中，电动机正常运行时，热元件产生的热量不会使触点系统动作；当电动机过载，流过热元件的电流加大，经过一定的时间，热元件产生的热量使双金属片的弯曲程度超过一定值，通过导板推动热继电器的触点动作（常开触点闭合，常闭触点断开）。通常用其常闭触点与接触器线圈电路串联，切断接触器线圈电流，使电动机主电路失电。故障排除后，手动复位热继电器触点可以重新接通控制电路。345671121011AB891,2弹簧23双金属片4发热元件5连动片6温度补偿片7凸盘8常闭触点9常开触点10再扣装置11电流调节盘12支架热继电器结构图热继电器的符号发热元件串联在主电路中串联在控制电路中常闭触头KHKH热继电器主要参数：热继电器额定电流：热继电器中可以安装的热元件的最大整定电流值。热元件额定电流：热元件的最大整定电流值。热继电器整定电流：热元件能够长期通过而不致引起热继电器动作的最大电流值。通常热继电器的整定电流是按电动机的额定电流整定的。热继电器整定电流调节范围：手动调节整定电流旋钮，通过偏心轮机构，调整双金属片与导板的距离，能够调节的电流整定值的范围。相数6.1.4主令电器用来发布命令、改变控制系统工作状态的控制电器。可以直接作用于控制电路，也可以通过电磁式电器的转换对电路实现控制。1.按钮按钮也称控制按钮或按钮开关，它是一种典型的主令电器，其作用通常是用来短时间地接通或断开小电流的控制电路，从而控制电动机或其他电气设备的运行。常开(动合)按钮电路符号SB复合按钮复合按钮：常开按钮和常闭按钮做在一起。电路符号SB常闭(动断)按钮电路符号SB控制按钮按钮开关颜色规定：“停止”和“急停”按钮必须是红色。“启动”按钮的颜色是绿色。“点动”按钮必须是黑色。“启动”与“停止”交替动作的按钮必须是黑白、白色或灰色。“复位”按钮必须是蓝色。复位按钮兼有停止的作用时，则必须是红色。2.万能转换开关：由多组相同结构的触点组件叠装而成的多回路控制电器，借助于不同形状的凸轮使其触点按一定的次序接通和分断，能转换多种和多数量的电气控制线路，用途广泛。LW5－15〇〇/〇额定电流定位特征代号接线图编号接触系统档数LW5系列万能转换开关的型号说明：转换开关接线图示例：转换开关型号：LW5-15D0724/3万能转换开关6.1.5其他常用控制电器•1.熔断器（保险）•原理：电流大时熔化，切断电路•种类：丝式（保险丝）片式（保险片）•安装形式：插入式，密封管式，螺旋式•速度分：普通，快速•熔断时间：与电流大小有关：当I/IN=2时30-40S当I/IN≤1.25时长期工作：螺旋式熔断器•选择:电压—安装形式电流—大于额定值说明:异步电机启动时,启动电流可达5-7倍额定电流值熔断器应在启动过程中不熔断(2-3秒)保护一台异步电动机时，考虑电动机冲击电流的影响，熔体的额定电流IfN≥(1.5~2.5)IN，式中，IN为电动机额定电流重载取大值,轻载取小值,也可根据实验确定•性能差,易缺相•代号:FU•符号:如图,2.自动空气断路器•用于自动程度高的保护.•原理:略•功能:•短路保护:电流大于10倍整定值时,断开.过电流脱扣器•热保护:当长期过载1.25倍时,几十分钟.热脱扣器•失压保护:电压低时断开.电磁脱扣器•特点:贵,保护后可恢复,有手柄开关•符号:见图,代号:QF或Q•种类:分电机保护型(10倍),照明保护型(6倍)空气开关•塑料外壳断路器主要参数：额定工作电压壳架额定电流等级极数脱扣器类型及额定电流短路分断能力DZ20〇－〇〇/〇〇〇塑料外壳设计序号额定极限短路壳架等级操作机构代号极数脱扣器型用途代号断路器分断能力代号额定电流(无字－手柄操作)式及附件代号(无-配电)(Y－一般型)(P－电动机操作)(2-电动机)(J－较高型)(G－最高型)低压断路器型号说明举例时间继电器定时类型：电动式空气式电子式阻容式数字式。。。。。。。。3.时间继电器也称为延时继电器，是一种用来实现触点延时接通或断开的控制电器。时间继电器种类繁多，但目前常用的时间继电器主要有空气阻尼式、电动式、晶体管式及直流电磁式等几大类。空气阻尼时间继电器空气阻尼时间继电器空气式时间继电器的结构空气阻尼时间继电器空气阻尼时间继电器空气式时间继电器的工作原理常开触点延时闭合常闭触点延时打开衔铁常闭触点常开触点线圈通电衔铁吸合（向下）连杆动作触点动作动作过程时间继电器触头类型常闭:断电后延时闭合常开:断电后延时断开通电延时式瞬时动作延时动作常闭触点常开触点常开:通电后延时闭合常闭:通电后延时断开断电延时式线圈行