第5章电工电子技术

5.1常用控制电器5.2笼形异步电动机的直接起动控制线路5.3笼形异步电动机的正反转控制5.4行程控制5.5时间控制继电接触器控制系统第5章5.7联锁控制5.6速度控制5.8电气原理图的阅读5.1常用控制电器5.1.1刀开关5.1.2组合开关5.1.3按钮5.1.4熔断器5.1.5自动空气开关5.1.6交流接触器5.1.7继电器采用继电器、接触器及按钮、开关等有触点的控制电器组成的控制系统称为继电—接触控制系统。5.1.1刀开关用途：主要用来接通和断开不频繁操作的设备的电源。（刀开关分为单极、双极和三极）操作手柄闸刀5.1.2组合开关（转换开关）选择：根据电源种类、电压等级、设备容量及使用场合来选用。其额定电流应大于所控制的最大负荷电流。注意：刀开关安装时，手柄要向上，不得倒装。用途：接通或切断电源、控制小型笼型电动机的起动、停止、正反转等。LW5D系列万能转换开关适用于交流50HZ、额定电压至500V及以下控制线路中。手柄文字符号及图形符号QHZ5B型组合开关，适用于交流50HZ，额定电压380V及以下的电路中，可作电动机起动、停止、换向、变速之用。文字符号及图形符号Q选择：根据控制要求、工作电流及工作电压选择。5.1.3按钮用途：接通或切断控制电路。LAY39系列按钮按钮结构图按钮帽复位弹簧动断触点动合触点SBSB文字符号及图形符号动合触点（常开触点）动断触点（常开触点）按钮帽复位弹簧动断触点动合触点按钮帽复位弹簧动断触点动合触点使用常识•“停止”和“急停”按钮必须是红色。当按下红色按钮时，必须使设备停止工作或断电。•“起动”按钮的颜色是绿色。•“起动”与“停止”交替动作的按钮必须是黑色、白色或灰色，不得用红色和绿色。•“点动”按钮必须是黑色。•“复位”(如保护继电器的复位按钮)必须是蓝色。当复位按钮还有停止的作用时，必须是红色。5.1.4熔断器用途：短路保护电器当电路发生短路和严重过载时，它的熔体能迅速熔断，从而切断电路，使导线和电气设备不致损坏。结构：熔体（俗称保险丝）、熔管、熔座三部分组成。FU文字符号和图形符号RT14圆筒形熔断器熔断器底座螺旋式熔断器熔体额定电流的选择：1.照明线路等没有冲击电流的负载熔体额定电流≥被保护设备的额定电流2.一台电动机的熔体熔体额定电流≥电动机的起动电流2.5熔体额定电流≥电动机的起动电流1.6~2如果电动机起动频繁，则为3.多台电动机合用的总熔体熔丝额定电流=(1.5~2.5)容量最大的电动机额定电流+其余电动机额定电流之和5.1.5自动空气开关自动空气开关示意图主触点释放弹簧连杆装置锁钩过电流脱扣器欠电压脱扣器用途：用于低压电路的短路、严重过载及欠电压保护。5.1.6交流接触器线圈主触点辅助触点动铁心静铁心i主触点辅助触点动铁心交流接触器示意图用途：用来频繁地接通或分断带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。i复位弹簧交流接触器辅助触点灭弧罩线圈主触点线圈KM交流接触器的图形和文字符号辅助触点主触点动合触点动断触点选择接触器主要考虑：主触点额定电压、额定电流；辅助触点种类、数量及触点额定电流；电磁线圈的电源种类，颁率和额定电压。主触点电压、电流≥负载额定电压、电流电流线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源~380~~M3~接触器动作演示~380~~开始返回•继电器是一种根据电或非电信号的变化来接通或断开小电流电路的自动控制电器。其输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度等非电量，而输出则是触头的动作或电参数的变化。时间继电器（延时）中间继电器电压继电器电流继电器热继电器（过载）5.1.7继电器热继电器ii热元件双金属片动断触点复位按钮扣板弹簧iiii热元件双金属片动断触点复位按钮扣板弹簧热继电器原理图用途：主要用于电动机的过载保护。热继电器的图形和文字符号动断触点FR热元件中间继电器用途：用来传递或转换信号，或同时控制多个电路，也可以直接控制小容量电动机或其它电气执行元件。结构：与交流接触器基本相同，只是容量小些，触点多些。选用：中间继电器主要考虑电压等级和触点数量。发热元件功能：过载保护结构：常闭触头双金属片I工作原理：发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。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，常闭触头断开。扣板FR符号符号串联在控制电路中串联在主电路中5.2三相异步电动机的基本控制电路5.2.1三相笼型异步电动机的直接起动控制5.2.3时限控制5.2.2行程控制5.2.1三相笼型异步电动机的直接起动控制一、用刀开关（或转换开关）直接控制电路优点：控制电路简单。缺点：没有失压保护;不能实现遥控和自控；不便频繁起、停控制。M3~QFU刀开关控制电路二、继电—接触控制电路1.点动控制电路KMQFUM3~KMSB主电路控制电路闭合开关Q接通电源按SB→KM线圈得电→KM主触点闭合动作过程→M运转松SB2→KM线圈失电→M停。M3~KMQFUM3~KMSBKMSBSTKMQFUM3~2.单向运行控制电路FR自锁KMSBSTP用接触器本身的触点使其线圈保持通电的环节称自锁环节。工作过程：按下SBST→KM得电→电动机起动→按下SBSTP→KM断电→电动机停止。FR过载保护KMSBST1KMSBSTP1FR3.多地控制电路KMQFUM3~FR工作过程：按下SBST1（或SBST2）→KM得电→电动机起动→按下SBSTP1（或SBSTP2）→KM断电→电动机停止。起动按钮并联，停止按钮串联。SBSTP2SBST24.正、反转互锁控制电路FUKMFQM3~FRKMRKMF主触点接通，电动机正转。KMR主触点接通，电动机反转。KMF、KMR不能同时接通，否则造成电源短路。注意？KMF、KMR同时接通，会出现什么问题？主电路KMFSBSTPSBFFRKMRSBRKMRFUKMFQM3~FRKMRKMFKMRKMF互锁笼型电动机正反转控制线路主触点闭合→正转按SBF→KMF通电辅动合闭合→自锁辅动断开→互锁→存在问题：要想改变电机转向，必须先按停止按钮。KMFKMFSBSTPSBFFRKMRSBRKMRKMRKMF采用复合按钮的电动机正反转控制线路FUKMFQM3~FRKMR要想改变电机转向，不必先按停止按钮，直接按相应的起动即可。双重互锁5.2.2行程控制1.行程开关行程控制：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。用途：控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。种类：电子式、机械式（按钮式和滑轮式两种）。当运动部件到达一定行程位置时，用其挡块撞动行程开关，使动合触点闭合，动断触点断开。动作原理：LXP1-200系列行程开关LX19-B系列行程开关动断触点动合触点图形符号2.限位控制SQ3SQ4MSQ1SQ2ab工作台KMFKMFSBSTPSBFKMRSBRKMRKMRKMFFRSQ2SQ1SQ4SQ3前进后退ST1ST2极限位置保护KMFKMFSBSTPSBFKMRSBRKMRKMRKMFFRSQ2SQ1SQ4SQ3极限位置保护按SBF→KMF线圈得电→KMF主触点闭合动作过程：→撞到SQ1→KM线圈断电→工作台停。→工作台前进3.自动往返行程控制KMFKMFSBSTPSBFKMRSBRKMRKMRKMFFRSQ2SQ1SQ4SQ3SQ3SQ4MSQ1SQ2ab工作台KMFKMFSBSTPSBFKMRSBRKMRKMRKMFFRSQ2SQ1SQ4SQ3按SBF→KMF线圈得电→KMF主触点闭合动作过程：→撞到SQ1→KMF线圈断电、KMR线圈得电→工作后退→工作台前进→撞到SQ2→KMR断电、KMF得电→工作台又前进。5.2.3时限控制1.时间继电器时限控制：按一定的时间间隔来接通或断开控制电路。分类：电磁式、空气阻尼式、电子式等类型。型号:JS14P延时范围:1S~99h吸引线圈复位弹簧动铁心托板释放弹簧橡皮膜出气孔活塞杆空气室伞形活塞进气孔调节螺钉微动开关微动开关通电延时空气式时间继电器吸引线圈通电复位弹簧动铁心托板释放弹簧橡皮膜出气孔活塞杆空气室伞形活塞调节螺钉进气孔吸引线圈复位弹簧动铁心托板释放弹簧橡皮膜出气孔活塞杆空气室伞形活塞进气孔调节螺钉微动开关微动开关通电延时空气式时间继电器文字符号及图形符号KT线圈延时闭合的动合触点延时断开的动合触点延时闭合的动断触点延时断开的动断触点FUKM3QKM1KM2FR三相异步电动机Y—△换接起动控制电路起动：KM1、KM2接通，KM3断开，电动机Y接。运行：KM1、KM3接通，KM2断开，电动机△接。KM1SBstpSBstKTKTKM2KM1KM3KTKM3KM3KM1KM2FR按SBst→KM1通电→KT通电→KM2通电（Y起动）△运行延时→KM2断电→KM3通电→KM1仍通电ABCM3~刀闸起隔离作用自保持停止按钮起动按钮特点：小电流控制大电流。注意：接触器线圈电压380V时，采用此种接线方式。M3~ABCKMFUQKFRSB1KMKMSB2FR起动按钮停止按钮自锁触头发热元件主电路控制电路热继电器触头触头（KM）闭合按下按钮（SB2）线圈（KM）通电电机转动；触头（KM）打开按下按钮（SB1）线圈（KM）断电电动机停转。动作过程：停止按钮发热元件KMSB1KMSB2FRM3~ABCKMFUQKFRSB1KMKMSB2FR一般控制电路部分可以这样简化：自锁触头起动按钮热继电器触头停止按钮发热元件M3~ABCKMFUQKFRSB1KMKMSB2FR该电动机具有三种保护功能：自锁触头起动按钮热继电器触头失压保护：采用继电器、接触器控制短路保护：加熔断器过载保护：加热继电器停止按钮发热元件M3~ABCKMFUQKFRSB1KMKMSB2FR要想实现点动控制，只需将自锁触头去掉自锁触头起动按钮热继电器触头动作过程：按住按钮（SB2）线圈通电电动机转动；松开按钮（SB2）线圈失电电动机停转；QSFRM3~ABCKMFU方法一：用复合按钮。点动+连续运行SB3：点动SB2：连续运行控制关系该电路缺点：动作不够可靠。KMSB1KMSB2FRSB3主电路控制电路SBKASB1KASB2FRKMKAM3~ABCKMFU方法二：加中间继电器（KA）控制关系SB：点动SB2：连续运行FR点动+连续运行以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行思考不能点动！KMSB1KMSB2FRSB互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两接触器同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3~ABCKMFFUQSFRKMRSBR互锁电机的正反转控制KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMF双重互锁KMRM3~ABCKMFFUQSFR电器互锁机械互锁双保险机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）SBR5.4行程控制行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。正程逆程BAKMRM3~UVWKMFFUQSFR正程限位开关STASTB逆程至右极端位置撞开STA动作过程SB2正向运行电机停车（反向运行同样分析）控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关正程逆程电机工作要求：1.能正向运行也能反向运行2.到位后能自动返回电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机电机控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关电机STaSTb自动往复运动控制电路限位开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。关键措施KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb5.5时间控制空气式时间继电器的工作原理常开触头延时闭合常闭触头延时打开线圈衔铁常闭触头常开触头线圈通电衔铁吸合（向下）连杆动作触头动作动作过程KMFUQSFR电机绕组A'xB'yC'zKM-YA'B'C'