西工大电工电子第7章继电接触控制技术-XXXX少学时

第7章继电接触控制技术7.4行程控制7.1常用控制电器7.2鼠笼式电动机直接起动的控制线路7.3鼠笼式电动机正反转的控制线路7.5时间控制本章要求：1.了解常用低压电器的结构、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。能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单的控制电路。第11章继电接触控制技术应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。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。本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控制环节和保护环节的典型线路。第10章继电接触控制技术实现继电接触控制的电气设备，统称为控制电器，如刀闸、按钮、继电器、接触器等。下面介绍常用控制电器的用途及电工表示符号。7.1常用控制电器7.1.1组合开关(第一个实验已经用了）组合开关又称转换开关，由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。右图是用转换开关实现三相电动机起停控制的接线图。M3~图7.1.1用组合开关起停电动机的接线图7.1常用控制电器7.1.1组合开关M3~图7.1.1用组合开关起停电动机的接线图转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，利于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，电流100A以下的电路中做电源开关。7.1.2按钮(手动切换电器)(b)结构按钮常用于接通和断开控制电路。按钮的外形图和结构如图所示。按钮开关的外形和符号(a)外形图常闭触点常开触点复位弹簧支柱连杆常闭静触头桥式动触头常开静触头外壳4SBSBSB结构符号名称常闭按钮(停止按钮)常开按钮(起动按钮)复合按钮1234123按钮帽交流接触器的外形与结构7.1.3接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。(a)外形(b)结构交流接触器的磁路熔断器FU组合开关Q按扭SBSB1SB235热继电器FRM3～421鼠笼式电动机直接起动的控制线路(a)结构图红色虚线框内是交流接触器KM7.1.4继电器继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。主要区别在于：接触器的主触点可以通过大电流；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。1.电流及电压继电器电流继电器：可用于过载保护，电压继电器：主要作为欠压、失压保护。2.中间继电器中间继电器触头容量小，触点数目多。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。(b)符号KA线圈常开触头KA常闭触头KA(a)外形中间继电器外形与符号3.时间继电器时间继电器是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时控制。时间继电器有空气式、电子式、钟表式和直流电磁式等多种结构形式，它们实现延时动作的原理不同，但功能类似。下面以空气式时间继电器为例简介功能。通电延时的空气式时间继电器结构示意图常开触头延时闭合常闭触头延时打开微动开关2微动开关1常开触头常闭触头线圈通电衔铁向下吸合连杆动作触头动作工作原理调节螺丝进气孔托板线圈动铁心恢复弹簧挡块释放弹簧活塞杆橡皮膜排气孔*(2)空气式时间继电器断电延时的时间继电器延时触头符号常闭延时闭合常开延时断开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。7.1.5热继电器用于电动机的过载保护。热继电器外形与结构(a)外形(b)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，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。发热元件杠杆7.1.5热继电器工作原理结构原理图双金属片常闭触头用于电动机的过载保护。7.1.6熔断器符号FU熔断器额定电流IF的选择(1)电灯、电炉等电阻性负载IFIL(3)频繁起动的电机(2)单台电机用于低压线路中的短路保护。常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器。5.2电动机的起动电流熔丝额定电流261~.电动机的起动电流熔丝额定电流用于自动往复控制或限位保护等。7.1.7行程开关(限位开关)(b)示意图结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。未撞击撞击(a)外形图ST常开触点常闭触点ST(c)符号行程开关的外形符号可实现短路、过载、失压保护。7.1.8自动空气断路器(自动空气开关)锁钩主触点手动闭合过流脱扣器欠压脱扣器衔铁释放自动空气断路器原理图连杆装置释放弹簧熔断器FU交流接触器KM组合开关Q按扭SBSB1SB235热继电器FRM3～4217.2鼠笼式电动机直接起动的控制线路1.直接起动线路(a)结构图继电接触控制线路由一些基本控制环节组成，在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。控制线路原理图一般可分为主电路和控制电路两部分。主电路是被控制负载所在电路，其功率和电流大；控制电路用来控制主电路的工作状态，其功率和电流大较小；电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：1.按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。2.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。3.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。4.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。主电路控制电路7.2鼠笼式电动机直接起动的控制线路(1)电路构成SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..保险丝热继电器发热元件开关接触器主触点起动按钮停止按钮接触器线圈接触器辅助触点热继电器动断触点(b)原理图控制电路电动机的保护SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..热继电器过载保护保险丝短路保护接触器零压、欠压保护热继电器动断触点主电路控制电路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，并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和过流继电器等。欠压是指电动机工作时，引起电流增加甚至使电动机停转，失压(零压)是指电源电压消失而使电动机停转，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。常用的失压和欠压保护有：对接触器实行自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。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。KMFRKM..KMSB1SB2..控制电路合上开关Q起动(2)控制原理KM辅助触点闭合自锁。按下起动按钮SB2,KM线圈通电，KM主触点闭合，电动机运转。通电转动KM主电路FR3~MFUQQ动画合上开关Q(2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制电路KM辅助触点闭合自锁。按下起动按钮SB2,KM线圈通电，KM主触点闭合，电动机运转。通电起动KM转动主电路FR3~MFUQQ松开起动按钮SB2利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁自锁(2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制电路通电主电路FRFUQ3~MQ转动KM自锁停车按下停止按钮SB1,KM线圈断电KM主触点断开,电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。(2)控制原理转动停车按下停止按钮SB1,KM线圈断电KM主触点断开,电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。停转FRKM..KMSB1SB2..控制电路通电主电路FRFUQ3~MQ断电KM去掉KM辅助触点,实现点动控制。2.既能连续运行又能点动的控制电路点动——按下起动按钮，电动机运转，松开起动按钮，电动机停转。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。KMSB2FRKMSB1~SB3复合按钮2.既能连续运行又能点动的控制电路KMSB2FRKMSB1~SB3后闭合先断开按下SB3闭合电机运转点动时：自锁触点不起作用通电KMSB2FRKMSB1~SB3先断开后闭合断开断电2.既能连续运行又能点动的控制电路松开SB32.既能连续运行又能点动的控制电路KMSB2FRKMSB1~SB3松开SB3电机停转实现点动用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。先断开后闭合断开断电＃1电机M1控制要求：1.M1起动后，M2才能起动2.M2可单独停机，M1不能单独停机。＃2电机M23.电机的顺序控制顺序控制电路（1）：两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。FUKM2FR2ABCFUM3~ABCKM1FR1M3~主电路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1控制电路KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KM2KT顺序控制电路(2)：M1起动后，M2延时起动。SB2KM1KTKM2常闭触点延时KM2M1起动KTM2起动主电路同前控制电路7.3鼠笼式电动机正反转的控制线路将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使电动机反转。需要用两个接触器来实现这一要求。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。造成电源两相短路！决不允许同时按下SBF和SBR正反转的控制线路3~MFRFU正转触点KMRKMF.KMRFRQKMFSB..SBFKMF正转接触器正转按钮控制电路必须保证正转与反转接触器不能同时动作。反转接触器SBRKMRKMR..........反转按钮反转触点若同时按下SBF和SBR，会造成？按下SBFSBKMF在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为“联锁”。“联锁”触点利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。缺点：改变转向时必须先按停止按钮。解决措施：在控制电路中加入机械连锁。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通电断开断电电机正转闭合机械联锁电气联锁利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁鼠笼式电动机正反转的控制线路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMRKMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR当电机正转时，按下反转按钮SBR先断开断电闭合通电断开停止正转闭合后闭合电机反转*随想：联锁（互锁）、双重互锁设计思想的借鉴与扩展应用：•对人工操作中不允许出现的情况设置联锁（两个及其以上条件）•双保险→三保险→多保险•因为人造环境出了事故有时比自然灾害更可怕！•出事实例：2004春SARS泄漏、1986年乌克兰切尔诺贝尔核电厂大爆炸，2004年4月重庆天原化工总厂氯气泄漏爆炸导致人员伤亡，15万人紧急疏散！2011年3月日本9级地震引发的核电站事故！11.4行程控制自动往返运动：1.能正向运行也能反向运行2.到位后能自动返回行程控制：控制某些机械的行程，当运动部件到达一定行程位置时利用行程开关进行控制。例;教室的屏幕与窗帘STaSTb电机正程限位开关STaSTb逆程STaSTb前进(正转）后退12按SBF时KMF通电(其常闭断开，常开闭合)KMF断电KMR通电行程开关自动往返运动：挡块电机正转工作台前进到达预定位置，挡块1撞击STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正转电机反转(工作台后退)STaSTb前进(正转）后退12撞击STb或按SBR后KMR通电(其常闭断开，常开闭合)KMR断电KMR通电行程开关自动往返运动：挡块电机反转工作台后退到达预定位置，挡块2撞击STaSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止反转电机正转(工作台前进)按下SB后停止自动往返运动11.5时间控制Y–换接起动控制线路（较简单线路）KMFUQSFR电机绕组A'xB'yC'zKM-YA'B'C'XYZYZB'YXC'A'KM-主电路（1）电机的Y→起动KM-Y闭合，电机接成Y形；KM-闭合，电机接成形。KMFUQSFR电机A'xB'yC'zKM-YKM-KM-KTK