1、第9章 电动机继电器-接触器控制,9.4 电气原理图的阅读要点,9.1 常用控制电器与电气图形符号,9.2 电动机的基本控制环节和保护环节,9.3 电动机的基本控制原则,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9章 电动机继电器-接触器控制,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
2、保护环节的典型线路。,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。,第9章 电动机继电器-接触器控制,一、常用控制电器,第一节 常用控制电器与电气图形符号,1. 刀开关刀开关是最简单的一种电器。三相刀开关常作电源开关，也用于小容量电动机不频繁的直接启动。常用的刀开关由三极刀片（动触点）和安装于瓷质底座并盖上胶木盖的刀座（静触点）组成。注意：刀开关不可倒装和平装，以免发生误动作；胶木盖一定要盖的上以防电弧烧伤。,刀开关图形符号和文字符号如图9-1所示。,2. 组合开关,组合开关又称转换开关，实质上也是一种刀开关，可实现多条
3、线路、不同联接方式的转换。它由数层动、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。,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。,组合开关图形符号和文字符号如图9-2所示。图9.3用组合开关实现了三相电动机起停控制。,图 9.3 用组合开关起停电动机的接线图,图 9.2 组合开关,开关三对静触点的每一个接三相电源的一相，另外三个接三相交流异步电动机。,3. 按钮(手动切换电器),(b) 结构,按钮是一种结构简单、应用广泛的电器，常用于接通
4、和断开小电流控制电路。,按钮的外形和结构如下图所示，图形和符号如9-4所示。,(a) 外形图,动画,图 9.4 按钮,4. 熔断器,熔断器额定电流IF的选择,(1) 电灯、电炉等电阻性负载,IF IL,(3) 频繁起动的电机,(2) 单台电机,熔断器是最简单和最常用的短路保护电器。,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。,交流接触器的外形与结构,5. 交流接触器,是一种接通和断开大电流电路的开关电器，常用来频繁地接通或断开电动机或其它电气设备的主电路。,(a) 外形,(b) 结构,线圈,辅助触点,铁心,衔铁,电源,电机,主触点,常闭,常开,动画,弹簧,9-5
5、交流接触器,符号,用于主电路,流过大电流 (需加灭弧装置),用于控制电路,流过小电流 (无需加灭弧装置),属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示。,接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。,常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。,6. 热继电器,是一种利用电流热效应原理制成的用于电动机过载保护的电器。,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,工作原理,图9-6 热继电器,双金属片,常闭触头,动画,注意：由于热惯
6、性，热继电器不能作短路保护。,动断触点,符号：,二、电气图形符号和文字符号,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。原理图按国家规定的电工图形符号和文字符号来绘制和标记。,原理图通常分为主电路（通过强电流的电路部分）和控制电路（通过弱电流的电路部分）。,3. 控制电路基本上按动作的先后顺序自下而上或自左向右平行绘制。,4. 触点按未受外力、线圈未通电时的原始状态画出。,1. 主电路图用粗实线绘出，常画于左方（或上方）；控制电路图用细实线绘出，常画于右方（或下方） 。,2. 所有电器都按规定的图形符号绘制，同一电器的不同部件分开来画，但必须标同一文
7、字符号。,绘制的原则,继电接触控制线路由一些基本控制环节组成，下面介绍继电接触控制线路的绘制。,在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。,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. 控制线路由主电路(被控制负载所在电路)和控制电路 (控制主电路状态)组成。,3. 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。,第二节 电动机的基本控制环节和保护环节,任何复杂的电力拖动控制系统都是由一些简单的基本控制环节组成，所以必须掌握基本
8、控制环节的构成特点和工作原理。 这一节主要介绍电动机点动、连续、正反转、顺序、两地控制。,一、基本控制环节,1. 点动控制：控制电动机瞬时动作。,主电路,控制电路,SB,FR,KM,图9-7 点动控制电路,主电路,控制电路,2. 电动机直接起动单向连续运转的控制电路,动画,图9-7 单向连续运行控制电路,(1) 电路,KM,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，,通电,转动,动画,合上开关Q,(2) 控制原理,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,主电路,FR,FU,Q,Q,转动,停车
9、,(2) 控制原理,转动,停车,停转,去掉KM辅助触点, 实现点动控制。,既能长期工作又能点动的控制电路,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。,复合按钮,既能长期工作又能点动的控制电路,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,先断开,后闭合,断开,断电,既能长期工作又能点动的控制电路,松开SB3,既能长期工作又能点动的控制电路,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。,3. 电动机正反转的控制线路,将电动机接到电源的任意两根
10、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。,许多机械都要求有正反两个方向的运动，如起重机的升降、工作台的进退等。,SBF和SBR决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。,正反转的控制线路,3,M,FR,FU,正转触点,KMR,动画,KMF,KMF,.,KMR,FR,Q,KMF,正转接触器,正转按钮,正反转控制电路必须保证正 转、反转接触器不能同时动作。,反转接触器,反转按钮,反转触点,按下SBF,SB,KMF,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
11、“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。,KMR,SBF,KMF,KMF,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,.,通电,断开,断电,闭合,利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁,9-9 电动机正反转的控制线路,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,当电机正转时， 按下反转按钮SBR,先断开,断电,闭合,通电,断开,闭合,闭合,电机反转,9-9 电动机正反转的控制线路,KM1,FU,Q,K
12、M2,M1,M2,3,3,.,SB,SB1,KM1,KM1,SB2,KM2,KM2,按SB1,通电,闭合,再按SB2,闭合,通电,闭合,闭合,1. 控制顺序：M1起动后M2才能起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。,4. 多机的顺序控制,.,.,.,.,动画,M1 3,两电机各自 要有独立的 电源；这样 接，主触头 (KM1)的负 荷过重。,KM1,方法：启动按钮并联，停止按钮串联,5. 多处控制：不同地点，实现同一操作控制。,SB1,KM,SB3,FR,KM,图9-11 多处控制电路图,SB2,SB4,二、基本保护环节,短路保护,要确保安全生产必须在电动机的主电路和控制电路设置保护装置。
13、,因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大电动力，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。,电动机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。,通常采用熔断器FU和过流继电器来实现短路保护。,2. 过载保护,3.欠压保护和失压保护（零压）保护,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。
14、,控制电路,一、直接起动,电动机的保护,过载保护,短路保护,零压、欠压保护,主电路,控制电路,第三节 电动机的基本控制原则,上面介绍的是电动机的基本控制环节和保护环节。在生产过程中往往要对某些物理量（如位移、时间等）进行检测、比较，然后自动控制生产过程的进行。我们把根据某一物理量的变化为信号对电路进行的控制称为某物理量的控制原则。,本节主要介绍行程控制原则、时间控制原则,(b)示意图,(a)外形图,图9-12 行程开关的外形符号,一、行程开关和行程控制原则,1. 行程开关,结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。,用于自动往复控制或限位保护等。,2. 行程控制,自动往返运动：,1. 能正向运行也
15、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。,STa,STb,1,2,按SBF时,(其常闭断开，常开闭合),KMF断电,KMR通电,行程开关,挡块,图9-13 行程控制电路,二、时间继电器和时间控制原则,1. 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。,时间继电器按工作原理分为：电磁式、电动机式、电子式、空气阻尼式，其中空气阻尼式结构简单、延时范围大，应用最为广泛。,a) 通电延时继电器,b) 断电延时继电器,延时继电器的外形与结构,(a) 外形,空气式延时继电器
16、,通电延时的空气式时间继电器结构示意图,微动开关2,微动开关1,空气式时间继电器,断电延时的空气式时间继电器结构示意图,常闭延时闭合,常闭延时断开,空气式时间继电 器的延时范围大 (有 0.4 60 s 和 0.4 180s两种)。 结构简单，但准 确度较低。,时间继电器的型号有JS7-A和JJSK2等多种类型。,2. 时间控制电路,(1) Y 换接起动控制线路,Y接法,接法,动画,通电,通电,通电,断电,通电延时 继电器,通电延 时断开,复合 按钮,起动过程：,按SB2,KM1通电,KM2断电,绕组Y接,KM1接通电源 KM2绕组联接 KM3绕组Y联接,常闭断开,常闭延时断开,电动机Y接起动
17、,通电瞬 时闭合,KM1接通电源 KM2绕组联接 KM3绕组Y联接,松开SB2, 电机仍处于Y 接起动状态。,KM1接通电源 KM2绕组联接 KM3绕组Y联接,通电延时 继电器,通电延 时断开,KM1断电,常开断开,常闭闭合,当 KT 常闭触 点延时断开时,断电,复合 按钮,KM1接通电源 KM2绕组联接 KM3绕组Y联接,通电,通电,SB1,SB2,KT,KM1,KM3,KM2,KM3,KM1,KM1,KT,KM2,KT,KM2,通电,断电,通电延时 继电器,通电延 时断开,复合 按钮,断电,通电,断电,通电,电机接运行,断电延时 继电器,直流电源,断电延时断开,(2) 能耗制动控制,正常运
18、行：,按SB2,常开闭合 自锁,常闭断开,KT通电, 常开闭合,KM1接通电机电源 KM2接通直流电源制动开始 KT控制切断直流电源时间,断电延 时断开,通电,通电,断电,断电延时 继电器,KM1接通电机电源 KM2接通直流电源制动开始 KT控制切断直流电源时间,通电,通电,断电,断电延 时断开,制动时：,按SB1,KM1主触点断开,常开断开,常闭闭合,断电,KM1接通电机电源 KM2接通直流电源制动开始 KT控制切断直流电源时间,断电延 时断开,通电,断电,KM1接通电机电源 KM2接通直流电源制动开始 KT控制切断直流电源时间,常闭闭合,常开断开,KT触点断开,断电延 时断开,断电,第四节 电气原理图的阅读要点,1.先读主电路,结合生产机械的结构、传动情况和工艺要求阅读主电路，了解电机启动方式及有哪些控制。,2.再读控制电路,结合生产机械的工艺过程，按动作先后顺序，自上而下（或自左而右）阅读控制电路，弄清如何实现相关控制。,常常可将控制系统分解成若干基本环节，逐一进行分析，并注意联锁要求和关系，最后再融会贯通。,
