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继电器基础控制常识_图文

第12-13讲

第11章

继电器与接触器 控制
海南风光

第11章 继电器与接触器控制
§11.1 低压电器简介 §11.2 基本控制环节 §11.3 电动机的保护 §11.4 控制电路综合举例

§11.1 低压电器简介
配电 电器 低压 电器 控制 电器 开关 熔断器 …… 接触器 继电器 起动器 …… 时间继电器 热继电器 ……

11.1.1 刀闸开关
V, 5.5kW 以下小电机 控制对象:380 380V

考虑到电机较大的起动电流,刀

QS

闸的额定电流值应如下选择:

*异步电机额定电流 (3~5) 3~5)*
电路符号

11.1.2 熔断器

作用:用于短路保护。

熔体额定电流
FU

IF

的选择:

1. 无冲击电流的场合 (如电灯、电炉) 2. 空载电机

IF ≥ IL

(稍大)

电路符号

IF

1? ? 1 ≥? ~ ? I st ? 2 .5 3 ?

IF t
安秒特性

3. 频繁起动 的电机

1? ? 1 IF ≥ ? ~ ? I st ? 1 .6 2 ?

异步电机的起动电流 Ist=(5~7) ×额定电 流。

11.1.3 控制按钮
常开(动合)按钮
SB

复合按钮

电路符号 常闭(动断)按钮
SB

电路符号

SB

电路符号

11.1.4 行程开关
用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。 结构与按钮类似,但其动 作要由机械撞击。

常开(动合)触头
ST

常闭(动断)触头
ST

电路符号

电路符号

11.1.5 接触器

~ ~380
主触头

动作过程 线圈通电 衔铁被吸合 触头闭合

弹簧

线圈 铁芯 衔铁 电机
M 3~

辅助 触头

电机接通 电源

接触器
~ 220

~ ~380

动作过程 线圈通电 衔铁被吸合 触头闭合 电机接通 电源

M 3~

接触器有关符号:
接触器线圈 接触器主触头--用于主电路 (流过的电流大,需加灭弧装置) 接触器辅助触头--用于控制电路 (流过的电流小,无需加灭弧装置)
常开 常闭

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。

简单的接触器控制

A B

C

停止 按钮 起动 按钮

刀闸起隔离作用

特点:小电流控 制大电流。

M 3~

自保持

11.1.6 继电器
继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于,触发器 的主触头可以通过大电流,而继电器的 触头只能通过小电流。 所以,继电器只能用于控制电路中。

中间继电器 电压继电器 继电器类型: 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) …...

热继电器

功能:过载保护
发热元件

结构:
I

双金 属片

扣板
常闭触头

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。

热继电器的符号
串联在主电路中

发热元件

FR

常闭触头

串联在控制电路中

FR

§11.2 基本控制环节
? 电机起动、停车(点动、连续运行、多地点 控制、顺序控制等) ? 电机正反转控制 ? 行程控制 ? 时间控制 ? 速度控制 ……

11.2.1 异步机的直接起动
A QS FU SB KM B C

一、点动控制
C'
KM

控 制 电 路

B'

主 电 路
M 3~

动作过程
按下按钮(SB) 线圈(KM)通电 电机转动; 触头(KM)闭合 按钮松开

线圈(KM)断电 电机停转。

触头(KM)打开

简单的接触器控制

A B

C

停止 按钮 起动 按钮

刀闸起隔离作用

M 3~

自保持

二、电动机连续运行
A QS FU B C 停车 SB1 按钮 起动 按钮 KM

C'

SB2

B' KM
KM 自保持

M 3~

V时, 注意:接触器线圈电压380 380V 采用此种接线方式。

三、异步机的直接起动 + 过载保护
A QS FU KM SB1 KM SB2 FR B C

热继电 器触头

FR

发热 元件

KM

M 3~

电流成回路, 只要接两相就可以了。

四、多地点控制
例如:甲、乙两地同时控制一台电机。 方法:两起动按钮并联;两停车按钮串联。
SB1甲 KM SB2甲

KM

甲地

SB3乙

SB4乙

乙地

五、点动+连续运行
方法一:用复合按钮。
A B C QS FU

控制 关系
SB1

SB3:点动 SB2:连续运行
KM SB2 FR KM

KM FR M 3~

SB3

控制电路

主电路

该电路缺点:动作不够可靠。

方法二:加中间继电器(KA)。
KA SB2 FR
FU

A B C

SB1

KA KA SB KM

KM

FR
M 3~

控制 关系

SB:点动 SB2:连续运行

思考

以下控制电路能否实现即能点动、 又能连续运行?

SB1

KM SB2 FR KM

SB

不能点动!

11.2.2 电机的正反转控制
A B C
SB1

正转
SBF

FR KMF

QS FU KMF KMR

KMF SBR

KMR

KMR

操作过程: SBF FR M 3~ SB1 停车 SBR

正转 反转

该电路必须先停车才能由正转到反转或由 反转到正转。SBF和SBR不能同时按

下,否则会造成短路!

电机的正反转控制— 加互锁
FR SB1 KMR SBF KMF

A B C QS FU KMF KMR

KMF SBR

KMF

KMR

KMR

互锁

FR
M 3~

互锁作用:正转时,SBR不起作用;反转 时,SBF不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。

电机的正反转控制—双重互锁
FR

机械互锁
SB1 SBF SBR KMR KMF

A B C QS FU KMF KMR

KMF

KMF

KMR

KMR

电器互锁 机械互锁(复合按钮) 电器互锁(互锁触头)

FR
M 3~

双保险

A B C QS FU KMF

11.2.3 行程控制
B A

KMR 逆程 FR M 3~ 正程

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。

行程控制电路(1)
动作过程 正向运行 SB2↓ 至右极端位置撞开STA 电机停车 (反向运行同样分析)
SB1 SB2 KMF SB3 KMF KMR 限位开关 STA 逆程

STB

STA

限位开关 正程

KMF KMR FR KMR

STB

控制回路

行程控制(2) --自动往复运动

电 机
逆程 正程

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

自动往复运动控制电路
SB1 SBF KMR STa KMF

FR

KMF STb SBR KMR

关键措施 限位开关 KMR 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。

KMF

电机

STb

STa

11.2.4 定时控制
空气式 时间继电器 定时类型: 钟表式 阻容式 电子式 数字式
。。。。。。。。

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
衔铁 常闭触头 动作过程 线圈通电 ? 线圈 常开触头 衔铁吸合(向下) ? 连杆动作 ? 触头动作

时间继电器触头类型
通 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











常闭 断电后 延时闭合 常开 断电后 延时断开

定时控制例一: 电机的Y-?起动
A' Z X Y B'

QS FU

Y

KM

KM Y闭 -Y 合,电机接 成 Y 形; KM- ?闭 合,电机接 成 ? 形。 KM- ?

C'

FR A' B' 电机 绕组 C'

Z A' C' Y

?
X B'

x y

z
主电路

KM Y -Y

Y-? 起动控制电路
SB1 SB2 KM-? KM KT KM-? KM-Y KM-Y KM-? KM FR

KT

QS FU KM FR KM- ?

KT KM-? KM √

电机

A' B' C'

主电路接通电源 延时
KM-? √ KM- Y× KT ×

x y z
Y KM -Y

SB2 √

KT √ Y√ KMKM-Y KM-? ×

Y?? 转换完成

定时控制例二:顺序控制
控制要求: 1. M1 起动后,M2才能起动 2. M2 可单独停

#2 电机

M2

#1 电机

M1

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。 A B C A B C
FR1 SB1 FU FU SB2 KM1

KM1 FR1

KM2 KM1 FR2

KM1 SB3 SB4 KM2

FR2

M 3~

M 3~

KM2

主电路

控制电路

顺序控制电路(2):M1起动后,M2延时起动。
FR SB1 SB2 KM2 KM1 KT KM2 KM1

KT

主电路同前
KM2

控制电路

SB2 √

M1起动 KM1 √ 延时 KT √ KM2 √ KM2 ×

M2起动 KT ×

实现M1起动后M2延时起动的顺序控 制,用以下电路可不可以?
FR KM1

SB1

KT
SB2

KT KM1

KM2

KM2

SB2 √

M1起动 KM1 √ 延时 KT √ KM2 √ KM2 ×

M2起动

不可以! 继电器、 接触器的线 圈有各自的 额定值, 线圈不能串 联。

§11.3 电动机的保护
失压保护:采用继电器、接触器控制 电动机保护 的类型: 短路保护:加熔断器 过载保护:加热继电器

11.3.1 失压保护
A B C QS FU

方法:采用继电器、接触器控制。 A' C' KM
SB1 SB2

A'

C'
KM

控制电路

KM

线圈电压 V 380 380V

主 电 路

M 3~

采用继电器、接触器控制后,电 源电压<85%时,接触器触头自动 断开,可避免烧坏电机;另外,在 电源停电后突然再来电时,可避免 电机自动起动而伤人。

11.3.2 短路保护
方法:加熔断器。 异步电动机的起动电流 ( Is t)约为额定电流(IN) 5~ 7)倍。选择熔体额定电流 ( I F )时,必须 的( (5~ 5~7 躲开起动电流,但对短路电流仍能起保护作用。通 常用以下关系: 一般电机:

IF

1? ? 1 ≥? ~ ? I st ? 2 .5 3 ?

频繁起动 的电机:

1? ? 1 IF ≥ ? ~ ? I st ? 1 .6 2 ?

11.3.3 过载保护
A B C QS FU

方法:加热继电器。 电机工作时,若因负载过重 而使电流增大,但又比短路电流 小。此时熔断器起不了保护作 用,应加热继电器,进行过载保 护。
SB1 SB2 KM FR

KM FR M 3~

热继电器 的热元件

KM

热继电 器触头

自动空气断路器(自动开关)
作用:可实现短路、过载、失压保护。 结构: 过流 脱扣器 欠压 脱扣器

工作原理:过流时,过流脱扣器将脱钩顶开,断开电 源;欠压时,欠压脱扣器将脱钩顶开,断开电源。

§11.4 控制电路综合举例
例一:运料小车的控制 B
逆程

电机

A
正程

设计一个运料小车控制电路,同时满足以下要求: 1. 小车启动后,前进到A地。然后做以下往复运动: 到A地后停2分钟等待装料,然后自动走向B。 到B地后停2分钟等待卸料,然后自动走向A。 2. 有过载和短路保护。 3. 小车可停在任意位置。

运料小车控制电路
SB1 SBF KMF KMR STa KMF

FR

主回路
A B C QS FU KMF

KTb STa SBR KMF STb

KTa

KMR

KMR KTa KTb

FR

KMR M 3~

STb

STa 、STb 为A、B 两端的限位开关 KTa 、KTb 为 两个时间继电器

动作过程
SB1 SBF KMF KTb STa SBR KMF STb KTa KMR STa KMF

FR

SBF↓?KMF√? 小车正向运行? 至A端?撞STa ? KTa√ ?延时2分钟 ?KMR √ ?小车 反向运行?至B端 ?撞STb? KTb√ ?延时2分钟? KMF √ ?小车正 向运行……如此往 反运行。

KMR

KMR KTa STb KTb

该电路的问题:小车在两极端位置时,不 能停车。

SB1 SB2

加中间继电器(KA)实现 任意位置停车的要求
STa

KA

FR

SBF

KMR

KA
KMF KMF KTb STa SBR KMF KMR KTa STb KTb STb KMR KTa

例二:工作台位置控制
B
M1

A
M2

3 正转
ST3

4

2

1
ST1

ST4 ST2

反转 自 动 循 环

起动后工作台控制要求: (1) 运动部件A从1到2 (2)运动部件B从3到4 (3)运动部件A从2回到1 (4)运动部件B从4回到3

工作台位置控制电路
FR
SB1 KMAR ST2 KMAF

SB2

设计步骤: (1)根据动作顺序 设计控制电路。 (2)检查有无互锁。 (3)检查能否正确 启动 、停车。

KMAF ST3 ST2 KMBR KMAF ST4 KMAR KMBR ST3 KMBF ST1 KMAR KMBF ST4 KMBR

A正转 1→2

B反转 3→4 A反转 2→ 1

ST1 KMBF

B正转 4→ 3

工作台位置控制电路
SB1

该电路有何 问题?
SB2 KMAR ST2 KMAF

FR

KMAF

小车若在1、2、3、4 规定的位置时,不能 正常停车。

ST3 ST2 KMBR KMAF ST4 KMAR KMBR ST3 ST1 KMBF ST4

KMBR

KMAR

KMBF

ST1 KMBF

电路的改进方法同前:加中间继电器(KA)
FR KA
SB1 SB3

KA KA
SB2 KMAR ST2 KMAF

KMAF ST3 ST2 KMBR KMAF ST4 KMAR ST1 KMBF KMBR ST3 KMBF ST1 KMAR KMBF ST4 KMBR

小 结
继电器、接触器控制电路读图和设计中应注意的问题: 1、首先了解工艺过程及控制要求; 2、搞清控制系统中各电机、电器的作用以及它们的 控制关系; 3、主电路、控制电路分开阅读或设计; 4、控制电路中,根据控制要求按自上而下、自左而 右的顺序进行读图或设计; 5、同一个电器的所有线圈、触头不论在什么位置都 叫相同的名字; 6、原理图上所有电器,必须按国家统一符号标注, 且均按未通电状态表示; 7、继电器、接触器的线圈只能并联,不能串联; 8、控制顺序只能由控制电路实现,不能由主电路实现。

电器符号标注
刀闸 熔断器 按钮 接触器 热继电器 行程开关 时间继电器 中间继电器 QS FU SB KM FR ST KT KA


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