电气控制技术
(继电器与接触器控制)
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1. 低压电器简介
2. 基本控制环节
3. 电动机的保护
4. 控制电路综合举例
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低压
电器
配电
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
……
低压电器简介
低压电器 AC 1200V, DC 1500V 以下的电器
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刀闸开关
控制对象:380V, 5.5kW 以下小电机
考虑到电机较大的起动电流,刀
闸的额定电流值应如下选择:
(3~5)*异步电机额定电流
电路符号
QS
作用:用于隔离电源。
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熔断器 作用:用于短路保护。
电路符号
FU
熔体额定电流 的选择:FI
异步电机的起动电流 Ist=(5~7) ×额定电
流。
stF II ÷
ø
ö
ç
è
æ³
3
1~
5.2
12. 空载电机
LF II ³ (稍大)
1. 无冲击电流的场合
(如电灯、电炉)
stF II ÷
ø
ö
ç
è
æ³
2
1~
6.1
13. 频繁起动
的电机
安秒特性
t
IF
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控制按钮
常开(动合)按钮
电路符号
SB
常闭(动断)按钮
电路符号
SB
复合按钮
电路符号
SB
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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
电路符号
ST
常闭(动断)触头
电路符号
ST
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线圈
铁芯 衔铁
主触头
弹簧
辅助
触头M
3~
电机
接触器
动作过程
线圈通电
衔铁被吸合
触头闭合
电机接通
电源
~380~~
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M
3~
接触器 动作过程
线圈通电
衔铁被吸合
触头闭合
电机接通
电源
~ 220
~380~~
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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)
常开
常闭
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)
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。
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简单的接触器控制 A B C
M
3~
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。
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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
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:
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发热元件
功能:过载保护热继电器
结构:
I
常闭触头
双金
属片
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
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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
FR
FR
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§ 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
……
基本控制环节
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异步机的直接起动
M
3~
A B C
KM
FU
QS
B'
C'
KM
SB
一、点动控制
动作过程
触头(KM)打开
按钮松开 线圈(KM)断电
电机停转。
触头(KM)闭合
按下按钮(SB) 线圈(KM)通电
电机转动;
控
制
电
路
主
电
路
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简单的接触器控制 A B C
M
3~
刀闸起隔离作用
自保持
停止
按钮
起动
按钮
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二、电动机连续运行
自保持
KM
SB2
C'
M
3~
A B C
KM
FU
QS
B'
SB1
起动
按钮
停车
按钮
KM
注意:接触器线圈电压380V时,
采用此种接线方式。
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KM
SB1
KM
SB2
FR
M
3~
A B C
KM
FU
QS
FR
电流成回路,
只要接两相就可以了。
三、异步机的直接起动 + 过载保护
发热
元件
热继电
器触头
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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。
四、多地点控制
KM
SB1甲 SB2甲
KM
SB3乙 SB4乙 乙地
甲地
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QS
FR
M
3~
A B C
KM
FU
方法一:用复合按钮。
五、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。
KMSB1
KM
SB2
FR
SB3
主电路
控制电路
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SB
KA
SB1
KA
SB2
FR
KM
KA
M
3~
A B C
KM
FU
方法二:加中间继电器(KA)。
控制
关系
SB:点动
SB2:连续运行
FR
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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!
KM
SB1
KM
SB2
FR
SB
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电机的正反转控制
KMF
KMFSB1
SBF
FR
KMR
KMR
KMR
SBR
M
3~
A B C
KMF
FU
QS
FR
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,否则会造成相间短路!
操作过程: SBF 正转
SBR 反转停车SB1
正转
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电机的正反转控制—加互锁
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。
KMFSB1
KMF
SBF
FR
KMR
KMR
KMF
KMR
M
3~
A B C
KMF
FU
Q S
FR
KMR
SBR
互锁
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KMFSB1
KMF
SBF
FR
KMR
KMR
KMR
KMF
SBR
电机的正反转控制—双重互锁
KMR
M
3~
A B C
KMF
FU
QS
FR
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)
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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
B A
KMR
M
3~
A B C
KMF
FU
QS
FR
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行程控制电路(1)
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
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)
控制回路
KMF
FR
KMR
SB1
KMF
SB2
STA
SB3
STB
KMR
KMR
KMF
限位开关
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行程控制(2) --自动往复运动
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
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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
KMR
SBR
KMF
FR
KMF
SB1
KMF
SBF
KMR
KMR
STa
STb
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时间继电器
定时类型:
钟表式
空气式
电子式
阻容式
数字式
定时控制
。。。。。。。。
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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 Þ
衔铁吸合(向下)
Þ 连杆动作
Þ 触头动作
动作过程
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时间继电器触头类型
断 电 式
常闭
断电后
延时闭合
常开
断电后
延时断开
通 电 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
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KM
FU
QS
FR
电机
绕组
A'
x
B'
y
C'
z
KM -Y
A'
B'C'
X
Y
Z
Y
DZ
B'Y
XC'
A'
KM- D
主电路
定时控制例一:
电机的Y-D起动
KM -Y闭
合,电机接
成 Y 形;
KM- D闭
合,电机接
成 D形。
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KM
FU
QS
FR
电机
A'
x
B'
y
C'
z
KM -Y
KM- D
主电路接通电源
延时
KT ´KM-D Ö
KM- Y´
YÞD 转换完成
SB2 Ö
KM Ö
KT Ö
KM-Y Ö
KM-D ´
KM-D
KT
KT KM-Y
KM-Y
KM-D
KM-D
KTKM-D
KMSB1 SB2
KM
Y-D 起动控制电路
FR
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#1 电机 M1
控制要求:
1. M1 起动后,M2才能起动
2. M2 可单独停
#2 电机 M2
定时控制例二:顺序控制
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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。
FU
KM2
FR2
A B C
FU
M
3~
A B C
KM1
FR1
M
3~
主电路 控制电路
KM1 KM2SB3 SB4
FR2
KM2
KM1SB1 SB2
FR1
KM1
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顺序控制电路(2):M1起动后,M2延时起动。
FR
SB2 Ö
KM1 Ö
KT Ö
KM2 ´
延时
KM2 Ö
M1起动
KT ´
M2起动
主电路同前
KM1SB1 SB2
KT
KM1
KM2
KM2
KM2
KT
控制电路
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KM1SB1 SB2
KT
FR
KM1
KM2
KM2
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?
SB2 Ö
KM1 Ö
KT Ö
KM2 ´
延时
KM2 Ö
M1起动
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。
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电动机的保护
电动机保护
的类型:
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
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M
3~
A B C
KM
FU
QS
主
电
路
失压保护
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。
方法:采用继电器、接触器控制。
A' C'
KM
SB1
KM
SB2
控制电路
A' C'
线圈电压
380V
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短路保护
stF II ÷
ø
ö
ç
è
æ³
2
1~
6.1
1频繁起动
的电机:
FI
异步电动机的起动电流( Is t)约为额定电流(IN)
的 (5~7)倍。选择熔体额定电流( )时,必须
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:
stF II ÷
ø
ö
ç
è
æ³
3
1~
5.2
1
一般电机:
方法:加熔断器。
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过载保护
KMSB1
KM
SB2
FR
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。
M
3~
A B C
KM
FU
QS
FR
热继电器
的热元件
热继电
器触头
方法:加热继电器。
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作用:可实现短路、过载、失压保护。
自动空气断路器(自动开关)
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。
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例:运料小车的控制
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。
正程逆程
电机
B A
控制电路综合举例
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运料小车控制电路
STa 、STb 为A、B 两端的限位开关
KTa 、KTb 为两个时间继电器
M
3~
A B C
KMF
FU
Q S
FR KMR
主回路
KMF
FR
KMR
SBFSB1
KMF
STa
STa
KTa
STb
KTb
KMR
KMRKMF STb
KTa
KTb
SBR
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该电路的问题:小车在两极端位置时,不
能停车。
动作过程
SBF¯ÞKMFÖÞ
小车正向运行Þ
至A端Þ撞STa Þ
KTaÖ Þ延时2分钟
ÞKMR Ö Þ小车
反向运行Þ至B端
Þ撞STbÞ KTbÖ
Þ延时2分钟Þ
KMF Ö Þ小车正
向运行……如此往
反运行。
KMF
FR
KMR
SBFSB1
KMF
STa
STa
KTa
STb
KTb
KMR
KMRKMF STb
KTa
KTb
SBR
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KMF
KMF
SBF
KMR
FR
STa
STa
KTa
STb
KTb
KMR
KTa
KMR
KMF
STb
KTb
SB1
SB2
KA
KA
加中间继电器(KA)实现
任意位置停车的要求
SBR
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继电器、接触器控制电路读图和设计中应注意的问题:
小 结
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。
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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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