继电器接触器控制的基本线路.ppt

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1、一、电器控制线路的构成和基本保护,1. 继电器-接触器控制电路的表示方法,继电器-接触器控制电路一般有安装接线图和工作原理图两种表示方法。, 安装接线图：这种表示方法能形象地表示出控制电路中各电器的安装情况及相互之间的连线。,特点： （1）初看电路者比较合适； （2）绘制难度大； （3）电器施工的依据。,实物安装接线图,N,1. 直接起动控制结构图,上页,下页,翻页,返回,上页,下页,翻页,2. 直接起动控制原理图,返回,2. 原理图的绘制规则,主电路,控制电路,电源线,电源线,辅助触点,线圈,主触点,主 电 路：粗线，左或上部 控制线路： 细线，右或下部,控制线路的电源线分列边，按电器元件的

2、动作顺序由上而下平行绘制,所有电器元件不画实际外形，而用标准图形和文字符号表示。器件的各部分分别画在完成作用的地方。各电器部件的状态处于未动作前的状态。,同类电器在文字符号前或后加序号区分,两条以上导线连接处用小圆点表示电气连接，每一接点标一编号，左单右双，以线圈为界限,电气原理图绘制补充细节,（1）电气原理图中的电器元件是按未通电和没有受外力作用时的状态绘制。在不同的工作阶段，各个电器的动作不同，触点时闭时开。而在电气原理图中只能表示出一种情况。因此，规定所有电器的触点均表示在原始情况下的位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。对接触器来说，是线圈未通电，触点未动作时的位置；对按钮来说

3、，是手指未按下按钮时触点的位置；对热继电器来说，是常闭触点在未发生过载动作时的位置等等。 （2）动力电路的电源电路绘成水平线，受电的动力装置（电动机）及其保护电器支路应垂直与电源电路。 （3）图中自左而右或自上而下表示操作顺序，并尽可能减少线条和避免线条交叉。 （4）图中有直接电联系的交叉导线的连接点（即导线交叉处）要用黑圆点表示。无直接电联系的交叉导线，交叉处不能画黑圆点。,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。,Q,FU,SB2,SB1,KM,KM,KM,继电器-接触器自动控制的基本线路,像这样利用电器的触头保持自

4、己的线圈通电，从而保证长期工作的线路环节称为自锁环节，这种触头称之为自锁触头； 短路电流的保护装置：防止电动机突然流过短路电流而引起电动机绕组、导线绝缘及机械上的严重损伤，或防止电源损坏。 常用的短路保护元件有熔断器、过电流继电器、自动开关等。,3. 电气系统中的基本保护,1）电流保护,(1) 短路保护：防止用电设备（电动机、接触器等）短路而产生大电流冲击电网，损坏电源设备或保护用电设备突然流过短路电流而引起用电设备、导线和机械上的严重损坏。,采用的电器：熔断器、自动断路器。,原理：熔断器或自动断路器串入被保护的电路中，当电路发生短路或严重过载时，熔断器的熔体部分自动迅速熔断，自动断路器的过电

5、流脱钩器脱开，从而切断电路，使导线和电器设备不受损坏。,(2) 过载保护：防止用电设备（如电动机等）长期过载而损坏用电设备。,采用的电器：热继电器、自动断路器。,原理：热继电器的线圈接在电动机的回路中，而触头接在控制回路中。当电动机过载时，长时间的发热使热继电器的线圈动作，从而触头动作，断开控制回路，使电动机脱离电网。,2）零压（或欠压）保护,作用：防止因电源电压的消失或降低引起机械设备停止运行，当故障消失后，在没有人工操作的情况下，设备自动启动运行而可能造成的机械或人身事故。,4) 零励磁保护：防止直流电动机在没有加上励磁电压时，就加上电枢电压而造成机械“飞车”或电动机电枢绕组烧怀的一种保护

6、。,3）互锁保护：保护一个电器通电时，另一个电器不能通电，若需后者通电，则前者必须先断电的一种保护。,继电器-接触器自动控制的 基本线路,断路器,I/IN10立即熔断,自动空气断路器（空气开关或自动开关）,下页,返回,工作原理：过流时，过流脱扣器将锁钩顶开，断开电源； 欠压时，欠压脱扣器将锁钩顶开，断开电源。,作用：可实现短路、过载、失压保护。,电气元件 断路器,1、断路器 1.1 断路器图片：,电气元件 断路器,1.4 断路器符号和型号：,1)文字符号：QF,2)图形符号：,QF,QF,短路保护,对于一般电路、直流电动机和线绕式异步电动机的保护来说，熔断器是按他们的额定电流选择的。但对于鼠笼

7、式异步电动机，熔断器按启动电流的1/k，k=1.62.5来选择 熔断器结构简单，动作准确性较差，熔体断了后需要重新更换，若只断了一相还会造成电动机的单相运行,短路保护,过电流继电器：动作准确性较高，多为自动复位，不会造成单相运行，需要和接触器配合使用。广泛用于直流电动机和线绕式异步电动机的短路保护和瞬时最大电流（超载）保护，而在鼠龙式异步电动机中很少采用 自动空气断路器（自动开关）：其接触系统与接触器类似，它既具有熔断器能直接断开主回路的优点，又具有过电流继电器动作准确性高、容易复位、不会造成单相运行等优点。QF,保护装置,短路保护装置在线路中应安装得愈靠近电源愈好，因愈靠近电源，保护的范围愈

8、广 长期过载保护：所谓长期过载是指电动机带有比额定负载稍高一点（115%125%）In的负载长期运行。目前使用得最多的长期过载保护装置是热继电器FR。热继电器FR的发热元件串在电动机的主回路中，而其触点则串在控制电路接触器线圈的回路中。不适合在重复短期工作制的情况。 热继电器还可以保护电动机单相运行。但如果单相运行时热继电器也失灵了，电动机仍会烧坏。,保护电路,长期过载和缺相双重保护控制线路：加继电器控制 零压（或欠压）保护：直接利用线路接触器，如果采用主令控制器和转换开关时，必须采用电压继电器作为零压保护元件。 零励磁保护：采用电流继电器作为零励磁保护元件。,继电器-接触器自动控制的 基本线

9、路,长期过载与缺相保护,零压（或欠压）保护,继电器-接触器自动控制的 基本线路,直流电机失磁保护,WF-励磁线圈 VD-防止切断 电源时产生 的高电压,继电器-接触器自动控制的 基本线路,正反转控制电路,继电器-接触器自动控制的 基本线路,正反转控制电路,上页,下页,翻页,2. 异步电动机正反转控制电路,返回,上页,下页,翻页,3. 具有互锁环节的正反转控制电路,返回,上页,下页,翻页,4. 运用复合按钮实现正反转控制,返回,11.3 鼠笼式电机的正反转控制(1),FR,KMF,鼠笼式电机的正反转控制(2) - 加联锁,电器联锁(互锁)作用：正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而

10、避免两触发器同时工作造成主回路短路。,KMF,SB1,KMF,SBF,FR,KMR,KMR,鼠笼式电机的正反转控制(3)-双重联锁,KMR,KMF,KMF,SB1,KMF,FR,KMR,KMR,KMF,上页,下页,翻页,返回,通电延时继电器,上页,下页,翻页,返回,断电延时继电器,上页,下页,翻页,返回,鼠笼式电动机-起动控制,2）Y-降压启动控制电路,对控制电路的要求：,启动时定子绕组接成Y形，启动结束后，定子绕组换接成形。,左边部分为主回路，右边部分为控制回路。,主回路 KM1、KM3的动合触头同时闭合时，电动机的定子绕组接成Y形；,启动时控制接触器KM1和KM3得电，启动结束时，控制接触

11、器KM1和KM2得电，在任何时候不能使KM2和KM3同时得电。,KM1、KM2的动合触头同时闭合时，电动机的定子绕组接成形；,如果KM2和KM3同时闭合，则电源短路。,当电路处于初始状态时，接触器KM1、KM2、KM3和时间继电器KT的线圈均失电，电动机脱离电网而禁止不动。,当操作者按下启动按钮时，KM1首先得电自锁，同时KM3、KT得电，KM1和KM3的动合触头闭合，电动机接成Y形开始启动。,启动一段时间后，KT的延时时间到，其延时断开动断触头断开，使KM3失电，KM3的动合触头断开，同时，延时继电器的延时闭合动合触头使KM2得电，KM2的动合触头闭合，由于KM1继续得电，故当时间继电器的延

12、时时间到后，控制电路自动控制KM1、KM2得电，使电动机的定子绕组换接成形而运行。,（3）保护：,电流保护：KH、FU，同异步电动机直接启动电路。,零压（欠压）保护：同异步电动机直接启动电路。,互锁（连锁）保护：主回路要求KM2、KM3中任何时候只能有一个得电，所以在控制回路的KM2、KM3 支路中互串对方的动断辅助触头达到保护的目的。,（4） 特点：,启动过程是按时间来控制的，时间长短可由时间继电器的延时时间来控制。在控制领域中，常把用时间来控制某一过程的方法称为时间原则控制。,三相异步电动机启动控制线路,Y-启动,3）定子串电阻降压启动控制电路1,要求：启动时，电动机的定子绕组串接电阻，启

13、动接触后，电动机定子绕组直接接入电网而运行 。,（1） 主回路 当KM2的主触头闭合，KM1的主触头断开时，电动机定子绕组串接电阻后接入电网； KM1的主触头闭合，KM2的主触头处入任何状态时，电动机直接接入电网。 即主回路要求控制回路：启动时，控制KM1得电，KM2失电，当启动结束时，控制KM2得电。,（3）保护 与前相同。,当电路处于初始状态时，接触器KM1、KM2和时间继电器KT的线圈都失电，电动机脱离电网处于静止状态； 当操作者按下启动按钮SB1时，接触器KM2的线圈首先得电并自锁，其主触头闭合，电动机定子绕组串接电阻启动。在开始启动时，时间继电器KT同时开始延时； 当启动一段时间后，

14、延时继电器的延时时间到，其延时动合触头闭合，使接触器KM2的线圈得电，其动合主触头闭合，短接电阻，使电动机直接接入电网而运行。 KM2的线圈得电后，KM1的状态不影响电路的工作状态，但为了节省能源和增加电器的使用寿命，KM1和KT用KM1的动断辅助触头使其断开。,4) 定子串电阻降压启动控制电路2,主回路与电路1基本相似，不同之处在定子串电阻的回路中，同时串接电流继电器，用以检测定子电流的大小。,特点 启动过程是由电流来控制的。在电气系统中常把这种控制方式称之为电流控制原则。,上页,返回,鼠笼式电动机能耗制动控制,3. 异步电动机的制动控制电路,1) 能耗制动控制电路,制动过程是由时间继电器来

15、控制的。在电气系统中常把这种控制方式称之为时间控制原则,2) 反接制动控制电路,制动过程是由速度继电器来控制的。在电气系统中常把这种控制方式称之为速度控制原则,继电器-接触器自动控制的 基本线路,点动控制电路,多电动机的连锁控制线路,联合控制与分别控制：转换开关； 集中控制与分散控制：按钮和继电器相结合 多点控制：接线的组成原则是各启动按钮的常开触点并联而各停止按钮的常闭触点串联 顺序控制：组合机床和专用机床常用继电器程序控制线路来完成这类任务 多速异步电动机的基本控制线路 电磁铁、电磁离合器的基本控制线路,继电器-接触器自动控制的 基本线路,两电机互锁的控制线路,继电器-接触器自动控制的 基

16、本线路,联合控制与分别控制,继电器-接触器自动控制的 基本线路,集中控制与分散控制,继电器-接触器自动控制的 基本线路,双速异步电机的基本控制线路,电磁铁、电磁离合器基本控制线路,对于容量大的电磁结构，由于其电感大，时间常数大，所以，线圈通电时，过渡过程时间长，机构动作慢；而线圈断电时，电流迅速降到零，线圈要产生很高的自感电动势而被击穿，且在控制电器的触头间产生很强的电弧，使触头烧损。缩短启动的动作时间和防止断电电感储能造成的危害。YA 小容量电磁铁可用中间继电器或接触器的辅助触头控制 加快直流电磁铁启动过程的线路,电磁离合器,电磁离合器是利用表面摩擦或电磁感应来传递两个转动体转矩的执行电器。

17、摩擦片式电磁离合器，电磁粉末离合器，电磁转差率离合器等 YC是其在回路中的符号。,继电器-接触器自动控制的 基本线路,电磁铁、电磁离合器的基本控制线路,继电器-接触器自动控制的 基本线路,电磁铁、电磁离合器的基本控制线路,继电器-接触器自动控制的 基本线路,电磁离合器正反转控制线路,生产设备中常用的自动控制方法,按行程控制 按时间控制 按速度的自动控制 按电流的自动控制 行程开关,生产机械中常用的几种自动控制方法,按行程的自动控制：行程开关，机械式和电子式两种。机械式有按钮式和滑轮式。 按钮式：若机械挡块移动速度太慢，触头不能瞬时切换电路，电弧在触头上停留的时间较长，易烧坏触头。速度0.4m/

18、min。 滑轮式：快速动作的行程开关。低速度的机床工作部件上。 微动开关：行程控制的准确度高时，可采用微动开关。工作灵敏，瞬时动作，是空气式时间继电器、压力继电器等的触头 接近开关：无触点行程开关，接近开关有高频震荡型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型等,按行程控制,高频震荡型：装在运动部件上的一个金属片移近或离开振荡线圈来实现控制的。接近开关使用寿命长，操作频率高，动作迅速可靠，得到俩广泛应用。 基本线路控制,生产设备中常用的自动控制方法,行程开关符号,生产设备中常用的自动控制方法,按行程控制的基本线路 行程控制,3) 典型的龙门刨控制电路,典型的龙门刨的工作示意图,龙门刨自动控制

19、电器系统,生产设备中常用的自动控制方法,自动循环的控制 工作台的工作循环图,生产设备中常用的自动控制方法,工作台的工作循环控制图,生产设备中常用的自动控制方法,程序控控制,按时间的自动控制,时间继电器：目前用得最多的是利用阻尼（如空气阻尼、电磁阻尼等）、电子和机械的方法。时间继电器可实现从0.05s到几十小时的延时 空气式时间继电器：电磁铁、空气式和工作触头三部分组成。 原理：线圈得电，衔铁吸下，带动活塞向下运动，室外空气经由进气孔、调节螺钉逐渐进入气室，推动活塞下移，直到挡块撞及微动开关。 延迟时间：电磁铁得电到微动开关触点动作时为止。,时间继电器,通过调节螺钉，调节进气孔气隙的大小就可以调

20、节延时时间 电磁铁线圈失电后，依靠恢复弹簧复原，气室空气经由出气孔迅速排出 可以得电延时，也可失电延时 定时控制线路 按时间和行程控制无进刀切削的控制线路,生产设备中常用的自动控制方法,按时间的自动控制,生产设备中常用的自动控制方法,时间继电器的符号,生产设备中常用的自动控制方法,时间继电器比较,生产设备中常用的自动控制方法,按按时间控制 时间控制实例,生产设备中常用的自动控制方法,时间控制实例(鼠笼电机串电阻启动),生产设备中常用的自动控制方法,时间控制实例(能耗制动),生产设备中常用的自动控制方法,时间控制实例(无进刀切削控制),生产设备中常用的自动控制方法,按速度的自动控制 速度继电器,

21、N,S,按速度的自动控制,由于电动机的启动或制动时间与负载力矩的大小有关，因此，按时间方法来控制是不够准确的，需要直接测量速度信号，再用此信号控制。 速度继电器：只能反映转动的方向和反映是否停转（转还是不转）。文字符号为KS。 按速度控制的基本线路举例：反接制动,生产设备中常用的自动控制方法,速度控制的基本线路 交流异步电动机反接制动线路,按电流的自动控制,测量电流值即可反映负载或机械力的大小。电流值可以采用电流继电器、电流互感器等元件来测量。 龙门刨床（G-M组）的电动机定子串电阻启动的自动控制线路。 实际上，线绕式转子电路串电阻的启动和他激直流电动机电枢电流串电阻的启动，都可以按电流控制来

22、实现。,生产设备中常用的自动控制方法,按电流的自动控制,继电器-接触器控制线路举例,单立柱车床夹紧机构,运动要求 1 工作台不动才能移动和夹紧 2.点动、顺序为松开、移动（采用行程控制）、夹紧（保证一定夹紧力）停车 3.移动和夹紧相互连锁,继电器-接触器控制线路举例,单立柱车床横梁移动与夹紧机构 主电路,继电器-接触器控制线路举例,单立柱车床横梁移动与夹紧机构 控制电路,继电器-接触器控制线路举例,分析机床电气控制图的一般步骤： 1.全面了解机床各部件运动情况和要求； 2.了解各电气的代表符号及其作用（电气设备一览表）； 3.看懂各开关（转换QB，万能转换开关SO等）工作表； 4.分析机床电液

23、控制系统的全部控制线路。,继电器-接触器控制线路 设计简介,设计程序,绘制安装接线图,继电器-接触器控制线路 设计简介,对控制电路的基本要求 (1)应满足生产工艺所提出的要求； (2)线路简单，布局合理，电器元件选择正确 并得到充分利用； (3)操作、维修方便； (4)设有各种保护和防止发生故障的环节； (5)能长期准确、稳定、可靠地工作。 设计方法一般有两种：一种是经验设计法，另一种是逻辑分析设计法。,继电器-接触器控制线路 设计简介,设计思路和应注意的一些问题 (I)首先掌握生产机械的工艺要求工作程序和运动变化规律、执行机构的工作方式和生产机械所需要的保护。 (2) 逐一画出各运动部件或程

24、序的执行元件的控制电路。对于要记亿元件状态的电路，要加自锁环节；对于电磁阀和电磁铁等无记忆功能的元件，应利用中间继电器进行记忆。,第八章 继电器-接触器控制电路 8.4 继电器-接触器控制线路 设计简介,设计思路和应注意的一些问题 (3)根据工作程序的要求将各主令控制信号接人各对应的线路中。对于要求几个条件只要有一个条件具备时，继电器(或接触器等)线圈就有电的程序，可用几个常开触头并联： 而对于要求几个条件都具备时，线圈才有电的程序，则用几个常开触头串联； 对于要求几个条件都具备时，继电器线圈才断电的程序，用几个常闭触头并联；而对于要求几个条件只要有一个具备时，线圈就断电的程序，就用几个常闭触

25、头串联来实现控制,继电器-接触器控制线路 设计简介,设计思路和应注意的一些问题 (4)将各程序或执行元件间的连锁和互锁接人线路中。线路中可增设中间继电器来记忆输入信号或程序的状态，也可用中间继电器作输入与输出或前后程序的联系，对前后程序有时间要求的，要增设时间继电器进行控制。 (5)将手动与自动选择、点动控制、各种保护环节分别接人线路中。 (6)检查电器触头类型及数量，如不满足要求时，可用中间继电器加以扩展。,继电器-接触器控制线路 设计简介,(7)注意在一条控制线路中，不能有两个交流电器线圈串联。其次，对于大容量的直流电磁铁线圈不要与继电器的线圈直接并联，,继电器-接触器控制线路 设计简介,

26、设计思路和应注意的一些问题 (8)初步设计后，要去掉多余的线路和触头，简化线路。要考虑各元件实际接线时尽可能少用连接线，,继电器-接触器控制线路 设计简介,设计思路和应注意的一些问题 (9)初步设计的方案可能有几个，应加以比较，要选用使用电器数量少、触头数量少、经济、安全、可靠的线路。 (10)最后要进行动作校验，看是否满足工艺的要求和电力拖动对线路的要求。同时要检查线路中是否有寄生回路和竞争现象，如有寄生回路和竞争现象时，应该修改线路力n以消除。,继电器-接触器控制线路 设计简介,设计思路和应注意的一些问题,继电器-接触器控制线路 设计简介,设计思路和应注意的一些问题 (11)电路设计后应根据被控对象要求选择电器和确定动作整定值。 (12)绘制接线圈。为安装和检修方便，在各电器触头和线圈上编写文字符号，且电气原理图和接线圈上的编号应一致。最后列出电器一览表。 对于设计好了的控制线路，还应在安装后进行调试，如果发现不合理处还要进行修改，以使线路更完善。,