继电器接触器控制电路基本环节.ppt

第二章 继电器-接触器控制电路基本环节学习目的：（1）通过本章学习，使学生了解绘制电气图的 基本原则2）对电动机的启动、停止、正反转及制动控 制电路有所了解，并能设计简单的单元电路3）熟悉电动机控制电路常用的保护环节重点与难点：对电动机各种控制电路的分析继电接触器式控制是由各种有触点的继电器、接触器、行程开关、控制按钮等组成的控制电路，来实现对电力拖动系统的起动、制动、反向和调速的控制，实现对电力拖动系统的保护及生产加工自动化任何复杂的电气设备或系统都是由基本控制线路组成的本章主要介绍由继电器-接触器构成的三相笼型异步电动机基本控制环节、控制线路的安装、控制线路的故障检查以及电气控制线路的设计 第一节 电路图的基本概念及绘制电气控制系统是由电气设备及电气元件按照一定的控制要求连接而成为了表达设备电气控制系统的组成结构、工作原理及安装、调试、维修等技术要求，需要用统一的工程语言即用工程图的形式来表达，这种工程图即是电气图常用于机械设备的电气工程图有电路图、电器布置图和接线图三种电气工程图是根据国家电气制图标准，用规定的图形符号、文字符号以及规定的画法绘制一、电气图中的图形符号和文字符号电气符号包括电气设备和控制元件的图形符号和文字符号两种，这些电气符号是国家统一规定的符号。

从1990年1月1日起，所有的电气技术文件和图纸一律使用新国家标准及国际电工委员会标准（IEC）1、电气图中的图形符号用于电气图的图形符号主要由一般符号、框形符号一般符号有符号要素（一种具有确定简单意义的图形）及限定符号（是用以提供附加信号的一种加在其他符号上的符号）组成如表2-1所示为限定符号或操作符号与一般符号组成各种类型开关图形符号的例子框形符号用以表示元件、设备等组合及其功能，它是既不给出元件、设备的细节，也不考虑所有连接的一种图形符号，通常用于电气接线图中2、电气图中的文字符号文字符号分为基本文字符号、辅助符号、补充文字符号三种基本文字符号是表示电气设备、装置和元器件的类型、特性文字符号基本符号分为单字母符号和双字母符号单字母符号是按拉丁字母将各种电气设备、装置和元器件划分为23大类，每大类用一个专用单字母符号表示如K继电器、接触器，F保护器件，T变压器等双字母符号有一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，其组合形式应以单字母在前，另一个字母在后的次序列出双字母可以更详细更具体地表述电气设备、装 置和元器件等如K表示继电器，KA表示中间继电器，T表示变压器，TC表示控制变压器等。

辅助文字符号是用以表示电气设备、装置和元器件的功 能、状态和特征的，如SYN表示同步，RD表示红色等辅助文字符号也可以放在表示种类的单字母符号后面组成双字 母符号，如KT表示时间继电器为了简化文字符号，辅助符号有两个以上字母组成的，允许只采用其第一位字母进行 组合，如MS表示同步电动机辅助文字符号还可以单独使 用，如ON表示闭合补充文字符号在基本符号和辅助文字符号不够使用的情况下使用，但必须按照一定的原则进行补充：（1）国际标准中所规定的电气技术文字符号2）可以补充标准未列出的双字母符号和辅助文字符号3）应按有关电气名词术语标准或专业标准中规定的英语术语缩写而成，不能单独使用O、I3、电气图中的阿拉伯数字在电气图中除了文字符号外，还经常有阿拉伯数字和文字符号组合的符号，如“1KA”、 “2KA”、 “3KA”等表示电路中第1个继电器、第2继电器、第3继电器电路图中电气图形符号的连线处经常有阿拉伯数字，这些数字称为线号，线号是区别电路连线的重要标志电气工人在按照电路接线图接线时，必须将标有线号的套管套在对应电线上，然后再接电气设备、装置（如接线端子）或元器件的接线柱上1）阿拉伯数字与电气图形文字符号组合原则：数字可以放在电气设备、装置或元器件文字符号的前面或后面，放在前面应于文字符号大小相同，放在后面应比文字符号小一号字（作下标用）。

2）数字与文字符号组合的符号使用说明：A、主电路中该用数字与文字符号组合成的符号作为接线的标志号，辅助电路一般只用数字作为接线的标志号B、在主电路中，同一条走向的接线线号文字符号不变，数字要变C、在辅助电路中用数字表示接线标志时，主要元器件靠近电源的一侧用偶数，另一侧用奇数D、电路图中的同一根线两端标相同线号二、电路图电路图也称电气原理图，是为了便于阅读和分析控制线路，根据简单清晰的原则，采用国家统一规定的电器图形符号和文字符号来代表电机、电器及元件，根据生产机械对控制的要求和各电器的动作原理，用线条代表导线连接起来，表示他们之间的联系，而不考虑电路各电器的实际安装位置和安装连线，也不反映电气元件的大小通过电路图，可详细地了解电路、设备电气控制系统的组成和工作原理，并可在测试和故障寻找时提供足够的信息，同时电路图也是编制接线图的重要依据 电路图的绘制应遵循以下原则:1、电路绘制电路图中，一般主电路和控制电路分为两部分画出主电路是设备的驱动电路，在控制电路的控制下，根据控制要求有电源向用电设备供电控制电路由接触器和继电器线圈、各种电器的动合、动断触点组合构成控制逻辑，实现控制功能主电路、控制电路和其它辅助的信号照明电路、保护电路一起构成电气控制系统。

电路图可以水平布置或者垂直布置；主电路用粗实线画出，画在图纸的左边或上面；控制电路及其它电路用细实线画出，画在图纸的右边或下面2、元器件绘制和器件状态电路图中所有电器元件不画实际外形，而采用国家标准规定的图形符号和文字符号表示，同一电器的各个部件可根据需要画在不同的地方，但必须用相同的文字符号标注电路图中的所有电器元件的可动部分通常表示在电器非激励或不工作的状态和位置，其中常见的器件状态有：线圈处于非激励状态；短路器和隔离开关在断开位置；零位操作的手动控制开关位置在零位状态，不带零位操作的手动控制开关位置在图中规定的位置；机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态；保护类元件处在设备正常工作状态，特殊情况正在图样上说明3、图区和触点位置索引工程图样通常采用分区的方式建立坐标，以便于阅读查找，电路图常常用在图的下方沿横坐标方向划分的方式，并用数字标明图区，同时在图的上方沿横坐标方向划区，分别标明该区电路的功能在较复杂的电路图中，对元件的相关位置都采用符号位置的索引，索引代号的组成如下：继电器和接触器的触点位置采用附图的方式表示，附图可在电路图中相应线圈的下方，标出各个触点所在位置图号页次图区行号图区列号图幅分区：对各种幅面的图纸进行分区表示电气图中各个 组成部分在图上的位置，便于直观反映绘图的范围及确定 相互之间的关系。

分区数一般为偶数，每一分区的长度为25~75mm，分区 在水平和垂直两个方向的长度可以不同；分区的编号，水平方向用阿拉伯数字，垂直方向用大写英 文字母编号从图纸的左上角开始，分区代号用行与列两个编 号组合而成 4、电路图中技术数据的表注电路图中元器件的数据和型号，一般在元件明细表中标明外，还可以用小号字体标注在电器代号的下面或旁边三、电器元件布置图电器元件布置图主要用来表明各种电器设备在机械设备上和电气柜中的实际安装位置，为机械电气控制设备的制造、安装和维修提供必要的资料各电器元件的安装位置是由机床的结构和工作要求决定，图中各电器的文字符号应有关电路图中的电器元件的文字符号相同四、电气安装接线图电气安装接线图就是用规定的图形符号和文字符号，按电器的实际相对位置画出的实际接线图，它是进行配线、实际安装、接线及检查维修的依据和准则注意以下几点：（1）清楚表达各电器元件位置和之间的电气连接，同一电器的不同部分画在一起2）符号及连线顺序必须与电路图一致3）不在同一个控制箱或配电屏上的电器元件之间导线必须通过接线端子4）分支必须从接线端子引出，每个端子引两根线5）应详细表明导线的截面积、根数及颜色，以及穿管的型号规格，而具体的穿管走线由施工者根据经验选择最佳走线方式。

第二节 异步电动机的直接起动与正反转控制电路一、异步电动机直接起动控制电路1、控制电路图1、控制电路图三相笼型异步电动机单向全压启动控制线路主电路由刀开关QS、熔断器FU1、接触器KM的主触点、热继电器FR的热元件和电动机M构成控制线路由热继电器FR的常闭触点、停止按钮SB1、启动按钮SB2、接触器KM常开触点以及它的线圈组成这是最基本的电动机控制线路 2、工作原理起动时，合上刀开关QS，主电路引人三相电源按下启动按钮SB2，接触器KM线圈通电，其常开主触点闭合，电动机接通电源开始全压启动，同时接触器KM的辅助常开触点闭合，使接触器KM线圈有两条通电路径这样当松开启动按钮SB2后，接触器KM线圈仍能通过其辅助触点通电并保持吸合状态这种依靠接触器本身辅助触点使其线圈保持通电的现象称为自锁起自锁作用的触点称为自锁触点 要使电动机停止运转，按停止按钮SB1，接触器KM线圈失电，则其主触点断开切断电动机三相电源，电动机M自动停车，同时接触器KM自锁触点也断开，控制回路解除自锁松开停止按钮SB1，控制电路又回到启动前的状态 3、控制线路的保护环节（1）短路保护当控制线路发生短路故障时，控制线路应能迅速切除电源，熔断器FU1是作为主电路短路保护用的，但它达不到过载保护的目的。

（2）过载保护当过载时间比较长时，热继电器动作，常闭触点FR断开，接触器KM线圈失电，主触点KM断开主电路，电动机停止运转，实现了电动机的过载保护 （3）欠压和失压保护防止电源电压恢复时电动机自启动的保护也叫零电压保护在电动机正常运行时，电源电压过分降低会引起电动机转速下降和转矩降低，若负载转矩不变，使电流过大，造成电动 机停转和损坏电机由于电源电压过分降低可能会引起一些电 器释放，造成电路不正常工作，可能会产生事故因此需要在 电源电压下降达到最小允许的电压值时将电动机电源切除，这 样的保护称为欠电压保护依靠接触器本身实现欠压和失压保 护当电源电压低到一定程度或失电时，接触器KM的电磁吸力小于弹簧的反作用力，电磁机构会释放，主触点把主电源断 开，电动机停止运转这时如果电源恢复，由于控制电路失去 自锁，电动机不会自行启动只有操作人员再次按下启动按钮 SB2，电动机才会重新启动 二、电动机正反转控制电路各种生产机械常常要求具有上下、左右、前后等相反方向的运动，如机床工作台的往复运动，就要求电动机能可逆运行由电动机原理可知，三相异步电动机的三相电源进线中任意两相对调，电动机即可反向运转因此可借助正反向接触器改变定子绕组相序 来实现正反向工作 三、自动往返控制电路第三节 异步电动机减压控制较大容量的笼型异步电动机（大于10kW）直接启动时，电流为其标称额定电流的4～7倍，启动电流较大，会对电网产生巨大冲击，所以一般都采用降压方式来启动。

即启动时降低加在电动机定子绕组上的电压，启动后再将电压恢复到额定值，使之在正常电压下运行因电枢电流和电压成正比，所以降低电压可以减小启动电流，防止在电路中产生过大的电压降，减少对线路电压的影响 1、星形-三角形降压起动控制线路 正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机，可采用星形-三角形降压起动来限制启动电流因功率在4kW以上的三相笼型异步电动机均为三角形接法，因此都可以采用星形-三角形降压启动方式启动时将电动机定子绕组接成星形，加到电动机的每相绕组上的电压为额定值 的1/ ，从而减小了启动电流对电网的影响当转速接近额定转速时，定子绕组改接成三角形，使电动机在额定电 压下正常运转 2、自耦变压器降压启动控制线路 在自藕变压器降压启动的控制线路中，电动机启动电流的限制是靠自耦变压器降压来实现的线路的设计思想也是采用时间继电器完成电动机由启动到正常运行的自动切换启动时串入自藕变压器，启动结束时自 动将其切除 第四节 异步电动机的制动控制电路三相异步电动机从切除电源到完全停止旋转，由于惯性的作用，要经过一段时间，这往往不能。