第7章 继电器—接触器基本控制环节 电子课件 中职电机拖动与电控技术（第3版）.ppt

第7章 继电器接触器基本控制环节 电子课件 中职 高教版 电机拖动与电控技术（第3版）第7 章 继电器接触器基本控制环节电子教案电机拖动与电控技术（第2版）27.1 电气图形符号和文字符号 电气图是一种工程图，是用来描述电气控制设备结构、工作原理和技术要求的图纸，需要用统一的工程语言的形式来表达，这个统一的工程语言应根据国家电气制图标准，用标准的图形符号、文字符号及规定的画法绘制。7.1.1 电气图中的图形符号 图形符号通常是指用于图样或其他文件表示一个设备或概念的图形、标记或字符。图形符号由符号要素、限定符号、一般符号以及常用的非电气操作控制的动作（如机械控制符号等），根据不同的具体器件情况构成。3 1符号要素 符号要素是一种具有确定意义的简单图形，必须同其他图形组合才能构成一个设备或概念的完整符号。2一般符号 一般符号是用于表示同一类产品和此类产品特性的一种很简单的符号，它们是各类元器件的基本符号。3限定符号 限定符号是用以提供附加信息的一种加在其他符号上的符号。限定符号一般不能单独使用。一般符号有时也可以作为限定符号使用。4 4使用图形符号的几点注意 所有符号均应按无电压、无外力作用的正常状态示出。在图形符号中，某些设备元件有多个图形符号，应该尽可能选用优选形。在能够表达其含义的情况下，尽可能采用最简单形式；在同一图号的图中使用时，应采用同一形式；图形符号的大小和线条的粗细应基本一致。为适应不同需求，可将图形符号根据需要放大和缩小，但各符号相互间的比例应该保持不变。图形符号绘制时方位不是强制的。图形符号中导线符号可以用不同宽度的线条表示。5 7.1.2 电气图中的文字符号 电气图中的文字符号是用于标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征的。电气技术中的文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。1 基本文字符号（1）单字母符号 单字母符号是用拉丁字母将各种电器设备、装置和元器件划分为23大类，每一个大类用一个字母表示。（2）双字母符号 双字母符号是由一个表示种类的单字母与另一字母组成的，并且单字母在前，另一字母在后。2辅助文字符号 辅助文字符号是用以表示电气设备、装置和元器件以及线路的功能、状态和特征的，通常也是由英文单词的前一两个字母构成。辅助文字符号一般放在单字母文字符号后面，构成组合双字母符号。6 7.2 电气图的分类与作用 7.2.1 电气原理图 电气原理图是说明电气设备工作原理的线路图。图7.1为笼型异步电动机控制电气原理图。在阅读和绘制电气原理图时应注意以下几点。电气原理图应按功能来组合，同一功能的电气相关元件应画在一起。电路应按动作顺序和信号流程自上而下或自左向右排列。电气控制原理图分为主电路和控制电路。电气符号和文字符号必须按标准绘制和标注，同一电器的所有元件必须用同一文字符号标注。电器应该是未通电或未动作的状态，二进制逻辑元件应是置零的状态，机械开关应是循环开始的状态，即按电路“常态”画出。7图7.1 笼型异步电动机控制电气原理图 8 7.2.2 电气安装图 电气设备安装图表示各种电气设备在机械设备和电气控制柜中的实际安装位置。它提供电气设备各个单元的布局和安装工作所需数据的图样。图7.2为笼型异步电动机控制线路安装图。在阅读和绘制电气安装图时应注意以下几点。按电气原理图要求，应将动力、控制和信号电路分开布置。电气控制柜中各元件之间、上下左右之间的连线应保持一定间距，并且应考虑器件的发热和散热因素，以及便于布线、接线和检修。给出部分元器件型号和参数。图中的文字代号应与电气原理图、电气互连图和电气设备清单一致。9图7.2 笼型异步电动机控制线路安装图 10 7.2.3 电气互连图 电气互连图是用来表明电气设备各单元之间的接线关系的，一般不包括单元内部的连接，着重表明电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接。图7.3为笼型异步电动机控制线路电气互连图。电气互连图在阅读和绘制电气互连图时应注意以下几点。电气互连图应能正确表示各电器元件的互相连接关系及要求，给出电气设备外部接线所需数据。不在同一控制柜和同一配电屏上的各电气元件的连接，必须经过接线端子板进行。图中文字代号及接线端子板编号，应与原理图相一致。电气设备的外部连接应标明电源的引入点。11图7.3 笼型异步电动机控制线路电气互连图 12 7.3 点动与长动控制 7.3.1 点动控制线路 点动控制线路如图7.4所示。点动控制线路的工作原理为：合上刀开关QS后，因没有按下点动按钮SB，接触器KM线圈没有得电，KM的主触点断开，电动机M不得电所以没有启动。按下点动按钮SB后，控制电路中接触器KM线圈得电，其主回路中的动合触点闭合，电动机得电运行。松开按钮SB，按钮在复位弹簧的作用下自动复位，断开控制电路KM线圈，主电路中KM触点恢复原来的断开状态，电动机停止转动。13图7.4 点动控制线路 14 控制过程也可以用符号来表示，其方法规定为：各种电器在没有外力作用时或未通电的状态记做“”，电器在受到外力作用时或通电的状态记做“+”，并将它们的相互关系用线段“”表示，线段左边的符号表示原因，线段右边的符号表示结果，自锁状态用在接触器符号右下角写“自”表示。那么，三相异步电动机直接启动控制电路的控制过程就可表示如下。启动过程：SB KM M（启动）停止过程：SB KM M（停止）其中，SB 表示按下；SB 松开。15 7.3.2 长动控制线路 利用接触器本身的动合触点来保证长动控制的线路如图7.5所示。图7.5长动控制线路的工作原理如下。合上刀开关QS。启动：SB2 KM M（启动）停止过程：SB1 KM M（停止）其中，SB表示先按下，后松开；KM 表示“自锁”。在具有接触器自锁的控制线路中，还具有对电动机失压和欠压保护的功能。16图7.5 接触器自锁长动控制线路 17 1失压保护（零压保护）失压保护也称为零压保护。在具有自锁的控制线路中，一旦发生断电，自锁触点就会断开，接触器KM线圈就会断电，不重新按下启动按钮SB2，电动机将无法自动启动。2欠压保护 在具有接触器自锁的控制电路中，控制电路接通后，若电源电压下降到一定值（一般降低到额定值的85%以下）时，会因接触器线圈产生的磁通减弱，电磁吸力减弱，动铁心在反作用弹簧作用下释放，自锁触点断开，而失去自锁作用，同时主触点断开，电动机停转，达到欠压保护的目的。图7.5所示电路中串入的热继电器FR，其作用是过载保护。18 电动机过载时，过载电流将使热继电器中的双金属片弯曲动作，使串联在控制电路的动断触点断开，从而切断接触器KM线圈的电路，主触点断开，电动机脱离电源停转。7.3.3 长动与点动控制线路 1利用开关控制的长动和点动控制电路 图7.6所示是利用开关SA控制的既能长动又能点动的控制电路。图中SA为选择开关，当SA断开时，按SB2为点动操作；当SA闭合时，按SB2为长动操作。图7.6电路的工作原理如下。点动（SA断开）：SB2KM M（运转）SB2KM M（停车）长动（SA闭合）：SB2 KMM（运转）SB1 KM M（停车）19图7.6 利用开关控制的长动和点动控制线路 20 2利用复合按钮控制的长动和点动控制线路 图7.7所示为利用复合按钮控制的既能长动又能点动的控制线路。图中图7.7 利用复合按钮控制的长动和点动控制线路SB2为 长动按钮，SB3为 点动按钮，注 意 SB3使用了动合、动断各一对触点。21 图7.7电路的工作原理如下。长动：SB2 KM M（运转）点动：SB3 KM M（运转、停车）3利用中间继电器控制的长动和点动控制线路 图7.8所示为利用中间继电器控制的既能长动又能点动的控制线路，图中KA为中间继电器。图7.8电路的工作原理如下。长动：SB2 KA KM M（运转）点动：SB3 KMM（运转、停车）22 7.4 正、反转控制 1接触器互锁正、反转控制线路 图7.9所示为接触器互锁正、反转控制线路，KM1为正转接触器，KM2为反转接触器。显然，KM1和KM2两组主触点不能同时闭合，否则会引起电源短路。控制电路中，正、反转接触器KM1和KM2线圈支路都分别串联了对方的动断触点，任何一个接触器接通的条件是另一个接触器必须处于断电释放的状态。两个接触器之间的这种相互关系称为“互锁”（连锁），互锁是依靠电气元件电气的方法来实现的，所以也称为电气互锁。23 图7.9 接触器互锁正、反转控制线路 24 图7.9接触器互锁正、反转控制电路的工作原理如下。正转：SB2KM1 M（正转）KM2（互锁）停止：SB1KM1M（停车）反转：SB3KM2 M（反转）KM1（互锁）25 2按钮互锁正、反转控制线路 按钮互锁正、反转控制线路如图7.10所示。控制电路中使用了复合按钮SB2、SB3。在电路中将动断触点接入对方线圈支路中，这样只要按下按钮，就自然切断了对方线圈支路，从而实现互锁。这种互锁是利用按钮这种机械的方法来实现的，为了区别与接触器触点的互锁（电气互锁），称其为机械互锁。正转：SB2KM2（互锁）反转：SB3KM1（互锁）M（停车）KM1 M（正转）KM2 M（反转）图7.10所示线路的工作原理可表达如下。26 图7.10 按钮互锁正、反转控制线路 27 3双重互锁正、反转控制线路 图7.11为双重互锁正、反转控制线路，也称为防止相间短路的正、反转控制线路。由于这种线路结构完善，所以常将它们用金属外壳封装起来，制成成品直接供给用户使用，其名称为可逆磁力启动器，所谓可逆是指它可以控制正、反转。28图7.11 双重互锁正、反转控制线路 297.5 位置控制1限位断电控制线路限位断电控制线路如图7.12所示，运动部件在电动机拖动下，到达预先指定点即自动断电停车。该电路工作原理如下。SBKMM（启动）S SQ KM M（停车）式中，S是指运动一段距离，达到指定位置。30 图7.12 限位断电控制线路 31 2限位通电控制线路 限位通电控制线路如图7.13所示。这种控制是运动部件在电动机拖动下，达到预先指定的地点后能够自动接通的控制电路。其中图7.13（a）为限位图7.13 限位通电控制线路通电的点动控制线路，图7.13（b）为限位通电的长动控制线路。电路工作原理为：电动机拖动生产机械运动到指定位置时，撞块压下行程开关SQ，使接触器KM线圈得电，而产生新的控制操作，如加速、返回、延时后停车等。32 3自动往复循环控制线路 图7.14所示为自动往复循环控制线路及工作示意图，图中工作台在行程开关SQ1和SQ2之间自动往复运动。自动往复循环控制线路的工作原理如下。KM1 SB2KM1 M（正转）S SQ1 KM M（停车）KM 2（互锁）KM2 M（反转）S SQ2KM2KM 1（互锁）33图7.14 自动往复循环控制线路 34 4正、反转限位控制线路 图7.15所示为正、反转限位控制线路。按下正转按钮SB2，接触器KM1线圈得电，电动机正转，运动部件向前或向上运动。当运动部件运动到预定位置时，装在运动部件上的挡块碰压行程开关或接近开关接收到信号，使其动断触点SQ1断开，接触器KM1线圈失电，电动机断电、停转。这时再按正转按钮已没有作用。若按下反转按钮SB3，则KM2得电，电动机反转，运动部件向后或向下运动到挡块碰压行程开关或接近开关，接收到信号，使其动断触点SQ2断开，电动机停转。若要在运动途中停车，应按下停车按钮SB1。35图7.15 正、反转限位控制线路 36 5 自动循环控制电路（1）行程开关的自动循环控制电路自动往返控制电路如图7.16所示，与图7.15不同的是，它采用了具有动合、动断触点的行程开关（或接近开关）SQ1和SQ2，其动合触点并联在反方向控制电路中的启动按钮上。这样，运动部件向前方运动到预定位置时，就压迫行程开关或接近开关SQ1，使其动断触点断开，该方向的接触器KM1断开，而其动合触点SQ1闭合，使KM2有电，接入电动机的电源相序改变，电动机反转，使运行部件后退；同样，当运动部件后退到预定位置时，其挡板就压迫行程开关或接近开关SQ2，使其动断触点断开，接触器KM2断电，同时SQ2的动合触点闭合，又提供KM1的通路，使KM1有电，其主触点闭合，电动机又开始正转，运动部件又向前运动就这样不断进行前进、后退运动，当按下停车按钮SB1时才停车。37图7.16 自动往返控制电路 38（2）多台电动机自动循环控制电路 图7.17是由两台动力部件构成的机床及其工作自动循环的控制电路图，（a）是机床运行简图及工作循环图，SB2、SQ2、SQ4、SQ1和SQ3是状态变换的条件。按下SB2按钮，由于动力头没有压下SQ2，所以动断触点仍处于闭合位置，使KM1线圈得电，动力头拖动电动机M1正转，动力头向前运行。当动力头运行到终点压下限位开关SQ2时，其动断触点断开，使KM1失电，而动合触点闭合，使KM2得电，动力头拖动电动机M2正转运行，动力头向前运行。当动力头运行到终点时，压迫SQ4，其动断触点断开，使KM2失电，动力头停止向前运行。而SQ4的动合触点闭合，使得KM3、KM4得电，动力头和的电动机同时反转，动力头均向后退。当动力头和均到达原始位置时，SQ1和SQ3的动断触点断开，使KM3、KM4失电，停止后退；同时它们的动合触点闭合，使得KM1又得电，新的循环开始。39图7.17 由两台动力部件构成的机床及其自动循环控制电路 40 7.6 顺序和多点控制 7.6.1 顺序控制线路 图7.18所示为顺序控制线路。接触器KM1和KM2分别控制两台电动机M1和M2，并且只有在M1电动机启动后，M2电动机才能启动。图7.18（a）所示控制线路中，M1和M2同时停止。图7.18（b）所示控制线路中，除了具有图7.18（a）的功能外，电动机M1和M2可以单独停止。图7.18（c）所示控制线路中，电动机M2停止后M1才能停止。图7.19（a）所示的两台电动机，必须M1先启动运行后，M2才允许启动。按下SB2，KM1有电，M1启动运行，同时KM1串在KM2线圈回路中的动合触点闭合，为KM2线圈得电作准备。当M1运行后，按下SB4，KM2得电，其主触头闭合，M2启动运行。当按下SB3时，KM2断电，M2停车。而按下SB1时，两个接触器KM1、KM2同时断电，M1和M2同时停车。41图7.18 顺序控制线路 42图7.19 多台电动机顺序控制线路 43 图7.19（b）是两台电动机自动延时启动电路。当按下SB2时，KM1得电，M1启动运行，同时KT时间继电器得电，延时闭合，使KM2线圈回路接通，其主触头闭合，M2启动运行。若按下停车按钮SB1，则两台电动机同时停车。图7.19（c）是一台电动机先启动运行、然后才允许另一台电动机启动运行，并且具有点动功能的电路。当按下SB2时，KM1得电，M1启动运行。这时按下SB4，使KM2有电，M2启动，连续运行。若此时按下SB5，M2就变为点动运行，因为SB5的动断触点断开了KM2的自锁回路。44 7.6.2 多点控制线路 图7.20为多点控制的长动线路，启动按钮是SB3、SB4，停止按钮是SB1、SB2。启动按钮全部并联在自锁触点两端，按下任何一个都可以启动电动机。停止按钮全部串联在接触器线圈电路，按下任何一个都可以停止电动机的工作。图7.20 多点控制的长动线路 457.7 时间控制1通电型时间继电器控制线路图7.21所示为通电型时间继电器控制线路。线路工作原理为：SB2KA KT S KM 图7.21 通电型时间继电器控制线路 46 2断电型时间继电器控制线路 图7.22所示为断电型时间继电器控制线路。图中，时间继电器KT为断电型时间继电器，其动合延时断开触点在KT线圈得电时立即闭合，KT线圈断电时，经延时后该触点断开。线路工作原理为：SB2KAKT KM SB1KA KT t KM 47 图7.23是按时间控制的自动循环控制线路。当控制开关SA置于间歇运行位置时，开始时刻KM得电，使电动机启动运行，同时时间继电器KT1有电。当KTl延时时间到时，其动合触点闭合，使中间继电器KA、时间继电器KT2得电，KA的动断触点断开，使KM失电，电动机停止运行。当KT2的延时时间（间歇时间）到时，其动断触点断开，使KA失电。KA的动合触点断开，使KT2失电；KA的动断触点闭合，使KM又得电，电动机启动运行，系统进入循环过程。48图7.22 断电型时间继电器控制线路 图7.23 按时间控制的自动循环控制线路 49