第8章繼電接觸器控制系統(tǒng)8.1常用控制電器8.2三相異步電動機(jī)控制線路本章要求：1.了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途。2.掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。3.掌握過載、短路和失壓保護(hù)的作用和方法。4.掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過程。能讀懂簡單的控制電路原理圖、能設(shè)計(jì)簡單的控制電路。第8章繼電接觸器控制系統(tǒng)應(yīng)用電動機(jī)拖動生產(chǎn)機(jī)械，稱為電力拖動。利用繼電器、接觸器實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)和生產(chǎn)設(shè)備的控制和保護(hù)，稱為繼電接觸控制。本章主要介紹幾種常用的低壓電器，基本的控制環(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié)的典型線路。實(shí)現(xiàn)繼電接觸控制的電氣設(shè)備，統(tǒng)稱為

控制電器，如閘刀、按鈕、繼電器、接觸器等。下面介紹常用控制電器的用途及電工表示符號。第8章繼電接觸控制系統(tǒng)

繼電接觸器控制線路是由一些基本控制環(huán)節(jié)組成，下面介紹繼電接觸控制線路的繪制。在電工技術(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖，它

不考慮電器的結(jié)構(gòu)和實(shí)際位置，而突出的是電氣原理?？刂齐娖魇謩与娖髯詣与娖鞯堕_關(guān)組合開關(guān)按鈕……接觸器繼電器行程開關(guān)……8.1常用控制電器由操作人員手動操縱按照指令、信號、或某個物理量的變化而自動動作8.1.1閘刀開關(guān)三極開關(guān)（或三刀開關(guān)）控制對象：380V，5.5kW以下小電機(jī)。刀開關(guān)額定電流值選擇：（3~5）倍異步電機(jī)額定電流。（考慮到電機(jī)較大的起動電流)電氣圖形符號適用：不頻繁接通和斷開的電路。（2）這種開關(guān)適用于不頻繁接通和斷開電路。圖形符號8.1.2組合開關(guān)控制對象：<380V，<60A電力負(fù)載。作一般照明、電熱等回路控制開關(guān)，

也可作分支線路配電開關(guān)，以及適用

于機(jī)床設(shè)備的電源引入開關(guān)。注意：

（1）因這種開關(guān)易被電弧燒壞，故不宜帶重載接通或分?jǐn)嚯娐?。組合開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

組合開關(guān)組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，由數(shù)層動、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動觸點(diǎn)裝在轉(zhuǎn)軸上，用手柄轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸使動觸片與靜觸片接通與斷開?？蓪?shí)現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換開關(guān)中的彈簧可使動、靜觸片快速斷開，利于熄滅電弧。但轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，電流100A以下的電路中做電源開關(guān)。M3~圖1用組合開關(guān)起停電動機(jī)的接線圖低壓斷路器工作原理圖

低壓斷路器的三主、副觸頭串聯(lián)在被保護(hù)的三相主電路中，因鎖鉤鉤住彈簧，使主觸頭保持閉合狀態(tài)。當(dāng)線路正常工作時，過流脫扣器中電磁吸力不足吸合銜鐵。若線路發(fā)生短路或有較大過電流時，過流脫扣器中電磁吸力增大，銜鐵吸合，撞擊杠桿，把鎖鉤頂上去，在釋放彈簧的作用下斷開主觸頭，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。若遇線路電壓下降或失去電壓時，欠電壓脫扣器吸力減小或失去吸力，銜鐵被彈簧拉開，撞擊杠桿，把搭鉤頂開，切斷主觸頭，實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)。

工作原理8.1.3自動空氣開關(guān)（斷路器）熔斷器簡稱保險絲，是最簡單有效的短路保護(hù)裝置。

熔斷器中的熔絲和熔片是用易熔合金制成的，當(dāng)流過熔體的電流大于它的

整定值時，熔體立刻熔斷，切斷電源，起到保護(hù)作用。8.1.4熔斷器電氣圖形符號符號FU熔斷器額定電流IF的選擇(1)電燈、電爐等電阻性負(fù)載IF>IL(3)頻繁起動的電機(jī)(2)單臺電機(jī)用于低壓線路中的短路保護(hù)。常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。熔斷器熔體

選用的原則：結(jié)構(gòu)原理圖及圖符號控制按鈕結(jié)構(gòu)：由按鈕帽、復(fù)位彈簧橋式觸點(diǎn)和外殼構(gòu)成。

動觸點(diǎn)和上面的靜觸點(diǎn)組成常閉；和下面的靜觸點(diǎn)組成常開。按下按鈕，常閉觸點(diǎn)斷開、常開觸點(diǎn)閉合；松開按鈕，在彈簧作用下各觸點(diǎn)恢復(fù)原態(tài)。8.1.5控制按鈕控制按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛的主令電器。按鈕(手動切換電器)(b)結(jié)構(gòu)按鈕常用于接通和斷開控制電路。按鈕的外形圖和結(jié)構(gòu)如圖所示。按鈕開關(guān)的外形和符號(a)外形圖常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜觸頭常開靜觸頭外殼4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復(fù)合按鈕1234123按鈕帽動畫結(jié)構(gòu)原理圖及圖形符號工作原理：當(dāng)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的擋鐵壓到位置開關(guān)的滾輪上時，轉(zhuǎn)動

杠桿連同轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，凸輪撞動撞塊使得常閉觸點(diǎn)斷開，常

開觸點(diǎn)閉合；擋鐵移開后，復(fù)位彈簧使其復(fù)位。8.1.6行程開關(guān)（位置開關(guān)）位置開關(guān)又稱行程開關(guān)或限位開關(guān)，其作用是將機(jī)械位移轉(zhuǎn)

換成電信號，使電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變，即按一定行程自動停車、反轉(zhuǎn)、變速或循環(huán)。8.1.7交流接觸器作用：用來接通或斷開電動機(jī)或其他設(shè)備的主電路。結(jié)構(gòu)：主要由電磁鐵和觸點(diǎn)兩部分組成。

觸點(diǎn)又可分為主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點(diǎn)數(shù)目等電氣圖形符號如CJ10系列：主觸點(diǎn)額定電流5、10、20、40、75、120A等數(shù)種；勵磁繞組額定工作電壓通常是220V或380V。（屬同一器件的線圈和

觸點(diǎn)用相同的文字表示。）觸頭系統(tǒng)電磁系統(tǒng)接觸器結(jié)構(gòu)組成及作用：交流接觸器結(jié)構(gòu)原理圖鐵芯、銜鐵通電線圈三對主觸頭：控制主電路的通、斷.兩對輔助常開觸頭、兩對輔助常閉觸頭：自鎖和互鎖交流接觸器產(chǎn)品外形圖接觸器主觸點(diǎn)－用于主電路(流過的電流大，需加滅弧裝置）接觸器輔助觸點(diǎn)－用于控制電路（流過的電流小，無需加滅弧裝置）接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器。線圈輔助觸點(diǎn)鐵心銜鐵主觸點(diǎn)常閉常開彈簧動作過程：線圈通電銜鐵被吸合觸點(diǎn)閉合接通電源8.1.8繼電器

繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在

于，接觸器的主觸點(diǎn)可以通過大電流，而繼電器的觸點(diǎn)只能通過小電流。中間繼電器熱繼電器（做過載保護(hù)）時間繼電器（具有延時功能）速度繼電器…...繼電器類型：

作用：繼電器用來傳遞信號或用于同時控制多個電路。中間繼電器觸頭容量小，觸點(diǎn)數(shù)目多，用于控制線路。1.中間繼電器電氣圖形符號作用：電動機(jī)的過載保護(hù)。2.熱繼電器電氣圖形符號注：(1)圖形符號中，虛線表示執(zhí)行操作。

突起加虛線表示熱執(zhí)行器操作。(2)屬同一器件的線圈和觸點(diǎn)用相同的文字表示。圖形符號：新國標(biāo)準(zhǔn)符號舊國標(biāo)準(zhǔn)符號

發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長時間過載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理來切斷電路以保護(hù)電器的設(shè)備。結(jié)構(gòu)原理圖2.工作原理：1.結(jié)構(gòu)：時間繼電器的觸點(diǎn)動作：是從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過一段時間延時后才動作的繼電器。適用于：定時控制。3.時間繼電器晶體管

時間繼電器數(shù)字顯示

時間繼電器空氣式

時間繼電器線圈通電銜鐵吸合（向下）連桿動作觸點(diǎn)動作結(jié)構(gòu)原理圖通電延時：當(dāng)線圈通電時觸點(diǎn)延時動作，線圈斷電時使觸點(diǎn)瞬時復(fù)位；斷電延時：線圈斷電時使觸點(diǎn)延時復(fù)位，線圈通電時使觸點(diǎn)瞬時動作。時間繼電器是電路中控制動作時間的設(shè)備。它利用電磁原理來實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)的延時接通和斷開。空氣式時間繼電器時間繼電器觸頭類型1.按國家規(guī)定的電工圖形符號和文字符號畫圖。2.控制線路由主電路(被控制負(fù)載所在電路)和控制電路(控制主電路狀態(tài))組成。3.

屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和觸點(diǎn))按其功能和所接電路的不同分別畫在不同的電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號。4.所有電器的圖形符號均按無電壓、無外力作用下的正常狀態(tài)畫出，即按通電前的狀態(tài)繪制。5.

與電路無關(guān)的部件(如鐵心、支架、彈簧等)在控制電路中不畫出。電器自動控制原理圖的繪制原則及讀圖方法：常用控制電器的圖形符號中間繼電器

行程開關(guān)分析和設(shè)計(jì)控制電路時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：使控制電路簡單，電器元件少，而且工作又要準(zhǔn)確可靠(2)盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一個電器的控制電路。(3)必須保證每個線圈加額定電壓工作，不能將兩個

電壓線圈串聯(lián)。8.2三相異步電動機(jī)的基本控制電路8.2.1點(diǎn)動控制和單向自鎖運(yùn)行控制8.2.3.正、反轉(zhuǎn)控制8.2.4.行程控制8.2.2.多地控制和順序控制8.2.5.時間控制8.2.1點(diǎn)動控制和單向自鎖運(yùn)行控制1.點(diǎn)動控制電路控制電路主電路三相電源點(diǎn)動按鈕按下點(diǎn)動按鈕（SB）→線圈（KM）通電→主觸頭（KM）閉合→電機(jī)轉(zhuǎn)動；

松開點(diǎn)動按鈕（SB）→線圈（KM）斷電→主觸頭（KM）打開→電機(jī)停轉(zhuǎn)。

動作過程1.點(diǎn)動控制電路控制過程控制電路主電路2.電動機(jī)單向自鎖運(yùn)行控制電路按下啟動按鈕（SB2）→線圈（KM）通電→KM

主觸頭閉合，輔助常開閉合自鎖→電動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；按下停止按鈕（SB1）→線圈（KM）斷電→KM主觸頭與輔助觸頭均打開→電動機(jī)停轉(zhuǎn)。

停止按鈕起動按鈕自保持自鎖電動機(jī)單向自鎖連續(xù)運(yùn)行加過載保護(hù)控制電路主電路控制電路熱繼電器常閉觸頭熱繼電器發(fā)熱元件電流成回路，發(fā)熱元件

只要接兩相也可以直接起動控制電路原理圖控制電路中連接點(diǎn)編號：

接觸器線圈左側(cè)為單號，右側(cè)為雙號。主電路控制電路(1)電路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..保險絲熱繼電器發(fā)熱元件開關(guān)接觸器主觸點(diǎn)起動按鈕停止按鈕接觸器線圈接觸器輔助觸點(diǎn)熱繼電器動斷觸點(diǎn)動畫(b)原理圖控制電路一、直接起動電動機(jī)的保護(hù)SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..熱繼電器過載保護(hù)保險絲短路保護(hù)接觸器零壓、欠壓保護(hù)熱繼電器動斷觸點(diǎn)主電路控制電路電動機(jī)的保護(hù)

短路保護(hù)是因短路電流會引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強(qiáng)大的電動力，使電動機(jī)和電器設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通常采用熔斷器FU和過流繼電器等。

欠壓是指電動機(jī)工作時，引起電流增加甚至使電動機(jī)停轉(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動機(jī)停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時，電動機(jī)可能自動重新起動(亦稱自起動)，易造成人身或設(shè)備故障。常用的失壓和欠壓保護(hù)有：對接觸器實(shí)行自鎖；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護(hù)。

過載保護(hù)是為防止三相電動機(jī)在運(yùn)行中電流超過額定值而設(shè)置的保護(hù)。常采用熱繼電器FR保護(hù)，也可采用自動開關(guān)和電流繼電器保護(hù)。KMFRKM..KMSB1SB2..控制電路合上開關(guān)Q起動(2)控制原理KM輔助觸點(diǎn)閉合自鎖。按下起動按鈕SB2

,KM線圈通電，KM主觸點(diǎn)閉合，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。通電轉(zhuǎn)動KM主電路FR3~MFUQQ動畫合上開關(guān)Q(2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制電路KM輔助觸點(diǎn)閉合自鎖。按下起動按鈕SB2

,KM線圈通電，KM主觸點(diǎn)閉合，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。通電起動KM轉(zhuǎn)動主電路FR3~MFUQQ松開起動按鈕SB2

利用自身輔助觸點(diǎn)，維持線圈通電的作用稱自鎖自鎖(2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路FRFUQ3~MQ轉(zhuǎn)動KM自鎖停車

按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點(diǎn)斷開,電動機(jī)停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點(diǎn)斷開，取消自鎖。(2)控制原理轉(zhuǎn)動停車

按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點(diǎn)斷開,電動機(jī)停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點(diǎn)斷開，取消自鎖。

停轉(zhuǎn)FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路FRFUQ3~MQ斷電KM去掉KM輔助觸點(diǎn),實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動控制。電動機(jī)的保護(hù)1.短路保護(hù)：短路電流會引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強(qiáng)大的電動力，使電動機(jī)和電器設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通常采用熔斷器FU和過流繼電器等。2.失壓(零壓)保護(hù)：是指當(dāng)電源暫時斷電或電壓嚴(yán)重下降時，要使電動機(jī)自動從電源切斷。當(dāng)電源恢復(fù)時如不重按起動按鈕，電動機(jī)不能自行起動。否則，在電源電壓恢復(fù)時，電動機(jī)可能自動重新起動(亦稱自起動)，易造成人身或設(shè)備故障。

常利用接觸器線圈不加驅(qū)動電壓，觸頭不動作來實(shí)現(xiàn)的。3.過載保護(hù)：是為防止電動機(jī)在運(yùn)行中電流超過額定值而設(shè)置的保護(hù)。常采用熱繼電器FR保護(hù)，也可采用自動開關(guān)和電流繼電器保護(hù)。熱繼電器過載保護(hù)保險絲短路保護(hù)接觸器零壓、欠壓保護(hù)熱繼電器動斷觸點(diǎn)電動機(jī)的保護(hù)

下面控制電路能否實(shí)現(xiàn)既能點(diǎn)動、又能連續(xù)運(yùn)行思考不能點(diǎn)動！3.既能能點(diǎn)動又能連續(xù)工作的控制電路其中點(diǎn)動操作時:

要求按下起動按鈕，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開起動按鈕，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。點(diǎn)動按鈕SB3的作用：(1)使接觸器線圈KM通電；(2)使線圈KM不能自鎖。復(fù)合按鈕后閉合先斷開按下SB3閉合電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)動時：自鎖觸點(diǎn)KM不起作用通電用途:試車、檢修以及車床主軸的調(diào)整等。8.2.2.多地控制和順序控制例如：甲、乙兩地同時控制一臺電機(jī)。方法：兩起動按鈕并聯(lián)；兩停車按鈕串聯(lián)。對多地控制，只需將各地的

起動按鈕并聯(lián)（“或”邏輯），

停車按鈕串聯(lián)（“與”邏輯）。1.多地控制線路按SB2再按SB3控制順序：M1起動后，M2才能起動。

M2既不能單獨(dú)起動，也不能單獨(dú)停車。M1轉(zhuǎn)動2.電機(jī)的順序控制M2轉(zhuǎn)動8.2.3正、反轉(zhuǎn)控制電路在生產(chǎn)上往往要求運(yùn)動部件向正反兩方向運(yùn)動。也就是讓電動機(jī)做正反轉(zhuǎn)運(yùn)動。如：

起重機(jī)提升和下放貨物，

工作臺的前進(jìn)與后退移動等。將電動機(jī)接到電源的任意兩根線對調(diào)一下，即可使電動機(jī)反轉(zhuǎn)。

需要用兩個接觸器來實(shí)現(xiàn)這一要求。

當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機(jī)正轉(zhuǎn)；

當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時，反轉(zhuǎn)接觸器將電動機(jī)接到電源的任意兩根聯(lián)線對調(diào)一下，電動機(jī)反轉(zhuǎn)。注意：SB2和SB3不能同時按下，否則會造成短路！主電路

SB2KM1線圈得電KM1常開閉合自鎖電動機(jī)正轉(zhuǎn)；SB1電動機(jī)停轉(zhuǎn)。操作過程：

SB3KM2線圈得電KM2常開閉合自鎖電動機(jī)反轉(zhuǎn)；SB1電動機(jī)停轉(zhuǎn)。控制電路電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制電路此正、反轉(zhuǎn)控制電路有何問題？很容易在電動機(jī)正轉(zhuǎn)時按下反轉(zhuǎn)按鈕或在電動機(jī)反轉(zhuǎn)時按下正轉(zhuǎn)按鈕，由此可造成兩相短路！如何改進(jìn)控制電路，從而避免上述情況發(fā)生？SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成電源兩相短路。正反轉(zhuǎn)的控制線路3~MFRFU正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)KMR動畫KMFKMF.KMRFRQKMFSB..SBFKMF正轉(zhuǎn)接觸器正轉(zhuǎn)按鈕

正反轉(zhuǎn)控制電路必須保證正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)接觸器不能同時動作。反轉(zhuǎn)接觸器SBRKMRKMR..........反轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)為避免兩相短路：在正、反轉(zhuǎn)控制電路中串聯(lián)正、反轉(zhuǎn)接觸器的互鎖常閉觸頭。操作過程：電動機(jī)正轉(zhuǎn)起動？互鎖（聯(lián)鎖）互鎖（聯(lián)鎖）電動機(jī)反轉(zhuǎn)起動？缺點(diǎn)：當(dāng)改變電動機(jī)轉(zhuǎn)向時必須先按停止按鈕。解決措施：在控制電路中加入“機(jī)械連鎖”。機(jī)械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖利用復(fù)合按鈕的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱機(jī)械聯(lián)鎖。鼠籠式電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路4123KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時，按下反轉(zhuǎn)按鈕SBR先斷開斷電閉合通電斷開停止正轉(zhuǎn)閉合閉合電機(jī)反轉(zhuǎn)8.2.4.行程控制如：起重機(jī)的提升與下放貨物。

工作臺的前進(jìn)與后退運(yùn)動。

在生產(chǎn)上往往要求運(yùn)動部件被拖動到某一特定位置時，能自動通知控制電路，讓電動機(jī)改變運(yùn)行狀態(tài)。

常常采用行程開關(guān)來控制。實(shí)現(xiàn)位置、往復(fù)控制或限位保護(hù)等。自動往返運(yùn)動：1.能正向運(yùn)行也能反向運(yùn)行2.到位后能自動返回行程控制：控制某些機(jī)械的行程，當(dāng)運(yùn)動部件到達(dá)一定行程位置時利用行程開關(guān)進(jìn)行控制。STBSTA電機(jī)正程行程開關(guān)STaSTb逆程貨物行程開關(guān)行程開關(guān)主電路控制電路至右極端位置撞開STB

動作過程：按下SB2正向運(yùn)行電機(jī)停車至左極端位置撞開STA

按下SB3逆向運(yùn)行電機(jī)停車8.2.5.時間控制KT線圈通電延時閉合常開觸點(diǎn)通電延時斷開常閉觸點(diǎn)斷電延時斷開斷電延時閉合時間繼電器KT常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)時間控制1.Y–換接起動控制線路Y接法KM3KM1FUQ接法動畫.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開復(fù)合按鈕起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電KM1接通電源KM2—繞組聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接常閉斷開常開閉合常閉延時斷開