1、电工技术基础 专业基础课专业基础课10.4 行程控制行程控制10.1 常用控制电器常用控制电器10.2 笼型电动机直接起动的控制线路笼型电动机直接起动的控制线路10.3 笼型电动机正反转的控制线路笼型电动机正反转的控制线路10.5 时间控制时间控制本章要求：本章要求：1.了解常用控制电器的基本结构、功能和用途了解常用控制电器的基本结构、功能和用途;2.掌握三相鼠笼式电动机的起停控制、正反转控掌握三相鼠笼式电动机的起停控制、正反转控 制、时间控制、行程控制及制、时间控制、行程控制及2台电动机的顺序控台电动机的顺序控 制等基本环节和线路；制等基本环节和线路；3.掌握自锁、联锁的作用和表示方法掌握自
2、锁、联锁的作用和表示方法;4.掌握过载、短路和失压保护的作用和表示方法掌握过载、短路和失压保护的作用和表示方法;5.能读懂简单的控制电路原理图，并能判别正误和能读懂简单的控制电路原理图，并能判别正误和 分析它们的工作过程。分析它们的工作过程。应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为继电接触控制。和保护，称为继电接触控制。本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控制环节和保护环节的典型线路。制环节和保护环节的典型线路。第
3、第10章章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统 实现继电接触控制的电气设备，统称为控制电实现继电接触控制的电气设备，统称为控制电器，如刀闸、按钮、继电器、接触器等。下面介绍器，如刀闸、按钮、继电器、接触器等。下面介绍常用控制电器的用途及电工表示符号。常用控制电器的用途及电工表示符号。控制电器的种类很多，按其动作方式可分控制电器的种类很多，按其动作方式可分为手动和自动两类。为手动和自动两类。动作是由工作人员手动操纵的，动作是由工作人员手动操纵的，如刀开关、组合开关、按钮等。如刀开关、组合开关、按钮等。动作是根据指令、信号或某个动作是根据指令、信号或某个物理量的变化自动进行的，如中间继电器、交物
4、理量的变化自动进行的，如中间继电器、交流接触器等。流接触器等。10.1 低压低压电器电器配电配电电器电器控制控制电器电器开关开关熔断器熔断器接触器接触器继电器继电器起动器起动器时间继电器时间继电器热继电器热继电器1.用途：用途：组合开关也称转换开关，组合开关也称转换开关，主要作为电源主要作为电源引入开关，或用以直接控制小容量笼型电动机的引入开关，或用以直接控制小容量笼型电动机的起动和起动和 停止，使电动机正反转或控制局部照明线停止，使电动机正反转或控制局部照明线路。路。2.结构：对常用的三极开关来说，每一极有一对结构：对常用的三极开关来说，每一极有一对静触片与盒外接线柱相接，动触片受手柄控制可
5、静触片与盒外接线柱相接，动触片受手柄控制可以转动，以达到线路的通以转动，以达到线路的通/断控制。断控制。3.种类：有单极、双极、三极和四极等，额定电种类：有单极、双极、三极和四极等，额定电流有流有10、25、60 和和 100A等多种。等多种。10.1.1 组合开关组合开关 三极 二极 QS QSM3手柄手柄转轴转轴静触头静触头动触动触头头用手柄转动用手柄转动转轴时，就转轴时，就可将三个触可将三个触点同时接通点同时接通或断开。或断开。(b)结构结构按钮开关的外形和符号按钮开关的外形和符号(a)外形图外形图常闭触点常闭触点10.1.2 按钮按钮(手动切换电器手动切换电器)按钮是应用最广泛的手动主
6、令电器，主要用于按钮是应用最广泛的手动主令电器，主要用于接通或断开工作电流较小的控制电路。接通或断开工作电流较小的控制电路。按钮的外形图和结构如图所示。按钮的外形图和结构如图所示。常态：继电器和接触器的吸引线圈未通电常态：继电器和接触器的吸引线圈未通电 时，触点所处的工作状态称为常态。时，触点所处的工作状态称为常态。常开触点：常态时处于断开状态的触点称为常开触点：常态时处于断开状态的触点称为 常开触点。常开触点在吸引线圈常开触点。常开触点在吸引线圈 通电后即闭合，故亦称通电后即闭合，故亦称动合触点动合触点 常闭触点：常态时处于闭合状态的触点称为常闭触点：常态时处于闭合状态的触点称为 常闭触点。
7、常闭触点在吸引线圈常闭触点。常闭触点在吸引线圈 通电后即断开，故亦称通电后即断开，故亦称动断触点动断触点4SBSBSB结结构构符符号号名名称称常闭触点常闭触点(停止按钮停止按钮)常开触点常开触点(起动按钮起动按钮)复合按钮复合按钮1234123复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连杆常闭静触点常闭静触点桥式静触点桥式静触点常开静触点常开静触点外壳外壳按钮帽按钮帽 交流接触器交流接触器是利用电磁力操作的电磁开是利用电磁力操作的电磁开关，常用于直接控制通过电流较大的主电路关，常用于直接控制通过电流较大的主电路的接通和断开，是继电接触控制电路中的主的接通和断开，是继电接触控制电路中的主要元素之一。要元素之一
8、。接触器的触点分接触器的触点分主触点主触点和和辅助触点辅助触点两种。两种。主触点主触点能通过较大电流，接在电动机的能通过较大电流，接在电动机的主电主电路路中，用来直接控制主电路的接通或断开；中，用来直接控制主电路的接通或断开；辅助触点辅助触点通过电流较小，常接在电动机的通过电流较小，常接在电动机的控控制电路制电路中，控制辅助电路的通断。中，控制辅助电路的通断。线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触点主触点弹簧弹簧辅助辅助触点触点M3电机电机动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触点闭合触点闭合电机接通电机接通电源电源KMKMKM线圈常开触点常闭触点主触点主触点v 接触器是电力拖动中最主要的
9、控制电器之一。常用来接触器是电力拖动中最主要的控制电器之一。常用来接通和断开电动机或其它设备的主电路。在设计它的触点接通和断开电动机或其它设备的主电路。在设计它的触点时已考虑到接通负荷时的起动电流问题，因此，选用接触时已考虑到接通负荷时的起动电流问题，因此，选用接触器时主要应根据负荷的额定电流来确定。器时主要应根据负荷的额定电流来确定。v 如一台如一台Y112M-4三相异步电动机，额定功率三相异步电动机，额定功率4kW，额额定电流为定电流为8.8 A，选用主触点额定电流为选用主触点额定电流为10A的交流接触器即的交流接触器即可。除电流之外，还应满足接触器的额定电压不小于主电路可。除电流之外，还
10、应满足接触器的额定电压不小于主电路额定电压。额定电压。接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定电流、线圈电压及触点数量等。接触器技术指标：额定电流、线圈电压及触点数量等。中间继电器中间继电器 通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。发热元件发热元件杠杆杠杆双金属片双金属片常闭触点常闭触点热继电器由发热元件、常闭触点和复位按钮组成。热继电器由发热元件、常闭触点和复位按钮组成。热继电器的符号热继电器的符号发热元件发热
11、元件串联在主电路中串联在主电路中串联在控制电路中串联在控制电路中常闭触点常闭触点FRFR 熔断器：俗称保险丝。熔断器：俗称保险丝。符号符号FU熔断器额定电流熔断器额定电流IF的选择的选择(1)电灯、电炉等电阻性负载电灯、电炉等电阻性负载IF IL(3)频繁起动的电机频繁起动的电机52.电电动动机机的的起起动动电电流流熔熔丝丝额额定定电电流流 261.电电动动机机的的起起动动电电流流熔熔丝丝额额定定电电流流(2)单台电机单台电机 过流过流 脱扣器脱扣器 欠压欠压 脱扣器脱扣器锁钩锁钩衔铁释放衔铁释放连杆装置连杆装置主触点主触点手动闭合手动闭合释放弹簧释放弹簧SB1SB2 25421 零压零压(或
12、失压或失压)保护保护就是当电源暂时断电或电压就是当电源暂时断电或电压严重下降时，电动机即从电源切除严重下降时，电动机即从电源切除 起短路保护的是熔断器起短路保护的是熔断器FU。一旦发生短路事一旦发生短路事故，熔丝立即熔断，电动机立即停车。故，熔丝立即熔断，电动机立即停车。起过载保护的是热继电器起过载保护的是热继电器FR。当过载时它的当过载时它的热元件发热，将动断触点断开，使接触器线圈断电，热元件发热，将动断触点断开，使接触器线圈断电，主触点断开，电动机停下来。主触点断开，电动机停下来。控制电路中与控制电路中与起动按钮并联的起动按钮并联的常开辅助触点常开辅助触点为为自锁触点。自锁触点。当按下起动
13、按钮后，吸引线圈通电，自锁触点当按下起动按钮后，吸引线圈通电，自锁触点闭合；当手松开起动按钮后，由自锁触点保持通电闭合；当手松开起动按钮后，由自锁触点保持通电的工作状态。的工作状态。KM(辅助触点辅助触点)控制线路的控制线路的结构图结构图：如图：如图10.2.1所示，各个电所示，各个电器都按其器都按其实际位置实际位置画出，属于同一电器的各部件都画出，属于同一电器的各部件都集中在一起，这样的图称为集中在一起，这样的图称为结构图结构图。控制线路的控制线路的原理图原理图：因同一电器的各部件在机：因同一电器的各部件在机械上虽然联在一起，但在电路上并不一定互相关联。械上虽然联在一起，但在电路上并不一定互
14、相关联。为了读图和分析研究，也为了设计线路的方便，控为了读图和分析研究，也为了设计线路的方便，控制线路常根据其作用原理画出，制线路常根据其作用原理画出，把控制电路和主电把控制电路和主电路清楚地分开路清楚地分开。这样的图称为。这样的图称为原理图原理图(如图如图10.2.2所所示示)。(在控制线路的在控制线路的原理图中原理图中，各种电器都用统一各种电器都用统一的符号来表示的符号来表示。常用电器的图形符号见表。常用电器的图形符号见表10.6.2)异步机的直接起动异步机的直接起动电动机连续运行电动机连续运行按下按钮按下按钮（SB），），线圈（线圈（KM）通电，通电，电机起动；同时，辅助触头（电机起动；
15、同时，辅助触头（KM）闭合，闭合，即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机连续运转。连续运转。FR自锁触点自锁触点SB2SB1KM起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮KMCM3ABCKMFUQSBFRKMSB1KMSB2M3ABCKMFUQSFR电流成回路，电流成回路，只要接两相就可以了。只要接两相就可以了。异步机的直接起动异步机的直接起动+过载保护过载保护发热发热元件元件FR热继电热继电器触点器触点 在不同的工作阶段，各电器的动作不同，触点在不同的工作阶段，各电器的动作不同，触点时闭时开。而在时闭时开。而在原理图中只能表示出一种情况原理图中只能表示出一种情况，图，
16、图中所画的是中所画的是起始状态下的位置起始状态下的位置。对于接触器和继电。对于接触器和继电器是指线圈不通电时各触点的位置；对于开关和按器是指线圈不通电时各触点的位置；对于开关和按钮是指未扳动和未按下的触点位置。钮是指未扳动和未按下的触点位置。M3ABCKMFUQSBCSB点动控制点动控制动作过程动作过程主触点（主触点（KM）断开断开按钮松开按钮松开线圈（线圈（KM）断电断电 电机停转。电机停转。主触点（主触点（KM）闭合闭合按下按钮按下按钮（SB）线圈（线圈（KM）通电通电电机转动；电机转动；控制电路控制电路主电路主电路FRKMFR 继电接触控制线路由一些基本控制环节组成，继电接触控制线路由一
17、些基本控制环节组成，下面介绍继电接触控制线路的绘制。下面介绍继电接触控制线路的绘制。在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。理。电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：1.按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。2.控制线路由主电路控制线路由主电路(被控制负载所在电路被控制负载所在电路)和控制电路和控制电路(控制主电路状态控制主电路状态)组成。组成。3.属同一电器元件的不同部分属同一电
18、器元件的不同部分(如接触器的线圈和如接触器的线圈和 触点触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同按其功能和所接电路的不同分别画在不同 的电路中，但的电路中，但必须标注相同的文字符号。必须标注相同的文字符号。4.所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下 的正常状态画出，即的正常状态画出，即按通电前的状态绘制按通电前的状态绘制。5.与电路无关的部件与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等如铁心、支架、弹簧等)在控在控 制电路中不画出。制电路中不画出。(1)使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准 确可靠确可靠(
19、2)尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一 个电器的控制电路。个电器的控制电路。(3)必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈 串联。串联。(1)使接触器线圈使接触器线圈KM通电；通电；(2)使线圈使线圈KM不能自锁。不能自锁。SB3复式按钮复式按钮QKM2.KM1.KM1M13这样的顺序控这样的顺序控制是否合理？制是否合理？M23思考思考SBSBFR1FR2SBFR1SBFR2断开断开断开断开 交换任意两相电流相序 旋转磁场反向旋转 电动机旋转方向改变对调定子绕阻与电源相接的任意两相，电动机反转。正转正
20、转反转反转A B CM3电电 源源ABCM3电电 源源KMRKMFSB1SBFabcM3ABCKMFFUQSFRKMR操作过程：操作过程：SBF正转正转SBR反转反转停车停车SB1KMRSBRKMFFRKMRKMFSB1abcM3ABCKMFFUQSFRKMR操作过程：操作过程：SBF正转正转SBR反转反转停车停车SB1SBFKMRSBRKMFFRM3A B CFUQSFRKMRabcKMFSBFKMRSBRKMFFRSB1KMFKMR 在控制电路中常将接触器在控制电路中常将接触器1的的常闭触点常闭触点串联串联在在接触器接触器2的的线圈电路线圈电路中，以保证接触器中，以保证接触器1通电时，接通
21、电时，接触器触器2即不通电；同时将接触器即不通电；同时将接触器2的的常闭触点常闭触点串联串联在在接触器接触器1的的线圈电路线圈电路中，以保证接触器中，以保证接触器2通电时，接通电时，接触器触器1不能通电。这种起相互限制作用的触点称为不能通电。这种起相互限制作用的触点称为互锁互锁(或连锁或连锁)触点。触点。电动机的正反转控制电动机的正反转控制(2)-加互锁加互锁FR 互锁互锁KMFSB1KMFSBFKMRKMRSBRKMRKMFKMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机的正反转控制电机的正反转控制(3)-双重互锁双重互锁KMRM3A B CKMFFUQSFR电器互锁电器互锁机
22、械互锁机械互锁SB解决方法：采用复式按钮解决方法：采用复式按钮和触点联锁的控制电路。和触点联锁的控制电路。v 短路保护短路保护：加熔断器：加熔断器stFII216.11频繁起动的电机：频繁起动的电机：stFII315.21 一般电机：一般电机：当电路出现短路时，线路电流突然变大，熔断器当电路出现短路时，线路电流突然变大，熔断器的熔丝烧断而切断线路电源，电动机停转。的熔丝烧断而切断线路电源，电动机停转。M3A B CKM主主电电路路FU 熔断器的选择：熔断器的选择：电动机控制系统中的保护：电动机控制系统中的保护：当电动机过载时，热继电器的发热元件当电动机过载时，热继电器的发热元件将常闭触点断开，
23、使接触器线圈断电主触点将常闭触点断开，使接触器线圈断电主触点断开，电动机停转。断开，电动机停转。M3AB CKMFUQSFR热继电器热继电器的热元件的热元件KMSB1KMSB2FR 热继电器触头热继电器触头 电机工作时，电机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流小电流小。此时熔断器起不了保护作用，应加热继电器，进行。此时熔断器起不了保护作用，应加热继电器，进行过载保护。过载保护。M3ABCKMFUQS主主电电路路KMSB1KMSB2控制电路控制电路 采用继电器、接触器控制后，电源电采用继电器、接触器控制后，电源电压压85%时，接触器触头自动断开，可
24、避时，接触器触头自动断开，可避免烧坏电机；免烧坏电机；另外，在线路恢复供电后电机不会自另外，在线路恢复供电后电机不会自行起动行起动，可避免电机自动起动而伤人。，可避免电机自动起动而伤人。10.4 行程控制行程控制KMRM3ABCKMFFUQSFR 行程控制实质为电机的行程控制实质为电机的正反转控制，只是在正反转控制，只是在行程行程的终端要加行程开关的终端要加行程开关。正程正程逆程逆程BA行程控制电路（行程控制电路（1）控制回路控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF行程开关行程开关正程正程行程开关行程开关STASTB逆程逆程至右极端位置撞开至右极端位置撞开
25、STA 动作过程动作过程SB2 正向运行正向运行电机停车电机停车（反向运行同样分析）（反向运行同样分析）行程控制行程控制(2)-自动往复运动自动往复运动正程正程逆程逆程电电 机机工作要求：工作要求：1.能正向运行也能反向运行能正向运行也能反向运行 2.到位后能自动返回到位后能自动返回电机电机STaSTbKMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb自动往复运动控制电路自动往复运动控制电路 行程开关行程开关采用复式开采用复式开关。正向运关。正向运行停车的同时，自动起行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。动反向运行；反之亦然。关键措施关键措施时间继电器时间继电器定时类型
26、：定时类型：钟表式钟表式空气式空气式电子式电子式阻容式阻容式数字式数字式10.5 时间控制时间控制。时间控制：就是采用时间继电器进行时间控制：就是采用时间继电器进行延时控制延时控制。空气式时间继电器的工作原理空气式时间继电器的工作原理动合动合延时闭合延时闭合 动断动断延时断开延时断开线圈线圈动铁心动铁心常闭触点常闭触点常开触点常开触点线圈通电线圈通电 动铁心吸合（向下）动铁心吸合（向下）连杆动作连杆动作 触点动作触点动作动作过程动作过程微动开关微动开关出气出气孔孔进进气气孔孔时间继电器触点类型时间继电器触点类型断断 电电 式式动断动断延时闭合延时闭合动合动合延时断开延时断开通通 电电 式式瞬瞬
27、时时动动作作延延时时动动作作常闭触点常闭触点常开触点常开触点动合动合延时闭合延时闭合动断动断延时断开延时断开KMFUQSFR电机电机绕组绕组AxByCzKM-YABCXYZYZBYXCAKM-定时控制定时控制-举例：举例：主电路主电路（1 1）电机的）电机的Y Y 起动起动KM-Y闭合，闭合，电机接成电机接成 Y 形；形；KM-闭合，闭合，电机接成电机接成 形。形。KMFUQSKH电机AxByCzKM-YKM-KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMY 起动起动控制电路控制电路KH主电路接通电源主电路接通电源延时延时KT KM-KM-Y Y 转换完成转换完成SB
28、2 KM KT KM-Y KM-运料小车控制电路运料小车控制电路动作过程动作过程 SBFKMF小车正向运行小车正向运行至至A端端撞撞STa KTa 、KMF 延时延时2分钟分钟KMR 小车反向小车反向 运行运行至至B端端撞撞STb KTb 、KMR 延时延时2分分 钟钟KMF 小小 车正向运行车正向运行如此往反运行。如此往反运行。继电器、接触器控制电路读图和设计中应注意的问题：继电器、接触器控制电路读图和设计中应注意的问题：小小 结结1、首先了解工艺过程及控制要求；、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、搞清控制系统中各电机、电器的作用以及它们的 控制关系
29、；控制关系；3、主电路、控制电路分开主电路、控制电路分开阅读或设计；阅读或设计；4、控制电路中，根据控制要求按、控制电路中，根据控制要求按自上而下自上而下、自左而自左而 右右的顺序进行读图或设计；的顺序进行读图或设计；5、同一个电器同一个电器的所有线圈、触头不论在什么位置都的所有线圈、触头不论在什么位置都 叫相同的名字叫相同的名字；6、原理图上所有电器，必须按国家统一符号标注，、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；且均按未通电状态表示；7、继电器、接触器的、继电器、接触器的线圈只能并联，不能串联线圈只能并联，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。、控制顺序只能由控制电路实现，不能由主电路实现。
