课程设计：电机正反转控制电路要求：1、做原理图2、说明书：各电器的作用；控制和 保护措施；一次操作的控制动作流程。3、在DDSZ1型电机及电气技术实 验装置上验证。继电继电- -接触控制电路接触控制电路4.1 常用低压电器4.2 三相异步电动机的单向运转和 可逆运转控制电路4.3 三相异步电动机的起动、调速和 制动控制电路本章要求： 1.了解常用低压电器的结构、功能和用途。2. 掌握自锁、联锁的作用和方法。3. 掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。4. 掌握基本控制环节的组成、作用和工作过 程。能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单的控制电路。第第4 4章章 继电继电- -接触控制电路接触控制电路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 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 制环节和保护环节的典型线路。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 常用控制电器的用途及电工表示符号。4.14.1 常用控制电器常用控制电器 4.1.1 组合开关组合开关又称转换开关，由数层动、静触片组装 在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上，用手柄转动 转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线 路、不同联接方式的转换。下图为用转换开关 实现三相电动机起停控制的接线图。转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，利 于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限，一 般用于交流380V、直流220V，电流100A以下的电 路中做电源开关。M3图图 4.1.1 4.1.1 用组合开关起停电动机的接线图用组合开关起停电动机的接线图4.1.2 按钮(手动切换电器)(b) 结构按钮常用于接通和断开控制电路。按钮的外形图和结构如图所示。按钮开关的外形和符号(a) 外形图常闭触点常开触点常开触点复位弹簧 支柱连杆常闭静触头桥式静触头常开静触头 外壳4SBSBSB结构符号名称常闭按钮 (停止按钮)常开按钮 (起动按钮)复合按钮1234123按钮帽动画交流接触器的外形与结构交流接触器的外形与结构4.1.3 4.1.3 接触器接触器用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。(a) (a) 外形外形(b) (b) 结构结构4. 1.3 4. 1.3 接触器接触器 用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。 M 3线圈辅助触点铁心衔铁电源电源电机电机主触点常闭常开动画弹簧符号符号线圈线圈KMKM用于主电路用于主电路 流流 过的大电流过的大电流 ( (需需 加灭弧加灭弧 装置装置) )用于控制电路流用于控制电路流 过的小电流过的小电流 ( (无无 需加灭弧装置需加灭弧装置) )KMKM动合动合( (常开常开) )辅助触点辅助触点动断动断( (常闭常闭) )辅助触点辅助触点KMKM属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。动合动合( (常开常开) )主触点主触点KMKM常用的交流接触器有常用的交流接触器有CJ10CJ10、CJ12CJ12、CJ20CJ20和和3TB3TB等系列等系列。如如CJ10CJ10系列主触点额定电流系列主触点额定电流5 5、1010、2020、4040、7575、 120A120A等数种；额定工作电压通常是等数种；额定工作电压通常是220V220V或或380V380V。4.1.4 4.1.4 继电器继电器继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。 主要区别在于：主要区别在于：接触器的主触点可以通过大电流；接触器的主触点可以通过大电流；继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只 能通过能通过小电流小电流。所以，继电器一般用于。所以，继电器一般用于控制电路控制电路中。中。1. 1. 电流及电压继电器电流及电压继电器 电流继电器：电流继电器：可用于过载或过载保护，可用于过载或过载保护， 电压继电器：电压继电器：主要作为欠压、失压保护。主要作为欠压、失压保护。2. 2. 中间继电器中间继电器中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控 制线路。制线路。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。(b) (b) 符号符号KAKA 线圈线圈常开触头常开触头KAKA常闭触头常闭触头KAKA(a) (a) 外形外形中间继电器外形与符号中间继电器外形与符号3. 3. 时间继电器时间继电器是从得到输入信号是从得到输入信号( (线圈线圈 通电或断电通电或断电) )起，经过一段时起，经过一段时 间延时后才动作的继电器。间延时后才动作的继电器。 适用于定时控制适用于定时控制+直流电磁式结构图直流电磁式结构图阻尼铜套阻尼铜套衔铁工作原理：工作原理：当衔铁未吸合当衔铁未吸合 时，磁路气隙大，线圈电时，磁路气隙大，线圈电 感小，通电后激磁电流很感小，通电后激磁电流很 快建立，将衔铁吸合，继快建立，将衔铁吸合，继 电器触点立即改变状态。电器触点立即改变状态。 而当线圈断电时，铁心中而当线圈断电时，铁心中 的磁通将衰减，磁通的变的磁通将衰减，磁通的变 化将在铜套中产生感应电化将在铜套中产生感应电 动势，并产生感应电流，动势，并产生感应电流， 阻止磁通衰减，当磁通下阻止磁通衰减，当磁通下 降到一定程度时，衔铁才降到一定程度时，衔铁才 能释放，触头改变状态。能释放，触头改变状态。 因此继电器吸合时是瞬时因此继电器吸合时是瞬时 动作，而释放时是延时的动作，而释放时是延时的 ，故称为断电延时。，故称为断电延时。(1)(1)直流电磁式直流电磁式 时间继电器时间继电器a) a) 通电延时继电器通电延时继电器b) b) 断电延时继电器断电延时继电器KTKT 线圈线圈通电延时闭合通电延时闭合常开触点常开触点KTKT通电延时断开通电延时断开常闭触点常闭触点KTKTKTKT 线圈线圈(b)(b)符号符号断电延时断开断电延时断开常开触点常开触点KTKT断电延时闭合断电延时闭合常闭触点常闭触点KTKT延时继电器的外形与结构延时继电器的外形与结构(a) (a) 外形外形(2) (2) 空气式延时继电器空气式延时继电器通电延时的空气式时间继电器结构示意图通电延时的空气式时间继电器结构示意图常开触头延时闭合 常闭触头延时打开 微动开关微动开关2 2微动开关微动开关1 1常开触头常闭触头线圈通电线圈通电 衔铁向下吸合衔铁向下吸合 连杆动作连杆动作 触头动作触头动作工作原理调节螺丝进气孔托板线圈 动铁心恢复弹簧挡块释放弹簧活塞杆橡皮膜排气孔(2) (2) 空气式时间继电器空气式时间继电器断电延时的空气式时间继电器结构示意图断电延时的空气式时间继电器结构示意图常闭延时闭合 常闭延时断开 常开触头常闭触头空气式时间继电空气式时间继电 器的延时范围大器的延时范围大 ( (有有 0.4 60 s 0.4 60 s 和和 0.4 180s0.4 180s两种两种) )。 结构简单，但准结构简单，但准 确度较低。确度较低。时间继电器的型号有时间继电器的型号有JS7-AJS7-A和和JJSK2JJSK2等多种类型。等多种类型。4. 1.5 4. 1.5 热继电器热继电器 用于电动机的过载保护。用于电动机的过载保护。热继电器外形与结构热继电器外形与结构(a) (a) 外形外形(b) (b) 结构结构发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其 向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。发热元件杠杆工作原理工作原理结构原理图结构原理图双金属片常闭触头用于电动机的过载保护。用于电动机的过载保护。动画4.1.6 4.1.6 熔断器熔断器符号FU 熔断器额定电流IF的选择 (1) 电灯、电炉等电阻性负载 IF IL(3) 频繁起动的电机(2) 单台电机用于低压线路中的短路保护。用于低压线路中的短路保护。常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断 器、管式熔断器和有填料式熔断器。用于自动往复控制或限位保护等。用于自动往复控制或限位保护等。4. 1.7 4. 1.7 行程开关行程开关(限位开关)(b)(b)示意图示意图结构与按钮类似，但 其动作要由机械撞击。未撞击未撞击撞击撞击(a)(a)外形图外形图STST常开触点常闭触点STST(c) (c) 符号符号行程开关的外形符号行程开关的外形符号可实现短路、过载、失压保护。可实现短路、过载、失压保护。4.1.8 4.1.8 自动空气断路器自动空气断路器(自动开关)锁钩主触点 手动闭合过流脱扣器欠压脱扣器衔铁释放动画 自动空气断路器原理图自动空气断路器原理图连杆装置释放弹簧继电接触控制线路由一些基本控制环节组成 ，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， 它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原 理。 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。 2. 控制线路由主电路(被控制负载所在电路)和控制电路 (控制主电路状态)组成。3. 属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但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、无外力作用下的正常状态画出，即按通电前的状态绘制。 5. 与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等) 在控制电路中不画出。分析和设计控制电路时应注意以下几点：分析和设计控制电路时应注意以下几点：(1)使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准确可靠 (2) 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。 (3) 必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。4.24.2 三相异步电动机的三相异步电动机的 单向运转和可逆运转单向运转和可逆运转将电动机接到电源的任意两根线对调一下， 即可使电动机反转。需要用两个接触器来实现这一要求。需要用两个接触器来实现这一要求。当正转接触器工作时，电动机正转；当正转接触器工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任 意两根联线对调一下，电动机反转。意两根联线对调一下，电动机反转。熔断器熔断器FUFU 交流接触器交流接触器KMKM组合开关组合开关QQ按扭按扭SBSB SB1SB23 35热继电器热继电器FRFRMM3 34214.2.14.2.1 单向运转控制线路单向运转控制线路1.1.直接起动直接起动(a)(a)结构图结构图主 电 路控制电路(1) (1) 电路电路SB1KMSB2FRKM F RKMFUQ3M.保险丝热继电器 发热元件开关接触器 主触点起动按钮停止按钮接触器 线圈接触器 辅助触点热继电器 动断触点动画 (b)(b)原理图原理图控制电路控制电路一、直接起动一、直接起动电动机的保护电动机的保护SB1KMSBSB2 2FRFRKMF FR RKMKMFUFUQQ3M.热继电器热继电器 过载保护过载保护保险丝保险丝 短路保护短路保护接触器接触器 零压、欠压保护零压、欠压保护热继电器热继电器 动断触点动断触点主主 电电 路路控制电路控制电路电动机的保护电动机的保护短路保护短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘是因短路电流会引起电器设备绝缘 损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设