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第八章继电器—接触器限制第一节常用限制电器与执行电器其次节继电器—接触器的常用基本线路第三节生产机械中常用的几种自动限制方法 熟悉各种电器的工作原理、作用、特点、应用场所和表示符号；学习要求：驾驭继电器接触器限制电路中基本限制环节和常用的几种自动限制方式；学会设计一些较简洁的继电器接触器限制电路。 1．限制系统生产机械的运动须要电动机的拖动，即电动机是拖动生产机械的主体。但电动机的启动、调速、正反转、制动等的限制，则须要另一套装置，即限制系统；2．继电器－接触器限制系统用继电器、接触器、按钮、行程开关等电器元件，按确定的接线方式组成的机电传动（电力拖动）限制系统——继电器－接触器限制系统。 3．目的和任务实现机电传动系统的起动、调速、反转、制动等运行性能的限制和疼惜，从而实现生产机械各种生产工艺的要求。4．继电器－接触器限制系统的优点结构简洁，价格便宜，能满足一般生产工艺要求。 8.1常用限制电器与执行电器一、非自动限制电器二、自动限制电器三、主令电器四、执行电器返回 电器元件分类按工作电压等级按动作性质按用途 按工作电压等级高压电器：用于1200V,-1500V及以上电路中的电器低压电器：用于1200V（50HZ)以下,-1500V以下电路中的电器 按动作性质非自动电器：无动力机构，靠人力或外力来接通或切断电路自动电器：有电磁铁等动力机构，依据信号指令或参数变更而自动动作 按用途限制电器：限制电动机的各种动作疼惜电器：用来疼惜电动机，使其平安运行，以及疼惜生产机械使其不受损坏执行电器：用来操纵带动生产机械和支撑与保持机械装置在固定位置上的一种执行元件配电电器：用于电能的输送与支配主令电器：用于自动限制系统中发送动作指令的电器。 二、常用非自动电器闸刀开关是一种最简洁，最常用的开关,用于接通或切断电源。电源负载符号为：Q1、（闸）刀开关刀开关分单极、双极和三极，常用的三极刀开关长期允许通过电流有100A、200A、400A、600A和1000A五种。目前生产的产品有HD（单极）和HS（双投）等系列。 2.转换开关实质上是一种刀开关。主要作为电源引入开关，也可用来干脆限制小容量异步电机非频繁起、停限制。较刀开关更敏捷便利，除通断外，还有转换功能。盒式转换开关结构示意图转换手柄公共轴动触片静触片X1X2X3D1D2D3表示符号QBHZ10系列转换开关 3.熔断器熔断器俗称保险丝，是一种简洁有效的短路疼惜电器。熔断器中的熔体一般是熔点很低的铅锡合金丝，也可用截面很细的铜丝制成。当电路发生短路时，通过熔丝的电流很大，将其烧断，从而切断电源，疼惜电器设备。符号为：FU 三、常用自动限制电器手控电器的通性：每小时的关合次数有限；操作较笨重、工作不太平安；疼惜性能差，例如，当电网电压突然消逝时，因为这些开关不能自动复原，故它不能自动把电动机从电源切断，假如不另加疼惜设备则可能发生意外。 1．接触器接触器是一种在电磁力的作用下，能够自动地接通或断开带有负载的主电路（如电动机）的自动限制电器。接触器是继电器-接触器限制系统中最重要和常用的元件之一，它的工作原理如图所示。当线圈通电时，静铁心被磁化，并把动铁心（衔铁）吸上，带动转轴使触头闭合，从而接通电路。当线圈断电时，过程与上述相反，使电路断开。 接触器的种类：按主触头所接回路的电流种类分为：沟通接触器：主要用以限制沟通电路（主电路、限制电路、激磁电路）直流接触器：主要用以限制直流电路（主电路、限制电路、激磁电路）接触器的参数主要有：额定电压、额定电流、常开主辅触头个数、额定操作频率等 CJX2系列交流接触器CZO系列直流接触器CJT1系列交流接触器注：电器元件的各部分，在外观上看是一个整体，但电气原理图中同一电器的各部分是分散的，分散的各部分都用相同的文字符号表示。 沟通接触器常用于限制电机或其它电器设备主回路（指强电流电路）通或断，是一种电磁开关。结构原理图如图:4312567 符号：KM线圈KM常开(动合)触点KM常闭(动断)触点KM常开主触点主触点允许通过的电流大，一般在异步电动机的定子中运用；帮助触点允许通过的电流小，一般在限制电路中运用。 是一种依据某种输入信号的变更，接通或断开限制电路，实现限制目的的自动限制电器。结构特点：传感部分：感测输入量的凹凸。执行部分：触头。无主辅之分，一般较小（5A以下），用于限制回路输入信号电量：电流、电压、功率等非电量：热、光、声、速度等2.继电器 继电器的分类：按它反应信号的种类分：电流、电压、速度、压力、热继电器等按动作时间分：瞬时动作和延时动作继电器等按作用原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式等应用最广（90％以上继电器为电磁式） 1).电磁式继电器：结构及工作原理与接触器大体相像跳动式的输入输出特性 a.电流继电器：依据电流信号而动作，具有疼惜作用，一般串于电路中。当电流小于某值时，衔铁释放。用于电流过小时切断电路。当电流大于某值时，衔铁吸合。用于电流过大时切断电路。欠电流继电器IKA过电流继电器 b.电压继电器：依据电压信号而动作，具有疼惜作用。一般并于电路中。欠电压继电器UKV当电压小于某值时，衔铁释放。用于电压过小时切断电路。当电压大于某值时，衔铁吸合。用于电压过大时切断电路。 c.中间继电器：本质上是电压继电器，但还具有触头多，触头承受电流大（5－10A）、动作灵敏（动作时间小于0.05S）KMJZ7－44:中间继电器吸引线圈起动功率：75VA吸引线圈吸持功率：12VA 用途：用作中间传递信号。用作同时控制多条线路。JZ7系列中间继电器适用于沟通50Hz，电压至380V及直流电压220V的限制电器中，用来限制各种电磁线圈，以使讯号得到放大，或将讯号同时传给数个有关的限制元件 d、热继电器热继电器是对电动机进行过载疼惜的一种常用电器，它是依据电流的热效应原理工作的。结构示意图如下:I165432发热元件动断触点当电流过大时,其热量使双金属层片２（上面膨胀系数小，下面膨胀系数大)向上弯曲，在弹簧３拉力作用下，扣板向左转，带动绝缘导板６将动触点５断开，接触器线圈断电，使电机脱离电源，从而疼惜了电动机。符号：热继电器的发热元件干脆串联在被疼惜的电动机主回路中，动断触点与限制电机的接触器线圈串联。 热继电器的主要参数：热元件的额定电流指热元件能够长期通过而不致于引起热继电器动作的最大电流值。（有确定的整定范围，如IN=5A,整定范围3.2-5A)。同一种热继电器有多种规模的热元件系列。热元件的额定电流与电动机的额定电流相等时，然继电器能精确地反映电动机发热。 运用热继电器时留意几个问题：动作时间不应过分小于电动机的允许发热时间，应充分发挥电动机的过载实力热继电器不能作短路疼惜用热继电器疼惜三相异步电动机时，至少要有两相接热元件留意热继电器所处的四周环境温度，应保证它与电动机有相同的散热条件。 1.按钮按钮是用来闭合和断开限制回路，以发出叮嘱变更限制系统工作状态的电器。常用的主令电器有：按钮、万能转换开关、主令限制器、行程开关等它的结构示意图如下:四、主令电器 它由一对动合触点１′－１和一对动断触点２′－２，复位弹簧３和按钮帽４组成。工作时按下按钮帽，２′－２断开,１′－１闭合，当松开按钮帽时，在复位弹簧的作用下，各触点立刻复原原态。34２２１１ 按钮的符号：常开(动合)按钮SB常闭(动断)按钮SB按钮的运用有三种状况：只用常闭按钮，在限制电路中作停止按钮。只用常开按钮，在限制电路中作起动按钮。常开按钮、常闭按钮同时运用，按下其中一个按钮，在限制电路中，停止、起动同时进行。 8.2继电器接触器限制的基本线路一、电器限制线路的构成和基本疼惜1.继电器-接触器限制电路的表示方法继电器-接触器限制电路一般有安装接线图和工作原理图两种表示方法。安装接线图：这种表示方法能形象地表示出限制电路中各电器的安装状况及相互之间的连线。 特点：（1）初看电路者比较合适；（2）绘制难度大；（3）电器施工的依据。 ·工作原理图：依据工作原理和便于阅读而绘制的电路图。特点：便于阅读和设计较困难的限制电路。它是生产机械电气设备设计的基本和重要的技术资料。 2.原理图的绘制规则1)主电路：粗线，左或上部限制线路：细线，右或下部2)限制线路的电源线分列两边，按电器元件的动作依次由上而下平行绘制3)全部电器元件不画实际外形，而用标准图形和文字符号表示。器件的各部分分别画在完成作用的地方。各电器部件的状态处于未动作前的状态。 4)同类电器在文字符号前或后加序号区分5)两条以上导线连接处用小圆点表示电气连接，每一接点标一编号，左单右双，以线圈为界限6)对具有循环运动的机构，应给出工作循环图，万能转换开关和行程开关应绘出动作程序和动作位置 3.电气系统中的基本疼惜1）电流疼惜(1)短路疼惜：防止用电设备（电动机、接触器等）短路而产生大电流冲击电网，损坏电源设备或疼惜用电设备突然流过短路电流而引起用电设备、导线和机械上的严峻损坏。 接受的电器：熔断器、自动断路器。原理：熔断器或自动断路器串入被疼惜的电路中，当电路发生短路或严峻过载时，熔断器的熔体部分自动快速熔断，自动断路器的过电流脱钩器脱开，从而切断电路，使导线和电器设备不受损坏。 (2)过载疼惜：防止用电设备（如电动机等）长期过载而损坏用电设备。接受的电器：热继电器、自动断路器。原理：热继电器的线圈接在电动机的回路中，而触头接在限制回路中。当电动机过载时，长时间的发热使热继电器的线圈动作，从而触头动作，断开限制回路，使电动机脱离电网。 2）零压（或欠压）疼惜作用：防止因电源电压的消逝或降低引起机械设备停止运行，当故障消逝后，在没有人工操作的状况下，设备自动启动运行而可能造成的机械或人身事故。 4)零励磁疼惜：防止直流电动机在没有加上励磁电压时，就加上电枢电压而造成机械“飞车”或电动机电枢绕组烧怀的一种疼惜。3）互锁疼惜：疼惜一个电器通电时，另一个电器不能通电，若需后者通电，则前者必需先断电的一种疼惜。 继电接触器限制电路本身具有这种疼惜作用。因为当断电或电压过低时，接触器就释放，使电动机自动脱离电源；当线路重新复原供电时，由于接触器的自锁触点已断开，电动机不能自行起动，起到疼惜作用。 直流电动机零励磁疼惜线路：I<空气开关励磁欠电流继电器电枢反向续流直流电源1直流电源2共地端 1、点动和起停限制线路M3~FRKMKMFRFUQFUSB1KMSB2~380V按下SB1→KM线圈得电→KM主触头闭合→电机转→ＫＭ主触头断开→电机停松开SB1→ＫＭ线圈失电当加入自锁触点后,实现电机连续运转。按下SB1→ＫＭ线圈得电KM主触头闭合→电机转KM帮助触头闭合,自锁,连续转动按下SB2→ＫＭ线圈失电→电机停转8.3常用限制线路 ２、多点限制起动按钮并联，停止按钮串联FRKMSB1FRFUFUQＭ３～KMSB2SB4KM~380VSB3 很多生产机械都要求有正、反两个方向的运动。如起重机的升降、机床工作台的进退、主轴的正、反转等，这可由电动机的正反转来实现。在前面我们知道：要使电机反转，只要将电动机三相电源中的随意两根对调连接即可。所以在单项运转限制线路上再增加一个沟通接触器及其限制线路即可。3、电动机的正、反转限制 FUQＭ３～KMFKMRKMRSBRKMRKMFSBSBFFUAFRKMFFUB~380V主书目返回主电路及其限制电路如图所示：按下SBF→KMF线圈得电KMF主触点吸合→电机正转KMF帮助触点吸合自锁按下SB→KMF线圈失电→KMF主辅触头复位→电机停转按下SBR→KMR线圈得电→KMR主触点吸合→电机反转KMR帮助触点吸合、自锁按下SB→KMR线圈失电→主、辅触头复位→电机停转问题：若按下SBF后，再按SBR，则KMF和KMR的线圈都得电，触点都吸合，造成电源短路的严峻事故。 为解决这一问题，限制回路增加互锁，如图：FRFUQKMRKMFSBSBFSBRFRFUKMFKMRＭ３～FUKMRKMF此时即使按下SBR,线圈KMR也无电，实现互锁。KMF电机正转电机停转电机反转~380VKMR问题：正转时要反转，先按停止按钮，再按反转按钮，不便利。KMF得电KMF失电KMR得电 FRFUQKMRSBFRFUFUKMFBKMRＭ３～为解决这一问题，接受复式按钮和触头互锁的限制电路（虚线连接表示连动）SBRAKMF正转KMR得电反转SBFSBFSBR~380VKMRKMRKMFKMFKMF得电KMF失电 正转：按下SBF(连动)，此时反转限制线路断开，KMF线圈得电反转：按下SBR(连动)，此时正转限制线路断开，KMR线圈得电KMF常开触点均闭合，电机正转并自锁KMF常闭触点断开并互锁KMR常开触点均闭合，电机反转并自锁KMR常闭触点断开并互锁 4.Y-△降压启动限制电路启动时定子绕组接成Y形，启动结束后，定子绕组换接成△形。 主回路KM1、KM3的动合触头同时闭合时，电动机的定子绕组接成Y形；启动时限制接触器KM1和KM3得电，启动结束时，限制接触器KM1和KM2得电，在任何时候不能使KM2和KM3同时得电。KM1、KM2的动合触头同时闭合时，电动机的定子绕组接成△形；假如KM2和KM3同时闭合，则电源短路 5.定子串电阻降压启动限制电路 （1）主回路·当KM2的主触头闭合，KM1的主触头断开时，电动机定子绕组串接电阻后接入电网；·KM1的主触头闭合，KM2的主触头处入任何状态时，电动机干脆接入电网。即主回路要求限制回路：启动时，限制KM1得电，KM2失电，当启动结束时，限制KM2得电。 （2）限制回路当电路处于初始状态时，接触器KM1、KM2和时间继电器KT的线圈都失电，电动机脱离电网处于静止状态；当操作者按下启动按钮SB1时，接触器KM2的线圈首先得电并自锁，其主触头闭合，电动机定子绕组串接电阻启动。在起先启动时，时间继电器KT同时起先延时； 当启动一段时间后，延时继电器的延时时间到，其延时动合触头闭合，使接触器KM2的线圈得电，其动合主触头闭合，短接电阻，使电动机干脆接入电网而运行。KM2的线圈得电后，KM1的状态不影响电路的工作状态，但为了节约能源和增加电器的运用寿命，KM1和KT用KM1的动断帮助触头使其断开。 在机床限制线路中，常要求电机有顺序地启动。如某些机床主轴必需在油泵工作后才能工作。有些场合要求依次停止。M1转动后，M2才能起动。M2停止后，M1才能停止。对于电动机M1、M2，要求：6.依次限制电路 限制电路如图：FRFUKM2SB3SB1SB2FRFUFUKM1BＭ1３～AKM2KM2KM1KM1QKM1Ｍ2３～KM2FUSB4~380V按下SB1→KM1线圈得电KM1帮助触点吸合KM1主触点吸合→M1转动再按下SB2(此时KM1吸合)→KM2线圈得电→KM2帮助触点吸合，KM2主触头吸合→M2转按下SB4→KM2线圈断电→KM2触点复位→M2停转。再按下SB3→KM1线圈断电→KM1触点复位→M1停转。 明显，在KM1工作前，由于在KM2限制线路中串入了KM1的常开触点，所以按下SB2，Ｍ２也不会转，必需M1工作后，M2才能启动。实现了依次启动。明显，在KM2停止工作前，由于KM2常开触点并在SB3两端，KM2工作，常开触点吸合。此时按下SB3，M1也不能停转必须先接SB4，M2先停后，然后再按SB3，M1才能停转。 例：三相电动机的正反转限制电路如下，试改正错误。FRFUQＭ３～KM1~380VKM1SBSB1SB2FUKM1FRKM2KM2FUKM1FRKM2KM1KM2 例：M1、M2是两台三相异步电动机，试设计一限制电路，要求如下：（1）M1起动后，M2才能起动；M1停车后M2才能停车（2）主电路具有短路、过载疼惜环节。KM1KM1KM2FUFU解：SB4KM2SB1SB2SB3KM1KM1FRKM1