第2章继电器一接触器控制系统 2.1电器基础知识 2.2电气控制线路基本环节 2.3电动机的保护环节 2.4电气控制线路设计的常见问题 2.5电气控制线路的一般设计方法 2.6设计举例 习题与思考题2
第2章 继电器 — 接触器控制系统 ◼ 2.1 电器基础知识 2.2 电气控制线路基本环节 2.3 电动机的保护环节 2.4 电气控制线路设计的常见问题 2.5 电气控制线路的一般设计方法 2.6设计举例 习题与思考题2
■机床不仅需要有电动机拖动。而且还需要一套控制装 置,即各类电器,用以实现各种工艺要求。电器就是 控制电的器具,它能接通或断开电路以实现电路或非 电对象的切换、控制、保护和调节。机床中的控制电 器多居低压电器.它是指工作在交直流1200V以下的电 路中的电气设备 电器的种类很多,分类的方法也很多。按用途可分以 下三类 (1)信号及控制电器用于发送控制指令及实现控 制电路中逻辑运算、延时等功能的电器。如:按钮开 关、行程开关、刀开关、中间继电器、时间继电器、 速度继电器
◼ 机床不仅需要有电动机拖动。而且还需要一套控制装 置，即各类电器，用以实现各种工艺要求。电器就是 控制电的器具，它能接通或断开电路以实现电路或非 电对象的切换、控制、保护和调节。机床中的控制电 器多居低压电器．它是指工作在交直流1200v以下的电 路中的电气设备。 ◼ 电器的种类很多，分类的方法也很多。按用途可分以 下三类： ◼ (1)信号及控制电器 用于发送控制指令及实现控 制电路中逻辑运算、延时等功能的电器。如：按钮开 关、行程开关、刀开关、中间继电器、时间继电器、 速度继电器
(2)执行电器用于完成传动或实现某种动作的电器 如:接触器、电磁阔、电磁离合器。 (3)保护电器用于保护电路及用电设备的电器。如: 溶断器、热继电器、电流(压)继电器
◼ (2)执行电器 用于完成传动或实现某种动作的电器。 如：接触器、电磁阔、电磁离合器。 ◼ (3)保护电器 用于保护电路及用电设备的电器。如： 溶断器、热继电器、电流(压)继电器
1.信号及控制电器 (1)非自动切换信号及控制电器 按钮(SB)按钮的作用是发布命令,控制其他电器的 短时接通或断开小电流。在控制电路中用于远距 离操纵接触器、继电器等从而控制电动杌的起动、反转 触, 开)触点断 开。按下按钮,动断(常闭)触点断开,动 开)触点闭 松开按钮,在复位弹簧作用下使触点复位。为避免 误动作,将钮帽做成不同的颜色来区别,如以红色作为 停止按钮,绿色作为起动按 。按钮的选择根据所需 的触点数、触点型式及颜色选用。 2)刀开关(Q)刀开关又名闸刀,主要用于接通和切断 长期工作设备的电源。刀开关的种类很多,根据通路 数量可分为单极、双极和三极。一般刀开关的额定电压 不超过500V。额定电流有10A到上千安培多种等级,有 的刀开关附有熔断器。主要根据电源种类、电压等级 作电流、所需极数选择刀开关
1．信号及控制电器 ◼ （1）非自动切换信号及控制电器 ◼ 1)按钮（SB） 按钮的作用是发布命令，控制其他电器的 动作，短时接通或断开小电流。在控制电路中用于远距 离操纵接触器、继电器等从而控制电动机的起动、反转、 停止。常态时，动断(常闭)触点闭合，动合 (常开)触点断 开。按下按钮，动断(常闭)触点断开，动合(常开)触点闭 合，松开按钮，在复位弹簧作用下使触点复位。为避免 误动作，将钮帽做成不同的颜色来区别，如以红色作为 停止按钮，绿色作为起动按钮。。按钮的选择根据所需 的触点数、触点型式及颜色选用。 ◼ 2)刀开关（Q） 刀开关又名闸刀，主要用于接通和切断 长期工作设备的电源。刀开关的种类很多，根据通路的 数量可分为单极、双极和三极。一般刀开关的额定电压 不超过500V。额定电流有10A到上千安培多种等级，有 的刀开关附有熔断器。主要根据电源种类、电压等级、 工作电流、所需极数选择刀开关
■3)行程开关(ST)行程开关又称为限位开关。是一种 根据运动部件的行程 切换电路的电器,用于反 映机构的运动方向或所 ,可实现行程控制及极 限位置的保护。行程开关分为有触点式和无触点式两 种,常见无触点式行程开关为高频振荡型接近开关 它是由装在运动部件上的 金属片接近或离开振 线圈来实现控制的。接近开关有使用寿命长、操作频 率高、定位精度好、反应迅速的特点,有1 关动作原理与按钮类似, 碰按行程开关的顶杆 按结构可分为直动式、滚轮式和微动式三种。直 构简单,因其触点的分合速度取决于挡块的移动速 度,当挡块的移动速度低于0.4m/min时,触点切断太 慢,使电弧在触点上停留太长,易于烧蚀触点。此 可以选用有盘形弹簧机 瞬时动作的滚轮式行程开 关,其特点是通断时间不受挡块的移动速度的影,动 作快:缺点是结构复杂,价格高。为克服直动式结构 的问题还可以选角有弯 弹簧的微动 程开关, 这种行程并关更为灵圬,敏捷,缺点是不耐角
◼ 3) 行程开关（ST） 行程开关又称为限位开关。是一种 根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，用于反 映机构的运动方向或所在位置，可实现行程控制及极 限位置的保护。行程开关分为有触点式和无触点式两 种，常见无触点式行程开关为高频振荡型接近开关， 它是由装在运动部件上的一个金属片接近或离开振荡 线圈来实现控制的。接近开关有使用寿命长、操作频 率高、定位精度好、反应迅速的特点，有触点行程开 关动作原理与按钮类似，动作时碰按行程开关的顶杆。 按结构可分为直动式、滚轮式和微动式三种。直动式 结构简单，因其触点的分合速度取决于挡块的移动速 度，当挡块的移动速度低于0.4m／min时，触点切断太 慢，使电弧在触点上停留太长，易于烧蚀触点。此时 可以选用有盘形弹簧机构能瞬时动作的滚轮式行程开 关，其特点是通断时间不受挡块的移动速度的影，动 作快；缺点是结构复杂，价格高。为克服直动式结构 的问题，还可以选用有弯片状弹簧的微动式行程开关， 这种行程开关更为灵巧，敏捷，缺点是不耐用
(2)自动切换信号及控制电器 自动切换信号及控制电器是指主要借助电磁力或某个 物理量的变化自动进行切换的电器,如电磁继电器等。 继电器主要用于传递控制信号,其触点通常接控制电 路中。继电器种类很多,电气控制系统中常用的主要 有电磁式中间继电器、速度继电器、时间继电器。继 电器的工作特点是阶跃式的输入输出特性, 见图2-1。当继电器输入量由零增加到x2以前,继电器 输出为零;当输入量x增加到x2时,继电器吸合,通过 其触点的输出量突变为y并保持不变。若x再增加,输 出y1不变。当x减少到x1时,继电器释放。输出y从yl 降到零。ⅹ再小,输出仍为零
（2）自动切换信号及控制电器 ◼ 自动切换信号及控制电器是指主要借助电磁力或某个 物理量的变化自动进行切换的电器，如电磁继电器等。 继电器主要用于传递控制信号，其触点通常接控制电 路中。继电器种类很多，电气控制系统中常用的主要 有电磁式中间继电器、速度继电器、时间继电器。继 电器的工作特点是阶跃式的输入输出特性， 见图2-1。当继电器输入量由零增加到x2以前，继电器 输出为零；当输入量x增加到x2时，继电器吸合，通过 其触点的输出量突变为y1并保持不变。若x再增加，输 ◼ 出y1不变。当x减少到x1时，继电器释放。输出y从y1 降到零。x再小，输出仍为零
图2-1继电器特性曲线
图2-1继电器特性曲线
1)中间继电器(K)中间继电器也是一种电压继电器, 其主要用途是进 的数 蝥的逻辑控制或实现触点的转换 和扩展(增加触点的 玫触点的数 多达六对或更多),触点通断电流大(额定电流5A 10A),动作灵敏(功作时间小于0.5s 2)速度继电器(KS)速度继电器是测量转速的元件 它能反映转动的方向以及是否停转、因此 用于异 步电动机的反接制动中。其结构和工作原理与笼型电 动机类似,主要有转子、定子和触点三部分。其中转 子是圆柱形永磁铁,与被控旋转机构的轴连接,同步 旋转。定于是笼形空心圆环,内装有笼形绕组 转子上,可以转 定的角度。当转子转动时,在 绕组内感应出电动势和电流,此电流和磁场作用产生 扭矩使定子柄向旋转方向转动、拨动簧片使触点闭合 或断开 转速接近零(约10 0r/min),扭矩 于克服定子柄重力.触点系统恢复原态。JY速度继 电器结构原理图如图2-2所示
◼ 1)中间继电器（K） 中间继电器也是一种电压继电器， 其主要用途是进行电路的逻辑控制或实现触点的转换 和扩展(增加触点的数量和容量)，故触点的数量多(可 多达六对或更多)，触点通断电流大(额定电流5A～ 10A)，动作灵敏(功作时间小于0.5s)。 ◼ 2)速度继电器（KS） 速度继电器是测量转速的元件。 它能反映转动的方向以及是否停转、因此广泛用于异 步电动机的反接制动中。其结构和工作原理与笼型电 动机类似，主要有转子、定子和触点三部分。其中转 子是圆柱形永磁铁，与被控旋转机构的轴连接，同步 旋转。定于是笼形空心圆环，内装有笼形绕组、它套 在转子上，可以转动一定的角度。当转子转动时，在 绕组内感应出电动势和电流，此电流和磁场作用产生 扭矩使定子柄向旋转方向转动、拨动簧片使触点闭合 或断开。当转子转速接近零(约100r/min)，扭矩不足 于克服定子柄重力．触点系统恢复原态。JYl速度继 电器结构原理图如图2-2所示
图2-2JY速度继电器结构原理图 (1.转子2轴3定子4绕组5定子柄6静触点7动触点8.簧片
图2-2 JYl速度继电器结构原理图 (1.转子2轴3.定子4.绕组5.定子柄6.静触点7.动触点8.簧片)
3)时间继电器(KT)时间继电器是用来定时的电器件 按动作原理分为空气阻尼 电磁式、电动机式、半导体 式。常见空气阻尼型时间继电器有JS7A型。延时范围为 0.4~180 2.执行电器 接触器是一种接通或切断电动机或其他负载主电路的自动 切换电器。它是利用电磁力来使开关打开或断开的电器,适用 王频警操作:远距离控制强电电路并县有低压释放的保拉性 括触点系统、电磁杋构、灭弧杋构以及反作用弹簧等。其工作 原理是当线圈得电后,衔铁被吸合,带动三对主触点闭合,接 通电路,辅助触点也闭合或断开;当线圈失电后,衔铁被释放 对主触点复位,电路断开,辅助触点也断开或闭 选择接 触器主要考虑以下参数:(1)触点通断电源种类:交流或直流; (2)主触点额定电压和电流;(3)辅助触点种类、数量及触点 额定电流;(4)电磁线圈的电源、种类及频率
2． 执行电器 ◼ 3)时间继电器（KT） 时间继电器是用来定时的电器件。 按工作方式可分为通电延时动作型和断电延时动作型两类； 按动作原理分为空气阻尼型、电磁式、电动机式、半导体 式。常见空气阻尼型时间继电器有JS7-A 型。延时范围为 0.4～ 180s。 接触器是一种接通或切断电动机或其他负载主电路的自动 切换电器。它是利用电磁力来使开关打开或断开的电器，适用 于频繁操作、远距离控制强电电路，并具有低压释放的保护性 能。接触器通常分为交流接触器和直流接触器。其主要结构包 括触点系统、电磁机构、灭弧机构以及反作用弹簧等。其工作 原理是当线圈得电后，衔铁被吸合，带动三对主触点闭合，接 通电路，辅助触点也闭合或断开；当线圈失电后，衔铁被释放， 三对主触点复位，电路断开，辅助触点也断开或闭合。选择接 触器主要考虑以下参数：（1)触点通断电源种类：交流或直流； （2)主触点额定电压和电流；（3)辅助触点种类、数量及触点 额定电流；（4)电磁线圈的电源、种类及频率