常用低壓電器與控制電路

《常用低壓電器與控制電路》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《常用低壓電器與控制電路（23頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、模塊七 常用低壓電器與控制電路 目前在國內的電動機自動控制系統中，還較多地采用繼電器、接觸器等有觸點的自動電器和按鈕、閘刀等手動電器配合使用來實現自動控制。這種控制電路一般被稱為繼電接觸器控制系統，它是一種有觸點的斷續控制電路。一般來講，控制電路所包含的電器可分為手動電器與自動電器兩大類。手動電器是由工作人員手動操縱的，如閘刀開關、組合開關和按鈕等。而自動電器是按照指令、信號或某個物理量的變化而自動動作的，如各種繼電器、接觸器、行程開關等。項目一 常用低壓電器1.開關 用來接通和切斷電源的電器叫開關。開關種類很多，主要介紹刀開關。（1）HK系列磁底膠蓋刀開關的結構見圖系列磁底膠蓋刀開關的結構見

2、圖7-1（a）。）。使用時應注意：電源接線必須接進線座；操作時人站在開關的側面，拉合閘動作要迅速；開關不允許倒裝。兩極開關 UN=220V，三極開關 UN=380V，IN有15A、30A、60A三種規格。適用于照明、電熱線路或作以下三相異步電動機不頻繁操作的操作開關。對于照明、電熱負載開關的 UN可選220V或380V，開關的IN等于或稍大于負載最大工作電流；對于電動機開關的UN選380V，IN等于或大于電動機額定電流的三倍。（2）HH系列鐵殼開關的結構見圖系列鐵殼開關的結構見圖7-1（）。（）。它的特點是因裝有速斷機構，開關通、斷速度快與操作手柄動作快慢無關；因裝在機械聯鎖裝置，加上有鐵防護

3、外殼，所以這種開關安全及電氣性能均好。使用時應注意：開關外殼應可靠接地（或接零）；操作時不要面對開關；不能隨意放在地面上使用。適用于電熱，照明等各種配電設備或作不大于13KW三相異步電動機的操作開關。對于控制電動機開關，IN應取2倍電動機額定電流。2.組合開關組合開關 組合開關又稱轉換開關，如圖7-2所示。它是一種結構更為緊湊的手動開關電器。其結構為裝在一根轉軸上的若干個動觸片，和靜觸片單根旋轉開關疊裝于數層絕緣板內，轉動手柄時，每一動觸片即插入相應的靜觸片中，隨轉軸旋轉而改變通斷位置。它可同時接通一部分電路。組合開關用于控制鼠籠式異步電動機（4KW以下），起停頻率每小時不宜超過1520次，開

4、關的額定電流也應選大些，一般取電動機額定電流的倍。組合開關額定持續電流有10、25、60和100（單位A）等多種，極數有單、雙、三、四極幾種。3.空氣斷路器空氣斷路器（1）結構及用途）結構及用途結構 常用的空氣斷路器有塑殼式（裝置式）和萬能式（框架式）兩類。結構和圖形符號如圖7-4所示。用途 空氣斷路器又稱為自動空氣開關，是一具有保護功能的電器，能自動切斷短路、過載等故障，在正常情況下，用來不頻繁地通、斷電路。（2）安裝方法及使用注意）安裝方法及使用注意 安裝前應擦凈脫扣器電磁鐵工作面上的防銹漆脂。斷路器與熔斷器配合使用時，為保證使用的安全，熔斷器應裝在斷路器之前。不允許隨意調整電磁脫扣器的整

5、定值。使用一段時間后，應檢查彈簧是否生銹、卡住，防止不能正常動作。如有嚴重的電灼傷痕跡，可用干布擦去；如觸頭燒毛，可用砂紙或細銼修整，主觸頭一般不允許用銼刀修整。應經常清除灰塵，防止絕緣水平降低。4.按鈕按鈕 組合開關一般用來接通或斷開大電流的電路，而按鈕通常用來接通或斷開小電流的控制電路，從而間接控制電動機或其它電氣設備的運行，其結構原理及符號如圖7-5所示。在沒有外力的正常情況下，觸橋在復位彈簧的作用下使觸點1和觸點2處于連通閉合狀態，而觸點3和觸點4處于斷開狀態。當手動按下按鈕時，觸點1-2由閉合轉為斷開，觸點3-4由斷開轉為閉合。如果松開按鈕，觸橋在復位彈簧的推力作用下自動恢復到原來的

6、正常位置，即自動復位。根據這一工作原理，觸點3-4被稱為常開觸點，觸點1-2被稱為常閉觸點。顯然，所謂“常開”、“常閉”觸點，是以電器未動作或無外力作用下觸點所處的狀態來命名的。一般來說，電器在外力作用下動作時，常閉觸點先斷開，常開觸點后閉合；外力消失后，常開觸點先斷開，常閉觸點后閉合。即觸點的通斷總是遵循這樣一個規律“先斷后通”。按鈕觸點的接觸面積很小，額定電流通常不超過5A。有些按鈕還帶有信號燈。5.行程開關行程開關 行程開關（又稱限制開關或位置開關），是實現位置控制、行程控制、限位保護和程序控制的自動電器。它的作用與按鈕相同，都是對控制電路發出接通、斷開或信號轉換等指令的電器。兩者的區別

7、在于：行程開關觸點的動作不是象按鈕那樣通過手工按動來完成，而是利用生產機械某些運動部件的碰撞或接近使其觸點動作，從而達到一定控制要求的電器。各種系列的行程開關其基本結構相同，都是由操作頭、觸點系統和外殼組成。區別僅在于使行程開關動作的傳動裝置不同，般有旋轉式、按鈕式等數種。圖7-6是按鈕式行程開關的結構原理圖。在通常狀態下，行程開關被安裝在適當和特定的位置。橋式動觸點使靜觸點1和靜觸點2連通，而靜觸點3和靜觸點4處于斷開狀態，故靜觸點1-2被稱為常閉觸點，靜觸點3-4被稱為常開觸點。當預裝在生產機械運動部件上的擋塊碰撞到推桿時，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合，從而起到切換電路的作用。同時，恢復彈

8、簧被壓縮，為以后的復位做好了準備。當擋塊離開推桿時，推桿在恢復彈簧的作用下回到原來位置，從而使各觸點復位。近年來，為了提高行程開關的使用壽命和操作頻率，已開始采用晶體管無觸點行程開關（又稱接近開關）。6.熔斷器熔斷器 RC系列熔斷器 見圖7-8。RC1系列瓷插式熔斷器的額定電壓UN=380V、額定電流 IN為5200A共分七個規格。它結構簡單、更換方便、價格低廉，但分斷能力不強。適用于作照明、電熱電路的短路及過載保護。RL系列熔斷器 見圖7-9所示，在熔斷管中裝有熔絲，通過金屬信號色點、小彈簧與管兩端的金屬冒聯通，在管內填滿石英砂以助滅弧。熔絲斷后，在小彈簧作用下信號色點掉下來。接線時為了安全

9、，進線接下接線端。RL系列螺旋式熔斷器 UN=500V、IN為15200A共分五個規格。它體積小、換熔體方便、安全可靠并帶熔斷顯示，分斷能力較強。適合于控制箱、配電屏、機床設備及振動較大的場合作短路保護、過載保護。7.交、直流接觸器交、直流接觸器 接觸器是一種可以用來頻繁地接通和斷開大電流電路的自動控制電器。主要控制電動機之類的動力負載。它除了能實現自動、遠距離控制外，還具有失電壓保護功能。（1）結構：CJ0系列交流接觸器 它的結構見圖7-10。電磁系統包括動、靜鐵心及線圈。靜鐵心兩端的短路環是為了減小振動及噪音而設置的。觸頭系統，采用的是帶銀觸點的橋式觸頭，銀觸點的主要優點是氧化層對接觸電阻

10、影響不大。在滅弧罩內的三對觸頭較大，用來控制電流大的主電路叫主觸頭，又因線圈不通電時它是斷開的，所以屬動合觸頭。滅弧罩兩邊的兩對較小的觸頭，用于控制電路叫輔助觸頭。它們總共是兩對動合、兩對動斷觸頭。滅弧系統，由滅弧罩和滅弧棚片構成，作用是加速滅弧。40A以下的接觸器沒安裝滅弧棚片。其他部分有反作用彈簧、觸頭壓力彈簧片、緩沖彈簧等。（2）工作原理：）工作原理：以圖7-11（a）所示點動控制為例，按動按鈕，線圈通電，動鐵心克服反作用彈簧的反作用吸合力，動合觸頭閉和使電動機起動；松開按鈕，線圈斷電，在反作用彈簧的作用下，動鐵心復位動合觸頭斷開，電動機斷電。（3）接觸器的選擇：根據負載電流類型選擇接觸

11、器的類型。交流負載選用交流接觸器；直流負載一般選用直流接觸器。在電力拖動控制系統中主要是交流電動機，而直流電動機或負載的容量比較小時，也可用交流接觸器進行控制，但觸頭的額定電流應適當選大一些。觸頭的額定電壓應等于或大于線路額定電壓。觸頭的額定電流可根據接觸器技術數據選擇，也可用經驗公式估算，例對于CJ0交流接觸器主觸頭，IN=KPN（電壓額定功率/W）/UN（電動機額定電壓/V），K取1。對于起動頻繁、正反轉、反接制動情況下，主觸頭IN應選得比上述大一個等級（或估算時K取值）線圈的UN等于控制線路額定電壓。觸頭的類型、數量應符合控制線路對它們的要求。8.繼電器繼電器 繼電器是一種能根據一定的信

12、號，如電流、電壓、時間、壓力、溫度等來通、斷小電流電路的自動控制電器。（1）中間繼電器 是將一個輸入信號變成一個或多個輸出信號的繼電器。它也分交流和直流中間繼電器。圖7-12所示是廣泛使用的交、直流兩用JZ7系列中間繼電器的結構及電路符號圖。（2）熱繼電器 是一種利用電流的熱效應來對電路作過載保護的保護電器，主要用作電動機的過載保護。圖7-13所示是熱繼電器的外形圖，它主要由雙金屬片和電阻絲構成的熱元件、傳動結構、觸頭、復位按鈕、電流整定裝置構成。它的動作原理與DZ5系列低壓斷路器中的熱脫扣動作原理基本相同：雙金屬片彎曲推動滑桿，頂動人字撥桿使觸頭動作。注意：因熱繼電器動作具有熱慣性，它不能作

13、短路保護；更換熱繼電器后勿忘重新整定電流；多次動作應查明動作原因。（3）時間繼電器 是一種利用電磁或機械原理或電子技術來延遲觸頭動作時間自動控制器，種類很多。圖7-14所示是JS7-A系列時間繼電器的結構原理圖。其中圖a是通電延時型，其工作原理如下：線圈通電，弦鐵克服反作用彈簧而吸合，瞬時觸頭動作；同時在塔形彈簧的作用下活塞桿向上運動，但被橡膠膜密封的氣室必須經過受調節螺桿控制大小的進氣口進氣后，才能讓活塞桿隨橡膠膜一起緩慢地向上運動，進氣口越大移動速度越快，反之越慢。經過一定的延時，活塞桿頂部的凹肩推動杠桿壓延時觸頭，即時間繼電器通電延時觸頭動作。線圈斷電時，在反作用彈簧的作用下，活塞桿隨銜

14、鐵一起向下返回，這時氣室內的空氣通過橡膠膜、弱彈簧和活塞的局部所形成的單向閥很快排出，延時觸頭及瞬時觸頭瞬時復位。JS7-A時間繼電器分通電延時和斷電延時兩種。斷電延時與通電延時兩種時間繼電器的組成元件是通用的，從結構上說，只要改變電磁機構的安裝方向，便可獲得兩種不同的延時方式。當銜鐵位于鐵心和延時機構之間時為通電延時，而當鐵心位于銜鐵和延時機械之間時為斷電延時。斷電延時繼電器的工作原理與上述相同。另外常用的還有晶體管時間繼電器，它們的最大特點是延時范圍廣、精度高、耐沖擊、延時整定便利、壽命長。按其原理分為阻容式和數字式兩大類。常見的有JS20型單結晶體管晶閘管時間繼電器和JSJ型晶體三極管時

15、間繼電器。項目二 三相鼠籠式異步電動機的直接起動控制1.點動控制點動控制 點動控制指按下按鈕時電動機就起轉，松開按鈕時電動機就停轉。許多生產機械調整試車或運行時要求電動機做到點動動作，如搖臂鉆床立柱的放松和夾緊、龍門刨床橫梁的上下移動、起重機吊鉤、小車和大車運行的操作控制、刀架的快速進給等均是點動控制。接受點動控制的電動機大多數都容量不大而且工作時間短。點動控制線路如圖7-16所示。點動控制的操作原理如下：合上閘刀開關Q后，按下按鈕SB，接通電源，交流接觸器KM的吸引線圈通電，交流接觸器KM的三個常開主觸點閉合，電動機M通電起轉。松開按鈕SB，交流接觸器KM的吸引線圈斷電，交流接觸器KM的三對

16、常開主觸點斷開，電動機M斷電停轉。主電路用三相50Hz、380V的電源供電。三相閘刀開關Q起隔離電源作用；熔斷器FU起短路保護作用；熱繼電器FR起過載保護作用；交流接觸器KM起失壓或掉電保護作用。2.起?？刂破鹜？刂疲?）直接起?？刂齐娐?對于運行時間較長又不需要改變轉向的電動機，例如用來拖動泵和鼓風機等的電動機，可以用圖7-17所示的。直接起?？刂齐娐返闹麟娐放c圖所示的主電路完全相同，故省略不畫。其控制電路與圖所示的控制電路相比，增加了與起動按鈕SB2并聯的交流接觸器的常開輔助觸點KM和停止按鈕SB1。其操作原理如下：閉合閘刀開關Q，接通電源。按下起動按鈕SB2，接觸器KM的線圈通電，吸合銜

17、鐵，帶動接觸器KM主觸點閉合，電動機通電起轉。與此同時，接觸器KM輔助觸點閉合，旁路了起動按鈕SB2，因此松開起動按鈕SB2后，接觸器KM的線圈繼續通電，使電動機連續運行。與起動按鈕SB2并聯的接觸器KM的常開輔助觸點在這里起著保持線圈通電的作用，稱為自鎖（觸點），這是電動機連續運行的關鍵。由圖7-17可知，自鎖觸點通常是常開輔助觸點，且總與手動電器并聯，起著替代手動電器的作用。按下停止按鈕，接觸器KM的線圈斷電，釋放銜鐵，使得接觸器KM的三個主觸點同時斷開，從而斷開主電路，電動機斷電停轉。同時，也使得接觸器KM的常開輔助觸點斷開，所以松開停止按鈕后，控制電路仍為斷電狀態，電動機保持停轉。（2

18、）連續工作與點動控制 許多機床設備要求主電動機既能連續工作，又能點動控制。只要在電動機起?？刂凭€路的基礎上，增加一個復式按鈕SB3就可以達到連續工作與點動控制的目的，如圖7-18所示。按鈕SB2是連續工作按鈕，而按鈕SB3是點動按鈕。其動作次序如下：按下連續工作按鈕SB2時，接觸器KM的線圈通電，帶動接觸器KM的主觸點閉合，電動機通電起轉。與此同時，接觸器KM的輔助觸點閉合，而且SB3的常閉觸點也處閉合狀態，從而旁路了起動按鈕SB2，因此松開起動按鈕SB2后，接觸器KM的線圈繼續通電，使電動機連續運行。按下點動按鈕SB3時，SB3的常閉觸點首先斷開，切斷了自鎖電路，緊接著SB3的常開觸點閉合，

19、使電動機開始點動運行；一旦松開點動按鈕SB3，SB3的常開觸點首先斷開，使接觸器KM的線圈斷電，主觸點斷開，電動機斷電停轉。同時接觸器KM的自鎖觸點復原斷開，而后SB3的常閉觸點才復原閉合，電路點動完畢。項目三 三相鼠籠式異步電動機的正反轉控制 很多生產機械要求有正、反兩個方向的運動，如機床工作臺的進退、主軸的正反轉、起重機的升降等都是由電動機的正反轉來實現的。我們知道，只要改變電動機電源的相序就可以改變電動機的轉向。那么在直接起動控制電路基礎上，再增加一個交流接觸器及相應的控制電路就可以實現這一要求。圖7-19是實現電動機的正反轉控制電路。該電路利用兩套交流接觸器KMF和KMR分別控制電動機

20、的正轉和反轉，兩個接觸器主觸點之間的聯接，必須保證由主觸點KMF閉合改變為主觸點KMR閉合時，電動機接至電源的三根導線中有兩根要相互對調位置。正反轉控制電路的操作步驟如下：合上閘刀開關，接通電源。按下正轉起動按鈕SBSTF，正轉接觸器KMF的線圈通電，它的常開主觸點閉合，電動機正向起轉；它的常開輔助觸點閉合，實現自鎖。按下停止按鈕SB，正轉接觸器KMF的線圈斷電，它的常開主觸點斷開，電動機停轉；它的常開輔助觸點閉合，撤消自鎖。按下反轉起動按鈕SBSTR，反轉接觸器KMR的線圈通電，它的常開主觸點閉合，電動機反向起轉；它的常開輔助觸點閉合，實現自鎖。按下停止按鈕SB，反轉接觸器KMR的線圈斷電，

21、它的常開主觸點斷開，電動機停轉；它的常開輔助觸點閉合，撤消自鎖。值得一提的是，如果兩接觸器的線圈同時通電，則兩接觸器的主觸點將同時閉合，從而使得兩相火線短接，發生電源短路事故。為了避免此類情況的發生，電路中還引入了互鎖觸點（或稱為聯鎖觸點），即如圖7-19所示，正轉接觸器KMF的一個常閉輔助觸點串接在反轉接觸器KMR的線圈所處的電路中，而反轉接觸器KMF的一個常閉輔助觸點則串接在正轉接觸器KMR的線圈所處的電路中。這兩個常閉輔助觸點就稱為互鎖觸點。為了能夠方便地控制電動機的轉向，可以將正反轉起動按鈕改裝為復式按鈕，并實現互鎖，如圖7-20所示。當電動機正轉時，按下反轉起動按鈕SBSTR，其常閉觸點率先斷開，而使正轉接觸器KMF的線圈率先斷電，相應的常開主觸點斷開，相應的互鎖觸點恢復閉合。隨著反轉起動按鈕SBSTR的常開觸點的隨后閉合，反轉接觸器KMF的線圈通電，電動機就反轉。同時，反轉接觸器KMF的互鎖觸點斷開，起互鎖保護。由此可見，復式按鈕中的常閉觸點起著停止按鈕的作用，由于復式按鈕中的常開觸點和常閉觸點采用了聯動結構，所以無須專門操作。