第12-13讲 第11章 继电器与接触器 控制 海南风光

第11章 继电器与接触器控制 §11.1 低压电器简介 §11.2 基本控制环节 §11.3 电动机的保护 §11.4 控制电路综合举例

§11.1 低压电器简介 开关 熔断器 …… 配电 电器 低压 电器 接触器 继电器 起动器 …… 时间继电器 热继电器 …… 控制 电器

11.1.1 刀闸开关 （3~5)*异步电机额定电流 控制对象：380V， 5.5kW 以下小电机 考虑到电机较大的起动电流，刀 11.1.1 刀闸开关 控制对象：380V， 5.5kW 以下小电机 考虑到电机较大的起动电流，刀 闸的额定电流值应如下选择： （3~5)*异步电机额定电流 QS 电路符号

11.1.2 熔断器 作用：用于短路保护。 熔体额定电流 的选择： 电路符号 IF t 异步电机的起动电流 Ist=(5~7) ×额定电流。 11.1.2 熔断器 作用：用于短路保护。 熔体额定电流 的选择： 电路符号 FU （稍大） 1. 无冲击电流的场合 （如电灯、电炉） 2. 空载电机 安秒特性 t IF 3. 频繁起动 的电机 异步电机的起动电流 Ist=(5~7) ×额定电流。

11.1.3 控制按钮 复合按钮 常开(动合)按钮 电路符号 SB 常闭(动断)按钮 电路符号 SB 电路符号 SB

11.1.4 行程开关 用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。 结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。 常开（动合）触头 电路符号 11.1.4 行程开关 用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。 结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。 常开（动合）触头 电路符号 ST 常闭（动断）触头 电路符号 ST

~ 11.1.5 接触器 380 动作过程 线圈通电 主触头 弹簧 衔铁被吸合 触头闭合 线圈 电机接通 辅助 电源 衔铁 触头 铁芯 电机 11.1.5 接触器 ~ 380 动作过程 线圈通电 衔铁被吸合 触头闭合 电机接通 电源 主触头 弹簧 线圈 辅助 触头 M 3~ 铁芯 衔铁 电机

~ 380 动作过程 线圈通电 衔铁被吸合 触头闭合 电机接通 电源 接触器 ~ 220 M 3~

接触器有关符号： 接触器线圈 接触器主触头－－用于主电路 （流过的电流大，需加灭弧装置） 接触器辅助触头－－用于控制电路 常开 常闭 接触器辅助触头－－用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置） 接触器控制对象：电动机及其它电力负载 接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。

简单的接触器控制 A B C 停止 按钮 起动 按钮 刀闸起隔离作用 M 3~ 特点：小电流控 制大电流。 自保持

11.1.6 继电器 中间继电器 电压继电器 电流继电器 时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护） …... 继电器类型： 11.1.6 继电器 继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器 的主触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。 所以，继电器只能用于控制电路中。 中间继电器 电压继电器 电流继电器 时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护） …... 继电器类型：

热继电器 功能：过载保护 双金 属片 结构： 扣板 工作原理： 发热元件 双金 属片 结构： I 扣板 常闭触头 工作原理： 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。

热继电器的符号 FR 串联在主电路中 发热元件 常闭触头 FR 串联在控制电路中

§11.2 基本控制环节  电机起动、停车（点动、连续运行、多地点 控制、顺序控制等）  电机正反转控制  行程控制  时间控制 §11.2 基本控制环节  电机起动、停车（点动、连续运行、多地点 控制、顺序控制等）  电机正反转控制  行程控制  时间控制  速度控制 ……

11.2.1 异步机的直接起动 一、点动控制 控制电路 动作过程 主电路 A B C C' QS FU KM SB KM B' 11.2.1 异步机的直接起动 一、点动控制 A B C C' QS 控制电路 FU KM SB KM B' 动作过程 主电路 触头（KM）闭合 按下按钮（SB） 线圈（KM）通电 电机转动； M 3~ 触头（KM）打开 按钮松开 线圈（KM）断电 电机停转。

简单的接触器控制 A B C M 3~ 刀闸起隔离作用 自保持 停止 按钮 起动

二、电动机连续运行 注意：接触器线圈电压380V时，采用此种接线方式。 KM SB2 C' M 3~ A B C FU QS B' SB1 停车 按钮 起动 按钮 KM 自保持 注意：接触器线圈电压380V时，采用此种接线方式。

三、异步机的直接起动 + 过载保护 热继电 器触头 发热 元件 A B C QS KM FU SB1 SB2 FR KM KM FR M 3~ 电流成回路， 只要接两相就可以了。

四、多地点控制 例如：甲、乙两地同时控制一台电机。 方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。 甲地 乙地 KM SB1甲 SB2甲 SB3乙

五、点动+连续运行 方法一：用复合按钮。 SB3：点动 控制 SB2：连续运行 关系 控制电路 该电路缺点：动作不够可靠。 KM SB1 3~ A B C KM FU QS KM SB1 SB2 FR SB3 FR 控制电路 该电路缺点：动作不够可靠。 主电路

方法二：加中间继电器（KA）。 控制 关系 KA SB1 SB2 FR KA KM KA FR SB SB：点动 SB2：连续运行 M 3~ C KM FU SB1 SB2 FR KA KM KA FR SB 控制 关系 SB：点动 SB2：连续运行

思考 以下控制电路能否实现即能点动、 又能连续运行 KM SB1 SB2 FR SB 不能点动！

11.2.2 电机的正反转控制 正转 M 3~ A B C KMF FU QS FR KMR 操作过程： SBF 正转 SBR 反转 停车 11.2.2 电机的正反转控制 M 3~ A B C KMF FU QS FR KMF SB1 SBF FR 正转 KMR SBR KMR 操作过程： SBF 正转 SBR 反转 停车 SB1 该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。SBF和SBR不能同时按下，否则会造成短路！

电机的正反转控制— 加互锁 互锁 互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转 时，SBF不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。 FR KMR KMF SB1 SBF KMF KMR A B C KMF KMR SBR Q S FU 互锁 KMF KMR 互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转 时，SBF不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。 FR M 3~

电机的正反转控制—双重互锁 机械互锁 电器互锁 机械互锁（复合按钮） 电器互锁（互锁触头） 双保险 FR KMF KMR SB1 SBR SBF SBR KMF KMR A B KMF C QS FU KMF KMR 电器互锁 KMR 双保险 机械互锁（复合按钮） 电器互锁（互锁触头） FR M 3~

11.2.3 行程控制 A B 行程控制实质为电机的 正反转控制，只是在行程 的终端要加限位开关。 KMR M 3~ A B C KMF FU QS FR 11.2.3 行程控制 B A 逆程 正程 行程控制实质为电机的 正反转控制，只是在行程 的终端要加限位开关。

行程控制电路（1） 动作过程 正向运行 SB2 至右极端位置撞开STA 电机停车 （反向运行同样分析） STB STA 限位开关 逆程 正程 （反向运行同样分析） 控制回路 KMF FR KMR SB1 SB2 STA SB3 STB 限位开关

行程控制(2) --自动往复运动 电 机 逆程 正程 工作要求：1. 能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回

自动往复运动控制电路 限位开关 采用复合式 开关。正向运 行停车的同时，自动起 动反向运行；反之亦然。 关键措施 STa STb 电机 FR KMR SBR KMF FR SB1 SBF STa STb 自动往复运动控制电路 限位开关 采用复合式 开关。正向运 行停车的同时，自动起 动反向运行；反之亦然。 关键措施 电机 STa STb

11.2.4 定时控制 空气式 时间继电器 定时类型： 钟表式 阻容式 数字式 电子式 。。。。。。。。

空气式时间继电器的工作原理 常开触头 延时闭合 常闭触头 延时打开 衔铁 常闭触头 动作过程 线圈通电  衔铁吸合（向下）  连杆动作 线圈通电  衔铁吸合（向下）  连杆动作  触头动作 动作过程 线圈 常开触头

时间继电器触头类型 断 电 式 通 电 式 瞬 时 动 作 延 时 动 作 常闭触点 常开触点 常开 常闭 通电后 断电后 延时闭合 通 电 式 断 电 式 常闭 断电后 延时闭合 常开 延时断开 瞬 时 动 作 常闭触点 常开触点 常开 通电后 延时闭合 延 时 动 作 常闭 通电后 延时断开

 定时控制例一： 电机的Y－起动 x z y 主电路 KM -Y闭合，电机接成 Y 形； KM- 闭合，电机接成  形。 QS FU A' B' C' X Y Z KM KM-  FR A' B' C'  Z B' Y X C' A' x z y 电机 绕组 KM -Y 主电路

Y－ 起动控制电路 主电路接通电源 电机 SB2  延时 Y 转换完成 KM- KT KM-Y KM SB1 SB2 FR KM FU QS FR 电机 A' x B' y C' z KM -Y KM-  主电路接通电源 延时 KT  KM-  KM- Y Y 转换完成 SB2  KM  KT  KM-Y  KM- 

定时控制例二：顺序控制 控制要求： 1. M1 起动后，M2才能起动 2. M2 可单独停 ＃2 电机 M2 ＃1 电机 M1

顺序控制电路（1）：两电机只保证起动的先后顺序， 没有延时要求。 FU KM2 FR2 A B C M 3~ KM1 FR1 主电路 KM1 KM2 SB3 SB4 FR2 SB1 SB2 FR1 控制电路

顺序控制电路(2)：M1起动后，M2延时起动。 FR SB2  KM1  KT  KM2  延时 KM2  M1起动 KT  M2起动 主电路同前 KM1 SB1 SB2 KT KM2 控制电路

实现M1起动后M2延时起动的顺序控制，用以下电路可不可以？ KM1 SB1 SB2 KT FR KM2 不可以！ 继电器、 接触器的线 圈有各自的 额定值， 线圈不能串 联。 SB2  KM1  KT  KM2  延时 KM2  M1起动 M2起动

§11.3 电动机的保护 失压保护：采用继电器、接触器控制 电动机保护 的类型： 短路保护：加熔断器 过载保护：加热继电器

11.3.1 失压保护 方法：采用继电器、接触器控制。 控制电路 A' C' 线圈电压380V A' C' 采用继电器、接触器控制后，电 11.3.1 失压保护 方法：采用继电器、接触器控制。 A B C KM SB1 SB2 控制电路 A' C' 线圈电压380V QS FU A' C' KM 采用继电器、接触器控制后，电 源电压<85%时，接触器触头自动 断开，可避免烧坏电机；另外，在 电源停电后突然再来电时，可避免 电机自动起动而伤人。 M 3~ 主 电 路

11.3.2 短路保护 方法：加熔断器。 异步电动机的起动电流 （ Is t）约为额定电流（IN）的 (5~7）倍。选择熔体额定电流 （ ）时，必须 躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通常用以下关系： 一般电机： 频繁起动 的电机：

11.3.3 过载保护 KM SB1 SB2 FR 电机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流小。此时熔断器起不了保护作用，应加热继电器，进行过载保护。 M 3~ A B C FU QS 热继电器 的热元件 热继电 器触头 方法：加热继电器。

自动空气断路器（自动开关） 作用：可实现短路、过载、失压保护。 欠压 过流 结构： 脱扣器 工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电 源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。

§11.4 控制电路综合举例 电机 例一：运料小车的控制 B A 设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求： §11.4 控制电路综合举例 例一：运料小车的控制 正程 逆程 电机 B A 设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求： 1. 小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动： 到A地后停2分钟等待装料，然后自动走向B。 到B地后停2分钟等待卸料，然后自动走向A。 2. 有过载和短路保护。 3. 小车可停在任意位置。

运料小车控制电路 主回路 STa 、STb 为A、B 两端的限位开关 KTa 、KTb 为 两个时间继电器 FR STa KMF KMR SBF SB1 STa KTa STb KTb SBR M 3~ A B C KMF FU Q S FR KMR 主回路 STa 、STb 为A、B 两端的限位开关 KTa 、KTb 为 两个时间继电器

动作过程 SBFKMF 小车正向运行 至A端撞STa  KTa 延时2分钟 KMR  小车 反向运行至B端 FR KMR SBF SB1 STa KTa STb KTb SBR SBFKMF 小车正向运行 至A端撞STa  KTa 延时2分钟 KMR  小车 反向运行至B端 撞STb KTb 延时2分钟 KMF  小车正 向运行……如此往 反运行。 该电路的问题：小车在两极端位置时，不 能停车。

加中间继电器（KA）实现任意位置停车的要求 KMF SBF KMR FR STa KTa STb KTb SB1 SB2 KA 加中间继电器（KA）实现任意位置停车的要求 SBR

例二：工作台位置控制 1 2 3 4 正转 反转 起动后工作台控制要求： (1) 运动部件A从1到2 (2)运动部件B从3到4 M1 A M2 ST3 ST4 ST2 ST1 1 2 3 4 正转 反转 起动后工作台控制要求： (1) 运动部件A从1到2 (2)运动部件B从3到4 (3)运动部件A从2回到1 (4)运动部件B从4回到3 自动循环

工作台位置控制电路 设计步骤： (1)根据动作顺序 设计控制电路。 (2)检查有无互锁。 (3)检查能否正确 启动 、停车。 FR KMAF FR ST4 KMBR ST2 KMBF KMAR ST1 ST3 SB1 SB2 A正转12 (1)根据动作顺序 设计控制电路。 (2)检查有无互锁。 (3)检查能否正确 启动 、停车。 设计步骤： B反转34 A反转21 B正转43

工作台位置控制电路 该电路有何 问题？ 小车若在1、2、3、4 规定的位置时，不能 正常停车。 FR SB1 SB2 KMBF ST4 KMBR ST2 KMBF KMAR KMAF ST1 ST3 SB1 FR SB2 小车若在1、2、3、4 规定的位置时，不能 正常停车。

电路的改进方法同前： 加中间继电器（KA） FR KA SB1 SB3 SB2 KMBF ST4 ST2 KMBR KMAF ST1 KMAR KMAF ST1 ST3 SB2 SB1 SB3

小 结 继电器、接触器控制电路读图和设计中应注意的问题： 1、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 小 结 继电器、接触器控制电路读图和设计中应注意的问题： 1、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 控制关系； 3、主电路、控制电路分开阅读或设计； 4、控制电路中，根据控制要求按自上而下、自左而 右的顺序进行读图或设计； 5、同一个电器的所有线圈、触头不论在什么位置都 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， 且均按未通电状态表示； 7、继电器、接触器的线圈只能并联，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。

电器符号标注 刀闸 熔断器 按钮 接触器 热继电器 行程开关 时间继电器 中间继电器 QS FU SB KM FR ST KT KA