机电控制技术第二章继电器接触器控制系统设计
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机电控制技术
第二章 继电器接触器控制系统
断路器结构图
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第二章 继电器接触器控制系统
机电控制技术
第二章 继电器接触器控制系统
交通大学控制课程系列
专业基础课、必修课
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机电控制技术
第二章 继电器接触器控制系统
引言
继电器接触器控制系统是应用最早的控制系 统，它由各种有触点的接触器、继电器、控 制器、行程开关等低压电器组成的控制系统。 此系统具有结构简单、容易掌握、维护检修 简便、价格低廉等特点，多年来在工业生产 中得到广泛应用。为此本章结合实际自动化 项目和工程，详细介绍继电器接触器控制系 统的工作原理、组成及设计方法。
二、刀开关及组合开关
作用：接通或断开长期 工作设备的电源
作用：主要用于电源引入， 所以也称为电源隔离开关
选型：主要根据电源种类、电压等级、所需触点数和电 动机容量
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第二章 继电器接触器控制系统
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机电控制技术
第二章 继电器接触器控制系统
结构及工作原理 结构：不论那种自动开关，从结构看都是有三部分 组成： ① 主触点及灭弧系统（执行部分）——接通/分 断主电路； ② 各种脱扣器（感测元件）——接收电路的故障 信号； ③ 操作机构（机械传递部件）——由脱扣器接收 信号后由它实现自动/手动跳闸的任务。
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第二章 继电器接触器控制系统
绘制电气原理图的基本规则(续）
1、原理图一般分为主电路（由电动机、接触器主触点等电
器元件组成。（电流大）和控制或辅助电路（由接触器 线圈、继电器等电器元件组成。（电流小）两部分。主 电路用粗实线表示，画在左边（或上部）；辅助电路用 细实线表示，画在右边（或下部）；
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第二章 继电器接触器控制系统
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第二章 继电器接触器控制系统
接近开关
振荡器振荡后,在开关的感应面上产生交变 磁场,当金属物体接近,金属体产生涡流,吸 收振荡器能量,以致振荡器停振,由整形放 大器转换成二进制的开关信号.
2、原理图中，各电器元件采用国家规定的图形符号来画，属
于同一电器的线圈和触点，都用同一文字符号表示。当 使用相同类型电器时，可在文字符号后加数字序号来区 分。 3、同一电器元件的各个部件可不画在一起，根据便于阅读和 分析的原则来画。
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•控制电器 一、继电器
作用：根据某种输入信号的变化，接通/断开控制电路， 实现控制目的。 分类： ① 按输入信号的性质可分为： 电压继电器（过、欠） 、电流继电器（过、欠） 、时间 继电器、温度继电器、速度继电器及压力继电器等； ② 按工作原理可分为： 电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器、 电子式继电器等。
（过电流脱扣器的自动开关原理结构图）
锁钩
过流
脱扣器
释放弹簧
连杆装置 主触点
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机电控制技术 断路器文字与图形符号
第二章 继电器接触器控制系统
选型：断路器既能接通或分断正常工作电流，也能自动分 断过载或短路电流，因此选择自动开关时，其额定电压和额 定电流应不小于电路正常工作的电压和电流，脱扣器的整定 电流与所控的负载额定电流一致。
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第二章 继电器接触器控制系统
•低压配电电器
一、断路器(又称空气开关）
① ② ③ 作用： 不频繁地接通或断开负载电路 具有过载、短路、失压保护功能 分类： 按其用途自动开关可分为：保护线路、保护电动机、 保护照明电路； 按其所含有的脱扣器自动开关可分为：失压脱扣器、 过载脱扣器、过电流脱扣器等； 按主电路极数自动开关可分为：单极、双极、三极。
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触点表示含义 具体见教材
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第二章 继电器接触器控制系统
空气阻尼式时间继电器结构与工作原理
机床交流控制
系统常用的一
种时间继电器
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低压电器
直流1500V以下的电器；交流1200V以下的电器。
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机电控制技术
第二章 继电器接触器控制系统
低压电器分类
低压电器按其在系统的作用，一般分为两类： 低压配电电器、低压控制电器。 • 低压配电电器: 用于输配电系统，典型产品有：刀开关、自动 开关、熔断器等； • 低压控制电器: 用于电力拖动控制系统，典型产品有：继电器、 接触器、主令电器（按钮、限位开关）等。
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第二章 继电器接触器控制系统
断路器外形图
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第二章 继电器接触器控制系统
第二章 继电器接触器控制系统
五、接触器
作用：接触器是一种用来频繁地接通或断开有负载的主 电路的自动控制器。 与继电器的区别： ① 主、辅触点之分 ② 按主触点通过的电流是直流还是交流，接触器分为直流 /交流接触器。 ③ 主触点容量大。 图形及文字符号：
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机电控制技术
第二章 继电器接触器控制系统
2.1 常用低压电器
低压电器定义 电器定义
根据外界特定的信号和要求，自动或手动地接通或 断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对电 路或非电对象控制的电气设备称为电器。
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第二章 继电器接触器控制系统
绘制电气原理图的基本规则(续）
4、原理图中所有电器的触点，都按没有通电或外力作用时 的开闭状态画出。 5、原理图中，有直接电联系的交叉导线的连接点，用黑圆 点表示。 6、原理图中，各电器元件一般应按动作顺序从上到下，从 左到右依次排列，可水平或垂直布置。 7、在原理图上方将图分为若干图区，并表明该区电路的作 用。在原理图下方用数字编号图区。
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第二章 继电器接触器控制系统
绘制电气原理图的基本规则
主 辅助 辅助 触 常开 常闭 点 触点 触点
CW6132型车床电气原理图
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第二章 继电器接触器控制系统
ห้องสมุดไป่ตู้
结构及工作原理（以电磁式电流继电器为例） 组成： 铁芯、线圈、动/静触点等组成。 分类： 按线圈接收的是直流还是交流，继电器可分为交流继 电器或直流继电器；
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第二章 继电器接触器控制系统
本章主要介绍内容 2.1 常用低压电器 2.2 电气原理图的画法规则 2.3 基本控制电路 2.4 三相异步电机控制电路设计 2.5 电气控制系统设计方法
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第二章 继电器接触器控制系统
三、时间继电器
定义：线圈通电或断电后其触 点经过一定延时再动作的继电 器 图形、文字符号及外观图
种类：断电延时时间继电器、 通电延时时间继电器。 另按其工作原理不同，时间 继电器又可分为：电磁阻尼式、 空气阻尼式、晶体管式时间继 电器。 选型:考虑延时方式、电源、价 格、温度。操作频率五方面。
① ② ③ 电气控制系统图主要包括的种类： 电气原理图 电器元件布置图 电气安装接线图
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第二章 继电器接触器控制系统
(1)电气原理图 定义：采用电气元件的图形和文字符号，以展开的形式绘制 成的表示电气控制线路工作原理的图形。 作用：便于阅读和分析控制系统。 注：电气原理图并不反映电器元件的实际大小和安装位置 (2)电器元件布置图 定义：表明电器设备在机械设备上和电器控制柜中的实际安 装位置的图 作用：便于制造、加工、安装。 (3)电气安装接线图 定义：表明各电器之间的实际连接的图 作用：便于配线检修。
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第二章 继电器接触器控制系统
选型
电流继电器主要根据主电路的电流种类和额定电流来选择
分类
过流（压）：过流后（额定电流的110％以上）时，触点动作。 欠流（压）：欠流后（额定电流的10％以下）时，触点复位。
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第二章 继电器接触器控制系统
2.2 电气原理图的画法规则
电气控制系统图定义： 电气控制系统是由许多电气元件按一定要求连接而成 的。电气控制系统中各电气元件及其连接，可用一定 的图形表达出来，这种图称为电气控制系统图。
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第二章 继电器接触器控制系统
四、热继电器
作用：利用热效应原理，对电机或电气设备过载起保护作用。
长期过载、频繁启动、欠电压、断相运 行均会引起过电流。
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机电控制技术 交流接触器结构图
第二章 继电器接触器控制系统
接触器外形图
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第二章 继电器接触器控制系统
接触器主要技术参数 ① 额定电压：指主触点的额定工作电压。 直流有：24V、48V、110V、220V、440V 交流有：36V、220V、380V ② 额定电流：主触点的额定电流。 ③ 机械寿命（1000万次以上）与电气寿命（100万次以上） ④ 操作频率：每小时的操作次数 一般：300次/h、 600次/h、 1200次/h
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第二章 继电器接触器控制系统
发出命令改变控制系统工作状态的电器。 常用的主令电器有：按钮、行程开关等。
六、主令电器
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第二章 继电器接触器控制系统
二、中间继电器
特点：中间继电器（KA）实质上是电压继电器的一种，但它 的触点数多，触点的容量大（额定电流5—10A）。 作用：信号传递、放大、分路、反相。 图形、文字符号及外观图：
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第二章 继电器接触器控制系统
断路器结构图
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第二章 继电器接触器控制系统
引言
继电器接触器控制系统是应用最早的控制系 统，它由各种有触点的接触器、继电器、控 制器、行程开关等低压电器组成的控制系统。 此系统具有结构简单、容易掌握、维护检修 简便、价格低廉等特点，多年来在工业生产 中得到广泛应用。为此本章结合实际自动化 项目和工程，详细介绍继电器接触器控制系 统的工作原理、组成及设计方法。
二、刀开关及组合开关
作用：接通或断开长期 工作设备的电源
作用：主要用于电源引入， 所以也称为电源隔离开关
选型：主要根据电源种类、电压等级、所需触点数和电 动机容量
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第二章 继电器接触器控制系统
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第二章 继电器接触器控制系统
结构及工作原理 结构：不论那种自动开关，从结构看都是有三部分 组成： ① 主触点及灭弧系统（执行部分）——接通/分 断主电路； ② 各种脱扣器（感测元件）——接收电路的故障 信号； ③ 操作机构（机械传递部件）——由脱扣器接收 信号后由它实现自动/手动跳闸的任务。
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第二章 继电器接触器控制系统
绘制电气原理图的基本规则(续）
1、原理图一般分为主电路（由电动机、接触器主触点等电
器元件组成。（电流大）和控制或辅助电路（由接触器 线圈、继电器等电器元件组成。（电流小）两部分。主 电路用粗实线表示，画在左边（或上部）；辅助电路用 细实线表示，画在右边（或下部）；
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第二章 继电器接触器控制系统
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第二章 继电器接触器控制系统
接近开关
振荡器振荡后,在开关的感应面上产生交变 磁场,当金属物体接近,金属体产生涡流,吸 收振荡器能量,以致振荡器停振,由整形放 大器转换成二进制的开关信号.
2、原理图中，各电器元件采用国家规定的图形符号来画，属
于同一电器的线圈和触点，都用同一文字符号表示。当 使用相同类型电器时，可在文字符号后加数字序号来区 分。 3、同一电器元件的各个部件可不画在一起，根据便于阅读和 分析的原则来画。
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•控制电器 一、继电器
作用：根据某种输入信号的变化，接通/断开控制电路， 实现控制目的。 分类： ① 按输入信号的性质可分为： 电压继电器（过、欠） 、电流继电器（过、欠） 、时间 继电器、温度继电器、速度继电器及压力继电器等； ② 按工作原理可分为： 电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器、 电子式继电器等。
（过电流脱扣器的自动开关原理结构图）
锁钩
过流
脱扣器
释放弹簧
连杆装置 主触点
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第二章 继电器接触器控制系统
选型：断路器既能接通或分断正常工作电流，也能自动分 断过载或短路电流，因此选择自动开关时，其额定电压和额 定电流应不小于电路正常工作的电压和电流，脱扣器的整定 电流与所控的负载额定电流一致。
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•低压配电电器
一、断路器(又称空气开关）
① ② ③ 作用： 不频繁地接通或断开负载电路 具有过载、短路、失压保护功能 分类： 按其用途自动开关可分为：保护线路、保护电动机、 保护照明电路； 按其所含有的脱扣器自动开关可分为：失压脱扣器、 过载脱扣器、过电流脱扣器等； 按主电路极数自动开关可分为：单极、双极、三极。
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触点表示含义 具体见教材
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第二章 继电器接触器控制系统
空气阻尼式时间继电器结构与工作原理
机床交流控制
系统常用的一
种时间继电器
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直流1500V以下的电器；交流1200V以下的电器。
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第二章 继电器接触器控制系统
低压电器分类
低压电器按其在系统的作用，一般分为两类： 低压配电电器、低压控制电器。 • 低压配电电器: 用于输配电系统，典型产品有：刀开关、自动 开关、熔断器等； • 低压控制电器: 用于电力拖动控制系统，典型产品有：继电器、 接触器、主令电器（按钮、限位开关）等。
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断路器外形图
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第二章 继电器接触器控制系统
五、接触器
作用：接触器是一种用来频繁地接通或断开有负载的主 电路的自动控制器。 与继电器的区别： ① 主、辅触点之分 ② 按主触点通过的电流是直流还是交流，接触器分为直流 /交流接触器。 ③ 主触点容量大。 图形及文字符号：
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第二章 继电器接触器控制系统
2.1 常用低压电器
低压电器定义 电器定义
根据外界特定的信号和要求，自动或手动地接通或 断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对电 路或非电对象控制的电气设备称为电器。
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第二章 继电器接触器控制系统
绘制电气原理图的基本规则(续）
4、原理图中所有电器的触点，都按没有通电或外力作用时 的开闭状态画出。 5、原理图中，有直接电联系的交叉导线的连接点，用黑圆 点表示。 6、原理图中，各电器元件一般应按动作顺序从上到下，从 左到右依次排列，可水平或垂直布置。 7、在原理图上方将图分为若干图区，并表明该区电路的作 用。在原理图下方用数字编号图区。
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第二章 继电器接触器控制系统
绘制电气原理图的基本规则
主 辅助 辅助 触 常开 常闭 点 触点 触点
CW6132型车床电气原理图
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第二章 继电器接触器控制系统
ห้องสมุดไป่ตู้
结构及工作原理（以电磁式电流继电器为例） 组成： 铁芯、线圈、动/静触点等组成。 分类： 按线圈接收的是直流还是交流，继电器可分为交流继 电器或直流继电器；
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第二章 继电器接触器控制系统
本章主要介绍内容 2.1 常用低压电器 2.2 电气原理图的画法规则 2.3 基本控制电路 2.4 三相异步电机控制电路设计 2.5 电气控制系统设计方法
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第二章 继电器接触器控制系统
三、时间继电器
定义：线圈通电或断电后其触 点经过一定延时再动作的继电 器 图形、文字符号及外观图
种类：断电延时时间继电器、 通电延时时间继电器。 另按其工作原理不同，时间 继电器又可分为：电磁阻尼式、 空气阻尼式、晶体管式时间继 电器。 选型:考虑延时方式、电源、价 格、温度。操作频率五方面。
① ② ③ 电气控制系统图主要包括的种类： 电气原理图 电器元件布置图 电气安装接线图
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第二章 继电器接触器控制系统
(1)电气原理图 定义：采用电气元件的图形和文字符号，以展开的形式绘制 成的表示电气控制线路工作原理的图形。 作用：便于阅读和分析控制系统。 注：电气原理图并不反映电器元件的实际大小和安装位置 (2)电器元件布置图 定义：表明电器设备在机械设备上和电器控制柜中的实际安 装位置的图 作用：便于制造、加工、安装。 (3)电气安装接线图 定义：表明各电器之间的实际连接的图 作用：便于配线检修。
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第二章 继电器接触器控制系统
选型
电流继电器主要根据主电路的电流种类和额定电流来选择
分类
过流（压）：过流后（额定电流的110％以上）时，触点动作。 欠流（压）：欠流后（额定电流的10％以下）时，触点复位。
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第二章 继电器接触器控制系统
2.2 电气原理图的画法规则
电气控制系统图定义： 电气控制系统是由许多电气元件按一定要求连接而成 的。电气控制系统中各电气元件及其连接，可用一定 的图形表达出来，这种图称为电气控制系统图。
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四、热继电器
作用：利用热效应原理，对电机或电气设备过载起保护作用。
长期过载、频繁启动、欠电压、断相运 行均会引起过电流。
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第二章 继电器接触器控制系统
接触器外形图
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第二章 继电器接触器控制系统
接触器主要技术参数 ① 额定电压：指主触点的额定工作电压。 直流有：24V、48V、110V、220V、440V 交流有：36V、220V、380V ② 额定电流：主触点的额定电流。 ③ 机械寿命（1000万次以上）与电气寿命（100万次以上） ④ 操作频率：每小时的操作次数 一般：300次/h、 600次/h、 1200次/h
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第二章 继电器接触器控制系统
发出命令改变控制系统工作状态的电器。 常用的主令电器有：按钮、行程开关等。
六、主令电器
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第二章 继电器接触器控制系统
二、中间继电器
特点：中间继电器（KA）实质上是电压继电器的一种，但它 的触点数多，触点的容量大（额定电流5—10A）。 作用：信号传递、放大、分路、反相。 图形、文字符号及外观图：