第5章-继电器-接触器控制系统设计

摘要本设计主要是介绍工业生产领域常用的运料往返小车的控制系统,课题主要采用基于继电器-接触器控制来完成本方案的设计,控制电路图的绘制。

系统中主要介绍了控制电路的方案选定，电气无件的选型，以及电路原理图的设计，后面介绍其工作过程和主要参考文献。

关键词：继电器-接触器控制正反转控制目录1 概述 (1)1.1 继电器-接触器控制系统的概况 (1)1.2 继电器与接触器的定义与概念 (1)1.3 继电器-接触器控制系统的优缺点 (2)1.4 继电器-接触器控制系统的发展形势 (2)2 方案设计 (3)2.1 控制系统描述 (3)2.3 继电器-接触器控制系统设计分析 (3)3 元器件的选型 (4)3.1 三相异步电动机的选择 (4)3.2 开关的选择 (5)3.3 熔断器的选择 (5)3.4 热继电器的选择 (6)3.6 接触器的选择 (8)4电路图设计 (10)4.1 电路图的绘制 (10)4.2工作原理 (13)5 设计小结 (14)参考文献 (15)附录电气原理图 (16)1 概述1.1 继电器-接触器控制系统的概况电气控制课程是材料成型与控制工程专业的专业基础课，是由继电接触器控制系统来实现的。

它包含控制线路、主电路、照明电路指示灯电路以及辅助线路等组成。

该系统是由接触器、继电器、保护电器等元件组成，按照一定的控制逻辑接线组成的控制系统。

其工作原理就是采用硬接线逻辑，利用继电器触点的串联或并联，及延时继电器的滞后动作等组成控制逻辑，从而实现对电动机或其他机械设备的起动、停止、正反向、以及课题中所涉及的信号次数决定停哪个站点的功能。

1.2 继电器与接触器的定义与概念接触器：由于接触器具有可控叫大容量，自身活动性质稳定，功能可靠，工作效率高及给够经久耐用等特性不仅被广泛应用在远距离操控高频度接断电路，一级容量较大甚至兼具负荷的各种系统物质中，比如各种电热机械装置、电焊机、电动机等，而且由于接触器可以进行自动控制一级齐纳电压情况下的释放作业保护型调节，所以，在各种进行远距离自动操控中也被作为一种电磁式自动调控开关进行使用。

第1章习题答案1.1 图形符号通常是指用于图样或其他文件表示一个设备或概念的图形、标记或字符。

文字符号是用于标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征的，可在电器设备、装置和元器件上或其近旁使用，是用以表明电器设备、装置和元器件种类的字母代码和功能字母代码。

图形符号由符号要素、限定符号、一般符号以及常用的非电气操作控制的动作（如机械控制符号等），根据不同的具体器件情况构成。

文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。

1.2 电气原理图是说明电气设备工作原理的线路图。

表示各种电气设备在机械设备和电气控制柜中的实际安装位置。

电气互连图是用来表明电气设备各单元之间的接线关系的。

电气原理图中不考虑电气元件的实际安装位置和实际连线情况，只是把各元件按接线顺序用符号展开在平面图上，用直线将各元件连接起来。

电气设备安装图提供电气设备各个单元的布局和安装工作所需数据的图样。

电气互连图一般不包括单元内部的连接，着重表明电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接。

1.3 接触器主触点被卡住、触点熔焊在一起可能引起动铁心不能释放。

应立即切断电源。

1.4 中间继电器触点因为通过控制电路的电流容量较小，所以不需加装灭弧装置。

当被控电动机启动电流小于中间继电器触点的额定电流时。

1.5 电动机启动时的启动电流很大，启动时热继电器不会动作。

因为电动机启动时间短，热继电器来不及动作。

1.6 JS7－A型时间继电器电磁机构翻转180°安装后，通电延时型可以改换成断电延时型，那么这种时间继电器就具有四种类型的触点：延时闭合动合触点；延时断开动断触点；延时断开动合触点；延时闭合动断触点。

1.7 按钮互锁正、反转控制线路存在的主要问题是容易产生短路事故。

电动机正转接触器主触点因弹簧老化或剩磁的原因而延迟释放时，或者被卡住而不能释放时，如按下反转按钮，则反转接触器又得电使其主触点闭合，电源会在主电路短路。

1.10 正转和反转。

第5章继电接触器控制系统1、在电动机的继电器接触器控制电路中，零压保护的功能是( )。

(a) 防止电源电压降低烧坏电动机(b)防止停电后再恢复供电时电动机自行起动(c) 实现短路保护2、在三相异步电动机的正反转控制电路中，正转接触器与反转接触器间的互锁环节功能是( )。

(a)防止电动机同时正转和反转(b)防止误操作时电源短路(c)实现电动机过载保护3、为使某工作台在固定的区间作往复运动，并能防止其冲出滑道，应当采用( )。

(a)时间控制(b)速度控制和终端保护(c) 行程控制和终端保护4、在继电器接触器控制电路中，自锁环节触点的正确连接方法是( )。

(a) 接触器的动合辅助触点与起动按钮并联(b) 接触器的动合辅助触点与起动按钮串联(c) 接触器的动断辅助触点与起动按钮并联5、在机床电力拖动中要求油泵电动机起动后主轴电动机才能起动。

若用接触器KM1 控制油泵电动机，KM2控制主轴电动机，则在此控制电路中必须( )。

(a) 将KM1的动断触点串入KM2的线圈电路中(b) 将KM2的动合触点串入KM1的线圈电路中(c) 将KM1的动合触点串入KM2的线圈电路中6、图示控制电路的作用是( )。

(a) 按一下SB1，接触器KM 通电，并连续运行(b) 按住SB1，KM通电，松开SB1，KM断电，只能点动(c)按一下SB2接触器KM通电，并连续运行。

7、图示的三相异步电动机控制电路接通电源后的控制作用是( )。

(a) 按下SB2，电动机不能运转(b) 按下SB2，电动机点动(c) 按动SB2，电动机起动连续运转；按动SB1，电动机停转KM8、分析图示控制电路，当接通电源后其控制作用正确的是( )。

(a)按SB2，接触器KM 通电动作；按SB1，KM 断电恢复常态(b)按着SB2，KM通电动作，松开SB2，KM即断电(c)按SB2，KM通电动作，按SB1，不能使KM断电恢复常态，除非切断电源9、在图示的控制电路中，按下SB2，则( )。

继电器—-——---接触器控制系统电路设计1、要求画出主电路和控制电路原理图,设计二台电动机M1，M2电气控制电路,使其满足以下条件:1）M1要求正反转控制，以及正向点动控制2）M1启动后，M2才能启动。

3）停车时，M1停止后M2才能停止.两台电动机均有短路和长期过载保护.2、设计两台电动机M1、M2电气控制电路，使其满足以下工作条件：1）M1可正反向点动控制;2）M1先启动,经过t秒后M2自动启动；3）停车时,M2停止后，M1才允许停止。

要求：画出主电路和控制电路原理图，两台电机均有短路和长期过载保护。

3、有两台电动机M1、M2，请设计主电路和控制电路。

要求如下：1）M1电动机既能点动,又能长动；2）在M1电动机启动之前,M2电动机不能启动。

3）M2电动机能够在两个地方进行启动。

4）当按下停止按钮时，两台电动机均停止。

5）要有短路保护和过载保护。

4、为两台异步电动机设计一个控制回路，要有主电路图和控制电路图,要求如下：1）两台电动机互不影响的独立操作2)能同时控制两台电动机的启动和停止3)当一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。

5、机床由两台三相鼠笼式异步电动机M1与M2拖动,其电气控制要求如下：1）M1采用星—三角降压启动2)M1启动经20秒后方允许M2直接启动3)M2停车后方允许M1停车4)M1,M2的启动，停止均要求两地操作5）设置必要的电气保护.6、某机床的主轴和液压泵分别由两台笼型异步电动机M1、M2来拖动，设计控制线路,其要求如下：1）主轴电动机M1启动后液压泵电动机M2才能启动；2）主轴电动机M1能正反转，且能单独停车;3)设计必要的保护环节。

7、用时间继电器控制水泵开1分钟停30秒,自动循环，有过载及短路保护。

8、机床由三台三相鼠笼式异步电动机拖动，其电气控制要求如下：1)顺序启动；2）逆序停止；3）有必要的保护环节。

9、某工厂需要安装一台电动机,这台电动机需要实现正转10分钟—-停10分钟——反转10分钟-—再停10分钟-—再正转，如此循环工作2小时。

《电气控制系统设计》习题解答张宏伟王得胜主编目录第1章绪论 (3)第2章常用低压电器 (6)第3章基本控制电路 (12)第4章典型电气控制系统分析 (19)第5章继电器-接触器控制系统设计 (31)第6章可编程控制器及其应用 (36)第7章电气调速系统与变频器 (48)第1章绪论习题与思考题1－1什么是低压电器?低压电器按用途分哪几类?低压电器的主要技术参数有哪些?选用低压电器时应注意什么问题?【参考答案】1、什么是低压电器?低压电器通常是指工作在交流1200V或直流1500V以下的电器。

2、低压电器按用途分哪几类?按用途分为低压配电电器和低压控制电器。

低压配电电器主要用于低压配电系统中，实现电能的输送和分配，以及系统保护。

低压控制电器主要用于电气控制系统。

3、低压电器的主要技术参数有哪些?（1）额定电压。

一般指额定工作电压。

指在规定条件下，保证电器正常工作的工作电压值。

（2）额定电流一般指额定工作电流。

指在规定条件下，保证开关电器正常工作的电流值。

（3）操作频率与通电持续率开关电器每小时内可能实现的最高操作循环次数称为操作频率。

通电持续率是电器工作于断续周期工作制时有载时间与工作周期之比，通常以百分数表示。

（4）机械寿命和电寿命机械开关电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的无载操作次数，称为机械寿命。

在正常工作条件下，机械开关电器无需修理或更换零件的负载操作次数称为电寿命。

4、选用低压电器时应注意什么问题?（1）安全原则。

安全可靠是对任何电器的基本要求，保证电路和用电设备的可靠运行是正常生活与生产的前提。

（2）经济原则。

经济性包括电器本身的经济价值和使用该种电器产生的价值。

前者要求合理适用，后者必须保证运行可靠，不能因故障而引起各类经济损失。

（3）选用低压电器的注意事项。

在选用低压电器时，必须明确被控制对象的类型和使用环境；明确有关的技术数据，如被控制对象的额定电压、额定功率、操作要求和工作制等；电器的工作环境，如周围温度、湿度、海拔高度、震动和有害气体等方面的情况；电器的技术性能，如用途、种类、控制能力、通断能力和使用寿命等。

第五章继电一接触器控制系统的设计常用的生产机械目前仍广泛应用继电接触器控制系统，在学习了继电接触器典型控制环节和一些生产机械电气设备之后，应能对一般生产机械电气控制电路进行分析。

更为重要的是应能举一反三，对一些生产机械进行电力装备的设计并提供一套完整的技术资料。

而生产机械种类繁多，其电气控制设备备异，本章仅以机床电力装备设计为主线，叙述电力拖动方案的选择，电动机容量的计算，电气控制电路的设计以及机床电力装备的施工设计等。

以求掌握继电接触器控制系统的设计方法和常用控制电器的选择；学会继电接触器控制系统的安装和调试。

第一节电气控制系统设计的基本原则和内容．设计工作的首要问题是树立正确的设计思想，树立工程实践的观点，使设计的产品经济、实用、可靠、先进、使用及维修方便等。

任何一台机械设备的结构型式和馋用效能与其电气自动化程度有着十分密切的关系，因此机床电气设计应与机械设计同时进行并密切配合。

同肘，对于电气设计人员来说，必须对机床机械结构、加工工艺有一定的了解。

这样才能设计出符合要求的电气控制设备。

在电气控制系统设计中，应最大限度地满足生产机械对电气控制的要求，在满足控制要求前提下，力求电气控制系统简单、经济、便于操作和维修并确保控制系统安全可靠地工作·机床电气控制设计的基本内容有：1)确定电力拖动方案。

2)选择电动机容量、结构型式和容量。

3)设计机床电气控制电路图。

4)选择机床电器，制订电器元件一览表。

75)进行机床电力装备施工设计。

6)编写设计计算说明书和使用说明书。

‘第二节电力拖动方案的确定和电动机的选择一、电力拖动方案的确定．电力拖动方案选择是电气设计主要内容之一，也是以后各部分设计内容的基础和先决条件。

．”首先根据机床工艺要求及结构来选用电动机的数量，然后根据机床各运动机构要求的调速范围来选择调速方案。

在选择电动机调速方案时，应使电动机的调速特性与负载特性相适应，以求得电动机充分合理的利用。

继电器与接触器控制的基本电路引言继电器和接触器是常用的电气元件，用于控制电路中的电流流动。

它们在各种自动化系统、电力系统等领域中起着重要的作用。

本文将介绍继电器和接触器的基本原理以及它们在电路控制中的应用。

继电器的基本原理继电器是一种电控制装置，能够使用小电流来控制大电流的流动。

继电器通常由电磁系统、机械系统和电气系统组成。

电磁系统继电器的电磁系统由线圈和铁芯组成。

当线圈通电时，产生的磁场会吸引铁芯，将机械系统连接或断开。

机械系统由机械触点组成，触点通过机械装置与铁芯相连。

当线圈通电时，铁芯受到吸引力，机械触点会发生动作，打开或关闭电路。

电气系统电气系统由常开触点（NO）和常闭触点（NC）组成。

当继电器处于非通电状态时，常开触点闭合，常闭触点断开；当继电器通电时，常开触点断开，常闭触点闭合。

接触器的基本原理接触器与继电器类似，也是一种电控制装置。

接触器通常由电磁系统、机械系统和电气系统组成，但接触器的结构更为复杂。

电磁系统接触器的电磁系统由线圈和铁芯组成。

当线圈通电时，产生的磁场会吸引铁芯，将机械系统连接或断开。

接触器的机械系统由机械触点组成，触点通过机械装置与铁芯相连。

当线圈通电时，铁芯受到吸引力，机械触点会发生动作，打开或关闭电路。

和继电器不同的是，接触器的机械系统可以有多个机械触点，可以实现多个电路的控制。

电气系统接触器的电气系统由多个触点组成，触点通过电气连接与外部电路相连。

接触器的电气系统常用接线方式有串联和并联两种。

继电器和接触器在电路控制中的应用继电器和接触器广泛应用于各种电路控制中，下面将介绍它们在电路控制中常见的应用。

继电器的应用•自动控制：继电器可以实现自动控制功能，通过传感器检测到的信号来控制其他设备的启停。

•电机控制：继电器可以用于电机的启停、正反转等控制。

•照明控制：继电器可以通过光敏传感器或定时器控制照明设备的开启和关闭。

•报警控制：继电器可以用于报警系统的控制，如火灾报警、温度报警等。

第五章继电接触器控制系统的设计继电接触器控制系统是一种传统的自动控制系统，它通过继电接触器驱动电机和其他设备实现自动化控制。

本文将介绍继电接触器控制系统的设计步骤和注意事项。

一、设计步骤1.需求分析：首先，设计人员需要了解系统的整体需求和功能，包括需要驱动的设备类型、设备数量、控制信号种类等。

同时，需要了解系统的工作环境和使用条件，以便选择合适的继电接触器和配套设备。

2.电路设计：根据需求分析的结果，设计人员可以开始进行电路设计。

通常，继电接触器控制系统的电路包括电源电路、输入电路和输出电路。

电源电路用于为整个系统提供电源供应，输入电路负责接收来自控制信号源的信号，输出电路则控制继电器的工作状态。

3.继电器选型：继电接触器的选型是关键步骤之一，设计人员需要根据控制系统的需求选择合适的继电器。

选择继电器时，需要考虑工作电流、额定电压、最大开关次数和工作温度范围等参数。

4.继电器布置：根据设计的电路和继电器的选型，设计人员可以开始进行继电器的布置。

布置继电器时，需要考虑继电器之间的相互干扰和继电器与其他电路元件之间的布局关系。

同时，需要合理安排继电器的通信线路和控制线路。

5.系统调试：在完成电路设计和继电器布置后，设计人员需要对整个系统进行调试。

调试过程中，设计人员需要逐一检查系统的电路连接、信号传输和继电器工作状态，以确保系统的正常工作。

二、注意事项1.电源供应：继电接触器控制系统通常需要稳定可靠的电源供应。

设计人员需要合理选择和布置电源供应线路，避免电源波动对系统的影响。

2.继电器的散热问题：继电接触器在工作过程中会产生一定的热量，设计人员需要合理设计继电器的散热系统，以确保继电器的长期稳定工作。

3.线路的绝缘和防护：继电器控制系统的线路需要进行绝缘处理和防护措施，以防止电流泄漏和外界干扰。

4.继电器与其他元器件的匹配：在进行继电器控制系统的设计时，设计人员需要根据系统的需求选择合适的电线、保险丝、电容等配套元器件，以确保整个系统的兼容性和稳定性。