電氣控制技術(shù)第3講.ppt

濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,電氣控制技術(shù),第3講 濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 2011-03-18,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,回顧：,接觸器 觸點(diǎn)、滅弧裝置、電磁機(jī)構(gòu)、型號(hào) 主要技術(shù)參數(shù)（額定電壓、額定電流、線圈的額定電壓、額定操作頻率）,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,本課主要內(nèi)容：,接觸器 補(bǔ)充技術(shù)參數(shù)、選型、發(fā)展趨勢(shì) 1.2.2 繼電器,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,（二）接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù),1、額定電壓 接觸器銘牌額定電壓是指主觸點(diǎn)上的額定電壓。通常用的電壓等級(jí)為： 直流接觸器：220V、440V、660V 交流接觸器：220V、380V、500V 2、額定電流 接觸器銘牌額定電流指主觸點(diǎn)的額定電流。常用的電流等級(jí)為： 直流接觸器：25A、40A、60A、100A、 l 50A、250A、400A、600A。 交流接觸器：5A、10A、20A、40A、60A、 100A、150A、250A、400A、600A。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,3、線圈的額定電壓 接觸器線圈正常工作的電壓 常用的等級(jí)為： 直流線圈；24V、48V、220V、440V。 交流線圈：36V、127V、220V、380V。 說明： 1）交流負(fù)載選用交流接觸器，直流負(fù)載選用直流接觸器，但交流負(fù)載頻繁動(dòng)作時(shí)可采用直流吸引線圈的接觸器。 2）常用的額定電壓是直流110V，220V； 交流127V，220V，380V。 4、額定操作頻率 額定操作頻率是指每小時(shí)接通次數(shù)。 說明：交流接觸器最高為600次h； 直流接觸器可高達(dá)1200次h。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,5、補(bǔ)充技術(shù)數(shù)據(jù) （）動(dòng)作值：指接觸器的吸合電壓和釋放電壓。 吸合電壓：線圈額定電壓85%以上時(shí)，接觸器應(yīng)可靠吸合。 釋放電壓：線圈電壓低于額定電壓70%，且高于10%額定電壓（交流接觸器）或 5%額定電壓（直流接觸器）,（2）接通與分?jǐn)嗄芰?指接觸器主觸頭在規(guī)定條件下能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦怠Ｔ诖穗娏髦迪?，接通或分?jǐn)鄷r(shí)，不應(yīng)發(fā)生熔焊、飛弧和過分磨損等。 (3)機(jī)械壽命和電氣壽命 機(jī)械壽命是接觸器不帶電時(shí)可操作的次數(shù),電氣壽命則是帶電情況下的操作次數(shù)。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,(4)工作制 工作制分長(zhǎng)期工作制、斷續(xù)周期工作制、短時(shí)工作制、八小時(shí)工作制四種。 (5)其它 接觸器主觸點(diǎn)的極數(shù)（單極、雙極、三極、多極），主觸點(diǎn)的形式（常開、常閉），輔助觸點(diǎn)的數(shù)量（常開 NO、常閉NC），輔助觸點(diǎn)的額定電壓和額定電流等。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,根據(jù)國(guó)標(biāo)GB14048.4-93低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 低壓機(jī)電式接觸器和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器規(guī)定，交流接觸器可按工作時(shí)間分為四類工作制： 八小時(shí)工作制 這是基本的工作制。接觸器的約定發(fā)熱電流參數(shù)就是按此工作制確定的，一般情況下各種系列規(guī)格的接觸器均適用于八小時(shí)工作制。此類工作制的接觸器在閉合情況下其主觸頭通過額定電流時(shí)能達(dá)到熱平衡，但在八小時(shí)后應(yīng)分?jǐn)唷?長(zhǎng)期工作制 主觸頭保持閉合承載一穩(wěn)定電流持續(xù)時(shí)間超過八小時(shí)（數(shù)周甚至數(shù)年）也不分?jǐn)嚯娏鞯墓ぷ髦?。接觸器長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)不變的情況下容易觸頭氧化和灰塵積累，這些因素會(huì)導(dǎo)致散熱條件劣化，相與相、相對(duì)地絕緣降低，容易發(fā)生爬電現(xiàn)象甚至短路。當(dāng)工況要求接觸器工作于此類工作制時(shí)，交流接觸器必須降容使用或特殊設(shè)計(jì)，宜選用灰塵不易聚集、爬電間距較大的型號(hào)。多塵和腐蝕性氣體的環(huán)境應(yīng)特別重視這個(gè)問題。 短時(shí)工作制 處于這類工作制下的接觸器主觸頭保持閉合的時(shí)間不足以使接觸器達(dá)到熱平衡，有載時(shí)段被空載時(shí)段隔開，而空載時(shí)段足以使接觸器溫度回復(fù)到初態(tài)溫度（即冷卻介質(zhì)溫度）。短時(shí)工作制的接觸器觸頭通電時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)值為3、10、30、60和90min。 斷續(xù)周期工作制 斷續(xù)周期工作制也就是反復(fù)短時(shí)工作制，是指接觸器閉合和斷開的時(shí)間都太短不足以使接觸器達(dá)到熱平衡的工作制。顯然影響此類接觸器時(shí)間壽命的主要因素是操作的累計(jì)次數(shù)。描述斷續(xù)周期工作制的主要參數(shù)是通電持續(xù)率和操作頻率，通電持續(xù)率標(biāo)準(zhǔn)值為15%、25%、40%、60%四種，操作頻率則分為8級(jí)（1，3，12，120，300，600，1200），每級(jí)的數(shù)字即表示該接觸器額定的每小時(shí)操作頻率數(shù)。通常操作頻率100次/h以上的設(shè)備屬于重任務(wù)設(shè)備，典型的設(shè)備有工作母機(jī)（車、鉆、銑、磨）、升降設(shè)備、軋機(jī)設(shè)備、離心機(jī)，煉焦行業(yè)的焦?fàn)t四大車也是重任務(wù)斷續(xù)周期工作制。操作頻率超過600次/h的設(shè)備屬于特重任務(wù)設(shè)備，此類的設(shè)備主要是類似我公司卸煤機(jī)的港口起重設(shè)備和軋機(jī)上的某些裝置,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,4）技術(shù)數(shù)據(jù),濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,三、接觸器在電氣線路中,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,3、選擇步驟,根據(jù)負(fù)載性質(zhì)確定工作類別； 根據(jù)類別確定接觸器系列 根據(jù)負(fù)載額定電壓確定接觸器額定電壓 根據(jù)負(fù)載額定電流確定接觸器額定電流，并根據(jù)外界條件加以修正 選定吸引線圈的額定電壓 根據(jù)負(fù)載情況復(fù)核操作頻率,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,不同的用電設(shè)備其負(fù)載性質(zhì)和通斷過程的電流變化相差很大，因此對(duì)接觸器的要求也有所不同，常用的負(fù)載有以下數(shù)種 1. 使用類別 見下表 使用類別代號(hào) 典型用途舉例 AC1 無感或微感負(fù)載、電阻爐 AC2 繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、分?jǐn)?AC3 籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)中分?jǐn)?AC4 籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反接制動(dòng)或反向運(yùn)轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng) AC5a 放電燈的通斷 AC5b 白熾燈的通斷 AC6a 變壓器的通斷 AC6b 電容器組的通斷 AC7a 家用電器和類似用途的低感負(fù)載 AC7b 家用的電動(dòng)機(jī)負(fù)載 AC8a 具有手動(dòng)復(fù)位過載脫扣器的密封制冷壓縮機(jī)中的電動(dòng)機(jī) AC8b 具有自動(dòng)復(fù)位過載脫扣器的密封制冷壓縮機(jī)中的電動(dòng)機(jī) 2. 典型負(fù)載 不同的用電設(shè)備其負(fù)載性質(zhì)和通斷過程的電流變化相差很大，因此對(duì)接觸器的要求也有所不同，常用的負(fù)載有以下數(shù)種： 2.1 電熱元件 對(duì)電熱元件負(fù)載中用的線繞電阻元件，其接通電流可達(dá)額定電流的1.4倍，例如用于室內(nèi)供暖，電烘箱及電熱空調(diào)等設(shè)備。若考慮網(wǎng)絡(luò)電壓升高10，則電阻元件的工作電流也將相應(yīng)增大。因此，在選擇接觸器的額定工作電流時(shí)，應(yīng)予以考慮。這類負(fù)載被劃分在AC1使用類別中。 2.2 照明裝置 當(dāng)接通照明裝置中的白熾燈負(fù)載時(shí)，有較大的沖擊電流產(chǎn)生，約為額定電流的15倍，若考慮到容許電壓升高10，電流也將相應(yīng)增加，其使用類別被劃分在AC5b中。 其它不同的照明燈，其接通時(shí)的沖擊電流值和起動(dòng)時(shí)間不同，負(fù)載功率因數(shù)也不等于1。它們被劃分在AC-5a。 2.3 低壓變壓器負(fù)載 當(dāng)接通低壓變壓器時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)持續(xù)時(shí)間甚短的峰值電流，可達(dá)變壓器額定電流的1520倍，它與變壓器的繞組布置及鐵心特性有關(guān)。例如，用于電焊機(jī)上的變壓器，操作是在變壓器的次級(jí)側(cè)通過電焊條將電路短路來接能電源的，電焊機(jī)使用時(shí)頻繁地產(chǎn)生突發(fā)性的強(qiáng)電流，從而使變壓器初級(jí)側(cè)的開關(guān)裝置承受很大的應(yīng)力。在此情況下，必須知道變壓器輸出額定工作電流、電焊條短接時(shí)的短路電流以及焊接頻率等參數(shù)和操作條件，其使用類別劃分在AC6a中。 2.4 電容器負(fù)載 接通電容器時(shí)產(chǎn)生瞬態(tài)充電過程，充電電流可達(dá)很高的數(shù)值，同時(shí)伴隨著頻率可從幾百到幾千赫的振蕩，因此，它對(duì)開關(guān)電器提出了嚴(yán)峻的要求。接通電容器對(duì)電流的振幅和頻率，由電路的電網(wǎng)電壓、電容器的容量及電路中的電抗值所決定，并與此饋電變壓器和連接導(dǎo)線的截面、長(zhǎng)度有關(guān)。 為了較經(jīng)濟(jì)地切換電容器，并防止在不利的工作條件下使開關(guān)電器的觸頭發(fā)生接通熔焊，一般可在電容器及支路中串入附加電感或電阻以限制電流，并減小接通電路時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響。此類使用類別劃分在AC6b中。 2.5 電動(dòng)機(jī)負(fù)載 低壓電動(dòng)機(jī)是最常用的負(fù)載之一。交流電動(dòng)機(jī)常用的有繞線式電動(dòng)機(jī)和鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 繞線式電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子電路中接入電阻以限制起動(dòng)電流。但不同的負(fù)載起動(dòng)時(shí)間不同，負(fù)載越重起動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)。用于繞線式電動(dòng)機(jī)切換的接觸器屬于AC2使用類別。 鼠籠式電動(dòng)機(jī)一般采用直接起動(dòng)，起動(dòng)電流沖擊衰減后隨后流過的是穩(wěn)態(tài)電流Ie，一般的鼠籠式電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流（有效值）IA為48倍的電動(dòng)機(jī)額定電流IN。電動(dòng)機(jī)的空載電流IO（0.950.2）Ie，正常負(fù)載下的起動(dòng)時(shí)間tA10秒，重載起動(dòng)時(shí)tA可大于10秒。用于切換鼠籠式電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)和在運(yùn)轉(zhuǎn)中分?jǐn)嗟慕佑|器屬于AC3使用類別。 而運(yùn)行在鼠籠式電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)并同時(shí)進(jìn)行反接制動(dòng)，或者是反向運(yùn)轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)情況下的接觸器，因其接通電流和分?jǐn)嚯娏骶请妱?dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。這種工作類別的開關(guān)電器屬于AC4，它比AC3工作類別的要求嚴(yán)酷得多。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,4、選擇原則,（1）接觸器的額定電壓 主電路額定電壓。 （2）接觸器線圈的額定電壓必須與接入此線圈的控制電路的額定電壓相等。,（3）接觸器的額定電流等級(jí)應(yīng)按下列方法選擇 （a）按接觸器設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的使用類別使用時(shí)按觸器的額定電流應(yīng)等于或稍大于負(fù)載額定電流。 （b）按輕任務(wù)使用類別設(shè)計(jì)的接觸器，用于重任務(wù)使用類別時(shí)，應(yīng)降低容量使用。 （c）用于反復(fù)短時(shí)工作制的接觸器，其額定電流應(yīng)大于負(fù)載的等效發(fā)熱電流 (4）接觸器型號(hào)的選擇 各系列接觸器是按一定使用類別設(shè)計(jì)的，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的情況選用。此外還應(yīng)注意負(fù)載的工作制。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,5、主要型號(hào),1）交流接觸器 國(guó)內(nèi)：CJ10、CJ20、CJX1、CJX2等 國(guó)外：3TB（西門子）、A系列（ABB）、LC1系列（施耐德）等 2）直流接觸器 國(guó)內(nèi)：CZ0、CJX1-Z 國(guó)外：3TC（西門子） 3）型號(hào)樣式 如CJ12T-250/3、 3TF45 22-0XM0、A-26等,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,修正舉例,接觸器安裝在箱柜內(nèi)，由于冷卻條件變差，電流要降低10%-20%使用 處于長(zhǎng)期工作制時(shí)，而且通電持續(xù)率不超過40%時(shí)，敞開安裝，電流允許提高10%-25%，箱柜安裝，允許提高5%-10%,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,四、交直流接觸器的發(fā)展趨勢(shì) （一）現(xiàn)狀,1、轉(zhuǎn)動(dòng)式交流接觸器： 缺點(diǎn)：體積大、用料多、壽命短 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、維護(hù)方便 重負(fù)荷工作條件仍廣泛采用 美國(guó) CGE 公司370(直流）,372（交流） 比利時(shí)ACEC公司R系列,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,2、直動(dòng)式交流接觸器：,優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安裝方便、壽命長(zhǎng) 中、小容量較多采用 西門子公司3TB 東芝公司ESPAS,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,3、直流接觸器：,不如交流接觸器用途廣泛 兩種基本類型：傳統(tǒng)式（旋轉(zhuǎn)式）、交流派生式 西屋公司M系列 西門子3TC系列（交流派生）,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,(二）、交直流接觸器的發(fā)展趨勢(shì),1、提高工作可靠性：近年來工作可靠性一躍而居眾所關(guān)注的重要地位，可靠性的研究就成為當(dāng)前的主要研究課題。目前世界各生產(chǎn)廠家及研究單位圍繞接觸器的可靠性問題做了以下工作： 降低其動(dòng)作電壓值； 降低其釋放電壓上限和提高釋放電壓下限； 提高其在惡劣條件下的可靠性； 提高其對(duì)傾斜、沖擊、振動(dòng)的耐受能力； 提高其絕緣能力； 提高其承受短路電流的能力等等。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,通斷能力是交直流接觸器的重要技術(shù)指標(biāo)之一. 在AC4工作制時(shí)為810倍額定電流，在AC3工作制時(shí)為1012倍額定電流。實(shí)際上各制造廠家為保證運(yùn)行可靠，其產(chǎn)品的通斷能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出上述規(guī)定。,2、提高通斷能力：,3、提高使用壽命：提高使用壽命無疑對(duì)系統(tǒng)或裝置的效益有著直接關(guān)系。lEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定交流接觸器的機(jī)械壽命最高為1000萬次，至于電壽命迄今尚無明確規(guī)定。 4、小型化：經(jīng)過長(zhǎng)期改進(jìn)，交流接觸器的安裝面積減小了約25。減小觸頭開距、采用高導(dǎo)磁材料、采用優(yōu)質(zhì)滅弧材料等。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,5、品種派生：為了擴(kuò)大交流接觸器基本系列產(chǎn)品的適應(yīng)性許多國(guó)家的制造廠大力發(fā)展派生品種，以最大限度地滿足各種不同的使用要求。 6、提高交流接觸器的額定電壓：許多工業(yè)先進(jìn)國(guó)家。如德國(guó)、美國(guó)和法國(guó)從經(jīng)濟(jì)合理及技術(shù)可能性的觀點(diǎn)出發(fā)，把工業(yè)電網(wǎng)的配電電壓從380V提高到660V，因而交流接觸器的額定電壓相應(yīng)提高.,7、標(biāo)準(zhǔn)化：由于交流接觸器的產(chǎn)量很大、品種繁多，要進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)品，必須加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化工作 8、新材料的應(yīng)用及材料的節(jié)約：隨著塑料工業(yè)和冶金工業(yè)的發(fā)展為電工產(chǎn)品（包括交直流接觸器）提供了許多物美價(jià)廉的新穎材料,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,9、發(fā)展中的幾種接觸器：如無觸點(diǎn)接觸器，混合式接觸器，同步接觸器, 低真空接觸器。 10、安裝和裝配：交直流接觸器一旦發(fā)生故障，應(yīng)能迅速的進(jìn)行更換，因此要求易于裝卸、國(guó)外小容量接觸器的安裝已普遍采用卡軌，大容量產(chǎn)品仍采用螺釘。在裝配部件上各國(guó)仍在改進(jìn)。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,（三）研究方向,1、可靠性研究 2、觸點(diǎn)多點(diǎn)接觸的理論及觸點(diǎn)材料的研究 3、電弧理論及電磁力理論的研究 4、磁系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)和計(jì)算方法及磁系統(tǒng)參數(shù)對(duì)控制回路工作可靠性影響的研究 5、采用電子計(jì)算機(jī)研究磁系統(tǒng) 6、短路環(huán)的計(jì)算和最優(yōu)化設(shè)計(jì) 7、節(jié)約能源與節(jié)約材料的研究 8、廣泛采用機(jī)器人 9、標(biāo)準(zhǔn)化,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,1.2.2 繼電器 一、概述 二、電磁式繼電器 三、磁電式繼電器 四、舌（干）簧繼電器 五、時(shí)間繼電器 六、速度繼電器 七、熱繼電器,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,一、繼電器概述,繼電器：是一種根據(jù)特定形式輸入信號(hào)而動(dòng)作的自動(dòng)控制電器。 根據(jù)某種輸入信號(hào)的變化，使其自身的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的自動(dòng)控制電器。 它具有輸入電路（又稱感應(yīng)元件）和輸出電路（又稱執(zhí)行元件） 當(dāng)感應(yīng)元件中的輸入量（如電壓、電流、溫度、壓力等）變化到某一定值時(shí)繼電器動(dòng)作，執(zhí)行元件便接通和斷開控制電路。 與接觸器不同，主要用于反映控制信號(hào)，其觸點(diǎn)通常接在控制電路中。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,C650普通車床的的電氣控制原理圖,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,繼電器分類 按輸入信號(hào)可分為有：電壓繼電器、電流繼電器、功率繼電器、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等 按工作原理可分為有：電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動(dòng)式繼電器、電子式繼電器，熱繼電器等 按用途可分為：控制與保護(hù)繼電器 按輸出形式可分為：有觸點(diǎn)和無觸點(diǎn)繼電器。 按動(dòng)作時(shí)間可分為：快速繼電器、延時(shí)繼電器、 一般繼電器,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,電磁式繼電器的主要特性 輸入-輸出特性，即繼電特性。其特性曲線如圖所示。圖中x2稱為繼電器吸合值，欲使繼電器吸合，輸入須大于或等于此值；x1稱為繼電器釋放值，欲使繼電器釋放，輸入量必須小于或等于此值。 當(dāng)繼電器輸入量x由零增至x2以前，輸出量y為零。 當(dāng)輸入量x增加到x2時(shí)，繼電器吸合，輸出量為y1 ； 若x再增大，y1值保持不變。 當(dāng)x減小到小于等于x1時(shí)，繼電器觸點(diǎn)釋放，輸出量由y1降至零。,電磁式繼電器的繼電特性,動(dòng)作值,返回值,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,繼電器的主要技術(shù)參數(shù),1. 返回系數(shù)K,返回系數(shù)是繼電器的重要參數(shù)之一。 因返回值小于動(dòng)作值，所以K1。 對(duì)一般繼電器（如中間繼電器）要求低的返回系數(shù)，K值應(yīng)在0.10.4之間，這樣當(dāng)繼電器吸合后，輸入量波動(dòng)較大時(shí)不致引起誤動(dòng)作。,例如，中間繼電器的K= 0.4， 動(dòng)作值x2 = 0.8 xe ,則x1 = x2* K= 0.32 xe 當(dāng)此中間繼電器動(dòng)作后，即使因電網(wǎng)電壓的波動(dòng)或其他干擾使線圈電壓下降為額定值的50%；但因0.5 xe0.32 xe，該中間繼電器電磁機(jī)構(gòu)仍不會(huì)釋放。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,用途不同，對(duì)繼電器返回系數(shù)的要求也各不相同，所以繼電器的返回系數(shù)都可調(diào)，以適應(yīng)不同用途的需要。,對(duì)欠電壓繼電器則要求高的返回系數(shù)，K值應(yīng)在0.6以上。如某繼電器K=0.66，吸合電壓為額定電壓的90%，即x2 = 0.9 xe，則 x1 = x2* K= 0.66 x2=0.6 xe， 即電壓低于額定電壓的60%時(shí)，繼電器釋放，起到欠電壓保護(hù)的作用,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,2. 吸合時(shí)間,吸合時(shí)間 ：是指從線圈接受電信號(hào)到銜鐵完全吸合所需的時(shí) 間。,3. 釋放時(shí)間,釋放時(shí)間：是指從線圈失電到銜鐵完全釋放所需的時(shí)間。,一般繼電器的吸合時(shí)間與釋放時(shí)間為0.050.15s,快速繼電器為0.0050.05s，它的影響著繼電器的操作頻率。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,繼電器與接觸器的區(qū)別 所控制的線路不同 繼電器用于控制電訊線路、儀表線路、自控裝置等小電流電路及控制電路 接觸器用于控制電動(dòng)機(jī)等大功率、大電流電路及主電路 輸入信號(hào)不同 繼電器的輸入信號(hào)可以是各種物理量，如電壓、電流、時(shí)間、壓力、速度等 接觸器的輸入量只有電壓,無論繼電器的輸入量是電量或非電量，繼電器工作的最終目的總是控制觸頭的分?jǐn)嗷蜷]合，而觸頭又是控制電路通斷的，就這一點(diǎn)來說接觸器與繼電器是相同的,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,電磁式繼電器,電磁式繼電器:繼電器(relay):沒有主觸頭.原理與接觸器同. 電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,電磁式繼電器的結(jié)構(gòu) 如圖所示為電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成 按吸引線圈電流的類型，可分為直流電磁式繼電器和交流電磁式繼電器 按其在電路中的聯(lián)接方式，可分為電流繼電器、電壓繼電器和中間繼電器等。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,電流繼電器 電流繼電器反映的是電流信號(hào) 使用時(shí)，電流繼電器的線圈串于被測(cè)電路中，根據(jù)電流的變化而動(dòng)作 為降低負(fù)載效應(yīng)和對(duì)被測(cè)量電路參數(shù)的影響，線圈匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，阻抗小 電流繼電器除用于電流型保護(hù)的場(chǎng)合外，還經(jīng)常用于按電流原則控制的場(chǎng)合 電流繼電器有欠電流和過電流繼電器兩種。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,欠電流繼電器 線圈中通以30%65%的額定電流時(shí)繼電器吸合，當(dāng)線圈中的電流降至額定電流的10%20%時(shí)繼電器釋放。所以，在電路正常工作時(shí)，欠電流繼電器始終是吸合的 電路由于某種原因使電流降至額定電流的20%以下時(shí)，欠電流繼電器釋放，發(fā)出信號(hào)，從而改變電路狀態(tài),濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,過電流繼電器 其結(jié)構(gòu)、原理與欠電流繼電器相同，只不過吸合值與釋放值不同 過電流繼電器吸引線圈的匝數(shù)很少。直流過電流繼電器的吸合值為70%300%額定電流，交流過電流繼電器的吸合值為110%400%額定電流 應(yīng)當(dāng)注意，過電流繼電器在正常情況下（即電流在額定值附近時(shí)）是釋放的，當(dāng)電路發(fā)生過載或短路故障時(shí)，過電流繼電器才吸合，吸合后立即使所控制的接觸器或電路分?jǐn)?，然后自己也釋?由于過電流繼電器具有短時(shí)工作的特點(diǎn)，所以交流過電流繼電器不用裝短路環(huán),濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,電壓繼電器 電壓繼電器反映的是電壓信號(hào) 使用時(shí)，電壓繼電器的線圈并接于被測(cè)電路，線圈的匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)、阻抗大 繼電器根據(jù)所接線路電壓值的變化，處于吸合或釋放狀態(tài) 常用的有欠（零）電壓繼電器和過電壓繼電器兩種。 電路正常工作時(shí)，欠電壓繼電器吸合，當(dāng)電路電壓減小到某一整定值（30%50%UN）以下時(shí)，欠電壓繼電器釋放，對(duì)電路實(shí)現(xiàn)欠電壓保護(hù) 電路正常工作時(shí)，過電壓繼電器不動(dòng)作，當(dāng)電路電壓超過到某一整定值（105%120%UN）時(shí)，過電壓繼電器吸合，對(duì)電路實(shí)現(xiàn)過電壓保護(hù) 零電壓繼電器是當(dāng)電路電壓降低到5%25%UN時(shí)釋放，對(duì)電路實(shí)現(xiàn)欠電壓保護(hù),濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,中間繼電器 中間繼電器實(shí)質(zhì)上是電壓繼電器，只是觸頭數(shù)量多（一般有8對(duì)），容量也大，起到中間放大（觸頭數(shù)目和電流容量）的作用,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,電磁式繼電器的整定 繼電器在投入運(yùn)行前，必須把它的返回系數(shù)K調(diào)整到控制系統(tǒng)所要求的范圍以內(nèi)。一般整定方法有2種 調(diào)整釋放彈簧的松緊程度 釋放彈簧越緊，反作用力越大，則吸合值和釋放值都增加，返回系數(shù)上升，反之返回系數(shù)下降。這種調(diào)節(jié)為精調(diào)，可以連續(xù)調(diào)節(jié)。但若彈簧太緊，電磁吸力不能克服反作用力，有可能吸不上；彈簧太松，反作用力太小，又不能可靠釋放 改變非磁性墊片的厚度 非磁性墊片越厚，銜鐵吸合后磁路的氣隙和磁阻增大，釋放值增大，使返回系數(shù)增大；反之釋放值減小，返回系數(shù)減小，采用這種調(diào)整方式，吸合值基本不變。這種調(diào)節(jié)為粗調(diào)，不能連續(xù)調(diào)節(jié),濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,電磁式繼電器的選擇 電磁式繼電器主要包括電流繼電器、電壓繼電器和中間繼電器 選用時(shí)主要依據(jù)繼電器所保護(hù)或所控制對(duì)象對(duì)繼電器提出的要求，如觸頭的數(shù)量、種類，返回系數(shù)，控制電路的電壓、電流、負(fù)載性質(zhì)等 由于繼電器觸頭容量小，所以經(jīng)常將觸頭并聯(lián)使用 有時(shí)為增加觸頭的分?jǐn)嗄芰?，也有把觸頭串聯(lián)起來使用的,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,電磁式繼電器型號(hào)標(biāo)識(shí),濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,圖形符號(hào)和文字符號(hào),(a)線圈 (b)常開觸頭 (c)常閉觸頭 圖 電磁式繼電器的圖形符號(hào),接觸器有主觸點(diǎn),濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,磁電式繼電器,主要用于自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)微弱信號(hào)的檢測(cè)與傳送。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,舌簧繼電器,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,舌簧繼電器一種具有密封接點(diǎn)的繼電器。按不同的密封接點(diǎn)分為干簧和濕簧繼電器。 干簧繼電器由干簧管、線圈、屏蔽罩和引線等組成（圖1-15）。干簧管中的簧片用磁性材料做成，接點(diǎn)端部鍍金，所以它既是導(dǎo)磁體又是導(dǎo)電體。玻璃管與簧片相封結(jié)，管內(nèi)充以惰性氣體（一般為氮?dú)猓?。?dāng)線圈通電后，簧片被磁化，兩簧片自由端部分別呈現(xiàn)出N、S極性而相互吸引，使兩簧片自由端部的接點(diǎn)接通，從而接通被控電路。線圈斷電后，簧片在本身彈力作用下分開，被控電路分?jǐn)唷?濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,濕簧繼電器的結(jié)構(gòu)如圖。其動(dòng)靜觸點(diǎn)由一小段鉑絲或鉑銠絲分別焊在導(dǎo)磁片上制成，彼此交叉垂直，形成十字形點(diǎn)接觸。動(dòng)簧片上刻有細(xì)槽，下部水銀通過毛細(xì)管作用，沿細(xì)槽上升至動(dòng)靜觸點(diǎn)接觸面。整個(gè)觸點(diǎn)為水銀所潤(rùn)濕，觸點(diǎn)表面附有一層水銀膜，故稱濕簧管。濕簧管內(nèi)還充以氫氣。當(dāng)線圈未通電時(shí)，動(dòng)簧片在彈力作用下偏于右側(cè)；當(dāng)線圈通電后，沿下極靴、動(dòng)簧片和上極靴路徑產(chǎn)生磁通，動(dòng)簧片與上極靴相吸并使動(dòng)觸點(diǎn)左移而轉(zhuǎn)換電路。動(dòng)靜觸點(diǎn)的接通或斷開均通過水銀來完成，因此消除了觸點(diǎn)的彈跳和燒損。圖中的濕簧繼電器需直立安裝，此外，也有結(jié)構(gòu)不同的可任意位置安裝的濕簧繼電器。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,舌簧繼電器將感測(cè)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)高度集中在很少的零件上，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速，靈敏度和工作可靠性高，壽命長(zhǎng)。已廣泛應(yīng)用于通信、檢測(cè)、計(jì)算技術(shù)、自動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng)控制及軍事工程等領(lǐng)域中。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,1.2.2.4 時(shí)間繼電器,定義：按時(shí)間原則工作的繼電器。 用途：用于時(shí)間控制，又稱定時(shí)器。 延時(shí)類型：通電延時(shí)型、斷電延時(shí)型。 結(jié)構(gòu)分類：電磁阻尼式、空氣阻尼式、電子式和電動(dòng)機(jī)式 空氣式時(shí)間繼電器 電子式時(shí)間繼電器 電動(dòng)式時(shí)間繼電器,在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，需要有瞬時(shí)動(dòng)作的繼電器，也需要延時(shí)動(dòng)作的繼電器。時(shí)間繼電器就是利用某種原理實(shí)現(xiàn)觸頭延時(shí)動(dòng)作的自動(dòng)電器，經(jīng)常用于時(shí)間原則進(jìn)行控制的場(chǎng)合。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,直流電磁式時(shí)間繼電器 在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上加上阻尼銅套，即可構(gòu)成斷電延時(shí)時(shí)間繼電器，其結(jié)構(gòu)原理如圖1-16所示。,1-鐵心 2-阻尼銅套 3-絕緣層 4-線圈 圖1-16 帶有阻尼銅套的鐵心示意圖,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,空氣阻尼式時(shí)間繼電器 空氣阻尼式時(shí)間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時(shí)的，其結(jié)構(gòu)由電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸頭3部分組成。電磁機(jī)構(gòu)為雙E直動(dòng)式，觸頭系統(tǒng)是LX5型微動(dòng)開關(guān)，延時(shí)機(jī)構(gòu)采用氣囊式阻尼器。 空氣阻尼式時(shí)間繼電器的電磁機(jī)構(gòu)可以是直流的，也可以是交流的；既有通電延時(shí)型，也有斷電延時(shí)型的。只要改變電磁機(jī)構(gòu)的安裝方向，便可實(shí)現(xiàn)不同的延時(shí)方式：當(dāng)銜鐵位于鐵心和延時(shí)機(jī)構(gòu)之間時(shí)為通電延時(shí)，如圖1-21a；當(dāng)鐵心位于銜鐵和延時(shí)機(jī)構(gòu)之間時(shí)為斷電延時(shí)，如圖1-21b。 按照通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種形式，空氣阻尼式時(shí)間電器的延時(shí)觸頭有：延時(shí)閉合的常開觸頭、延時(shí)斷開的常閉觸頭及延時(shí)斷開的常開觸頭、延時(shí)閉合的常閉觸頭 特點(diǎn)：價(jià)低、可靠、定時(shí)精度差,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,a)通電延時(shí)型 (b)斷電延時(shí)型 1-線圈 2-鐵心 3-銜鐵 4-反力彈簧 5-推板 6-活塞蓋 7-杠桿 8-塔形彈簧 9-弱彈簧10-橡皮膜 11-空氣室壁 12-活塞 13-調(diào)節(jié)螺桿 14-進(jìn)氣孔 15、16-微動(dòng)開關(guān) 圖1-21 JS7-A系列時(shí)間繼電器動(dòng)作原理,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,空氣式時(shí)間繼電器,構(gòu)成：電磁機(jī)構(gòu)+觸頭+汽缸（活塞） 原理：利用空氣阻尼的原理工作。 圖1.4.3 a通電延時(shí)型、b斷電延時(shí)型 主要參數(shù)： 延時(shí)類型及觸點(diǎn) 吸引線圈電壓， 延時(shí)范圍 0.460S或0.4180S 電氣符號(hào)：圖1.4.4 特點(diǎn)：價(jià)低、可靠、定時(shí)精度差,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,電動(dòng)式時(shí)間繼電器,構(gòu)成：同步機(jī)+減速器+執(zhí)行結(jié)構(gòu)（觸頭） 優(yōu)：延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)、精度高。 缺：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大。 型號(hào)舉例：JS10系列 7PR系列,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,電子式時(shí)間繼電器,分類： 晶體管式（阻容式）：利用充放電原理延時(shí)工作，小型繼電器觸點(diǎn)輸出。 數(shù)字式：脈沖+計(jì)數(shù)+執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 型號(hào)： 晶：JS14、ST3P系列 數(shù)：JSS14系列 常用時(shí)間繼電器外形1、,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,1.4.5 速度繼電器,用途：檢測(cè)轉(zhuǎn)速的過零點(diǎn)。多用于反接制動(dòng)時(shí)，切除反相序電源。 結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子（磁極）+籠型空心繞組+觸頭 圖1.4.7 原理：電磁感應(yīng)與鼠籠式異步機(jī)相似。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，籠型繞組感生電勢(shì)，形成電流后受力而擺動(dòng)，擺錘撥動(dòng)觸頭系統(tǒng)工作。 停轉(zhuǎn)時(shí)（N=0），擺錘垂立，觸頭復(fù)位。 型號(hào)：JY1（復(fù)位轉(zhuǎn)速100r/min）、JFZ0 符號(hào)：圖1.4.8,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,1.4.4熱繼電器,用途：用于三相交流異步電動(dòng)機(jī)（籠型）的過載保護(hù)。（含斷相保護(hù)） 分類：雙金屬片式常用 電子式 結(jié)構(gòu)：熱元件+觸頭+動(dòng)作機(jī)構(gòu)+整定裝置+復(fù)位裝置 參見圖1.4.5 原理：由雙金屬片的變形，通過導(dǎo)板，分?jǐn)嘤|點(diǎn)。 復(fù)位：故障排除后，手動(dòng)復(fù)位 整定：通常整定在電動(dòng)機(jī)的額定電流上。 型號(hào)：JR1620，JR36 參數(shù)： 額定電流 熱元件額定電流及整定范圍。 符號(hào)：圖1.4.6 常用的熱繼電器及其他控制器,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,（二）JZ7型中間繼電器,JZ7型中間繼電器，其銜鐵為直動(dòng)式結(jié)構(gòu)，軀殼由塑 料制成開啟式，考慮到額定電流較小，繼電器不設(shè)滅 孤罩，僅借軀殼上的相隔板將各對(duì)觸點(diǎn)隔開，以防止 因飛弧而發(fā)生短路事故。觸頭采用橋式雙斷點(diǎn)結(jié)構(gòu)， 上下兩層各有四對(duì)，下層觸頭只能是常開的，上層觸 頭則常開、常閉均可，所以整個(gè)觸點(diǎn)系統(tǒng)可按8常開、 6常開2常閉以及4常開4常閉的方式組合。 JZ 7中間繼電器按其電磁線圈的額定頻率和電壓可 分為： 交流50Hz：12、22、36、36、48、110、127、220、 380、420、440、500V共11種規(guī)格； 交流60Hz：12、36、110、127 、220、380、440共7 種規(guī)格。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,時(shí)間繼電器,定義：從得到輸入信號(hào)起到產(chǎn)生相應(yīng)的輸出（如觸點(diǎn)的通斷等），有一個(gè)符合一定準(zhǔn)確度的延時(shí)過程的繼電器被稱作時(shí)間繼電器。它在電路中起控制動(dòng)作時(shí)間的作用。 延時(shí)方式： 通電延時(shí)型 斷電延時(shí)型 時(shí)間繼電器的種類：主要有電磁式、空氣阻尼式、電動(dòng)機(jī)式和晶體管式,（一）直流電磁式時(shí)間繼電器 1、結(jié)構(gòu)：這種時(shí)間繼電器在結(jié)構(gòu)上與一般直流電磁式繼電器相比只是鐵芯上增加了一個(gè)阻尼銅（鋁）套。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,2、原理：當(dāng)繼電器接受輸入信號(hào)時(shí)，由于銜鐵處于釋放位置，氣隙大、磁阻大、銅 （鋁）套的阻尼作用相對(duì)也小。因此鐵芯閉合時(shí)的延時(shí)不明顯，一般可忽略不計(jì)。 而當(dāng)繼電器激磁線圈斷電時(shí)，磁通量的變化大，銅（鋁）套的阻尼作用也大。因此 ，這種繼電器屬斷電延時(shí)型時(shí)間繼器。 3、適用場(chǎng)合：由于延時(shí)的準(zhǔn)確度較低，一般只用于要求不高的場(chǎng)合，如電動(dòng)機(jī)的延時(shí)起動(dòng)。 影響延時(shí)準(zhǔn)確度的原因，一是銅（鋁）套電阻值受溫度的影響；二是易受電源電壓波動(dòng)的影響。 常用的直流電磁式時(shí)間繼電器有JT3系列、JS3系列等，為了增加延時(shí)時(shí)間，可 采取在激磁線圈斷電后立即將其短接的措施。,濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,（二）空氣阻尼式時(shí)間繼電器,1、結(jié)構(gòu)：空氣阻尼式時(shí)間繼電器又稱氣囊式時(shí)間繼電器，它由交流電磁鐵、觸點(diǎn)（用微動(dòng)開 關(guān)）和延時(shí)機(jī)構(gòu)組成。有通電延時(shí)型延時(shí)方式，也可改變電磁機(jī)構(gòu)位置獲得斷電延時(shí)型延時(shí)方式,2、 原理：當(dāng)電磁鐵線圈通電后將銜鐵吸下，于是頂桿與銜鐵之間 出現(xiàn)一個(gè)空隙，頂桿與活塞相連，活塞下面固定有橡皮膜，活塞在 彈簧作用下向下移動(dòng)時(shí)，在橡皮膜上面造成空氣稀薄的空間，活塞 受到下面空氣的阻力，不能迅速下降，而橡皮膜上面有進(jìn)氣孔，空 氣由此孔進(jìn)入橡皮膜上面的空間，使活塞逐漸下降、降到一定位置 時(shí)，杠桿使觸點(diǎn)動(dòng)作（常開觸頭閉合，常閉觸點(diǎn)斷開）。從線圈