低壓電器的工作原理教程

1、 低壓電器的工作原理詳細(xì)教程 第一章 電氣控制基礎(chǔ)  本章主要通過介紹電氣控制領(lǐng)域中常用低壓電器的工作原理、用途、型號(hào)、規(guī)格及符號(hào)等知識(shí)，電器控制線路的基本環(huán)節(jié)，并通過對典型電器控制系統(tǒng)的分析，學(xué)會(huì)正確選擇和合理使用常用電器、學(xué)會(huì)分析和設(shè)計(jì)電氣控制線路的基本方法，為后繼章節(jié)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 第一節(jié)  常用電器元件及符號(hào)一、電器的基本知識(shí)（一）電器的分類電器是接通和斷開電路或調(diào)節(jié)、控制和保護(hù)電路及電氣設(shè)備用的電工器具。完成由控制電器組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，稱為繼電器接觸器控制系統(tǒng)，簡稱電器控制系統(tǒng)。電器的用途廣泛，功能多樣，種類繁多，結(jié)構(gòu)各異。下面是幾種常用的電器分類。

2、1按工作電壓等級(jí)分類（1）高壓電器  用于交流電壓1200V、直流電壓1500V及以上電路中的電器。例如高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)、高壓熔斷器等。（2）低壓電器  用于交流50Hz(或60Hz)，額定電壓為1200V以下；直流額定電壓1500V及以下的電路中的電器。例如接觸器、繼電器等。2按動(dòng)作原理分類1）手動(dòng)電器  用手或依靠機(jī)械力進(jìn)行操作的電器，如手動(dòng)開關(guān)、控制按鈕、行程開關(guān)等主令電器。2）自動(dòng)電器  借助于電磁力或某個(gè)物理量的變化自動(dòng)進(jìn)行操作的電器，如接觸器、各種類型的繼電器、電磁閥等。3按用途分類（1）控制電器  用于各種控制電路和控制系

3、統(tǒng)的電器，例如接觸器、繼電器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等。（2）主令電器  用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)送動(dòng)作指令的電器，例如按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。（3）保護(hù)電器  用于保護(hù)電路及用電設(shè)備的電器，如熔斷器、熱繼電器、各種保護(hù)繼電器、避雷器等。（4）執(zhí)行電器  指用于完成某種動(dòng)作或傳動(dòng)功能的電器，如電磁鐵、電磁離合器等。（5）配電電器  用于電能的輸送和分配的電器，例如高壓斷路器、隔離開關(guān)、刀開關(guān)、自動(dòng)空氣開關(guān)等。4按工作原理分類1）電磁式電器  依據(jù)電磁感應(yīng)原理來工作，如接觸器、各種類型的電磁式繼電器等。2）非電量控制電器  依靠外力或某種非電

4、物理量的變化而動(dòng)作的電器，如刀開關(guān)、行程開關(guān)、按鈕、速度繼電器、溫度繼電器等。（二）電器的作用低壓電器能夠依據(jù)操作信號(hào)或外界現(xiàn)場信號(hào)的要求，自動(dòng)或手動(dòng)地改變電路的狀態(tài)、參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對電路或被控對象的控制、保護(hù)、測量、指示、調(diào)節(jié)。低壓電器的作用有：（1）控制作用  如電梯的上下移動(dòng)、快慢速自動(dòng)切換與自動(dòng)停層等。（2）保護(hù)作用  能根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)，對設(shè)備、環(huán)境、以及人身實(shí)行自動(dòng)保護(hù)，如電機(jī)的過熱保護(hù)、電網(wǎng)的短路保護(hù)、漏電保護(hù)等。（3）測量作用  利用儀表及與之相適應(yīng)的電器，對設(shè)備，電網(wǎng)或其它非電參數(shù)進(jìn)行測量，如電流、電壓、功率、轉(zhuǎn)速、溫度、濕度等。（4）調(diào)節(jié)作用

5、0; 低壓電器可對一些電量和非電量進(jìn)行調(diào)整，以滿足用戶的要求，如柴油機(jī)油門的調(diào)整、房間溫濕度的調(diào)節(jié)、照度的自動(dòng)調(diào)節(jié)等。（5）指示作用  利用低壓電器的控制、保護(hù)等功能，檢測出設(shè)備運(yùn)行狀況與電氣電路工作情況，如絕緣監(jiān)測、保護(hù)掉牌指示等。（6）轉(zhuǎn)換作用  在用電設(shè)備之間轉(zhuǎn)換或?qū)Φ蛪弘娖?、控制電路分時(shí)投入運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)功能切換，如勵(lì)磁裝置手動(dòng)與自動(dòng)的轉(zhuǎn)換，供電的市電與自備電的切換等當(dāng)然，低壓電器作用遠(yuǎn)不止這些，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新功能、新設(shè)備會(huì)不斷出現(xiàn)，常用低壓電器的主要種類和用途如表1-1所示。表1-1     常見的低壓電器的主要種類及

6、用途序號(hào)類  別主 要 品 種用      途1斷路器塑料外殼式斷路器主要用于電路的過負(fù)荷保護(hù)、短路、欠電壓、漏電壓保護(hù)，也可用于不頻繁接通和斷開的電路框架式斷路器限流式斷路器漏電保護(hù)式斷路器直流快速斷路器2刀開關(guān)開關(guān)板用刀開關(guān)主要用于電路的隔離，有時(shí)也能分?jǐn)嘭?fù)荷負(fù)荷開關(guān)熔斷器式刀開關(guān)3轉(zhuǎn)換開關(guān)組合開關(guān)主要用于電源切換，也可用于負(fù)荷通斷或電路的切換換向開關(guān)4主令電器按鈕主要用于發(fā)布命令或程序控制限位開關(guān)微動(dòng)開關(guān)接近開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)5接觸器交流接觸器主要用于遠(yuǎn)距離頻繁控制負(fù)荷，切斷帶負(fù)荷電路直流接觸器6起動(dòng)器磁力起動(dòng)器 主要用

7、于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)星三起動(dòng)器自耦減壓起動(dòng)器7控制器凸輪控制器主要用于控制回路的切換平面控制器8繼電器電流繼電器 主要用于控制電路中，將被控量轉(zhuǎn)換成控制電路所需電量或開關(guān)信號(hào)  電壓繼電器時(shí)間繼電器中間繼電器溫度繼電器熱繼電器9熔斷器有填料熔斷器 主要用于電路短路保護(hù)，也用于電路的過載保護(hù)無填料熔斷器半封閉插入式熔斷器快速熔斷器自復(fù)熔斷器10電磁鐵制動(dòng)電磁鐵 主要用于起重、牽引、制動(dòng)等地方起重電磁鐵牽引電磁鐵對低壓配電電器要求是滅弧能力強(qiáng)、分?jǐn)嗄芰?，熱穩(wěn)定性能好、限流準(zhǔn)確等。對低壓控制電器，則要求其動(dòng)作可靠、操作頻率高、壽命長并具有一定的負(fù)載能力。

8、二、接觸器接觸器，是一種用來自動(dòng)接通或斷開大電流電路的電器。它可以頻繁地接通或分?jǐn)嘟恢绷麟娐?，并可?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。其主要控制對象是電動(dòng)機(jī)，也可用于電熱設(shè)備、電焊機(jī)、電容器組等其它負(fù)載。它還具有低電壓釋放保護(hù)功能，接觸器具有控制容量大、過載能力強(qiáng)、壽命長、設(shè)備簡單經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制線路中使用最廣泛的電器元件。按照所控制電路的種類、接觸器可分為交流接觸器和直流接觸器兩大類。（一）交流接觸器1交流接觸器結(jié)構(gòu)與工作原理如圖l-1所示為交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)示意圖。交流接觸器由以下四部分組成：圖l-1   CJ10-20型交流接觸器1一滅弧罩  2一觸點(diǎn)壓力彈簧

9、片  3一主觸點(diǎn)  4一反作用彈簧  5一線圈  6一短路環(huán)  7一靜鐵心  8一彈簧  9一動(dòng)鐵心  10一輔助常開觸點(diǎn)  11一輔助常閉觸點(diǎn)（1）電磁機(jī)構(gòu)  電磁機(jī)構(gòu)由線圈、動(dòng)鐵心(銜鐵)和靜鐵心組成，其作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，產(chǎn)生電磁吸力帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。（2）觸點(diǎn)系統(tǒng)   包括主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)用于通斷主電路，通常為三對常開觸點(diǎn)。輔助觸點(diǎn)用于控制電路，起電氣聯(lián)鎖作用，故又稱聯(lián)鎖觸點(diǎn)，一般常開、常閉各兩對。（3）滅弧裝置   容量在10A以上的

10、接觸器都有滅弧裝置，對于小容量的接觸器，常采用雙斷口觸點(diǎn)滅弧、電動(dòng)力滅弧、相間弧板隔弧及陶土滅弧罩滅弧。對于大容量的接觸器，采用縱縫滅弧罩及柵片滅弧。（4）其他部件   包括反作用彈簧、緩沖彈簧、觸點(diǎn)壓力彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及外殼等。電磁式接觸器的工作原理如下：線圈通電后，在鐵芯中產(chǎn)生磁通及電磁吸力。此電磁吸力克服彈簧反力使得銜鐵吸合，帶動(dòng)觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)打開，常開觸點(diǎn)閉合，互鎖或接通線路。線圈失電或線圈兩端電壓顯著降低時(shí)，電磁吸力小于彈簧反力，使得銜鐵釋放，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)復(fù)位，斷開線路或解除互鎖。2交流接觸器的分類交流接觸器的種類很多，其分類方法也不盡相同。按照一般的分類方法，

11、大致有以下幾種。按主觸點(diǎn)極數(shù)分 可分為單極、雙極、三極、四極和五極接觸器。單極接觸器主要用于單相負(fù)荷，如照明負(fù)荷、焊機(jī)等，在電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)中也可采用；雙極接觸器用于繞線式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中，起動(dòng)時(shí)用于短接起動(dòng)繞組；三極接觸器用于三相負(fù)荷，例如在電動(dòng)機(jī)的控制及其它場合，使用最為廣泛；四極接觸器主要用于三相四線制的照明線路，也可用來控制雙回路電動(dòng)機(jī)負(fù)載；五極交流接觸器用來組成自耦補(bǔ)償起動(dòng)器或控制雙籠型電動(dòng)機(jī)，以變換繞組接法。按滅弧介質(zhì)分 可分為空氣式接觸器、真空式接觸器等。依靠空氣絕緣的接觸器用于一般負(fù)載，而采用真空絕緣的接觸器常用在煤礦、石油、化工企業(yè)及電壓在660V和1140V等一些特殊的場

12、合。按有無觸點(diǎn)分 可分為有觸點(diǎn)接觸器和無觸點(diǎn)接觸器。常見的接觸器多為有觸點(diǎn)接觸器，而無觸點(diǎn)接觸器屬于電子技術(shù)應(yīng)用的產(chǎn)物，一般采用晶閘管作為回路的通斷元件。由于可控硅導(dǎo)通時(shí)所需的觸發(fā)電壓很小，而且回路通斷時(shí)無火花產(chǎn)生，因而可用于高操作頻率的設(shè)備和易燃、易爆、無噪聲的場合。3交流接觸器的基本參數(shù)（1）額定電壓  指主觸點(diǎn)額定工作電壓，應(yīng)等于負(fù)載的額定電壓。一只接觸器常規(guī)定幾個(gè)額定電壓，同時(shí)列出相應(yīng)的額定電流或控制功率。通常，最大工作電壓即為額定電壓。常用的額定電壓值為220V、380V、660V等。（2）額定電流  接觸器觸點(diǎn)在額定工作條件下的電流值。380V三相電動(dòng)機(jī)控制電路

13、中，額定工作電流可近似等于控制功率的兩倍。常用額定電流等級(jí)為5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A。（3）通斷能力  可分為最大接通電流和最大分?jǐn)嚯娏鳌Ｗ畲蠼油娏魇侵赣|點(diǎn)閉合時(shí)不會(huì)造成觸點(diǎn)熔焊時(shí)的最大電流值；最大分?jǐn)嚯娏魇侵赣|點(diǎn)斷開時(shí)能可靠滅弧的最大電流。一般通斷能力是額定電流的510倍。當(dāng)然，這一數(shù)值與開斷電路的電壓等級(jí)有關(guān)，電壓越高，通斷能力越小。（4）動(dòng)作值  可分為吸合電壓和釋放電壓。吸合電壓是指接觸器吸合前，緩慢增加吸合線圈兩端的電壓，接觸器可以吸合時(shí)的最小電壓。釋放電壓是指接觸器吸合后，緩慢降低吸合線圈的電壓，接

14、觸器釋放時(shí)的最大電壓。一般規(guī)定，吸合電壓不低于線圈額定電壓的85，釋放電壓不高于線圈額定電壓的70%（5）吸引線圈額定電壓  接觸器正常工作時(shí)，吸引線圈上所加的電壓值。一般該電壓數(shù)值以及線圈的匝數(shù)、線徑等數(shù)據(jù)均標(biāo)于線包上，而不是標(biāo)于接觸器外殼銘牌上，使用時(shí)應(yīng)加以注意。（6）操作頻率  接觸器在吸合瞬間，吸引線圈需消耗比額定電流大57倍的電流，如果操作頻率過高，則會(huì)使線圈嚴(yán)重發(fā)熱，直接影響接觸器的正常使用。為此，規(guī)定了接觸器的允許操作頻率，一般為每小時(shí)允許操作次數(shù)的最大值。（7）壽命  包括電壽命和機(jī)械壽命。目前接觸器的機(jī)械壽命已達(dá)一千萬次以上，電氣壽命約是機(jī)械壽命

15、的5%20。（二）直流接觸器直流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理基本上與交流接觸器相同。在結(jié)構(gòu)上也是由電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)和滅弧裝置等部分組成。由于直流電弧比交流電弧難以熄滅，直流接觸器常采用磁吹式滅弧裝置滅弧。（三）接觸器的符號(hào)與型號(hào)說明1接觸器的符號(hào)接觸器的圖形符號(hào)如圖l-2所示，文字符號(hào)為KM。圖1-2  接觸器的圖形符號(hào)a)線圈   b)主觸點(diǎn)   c)輔助觸點(diǎn)2接觸器的型號(hào)說明例如：CJl0Z-403  為交流接觸器，設(shè)計(jì)序號(hào)10，重任務(wù)型，額定電流40A主觸點(diǎn)為3極。CJl2T-2503為改型后的交流接觸器，設(shè)計(jì)序號(hào)12，額定電流25

16、0A，3個(gè)主觸點(diǎn)。我國生產(chǎn)的交流接觸器常用的有CJl0，CJl2，CJX1，CJ20等系列及其派生系列產(chǎn)品，CJ0系列及其改型產(chǎn)品已逐步被CJ20、CJX系列產(chǎn)品取代。上述系列產(chǎn)品一般具有三對常開主觸點(diǎn)，常開、常閉輔助觸點(diǎn)各兩對。直流接觸器常用的有CZ0系列，分單極和雙極兩大類，常開、常閉輔助觸點(diǎn)各不超過兩對。除以上常用系列外，我國近年來還引進(jìn)了一些生產(chǎn)線，生產(chǎn)了一些滿足IEC標(biāo)準(zhǔn)的交流接觸器，下面作以簡單介紹。CJl2B-S系列鎖扣接觸器用于交流50Hz，電壓380V及以下、電流600A及以下的配電電路中，供遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯娐酚?，并適宜于不頻繁地起動(dòng)和停止交流電動(dòng)機(jī)。具有正常工作時(shí)吸引線圈

17、不通電、無噪聲等特點(diǎn)。其鎖扣機(jī)構(gòu)位于電磁系統(tǒng)的下方。鎖扣機(jī)構(gòu)靠吸引線圈通電，吸引線圈斷電后靠鎖扣機(jī)構(gòu)保持在鎖住位置。由于線圈不通電，不僅無電力損耗，而且消除了磁噪音。 由德國引進(jìn)的西門子公司的3TB系列、BBC公司的B系列交流接觸器等具有80年代初水平。它們主要供遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯娐罚⑦m用于頻繁地起動(dòng)及控制交流電動(dòng)機(jī)。3TB系列產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)械壽命和電氣壽命長、安裝方便、可靠性高等特點(diǎn)。額定電壓為220660V，額定電流為9630A。（四）接觸器的選用交流接觸器的選用，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的類型和工作參數(shù)合理選用。具體分為以下步驟：1選擇接觸器的類型交流接觸器按負(fù)荷種類一般分為一類、二類、三類和

18、四類，分別記為AC1 、AC2 、AC3和AC4 。一類交流接觸器對應(yīng)的控制對象是無感或微感負(fù)荷，如白熾燈、電阻爐等；二類交流接觸器用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止；三類交流接觸器的典型用途是鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和運(yùn)行中分?jǐn)?；四類交流接觸器用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反接制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和點(diǎn)動(dòng)。2選擇接觸器的額定參數(shù)根據(jù)被控對象和工作參數(shù)如電壓、電流、功率、頻率及工作制等確定接觸器的額定參數(shù)。1）接觸器的線圈電壓，一般應(yīng)低一些為好，這樣對接觸器的絕緣要求可以降低，使用時(shí)也較安全。但為了方便和減少設(shè)備，常按實(shí)際電網(wǎng)電壓選取。2）電動(dòng)機(jī)的操作頻率不高，如壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)、空調(diào)、沖床等，接觸器額定電流大

19、于負(fù)荷額定電流即可。接觸器類型可選用CJl0、CJ20等。3）對重任務(wù)型電機(jī)，如機(jī)床主電機(jī)、升降設(shè)備、絞盤、破碎機(jī)等，其平均操作頻率超過100次min，運(yùn)行于起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、正反向制動(dòng)、反接制動(dòng)等狀態(tài)，可選用CJl0Z、CJl2型的接觸器。為了保證電壽命，可使接觸器降容使用。選用時(shí)，接觸器額定電流大于電機(jī)額定電流。4）對特重任務(wù)電機(jī)，如印刷機(jī)、鏜床等，操作頻率很高，可達(dá)60012000次h，經(jīng)常運(yùn)行于起動(dòng)、反接制動(dòng)、反向等狀態(tài)，接觸器大致可按電壽命及起動(dòng)電流選用，接觸器型號(hào)選CJl0Z、CJl2等。5）交流回路中的電容器投入電網(wǎng)或從電網(wǎng)中切除時(shí)，接觸器選擇應(yīng)考慮電容器的合閘沖擊電流。一般地，接觸器

20、的額定電流可按電容器的額定電流的1.5倍選取，型號(hào)選CJ10、CJ20等。6）用接觸器對變壓器進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)考慮浪涌電流的大小。例如交流電弧焊機(jī)、電阻焊機(jī)等，一般可按變壓器額定電流的2倍選取接觸器，型號(hào)選CJl0、CJ20等。7）對于電熱設(shè)備，如電阻爐、電熱器等，負(fù)荷的冷態(tài)電阻較小，因此起動(dòng)電流相應(yīng)要大一些。選用接觸器時(shí)可不用考慮(起動(dòng)電流)，直接按負(fù)荷額定電流選取。型號(hào)可選用CJl0、CJ20等。8）由于氣體放電燈起動(dòng)電流大、起動(dòng)時(shí)間長，對于照明設(shè)備的控制，可按額定電流1.11.4倍選取交流接觸器，型號(hào)可選CJl0、CJ20等。9）接觸器額定電流是指接觸器在長期工作下的最大允許電流，持續(xù)時(shí)間

21、8h，且安裝于敞開的控制板上，如果冷卻條件較差，選用接觸器時(shí)，接觸器的額定電流按負(fù)荷額定電流的110%120%選取。對于長時(shí)間工作的電機(jī)，由于其氧化膜沒有機(jī)會(huì)得到清除，使接觸電阻增大，導(dǎo)致觸點(diǎn)發(fā)熱超過允許溫升。實(shí)際選用時(shí)，可將接觸器的額定電流減小30%使用。三、繼電器繼電器是根據(jù)某種輸入信號(hào)的變化，接通或斷開控制電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)電力裝置的自動(dòng)電器。（一）電磁式繼電器1.電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)與工作原理圖1-3  電磁式繼電器原理圖1-     鐵心  2-旋轉(zhuǎn)棱角  3-釋放彈簧  4-調(diào)節(jié)螺母  5

22、-銜鐵6-動(dòng)觸點(diǎn)  7-靜觸點(diǎn)  8-非磁性墊片  9-線圈圖l-4  電磁式繼電器圖形、文字符號(hào)2.電磁式繼電器的特性X由零增至X2以前，繼電器輸出量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繼續(xù)增大，Y保持不變。當(dāng)X減小到X1時(shí)，繼電器釋放，輸出量由Y1變?yōu)榱?，若X繼續(xù)減小，Y值均為零。圖l-5  繼電特性曲線圖1-5中，X 2稱為繼電器吸合值，欲使繼電器吸合，輸入量必須等于或大于X 2；X 1稱為繼電器釋放值，欲使繼電器釋放，輸入量必須等于或小于X 1。KfX1X2稱為繼電器的返回系數(shù)，它是繼電器重要參數(shù)之一。Kf值是

23、可以調(diào)節(jié)的。例如一般繼電器要求低的返回系數(shù)，Kf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；欠電壓繼電器則要求高的返回系數(shù)，Kf值在0.6以上。設(shè)某繼電器Kf0.66，吸合電壓為額定電壓的90，則電壓低于額定電壓的50時(shí)，繼電器釋放，起到欠電壓保護(hù)作用。另一個(gè)重要參數(shù)是吸合時(shí)間和釋放時(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；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，它的大小影響繼電器的操作頻率。3電壓繼電器電壓繼電器用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)的電壓保護(hù)和控制。其線

24、圈并聯(lián)接入主電路，感測主電路的線路電壓；觸點(diǎn)接于控制電路，為執(zhí)行元件。按吸合電壓的大小，電壓繼電器可分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。過電壓繼電器(FV)用于線路的過電壓保護(hù)，其吸合整定值為被保護(hù)線路額定電1.051.2倍。當(dāng)被保護(hù)的線路電壓正常時(shí)，銜鐵不動(dòng)作；當(dāng)被保護(hù)線路的電壓高于額定值，達(dá)到過電壓繼電器的整定值時(shí)，銜鐵吸合，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，控制電路失電，控制接觸器及時(shí)分?jǐn)啾槐Ｗo(hù)電路。欠電壓繼電器(KV)用于線路的欠電壓保護(hù)，其釋放整定值為線路額定電壓的0.10.6倍。當(dāng)被保護(hù)線路電壓正常時(shí)，銜鐵可靠吸合；當(dāng)被保護(hù)線路電壓降至欠電壓繼電器的釋放整定值時(shí)，銜鐵釋放，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)復(fù)位，控制接觸器及時(shí)分?jǐn)?/p>

25、被保護(hù)電路。零電壓繼電器是當(dāng)電路電壓降低到525UN時(shí)釋放，對電路實(shí)現(xiàn)零電壓保護(hù)。用于線路的失壓保護(hù)。中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器。它的特點(diǎn)是觸點(diǎn)數(shù)目較多，電流容量可增大，起到中間放大(觸點(diǎn)數(shù)目和電流容量)的作用。4電流繼電器電流繼電器用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)的電流保護(hù)和控制。其線圈串聯(lián)接入主電路，用來感測主電路的線路電流；觸點(diǎn)接于控制電路，為執(zhí)行元件。電流繼電器反映的是電流信號(hào)。常用的電流繼電器有欠電流繼電器和過電流繼電器兩種。欠電流繼電器（KA）用于電路起欠電流保護(hù)，吸引電流為線圈額定電流3065，釋放電流為額定電流1020，因此，在電路正常工作時(shí)，銜鐵是吸合的，只有當(dāng)電流降低到某一整定值時(shí)，

26、繼電器釋放，控制電路失電，從而控制接觸器及時(shí)分?jǐn)嚯娐贰＿^電流繼電器（FA）在電路正常工作時(shí)不動(dòng)作，整定范圍通常為額定電流1.14倍，當(dāng)被保護(hù)線路的電流高于額定值，達(dá)到過電流繼電器的整定值時(shí)，銜鐵吸合，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，控制電路失電，從而控制接觸器及時(shí)分?jǐn)嚯娐?。對電路起過流保護(hù)作用。JT4系列交流電磁繼電器適合于交流50Hz，380V及以下的自動(dòng)控制回路中作零電壓、過電壓、過電流和中間繼電器使用，過電流繼電器也適用于60Hz交流電路。通用電磁式繼電器有：JT3系列直流電磁式和JT4系列交流電磁式繼電器，均為老產(chǎn)品。新產(chǎn)品有：JT9、JTl0、JLl2、JL14、JZ7等系列，其中JLl4系列為交直流

27、電流繼電器，JZ7系列為交流中間繼電器。（二）時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器是一種利用電磁原理或機(jī)械動(dòng)作原理實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)延時(shí)接通或斷開的自動(dòng)控制電器，其種類很多，常用的有電磁式、空氣阻尼式、電動(dòng)式和晶體管式等。時(shí)間繼電器圖形符號(hào)及文字符號(hào)如圖1-6所示。圖1-6  時(shí)間繼電器圖形符號(hào)及文字符號(hào)1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增加一個(gè)阻尼銅套，即可構(gòu)成時(shí)間繼電器，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-7所示。它是利用電磁阻尼原理產(chǎn)生延時(shí)的，由電磁感應(yīng)定律可知，在繼電器線圈通斷電過程中銅套內(nèi)將感應(yīng)電勢，并流過感應(yīng)電流，此電流產(chǎn)生的磁通總是反對原磁通變化。圖1-7 帶有阻尼銅套的鐵心示意圖1-鐵心 2

28、-阻尼銅套  3-絕緣層  4-線圈電器通電時(shí)，由于銜鐵處于釋放位置，氣隙大，磁阻大，磁通小，銅套阻尼作用相對也小，因此銜鐵吸合時(shí)延時(shí)不顯著(一般忽略不計(jì))。而當(dāng)繼電器斷電時(shí)，磁通變化量大，銅套阻尼作用也大，使銜鐵延時(shí)釋放而起到延時(shí)作用。因此，這種繼電器僅用作斷電延時(shí)。這種時(shí)間繼電器延時(shí)較短，JT3系列最長不超過5s，而且準(zhǔn)確度較低，一般只用于要求不高的場合。2空氣式時(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。它由電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)三部分組成，電磁機(jī)構(gòu)為直動(dòng)式雙E型，觸點(diǎn)系統(tǒng)是借用LX5型微動(dòng)開關(guān)，延時(shí)機(jī)構(gòu)采用氣囊式阻尼器?？諝庾枘崾綍r(shí)間繼電器，既具

29、有由空氣室中的氣動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的延時(shí)觸點(diǎn)，也具有由電磁機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)的瞬動(dòng)觸點(diǎn)，可以做成通電延時(shí)型，也可做成斷電延時(shí)型。電磁機(jī)構(gòu)可以是直流的，也可以是交流的。3半導(dǎo)體時(shí)間繼電器電子式時(shí)間繼電器在時(shí)間繼電器中已成為主流產(chǎn)品，電子式時(shí)間繼電器是采用晶體管或集成電路和電子元件等構(gòu)成目前已有采用單片機(jī)控制的時(shí)間繼電器。電子式時(shí)間繼電器具有延時(shí)范圍廣、精度高、體積小、耐沖擊和耐振動(dòng)、調(diào)節(jié)方便及壽命長等優(yōu)點(diǎn)，所以發(fā)展很快，應(yīng)用廣泛。半導(dǎo)體時(shí)間繼電器的輸出形式有兩種：有觸點(diǎn)式和無觸點(diǎn)式，前者是用晶體管驅(qū)動(dòng)小型磁式繼電器，后者是采用晶體管或晶閘管輸出。4單片機(jī)控制時(shí)間繼電器近年來隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，采用集成電路、

30、功率電路和單片機(jī)等電子元件構(gòu)成的新型時(shí)間繼電器大量面市。如DHC6多制式單片機(jī)控制時(shí)間繼電器、J5S17、J3320、JSZl3等系列大規(guī)模集成電路數(shù)字時(shí)間繼電器，J5145等系列電子式數(shù)顯時(shí)間繼電器J5G1等系列固態(tài)時(shí)間繼電器等。DHC6多制式單片機(jī)控制時(shí)間繼電器是為適應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化控制水平越來越高的要求而生產(chǎn)的。多種制式時(shí)間繼電器可使用戶根據(jù)需要選擇最合適的制式，使用簡便方法達(dá)到以往需要較復(fù)雜接線才能達(dá)到的控制功能這樣既節(jié)省了中間控制環(huán)節(jié)又大大提高了電氣控制的可靠性。DHC6多種制式時(shí)間繼電器采用單片機(jī)控制，LCD顯示具有9種工作制式、正計(jì)時(shí)、倒計(jì)時(shí)任意設(shè)定、8種延時(shí)時(shí)段、延時(shí)范圍從0.01

31、s999.9h任意設(shè)定、鍵盤設(shè)定，設(shè)定完成之后可以鎖定按鍵防止誤操作?？砂匆笕我膺x擇控制模式，使控制線路最簡單可靠。其外貌如圖1-8所示。圖l-8  DHC6多種制式時(shí)間繼電器J5S17系列時(shí)間繼電器由大規(guī)模集成電路、穩(wěn)壓電源、撥動(dòng)開關(guān)、四位LED數(shù)碼顯示器、執(zhí)行繼電器及塑料外殼幾部分組成。采用32kHz石英晶體振蕩器，安裝方式有面板式和裝置式兩種。裝置式插座可用M4螺釘固定在安裝板上也可以安裝在標(biāo)準(zhǔn)35mm安裝卡軌上。J5S20系列時(shí)間繼電器是四位數(shù)字顯示小型時(shí)間繼電器，它采用晶體振蕩作為時(shí)基基準(zhǔn)采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，不但可以實(shí)現(xiàn)長達(dá)9999h的長延時(shí)，還可保證其延時(shí)精度。配用

32、不同的安裝插座及附件可應(yīng)用在面板安裝、35mm標(biāo)準(zhǔn)安裝導(dǎo)執(zhí)及螺釘安裝的場合。5時(shí)間繼電器的選用選用時(shí)間繼電器時(shí)應(yīng)注意：其線圈(或電源)的電流種類和電壓等級(jí)應(yīng)與控制電路相同；按控制要求選擇延時(shí)方式和觸點(diǎn)型式；校核觸點(diǎn)數(shù)量和容量，若不夠時(shí)，可用中間繼電器進(jìn)行擴(kuò)展。時(shí)間繼電器新系列產(chǎn)品JS14A系列、JS20系列半導(dǎo)體時(shí)間繼電器、JS14P系列數(shù)字式半導(dǎo)體繼電器等量具有體積小、延時(shí)精度高、壽命長、工作穩(wěn)定可靠、安裝方便、觸點(diǎn)輸出容大和產(chǎn)品規(guī)格全等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于電力拖動(dòng)、順序控制及各種生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制中。（三）其它非電磁類繼電器非電磁類繼電器的感測元件接受非電量信號(hào)(如：溫度、轉(zhuǎn)速、位移及機(jī)械力等)

33、。常用的非電磁類繼電器有：熱繼電器、速度繼電器、干簧繼電器、永磁感應(yīng)繼電器等。1熱繼電器熱繼電器(FR)主要用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)負(fù)載的過載保護(hù)。電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，常會(huì)遇到過載情況，但只要過載不嚴(yán)重、時(shí)間短，繞組不超過允許的溫升，這種過載是允許的。但如果過載情況嚴(yán)重、時(shí)間長，則會(huì)加速電動(dòng)機(jī)絕緣的老化，縮短電動(dòng)機(jī)的使用年限，甚至燒毀電動(dòng)機(jī)，因此必須對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)。（1）繼電器結(jié)構(gòu)與工作原理  熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片和觸點(diǎn)組成，如圖l-9所示，熱元件由發(fā)熱電阻絲做成。雙金屬片由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬輾壓而成，當(dāng)雙金屬片受熱時(shí)，會(huì)出現(xiàn)彎曲變形。使用時(shí)，把熱元件串接于電動(dòng)

34、機(jī)的主電路中，而常閉觸點(diǎn)串接于電動(dòng)機(jī)的控制電路中。圖1-9  熱繼電器原理示意圖1-熱元件  2-雙金屬片  3-導(dǎo)板  4-觸點(diǎn)復(fù)位當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，熱元件產(chǎn)生的熱量雖能使雙金屬片彎曲，但還不足以使熱繼電器的觸點(diǎn)動(dòng)作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，雙金屬片彎曲位移增大，推動(dòng)導(dǎo)板使常閉觸點(diǎn)斷開，從而切斷電動(dòng)機(jī)控制電路以起保護(hù)作用。熱繼電器動(dòng)作后一般不能自動(dòng)復(fù)位，要等雙金屬片冷卻后按下復(fù)位按鈕復(fù)位。熱繼電器動(dòng)作電流的調(diào)節(jié)可以借助旋轉(zhuǎn)凸輪于不同位置來實(shí)現(xiàn)。（2）熱繼電器的型號(hào)及選用  我國目前生產(chǎn)的熱繼電器主要有JR0、JR1、JR2、JR9、R10、JRl5

35、、JRl6等系列，JRl、JR2系列熱繼電器采用間接受熱方式，其主要缺點(diǎn)是雙金屬片靠發(fā)熱元件間接加熱，熱偶合較差；雙金屬片的彎曲程度受環(huán)境溫度影響較大，不能正確反映負(fù)載的過流情況。JRl5、JRl6等系列熱繼電器采用復(fù)合加熱方式并采用了溫度補(bǔ)償元件，因此較能正確反映負(fù)載的工作情況。JRl、JR2、JR0和JRl5系列的熱繼電器均為兩相結(jié)構(gòu)，是雙熱元件的熱繼電器，可以用作三相異步電動(dòng)機(jī)的均衡過載保護(hù)和Y聯(lián)結(jié)定子繞組的三相異步電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)，但不能用作定子繞組為聯(lián)結(jié)的三相異步電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)。JRl6和JR20系列熱繼電器均有帶有斷相保護(hù)的熱繼電器，具有差動(dòng)式斷相保護(hù)機(jī)構(gòu)。熱繼電器的選擇主要根據(jù)

36、電動(dòng)機(jī)定子繞組的聯(lián)結(jié)方式來確定熱繼電器的型號(hào)，在三相異步電動(dòng)機(jī)電路中，對Y聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)可選兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，一般采用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，即在兩相主電路中串接熱元件。對于三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，定子繞組為聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)必須采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器。熱繼電器的圖形及文字符號(hào)如圖1-10所示。圖1-10   熱繼電器的圖形及文字符號(hào)2速度繼電器圖1-11  速度繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1-轉(zhuǎn)子  2-電動(dòng)機(jī)軸  3-定子  4-繞組5-定子柄  6-靜觸點(diǎn)  7-動(dòng)觸點(diǎn)  8-簧片從結(jié)構(gòu)上看，與交流電機(jī)相類似，速度繼電器

37、主要由定子、轉(zhuǎn)子和觸點(diǎn)三部分組成。定子的結(jié)構(gòu)與籠型異步電動(dòng)機(jī)相似，是一個(gè)籠型空心圓環(huán)，由硅鋼片沖壓而成，并裝有籠型繞組。轉(zhuǎn)子是一個(gè)圓柱形永久磁鐵。速度繼電器的軸與電動(dòng)機(jī)的軸相連接。轉(zhuǎn)子固定在軸上，定子與軸同心。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，繞組切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和電流，此電流和永久磁鐵的磁場作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使定子向軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向偏擺，通過定子柄撥動(dòng)觸點(diǎn)，使常閉觸點(diǎn)斷開、常開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到接近零時(shí)，轉(zhuǎn)矩減小，定子柄在彈簧力的作用下恢復(fù)原位，觸點(diǎn)也復(fù)原。速度繼電器根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇。其圖形及文字符號(hào)如圖l-12所示。圖1-12  速度繼電器的圖形、文字

38、符號(hào)常用的感應(yīng)式速度繼電器有JYl和JFZ0系列。JYl系列能在3000rmin的轉(zhuǎn)速下可靠工作。JFZ0型觸點(diǎn)動(dòng)作速度不受定子柄偏轉(zhuǎn)快慢的影響，觸點(diǎn)改用微動(dòng)開關(guān)。JFZ0系列JFZ0-1型適用于3001000rminJFZ0-2型適用于10003000rrain。速度繼電器有兩對常開、常閉觸點(diǎn)，分別對應(yīng)于被控電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行。一般情況下，速度繼電器的觸點(diǎn)，在轉(zhuǎn)速達(dá)120rmin時(shí)能動(dòng)作，100rmin左右時(shí)能恢復(fù)正常位置。3干簧繼電器干簧繼電器是一種具有密封觸點(diǎn)的電磁式斷電器。干簧繼電器可以反映電壓、電流、功率以及電流極性等信號(hào)，在檢測、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。干簧繼電

39、器主要由干式舌簧片與勵(lì)磁線圈組成。干式舌簧片(觸點(diǎn))是密封的，由鐵鎳合金做成，舌片的接觸部分通常鍍有貴重金屬(如金、銠、鈀等)，接觸良好，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。觸點(diǎn)密封在充有氮?dú)獾榷栊詺怏w的玻璃管中，因而有效地防止了塵埃的污染，減少了觸點(diǎn)的腐蝕，提高了工作可靠性。其結(jié)構(gòu)如圖1-13所示。圖1-13  干簧繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1-舌簧片  2-線圈  3-玻璃管  4-骨架當(dāng)線圈通電后，管中兩占簧片的自由端分別被磁化成N極和S極而相互吸引，因而接通被控電路。線圈斷電后，干簧片在本身的彈力作用下分開，將線路切斷。干簧繼電器具有：結(jié)構(gòu)簡單，體積小。吸合功率小，靈敏度

40、高，一般吸合與釋放時(shí)間均在0.52ms以內(nèi)。觸點(diǎn)密封，不受塵埃、潮氣及有害氣體污染，動(dòng)片質(zhì)量小，動(dòng)程小，觸點(diǎn)電壽命長，一般可達(dá)107次左右。干簧繼電器還可以用永磁體來驅(qū)動(dòng)，反映非電信號(hào)，用作限位及行程控制以及非電量檢測等。主要部件為干簧繼電器的干簧水位信號(hào)器，適用于工業(yè)與民用建筑中的水箱、水塔及水池等開口容器的水位控制和水位報(bào)警。4可編程通用邏輯控制繼電器可編程通用邏輯控制繼電器是近幾年發(fā)展應(yīng)用的一種新型通用邏輯控制繼電器亦稱通用邏輯控制模塊，它將控制程序預(yù)先存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，用戶程序采用梯形圖或功能圖語言編程，形象直觀，簡單易懂，由按鈕、開關(guān)等輸入開關(guān)量信號(hào)。通過執(zhí)行程序?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)行邏輯

41、運(yùn)算、模擬量比較、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等，另外還有顯示參數(shù)、通信、仿真運(yùn)行等功能，其內(nèi)部軟件功能和編程軟件可替代傳統(tǒng)邏輯控制器件及繼電器電路，并具有很強(qiáng)的抗干擾抑制能力。另外，其硬件是標(biāo)準(zhǔn)化的，要改變控制功能只需改變程序即可。因此，在繼電邏輯控制系統(tǒng)中，可以“以軟代硬”替代其中的時(shí)間繼電器、中間繼電器、計(jì)數(shù)器等，以簡化線路設(shè)計(jì)，并能完成較復(fù)雜的邏輯控制，甚至可以完成傳統(tǒng)繼電邏輯控制方式無法實(shí)現(xiàn)的功能。因此，在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)、小型機(jī)械和裝置、建筑電器等廣泛應(yīng)用在智能建筑中適用于照明系統(tǒng)、取暖通風(fēng)系統(tǒng)、門、窗、柵欄和出入口等的控制。常用產(chǎn)品主要有德國金鐘-默勒公司的Easy，西門子公司的LOGO、日本松

42、下公司的可選模式控制器一控制存儲(chǔ)式繼電器等。三、刀開關(guān)與低壓斷路器開關(guān)有有載運(yùn)行操作、無載運(yùn)行操作、選擇性運(yùn)行操作之分；又有正面操作、側(cè)面操作、背面操作幾種；還有不帶滅弧裝置和帶滅弧裝置之分。刀口接觸有面接觸和線接觸兩種，線接觸形式，刀片容易插入，接觸電阻小，制造方便。開關(guān)常采用彈簧片以保證接觸良好。（一）低壓刀開關(guān)常用的HD系列和HS系列刀開關(guān)的外形如圖1-14所示。刀開關(guān)的圖形和文字符號(hào)如圖1-15所示。圖1-14 HD系列、HS系列刀開關(guān)外形圖a）HD系列刀開關(guān)； b)HS系列刀開關(guān)圖1-15刀開關(guān)的圖形、文字符號(hào)a）單極  b）雙極  c）三極刀開關(guān)的主要類型有：大

43、電流刀開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器式刀開關(guān)。常用的產(chǎn)品有：HD11HDl4和HS11HS13系列刀開關(guān)。（二）低壓斷路器1結(jié)構(gòu)和工作原理圖1-16 低壓斷路器工作原理圖1-主觸點(diǎn)  2-自由脫扣機(jī)構(gòu)  3-過電流脫扣器  4-分勵(lì)扣器脫5-熱脫扣器  6-欠電壓脫扣器  7-停止按鈕2低壓斷路器典型產(chǎn)品3低壓斷路器的選用原則N應(yīng)等于或大于被保護(hù)線路的額定電壓。四、熔斷器1常用的熔斷器圖1-17  插入式熔斷器1-動(dòng)觸點(diǎn) 2-熔體 3-瓷插件 4-靜觸點(diǎn) 5-瓷座圖1-18 螺旋式熔斷器1-底座   2-熔體 &

44、#160; 3-瓷帽圖1-19 無填料密閉管式熔斷器1-銅圈  2-熔斷管  3-管帽   4-插座   5-特殊墊圈  6-熔體  7-熔片圖1-20   有填料封閉管式熔斷器1-瓷底座  2-彈簧片  3-管體   4-絕緣手柄  5-熔體2熔斷器的選擇圖1-21熔斷器的安秒特性表1-2                熔斷電流與熔斷時(shí)間之間的關(guān)系熔斷電流1.251.3IN1.6 IN2 IN2.5 IN3 IN4 IN熔斷時(shí)間1h40s8s4.5s2.5sIR