電器控制與可編程控制器技術(shù)ppt課件匯總?cè)譸pt完整版課件最全教學(xué)教程整套課件全書電子教案全套

1、電氣控制與可編程控制器技術(shù)電子課件第一篇 電氣控制技術(shù)第一章 常用低壓電器 1.1 電器的功能、分類和工作原理1.2 電氣控制中常用電器1.3 主令電器1.4 動(dòng)力線路中常用電器 1.5 智能電器 1.1 電器的功能、分類和工作原理 一、電器的功能 電器是一種能根據(jù)外界的信號（機(jī)械力、 電動(dòng)力和其它物理量）和要求，手動(dòng)或自動(dòng)地接通、斷開電路，以實(shí)現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護(hù)、檢測、變換和調(diào)節(jié)的電氣元件或設(shè)備。 電器的控制作用就是手動(dòng)或自動(dòng)地接通、斷開電路，“通”稱為“開”，“斷”也稱為“關(guān)”。因此，“開”和“關(guān)”是電器最基本、最典型的功能。 1.1 電器的功能、分類和工作原理二、電器的

2、分類 1按工作電壓等級分（1）高壓電器 用于交流電壓1200V、直流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、直流額定電壓為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 （1）手動(dòng)電器 人手操作發(fā)出動(dòng)作指令的電器，例如刀開關(guān)，按鈕等。 （2）自動(dòng)電器 產(chǎn)生電磁力而自動(dòng)完成動(dòng)作指令的電器，例如接觸器、繼電器、電磁閥等。 3按用途分 （1）控制電器 用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器，例如接觸器、繼電器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等。 （2）配電電器 用于電能的輸送和分配的電器，例如高

3、壓斷路器等。 （3）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、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。 （4）保護(hù)電器 用于保護(hù)電路及用電設(shè)備的電器，例如熔斷器、熱繼電器等。 （5）執(zhí)行電器 用于完成某種動(dòng)作或傳送功能的電器，例如電磁鐵、電磁離合器等。 三、電磁式電器的基本原理 低壓電器中大部分為電磁式電器，各類電磁式電器的工作原理基本相同，由檢測部分（電磁機(jī)構(gòu)）和執(zhí)行 部分（觸頭系統(tǒng)）兩部分組成。 （一）電磁機(jī)構(gòu) 1電磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 電磁機(jī)構(gòu)由吸引線圈、鐵心和銜鐵組成，其結(jié)構(gòu)形式按銜鐵的運(yùn)動(dòng)方式可分為直動(dòng)式和拍合式。圖1-1和圖1-2是直動(dòng)式和拍合式電磁機(jī)構(gòu)的常用結(jié)構(gòu)形式。 1-銜鐵 2-鐵心 3-吸

4、引線圈圖1-1 直動(dòng)式電磁機(jī)構(gòu) 1-銜鐵 2-鐵心 3-吸引線圈圖1-2 拍合式電磁機(jī)構(gòu) 吸引線圈的作用是將電能轉(zhuǎn)換為磁能，即產(chǎn)生磁通，銜鐵在電磁吸力作用下產(chǎn)生機(jī)械位移使鐵心吸合。通入直流電的線圈稱直流線圈，通入交流電的線圈稱交流線圈。 直流線圈通電，鐵心不會(huì)發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，因此線圈與鐵心接觸以利散熱。線圈做成無骨架、高而薄的瘦高型，以改善線圈自身散熱。鐵心和銜鐵由軟鋼或工程純鐵制成。 對于交流線圈，除線圈發(fā)熱外，由于鐵心中有渦流和磁滯損耗，鐵心也會(huì)發(fā)熱。為了改善線圈和鐵心的散熱情況，在鐵心與線圈之間留有散熱間隙，而且把線圈做成有骨架的矮胖型。鐵心用硅鋼片疊成，以減少渦流。 另外，根據(jù)線圈

5、在電路中的聯(lián)接方式可分為串聯(lián)線圈（即電流線圈）和并聯(lián)線圈（即電壓線圈）。 2電磁機(jī)構(gòu)的工作原理 電磁鐵工作時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁通作用于銜鐵，產(chǎn)生電磁吸力，并使銜鐵產(chǎn)生機(jī)械位移，銜鐵復(fù)位時(shí)復(fù)位彈簧將銜鐵拉回原位。因此作用在銜鐵上的力有兩個(gè)：電磁吸力和反力。電磁吸力由電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生，反力由復(fù)位彈簧和觸頭等產(chǎn)生。電磁機(jī)構(gòu)的工作特性常用吸力特性和反力特性來表達(dá)。 （1）吸力特性 電磁機(jī)構(gòu)的電磁吸力F與氣隙的關(guān)系曲線稱為吸力特性。 電磁吸力可按下式求得 式中，F(xiàn)為電磁吸力（N）；B為氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）；S為磁極截面積（m2 ）。 當(dāng)鐵心截面積S為常數(shù)時(shí)，電磁吸力 F與B2成正比，也可認(rèn)為F 與氣隙磁通2成正

6、比。勵(lì)磁電流的種類對吸力特性有很大影響。 對于具有電壓線圈的交流電磁機(jī)構(gòu)，設(shè)線圈外加電壓U不變，交流電磁線圈的阻抗主要決定于線圈的電抗，若電阻忽略不計(jì)，則 式中，U為線圈外加電壓；E為線圈感應(yīng)電動(dòng)勢；f為電壓頻率；為氣隙磁通；N為電磁線圈的匝數(shù)。 當(dāng)電壓頻率f、電磁線圈的匝數(shù)N和線圈外加電壓U為常數(shù)時(shí)，氣隙磁通也為常數(shù)，則電磁吸力F也為常數(shù)，即F與氣隙大小無關(guān)。 實(shí)際上，考慮到漏磁通的影響，電磁吸力F 隨氣隙的減少略有增加。交流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性如圖1-3所示。由于交流電磁機(jī)構(gòu)的氣隙磁通不變，IN隨氣隙磁阻(也即隨氣隙)的變化成正比變化，所以交流電磁線圈的電流I與氣隙成正比變化。 圖1-3 交

7、流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性 圖1-4 直流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性 對于具有電壓線圈的直流電磁機(jī)構(gòu)，其吸力特性與交流電磁機(jī)構(gòu)有所不同。因外加電壓U和線圈電阻不變，則流過線圈的電流I為常數(shù)，與磁路的氣隙大小無關(guān)。根據(jù)磁路定律 故其吸力特性為二次曲線形狀，如圖1-4所示。 （2）反力特性 電磁系統(tǒng)的反作用力與氣隙的關(guān)系曲線稱為反力特性。反作用力包括彈簧力、銜鐵自身重力、摩擦阻力等。圖1-5中所示曲線3即為反力特性曲線。 1-直流接觸器吸力特性 2-交流接觸器吸力特性 3-反力特性 圖1-5 吸力特性和反力特性 （3）反力特性與吸力特性的配合 為了保證使銜鐵能牢牢吸合，反作用力特性必須與吸力特性配合好，如圖1-

8、5所示。在整個(gè)吸合過程中，吸力都必須大于反作用力，即吸力特性高于反力特性，但不能過大或過小，吸力過大時(shí)，動(dòng)、靜觸頭接觸時(shí)以及銜鐵與鐵心接觸時(shí)的沖擊力也大，會(huì)使觸頭和銜鐵發(fā)生彈跳，導(dǎo)致觸頭的熔焊或燒毀，影響電器的機(jī)械壽命； 吸力過小時(shí)，會(huì)使銜鐵運(yùn)動(dòng)速度降低，難以滿足高操作頻率的要求。因此，吸力特性與反力特性必須配合得當(dāng) 。 3交流電磁機(jī)構(gòu)上短路環(huán)的作用 (a)結(jié)構(gòu)圖 (b)電磁吸力圖 圖1-6 單相交流電磁鐵鐵心的短路環(huán) * 由于單相交流電磁機(jī)構(gòu)上鐵心的磁通是交變的，故當(dāng)磁通過零時(shí)，電磁吸力也為零，吸合后的銜鐵在反力彈簧的作用下將被拉開，磁通過零后電磁吸力又增大，當(dāng)吸力大于反力時(shí)，銜鐵又被吸合。

9、這樣，交流電源頻率的變化，使銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)和噪聲，甚至使鐵心松散。因此交流電磁機(jī)構(gòu)鐵心端面上都安裝一個(gè)銅制的短路環(huán)。短路環(huán)包圍鐵心端面約2/3的面積，如圖1-6所示。 當(dāng)交變磁通穿過短路環(huán)所包圍的截面積S2在環(huán)中產(chǎn)生渦流時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，此渦流產(chǎn)生的磁通2 在相位上落后于短路環(huán)外鐵心截面S1中的磁通1 ，由1、2產(chǎn)生的電磁吸力為F1、F2 ，作用在銜鐵上的合成電磁吸力是F1+ F2，只要此合力始終大于其反力，銜鐵就不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。 （二）觸頭系統(tǒng) 觸頭（觸點(diǎn)）是電磁式電器的執(zhí)行元件，用來接通或斷開被控制電路。 觸頭的結(jié)構(gòu)形式很多，按其所控制的電路可分為主觸頭和輔助觸頭，。主觸頭用于接

10、通或斷開主電路，允許通過較大的電流；輔助觸頭用于接通或斷開控制電路，只能通過較小的電流。 觸頭按其原始狀態(tài)可分為常開觸頭和常閉觸頭：原始狀態(tài)時(shí)（即線圈未通電）斷開，線圈通電后閉合的觸頭叫常開觸頭；原始狀態(tài)閉合，線圈通電后斷開的觸頭叫常閉觸頭（線圈斷電后所有觸頭復(fù)原）。 觸頭按其結(jié)構(gòu)形式可分為橋型觸頭和指型觸頭，如圖1-7所示。(a)橋形觸頭 (b)指形觸頭圖1-7 觸頭結(jié)構(gòu)形式圖 觸頭按其接觸形式可分為點(diǎn)接觸、線接觸 和面接觸三種，如圖1-8所示。 (a)點(diǎn)接觸 (b)線接觸 (c)面接觸圖1-8 觸頭接觸形式圖*（三）滅弧工作原理 觸點(diǎn)在通電狀態(tài)下動(dòng)、靜觸頭脫離接觸時(shí)，由于電場的存在，使觸頭

11、表面的自由電子大量溢出而產(chǎn)生電弧。電弧的存在既燒損觸頭金屬表面，降低電器的壽命，又延長了電路的分?jǐn)鄷r(shí)間，所以必須迅速消除。 1常用的滅弧方法 （1）迅速增大電弧長度 電弧長度增加，使觸點(diǎn)間隙增加，電場強(qiáng)度降低，同時(shí)又使散熱面積增大，降低電弧溫度，使自由電子和空穴復(fù)合的運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，因而電荷容易熄滅。 （2）冷卻 使電弧與冷卻介質(zhì)接觸，帶走電弧熱量，也可使復(fù)合運(yùn)動(dòng)得以加強(qiáng)，從而使電弧熄滅。 2常用的滅弧裝置（1）電動(dòng)力吹弧 電動(dòng)力吹弧如圖1-9所示。雙斷點(diǎn)橋式觸頭在分?jǐn)鄷r(shí)具有電動(dòng)力吹弧功能，不用任何附加裝置，便可使電弧迅速熄滅。這種滅弧方法多用于小容量交流接觸器中。1-靜觸頭 2-動(dòng)觸頭圖1-9 電

12、動(dòng)力滅弧示意圖 (2)磁吹滅弧 在觸點(diǎn)電路中串入吹弧線圈，如圖1-10所示。 1-磁吹線圈 2-絕緣套 3-鐵心 4-引弧角 5-導(dǎo)磁夾板 6-滅弧罩 7-動(dòng)觸頭 8-靜觸頭 圖1-10 磁吹滅弧示意圖* （3）柵片滅弧滅弧柵是一組薄銅片，它們彼此間相互絕緣，如圖1-11所示。 1-滅弧柵片 2-觸點(diǎn) 3-電弧 圖1-11 柵片滅弧示意圖 第二節(jié) 電氣控制中常用電器 一、低壓隔離器 低壓隔離器是低壓電器中結(jié)構(gòu)比較簡單、應(yīng)用十分廣泛的一類手動(dòng)操作電器，品種主要有低壓刀開關(guān)、熔斷器式刀開關(guān)和組合開關(guān)三種。 隔離器主要是在電源切除后，將線路與電源明顯地隔開，以保障檢修人員的安全。熔斷器式刀開關(guān)由刀開

13、關(guān)和熔斷器組合而成，故兼有兩者的功能，即電源隔離和電路保護(hù)功能；可分?jǐn)嘁欢ǖ呢?fù)載電流。 1刀開關(guān) 刀開關(guān)：由操縱手柄、觸刀、觸刀插座和絕緣底板等組成。圖1-12為其結(jié)構(gòu)簡圖。 刀開關(guān)的主要類型有：帶滅弧裝置的大容量刀開關(guān)，帶熔斷器的開啟式負(fù)荷開關(guān)（膠蓋開關(guān)）、帶滅弧裝置和熔斷器的封閉式負(fù)荷開關(guān)（鐵殼開關(guān)）等。刀開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)： 額定電壓 額定電流 分?jǐn)嗄芰?1-靜插座 2-操縱受柄 3-觸刀 4-支座 5-絕緣底板圖1-12 低壓隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)簡圖 選用刀開關(guān)時(shí)，刀的極數(shù)要與電源進(jìn)線相數(shù)相等；刀開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于所控制的線路額定電壓；刀開關(guān)的額定電流應(yīng)大于負(fù)載的額定電流。 刀開關(guān)的圖形、文

14、字符號如圖1-13所示。 (a)單極 ( b)雙極 (c)三極 圖1-13 刀開關(guān)的圖形、文字符號 2組合開關(guān) 組合開關(guān)也是一種刀開關(guān)，不過它的刀片是轉(zhuǎn)動(dòng)式的，操作比較輕巧，它的動(dòng)觸頭（刀片）和靜觸頭裝在封閉的絕緣件內(nèi)，采用疊裝式結(jié)構(gòu)，其層數(shù)由動(dòng)觸頭數(shù)量決定，動(dòng)觸頭裝在操作手柄的轉(zhuǎn)軸上，隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而改變各對觸頭的通斷狀態(tài)。 組合開關(guān)一般在電氣設(shè)備中用于非頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐贰⒔油娫春拓?fù)載、測量三相電壓以及控制小容量異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)和星-三角降壓啟動(dòng)等。 組合開關(guān)的主要參數(shù)有額定電壓、額定電流、極數(shù)等。其中額定電流有10A、25A、60A等幾級。全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)的常用產(chǎn)品有HZ5、HZ10系列和

15、新型組合開關(guān)HZ15等系列。HZ10系列組合開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)見表1-2。 型 號額定電壓 /V額定電流 /A極數(shù)極限操作電流/A可控制電動(dòng)機(jī)最大容量和額定電流額定電壓及電流下的通斷次數(shù)ACcos直流時(shí)間常數(shù)/s接通分?jǐn)嗳?量/kW額定電流 /A0.80.30.00250.01HZ10-10DC220，AC3806單極94623720000100002000010000102,3HZ10-25251551085.512HZ10-6060HZ10-100100100005000100005000 組合開關(guān)的結(jié)構(gòu)和圖形、文字符號如圖1-14所示 圖1-14 組合開關(guān)結(jié)構(gòu)和圖形、文字符號 二、熔斷器 1

16、熔斷器的工作原理和保護(hù)特性 熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價(jià)格低廉的保護(hù)電器，廣泛用于供電線路和電氣設(shè)備的短路保護(hù)。熔斷器由熔體和安裝熔體的熔斷管（或座）等部分組成。熔體是熔斷器的核心，通常用低熔點(diǎn)的鉛錫合金、鋅、銅、銀的絲狀或片狀材料制成，新型的熔體通常設(shè)計(jì)成滅弧柵狀和具有變截面片狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)通過熔斷器的電流超過一定數(shù)值并經(jīng)過一定的時(shí)間后，電流在熔體上產(chǎn)生的熱量使熔體某處熔化而分?jǐn)嚯娐?，從而保護(hù)了電路和設(shè)備。 熔斷器熔體熔斷的電流值與熔斷時(shí)間的關(guān)系稱為熔斷器的保護(hù)特性曲線，也稱為熔斷器的安-秒特性，如圖1-15所示。由特性曲線可以看出，流過熔體的電流越大，熔斷所需的時(shí)間越短。熔體的額定電流I

17、f N是熔體長期工作而不致熔斷的電流。 圖1-15 熔斷器的安-秒特性 2常用熔斷器的種類及技術(shù)數(shù)據(jù) 熔斷器按其結(jié)構(gòu)型式分為插入式、螺旋式、有填料密封管式、無填料密封管式等，品種規(guī)格很多。 在電氣控制系統(tǒng)中經(jīng)常選用螺旋式熔斷器，它有明顯的分?jǐn)嘀甘静挥萌魏喂ぞ呔涂扇∠禄蚋鼡Q熔體等優(yōu)點(diǎn)。 最近推出的新產(chǎn)品有RL6、RL7系列，可以取代老產(chǎn)品RL1、RL2系列。 RLS2系列是快速熔斷器，用以保護(hù)半導(dǎo)體硅整流元件及晶閘管，可取代老產(chǎn)品RLS1系列。 RT12、RT15、NGT等系列是有填料密封管式熔斷器，瓷管兩端銅帽上焊有聯(lián)結(jié)板，可直接安裝在母線排上，RT12、RT15系列帶有熔斷指示器，熔斷時(shí)紅色

18、指示器彈出。 RT14系列熔斷器帶有撞擊器，熔斷時(shí)撞擊器彈出，既可作熔斷信號指示，也可觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)以切斷接觸器線圈電路，使接觸器斷電，實(shí)現(xiàn)三相電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)。 熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)有： （1）額定電壓 指熔斷器長期工作時(shí)和分?jǐn)嗪竽軌虺惺艿碾妷?，其值一般等于或大于電氣設(shè)備的額定電壓。 （2）額定電流 指熔斷器長期工作時(shí)，設(shè)備部件溫升不超過規(guī)定值時(shí)所能承受的電流。廠家為了減少熔斷管額定電流的規(guī)格，熔斷管的額定電流等級比較少，而熔體的額定電流等級比較多，也即在一個(gè)額定電流等級的熔管內(nèi)可以分幾個(gè)額定電流等級的熔體，但熔體的額定電流最大不能超過熔斷管的額定電流。 （3）極限分?jǐn)嗄芰?是指熔斷器在規(guī)定的

19、額定電壓和功率因素（或時(shí)間常數(shù)）的條件下，能分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦?，在電路中出現(xiàn)的最大電流值一般指短路電流值。所以極限分?jǐn)嗄芰σ卜从沉巳蹟嗥鞣謹(jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰Α?3熔斷器的選擇 熔斷器的選擇主要包括熔斷器類型、額定電壓、熔斷器額定電流和熔體額定電流的確定。 熔斷器的類型主要由電控系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)確定:熔斷器的額定電壓應(yīng)大于或等于實(shí)際電路的工作電壓；熔斷器額定電流應(yīng)大于等于所裝熔體的額定電流。 確定熔體電流是選擇熔斷器的主要任務(wù)，具體來說有下列幾條原則： （1）對于照明線路或電阻爐等電阻性負(fù)載，熔體的額定電流應(yīng)大于或等于電路的工作電流，即 If NI 式中If N為熔體的額定電流，I為電路的工作電流。 （

20、2）保護(hù)一臺異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，考慮電動(dòng)機(jī)沖擊電流的影響，熔體的額定電流按下式計(jì)算 : IfN（1.52.5）IN 式中，IN為電動(dòng)機(jī)的額定電流。 （3）保護(hù)多臺異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，若各臺電動(dòng)機(jī)不同時(shí)起動(dòng)，則應(yīng)按下式計(jì)算： IfN（1.52.5）INmax+IN 式中，IN max為容量最大的一臺電動(dòng)機(jī)的額定電流，IN為其余電動(dòng)機(jī)額定電流的總和。 （4）為防止發(fā)生越級熔斷，上、下級（即供電干、支線）熔斷器間應(yīng)有良好 的協(xié)調(diào)配合，為此，應(yīng)使上一級（供電干線）熔斷器的熔體額定電流比下一級（供電支線）大12個(gè)級差。 熔斷器的圖形、文字符號如圖1-16所示。 圖1-16 熔斷器的圖形、文字符號 三、控制繼電器 繼

21、電器是一種根據(jù)某種輸入信號的變化，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。 繼電器種類很多，按輸入信號可分為有：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。 繼電器的主要特性是輸入-輸出特性，即繼電特性。其特性曲線如圖1-17所示。圖中x

22、2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。 圖1-17 繼電特性 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。 令k=x1/x2稱為繼電器的返回系數(shù)，它是繼電器的重要參數(shù)之一。k值是可以調(diào)節(jié)的，不同場合要求不同的k值。例如 一般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。欠電壓繼電器則要求高的返回系數(shù)，k值應(yīng)

23、在0.6以上。如某繼電器k=0.66，吸合電壓為額定電壓的90%，則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。 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，它的大小影響著繼電器的操作頻率。 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。但是它們又有區(qū)別，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1所控制的線路不同 繼電

24、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。 2輸入信號不同 繼電器的輸入信號可以是各種物理量，如電壓、電流、時(shí)間、壓力、速度等，而接觸器的輸入量只有電壓。（一）電磁式繼電器 在低壓控制系統(tǒng)中采用的繼電器大部分是電磁式繼電器，電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)與原理和接觸器基本相同。 電磁式繼電器的典型結(jié)構(gòu)如圖1-18所示。 圖1-18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。 1-底座 2-反力彈簧 3、4-調(diào)節(jié)螺釘 5

25、-非磁性墊片 6-銜鐵 7-鐵心 8-極靴 9-電磁線圈 10-觸頭系統(tǒng) 圖1-18 電磁式繼電器的典型結(jié)構(gòu) 1電流繼電器電流繼電器反映的是電流信號。使用時(shí)，電流繼電器的線圈串于被測電路中，根據(jù)電流的變化而動(dòng)作。為降低負(fù)載效應(yīng)和對被測量電路參數(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)的場合外，還經(jīng)常用于按電流原則控制的場合。電流繼電器有欠電流和過電流繼電器兩種。 （1）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。當(dāng)電路由于某種原因使電流降至額定電流的20

26、%以下時(shí)，欠電流繼電器釋放，發(fā)出信號，從而改變電路狀態(tài)。 （2）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)?，然后自己也釋放。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)。常用的交直流通用繼電器有JT4、JT14等系列，表1-5所列為JL14系列交直流電流繼電器

27、的技術(shù)數(shù)據(jù)。電流種類型號吸引線圈額定電流/A吸合電流調(diào)整范圍觸頭組合形式用途備注直 流JL14ZJL14ZS1,15,25,5,10,15,25,40,60,100,150,300,600,1200,150070%300%IN3常開，3常閉2常開，1常閉1常開，2常閉1常開，1常閉在控制電路中過電流或欠電流保護(hù)用可取代JT31JT4JJT4SJL3JL3JJL3S等老產(chǎn)品JL14ZO30%65%IN或釋放電流在10%20%IN范圍交 流JL14JJL14JS110%400%IN2常開，2常閉1常開，1常閉JL14JG1常開，1常閉 2電壓繼電器 電壓繼電器反映的是電壓信號。使用時(shí)，電壓繼電器的

28、線圈并接于被測電路，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，對電路實(shí)現(xiàn)過電壓保護(hù)。表1-6 JT4系列交流電磁式繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù)型號動(dòng)作電壓或動(dòng)作電流動(dòng)作誤差吸引線圈規(guī)格消耗功率觸頭數(shù)量 JT4型零電壓（或中間）繼電器吸引電壓在線圈額定電壓的60%85%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，釋放電壓

29、在線圈額定電壓的10%35%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)10%110,127,220,380V75VA2常開、2常閉或1常開、1常閉 JT4L型過電流繼電器吸引電流在線圈額定電流的110%350%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)5,10,15,20,40,80,150,300,600A5W JT4S型 （手動(dòng)）過電流繼電器JT422A型過電流繼電器吸引電壓在線圈額定電壓的105%120%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)110,220,380V75VA2常開、2常閉3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），容量也大，起到中間放大（觸頭數(shù)目和電流容量）的作用。常用的中間繼電器有JZ7和JZ8等系列。表1-7所示為JZ7系列中間繼

30、電器的技術(shù)參數(shù)。 零電壓繼電器是當(dāng)電路電壓降低到5%25%UN時(shí)釋放，對電路實(shí)現(xiàn)欠電壓保護(hù)。表1-7 JZ7系列中間繼電器的技術(shù)參數(shù)型號觸點(diǎn)額定電壓/V觸點(diǎn)額定電流/A觸點(diǎn)對數(shù)吸引線圈電壓/V額定操作頻率/次h-1線圈消耗功率/VA常開常閉啟動(dòng)吸持JZ744500544交流50Hz時(shí)：12，36，127，220，38012007512JZ762500 5627512JZ780500 58075124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。（1）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

31、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。（2）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)。 5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)或所控制對象對繼電器提出的要求，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)

32、為增加觸頭的分?jǐn)嗄芰Γ灿邪延|頭串聯(lián)起來使用的。 6電磁式繼電器的圖形符號和文字符號電磁式繼電器的圖形符號如圖1-19所示。電流繼電器的文字符號為KI，電壓繼電器的文字符號為KV，中間繼電器的文字符號為KA。 (a)線圈 (b)常開觸頭 (c)常閉觸頭圖1-19 電磁式繼電器的圖形符號 （二）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)行控制的場合。其種類主要有電磁阻尼式、空氣阻尼式、電子式和電動(dòng)機(jī)式。時(shí)間繼電器的延時(shí)方式有兩種：通電延時(shí)：接受輸入信號后延遲一定的時(shí)間，輸出信號才發(fā)生變化。當(dāng)

33、輸入信號消失后，輸出瞬時(shí)復(fù)原。 斷電延時(shí)：接受輸入信號時(shí)，瞬時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號。當(dāng)輸入信號消失后，延遲一定的時(shí)間，輸出才復(fù)原。 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1-20所示。1-鐵心 2-阻尼銅套 3-絕緣層 4-線圈圖1-20 帶有阻尼銅套的鐵心示意圖 直流電磁式時(shí)間繼電器JT3系列的技術(shù)數(shù)據(jù)如表1-8所示。 表1-8 直流電磁式時(shí)間繼電器JT3系列的技術(shù)數(shù)據(jù) 型號吸引線圈額定電壓/V觸點(diǎn)數(shù)量延時(shí)/s JT3/112，24，48，110，220，4402常開，2常閉或1常開，1常閉0.30.9 JT3/30.83.

34、0 JT3/52.55.02.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?？諝庾枘崾綍r(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。 現(xiàn)以通電延時(shí)型為例介紹其工作原理。 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

35、-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 常用的JS7-A系列時(shí)間繼電器的基本技術(shù)數(shù)據(jù)見教材P14表1-9。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。 3晶體管式時(shí)間繼電器晶體管式時(shí)間繼電器也稱半導(dǎo)體式時(shí)間繼電器，具有延時(shí)范圍廣（最長可達(dá)3600s）、精度高（一般為5%左右）、體積小、耐沖擊震動(dòng)、調(diào)節(jié)方便和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，它的發(fā)展很快，使用也日益廣

36、泛。 晶體管式時(shí)間繼電器是利用RC電路中電容電壓不能躍變，只能按指數(shù)規(guī)律逐漸變化的原理電阻尼特性獲得延時(shí)的。所以，只要改變充電回路的時(shí)間常數(shù)即可改變延時(shí)時(shí)間。由于調(diào)節(jié)電容比調(diào)節(jié)電阻困難，所以多用調(diào)節(jié)電阻的方式來改變延時(shí)時(shí)間。 常用的產(chǎn)品有JSJ、JS13、JS14、JS15、JS20型等?，F(xiàn)以JSJ型為例說明晶體管式時(shí)間繼電器的工作原理。圖1-22為JSJ型晶體管式時(shí)間繼電器的原理圖。 晶體管式時(shí)間繼電器的原理 圖1-22 JSJ型晶體管式時(shí)間繼電器 表1-10為JSJ型晶體管式時(shí)間繼電器的基本技術(shù)數(shù)據(jù)。4電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器是用微型同步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速齒輪系獲得延時(shí)的，分為通電

37、延時(shí)和斷電延時(shí)型兩種。它由微型同步電動(dòng)機(jī)、電磁離合系統(tǒng)、減速齒輪機(jī)構(gòu)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。常用的有JS10、JS11系列和7PR系列。電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器的延時(shí)范圍寬，以JS11通電延時(shí)型時(shí)間繼電器為例，延時(shí)范圍分別為0-8s、0-40s、0-4min、0-20min、0-2h、0-12h、0-72h。由于同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定，減速齒輪精度較高，延時(shí)準(zhǔn)確度高達(dá)1%。同時(shí)延時(shí)值不受電源電壓波動(dòng)和環(huán)境溫度變化的影響。由于具有上述優(yōu)點(diǎn)，就延時(shí)范圍和準(zhǔn)確度而言，是電磁式、空氣阻尼式、晶體管式時(shí)間繼電器無法比擬的。電動(dòng)機(jī)式的主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、壽命低、價(jià)格貴、準(zhǔn)確度受電源頻率的影響等。所以，這種時(shí)間繼電器

38、不宜輕易選用，只有在要求延時(shí)范圍較寬和精度較高的場合才選用。 時(shí)間繼電器的圖形符號及文字符號如圖1-23所示。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i)(a)線圈一般符號 (b)通電延時(shí)線圈 (c)斷電延時(shí)線圈(d)延時(shí)閉合常開觸頭(e) 延時(shí)斷開常閉觸頭 (f) 延時(shí)斷開常開觸頭 (g) 延時(shí)閉合常閉觸頭 (h) 瞬動(dòng)常開觸頭 (i)瞬動(dòng)常閉觸頭 圖1-23 時(shí)間繼電器的圖形符號及文字符號 5時(shí)間繼電器的選用在選用時(shí)間繼電器時(shí)，首先應(yīng)考慮滿足控制系統(tǒng)所提出的工藝要求和控制要求，并應(yīng)根據(jù)對延時(shí)方式的要求選用通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型。 當(dāng)要求的延時(shí)準(zhǔn)確度低和延時(shí)時(shí)間較

39、短時(shí)，可以選用電磁式（只能斷電延時(shí)）或空氣阻尼式；當(dāng)要求的延時(shí)準(zhǔn)確度較高、延時(shí)時(shí)間較長時(shí)，可以選用晶體管式；若晶體管式不能滿足要求時(shí)，再考慮使用電動(dòng)機(jī)式。這是因?yàn)殡m然電動(dòng)式精度高，延時(shí)范圍大，但體積大，成本高。總之，選用時(shí)除考慮延時(shí)范圍和準(zhǔn)確度外，還要考慮控制系統(tǒng)對可靠性、經(jīng)濟(jì)性、工藝安裝尺寸等提出的要求。 （三）熱繼電器 熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理，在出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)不能承受的過載時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電路，為電動(dòng)機(jī)提供過載保護(hù)的保護(hù)電器。熱繼電器可以根據(jù)過載電流的大小自動(dòng)調(diào)整動(dòng)作時(shí)間，具有反時(shí)限保護(hù)特性，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的工作電流為額定電流時(shí)；熱繼電器應(yīng)長期不動(dòng)作。 1熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理 熱繼電器主要

40、由熱元件、雙金屬片和觸頭三部分組成。雙金屬片是熱繼電器的感測元件，由兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬片用機(jī)械碾壓而成。線膨脹系數(shù)大的稱為主動(dòng)層，小的稱為被動(dòng)層。在加熱以前，兩金屬片長度基本一致。當(dāng)串在電動(dòng)機(jī)定子電路中的熱元件有電流通過時(shí)，熱元件產(chǎn)生的熱量使兩金屬片伸長。由于線膨脹系數(shù)不同，且因它們緊密結(jié)合在一起，所以，雙金屬片就會(huì)發(fā)生彎曲。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，雙金屬片的彎曲程度不足以使熱繼電器動(dòng)作，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，熱元件中電流增大，加上時(shí)間效應(yīng)，所以雙金屬片接受的熱量就會(huì)大大增加，從而使彎曲程度加大，最終使雙金屬片推動(dòng)導(dǎo)板使熱繼電器的觸頭動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)的控制電路。 其結(jié)構(gòu)原理圖如圖1-24所示。 1-

41、熱元件 2-雙金屬片3-導(dǎo)板 4-觸頭 圖1-24 熱繼電器工作原理示意圖 2熱繼電器的型號及選用我國目前生產(chǎn)的熱繼電器主要有JR0、JR5、JR10、JR14、JR15、JR16等系列。按熱元件的數(shù)量分為兩相結(jié)構(gòu)和三相結(jié)構(gòu)。三相結(jié)構(gòu)中有三相帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)裝置兩種。JR16系列熱繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-25所示。 1-電流調(diào)節(jié)凸輪 2a、2b-簧片 3-手動(dòng)復(fù)位按鈕 4-弓簧 5-雙金屬片 6-外導(dǎo)板 7-內(nèi)導(dǎo)板 8-常閉靜觸頭 9動(dòng)觸頭 10-杠桿 11-復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘 12-補(bǔ)償雙金屬片 13-推桿14-連桿 15-壓簧 圖1-25 JR16系列熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖 (a)通電以前

42、 (b)三相通有額定電流 (c)三相均衡過載 (d)電動(dòng)機(jī)發(fā)生一相斷線故障圖1-26 差動(dòng)式斷相保護(hù)裝置動(dòng)作原理圖 圖1-26為帶有差動(dòng)式斷相保護(hù)裝置的熱繼電器動(dòng)作原理示意圖。選擇熱繼電器的原則為：根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流確定熱繼電器的型號及熱元件的額定電流等級。對于星形接法的電動(dòng)機(jī)及電源對稱性較好的場合，可選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器；對于三角形接法的電動(dòng)機(jī)或電源對稱性不夠好的場合，應(yīng)選用三相結(jié)構(gòu)或三相結(jié)構(gòu)帶斷相保護(hù)的熱繼電器。熱繼電器熱元件的額定電流原則上按被控電動(dòng)機(jī)的額定電流選取，即熱元件額定電流應(yīng)接近或略大于電動(dòng)機(jī)的額定電流。 熱繼電器的圖形符號及文字符號如圖1-27所示。R16、JR20系列是

43、目前廣泛使用的熱繼電器，教材P18表1-11為JR16系列熱繼電器的主要參數(shù)。 a)熱元件 ( b)常閉觸頭圖1-27 熱繼電器的圖形及文字符號 （四）速度繼電器 速度繼電器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，常用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制線路中，也稱反接制動(dòng)繼電器。是一種利用速度原則對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的自動(dòng)電器。它主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸頭組成。轉(zhuǎn)子是一個(gè)圓柱形永久磁鐵，定子是一個(gè)籠型空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有籠型的繞組。其結(jié)構(gòu)原理如圖1-28所示。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)轉(zhuǎn)速下降到一定值時(shí)，由速度繼電器切斷電動(dòng)機(jī)控制電路。1-轉(zhuǎn)軸 2轉(zhuǎn)子 3-定子 4-繞組 5-擺錘 6、9-簧片 7、8-靜觸點(diǎn) 圖1-2

44、8 速度繼電器結(jié)構(gòu)原理圖 速度繼電器的轉(zhuǎn)軸應(yīng)與被控電動(dòng)機(jī)的軸相聯(lián)接，當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣定子圓環(huán)內(nèi)的繞組便切割轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生使圓環(huán)偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。偏轉(zhuǎn)角度與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)速使定子偏轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，與定子圓環(huán)連接的擺錘推動(dòng)觸頭，使常閉觸頭分?jǐn)?，?dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高后，擺錘的繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，使動(dòng)觸頭與靜觸頭的常開觸頭閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，圓環(huán)偏轉(zhuǎn)角度隨之下降，動(dòng)觸頭在簧片作用下復(fù)位（常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合）。 速度繼電器各有一對常開觸頭和常閉觸頭，可分別控制電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)。常用的速度繼電器有JY1型和JFZ0型，一般速度繼電器的觸頭動(dòng)作速度為12

45、0r/min，觸頭的復(fù)位速度值為100r/min。在連續(xù)工作制中，能可靠地工作在0003600r/min，允許操作頻率每小時(shí)不超過30次。 速度繼電器根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇。 速度繼電器的圖形符號及文字符號如圖1-29所示。 (a)轉(zhuǎn)子 (b)常開觸頭 (c)常閉觸頭 圖1-29 速度繼電器的圖形、文字符號 第三節(jié) 主令電器 主令電器是用來發(fā)布命令、改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的電器，它可以直接作用于控制電路，也可以通過電磁式電器的轉(zhuǎn)換對主電路實(shí)現(xiàn)控制，其主要類型有按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器、腳踏開關(guān)等。 一、按鈕 按鈕是最常用的主令電器，在低壓控制電路中用于手動(dòng)發(fā)出控制信號。其典

46、型結(jié)構(gòu)如圖1-30所示為復(fù)合按鈕，它由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼等組成。 按用途和結(jié)構(gòu)的不同，分為起動(dòng)按鈕、停止按鈕和復(fù)合按鈕等 1、2-常閉觸頭 3、4-常開觸頭 5-橋式觸頭 6-復(fù)位彈簧 7-按鈕帽 圖1-30按鈕開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖 為了便于識別各個(gè)按鈕的作用，避免誤動(dòng)作，通常在按鈕帽上作出不同標(biāo)記或涂上不同顏色，一般紅色表示停止，綠色表示起動(dòng)等。在機(jī)床電氣設(shè)備中，常用的按鈕有LA-18、LA-19、LA-20、LA-25系列按鈕的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如教材P20表-12。按鈕型號的含義如下： 其中結(jié)構(gòu)型式代號的含義為： K-開啟式，S-防水式，J-緊急式，X-旋鈕式，H-保護(hù)式， F-防腐式

47、，Y-鑰匙式，D-帶燈按鈕。按鈕的圖形、文字符號如圖1-31所示。 (a)常開按鈕 (b)常閉按鈕 (c)復(fù)合按鈕圖1-31 按鈕的圖形、文字符號 二、行程開關(guān)行程開關(guān)主要用于檢測工作機(jī)械的位置，發(fā)出命令以控制其運(yùn)動(dòng)方向或行程長短。行程開關(guān)也稱位置開關(guān)。行程開關(guān)按結(jié)構(gòu)分為機(jī)械結(jié)構(gòu)的接觸式有觸點(diǎn)行程開關(guān)和電氣結(jié)構(gòu)的非接觸式接近開關(guān)。接觸式行程開關(guān)靠運(yùn)動(dòng)物體碰撞行程開關(guān)的頂桿而使行程開關(guān)的常開觸頭接通和常閉觸頭分?jǐn)?，從而?shí)現(xiàn)對電路的控制作用，其結(jié)構(gòu)如圖1-32所示。 (a)直動(dòng)式 (b)滾輪式 (c)微動(dòng)式 1-頂桿 2-彈簧 1-滾輪 2-上轉(zhuǎn)臂 3-3,5,11-彈簧 1-推桿 2-彎形片狀彈

48、簧 3-常閉觸頭 6-套架 6,9-壓板 7-觸頭 3-常開觸頭 4-常閉觸頭 4-觸頭彈簧 8-觸頭推桿 10-小滑輪 5-恢復(fù)彈簧 5-常開觸頭 圖1-32 行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖行程開關(guān)的圖形、文字符號如圖1-33所示。 (a)常開觸頭 (b)常閉觸頭 圖1-33 行程開關(guān)的圖形、文字符號 三、凸輪控制器與主令控制器凸輪控制器用于起重設(shè)備和其他電力拖動(dòng)裝置，以控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)。結(jié)構(gòu)主要由手柄、定位機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、凸輪和觸頭組成，如圖1-34所示。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)凸輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，凸輪頂動(dòng)滾子，克服彈簧壓力使動(dòng)觸頭順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，脫離靜觸頭而分?jǐn)嚯娐?。在轉(zhuǎn)軸上疊裝

49、不同形狀的凸輪，可以使若干個(gè)觸頭組按規(guī)定的順序接通或分?jǐn)唷?圖1-34 凸輪控制器結(jié)構(gòu)圖 1-靜觸頭 2-動(dòng)觸頭 3-觸頭彈簧 4-彈簧 5-滾子 6-方軸 7-凸輪 圖1-34 凸輪控制器結(jié)構(gòu)圖* 凸輪控制器的圖形、文字符號如圖1-35所示。由于其觸點(diǎn)的分合狀態(tài)是與操作手柄的位置有關(guān)，為此，在電路圖中除畫出觸點(diǎn)圓形符號之外，還應(yīng)有操作手柄與觸點(diǎn)分合狀態(tài)的表示方法。其表示方法有兩種：一種是在電路圖中畫虛線和畫“”的方法，如圖（a）所示，即用虛線表示操作手柄的位置，用有無“”表示觸點(diǎn)的閉合和打開狀態(tài)。比如，在觸點(diǎn)圖形符號下方的虛線位置上畫“”，則表示當(dāng)操作手柄處于該位置時(shí)，該觸點(diǎn)是處于閉合狀態(tài)；

50、若在虛線位置上未畫“”，則表示該觸點(diǎn)是處于打開狀態(tài)。另一種方法是，在電路圖中既不畫虛線也不畫“”，而是在觸點(diǎn)圖形符號上標(biāo)出觸點(diǎn)編號，再用接通表表示操作手柄于不同位置時(shí)的觸點(diǎn)分合狀態(tài)，如圖（b）所示。在接通表中用有無“”來表示操作手柄不同位置時(shí)觸點(diǎn)的閉合和斷開狀態(tài)。 圖1-35 凸輪控制器的圖形、文字符號 （a）畫“”標(biāo)記 表示 （b）接通表表示 2主令控制器當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí)，工作繁重，操作頻繁，調(diào)整性能要求較高時(shí)，往往采用主令控制器操作。由主令控制器的觸頭來控制接觸器，再由接觸器來控制電動(dòng)機(jī)。這樣，觸頭的容量可大大減小，操作更為輕便。主令控制器是按照預(yù)定程序轉(zhuǎn)換控制電路的主令電器，其結(jié)構(gòu)和凸

51、輪控制器相似，只是觸頭的額定電流較小。主令控制器通常是與控制屏相配合來實(shí)現(xiàn)控制的，因此要根據(jù)控制屏的型號來選擇主令控制器。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的有LK14LK16系列的主令控制器。LK14系列主令控制器的技術(shù)數(shù)據(jù)見表1-14。主令控制器的圖形符號和文字符號與凸輪控制器類似。 第四節(jié) 動(dòng)力線路中常用電器 一、低壓斷路器低壓斷路器又稱為自動(dòng)空氣開關(guān)，它可用來分配電能，不頻繁地起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重的過載或短路及欠電壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式斷路器與過流、欠壓、熱繼電器等的組合，而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰鼡Q零部件，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。 （一）低

52、壓斷路器的結(jié)構(gòu)及工作原理低壓斷路器的結(jié)構(gòu)原理如圖1-36所示，主要由觸頭、滅弧系統(tǒng)、各種脫扣和操作結(jié)構(gòu)等組成。 1-熱脫扣器整定電流 2-手動(dòng)脫扣按鈕 3-脫扣彈簧 4-手動(dòng)合閘機(jī)構(gòu) 5-合閘聯(lián)桿6-熱脫扣器 7-鎖扣 8-電磁脫扣器 9-脫扣聯(lián)桿 10，11-動(dòng)、靜觸點(diǎn)12，13-彈簧 14-發(fā)熱元件 15-電磁脫扣彈簧 16-調(diào)節(jié)旋鈕 圖1-36 低壓斷路器工作原理圖 手動(dòng)合閘后，動(dòng)、靜觸點(diǎn)閉合，脫扣聯(lián)桿9被鎖扣7的鎖鉤鉤住，它又將合閘聯(lián)桿5鉤住，將觸點(diǎn)保持在閉合狀態(tài)。 發(fā)熱元件14與主電路串聯(lián)，有電流流過時(shí)產(chǎn)生熱量使熱脫扣器6的下端向左彎曲，發(fā)生過載時(shí)，脫扣器6彎曲到將脫扣鎖鉤7推離開脫

53、扣聯(lián)桿9，從而松開合閘聯(lián)桿5，動(dòng)、靜觸點(diǎn)10、11受脫扣彈簧3的作用而迅速分開。 電磁脫扣器8有一個(gè)匝數(shù)很少的線圈與主電路串聯(lián)。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，它使鐵心脫扣器上部的吸力大于彈簧的反力，脫扣鎖鉤7向左轉(zhuǎn)動(dòng)，最后也使觸點(diǎn)斷開。 如果要求手動(dòng)脫扣時(shí)，按下按鈕2就可使觸點(diǎn)斷開。 脫扣器可以對脫扣電流進(jìn)行整定，只要改變熱脫扣器整定按鈕1使熱脫扣器達(dá)到所需要的彎曲程度,調(diào)節(jié)電磁脫扣器8的調(diào)節(jié)旋鈕16可以調(diào)節(jié)鐵心機(jī)構(gòu)的氣隙大小。熱脫扣器6和電磁脫扣器8互相配合，熱脫扣器6擔(dān)負(fù)主電路的過載保護(hù)，電磁脫扣器8擔(dān)負(fù)短路故障保護(hù)。當(dāng)?shù)蛪簲嗦菲饔捎谶^載而斷開后，應(yīng)等待23分鐘才能重新合閘，以使熱脫扣器6回復(fù)原位。 低壓

54、斷路器的主要觸點(diǎn)由耐壓電弧合金（如銀鎢合金）制成，采用滅弧柵片加陶瓷罩來滅弧。 （二）低壓斷路器的類型及其主要參數(shù) 1低壓斷路器的類型 （1）萬能式低壓斷路器 它又稱敞開式低壓斷路器，具有絕緣襯底的框架結(jié)構(gòu)底座，所有的構(gòu)件組裝在一起，用于配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)。主要型號有DW10和DW15兩個(gè)系列。 （2）裝置式低壓斷路器 它又稱塑料外殼式低壓斷路器，具有模壓絕緣材料制成的封閉型外殼將所有構(gòu)件組裝在一起。用作配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)和電動(dòng)機(jī)、照明電路及電熱器等控制開關(guān)。主要型號有DZ5、DZ10、DZ20等系列。 （3）快速斷路器 它具有快速電磁鐵和強(qiáng)有力的滅弧裝置，最快動(dòng)作時(shí)間可在0.02s以內(nèi)，用于半導(dǎo)體整

55、流元件和整流裝置的保護(hù)。主要型號有DS系列。 （4）限流斷路器 利用短路電流產(chǎn)生巨大的吸力，使觸點(diǎn)迅速斷開，能在交流短路電流尚未達(dá)到峰值之前就把故障電路切斷。用于短路電流相當(dāng)大（高達(dá)70kA）的電路中，主要型號有DWX15和DZX10兩種系列。 低壓斷路器的圖形、文字符號如圖1-37所示。 圖1-37 低壓斷路器的圖形、文字符號 2低壓斷路器的主要參數(shù) （1）額定電壓 它是指斷路器在長期工作時(shí)的允許電壓。通常，它等于或大于電路的額定電壓。 （2）額定電流 這是指斷路器在長期工作時(shí)的允許持續(xù)電流。 （3）通斷能力 這是指斷路器在規(guī)定的電壓、頻率以及規(guī)定的線路參數(shù)（交流電路為功率因素，直流電路為時(shí)

56、間常數(shù)）下，所能接通和分?jǐn)嗟臄嗦冯娏髦怠?（4）分?jǐn)鄷r(shí)間 它是指斷路器切斷故障電流所需的時(shí)間。 （三）低壓斷路器的選擇 （1）低壓斷路器的額定電流和額定電壓應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流。 （2）低壓斷路器的極限通斷能力應(yīng)大于或等于電路最大短路電流。 （3）欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。 （4）過電流脫扣器的額定電流大于或等于線路的最大負(fù)載電流。 使用低壓斷路器來實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)比熔斷器優(yōu)越，因?yàn)楫?dāng)三相電路短路時(shí)，很可能只有一相的熔斷器熔斷，造成單相運(yùn)行。對于低壓斷路器來說，只要造成短路都會(huì)使開關(guān)跳閘，將三相同時(shí)切斷。另外它還有其它自動(dòng)保護(hù)作用。但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作頻率低

57、，價(jià)格較高，因此適用于要求較高的場合，如電源總配電盤。 二、接觸器 接觸器是一種用于頻繁地接通或斷開交直流主電路、大容量控制電路等大電流電路的自動(dòng)切換電器。在功能上接觸器除能自動(dòng)切換外，還具有手動(dòng)開關(guān)所缺乏的遠(yuǎn)距離操作功能和失壓（或欠壓）保護(hù)功能，但沒有自動(dòng)開關(guān)所具有的過載和短路保護(hù)功能。接觸器生產(chǎn)方便，成本低，主要用于控制電動(dòng)機(jī)、電熱設(shè)備、電焊機(jī)、電容器組等。是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制線路中應(yīng)用最廣泛的電器元件。 接觸器按其主觸點(diǎn)控制的電路中電流種類分類，有直流接觸器和交流接觸器 （一）交流接觸器 交流接觸器用于控制電壓至380V、電流至600A的50Hz交流電路。鐵心為雙E型，由硅鋼片疊成。在靜鐵

58、心端面上嵌入短路環(huán)。對于CJ0、CJ10系列交流接觸器，大都采用銜鐵作直線運(yùn)動(dòng)的雙E直動(dòng)式或螺管式電磁機(jī)構(gòu)。而CJ12、CJ12B系列交流接觸器，則采用銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式電磁機(jī)構(gòu)。線圈做成短而粗的形狀，線圈與鐵心之間留有空隙以增加鐵心的散熱效果。 接觸器的觸頭用于分?jǐn)嗷蚪油娐?。交流接觸器一般有3對主觸頭，2對輔助觸頭。主觸頭用于接通或分?jǐn)嘀麟娐?，主觸頭和輔助觸頭一般采用雙斷點(diǎn)的橋式觸頭，電路的接通和分?jǐn)嘤蓛蓚€(gè)觸頭共同完成。由于這種雙斷點(diǎn)的橋式觸頭具有電動(dòng)力吹弧的作用，所以10A以下的交流接觸器一般無滅弧裝置，而10A以上的交流接觸器則采用柵片滅弧罩滅弧。 1-滅弧罩 2-觸頭壓力彈簧片 3

59、-主觸頭 4-反作用彈簧 5-線圈 6-短路環(huán) 7-靜鐵心 8-彈簧 9-動(dòng)鐵心 10-輔助常開觸頭 11-輔助常閉觸頭 圖1-38 CJ0-20型 交流接觸器 交流接觸器工作時(shí)，施加的交流電壓應(yīng)大于線圈額定電壓值的85%時(shí)，接觸器才能夠可靠地吸合。其工作原理是：在線圈上施加交流電壓后，鐵心中產(chǎn)生磁通，該磁通對銜鐵產(chǎn)生克服復(fù)位彈簧拉力的電磁吸力，使銜鐵帶動(dòng)觸頭動(dòng)作。觸頭動(dòng)作時(shí)，常閉先斷開，常開后閉合。主觸頭和輔助觸頭是同時(shí)動(dòng)作的。當(dāng)線圈中的電壓值降到某一數(shù)值時(shí)，鐵心中的磁通下降，吸力減小到不足以克服復(fù)位彈簧的反力時(shí)，銜鐵就在復(fù)位彈簧的反力作用下復(fù)位，使主觸頭和輔助觸頭的常開觸頭斷開，常閉觸頭恢

60、復(fù)閉合。這個(gè)功能就是接觸器的失壓保護(hù)功能。 常用的交流接觸器有CJ10系列，可取代CJ0、CJ8等老產(chǎn)品，CJ12、CJ12B系列可取代CJ1、J2、CJ3等老產(chǎn)品，其中CJ10是統(tǒng)一設(shè)計(jì)產(chǎn)品。表1-15為CJ10系列交流接觸器的技術(shù)數(shù)據(jù)。 （二）直流接觸器 直流接觸器主要用于電壓440V、電流600A以下的直流電路。其結(jié)構(gòu)與工作原理基本上與交流接觸器相同，即由線圈、鐵心、銜鐵、觸頭、滅弧裝置等部分組成。所不同的是除觸頭電流和線圈電壓為直流外，其觸頭大都采用滾動(dòng)接觸的指形觸頭，輔助觸頭則采用點(diǎn)接觸的橋形觸頭。鐵心由整塊鋼或鑄鐵制成，線圈制成長而薄的圓筒形。為保證銜鐵可靠地釋放，常在鐵心與銜鐵之