電機與電氣控制-(6)課件

1、第6章 低壓電器6.1 低壓電器概述6.2 開關(guān)6.3 主令電器6.4 保護電器 6.5 交流接觸器6.6 繼電器6.7 電磁鐵本章小結(jié)6.1 低壓電器概述6.1.1 低壓電器的分類 低壓電器種類繁多,按照不同的分類規(guī)則可以有不同的分類結(jié)果。 1.按動作方式分類 (1)自動電器:按照某個物理量的變化而自動動作的電器,不需要人操作就可以自動 完成。(2)非自動電器:通過人力操作而動作的電器。2.按作用分類 (1)執(zhí)行電器:用來完成某種動作或傳遞功率的電器。 (2)控制電器:用來控制電路通斷的電器。 (3)主令電器:用來控制其他自動電器的動作,可以發(fā)出指令的電器。 (4)保護電器:用來保護電源、電

2、路、用電設(shè)備,使它們不致在過載或短路狀態(tài)下運行 的電器。3.按動作原理分類 (1)電磁式電器:根據(jù)電磁原理工作的電器。 (2)非電量式電器:根據(jù)人力、機械力或某種非電量的變化而動作的電器。6.1.2 低壓電器的基本結(jié)構(gòu) 低壓電器一般由接收外部信號的機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)成。其中電磁式電器的接收機構(gòu)是 電磁機構(gòu),執(zhí)行機構(gòu)是觸頭系統(tǒng),部分低壓電器還有滅弧裝置。下面以電磁式電器為例講 解電器的結(jié)構(gòu)。1.電磁機構(gòu) 電磁機構(gòu)一般由靜鐵芯、動鐵芯、線圈組成,如圖61所示。靜鐵芯一般固定在底座 上不動,線圈繞在靜鐵芯上,動鐵芯也是相對固定的,在受到外力作用時可能發(fā)生位置的 改變。圖61 電磁機構(gòu)2.觸頭系統(tǒng) 觸頭

3、系統(tǒng)如圖62所示。觸頭系統(tǒng)中固定不能動的觸頭稱為靜觸頭,在力的作用下可 以移動的觸頭稱為動觸頭。靜觸頭固定在底座上,動觸頭一般固定在能運動的與動鐵芯相 連的連桿機構(gòu)上,當(dāng)動鐵芯運動帶動連桿機構(gòu)運動時,動觸頭隨即移動。 在線圈未得電時,觸頭已經(jīng)接觸在一起,線圈得電后觸頭分開,這樣的觸頭稱為常閉 觸頭;相反,若線圈未得電時觸頭未接觸,而線圈得電后觸頭接觸在一起,這樣的觸頭稱為 常開觸頭。 觸頭接觸面積不同,允許流過的電流大小也不同。接觸面常見的有點接觸和面接觸兩 種結(jié)構(gòu),如圖62(a)和(b)所示。圖62的(a)、(b)所示觸頭為單觸頭,與之不同的是復(fù) 合觸頭,如圖62(c)所示。圖62 觸頭系統(tǒng)

4、3.滅弧裝置 在觸頭動作復(fù)位時,會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,亦會產(chǎn)生放電現(xiàn)象,產(chǎn)生高溫并發(fā)出強光,也 就是電弧。電弧不僅會燒壞觸頭,延長電路分斷時間,嚴重時還會造成相間短路。若電弧不 能自動熄滅,或者為了使電弧快速被熄滅,需要安裝滅弧裝置。滅弧的方法很多,有磁吹滅弧、電動力滅弧、柵片滅弧、雙斷口滅弧、陶土滅弧罩滅弧、縱縫滅弧和固體產(chǎn)氣滅弧等。 如圖63所示為四種滅弧方法。圖63 四種滅弧方法6.1.3 常用低壓電器的文字符號 電器的文字符號有統(tǒng)一的標準,下面列出常用低壓電器的文字符號,如表6 1所示。6.2 開 關(guān)6.2.1 刀開關(guān) 1.結(jié)構(gòu)組成 刀開關(guān)又稱閘刀開關(guān)或隔離開關(guān),是手控電器中最簡單而使用最

5、廣的一種低壓電器。 刀開關(guān)主要由手柄、刀片、接線座組成,如圖64(a)所示,其圖形符號如圖6 4(b) 所示,文字符號為 QS。圖64 刀開關(guān)2.用途 刀開關(guān)適用于交流額定電壓至380V、直流額定電壓至440V、額定電流至1500A 的 成套配電裝置中,用于不頻繁地手動接通和分斷交、直流電路或作隔離開關(guān)用。 以 HK2 /為例,刀開關(guān)型號的含義如下:3.注意事項 安裝和使用刀開關(guān)的注意事項如下: (1)電源進線應(yīng)接靜觸頭一端,進線端應(yīng)接在上方,用電設(shè)備應(yīng)接在動觸頭一端,接線 端接在下方。這樣,當(dāng)開關(guān)斷開時,閘刀和熔體均不帶電,以保證更換熔體時的安全。 (2)安裝時,刀開關(guān)應(yīng)該在刀片向上推起時為

6、合閘狀態(tài),不能倒裝和平裝,以防止閘刀 松動落下時誤合閘。4.技術(shù)數(shù)據(jù) 表62是 HK 系列負荷開關(guān)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。6.2.2 組合開關(guān) 組合開關(guān)又稱為轉(zhuǎn)換開關(guān),它的不同之處是用動觸片的旋轉(zhuǎn)代替閘刀的推動和拉開。 在電氣控制線路中,組合開關(guān)常被作為電源引入的開關(guān),可以用它來直接啟動或停止小功 率電動機,局部照明電路也常用它來控制。組合開關(guān)有單極、雙極、三極、四極、多級等, 額定持續(xù)電流有10A、25A、60A、100A 等多種。如圖65所示為組合開關(guān)外形圖和圖 形符號,文字符號為SA。圖65 組合開關(guān)6.2.3 倒順開關(guān) 倒順開關(guān)是組合開關(guān)的一種,它不但能接通和分斷電路,而且還能改變電源的相序,

7、用于直接實現(xiàn)小功率電動機的正、反控制。如圖66(a)所示為倒順開關(guān)的外形圖,圖(b) 為倒順開關(guān)的側(cè)面手柄示意圖,圖(c)為應(yīng)用倒順開關(guān)控制電動機正反轉(zhuǎn)的電路圖。圖66 QS 60倒順開關(guān)倒順開關(guān)的主要特點是:體積小,操作靈活,防塵、防水性能強。主要技術(shù)參數(shù)如表 63所示。6.3 主 令 電 器6.3.1 按鈕 按鈕是一種常用的控制電器,常用來接通或斷開“控制電路”,從而達到控制電動機或 其他電氣設(shè)備運行的目的。 按鈕的用途很廣,例如,車床的啟動與停機、正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)等,塔式吊車的啟動、停止、 上升、下降、向前、向后、向左、向右、慢速或快速運行等,都需要按鈕控制。1.結(jié)構(gòu)和符號 按鈕由按鈕帽、復(fù)位

8、彈簧、橋式觸頭、外殼等組成。圖67所示為按鈕的外形,圖68 所示為按鈕的內(nèi)部結(jié)構(gòu),圖69所示為按鈕的符號。圖67 按鈕的外形圖圖68 按鈕的結(jié)構(gòu)圖圖69 按鈕的符號2.工作原理 當(dāng)按鈕帽被壓向下運動時,按鈕帽連著的連桿以及下方的動觸頭隨之向下運動,在這 個過程中,常閉觸頭先斷開,常開觸頭后閉合;當(dāng)松開按鈕帽之后,由于復(fù)位彈簧的作用, 恢復(fù)原來的狀態(tài),常開觸頭先恢復(fù)斷開,常閉觸頭后恢復(fù)閉合。3.LAY39系列按鈕開關(guān) LAY39系列按鈕開關(guān)適用于交流50Hz(60Hz)、電壓至660V 及直流電壓至440V 的數(shù)控機床、船舶、紡織、印刷、電力等設(shè)備的控制電路中,可作啟動、停止、聯(lián)鎖等控制。 按鈕

9、開關(guān)為積木式結(jié)構(gòu),觸頭為雙斷點瞬動型,螺母安裝,由操動器、基座、觸頭系統(tǒng) 構(gòu)成。LAY39系列按鈕的型號表示為 LAY39/,其中各位置上的數(shù)字含義為:是常開觸頭數(shù)目;是常閉觸頭數(shù)目;表示派生代號,其字母的含義如表64 所示;代表鈕面顏色,字母的含義如表65所示;表示旋鈕、鑰匙鈕動作位置及鑰匙 拔出位置,數(shù)字及字母的含義如表66所示;表示帶燈鈕、指示燈規(guī)格,字母含義如表 67所示;表示電壓規(guī)格及光源顏色,含義如表67所示;TH 表示濕熱帶型;表 示塑料帽、金屬帽,其中S代表塑料帽,J代表金屬帽,如表68所示;表示按鈕的 A 型 和B型,A 型按鈕是觸頭為雙斷點、觸板為撓板式、動作形式為瞬動型;

10、B型按鈕是觸頭為 雙斷點、觸板為直板式、動作形式為直動型,承載電流比 A 型按鈕大。6.3.2 行程開關(guān) 行程開關(guān)是一種在控制系統(tǒng)拖動機構(gòu)運動時,遇到阻礙或者碰撞等情況時能夠自動動 作,從而改變電路運行狀態(tài)的一種電器,通常用來進行行程控制或者限位控制。行程開關(guān) 按其結(jié)構(gòu)可分為直動式、滾輪式、微動式和組合式。 1.結(jié)構(gòu) 圖610(a)、(b)所示為行程開關(guān)的外形圖,圖610(c)所示為某些型號行程開關(guān)內(nèi)部 微動開關(guān)的外形圖,圖610(d)所示為行程開關(guān)的符號。圖611所示為 LX19系列行程 開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖6 10 行程開關(guān)的外形圖及符號圖611 LX19系列行程開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.工作原理

11、 以 LX19系列行程開關(guān)為例介紹其工作原理。 當(dāng)行程開關(guān)尚未動作時,如圖611(a)所示,1、4為常閉觸頭,2、3為常開觸頭。當(dāng) 運動機械壓到行程開關(guān)的滾輪上時,推動微動開關(guān)快速動作。如圖611(b)所示,1、4之 間斷開,2、3之間閉合。若是單輪行程開關(guān),壓到滾輪上的運動機械移開后,復(fù)位彈簧會使 行程開關(guān)復(fù)位,這種稱為自動恢復(fù)式行程開關(guān)。而雙輪旋轉(zhuǎn)式行程開關(guān)不能自動復(fù)原,它 是依靠運動機械反向移動時壓到另一滾輪而將其復(fù)原的。3.接近開關(guān) 在各類元件中,有一種元件對接近它的物體有“感知”能力,這種元件稱為位移傳感器。 利用位移傳感器對接近物體的敏感特性以達到控制開關(guān)通或斷的目的,這就是接近開

12、關(guān)的 原理。當(dāng)有物體移向接近開關(guān),并接近到一定距離時,位移傳感器才有“感知”,開關(guān)才會動 作。通常把這個距離叫“檢出距離”,但不同的接近開關(guān)的檢出距離不同。 有時被檢測物體是按一定的時間間隔,一個接一個地移向接近開關(guān),又一個接一個地 離開,這樣不斷地重復(fù)。不同的接近開關(guān),對檢測對象的響應(yīng)能力是不同的,這種響應(yīng)特性 被稱為“響應(yīng)頻率”。1)接近開關(guān)的外形以及符號 圖612所示為接近開關(guān)的外形圖,圖613所示為接近開關(guān)的符號。圖612 接近開關(guān)的外形圖 圖613 接近開關(guān)的符號2)接近開關(guān)的功能 接近開關(guān)的用途非常廣,主要有以下功能: (1)檢驗距離:檢測電梯、升降設(shè)備的停止、啟動、通過位置;檢測

13、車輛的位置,防止 兩物體相撞;檢測工作機械的設(shè)定位置,移動機器或部件的極限位置;檢測回轉(zhuǎn)體的停止 位置,閥門的開或關(guān)位置。 (2)尺寸控制:金屬板沖剪的尺寸控制;自動選擇、鑒別金屬件的長度;檢測自動裝卸 時堆物的高度;檢測物品的長、寬、高和體積。(3)檢測物體存在與否:檢測生產(chǎn)包裝線上有無產(chǎn)品包裝箱;檢測有無產(chǎn)品零件。(4)轉(zhuǎn)速與速度控制:控制傳送帶的速度;控制旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)速;與各種脈沖發(fā)生器一 起控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)。 (5)計數(shù)及控制:檢測生產(chǎn)線上流過的產(chǎn)品數(shù);高速旋轉(zhuǎn)軸或盤的轉(zhuǎn)數(shù)計量;零部件的 計數(shù)。(6)檢測異常:檢測瓶蓋有無;判斷產(chǎn)品合格與不合格;檢測包裝盒內(nèi)的金屬制品缺乏 與否;區(qū)分金屬

14、與非金屬零件;檢測產(chǎn)品有無標牌;起重機危險區(qū)報警;安全扶梯自動 啟停。(7)計量控制:產(chǎn)品或零件的自動計量;檢測計量器、儀表的指針范圍以控制數(shù)量或流 量;檢測浮標控制液面高度、流量;檢測不銹鋼桶中的鐵浮標;儀表量程上限或下限的控 制;流量控制,水平面控制。 (8)識別對象:根據(jù)載體上的碼識別是與非。6.4 保 護 電 器6.4.1 熔斷器 熔斷器是最簡單的保護電器,它用來保護電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害。應(yīng)按 照安裝條件及用途選擇不同類型的熔斷器。對于一些專用設(shè)備,其高壓熔斷器應(yīng)選專用系 列。我們常說的保險是指熔斷器,保險絲是指熔斷器內(nèi)部的熔體。1.熔斷器的工作原理 熔斷器主要由熔絲以及安

15、裝熔絲的熔管或底座組成。熔絲由易熔的鉛錫合金制作而 成,形狀可以是絲狀或者片狀。熔管由陶瓷、絕緣鋼或者玻璃纖維制成,在熔斷器熔斷時可 以熄滅電弧。熔斷器經(jīng)常接在電源之后,在電路過載或者短路時熔斷熔絲,切斷電路,從而起到保 護的作用,使用時只能串聯(lián)在被保護電路中。常用的低壓熔斷器有 RT18系列圓筒形帽熔斷器、瓷插式熔斷器、螺旋式熔斷器等,如 圖614所示。瓷插式熔斷器滅弧能力差,只適合在故障電流較小的線路末端使用。其他幾 種類型的熔斷器均有滅弧措施,分斷電流能力比較強。密閉管式熔斷器結(jié)構(gòu)簡單,螺旋式 熔斷器更換熔管時比較安全,填充料式熔斷器的斷流能力更強。圖614 熔斷器的外形圖及符號2.熔斷

16、器的選擇 1)熔斷器型號的選擇原則 (1)熔斷器的額定電壓應(yīng)大于或等于被保護電路的工作電壓。 (2)熔斷器的額定電流應(yīng)大于或等于所裝熔體的額定電流。2)熔體的選擇原則 熔體主要是根據(jù)額定電流來選擇的。 (1)如果電路是純電阻性負載,則選擇熔體的額定電流為11.05IN。 (2)如果電路中只有一臺電動機負載,則選擇熔體的額定電流為1.52.5IN。 (3)如果電路是多臺電機的負載,則選擇熔體的額定電流為6.4.2 熱繼電器 熱繼電器是一種利用熱效應(yīng)使雙金屬片變形從而使熱繼電器動作以切斷電路,對電路 起到保護作用的低壓電器。 電路在長時間過載的情況下,電路電流大于額定電流,電流增大后產(chǎn)生大量的熱量

17、, 使串聯(lián)在電路中的熱繼電器里的雙金屬片吸收熱量,溫度升高,發(fā)生形變,兩種金屬片的 形變系數(shù)不一樣,就會朝著形變系數(shù)小的一方彎曲,推動機構(gòu)動作,使動觸頭移動,使得常 開觸頭閉合、常閉觸頭斷開,電路斷開,從而起到了保護作用。1.熱繼電器的外形以及符號 圖615所示是 T 系列和JR16系列熱繼電器的外形圖。熱繼電器的熱元件以及熱繼 電器符號如圖616 所示,文字代號為 FR。圖615 熱繼電器外形圖圖616 熱繼電器的熱元件及符號2.熱繼電器的工作原理 熱繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖617所示,雙金屬片5由兩種膨脹系數(shù)的金屬貼壓而成, 上面繞有電阻絲,電阻絲接在電動機電路中。觸頭由動觸頭9和常閉靜觸頭8

18、組成常閉觸 頭。動作機構(gòu)由外導(dǎo)板6、內(nèi)導(dǎo)板7、杠桿10及拉簧15等組成。熱繼電器動作后,待溫度降 低,用復(fù)位按鈕3使各部件復(fù)位。整定電流裝置通過偏心輪1來調(diào)節(jié)整定電流。圖617 熱繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.熱繼電器型號的選擇 熱繼電器電流的整定范圍I=0.95IN1.05IN。嚴禁將整定電流選擇得過大,如果電流 過大,將失去保護作用。6.4.3 低壓斷路器 低壓斷路器又稱空氣開關(guān)或自動開關(guān)。它相當(dāng)于開關(guān)、熔斷器、熱繼電器、過流繼電器 和欠電壓繼電器的組合,是一種既有手動開關(guān)作用又能自動進行欠電壓、失電壓、過載和 短路保護的電器。 1.工作原理 低壓斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖618所示,開關(guān)的三個觸頭1串

19、聯(lián)在被保護的三相電路 中,電磁脫扣器3和熱脫扣器5的熱元件電阻絲與電路串聯(lián);欠電壓脫扣器6和分勵脫扣 器4的線圈與電路并聯(lián)。圖618 低壓斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖619所示,斷路器種類很多,有 DZ5系列、DZ47系列、DZ108系列等。下面介 紹典型的 NM 系列的塑料外殼式斷路器。圖619 斷路器的外形圖及符號2.型號及其含義 NM10系列斷路器的型號表示為 NM10 /,其中,N 是企業(yè)特征代號, M 是塑料外殼式斷路器,10是設(shè)計序號。其他數(shù)字的含義如下: 表示殼架等級額定電流數(shù)。表示短路分斷能力特征代號:標準型無代號;H 表示 較高型。表示操作方式:手柄直接操作無代號;電動操作用P表示

20、。表示級數(shù)。表示 脫扣器類別及附件代號,如表69所示。表示保護種類:配電保護無代號;電動機保護 用2表示。表示派生代號:常用產(chǎn)品無代號;透明蓋用 T 表示。3.技術(shù)參數(shù) 1)過電流脫扣器在過載情況下(反時限動作)斷開時的技術(shù)參數(shù) 斷路器在周圍空氣溫度為+40時,電動機保護用斷路器的反時限特性如表610 所示。2)過電流脫扣器在短路情況下斷開時的技術(shù)參數(shù) 電動機保護用斷路器在表611規(guī)定整定電流值下應(yīng)瞬時動作。3)斷路器的基本參數(shù) 斷路器的基本參數(shù)如表612所示。4.操作條件 (1)電動操 作 機 構(gòu) 閉 合。斷 路 器 用 電 動 機 構(gòu) 操 作 時,在 額 定 控 制 電 源 電 壓 85%

21、 和 110%之間的任一電壓下,應(yīng)能保證斷路器可靠閉合。 (2)斷開。若脫扣器操作期間的控制電壓在額定控制電源電壓的70%和110%之間, 則在斷路器的所有操作條件下,應(yīng)導(dǎo)致分勵脫扣器脫扣。6.5 交流接觸器接觸器是一種自動控制的電器,可實現(xiàn)中遠距離頻繁地接通與斷開交直流主電路與大 容量控制電路,具有欠電壓和失電壓保護功能,壽命長,設(shè)備簡單經(jīng)濟。接觸器在電力拖動 自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。接觸器可以按其主回路電流種類的不同,分為直流接觸器和交流接觸器。直流接觸器用于直流電路中,主要用于精密機床上的直流電機控制。交流接觸器用于交流電路中,其 應(yīng)用范圍非常廣泛,工程實踐中大部分都是用交流接觸器。

22、本節(jié)主要介紹交流接觸器。如 圖620所示為常見的交流接觸器外形圖。圖620 常見的交流接觸器外形圖6.5.1 交流接觸器的結(jié)構(gòu) 交流接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、彈簧系統(tǒng)、支架以及底座,還有短 路環(huán)等部分構(gòu)成,如圖621所示。圖621 交流接觸器6.5.2 交流接觸器的工作原理 交流接觸器的線圈得電時產(chǎn)生磁場,吸引動鐵芯,動鐵芯運動帶動動觸頭一起移動, 在移動過程中,常閉觸頭先斷開,常開觸頭后閉合。當(dāng)線圈失電或者電壓較低時,磁場吸引 動鐵芯的力不足,則動鐵芯復(fù)位,常開觸頭先斷開,常閉觸頭后閉合,即觸頭恢復(fù)初始 狀態(tài)。6.5.3 交流接觸器的型號及主要參數(shù) 1.交流接觸器的型號 圖6

23、 22所示為交流接觸器的符號。CJX2系列交流接觸器是較常用的接觸器,一般型 號為CJX2 。含義為:CJ是指交流接觸器;X代表小型;2代表設(shè)計序號;為 基本規(guī)格代號,用400(380)V、AC 3的額定工作電流數(shù)值表示;表示觸頭數(shù)目,用數(shù) 字表示:10表示3常開主觸頭,1常開輔助觸頭(32A 及以下); 01表示3常開主觸頭,1常閉輔助觸頭(32A 及以下); 11表示3常開主觸頭,1常開1常閉輔助觸頭(40A 及以上); 04表示4常開主觸頭(除18A、32A 以外); 08表示2常開2常閉主觸頭(除18A、32A 以外)。圖622 交流接觸器的符號2.交流接觸器的主要參數(shù) 交流接觸器的主

24、要參數(shù)如表613所示,線圈額定控制電源電壓Us 為交流:(50Hz) 24V、36V、110V、127V、220V、380V、660V 等。6.5.4 交流接觸器的選用 必須根據(jù)電路工作時的參數(shù),選擇適合電路的交流接觸器?？梢詮囊韵聨讉€方面考慮: (1)選擇適合的類型。根據(jù)所控制的電路電流選擇直流接觸器或交流接觸器;根據(jù)控 制要求選擇觸頭數(shù)目。 (2)選擇觸頭的額定電壓。根據(jù)接觸器主觸頭接通與分斷主電路電壓等級來選擇接觸 器的額定電壓。 (3)選擇主觸頭的額定電流。主觸頭的額定電流應(yīng)該大于或等于負載的電流。 (4)選擇線圈電壓。線圈電壓可以根據(jù)實際情況選擇。低電壓是相對安全的,但為了獲 得低電

25、壓卻要增加成本,就要權(quán)衡之后做出選擇;盡可能選擇相對低的電壓等級。6.6 繼 電 器繼電器是根據(jù)某種信號的變化而接通或者斷開所控制的電路,從而實現(xiàn)自動控制或者 保護電路的電器。 根據(jù)控制信號的不同,繼電器可以分為電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時間繼電器、速度繼電器、新型固態(tài)繼電器等。下面介紹幾種常用的繼電器。6.6.1 電壓繼電器 電壓繼電器的控制信號是電壓,根據(jù)電壓的變化,繼電器或動作或復(fù)位,從而對電路 起到保護和控制的作用。使用時線圈并聯(lián)在電路中。電壓繼電器的線圈匝數(shù)多、導(dǎo)線細、阻 抗大。電壓繼電器的符號如圖623所示。圖623 電壓繼電器1.欠電壓繼電器 欠電壓繼電器是在電壓正常時

26、繼電器動作吸合,當(dāng)電壓降低到一定值需要對電路進行 保護時,繼電器線圈由于低電壓產(chǎn)生的磁場不足以維持吸合狀態(tài)從而斷開電路,對電路起 到保護作用。一般使用常開觸頭來保護電路。欠電壓繼電器的吸合電壓一般為額定電壓的 0.60.8,釋放電壓為額定電壓的0.10.35。2.過電壓繼電器 過電壓繼電器是在電壓正常時繼電器不動作(此時電壓不足以使其動作),當(dāng)電壓增大 到一定值時,過電壓繼電器動作,常閉觸頭斷開,切斷電路,從而起到保護電路的作用。一 般使用常閉觸頭串聯(lián)到電路進行保護,電壓范圍是額定電壓的1.051.2倍。6.6.2 電流繼電器 電流繼電器的控制信號是電流,根據(jù)電流的變化,繼電器或動作或復(fù)位,從

27、而對電路 起到保護和控制的作用。使用時線圈串聯(lián)在電路中。電流繼電器的線圈為電流線圈,匝數(shù) 少、導(dǎo)線粗、阻抗小。電流繼電器的符號如圖624所示。圖624 電流繼電器1.欠電流繼電器 欠電流繼電器是在電流正常時繼電器動作吸合,當(dāng)電流降低到一定值時(電路需要保 護時),繼電器線圈由于低電流產(chǎn)生的磁場不足以維持吸合狀態(tài)從而斷開電路,對電路起到 保護作用。一般使用常開觸頭來保護電路。欠電流繼電器的吸合電流一般為額定電流的 0.30.65,釋放電流為額定電流的0.10.2。2.過電流繼電器 過電流繼電器是在電流正常時繼電器不動作(此時電流不足以使其動作),當(dāng)電流增大 到一定值時,過電流繼電器動作,常閉觸頭

28、斷開,切斷電路,從而起到保護電路的作用。一 般使用常閉觸頭串聯(lián)到電路進行保護,電流范圍是額定電流的1.13.5倍。6.6.3 中間繼電器 中間繼電器的可控制信號是電壓,根據(jù)電壓的變化,繼電器或動作或復(fù)位,從而對電 路起到保護和控制的作用。使用時線圈并聯(lián)在電路中。中間繼電器的作用是增加觸頭和中 間放大作用。圖625所示為常用的中間繼電器的外形圖。圖625 中間繼電器的外形圖中間繼電器的觸頭數(shù)目多,都是一種規(guī)格,沒有主副觸頭之分。但一般允許流過的電 流不是很大,基本上都是5A,也有做成10A 的,所以一般用于控制電路,或者功率不大 的主電路。觸頭總數(shù)目為8,為了更高效地使用,常開常閉數(shù)目之和為8即

29、可。中間繼電器 的符號如圖626所示。線圈電壓同交流接觸器一樣,有24V、36V、110V、127V、 220V、380V、660V 等。根據(jù)實際電路情況選擇。圖6 26 中間繼電器的符號6.6.4 時間繼電器 時間繼電器是在輸入信號之后過一段時間才動作(即接通或者切斷電路),從而起到保 護或者控制電路作用的繼電器。時間繼電器最重要的是延時動作,可以做成通電時延遲一 段時間動作,稱為通電延時時間繼電器;也可以做成斷電時延遲一段時間動作,稱為斷電 延時時間繼電器。時間繼電器的種類很多,有空氣阻尼式時間繼電器、電磁阻尼式時間繼電器、電動式 時間繼電器、電子式時間繼電器等。下面介紹空氣阻尼式時間繼電

30、器。 1.空氣阻尼式時間繼電器的結(jié)構(gòu) 空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣壓力差來進行延時的。它由電磁系統(tǒng)、演示系統(tǒng)、 觸頭系統(tǒng)構(gòu)成。 空氣阻尼式時間繼電器結(jié)構(gòu)簡單,延時范圍較大,價格便宜,沒有調(diào)節(jié)指示,所以適用 于要求不高的場合。JS7系列有通電延時和斷電延時兩種繼電器。如圖627所示為斷電延時時間繼電器。圖 (b)中左半部分是延時機構(gòu),若將其卸下,旋轉(zhuǎn)180再安裝回去則變?yōu)橥娧訒r時間繼電器。圖627 JS7型時間繼電器2.空氣阻尼式時間繼電器的工作原理 圖628(a)所示是通電延時時間繼電器。當(dāng)線圈1通電時,產(chǎn)生磁場,吸引銜鐵3,銜 鐵3和推板5以及反力彈簧4的下端是一個整體,此時,反力彈簧被

31、壓縮,產(chǎn)生彈力,寶塔 彈簧8的彈力將活塞桿6向上推起,此時活塞12和橡皮膜10也被向上推動,橡皮膜10上 方的空氣密封,體積變小,密度增大,下方的空氣變得稀薄,形成負壓,活塞只能緩慢移 動,其移動的速度由進氣孔的氣隙決定(調(diào)節(jié)螺釘可以調(diào)節(jié)氣隙大小),經(jīng)過一段時間延時, 活塞桿6壓動微動開關(guān)16,使其動作。如圖628(b)所示是斷電延時時間繼電器。鐵芯2在下方,銜鐵3、反力彈簧4、推板 5在上方。此時當(dāng)線圈1通電時,產(chǎn)生磁場,吸引銜鐵3,此時,反力彈簧被壓縮,產(chǎn)生彈 力。推桿推動微動開關(guān)16使其動作,同時推桿也向下推動活塞桿6,活塞桿6向下時由于 排氣孔的存在,向下動作很迅速,沒有延時,杠桿7壓

32、動微動開關(guān)16,使其動作?；钊麠U6 向下的過程壓縮原本自由狀態(tài)的寶塔彈簧8。圖628 時間繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.空氣阻尼式時間繼電器的圖形符號和文字符號 如圖629(a)所示是通電延時時間繼電器,圖629(b)所示是斷電延時時間繼電器。 時間繼電器用 KT 表示。圖629 時間繼電器的符號6.6.5 速度繼電器 速度繼電器是由速度的大小來控制其動作或復(fù)位的繼電器。它的主要結(jié)構(gòu)是由轉(zhuǎn)子、 定子及觸點三部分組成的,如圖630(a)所示。速度繼電器在正反轉(zhuǎn)時都可以制動,有兩 組觸頭,分別在正、反轉(zhuǎn)時動作。圖630 速度繼電器1.速度繼電器的工作原理 如圖630(b)所示,速度繼電器的轉(zhuǎn)子是一個永久磁鐵

33、,與電動機或機械軸連接,隨 著電動機旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子與鼠籠轉(zhuǎn)子相似,內(nèi)有短路條,也能圍繞著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)子隨 電動機轉(zhuǎn)動時,它的磁場與定子短路條相切割,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流,這與電動機 的工作原理相同,故定子隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動起來。定子轉(zhuǎn)動時帶動杠桿,杠桿推動觸點, 使之閉合與分斷。當(dāng)電動機旋轉(zhuǎn)方向改變時,繼電器的轉(zhuǎn)子與定子的轉(zhuǎn)向也改變,這時定 子就可以觸動另外一組觸點,使之分斷與閉合。當(dāng)電動機停止時,繼電器的觸點即恢復(fù)原 來的靜止?fàn)顟B(tài)。2.速度繼電器的符號 速度繼電器的符號如圖630(c)所示。在實際中,速度繼電器經(jīng)常應(yīng)用常開觸頭來進 行制動。由于繼電器工作時是與電動機同軸的,不論電動機

34、正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn),電器的兩個常 開觸點,總有一個閉合,準備實行電動機的制動。一旦開始制動,由控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖觸點和 速度繼電器的備用閉合觸點,形成一個電動機相序反接(俗稱倒相)電路,使電動機在反接 制動下停車。而當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速接近零時,速度繼電器的制動常開觸點分斷,從而切斷電 源,使電動機制動狀態(tài)結(jié)束。6.6.6 新型固態(tài)繼電器 固態(tài)繼電器(SolidStateRelay,SSR)是由微電子電路、分立電子器件、電力電子功率 器件組成的無觸點開關(guān)。固態(tài)繼電器用晶體管或者晶閘管來代替常規(guī)的繼電器開關(guān),在前 級中與光電隔離器融為一體,所以固態(tài)繼電器實際上是帶光電隔離的無觸點開關(guān)。固態(tài)繼 電器的輸入端用微小

35、的控制信號可以直接驅(qū)動大電流負載。固態(tài)繼電器用隔離器件實現(xiàn)了 控制端與負載端的隔離。 固態(tài)繼電器按輸出端電源可以分為直流型和交流型,直流型是以晶體管的集電極和發(fā) 射極作為輸出端負載電路的開關(guān)控制;交流型是以雙向三端晶閘管的兩個電極作為輸出端 負載電路的開關(guān)控制。如圖圖631所示。圖631 固態(tài)繼電器1.固態(tài)繼電器的結(jié)構(gòu) 圖632中,部件構(gòu)成交流SSR 的主體。SSR 只有兩個輸入端(A 和 B)及兩個 輸出端(C和 D),是一種四端器件。工作時只要在 A、B兩端加上一定的控制信號,就可以 控制 C、D兩端之間的“通”和“斷”,實現(xiàn)“開關(guān)”的功能。圖632 交流型固態(tài)繼電器圖633是固態(tài)繼電器的

36、電路原理圖。具體原理這里不再講述,大家會選用固態(tài)繼電 器就可以了。圖633 交流型固態(tài)繼電器電路原理圖直流型的SSR與交流型的SSR相比,無過零控制電路,也不必設(shè)置吸收電路,開關(guān)器 件一般為大功率開關(guān)三極管,其他工作原理相同。不過,直流型SSR在使用時應(yīng)注意: (1)負載為感性負載時,如直流電磁閥或電磁鐵,應(yīng)在負載兩端并聯(lián)一只二極管,二極 管的電流應(yīng)等于工作電流,電壓應(yīng)大于工作電壓的4倍。(2)SSR工作時應(yīng)盡量把它靠近負載,其輸出引線應(yīng)滿足負荷電流的需要。 (3)使用的電源屬經(jīng)交流降壓整流所得的,其濾波電解電容應(yīng)足夠大。2.固態(tài)繼電器的符號 SSR是表示固態(tài)繼電器的字母符號,它是一種無機械觸

37、點的電子開關(guān)器件。它的圖形 符號如圖634所示。圖6 34 固態(tài)繼電器符號3.固態(tài)繼電器觸點的基本形式 (1)動合型(H 型):線圈不通電時兩觸點是斷開的,通電后兩個觸點就閉合。以合字 的拼音字頭“H”表示。 (2)動斷型(D型):線圈不通電時兩觸點是閉合的,通電后兩個觸點就斷開。用斷字的 拼音字頭“D”表示。 (3)轉(zhuǎn)換型(Z型):包含觸點組,這種觸點組共有三個觸點,即中間是動觸點,上下各 一個靜觸點。線圈不通電時,動觸點和其中一個靜觸點斷開,和另一個靜觸點閉合,線圈通 電后,動觸點就移動,使原來斷開的成閉合,原來閉合的成斷開,達到轉(zhuǎn)換的目的。這樣的 觸點組稱為轉(zhuǎn)換觸點。用“轉(zhuǎn)”字的拼音字頭

38、“Z”表示。4.固態(tài)繼電器的特點 固態(tài)繼電器因為沒有機械觸點以及其他機械部件,所以它的可靠性非常好,壽命長, 在通與斷瞬間不產(chǎn)生電火花,沒有噪音,開關(guān)速度快,工作效率相當(dāng)高;由于輸入、輸出之 間采用光電耦合,因此抗干擾能力良好;驅(qū)動電壓、電流很小,可以由 TTL、COMS數(shù)字 電路直接驅(qū)動,所以被廣泛應(yīng)用于數(shù)字程控裝置、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)終端裝置以及其他各種自 動控制系統(tǒng)中。6.7 電 磁 鐵電磁鐵是利用通電的鐵芯線圈(鐵芯上繞有導(dǎo)線)所產(chǎn)生的電磁力吸引動鐵芯(銜鐵)的 一種電器。動鐵芯的運動帶動其他裝置的運動。當(dāng)電源撤銷后,電磁鐵的磁性也會消失,動 鐵芯或其他裝置也會被釋放。根據(jù)線圈中電流不同,電磁鐵可以分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。6.7.1 直流電磁鐵1.直流電磁鐵的工作原理 直流電磁鐵是整塊的鐵芯,一般由整塊的鑄鋼或者軟鋼制作。 直流電磁鐵線圈中的電流為直流電,大小和方向都不會發(fā)生變化,因此產(chǎn)生的磁場也 是不會變化的,而通電后產(chǎn)生的磁場對動鐵芯的吸引力與鐵芯之間的距離有關(guān)系。如圖 635(a)所示,當(dāng)開始作用時,距離比較大,此時產(chǎn)生的吸引力F 最小;當(dāng)吸合之后,吸