《電氣控制技術(shù)》配套教學(xué)課件

第1章

常用(電磁式)低壓電器

目錄.ppt低壓電器的作用與分類電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)接觸器繼電器其他常用電器本章小結(jié)習(xí)題與思考題本章內(nèi)容低壓電器的作用與分類低壓電器的定義與作用低壓電器的分類低壓電器的作用與分類一、低壓電器的定義與作用

所謂低壓電器指工作在交流1200V、直流1500V額定電壓以下的電路中，能根據(jù)外界信號(hào)(機(jī)械力、電動(dòng)力和其他物理量)，自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開(kāi)電路的電器。其作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)和調(diào)節(jié)。低壓電器可分為手動(dòng)低壓電器和自動(dòng)低壓電器。隨著電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)電器越來(lái)越多，不少傳統(tǒng)低壓電器將被電子線路所取代。然而，即使是在以計(jì)算機(jī)為主的工業(yè)控制系統(tǒng)中，繼電—接觸器控制技術(shù)仍占有相當(dāng)重要的地位，因此低壓電器是不可能完全被替代的。低壓電器的作用與分類二、低壓電器的分類按用途可分為：（1）控制電器用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。對(duì)這類電器的主要技術(shù)要求是有一定的通斷能力，操作頻率要高，電器的機(jī)械壽命要長(zhǎng)。如接觸器、繼電器、啟動(dòng)器和各種控制器等。（2）主令電器用于發(fā)送控制指令的電器。對(duì)這類電器的主要技術(shù)要求是操作頻率要高，抗沖擊，電器的機(jī)械壽命要長(zhǎng)。如按鈕、主令開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)和萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。

低壓電器的作用與分類(3)保護(hù)電器。用于對(duì)電路和用電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)的電器。對(duì)這類電器的主要技術(shù)要求是有一定的通斷能力，可靠性要高，反應(yīng)要靈敏。如熔斷器、熱繼電器、電壓繼電器和電流繼電器等。(4)執(zhí)行電器。用于完成某種動(dòng)作和傳動(dòng)功能的電器。如電磁鐵、電磁離合器等。(5)配電電器。在供電系統(tǒng)中進(jìn)行電能的輸送和分配的電器。對(duì)這類電器的主要技術(shù)要求是分?jǐn)嗄芰?qiáng)，限流效果好，動(dòng)穩(wěn)定性能及熱穩(wěn)定性能好。如低壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、刀開(kāi)關(guān)、自動(dòng)開(kāi)關(guān)等。低壓電器的作用與分類電磁機(jī)構(gòu)的組成與分類組成：電磁機(jī)構(gòu)由線圈、鐵心和銜鐵組成，其作用是通過(guò)電磁感應(yīng)原理將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，完成接通或斷開(kāi)電路。分類：根據(jù)銜鐵相對(duì)鐵心的運(yùn)動(dòng)方式，電磁機(jī)構(gòu)可分為直動(dòng)式和拍合式兩種電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)圖1.1直動(dòng)式電磁機(jī)構(gòu)圖1.2拍合式電磁機(jī)構(gòu)1—銜鐵2—鐵心3—吸引線圈1—銜鐵2—鐵心3—吸引線圈如圖1.1所示為直動(dòng)式電磁機(jī)構(gòu)，圖1.2所示為拍合式電磁機(jī)構(gòu)，拍合式電磁機(jī)構(gòu)又包括銜鐵沿棱角轉(zhuǎn)動(dòng)和銜鐵沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩種。電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)吸引線圈的作用是將電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能，按通入電流種類不同可分為直流和交流線圈。直流線圈一般做成無(wú)骨架、高而薄的瘦高型，使線圈與鐵心直接接觸，以便散熱。交流線圈由于鐵心存在渦流和磁滯損耗，鐵心也會(huì)發(fā)熱，為了改善線圈和鐵心的散熱條件，線圈設(shè)有骨架，使鐵心與線圈隔離，并將線圈制成短而厚的矮胖型。串聯(lián)型主要用于電流檢測(cè)類電磁式電器中，大多數(shù)電磁式低壓電器線圈都按照并聯(lián)接入方式設(shè)計(jì)。為了減少對(duì)電路的分壓作用，串聯(lián)線圈采用粗導(dǎo)線制造，匝數(shù)少，線圈的阻抗較小。并聯(lián)型為了減少電路的分流作用，需要較大的阻抗，一般線圈的導(dǎo)線細(xì)，而匝數(shù)多。電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)電磁吸力與反力特性電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)

電磁線圈通電以后，鐵心吸引銜鐵帶動(dòng)觸點(diǎn)改變?cè)瓉?lái)狀態(tài)進(jìn)而接通或斷開(kāi)電路的力稱為電磁吸力。電磁式低壓電器在吸合或釋放過(guò)程中，氣隙是變化的，電磁吸力也將隨氣隙的變化而變化，這種特性稱為吸力特性。電磁吸力是反映電磁式電器工作可靠性的一個(gè)非常的重要參數(shù)，電磁吸力可按式(1-1)計(jì)算，即(1-1)式中F——電磁吸力(N)；B——?dú)庀吨写鸥袘?yīng)強(qiáng)度(T)；S——鐵心截面積(m2)。電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)因磁感應(yīng)強(qiáng)度B與氣隙及外加電壓大小有關(guān)，所以，對(duì)于直流電磁機(jī)構(gòu)，外加電壓恒定時(shí)，電磁吸力的大小只與氣隙有關(guān)，即(1-2)(1-3)式中I——線圈電流(A)；U——外加電壓(V)；R——直流電阻()；N——線圈匝數(shù)(匝)；

——磁通(Wb)；Rm——磁阻()。電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)但對(duì)于交流電磁機(jī)構(gòu)，由于外加正弦交流電壓，在氣隙一定時(shí)，其氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度也按正弦規(guī)律變化，即B=Bmsint。所以，吸力公式為電磁吸力也按正弦規(guī)律變化，最小值為零，最大值為(1-5)(1-4)電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)交流電磁機(jī)構(gòu)上短路環(huán)的作用

電磁吸力由電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生，當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)使觸點(diǎn)恢復(fù)常態(tài)的力稱為反力，電磁式電器中反力由復(fù)位彈簧和觸點(diǎn)產(chǎn)生，銜鐵吸合時(shí)要求電磁吸力大于反力，銜鐵復(fù)位時(shí)要求反力大于電磁吸力(此時(shí)是剩磁產(chǎn)生的電磁吸力)。當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值大于反力時(shí)，鐵心吸合；當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值小于反力時(shí)，鐵心釋放。所以交流電磁機(jī)構(gòu)在電源電壓變化一個(gè)周期中電磁鐵將吸合兩次，釋放兩次，電磁機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲，因而不能正常工作。為此必須采取有效措施，以消除振動(dòng)與噪聲。解決的具體辦法是在鐵心端面開(kāi)一小槽，在槽內(nèi)嵌入銅質(zhì)短路環(huán)，如圖1.4所示。加上短路環(huán)后，磁通被分為大小接近、相位相差約90?電角度的兩相磁通和，因兩相磁通不會(huì)同時(shí)過(guò)零，又由于電磁吸力與磁通的二次方成正比，故由兩相磁通產(chǎn)生的合成電磁吸力變化較為平坦，使電磁鐵通電期間電磁吸力始終大于反力，鐵心牢牢吸合，這樣就消除了振動(dòng)和噪聲，一般短路環(huán)包圍2/3的鐵心端面。電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)圖1.3電磁鐵吸力特性與反力特性圖1.4交流電磁鐵的短路環(huán)1—直流電磁鐵吸力特性2—交流電磁鐵吸力特性3—反力特性1—銜鐵2—鐵心3—線圈4—短路環(huán)電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)觸點(diǎn)系統(tǒng)觸點(diǎn)是電磁式電器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電器就是通過(guò)觸點(diǎn)的動(dòng)作來(lái)接通或斷開(kāi)被控制電路的，所以要求觸點(diǎn)導(dǎo)電導(dǎo)熱性能要好。觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：橋式觸點(diǎn)和指形觸點(diǎn)。觸點(diǎn)的接觸形式有點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸3種。1.觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式如圖1.5所示為橋式觸點(diǎn)，圖1.5(a)、圖1.5(b)為橋式常開(kāi)(動(dòng)合)觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。電磁式電器通常同時(shí)具有常開(kāi)(動(dòng)合)和常閉(動(dòng)斷)兩種觸點(diǎn)，橋式常閉(動(dòng)斷)觸點(diǎn)與橋式常開(kāi)觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)及動(dòng)作對(duì)稱，一般在常開(kāi)觸點(diǎn)閉合時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)(a)(b)(c)圖1.5橋式觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式圖中靜觸點(diǎn)的兩個(gè)觸點(diǎn)串于同一條電路中，當(dāng)銜鐵被吸向鐵心時(shí)，與銜鐵固定在一起的動(dòng)觸點(diǎn)也隨著移動(dòng)，當(dāng)與靜觸點(diǎn)接觸時(shí)，便使與靜觸點(diǎn)相連的電路接通。電路的接通與斷開(kāi)由兩個(gè)觸點(diǎn)共同完成，觸點(diǎn)的接觸形式多為點(diǎn)接觸和面接觸形式。電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)2.觸點(diǎn)的接觸形式觸點(diǎn)的接觸形式有點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸3種，如圖l.6所示。點(diǎn)接觸適用于電流不大，觸點(diǎn)壓力小的場(chǎng)合；線接觸適用于接通次數(shù)多，電流大的場(chǎng)合；面接觸適用于大電流的場(chǎng)合。(a)點(diǎn)接觸(b)線接觸(c)面接觸圖1.6觸點(diǎn)的接觸形式為了減小接觸電阻，可使觸點(diǎn)的接觸面積增加，從而減小接觸電阻。一般在動(dòng)觸點(diǎn)上安裝一個(gè)觸點(diǎn)彈簧。選擇電阻系數(shù)小的材料，材料的電阻系數(shù)越小，接觸電阻也越小。改善觸點(diǎn)的表面狀況，盡量避免或減少觸點(diǎn)表面氧化物形成，注意保持觸點(diǎn)表面清潔，避免聚集塵埃。電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)3.滅弧原理及裝置根據(jù)電弧產(chǎn)生的機(jī)制，迅速使觸點(diǎn)間隙增加，拉長(zhǎng)電弧長(zhǎng)度，降低電場(chǎng)強(qiáng)度，同時(shí)增大散熱面積，降低電弧溫度，使自由電子和空穴復(fù)合(即消電離過(guò)程)運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，可以使電弧快速熄滅。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。常用的滅弧裝置有以下幾種:圖1.7雙斷口結(jié)構(gòu)的電動(dòng)力吹弧效應(yīng)圖1.8磁吹滅弧示意圖1—靜觸點(diǎn)2—?jiǎng)佑|點(diǎn)3—電弧1—磁吹線圈2—絕緣線圈3—鐵心4—引弧角

5—導(dǎo)磁夾板6—滅弧罩7—靜觸點(diǎn)8—?jiǎng)佑|點(diǎn)電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)圖1.9柵片滅弧示意圖1.10窄縫滅弧室的斷面1—滅弧柵片2—觸點(diǎn)3—電弧(1)電動(dòng)力吹弧橋式觸點(diǎn)在斷開(kāi)時(shí)具有電動(dòng)力吹弧功能。當(dāng)觸點(diǎn)打開(kāi)時(shí)，在斷口中產(chǎn)生電弧，同時(shí)也產(chǎn)生如圖1.7所示的磁場(chǎng)。根據(jù)左手定則，電弧電流要受到一個(gè)指向外側(cè)的力F的作用，使其迅速離開(kāi)觸點(diǎn)而熄滅。這種滅弧方法多用于小容量交流接觸器中。

電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)(2)磁吹滅弧如圖1.8所示，在觸點(diǎn)電路中串入吹弧線圈。該線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)由導(dǎo)磁夾板引向觸點(diǎn)周?chē)?，其方向由右手定則確定(圖中×所示)，觸點(diǎn)間的電弧所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，其方向?yàn)楹汀阉?。在電弧下方兩個(gè)磁場(chǎng)方向相同(疊加)，在電弧上方方向相反(相減)，所以弧柱下方的磁場(chǎng)強(qiáng)于上方的磁場(chǎng)。在下方磁場(chǎng)作用下，電弧受力的方向?yàn)镕所指的方向，在F的作用下，電弧被吹離觸點(diǎn)，經(jīng)引弧角引進(jìn)滅弧罩，使電弧熄滅。(3)柵片滅弧如圖1.9所示，滅弧柵是一組薄鋼片，它們彼此間相互絕緣。當(dāng)電弧進(jìn)入柵片時(shí)被分割成一段一段串聯(lián)的短弧，而柵片就是這些短弧的電極，這樣就使每段短弧上的電壓達(dá)不到燃弧電壓。同時(shí)每?jī)善瑴缁∑g都有150V～250V的絕緣強(qiáng)度，使整個(gè)滅弧柵的絕緣強(qiáng)度大大加強(qiáng)，以致外加電壓無(wú)法維持，電弧迅速熄滅。此外，柵片還能吸收電弧熱量，使電弧迅速冷卻?；谏鲜鲈?，電弧進(jìn)入柵片后就會(huì)很快熄滅。由于柵片滅弧裝置的滅弧效果在電流為交流時(shí)要比直流時(shí)強(qiáng)得多，因此在交流電器中常采用柵片滅弧。電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)系統(tǒng)(4)窄縫滅弧如圖1.10所示是利用滅弧罩的窄縫來(lái)實(shí)現(xiàn)的。滅弧罩內(nèi)有一個(gè)或數(shù)個(gè)縱縫，縫的下部寬上部窄。當(dāng)觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，電弧在電動(dòng)力的作用下進(jìn)入縫內(nèi)，窄縫可將電弧柱分成若干直徑較小的電弧，同時(shí)可將電弧直徑壓縮，使電弧同縫緊密接觸，加強(qiáng)冷卻和去游離作用，使加快電弧的熄滅速度。滅弧罩通常用耐熱陶土、石棉水泥或耐熱塑料制成。接觸器接觸器是一種用來(lái)頻繁地接通和斷開(kāi)(交、直流)負(fù)荷電流的電磁式自動(dòng)切換電器，主要用于控制電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電容器組等設(shè)備，具有低壓釋放的保護(hù)功能，適用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制，是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中使用最廣泛的電氣元器件之一。接觸器按其分?jǐn)嚯娏鞯姆N類可分為直流接觸器和交流接觸器；按其主觸點(diǎn)的極數(shù)可分為單極、雙極、三極、四極、五極幾種，單極、雙極多為直流接觸器。接觸器按流過(guò)主觸點(diǎn)電流性質(zhì)的不同，可分為交流接觸器和直流接觸器；而按電磁結(jié)構(gòu)的操作電源不同，可分為交流勵(lì)磁操作和直流勵(lì)磁操作的接觸器兩種。接觸器一、接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理交流接觸器主要由電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧裝置和其他輔助部件四大部分組成。結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.11所示。圖1.11CJ20系列交流接觸器結(jié)構(gòu)示意圖1—?jiǎng)佑|點(diǎn)2—靜觸點(diǎn)3—銜鐵4—彈簧5—線圈6—鐵心7—墊氈8—觸點(diǎn)彈簧9—滅弧罩10—觸點(diǎn)壓力彈簧電磁機(jī)構(gòu)。電磁機(jī)構(gòu)由線圈、鐵心和銜鐵組成，用作產(chǎn)生電磁吸力，帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。觸點(diǎn)系統(tǒng)。觸點(diǎn)分為主觸點(diǎn)及輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)用于接通或斷開(kāi)主電路或大電流電路，一般為三極。輔助觸點(diǎn)用于控制電路，起控制其他元件接通或斷開(kāi)及電氣聯(lián)鎖作用，常用的常開(kāi)、常閉各兩對(duì)；主觸點(diǎn)容量較大，輔助觸點(diǎn)容量較小。輔助觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)上通常常開(kāi)和常閉是成對(duì)的。當(dāng)線圈得電后，銜鐵在電磁吸力的作用下吸向鐵心，同時(shí)帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)移動(dòng)，使其與常閉觸點(diǎn)的靜觸點(diǎn)分開(kāi)，與常開(kāi)觸點(diǎn)的靜觸點(diǎn)接觸，實(shí)現(xiàn)常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。輔助觸點(diǎn)不能用來(lái)斷開(kāi)主電路。主、輔觸點(diǎn)一般采用橋式雙斷點(diǎn)結(jié)構(gòu)。滅弧裝置。容量較大的接觸器都有滅弧裝置。對(duì)于大容量的接觸器，常采用窄縫滅弧及柵片滅弧，對(duì)于小容量的接觸器，采用電動(dòng)力吹弧、滅弧罩等。其他輔助部件。包括反力彈簧、緩沖彈簧、觸點(diǎn)壓力彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、支架及底座等。接觸器接觸器交流接觸器的工作原理:接觸器的工作原理是：當(dāng)吸引線圈得電后，線圈電流在鐵心中產(chǎn)生磁通，該磁通對(duì)銜鐵產(chǎn)生克服復(fù)位彈簧反力的電磁吸力，使銜鐵帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)，常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)后閉合。當(dāng)線圈中的電壓值降低到某一數(shù)值時(shí)(無(wú)論是正?？刂七€是欠電壓、失電壓故障，一般降至線圈額定電壓的85%)，鐵心中的磁通下降，電磁吸力減小，當(dāng)減小到不足以克服復(fù)位彈簧的反力時(shí)，銜鐵在復(fù)位彈簧的反力作用下復(fù)位，使主、輔觸點(diǎn)的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，常閉觸點(diǎn)恢復(fù)閉合。這也是接觸器的失壓保護(hù)功能。直流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理與交流接觸器基本相同。接觸器二、接觸器的型號(hào)及主要技術(shù)數(shù)據(jù)

目前，我國(guó)常用的交流接觸器主要有CJ20、CJX1、CJX2和CJ24等系列；引進(jìn)產(chǎn)品應(yīng)用較多的有德國(guó)BBC公司的B系列、西門(mén)子公司的3TB和3TF系列，法國(guó)TE公司的LC1和LC2系列等；常用的直流接觸器有CZ18、CZ21、CZ22、CZ10和CZ2等系列。

CJ20系列交流接觸器的型號(hào)含義：CZ18系列直流接觸器的型號(hào)含義：接觸器(1)額定電壓。接觸器銘牌上標(biāo)注的額定電壓是指主觸點(diǎn)的額定電壓。交流接觸器常用的額定電壓等級(jí)有110V、220V、380V、500V等；直流接觸器常用的額定電壓等級(jí)有110V、220V和440V。(2)額定電流。接觸器銘牌上標(biāo)注的額定電流是指主觸點(diǎn)的額定電流，即允許長(zhǎng)期通過(guò)的最大電流。交流接觸器常用的額定電流等級(jí)有5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A和600A。(3)線圈的額定電壓。交流接觸器線圈常用的額定電壓等級(jí)有36V、110V、220V和380V；直流接觸器線圈常用的額定電壓等級(jí)有24V、48V、220V和440V。(4)額定操作頻率。指每小時(shí)的操作次數(shù)(次/h)。交流接觸器最高為600次/h，而直流接觸器最高為1200次/h。操作頻率直接影響到接觸器的電壽命和滅弧罩的工作條件，對(duì)于交流接觸器還影響到線圈的溫升。選用時(shí)一般交流負(fù)載用交流接觸器，直流負(fù)載用直流接觸器，但交流負(fù)載在頻繁動(dòng)作時(shí)可采用直流線圈的交流接觸器。(5)接通和分?jǐn)嗄芰ΑＶ钢饔|點(diǎn)在規(guī)定條件下能可靠地接通和分?jǐn)嚯娏髦?。在此電流值下，接通時(shí)主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生熔焊；分?jǐn)鄷r(shí)主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間燃弧。電路中超出此電流值的分?jǐn)嗳蝿?wù)則由熔斷器、自動(dòng)開(kāi)關(guān)等保護(hù)電器承擔(dān)。接觸器另外，接觸器還有個(gè)使用類別的問(wèn)題。這是由于接觸器用于不同負(fù)載時(shí)，對(duì)主觸點(diǎn)的接通和分?jǐn)嗄芰Φ囊蟛灰粯樱煌悇e接觸器是根據(jù)其不同控制對(duì)象(負(fù)載)的控制方式所規(guī)定的。根據(jù)低壓電器基本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，接觸器的使用類別比較多，其中，在電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中，接觸器常見(jiàn)的使用類別及其典型用途見(jiàn)表1-1。表1-1接觸器的使用類別及典型用途接觸器的使用類別代號(hào)通常標(biāo)注在產(chǎn)品的銘牌或工作手冊(cè)中。表1-1中要求接觸器主觸點(diǎn)達(dá)到的接通和分?jǐn)嗄芰椋篈C—1和DC—1類允許接通和分?jǐn)囝~定電流；AC—2、DC—3和DC—5類允許接通和分?jǐn)?倍的額定電流；AC—3類允許接通6倍的額定電流和分?jǐn)囝~定電流；AC—4類允許接通和分?jǐn)?倍的額定電流。接觸器

三、接觸器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)接觸器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)如圖1.12所示，要注意的是，在繪制電路圖時(shí)同一電器必須使用同一文字符號(hào)。線圈(b)主觸常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)(c)輔助常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)圖1.12接觸器的符號(hào)接觸器四、接觸器的選擇與使用(1)接觸器的類型選擇。根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的輕重和負(fù)載電流的類型，來(lái)選擇交流接觸器或直流接觸器。(2)額定電壓的選擇。接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的電壓。(3)額定電流的選擇。接觸器的額定電流應(yīng)大于或等于被控回路的額定電流。對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載可按式(1-6)計(jì)算：(1-6)式中IC——流過(guò)接觸器主觸點(diǎn)的電流(A)；PN——電動(dòng)機(jī)的額定功率(kW)；UN——電動(dòng)機(jī)的額定電壓(V)；K——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取1～1.4。(4)吸引線圈的額定電壓選擇。吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓相一致。對(duì)簡(jiǎn)單控制電路可直接選用交流380V、220V電壓，對(duì)復(fù)雜、使用電器較多者，應(yīng)選用110V或更低的控制電壓。(5)接觸器的觸點(diǎn)數(shù)量、種類選擇。接觸器的觸點(diǎn)數(shù)量和種類應(yīng)根據(jù)主電路和控制電路的要求選擇。如輔助觸點(diǎn)的數(shù)量不能滿足要求時(shí)，可通過(guò)增加中間繼電器的方法解決。接觸器繼電器

繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號(hào)的變化來(lái)接通或斷開(kāi)控制電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)的電器。其輸入量可以是電壓、電流等電氣量，也可以是溫度、時(shí)間、速度、壓力等非電氣量。

盡管繼電器的種類繁多，但它們都有一個(gè)共性，即繼電特性，其特性曲線如圖1.13所示。圖1.13繼電器特性曲線

當(dāng)繼電器輸入量x由零增加至x2以前，繼電器輸出量為零。當(dāng)輸入量增加到x2時(shí)，繼電器吸合，通過(guò)其觸點(diǎn)的輸出量突變?yōu)閥1，若x繼續(xù)增加，y值不變。當(dāng)x減小到x1時(shí)，繼電器釋放，輸出由y1突降到零，x再減小，y值仍為零。在圖1.13中，x2稱為繼電器的吸合值，欲使繼電器動(dòng)作，輸入量必須大于此值。x1稱為繼電器的釋放值，欲使繼電器釋放，輸入量必須小于此值。將k=x1/x2稱為繼電器的返回系數(shù)，是繼電器的重要參數(shù)之一。不同場(chǎng)合要求不同的k值，k值可根據(jù)不同的使用場(chǎng)合進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方法隨著繼電器結(jié)構(gòu)不同而有所差異。一、繼電器的繼電特性繼電器二、電磁式繼電器

電磁式繼電器是應(yīng)用得最早、最多的一種繼電器，其結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器大體相同，也由鐵心、銜鐵、線圈、復(fù)位彈簧和觸點(diǎn)等部分組成。其典型結(jié)構(gòu)如圖1.14所示。圖1.14電磁式繼電器的典型結(jié)構(gòu)1—底座2—反力彈簧3、4—調(diào)節(jié)螺釘5—非磁性墊片6—銜鐵7—鐵心8—極靴9—電磁線圈10—觸點(diǎn)系統(tǒng)電磁式繼電器按輸入信號(hào)的性質(zhì)可分為：電磁式電流繼電器、電磁式電壓繼電器和電磁式中間繼電器。繼電器（一）電磁式電流繼電器電流繼電器又分為過(guò)電流繼電器和欠電流繼電器。(1)過(guò)電流繼電器。過(guò)電流繼電器用作電路的過(guò)電流保護(hù)。正常工作時(shí)，線圈電流為額定電流，此時(shí)銜鐵為釋放狀態(tài)；當(dāng)電路中電流大于負(fù)載正常工作電流時(shí)，銜鐵才產(chǎn)生吸合動(dòng)作，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，斷開(kāi)負(fù)載電路。所以電路中常用過(guò)電流繼電器的常閉觸點(diǎn)。由于在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，沖擊性的過(guò)電流故障時(shí)有發(fā)生，因此常采用過(guò)電流繼電器作電路的過(guò)電流保護(hù)。通常，交流過(guò)電流繼電器的吸合電流調(diào)整范圍為Ix=(1.1～4)IN，直流過(guò)電流繼電器的吸合電流調(diào)整范圍為Ix=(0.7～3.5)IN。(2)欠電流繼電器。欠電流繼電器在電路中作欠電流保護(hù)。正常工作時(shí)，線圈電流為負(fù)載額定電流，銜鐵處于吸合狀態(tài)；當(dāng)電路的電流小于負(fù)載額定電流，達(dá)到銜鐵的釋放電流時(shí)，銜鐵則釋放，同時(shí)帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，斷開(kāi)電路。所以電路中常用欠電流繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)。（二）電磁式電壓繼電器繼電器

觸點(diǎn)的動(dòng)作與線圈的電壓大小有關(guān)的繼電器稱為電壓繼電器。按線圈電流的種類可分為交流型和直流型；按吸合電壓相對(duì)額定電壓的大小又分為過(guò)電壓繼電器和欠電壓繼電器。(1)過(guò)電壓繼電器。在電路中用于過(guò)電壓保護(hù)。過(guò)電壓繼電器線圈在額定電壓時(shí)，銜鐵不產(chǎn)生吸合動(dòng)作，只有當(dāng)線圈的電壓高于其額定電壓的某一值時(shí)銜鐵才產(chǎn)生吸合動(dòng)作，所以稱為過(guò)電壓繼電器。過(guò)電壓繼電器銜鐵吸合而動(dòng)作時(shí)，常利用其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)需保護(hù)的電路的負(fù)荷開(kāi)關(guān)，起到保護(hù)的作用。交流過(guò)電壓繼電器吸合電壓的調(diào)節(jié)范圍為Ux=(1.05～1.2)UN。因?yàn)橹绷麟娐凡粫?huì)產(chǎn)生波動(dòng)較大的過(guò)電壓現(xiàn)象，所以產(chǎn)品中沒(méi)有直流過(guò)電壓繼電器。(2)欠電壓繼電器。在電路中用作欠電壓保護(hù)。當(dāng)電路中的電氣設(shè)備在額定電壓下正常工作時(shí)，欠電壓繼電器的銜鐵處于吸合狀態(tài)；如果電路出現(xiàn)電壓降低至線圈的釋放電壓時(shí)，銜鐵由吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)為釋放狀態(tài)，同時(shí)斷開(kāi)與它相連的電路，實(shí)現(xiàn)欠電壓保護(hù)。所以控制電路中常用欠電壓繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)。（三）電磁式中間繼電器繼電器

中間繼電器的吸引線圈屬于電壓線圈，但它的觸點(diǎn)數(shù)量較多(一般有4對(duì)常開(kāi)、4對(duì)常閉)，觸點(diǎn)容量較大(額定電流為5A～10A)，且動(dòng)作靈敏。其主要用途是當(dāng)其他繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量或觸點(diǎn)容量不夠時(shí)，可借助中間繼電器來(lái)擴(kuò)大觸點(diǎn)容量(觸點(diǎn)并聯(lián))或觸點(diǎn)數(shù)量，起到中間轉(zhuǎn)換的作用。常用的中間繼電器有JZ7系列。以JZ7—62為例，JZ為中間繼電器的代號(hào)，7為設(shè)計(jì)序號(hào)，有6對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)、2對(duì)常閉觸點(diǎn)。JZ7系列中間繼電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-2。表1-2JZ7系列中間繼電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)電磁式繼電器在電路中的一般圖形符號(hào)和文字符號(hào)如圖1.15所示。繼電器(a)線圈(b)常開(kāi)觸點(diǎn)(c)常閉觸點(diǎn)圖1.15繼電器圖形及文字符號(hào)三、時(shí)間繼電器繼電器

在敏感元器件獲得信號(hào)后，執(zhí)行器件要延遲一段時(shí)間才動(dòng)作的繼電器叫做時(shí)間繼電器。時(shí)間繼電器可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型。時(shí)間繼電器種類很多，按工作原理劃分，時(shí)間繼電器可分為電磁式、空氣阻尼式、晶體管式和數(shù)字式等。下面對(duì)繼電—接觸器控制系統(tǒng)中常用的空氣阻尼式、電磁式和晶體管式時(shí)間繼電器分別加以介紹。1.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達(dá)到延時(shí)的目的。它由電磁機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)組成。其中電磁機(jī)構(gòu)有交、直流兩種。繼電器

通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型，兩種原理和結(jié)構(gòu)基本相同，只是將其電磁機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)180°安裝。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)型；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)型。JS7—A系列時(shí)間繼電器如圖1.16所示，圖1.16(a)為通電延時(shí)型、圖1.16(b)為斷電延時(shí)型。以通電延時(shí)型為例，當(dāng)線圈1得電后，銜鐵3吸合，活塞桿6在塔形彈簧8作用下帶動(dòng)活塞12及橡皮膜10向上移動(dòng)，橡皮膜下方空氣室內(nèi)的空氣變得稀薄，形成負(fù)壓，活塞桿只能緩慢移動(dòng)，其移動(dòng)速度由進(jìn)氣孔氣隙大小來(lái)決定。經(jīng)一段延時(shí)后，活塞桿通過(guò)杠桿7壓動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)15，使其觸點(diǎn)動(dòng)作，起到通電延時(shí)作用。當(dāng)線圈斷電時(shí)，銜鐵釋放，橡皮膜下方空氣室內(nèi)的空氣通過(guò)活塞肩部所形成的單向閥迅速排出，使活塞桿、杠桿、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等迅速?gòu)?fù)位。由線圈得電至觸點(diǎn)動(dòng)作的一段時(shí)間即為時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間，其大小可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘13調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔氣隙大小來(lái)改變。(a)通電延時(shí)型(b)斷電延時(shí)型圖1.16JS7—A系列時(shí)間繼電器1—線圈2—鐵心3－銜鐵4—反力彈簧5—推板6—活塞桿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)螺釘14—進(jìn)氣孔15、16—微動(dòng)開(kāi)關(guān)繼電器

在線圈通電和斷電時(shí)，微動(dòng)開(kāi)關(guān)16在推板5的作用下都能瞬時(shí)動(dòng)作，其觸點(diǎn)即為時(shí)間繼電器的瞬動(dòng)觸點(diǎn)?？諝庾枘崾綍r(shí)間繼電器的優(yōu)點(diǎn)是延時(shí)范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是延時(shí)誤差大，沒(méi)有調(diào)節(jié)指示，很難精確地整定延時(shí)值。在延時(shí)精度要求高的場(chǎng)合，不宜使用。國(guó)產(chǎn)JS7—A系列空氣阻尼式時(shí)間繼電器技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-3。表1-3JS7—A系列空氣阻尼式時(shí)間繼電器技術(shù)數(shù)據(jù)繼電器時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)如圖1.17所示。(a)線圈一般符號(hào)(b)通電延時(shí)閉合常開(kāi)觸點(diǎn)(c)通電延時(shí)斷開(kāi)常閉觸點(diǎn)(d)斷電延時(shí)斷開(kāi)常開(kāi)觸點(diǎn)(e)斷電延時(shí)閉合常閉觸點(diǎn)圖1.17時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)繼電器2.直流電磁式時(shí)間繼電器如圖1.18所示是帶有阻尼銅套的直流電磁式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)，在鐵心上裝有一個(gè)阻尼銅套。圖1.18帶有阻尼銅套的直流電磁式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)1—鐵心2—阻尼銅套

3—線圈4—絕緣層

由電磁感應(yīng)定律可知，在繼電器線圈通斷電過(guò)程中銅套內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)有感應(yīng)電流存在，此感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通阻礙穿過(guò)銅套內(nèi)的磁通變化，因而對(duì)原磁通起了阻尼作用。當(dāng)繼電器通電吸合時(shí)，由于銜鐵處于釋放位置，氣隙大，磁阻大，磁通小，銅套阻尼作用也小，因此當(dāng)鐵心吸合時(shí)的延時(shí)不顯著，一般可忽略不計(jì)。當(dāng)繼電器斷電時(shí)，磁通變化大，銅套的阻尼作用也大，使銜鐵延時(shí)釋放起到延時(shí)的作用。因此，這種繼電器僅作為斷電延時(shí)用。這種時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間較短，JT3系列最長(zhǎng)不超過(guò)5s，而且準(zhǔn)確度較低，一般只用于延時(shí)精度要求不高的場(chǎng)合。繼電器

直流電磁式時(shí)間繼電器延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短可通過(guò)改變鐵心與銜鐵間非磁性墊片的厚薄(粗調(diào))或改變釋放彈簧的松緊(細(xì)調(diào))來(lái)調(diào)節(jié)。墊片厚則延時(shí)短，墊片薄則延時(shí)長(zhǎng)；釋放彈簧緊則延時(shí)短，釋放彈簧松則延時(shí)長(zhǎng)。直流電磁式JT3系列時(shí)間繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-4。表1-4JT3系列時(shí)間繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù)繼電器3.晶體管時(shí)間繼電器1)晶體管時(shí)間繼電器的工作原理晶體管時(shí)間繼電器是利用電容對(duì)電壓變化的阻尼作用作為延時(shí)基礎(chǔ)的。大多數(shù)阻容式延時(shí)電路有類似如圖1.19所示的結(jié)構(gòu)形式。圖1.19阻容式延時(shí)電路的結(jié)構(gòu)形式圖1.20阻容電路充電曲線2)單結(jié)晶體管通電延時(shí)電路繼電器

如圖1.21所示為單結(jié)晶體管通電延時(shí)電路框圖，全部電路由延時(shí)環(huán)節(jié)、鑒幅器、輸出電路、電源和指示燈五部分組成，電路如圖1.22所示。圖1.21單結(jié)晶體管通電延時(shí)電路結(jié)構(gòu)框圖圖1.22單結(jié)晶體管時(shí)間繼電器通電延時(shí)電路繼電器

電源的穩(wěn)壓部分由R1和穩(wěn)壓管V3構(gòu)成，供給延時(shí)和鑒幅。輸出電路中的晶閘管VT和繼電器K則由整流電源直接供電。電容C2的充電回路有兩條，一條通過(guò)電阻RW1和R2，另一條是通過(guò)由低阻值RW2、R4、R5組成的分壓器經(jīng)二極管V2向電容C2提供的預(yù)充電路。電路的工作原理是，當(dāng)接通電源后，經(jīng)二極管V1整流、電容C1濾波以及穩(wěn)壓管V3穩(wěn)壓的直流電壓通過(guò)RW2、R4、V2向電容C2以極小的時(shí)間常數(shù)充電。與此同時(shí)，也通過(guò)RW1和R2向電容充電。電容C2上電壓相當(dāng)于R5兩端預(yù)充電壓的基礎(chǔ)上按指數(shù)規(guī)律逐漸升高。當(dāng)此電壓大于單結(jié)晶體管V4的峰值電壓時(shí)，單結(jié)晶體管導(dǎo)通，輸出電壓脈沖觸發(fā)晶閘管VT，VT導(dǎo)通后使繼電器K吸合，除用其觸點(diǎn)來(lái)接通或斷開(kāi)電路外，還利用其另一常開(kāi)觸點(diǎn)將C2短路，使之快速放電，為下次使用作準(zhǔn)備。此時(shí)氖指示燈N啟輝。當(dāng)切斷電源時(shí)K釋放，電路恢復(fù)原態(tài)，等待下次動(dòng)作。由于電路設(shè)有穩(wěn)壓環(huán)節(jié)，且RC與鑒幅器共用一個(gè)電源，因此電源電壓波動(dòng)基本上不產(chǎn)生延時(shí)誤差。為了減少由溫度變化引起的誤差，采用了鉭電解電容器，其電容量和漏電流為正溫度系數(shù)，而單結(jié)晶體管的UP略呈負(fù)溫度系數(shù)，二者可以適當(dāng)補(bǔ)償，所以綜合誤差不大于10%。對(duì)于抗干擾能力，JS20型在晶閘管VT和單結(jié)晶體管V4處分別接有電容C4和C3，用來(lái)防止電源電壓的突變而引起的誤導(dǎo)通。繼電器3)帶瞬動(dòng)觸點(diǎn)的通電延時(shí)電路JS20型對(duì)于帶瞬動(dòng)觸點(diǎn)的延時(shí)電路采用結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。電路原理與不帶瞬動(dòng)觸點(diǎn)的電路基本相同，只是增加了一個(gè)瞬時(shí)動(dòng)作的繼電器。由于增加了繼電器，體積增大了很多，因此，采用了電阻降壓法取代原來(lái)的電源變壓器，以縮小體積，電路如圖1.23所示。圖1.23JS20型帶瞬動(dòng)觸點(diǎn)的時(shí)間繼電器電路

延時(shí)和瞬時(shí)動(dòng)作的兩個(gè)繼電器都采用交流繼電器。延時(shí)繼電器K；由接在橋式整流直流側(cè)的晶閘管控制。接通電源，K2吸合，同時(shí)交流電源經(jīng)降壓，V3、V5整流和C1濾波之后向延時(shí)電路提供直流穩(wěn)壓電源。當(dāng)K1吸合后，利用其常開(kāi)觸點(diǎn)將晶閘管VT短接，使VT以前的電路不再有電壓和電流，從而提高了電路的可靠性。電路還利用K2的一對(duì)常閉觸點(diǎn)將電容C2短接，這樣電源在任何情況下斷電，電容上電壓總能在斷電后立即迅速放電。繼電器4)斷電延時(shí)電路斷電延時(shí)電路要求切斷電源后，繼電器仍暫時(shí)保持吸合，等到延時(shí)達(dá)到后才釋放。JS20型繼電器采用兩個(gè)延時(shí)繼電器，一個(gè)是帶有機(jī)械鎖扣的瞬時(shí)繼電器KD，當(dāng)接通電源時(shí)KD立即吸合并通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)自鎖，其機(jī)械自鎖示意如圖1.24所示。圖1.24機(jī)械鎖扣示意

當(dāng)電源切斷后，KD自己不能釋放，而必須依靠另一個(gè)繼電器KS。

KS在斷電以后經(jīng)過(guò)預(yù)定的延時(shí)時(shí)間短時(shí)地吸合一下，打開(kāi)KD機(jī)械鎖扣，于是KD延時(shí)釋放。繼電器JS20斷電延時(shí)繼電器電路如圖1.25所示。圖1.25JS20斷電延時(shí)繼電器電路

接通電源后，4個(gè)電容器均迅速充電。C1是電源濾波電容，C3、C4是在電源斷電以后分別提供場(chǎng)效應(yīng)管和KD回路電壓及能量的電容器。C3是延時(shí)電容，C3上電壓接近穩(wěn)壓管V4的電壓，而C2上的電壓由于有電位器RW2的分壓作用，其值較小。因此V1的UGS=UC2－UC3＜0V。調(diào)整RW2可使V1處于關(guān)斷狀態(tài)，V2、V3也隨之截止。當(dāng)電源切斷后，C2、C4分別因V2、V3截止而無(wú)法放電。C3則可通過(guò)放電電阻RW1和R5放電

當(dāng)放電到UGS大于其截止電壓一定值時(shí)，V1導(dǎo)通，C2通過(guò)R4、V2、V3的發(fā)射極和V1的D、S極放電，由于V2導(dǎo)通，C3也經(jīng)R4、V3的發(fā)射結(jié)及V2放電，C3上的電壓下降又促使V1進(jìn)一步導(dǎo)通。這一正反饋過(guò)程使C2、C3、C4迅速放電，各管迅速導(dǎo)通，KS吸合，打開(kāi)KD的機(jī)械鎖扣。電路中的二極管V6、V7、V9分別用來(lái)防止C2、C3、C4在延時(shí)過(guò)程中對(duì)其他低電阻放電，V5起溫度補(bǔ)償作用。KD在吸合后有鎖扣自鎖，故通電后可用其一對(duì)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)將自動(dòng)斷電。為使KD吸合過(guò)程穩(wěn)定可靠(KD中電流為半波)，線圈上并聯(lián)了一個(gè)小容量電容C5。其他常用電器一、低壓開(kāi)關(guān)

低壓開(kāi)關(guān)主要用于低壓配電系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)中，對(duì)電路和電器設(shè)備進(jìn)行不頻繁地通斷、轉(zhuǎn)換電源或負(fù)載控制，有的還可用作小容量籠型異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)控制。所以，低壓開(kāi)關(guān)也稱低壓隔離器，是低壓電器中結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、應(yīng)用較廣的一類手動(dòng)電器。主要有刀開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等，以下以HK2系列刀開(kāi)關(guān)為例做一些說(shuō)明。

HK2系列瓷底膠蓋刀開(kāi)關(guān)(俗稱閘刀)的結(jié)構(gòu)如圖1.26所示，由熔絲、觸刀、觸點(diǎn)座、操作手柄和底座組成。在使用時(shí)進(jìn)線座接電源端的進(jìn)線，出線座接負(fù)載端導(dǎo)線，靠觸刀與觸點(diǎn)座的分合來(lái)接通和斷開(kāi)電路。如圖1.27所示為刀開(kāi)關(guān)的圖形及文字符號(hào)。(a)單極(b)雙極(c)三極圖1.26HK2系列瓷底膠蓋刀開(kāi)關(guān)圖1.27刀開(kāi)關(guān)的圖形及文字符號(hào)1—瓷柄2—?jiǎng)佑|點(diǎn)3—出線座4—瓷底座5—靜觸點(diǎn)

6—進(jìn)線座7—膠蓋緊固螺釘8—膠蓋其他常用電器二、低壓斷路器

低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，可用來(lái)分配電能、不頻繁地起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)、保護(hù)電動(dòng)機(jī)及電源等，具有過(guò)載、短路、欠電壓等保護(hù)功能。1.低壓斷路器的結(jié)構(gòu)及工作原理低壓斷路器的結(jié)構(gòu)如圖1.28所示。圖1.28低壓斷路器的結(jié)構(gòu)原理1—熱脫扣器的整定按鈕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—鎖鉤8—電磁脫扣器9—脫扣聯(lián)桿10、11—?jiǎng)?、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)按鈕低壓斷路器在使用時(shí)，電源線接圖中的L1、L2、L3端為負(fù)載接線端。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(guò)時(shí)發(fā)出熱量，使熱脫扣器6的下端向左彎曲。發(fā)生過(guò)載時(shí)，熱脫扣器6彎曲到將脫扣鎖鉤推離脫扣聯(lián)桿，從而松開(kāi)合閘聯(lián)桿，動(dòng)、靜觸點(diǎn)受彈簧3的作用而迅速分開(kāi)。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)。發(fā)生短路時(shí)，電磁脫扣器8使鐵心脫扣器上部的吸力大于彈簧的反力，脫扣鎖鉤向左轉(zhuǎn)動(dòng)，最后也使觸點(diǎn)斷開(kāi)。同時(shí)電磁脫扣器兼有欠壓保護(hù)功能，這樣斷路器在電路發(fā)生過(guò)載、短路和欠壓時(shí)起到保護(hù)作用。如果要求手動(dòng)脫扣時(shí)，按下按鈕2就可使觸點(diǎn)斷開(kāi)。脫扣器的脫扣量值都可以進(jìn)行整定，只要改變熱脫扣器所需要的彎曲程度和電磁脫扣器鐵心機(jī)構(gòu)的氣隙大小就可以了。當(dāng)?shù)蛪簲嗦菲饔捎谶^(guò)載而斷開(kāi)后，應(yīng)等待2min～3min才能重新合閘，以保證熱脫扣器回復(fù)原位。其他常用電器2.低壓斷路器的類型及主要技術(shù)數(shù)據(jù)(1)裝置式低壓斷路器。又稱塑料外殼式低壓斷路器，用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)、照明電路及電熱電器等的控制開(kāi)關(guān)。主要型號(hào)有DZ5、DZ10、DZ20等系列。(2)萬(wàn)能式低壓斷路器。又稱敞開(kāi)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)。主要有DW10型和DW15型兩個(gè)系列。(3)限流斷路器。利用短路電流產(chǎn)生的巨大吸力，使觸點(diǎn)迅速斷開(kāi)，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(hào)有DZX10和DWX15兩種系列。(4)快速斷路器。具有快速電磁鐵和強(qiáng)有力的滅弧裝置，最快動(dòng)作可在0.02s以內(nèi)，用于半導(dǎo)體整流器件和整流裝置的保護(hù)。主要型號(hào)有DS系列。其他常用電器低壓斷路器的圖形、文字符號(hào)如圖1.29所示。國(guó)產(chǎn)DZX10和DW15系列低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)分別見(jiàn)表1-5和表1-6。其他常用電器表1-5DZX10系列斷路器的技術(shù)數(shù)據(jù)其他常用電器表1-6DW15系列斷路器的技術(shù)數(shù)據(jù)3.低壓斷路器的選擇及使用其他常用電器低壓斷路器的選擇應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題(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)低壓斷路器的極限分?jǐn)嗄芰?yīng)大于或等于電路最大短路電流。(3)過(guò)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。(4)欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。低壓斷路器的使用應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題(1)在安裝低壓斷路器時(shí)應(yīng)注意把來(lái)自電源的母線接到開(kāi)關(guān)滅弧罩一側(cè)的端子上，來(lái)自電氣設(shè)備的母線接到另外一側(cè)的端子上。(2)低壓斷路器投入使用時(shí)應(yīng)先進(jìn)行整定，按照要求整定熱脫扣器的動(dòng)作電流，以后就不應(yīng)隨意旋動(dòng)有關(guān)的螺釘和彈簧。(3)發(fā)生斷、短路事故的動(dòng)作后，應(yīng)立即對(duì)觸點(diǎn)進(jìn)行清理，檢查有無(wú)熔壞，清除金屬熔粒、粉塵等，特別要把散落在絕緣體上的金屬粉塵清除干凈。(4)在正常情況下，每六個(gè)月應(yīng)對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行一次檢修，清除灰塵。使用低壓斷路器來(lái)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)比熔斷器要好，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(duì)于低壓斷路器來(lái)說(shuō)，只要造成短路都會(huì)使開(kāi)關(guān)跳閘，將三相同時(shí)切斷。低壓斷路器還有其他自動(dòng)保護(hù)作用，所以性能優(yōu)越。但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作頻率低，價(jià)格高，因此適用于要求較高的場(chǎng)合(如電源總配電盤(pán))。其他常用電器三、熔斷器

熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉的保護(hù)電器。主要用作電路或用電設(shè)備的短路保護(hù)，有時(shí)對(duì)嚴(yán)重過(guò)載也可起到保護(hù)作用。1.熔斷器的結(jié)構(gòu)類型

熔斷器由熔體(俗稱保險(xiǎn)絲)和安裝熔體的熔管(或熔座)兩部分組成。其中熔體是關(guān)鍵部分，它既是感測(cè)元件又是執(zhí)行元件，熔體是由低熔點(diǎn)的金屬材料(如鉛、錫、鋅、銅、銀及其合金等)制成，其形狀有絲狀、帶狀、片狀等；熔管的作用是安裝熔體及在熔體熔斷時(shí)熄滅電弧，多由陶瓷、絕緣鋼紙或玻璃纖維材料制成。熔斷器的熔體串聯(lián)在被保護(hù)電路中，當(dāng)電路正常工作時(shí)，熔體中通過(guò)的電流不會(huì)使其熔斷；當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，熔體中通過(guò)的電流很大，使其發(fā)熱，當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)熔體瞬間熔斷，切斷電路，起到保護(hù)作用。熔斷器的種類很多，按用途分為一般工業(yè)用熔斷器、半導(dǎo)體器件保護(hù)用快速熔斷器和特殊熔斷器(如具有兩段保護(hù)特性的快慢動(dòng)作熔斷器、自復(fù)式熔斷器)。按結(jié)構(gòu)可分為半封閉瓷插式、螺旋式、無(wú)填料密封管式和有填料密封管式，其外形如圖1.30至圖1.33所示。其他常用電器(a)外形(b)結(jié)構(gòu)圖1.30RC1A系列瓷插式熔斷器圖1.31RL1系列螺旋式熔斷器1—?jiǎng)佑|點(diǎn)2—熔絲3—瓷蓋4—靜觸點(diǎn)5—瓷底1—上接線柱2—瓷底3—下接線柱4—瓷套5—熔芯6—瓷帽其他常用電器

圖1.32RM10系列無(wú)填料密封管式熔斷器1、4—夾座2—底座3—熔斷器5—硬質(zhì)絕緣管6—黃銅套管7—黃銅帽8—插刀9—熔體10—夾座

圖1.33RT0有填料密封管式熔斷器ｌ—熔斷指示器2—硅砂(石英砂)填料3—熔絲4—插刀5—底座6—熔體7—熔管其他常用電器2.熔斷器的安秒特性

電流通過(guò)熔體時(shí)產(chǎn)生的熱量與電流的平方及通過(guò)電流的時(shí)間成正比，即Q=I2Rt，由此可見(jiàn)，電流越大，熔體熔斷的時(shí)間越短，這一特性稱為熔斷器的安秒特性(或稱保護(hù)特性)，其特性曲線如圖1.35所示，由圖可見(jiàn)它是一反時(shí)限特性。圖1.34熔斷器的圖形及文字符號(hào)圖1.35熔斷器的安秒特性曲線

在安秒特性中有一熔斷與不熔斷電流的分界線，與此相應(yīng)的電流就是最小熔斷電流Ir。當(dāng)熔體通過(guò)電流小于Ir時(shí)，熔體不應(yīng)熔斷。根據(jù)對(duì)熔斷器的要求，熔體在額定電流Ire時(shí)絕對(duì)不應(yīng)熔斷。最小熔斷電流Ir與熔體額定電流Ire之比稱為熔斷器的熔斷系數(shù)，即Kr=Ir/Ire。從過(guò)載保護(hù)來(lái)看，Ｋr值較小時(shí)對(duì)小倍數(shù)過(guò)載保護(hù)有利，但Ｋr也不宜接近于1，當(dāng)Ｋr為1時(shí)，不僅熔體在Ire下的工作溫度會(huì)過(guò)高，而且還有可能因?yàn)榘裁胩匦员旧淼恼`差而發(fā)生熔體在Ire下也熔斷的現(xiàn)象，影響熔斷器工作的可靠性。其他常用電器

當(dāng)熔體采用低熔點(diǎn)的金屬材料(如鉛、錫、鉛錫合金及鋅等)時(shí)，熔斷時(shí)所需熱量少，故熔斷系數(shù)較小，有利于過(guò)載保護(hù)；但它們的電阻率較大，熔體截面積較大，熔斷時(shí)產(chǎn)生的金屬蒸氣較多，不利于電弧熄滅，故分?jǐn)嗄芰^低。當(dāng)熔體采用高熔點(diǎn)的金屬材料(如鋁、銅和銀)時(shí)，熔斷時(shí)所需熱量大，故熔斷率大，不利于過(guò)載保護(hù)，而且可能使熔斷器過(guò)熱；但它們的電阻率低，熔體截面積較小，有利于電弧熄滅，故分?jǐn)嗄芰^高。由此來(lái)看，不同熔體材料的熔斷器在電路中起保護(hù)作用的側(cè)重點(diǎn)是不同的。3.熔斷器的技術(shù)數(shù)據(jù)(1)額定電壓。是指熔斷器長(zhǎng)期工作和斷開(kāi)后能夠承受的電壓，其應(yīng)大于或等于電氣設(shè)備的額定電壓。

(2)額定電流。是指熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)，被保護(hù)設(shè)備溫升不超過(guò)規(guī)定值時(shí)所能承受的電流。為了減少生產(chǎn)廠家熔斷器額定電流的規(guī)格，熔斷器的額定電流等級(jí)比較少，而熔體的額定電流等級(jí)比較多，即在一個(gè)額定電流等級(jí)的熔斷器可安裝多個(gè)額定電流等級(jí)的熔體，但熔體的額定電流最大不能超過(guò)熔斷器的額定電流。

(3)極限分?jǐn)嗄芰?。是指熔斷器在?guī)定的額定電壓和功率因數(shù)(或時(shí)間常數(shù))的條件下，能斷開(kāi)的最大電流，在電路中出現(xiàn)的最大電流一般是指短路電流。所以，極限分?jǐn)嗄芰σ彩欠从沉巳蹟嗥鞣謹(jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰?。其他常用電器四、熱繼電器1.熱繼電器的作用及分類

利用熱繼電器對(duì)連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)實(shí)施過(guò)載及斷相保護(hù)，可防止因過(guò)熱而損壞電動(dòng)機(jī)的絕緣材料。由于熱繼電器中發(fā)熱元件有熱慣性，在電路中不能作瞬時(shí)過(guò)載保護(hù)，更不能作短路保護(hù)，因此，它不同于過(guò)電流繼電器和熔斷器。熱繼電器按相數(shù)來(lái)分，有單相、兩相和三相3種類型，每種類型按發(fā)熱元件的額定電流又有不同的規(guī)格和型號(hào)。三相式熱繼電器常用于三相交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。按功能三相式熱繼電器可分為帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)兩種類型。2.熱繼電器的結(jié)構(gòu)、工作原理和保護(hù)特性1)熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片和觸點(diǎn)3部分組成。熱繼電器中產(chǎn)生熱效應(yīng)的發(fā)熱元件，應(yīng)串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)繞組電路中，這樣，熱繼電器便能直接反映電動(dòng)機(jī)的過(guò)載電流。其觸點(diǎn)應(yīng)串聯(lián)在控制電路中，一般有常開(kāi)和常閉兩種，作過(guò)載保護(hù)用時(shí)常使用其常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在控制電路中。熱繼電器的敏感元件是雙金屬片。所謂雙金屬片，就是將兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬片以機(jī)械輾壓方式使之形成一體。線膨脹系數(shù)大的稱為主動(dòng)片，線膨脹系數(shù)小的稱為被動(dòng)片。雙金屬片受熱后產(chǎn)生線膨脹，由于兩層金屬的線膨脹系數(shù)不同，且兩層金屬又緊緊地黏合在一起，因此，使得雙金屬片向被動(dòng)片一側(cè)彎曲，如圖1.36所示。由雙金屬片彎曲產(chǎn)生的機(jī)械力便帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。其他常用電器

雙金屬片的受熱方式如圖1.37所示，有直接熱式、間接式、復(fù)合式和電流互感器式4種。電流互感器式的發(fā)熱元件不直接串接在電動(dòng)機(jī)電路，而是接于電流互感器的二次側(cè)，這種方式多用于電動(dòng)機(jī)電流比較大的場(chǎng)合，以減少通過(guò)發(fā)熱元件的電流。圖1.36雙金屬片工作原理圖1.37雙金屬片的受熱方式其他常用電器

圖1.38熱繼電器的結(jié)構(gòu)原理1—雙金屬片固定支點(diǎn)2—雙金屬片3—發(fā)熱元件4—導(dǎo)板5—補(bǔ)償雙金屬片6—常閉觸點(diǎn)7—常開(kāi)觸點(diǎn)8—復(fù)位調(diào)節(jié)9—?jiǎng)佑|點(diǎn)10—復(fù)位按鈕11—調(diào)節(jié)旋鈕12—支撐13—壓簧14—推桿

熱繼電器的結(jié)構(gòu)原理如圖1.38所示。使用時(shí)發(fā)熱元件3串接在電動(dòng)機(jī)定子繞組中，電動(dòng)機(jī)繞組電流即為流過(guò)發(fā)熱元件的電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量雖能使雙金屬片2彎曲，但還不足以使繼電器動(dòng)作；當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量增大，使雙金屬片彎曲位移增大，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，雙金屬片彎曲到推動(dòng)導(dǎo)板4，并通過(guò)補(bǔ)償雙金屬片5與推桿14將觸點(diǎn)9和6分開(kāi)，觸點(diǎn)9和6為熱繼電器串聯(lián)于接觸器線圈回路的常閉觸點(diǎn)，斷開(kāi)后使接觸器失電，接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)的電源以保護(hù)電動(dòng)機(jī)。其他常用電器

調(diào)節(jié)旋鈕11是一個(gè)偏心輪，它與支撐件12構(gòu)成一個(gè)杠桿，13是一個(gè)壓簧，轉(zhuǎn)動(dòng)偏心輪，改變它的半徑即可改變補(bǔ)償雙金屬片5與導(dǎo)板的接觸距離，達(dá)到調(diào)節(jié)整定動(dòng)作電流的目的。此外，靠調(diào)節(jié)復(fù)位螺釘來(lái)改變常開(kāi)觸點(diǎn)的位置，使熱繼電器能工作在手動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位兩種工作狀態(tài)。采用手動(dòng)復(fù)位時(shí)，在故障排除后要按下復(fù)位按鈕10才能使動(dòng)觸點(diǎn)恢復(fù)到與靜觸點(diǎn)相接觸的位置。2)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性和熱繼電器的保護(hù)特性因熱繼電器的觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)間與被保護(hù)的電動(dòng)機(jī)過(guò)載程度有關(guān)。電動(dòng)機(jī)在不超過(guò)允許溫升的條件下，電動(dòng)機(jī)的過(guò)載電流與電動(dòng)機(jī)通電時(shí)間的關(guān)系，稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)過(guò)載電流時(shí)，必將引起繞組發(fā)熱。根據(jù)熱平衡關(guān)系可知在允許溫升條件下，電動(dòng)機(jī)通電時(shí)間與其過(guò)載電流的平方成反比。由此可得出電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性具有反時(shí)限特性，如圖1.39所示曲線1。圖1.39熱繼電器的保護(hù)特性與電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性的配合其他常用電器

為了適應(yīng)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性而又起到過(guò)載保護(hù)作用，要求熱繼電器也應(yīng)具有類似電動(dòng)機(jī)過(guò)載特性那樣的反時(shí)限特性。所以，在熱繼電器中必須具有電阻發(fā)熱元件，利用過(guò)載電流通過(guò)電阻發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱效應(yīng)使敏感元件動(dòng)作，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作來(lái)完成保護(hù)作用。熱繼電器中通過(guò)的過(guò)載電流與熱繼電器觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間關(guān)系，稱為熱繼電器的保護(hù)特性，如圖1.39所示曲線2?？紤]各種誤差的影響，電動(dòng)機(jī)的過(guò)載特性和繼電器的保護(hù)特性是一條曲帶，誤差越大，曲帶越寬；誤差越少，曲帶越窄。由圖可知，電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)載時(shí)，工作在曲線1的下方是安全的。因此，熱繼電器的保護(hù)特性應(yīng)在電動(dòng)機(jī)過(guò)載特性的鄰近下方。這樣，如果發(fā)生過(guò)載，熱繼電器就會(huì)在電動(dòng)機(jī)未達(dá)到其允許過(guò)載極限之前動(dòng)作，及時(shí)切斷電源，使電動(dòng)機(jī)免遭損壞。3.帶斷相保護(hù)的熱繼電器

三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生因一根接線斷開(kāi)或一相熔絲熔斷使電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行，從而造成電動(dòng)機(jī)燒壞。如果熱繼電器所保護(hù)的電動(dòng)機(jī)是Y形聯(lián)結(jié)，當(dāng)線路發(fā)生一相斷電時(shí)，另外兩相電流便增大很多，此時(shí)相電流等于線電流，流過(guò)電動(dòng)機(jī)繞組的電流和流過(guò)熱繼電器的電流增加比例相同，而普通的兩相或三相熱繼電器可以對(duì)此做出保護(hù)。如果電動(dòng)機(jī)是△形聯(lián)結(jié)，發(fā)生斷相時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)的相電流與線電流不等，流過(guò)電動(dòng)機(jī)繞組的電流和流過(guò)熱繼電器的電流增加比例不同，而發(fā)熱元件又串接在電動(dòng)機(jī)的電源進(jìn)線中，按電動(dòng)機(jī)的額定電流即線電流來(lái)整定，整定值較大。當(dāng)故障線電流達(dá)到額定電流時(shí)，在電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)部，電流較大的那一相繞組的故障電流將超過(guò)額定相電流，便有過(guò)熱燒毀的危險(xiǎn)。所以△形聯(lián)結(jié)必須采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器。帶有斷相保護(hù)的熱繼電器是在普通熱繼電器的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)差動(dòng)機(jī)構(gòu)，對(duì)3個(gè)電流進(jìn)行比較。差動(dòng)式斷相保護(hù)熱繼電器動(dòng)作原理如圖1.40所示。其他常用電器圖1.40差動(dòng)式斷相保護(hù)熱繼電器動(dòng)作原理1—上導(dǎo)板2—下導(dǎo)板3—雙金屬片4—常閉觸點(diǎn)5—杠桿

由圖可見(jiàn)將熱繼電器的導(dǎo)桿改為差動(dòng)機(jī)構(gòu)，由上導(dǎo)板1、下導(dǎo)板2及杠桿組成，它們之間都用轉(zhuǎn)軸連接。其中，圖1.40(a)為通電前機(jī)構(gòu)各部件的位置；圖1.40(b)為正常通電時(shí)的位置，此時(shí)三相雙金屬片都受熱向左彎曲，但彎曲的撓度不夠，所以下導(dǎo)板向左移動(dòng)一小段距離，繼電器不動(dòng)作；圖1.40(c)是三相同時(shí)過(guò)載時(shí)，三相雙金屬片同時(shí)向左彎曲，推動(dòng)下導(dǎo)板2向左移動(dòng)，通過(guò)杠桿5使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)；圖1.40(d)是C相斷線的情況，這時(shí)C相雙金屬片逐漸冷卻降溫，端部向右移動(dòng)，推動(dòng)上導(dǎo)板1向右移，而另外兩相雙金屬片溫度上升，端部向左彎曲，推動(dòng)下導(dǎo)板2繼續(xù)向左移動(dòng)，由于上、下導(dǎo)板一左一右移動(dòng)，產(chǎn)生了差動(dòng)作用，通過(guò)杠桿的放大作用，使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。由于差動(dòng)作用，使繼電器在斷相故障時(shí)加速動(dòng)作，從而有效地了保護(hù)電動(dòng)機(jī)。其他常用電器熱繼電器的發(fā)熱元件、觸點(diǎn)的圖形符號(hào)和文字符號(hào)如圖1.41所示。圖1.41熱繼電器的發(fā)熱元件和觸點(diǎn)的圖形符號(hào)4.熱繼電器的型號(hào)及主要技術(shù)數(shù)據(jù)

在三相交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)中，應(yīng)用較多的有JR16和JR20系列三相式熱繼電器。這兩種系列的熱繼電器都有帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)兩種形式，JR16系列熱繼電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-7。其他常用電器表1-7JR16系列熱繼電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)其他常用電器5.熱繼電器的選用

熱繼電器的選用應(yīng)綜合考慮電動(dòng)機(jī)形式、工作環(huán)境、起動(dòng)情況及負(fù)荷情況等幾方面的因素。

(1)原則上熱繼電器的額定電流應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電流選擇。對(duì)于過(guò)載能力較差的電動(dòng)機(jī)，其配用的熱繼電器(主要是發(fā)熱元件)的額定電流可適當(dāng)小些。通常，選取熱繼電器的額定電流(實(shí)際上是選取發(fā)熱元件的額定電流)為電動(dòng)機(jī)的額定電流的60%～80%。

(2)在不需要頻繁起動(dòng)的場(chǎng)合，要保證熱繼電器在電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程中不產(chǎn)生誤動(dòng)作。通常，當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流為其額定電流的6倍以及起動(dòng)時(shí)間不超過(guò)6s時(shí)，若很少連續(xù)起動(dòng)，則可按電動(dòng)機(jī)的額定電流選取熱繼電器。

(3)當(dāng)電動(dòng)機(jī)為重復(fù)短時(shí)工作時(shí)，首先要確定熱繼電器的允許操作頻率。因?yàn)闊崂^電器的操作頻率是很有限的，如果用來(lái)保護(hù)操作頻率較高的電動(dòng)機(jī)，效果很不理想，有時(shí)甚至不起作用。其他常用電器五、速度繼電器

速度繼電器是利用速度原則對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的自動(dòng)電器，常用作籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)，所以有時(shí)也稱為反接制動(dòng)繼電器。感應(yīng)式速度繼電器是依靠電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)動(dòng)作的，因此，它的電磁系統(tǒng)與一般電磁式電器不同，而與交流電動(dòng)機(jī)的電磁系統(tǒng)相似。感應(yīng)式速度繼電器的結(jié)構(gòu)如圖1.42所示，主要由定子、轉(zhuǎn)子和觸點(diǎn)三部分組成。使用時(shí)繼電器軸與電動(dòng)機(jī)軸相耦合，但其觸點(diǎn)接在控制電路中。

圖1.42速度繼電器原理示意圖1—轉(zhuǎn)軸2—轉(zhuǎn)子3—定子4—線圈5—擺錘6、7—靜觸點(diǎn)8、9—簧片

轉(zhuǎn)子是一個(gè)圓柱形永久磁鐵，其軸與被控制電動(dòng)機(jī)的軸相耦合。定子是一個(gè)籠型空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有籠形線圈。定子空套在轉(zhuǎn)子上，能獨(dú)自偏擺。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)，這樣就在速度繼電器的轉(zhuǎn)子和定子圓環(huán)之間的氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并產(chǎn)生電流，此電流與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使定于偏轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)角度與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。當(dāng)偏轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，與定子連接的擺錘推動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)，使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高后，擺錘繼續(xù)偏擺，使常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，擺錘偏轉(zhuǎn)角度隨之下降，動(dòng)觸點(diǎn)在簧片作用下復(fù)位(常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)、常閉觸點(diǎn)閉合)。其他常用電器

一般速度繼電器的動(dòng)作速度為120r/min，觸點(diǎn)的復(fù)位速度在100r/min以下，轉(zhuǎn)速在3000r/min～3600r/min能可靠地工作，允許操作頻率不超過(guò)30次/h。速度繼電器主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速來(lái)選擇。使用時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)軸應(yīng)與電動(dòng)機(jī)同軸連接，安裝接線時(shí)，正反向的觸點(diǎn)不能接錯(cuò)，否則不能起到反接制動(dòng)時(shí)接通和斷開(kāi)反向電源的作用。速度繼電器的圖形符號(hào)及文字符號(hào)如圖1.43所示。圖1.43速度繼電器的圖形及文字符號(hào)六、主令電器

主令電器是在自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)出指令或信號(hào)的電器，用來(lái)控制接觸器、繼電器或其他電器線圈，使電路接通或斷開(kāi)，以達(dá)到控制生產(chǎn)機(jī)械的目的。主令電器應(yīng)用十分廣泛，種類繁多。常用的主令電器按其作用可分為控制按鈕、行程開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、主令控制器及其他主令電器(腳踏開(kāi)關(guān)、鈕子開(kāi)關(guān)、緊急開(kāi)關(guān))等。其他常用電器1.按鈕按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用廣泛的手動(dòng)主令電器，在低壓控制電路中，用來(lái)發(fā)出手動(dòng)指令遠(yuǎn)距離控制其他電器，再由其他電器去控制主電路或轉(zhuǎn)移各種信號(hào)，也可以直接用來(lái)轉(zhuǎn)換信號(hào)電路和電器聯(lián)鎖電路等。按鈕一般由按鈕帽、復(fù)位彈簧、觸點(diǎn)和外殼等部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖1.44所示，每個(gè)按鈕中觸點(diǎn)的形式和數(shù)量可根據(jù)需要裝配成1常開(kāi)、1常閉到6常開(kāi)、6常閉形式?？刂瓢粹o可做成單式(一個(gè)按鈕)、復(fù)式(兩個(gè)按鈕)和三聯(lián)式(3個(gè)按鈕)的形式。為便于識(shí)別各個(gè)按鈕的作用，避免誤操作，通常在按鈕帽上做出不同標(biāo)志或涂以不同顏色，表示不同作用。一般用紅色作為停止按鈕，綠色作為起動(dòng)按鈕。其圖形符號(hào)和文字符號(hào)如圖1.45所示。圖1.44按鈕1—按鈕帽2—復(fù)位彈簧3—?jiǎng)佑|點(diǎn)4—常開(kāi)觸點(diǎn)的靜觸點(diǎn)5—常閉觸點(diǎn)的靜觸點(diǎn)6、7—觸點(diǎn)接線柱其他常用電器圖1.45按鈕的圖形及文字符號(hào)

當(dāng)按下按鈕時(shí)，常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)后接通。按鈕釋放后，在復(fù)位彈簧作用下使觸點(diǎn)復(fù)位，所以，按鈕常用來(lái)控制電器的點(diǎn)動(dòng)。按鈕接線沒(méi)有進(jìn)線和出線之分，直接將所需的觸點(diǎn)連入電路即可。在按鈕沒(méi)有按下時(shí)，接在常開(kāi)觸點(diǎn)接線柱上的線路是斷開(kāi)的，常閉觸點(diǎn)接線柱上的線路是接通的；當(dāng)按下按鈕時(shí)，兩種觸點(diǎn)的狀態(tài)改變，同時(shí)也使與之相連的電路狀態(tài)改變。2.行程開(kāi)關(guān)

行程開(kāi)關(guān)也稱為限位開(kāi)關(guān)或位置開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)工作機(jī)械的位置，是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的撞擊來(lái)發(fā)出控制信號(hào)的主令電器，所以稱為行程開(kāi)關(guān)。將行程開(kāi)關(guān)安裝于生產(chǎn)機(jī)械行程終點(diǎn)處，可限制其行程。主要用于改變生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、行程大小及位置保護(hù)等。行程開(kāi)關(guān)的種類很多，按動(dòng)作方式分為瞬動(dòng)型和蠕動(dòng)型；按其頭部結(jié)構(gòu)可分為直動(dòng)式(如LX1、JLXK1系列)、滾輪式(如LX2、JLXK2系列)和微動(dòng)式(如LXW-11、JLXK1-11系列)3種。其他常用電器

直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)的外形及結(jié)構(gòu)原理如圖1.46所示，它的動(dòng)作原理與按鈕相同。但它的觸點(diǎn)分合速度取決于生產(chǎn)機(jī)械的移動(dòng)速度。當(dāng)移動(dòng)速度低于0.4m/min時(shí)，觸點(diǎn)斷開(kāi)太慢，易受電弧燒損。

圖1.46直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)1—頂桿2—彈簧3—常閉觸點(diǎn)4—觸點(diǎn)彈簧5—常開(kāi)觸點(diǎn)

為此，應(yīng)采用有盤(pán)形彈簧機(jī)構(gòu)瞬時(shí)動(dòng)作的滾輪式行程開(kāi)關(guān)，如圖1.47所示。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械的行程比較小且作用力也很小時(shí)，可采用具有瞬時(shí)動(dòng)作和微小動(dòng)作的微動(dòng)開(kāi)關(guān)，如圖1.48所示。其他常用電器圖1.47滾輪式行程開(kāi)關(guān)圖1.48微動(dòng)行程開(kāi)關(guān)1—滾輪2—上輪臂3、5、11—彈簧4—套架

6、9—壓板7—觸點(diǎn)8—觸點(diǎn)推桿10—小滑輪1—推桿2—彎形片狀彈簧3—常開(kāi)觸點(diǎn)

4—常閉觸點(diǎn)5—復(fù)位彈簧行程開(kāi)關(guān)的圖形符號(hào)和文字符號(hào)如圖1.49所示。圖1.49行程開(kāi)關(guān)的圖形及文字符號(hào)其他常用電器3.接近開(kāi)關(guān)

接近開(kāi)關(guān)又稱為無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)的物體與之接近到一定距離時(shí)，它就發(fā)出動(dòng)作信號(hào)，從而進(jìn)行相應(yīng)的操作，不像機(jī)械行程開(kāi)關(guān)那樣需要施加機(jī)械力。接近開(kāi)關(guān)是通過(guò)其感應(yīng)頭與被測(cè)物體間介質(zhì)能量的變化來(lái)取得信號(hào)的。接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用已遠(yuǎn)超出一般行程控制和限位保護(hù)的范疇，可用于高速計(jì)數(shù)、測(cè)速、液面檢測(cè)、檢測(cè)金屬物體是否存在及其尺寸大小、加工程序的自動(dòng)銜接和作為無(wú)觸點(diǎn)按鈕等。即使用作一般行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命及對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力也比普通機(jī)械行程開(kāi)關(guān)高。接近開(kāi)關(guān)按其工作原理可分為高頻振蕩型、感應(yīng)電橋型、霍爾效應(yīng)型、光電型、永磁及磁敏元件型、電容型及超聲波型等多種形式，其中以高頻振蕩型最為常用。高頻振蕩型的結(jié)構(gòu)包括感應(yīng)頭、振蕩器、開(kāi)關(guān)器、輸出器和穩(wěn)壓器等幾部分。當(dāng)裝在生產(chǎn)機(jī)械上的金屬檢測(cè)體(通常為鐵磁件)接近感應(yīng)頭時(shí)，由于感應(yīng)作用，使處于高頻振蕩器線圈磁場(chǎng)中的物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流(及磁滯)損耗，以致振蕩回路因電阻增大、損耗增加而使振蕩減弱，直至停止振蕩。這時(shí)，晶體管開(kāi)關(guān)就導(dǎo)通，并通過(guò)輸出器(即電磁式繼電器)輸出信號(hào)，從而起到控制作用。高頻振蕩型用于檢測(cè)各種金屬，現(xiàn)在應(yīng)用最為普遍；電磁感應(yīng)型用于檢測(cè)導(dǎo)磁和非導(dǎo)磁金屬；電容型用于檢測(cè)各種導(dǎo)電和不導(dǎo)電的液體及金屬；超聲波型用于檢測(cè)不能透過(guò)超聲波的物質(zhì)。下面介紹晶體管停振型的接近開(kāi)關(guān)電路。晶體管停振型接近開(kāi)關(guān)屬于高頻振蕩型。高頻振蕩型接近信號(hào)的發(fā)生機(jī)構(gòu)實(shí)際上是一個(gè)LC振蕩器，其中L是電感式感辨頭。當(dāng)金屬檢測(cè)體接近感辨頭時(shí)，在金屬檢測(cè)體中將產(chǎn)生渦流，由于渦流的去磁作用使感辨頭的等效參數(shù)發(fā)生變化，改變振蕩回路的諧振阻抗和諧振頻率，使振蕩停止，并以此發(fā)出接近信號(hào)。LC振蕩器由LC諧振回路、放大器和反饋電路構(gòu)成。按反饋方式可分為電感分壓反饋式、電容分壓反饋式和變壓器反饋式。其他常用電器晶體管停振型接近開(kāi)關(guān)的框圖如圖1.50所示。晶體管停振型接近開(kāi)關(guān)的實(shí)際電路如圖1.51所示。圖1.50晶體管停振型接近開(kāi)關(guān)的框圖圖1.51晶體管停振型接近開(kāi)關(guān)的實(shí)際電路其他常用電器

電路采用了電容三點(diǎn)式振蕩器，感辨頭L僅有兩根引出線，因此也可作成離式結(jié)構(gòu)。由C2取出的反饋電壓經(jīng)R2和Rf加到晶體管V1的基極和發(fā)射極兩端，取分壓比等于1，即C1=C2，其目的是為了能夠通過(guò)改變Rf來(lái)整定開(kāi)關(guān)的動(dòng)作距離。由V2、V3組成的射極耦合觸發(fā)器不僅用作鑒幅，同時(shí)也起電壓和功率放大作用。V2的基射結(jié)還兼作檢波器。為了減輕振蕩器的負(fù)擔(dān)，選用較小的耦合電容C3(510pF)和較大的耦合電阻R4(10kΩ)。振蕩器輸出的正半周電壓使C3充電。負(fù)半周C3經(jīng)過(guò)R4放電，選擇較大的R4可減小放電電流，由于每周內(nèi)的充電量等于放電量，所以較大的R4也會(huì)減小充電電流，使振蕩器在正半周的負(fù)擔(dān)減輕。但是R4也不應(yīng)過(guò)大，以免V2基極信號(hào)過(guò)小而在正半周內(nèi)不足以飽和導(dǎo)通。檢波電容C4不接在V2的基極而接在集電極上，其目的也是為了減輕振蕩器的負(fù)擔(dān)。由于充電常數(shù)R5C4遠(yuǎn)大于放電時(shí)間常數(shù)(C4通過(guò)半波導(dǎo)通向V2和V7放電)，因此當(dāng)振蕩器振蕩時(shí)，V2的集電極電位基本等于其發(fā)射極電位，并使V3可靠地截止。當(dāng)有金屬檢測(cè)體接近感辨頭L使振蕩器停振時(shí)，V3的導(dǎo)通因C4充電有幾百微秒的延遲。C4的另一作用是當(dāng)電路接通電源時(shí)，振蕩器雖不能立即起振，但由于C4上的電壓不能突變，使V3不致有瞬間的誤導(dǎo)通。本章小結(jié)

本章所講的主要內(nèi)容是常用低壓電器的作用、分類、結(jié)構(gòu)及其工作原理。為繼電—接觸器控制電路的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)要熟悉低壓電器的原理及使用方法。要特別說(shuō)明的是在使用同一電器時(shí)，其圖形符號(hào)及文字符號(hào)必須統(tǒng)一，以免與其他同類電器混淆。習(xí)題與思考題1-1試述電磁式低壓電器的一般工作原理。1-2低壓電器中熄滅電弧所依據(jù)的原理有哪些？常見(jiàn)的滅弧方法有哪些？1-3接觸器的作用是什么？根據(jù)結(jié)構(gòu)特征如何區(qū)分交流、直流接觸器？1-4常開(kāi)與常閉觸點(diǎn)如何區(qū)分？時(shí)間繼電器的常開(kāi)與常閉觸點(diǎn)與普通常開(kāi)與常閉觸點(diǎn)有什么不同？1-5何謂電磁式電器的吸力特性和反力特性？為什么吸力特性與反力特性的配合應(yīng)使兩者盡量靠近為宜？1-6交流電磁機(jī)構(gòu)中的短路環(huán)的作用是什么？1-7交流接觸器在銜鐵吸合前的瞬間，為什么在線圈中會(huì)產(chǎn)生很大的電流沖擊？直流接觸器會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？為什么？1-8交流接觸器能否串聯(lián)使用？為什么？1-9選用接觸器時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？接觸器和中間繼電器有何差異？1-10交流接觸器在運(yùn)行中有時(shí)線圈斷電后，銜鐵仍掉不下來(lái)，電動(dòng)機(jī)不能停止，這時(shí)應(yīng)如何處理？故障原因在哪里？應(yīng)如何排除？1-11線圈電壓為220V的交流接觸器，誤接入380V交流電源上會(huì)發(fā)生什么問(wèn)題？為什么？1-12電壓繼電器和電流繼電器在電路中各起什么作用？如何接入電路？1-13什么是繼電器的返回系數(shù)？欲提高電壓(或電流)繼電器的返回系數(shù)可采用哪些措施？1-14低壓斷路器在電路中的作用是什么？1-15熔斷器的額定電流、熔體的額定電流和熔體的極限分?jǐn)嚯娏魅哂泻螀^(qū)別？1-16電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流很大，當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，熱繼電器會(huì)不會(huì)動(dòng)作？為什么？1-17當(dāng)失壓、過(guò)載及過(guò)電流時(shí)脫扣器起什么作用？1-18星形聯(lián)接的三相異步電動(dòng)機(jī)能否采用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器作為斷相和過(guò)載保護(hù)？三角形三相電動(dòng)機(jī)為什么要采用帶有斷相保護(hù)的熱繼電器？1-19既然在電動(dòng)機(jī)的主電路中裝有熔斷器，為什么還要裝熱繼電器？裝有熱繼電器是否就可以不裝熔斷器？為什么？1-20主令控制器在電路中各起什么作用？1-21是否可以用過(guò)電流繼電器作電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)？為什么？1-22接近開(kāi)關(guān)有何作用？其傳感檢測(cè)部分有何特點(diǎn)？習(xí)題與思考題第2