第02章 機械繼電接觸器基本控制電路及邏輯表示1

第二章機械繼電接觸器基本控制電路及邏輯表示(一）目錄2.1常用低壓電器

一、開關電器

二、熔斷器

三、主令電器

四、交流接觸器

五、繼電器

六、常用電子式電器

機床和機械設備一般采用電動機拖動，大多采用繼電器接觸器控制方式。繼電器接觸器控制電路由繼電器、接觸器、按鈕、開關等元件組成，均是開關元件，一般只有兩種工作狀態(tài)；即通、斷；得電、失電；這與邏輯電路中的‘1’、‘0’相對應，因而可用邏輯代數(shù)來分析、描述和設計電氣控制電路。

電器——在電能生產(chǎn)、輸送、分配與應用過程中起控制、調(diào)節(jié)、檢測及保護等作用的電工器械，統(tǒng)稱為電器。例如：自動開關、轉換開關、刀開關、低壓熔斷器、控制繼電器、接觸器、控制器和主令電器等。按工作電壓等級分類:

低壓電器——是指工作電壓在交流1000V及以下或直流1200V及以下的各種電器。高壓電器——是指工作電壓在交流1000V以上或直流1200V以上的各種電器。電器概念按動作原理分類：手動電器：通過人的操作發(fā)出動作指令的電器。自動電器：產(chǎn)生電磁吸力而自動完成動作指令的電器按用途分類：控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。配電電器：用于電能的輸送和分配的電器。主令電器：用于自動控制系統(tǒng)中發(fā)送動作指令的電器保護電器：用于保護電路及用電設備的電器。執(zhí)行電器：用于完成某種動作或傳送功能的電器。電器概念低壓電器是設備電器控制系統(tǒng)中的最基本元件，要想能夠分析各種電氣控制系統(tǒng)的工作原理，必須掌握低壓電器的基本知識和常用低壓電器的結構及工作原理，并能對常用低壓電器元件進行選擇、使用和調(diào)整。

電器概念

低壓電器種類繁多，結構各異，用途廣泛，功能多樣。其分類方法很多，下面簡單介紹低壓電器常用的分類方法。1．按其在電路中作用分(1)控制類電器包括接觸器、開關電器、控制繼電器、主令電器等。其在電路中主要起控制、轉換作用。(2)保護類電器包括熔斷器、熱繼電器、過電流繼電器、欠電壓繼電器、過電壓繼電器等。其在電路中主要起保護作用。按作用分類2．按其動作方式分(1)自動切換電器電器在完成接通、分斷或使電動機起動、反向以及停止等動作時，依靠其本身的參數(shù)變化或外來信號而自動進行動作。如：接觸器、繼電器、熔斷器等。(2)手動切換電器通過人力作功(用手或通過杠桿)直接扳動或旋轉操作手柄來完成切換的電器。如：刀開關、轉換開關、按鈕等。按動作分類2.1常用低壓電器

下面主要介紹機械設備電氣控制中經(jīng)常用到的低壓電器，著重介紹部分技術先進、符合電工行業(yè)的國際標準IEC(InternationalElectroTechnicalCommission)的電器產(chǎn)品，了解其結構、工作原理、用途、型號、圖形符號及文字符號，為閱讀和理解電氣控制電路和正確使用及選擇這些器件打下基礎。2.1常用低壓電器圖形符號和文字符號D65圖形符號文字符號符號要素一般符號限定符號基本文字符號輔助文字符號補充文字符號通常用于圖樣或其它文件，用以表示一個設備或概念的圖形、標記或字符。用于電氣技術領域中技術文件的編制，表示電氣設備、裝置和元件的名稱、功能、狀態(tài)和特征。D651.圖形符號符號要素：具有確定意義的簡單圖形，必須同其它圖形組合構成一個設備或概念的完整符號。如接觸器常開主觸點符號，由接觸器觸點功能符號和常開觸點符號組合而成。一般符號：表示一類產(chǎn)品和此類產(chǎn)品特征的一種簡單的符號，如電動機可用一個圓圈表示。限定符號：提供附加信息的一種加在其它符號上的符號。D652.文字符號基本文字符號：單字母符號：雙字母符號：按拉丁字母順序將各種電氣設備、裝置和元器件劃分成為23大類，每一類用一個專用單字母符號表示，如“C”表示電容器類，“R”表示電阻器類等。D652.文字符號基本文字符號：單字母符號：雙字母符號：由一個表示種類的單字母符號與另一個字母組成，且以單字母符號在前，另一字母在后的次序列出，如“F”表示保護器件類，“FU”則表示為熔斷器。D652.文字符號基本文字符號：輔助文字符號：表示電氣設備、裝置和元器件以及電路的功能、狀態(tài)和特征。如“RD”表示紅色，“L”表示限制等。單字母符號：雙字母符號:補充文字符號：當規(guī)定的基本文字符號和輔助文字符號不夠使用時，可按國家標準中文字符號組成規(guī)律和下述原則予以補充。D652.文字符號補充文字符號原則：在不違背國家標準文字符號編制原則的條件下，可采用國家標準中規(guī)定的電氣文字符號。在優(yōu)先采用基本和輔助文字符號的前提下，可補充國家標準中未列出的雙字母文字符號和輔助文字符號。使用文字符號時，應按電氣名詞術語國家標準或專業(yè)技術標準中規(guī)定的英文術語縮寫而成?；疚淖址柌坏贸^兩位字母，輔助文字符號一般不超過三位字母。文字符號采用拉丁字母大寫正體字，且拉丁字母中“I”和“O”不允許單獨作為文字符號使用。D65主電路接點表示：三相交流電源采用L1、L2、L3標記主電路按U、V、W順序標記分級電源在U、V、W前加數(shù)字1、2、3來標記分支電路在U、V、W后加數(shù)字1、2、3來標記控制電路用不多于3位的阿拉伯數(shù)字編號D65

電器一般都具有三個基本組成部分：電磁機構、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置。1、電磁機構

電磁機構將電能轉換成機械能，通過杠桿機構帶動觸頭的閉合和分開。

電磁機構一般由線圈、鐵心和銜鐵三部分組成。（如后圖所示）其結構形式按照動作方式有直動式和轉動式，電磁機構有直流和交流兩種。低壓電器的結構D65

電磁機構原理

當線圈中有工作電流通過時，電磁吸力克服彈簧的反作用力，使得銜鐵與鐵心閉合，由連接機構帶動相應的觸頭動作。

常用的磁路結構1-銜鐵2-鐵心3-線圈D65D65觸頭系統(tǒng)用途分為動合觸頭（常開觸點NO):在沒有通電或不受外力作用的常態(tài)下處于斷開狀態(tài)的觸頭。動斷觸頭(常閉觸點NC):在沒有通電或不受外力作用的常態(tài)下處于閉合狀態(tài)的觸頭。2、觸頭系統(tǒng)

觸頭是有觸點電器的執(zhí)行部件，用來接通和斷開電路。D65觸頭系統(tǒng)結構有橋式指式點接觸式:用于電流不大的場合面接觸式:用于電流較大的場合:適合于觸頭分合次數(shù)多、電流大的場合觸頭分為觸頭分為主觸頭:用于通斷電流較大的主電路。輔助觸頭:用于通斷電流較小的控制電路。D65動合觸點橋式觸頭D653、滅弧裝置

當觸頭分斷大電流電路時，會在動、靜觸頭間產(chǎn)生強烈的電弧。電弧會燒傷觸頭，并使電路的切斷時間延長，嚴重時甚至會引起觸電或其他事故。

必須采用滅弧裝置來迅速熄滅觸點在分斷電路時所產(chǎn)生的電弧。（如后圖所示）

滅弧措施：

電動力滅弧、窄縫滅弧、柵片滅弧、磁吹滅弧。

D65滅弧裝置觸頭分開時，產(chǎn)生的電弧在電動力的作用下被推入一組金屬柵片中而被分割成數(shù)段，彼此絕緣的金屬柵片的每一片都相當于一個電極，因而就有許多個陰陽極壓降，使電弧無法繼續(xù)維持而熄滅。一、開關電器開關電器——指低壓電器中作為不頻繁地手動接通和分斷電路的開關，或作為機床電路中電源的引入開關。主要有有刀開關、組合開關、自動開關（低壓斷路器）等1．刀開關“刀開關”是具有刀形觸片的各類開關電器的總稱。它們屬結構比較簡單、操作方便的手動電器。根據(jù)不同的工作原理、使用條件和結構形式，刀開關及其與熔斷器組成的產(chǎn)品可分為板用刀開關、開啟式負荷開關、熔斷器組合電器等。一、開關電器刀開關1—手柄2—觸刀3—靜插座4—鉸鏈支座5—絕緣支座刀開關的圖形符號文字符號為QS板用刀開關1)板用刀開關實物圖實物圖2)開啟式負荷開關開啟式負荷開關(習稱膠蓋瓷底刀開關)由刀開關和熔斷器串聯(lián)組合而成。常用來分斷工作負荷電流，用作電氣照明電路的控制開關及分支電路的配電開關，三極開啟式負荷開關有時也可用于5.5kW以下的三相籠型異步電動機不頻繁地直接起動和停止控制。目前，國內(nèi)常用的開啟式負荷開關有HK2、HK4系列等。開啟式負荷開關具有使用方便，價格低廉等優(yōu)點。但其在控制電動機時易出現(xiàn)一相熔絲提前熔斷，電動機缺相運行而被燒壞的現(xiàn)象，且該開關無滅弧裝置，分斷大電流時，產(chǎn)生電弧很大，易出現(xiàn)人身安全事故，現(xiàn)已逐漸被塑料外殼式低壓斷路器來取代。負荷開關實物圖3)熔斷器組合電器熔斷器組合電器是由刀開關、隔離器與熔斷器組合而成的各類電器總稱。一般能進行有載通斷，并有一定的短路保護功能。熔斷器組合電器結構緊湊、操作方便、安全可靠，因而被廣泛采用并逐漸替代某些老產(chǎn)品。熔斷器組合電器有刀開關熔斷器組、熔斷式刀開關、隔離器熔斷器組、熔斷式隔離器四種。下面介紹刀開關熔斷器組和熔斷式刀開關。熔斷器組合電器1—閘刀2—夾座3—熔斷器4—手柄5—轉軸6—速斷彈①刀開關熔斷器組刀開關熔斷器組是由刀開關和熔斷器串聯(lián)組合。刀開關熔斷器組封閉式負荷開關的圖形符號文字符號為QF圖形文字符號②熔斷式開關刀開關的動觸頭由熔斷器組成時即為熔斷式刀開關，也稱刀熔開關。其兼有熔斷器和刀開關的功能，在正常情況下，熔斷式刀開關可以接通和分斷額定電流及額定電流以下的電流，如果電路中出現(xiàn)嚴重過載及短路故障，熔斷器中的熔體就被熔斷，及時切斷故障電路。因此，熔斷式刀開關可當作配電電路和電動機控制電路中作電源開關的短路保護之用。目前，國內(nèi)常用的熔斷式刀開關有HR3、HR5、HRll等系列。熔斷式開關實物圖主要參數(shù)：

額定電壓：長期工作所承受的最大電壓，大于所控制的線路額定電壓。額定電流：長期通過的最大允許電流，大于負載的額定電流。極數(shù)：與電源進線相數(shù)相等。分斷能力主要參數(shù)〇

〇－

〇

/〇

〇刀開關代號手柄操作位置額定電流極數(shù)特征代號(HD－單投向)(11－中間手柄)(0－不帶滅弧罩)(HS－雙投向)(12－側面正向操作)(1-－帶滅弧罩)(13－中間杠桿操作)(8－板前接線)(14－側面手柄)(9－板后接線)

刀開關型號及其含義說明舉例

1一手柄2一轉軸3一彈簧4一凸輪5一絕緣底板6一動觸片7一靜觸片8一接線柱9一絕緣方軸2．組合開關組合開關因其可實現(xiàn)多組觸頭組合故有組合開關之稱，實際是一種轉換開關。2、組合開關組合開關的圖形符號文字符號為QS結構圖實物圖實物圖001班第二節(jié)課20133．低壓斷路器低壓斷路器過去常稱自動開關或空氣開關等，為了符合IEC國際標準，現(xiàn)統(tǒng)一使用低壓斷路器這個名稱，可簡稱斷路器。當電路正常工作時，斷路器可以接通或分斷正常負載電流；當電路發(fā)生嚴重的過載或短路或失壓故障時，斷路器能夠自動地分斷故障電路，有效地保護串接在其后面的電氣設備。因而，低壓斷路器是一種具有保護環(huán)節(jié)的開關電器，廣泛應用低壓配電電路、電氣控制電路中。3、低壓斷路器002班第二節(jié)課2013按結構型式分：萬能式(曾稱框架式)

：一般有個鋼制框架，所有部件均按裝在這個框架內(nèi)(導電部分加絕緣)；敞開式結構，適用于大容量配電裝置。塑料外殼（裝置）式：外殼用絕緣材料制作，安全性良好，用于電氣控制設備及建筑物內(nèi)電源線路保護、電動機過載和短路保護。結構分類斷路器主要有三個部分組成(塑料外殼式斷路器)①觸點和滅弧系統(tǒng)；

觸點用來接通和分斷主電路,觸點上裝有滅弧裝置，目的是為了提高分斷能力②各種可供選擇的脫扣器，包括過電流脫扣器、失電壓(欠電壓)脫扣器、熱脫扣器和分勵脫扣器；③操作機構和自由脫扣機構(自由脫扣是指當電路出現(xiàn)故障時，不論操作手柄在何位置，觸點均能迅速自動分斷)。分為機械式和電動式組成D65鎖鉤主觸點手動閉合

過流脫扣器

欠壓脫扣器銜鐵連桿裝置釋放彈簧過載脫扣器低壓斷路器工作原理圖工作原理1—釋放彈簧2—主觸點3—鉤子4—過電流脫扣器5—失壓脫扣器正常工作：主觸點靠操作機構手動或電動合閘，接通和分斷工作電流。短路或過流保護：過流脫扣器的銜鐵被吸合，自由脫扣機構的鉤子脫開，自動開關觸點分離，切除故障電流。失壓或零壓保護：失壓脫扣器的銜鐵被釋放，自由脫扣機構動作，斷路器觸點分離，切斷電路。

圖形文字符號圖2.7低壓斷路器工作原理圖1—分閘彈簧2—主觸頭3—傳動桿4—鎖扣5—軸6—過電流脫扣器7—熱脫扣器8—欠壓失壓脫扣器9—分勵脫扣器圖形文字符號低壓斷路器的圖形符號文字符號為QF圖形文字符號低壓斷路器的圖形符號文字符號為QF圖形文字符號

選用低壓斷路器時應滿足：1)斷路器的額定工作電壓和額定電流應分別不低于線路額定電壓和計算電流；2)熱脫扣器的整定電流應與所控制電動機的額定電流或負載額定電流一致；3)斷路器的瞬時或短延時脫扣器整定電流應大于負載電路尖峰電流，對于電動機保護電路，當動作時間大于0.02s時可按不低于1.35倍起動電流的原則確定；當動作時間小于0.02s時則應增加為不低于起動電流的1.7～2倍。實物圖實物圖實物圖實物圖實物圖實物圖熔斷器是一種最簡單有效而價廉的保護電器。使用時，它串接在所保護的電路中，作為電路及用電設備的短路及嚴重過載的保護元件，主要用作短路保護。1、組成及結構1）熔體（保險絲）——由易熔金屬鉛、錫、鋅、銅、銀及其合金制成，通常制成絲狀或片狀。2）熔管（熔座）——時裝熔體的外殼，由陶瓷、絕緣紙或玻璃纖維組成，在熔體熔斷時兼由滅弧的作用。二、熔斷器

二、熔斷器電流流過熔體時產(chǎn)生的熱能與電流的平方和電流通過的時間成正比，因此，電流越大，則熔體熔斷的時間越短。這一熔體熔斷電流值與熔斷時間的關系稱為熔斷器的保護特性，也稱安—秒特性?？捎糜覉D曲線表示。圖熔斷器安秒特性2、工作原理

2、工作原理3、圖形符號及文字符號FU圖熔斷器圖形符號3、圖形符號4．常用熔斷器熔斷器的種類很多，按其結構型式主要有以下幾種：(1)插入式熔斷器常用插入式熔斷器有RClA系列，(2)螺旋式熔斷器常用螺旋式熔斷器有RLl、RL2、RL6、RL7等系列(3)無填料封閉管式熔斷器常用無填料封閉管式熔斷器有RMl、RMl0等系列(4)有填料封閉管式熔斷器常用有填料封閉管式熔斷器有RT0、RTl2、RTl4、RTl5等系列4、常用熔斷器5．熔斷器的主要性能參數(shù)

(1)額定電壓熔斷器的額定電壓取決于線路的額定電壓，它必須大于或等于線路的額定電壓。(2)額定電流熔斷器在規(guī)定的條件下可以連續(xù)使用而不會發(fā)生運行變化的電流。熔斷器的額定電流根據(jù)被保護的電路(支路)及設備的額定負載電流選擇。(3)分斷能力熔斷器在額定電壓下能分斷的最大電流值。它取決于熔斷器的滅弧能力，與熔體額定電流無關。(4)限流特性熔斷器應具有良好的限流特性，即熔斷器實際分斷的電流比預期短路電流小得多，限流特性由產(chǎn)品樣本提供。5、性能參數(shù)實物圖實物圖實物圖實物圖實物圖熔斷器的應用

當流過電流的熱量達到FU的熔點時，F(xiàn)U就切斷電路，從而達到保護目的。主令電器——是自動控制系統(tǒng)中用于發(fā)送控制指令的非自動切換電器。主令電器主要是用來接通和分斷控制電路，用以發(fā)出命令或信號，達到對電力傳動系統(tǒng)的控制。主令電器應用廣泛，種類繁多。主要有控制按鈕、位置開關(包括行程開關、微動開關、接近開關等)、萬能轉換開關、十字開關、主合控制器及其它主合電器等。三、主令電器三、主令電器1．按鈕按鈕——是一種結構簡單、應用廣泛的主令電器。主要用于手動發(fā)出控制信號。是一種短時接通或分斷小電流電路的電器，它不直接去控制主電路的通斷，而是在控制電路中用于手動發(fā)出控制信號，去控制繼電器、接觸器或電氣聯(lián)鎖電路，以實現(xiàn)對各種運動的控制。1、按鈕常閉觸點常開觸點圖2—7按鈕結構示意圖1、2、3、4一靜觸頭5一橋式觸頭6一復位彈簧7一按鈕帽圖2—8按鈕圖形符號a)動合觸點b)動斷觸點c)復式觸點文字符號SB1）組成及結構顏色說明按鈕開關：常態(tài)：常閉（動斷）觸點閉合，常開（動合）觸點斷開按下：常閉（動斷）觸點斷開，常開（動合）觸點閉合按鈕開關顏色規(guī)定：“停止”和“急?！卑粹o必須是紅色。“啟動”按鈕的顏色是綠色?！包c動”按鈕必須是黑色?！皢印迸c“停止”交替動作的按鈕必須是黑白、白色或灰色。“復位”按鈕必須是藍色。復位按鈕兼有停止的作用時，則必須是紅色。D65M3~刀閘起隔離作用自保持停止按鈕起動按鈕QFUSB2SB1KMKMKM特點：小電流控制大電流。表2－1實物圖實物圖實物圖實物圖D652．行程開關（位置）開關行程開關——又稱限位開關，是一種利用生產(chǎn)機械的某運動部件對開關操作機構的碰撞而使觸頭動作，發(fā)出控制信號的主令電器。主要用來控制生產(chǎn)機械的運動方向、行程及位置保護。在工業(yè)電氣系統(tǒng)的順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測中，位置開關被廣泛使用。位置開關按結構分為機械式和電氣式兩種。機械設備中常用的機械式位置開關有行程開關和微動開關等，電氣式位置開關有接近開關、光電開關等。2、行程開關分類機械結構的接觸式有觸點行程開關：移動物體碰撞行程開關的操動頭，使行程開關的常開觸點接通和常閉觸點分斷行程開關分類：外殼防護形式：開啟式、防護式、防塵式。動作速度：瞬動、慢動（蠕動）。復位方式：自動復位、非自動復位。接線方式：螺釘式、焊接式、插入式。操作形式：直桿式（柱塞式）、直桿滾輪式（滾輪柱塞式）、轉臂式、方向式、叉式、鉸鏈杠桿式。用途：一般用途行程開關、起重設備用行程開關、微動開關。D65直動式行程開關滾輪式行程開關微動開關分類接近開關：電氣結構的非接觸式行程開關：運動著的物體接近它到一定距離時，發(fā)出信號，從而進行相應的操作。類型：高頻振蕩型、霍爾效應型、電容型、超聲波型等參數(shù)：動作距離、重復精度、操作頻率及復位行程等光電開關：光電結構的非接觸式行程開關：運動著的物體接近它到一定距離時，通過光的發(fā)射和接收部件，發(fā)出信號，從而進行相應的操作。根據(jù)光的發(fā)射和接收部件的安裝位置和光的接收方式的不同，分為對射式和反射式作用距離從幾厘米到幾十米不等。圖直動式行程開關結構圖1一動觸點2一靜觸點3一推桿右圖是直動式行程開關的結構圖。行程開關的工作原理與控制按鈕相同，區(qū)別僅是行程開關不是靠手指的按壓，而是利用生產(chǎn)機械運動部件上撞塊的碰壓而使觸點動作。結構圖D65(b)示意圖未撞擊撞擊(a)外形圖行程開關結構與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。行程開關的圖形符號如下圖所示。文字符號為SQ

圖行程開關圖形符號a)動合觸點b)動斷觸點c)復式觸點圖形符號常開（動合）觸點常閉（動斷）觸點SQSQ行程開關種類繁多，按操作形式分為直桿式(柱塞式)、直桿滾動式(滾動柱塞式)、轉臂式、萬向式、叉式、鉸鏈杠桿式等，按復位方式分為自動復位和非自動復位，按外殼防護形式分為開啟式、防護式和防塵式，按運動速度分為瞬動式和慢動(蠕動)式。行程開關具有體積小、動作可靠、壽命長、調(diào)整方便等優(yōu)點。D65M3~刀閘起隔離作用自保持限位開關起動按鈕QFUSB2QS1KMKMKM特點：小電流控制大電流。實物圖實物圖實物圖實物圖實物圖實物圖實物圖002班第3次課2013接觸器是利用電磁吸力的作用來使觸頭閉合和斷開大電流電路（主電路及大容量控制電路）的自動切換電器。其主要控制對象是電動機，也可用于其它電力負載，如電熱器、電焊機、電爐、變壓器及電容器等。接觸器不僅可用來頻繁地接通或斷開帶負荷電路，而且能實現(xiàn)遠距離控制，還具有低電壓（欠壓或失壓）釋放保護功能，因而被廣泛使用。四、交流接觸器四、接觸器交流接觸器多用于遠距離控制電壓至380V，電流至600A的交流電路，頻繁啟動和控制交流電動機。它主要由電磁機構、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置等部分組成。接觸器種類繁多按使用的電路：交流接觸器和直流接觸器；按驅動力：電磁式、氣動式和液壓式等接觸器；按滅弧介質：空氣式、油浸式和真空式接觸器；

分類分類分類交流接觸器：線圈通以交流電，主觸點接通、切斷交流主電路。交變磁通穿過鐵心，產(chǎn)全渦流和磁滯損耗，使鐵心發(fā)熱。鐵心用硅鋼片沖壓而成以減少鐵損。線圈做成短而粗的圓筒狀繞在骨架上以便于散熱。鐵心端面上安裝銅制的短路環(huán)，以防止交變磁通使銜鐵產(chǎn)生強烈振動和噪聲。滅弧裝置通常采用滅弧罩和滅弧柵。

直流接觸器：線圈通以直流電，主觸點接通、切斷直流主電路。不產(chǎn)全渦流和磁滯損耗，鐵心不發(fā)熱。鐵心用整塊鋼制成。線圈制成長而薄的圓筒狀。250A以上的直流接觸器采用串聯(lián)雙繞組線圈。滅弧裝置通常采用滅弧能力較強的磁吹滅弧裝置。

D65結構1-主觸點2-常閉輔助觸點3-常開輔助觸點4-動鐵心5-線圈6-靜鐵心7-滅弧罩8-彈簧電磁接觸器結構示意圖電磁機構：將電磁能轉換成機械能，產(chǎn)生電磁吸力帶動觸點動作.觸點：接觸器的執(zhí)行元件，用來接通或斷開被控制電路。滅弧裝置：熄滅觸點分斷電流瞬間觸點之間氣隙中產(chǎn)生的電弧。其它：包括釋放彈簧機構、支架與底座等。動鐵心（銜鐵）靜鐵心電磁線圈按所控制電路?主觸點

?輔助觸點按原始狀態(tài)?常開觸點

?常閉觸點滅弧罩滅弧柵磁吹滅弧裝置原理接觸器根據(jù)電磁原理工作：

當電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸點動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合，兩者是聯(lián)動的。當線圈斷電時，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點復原，即常開觸點斷開，常閉觸點閉合。

電磁接觸器工作原理D65~~~線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧輔助觸頭M3~電機動作過程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機接通電源1．交流接觸器的結構

1、結構圖CJ20交流接觸器結構示意圖1一動觸橋2一靜觸點3一銜鐵4一緩沖彈簧5一電磁線圈6一靜鐵心7一墊氈8一觸點彈簧9一滅弧罩l0一觸點壓力簧片結構圖（1）電磁機構電磁機構失接觸器的動力元件，由電磁線圈、鐵心和銜鐵（動鐵心）和釋放彈簧等組成，其功能是操作觸點的閉合和斷開。（2）觸點系統(tǒng)包括主觸點和輔助觸點，主觸點可以通斷較大的電流，用于主電路；輔助觸點通斷較小的電流(一般不超過IOA)，用于控制電路。一般每臺接觸器有三對(或四對)動合(常開)主觸點和數(shù)對動合、動斷(常閉)輔助觸點。（3）滅弧系統(tǒng)容量在10A以上的接觸器都有滅弧裝置，常采用縱縫滅式或柵片結構。（4）其它部分包括彈簧、傳動機構、接線柱及外殼等。2．交流接觸器的工作原理。交流接觸器的工作原理：當線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力將銜鐵吸合，銜鐵帶動動觸橋向下運動，使動斷觸點斷開，動合觸點閉合(圖中未畫出)。當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在彈簧的作用下釋放，各觸點又恢復原來位置。2、工作原理接觸器的圖形符號如下圖所示。文字符號為KM

d)動斷(常閉)輔助觸點圖形符號a)線圈b)主觸點c)動合(常開)輔助觸點3．接觸器的型號及主要技術參數(shù)

3、型號及參數(shù)表2－21）型號：目前，國內(nèi)常用的交流接觸器有CJl0、CJl2、CJ20、CJ24、CJXl、CJX2等系列，其中CJ20和CJ24系列接觸器是20世紀80年代開發(fā)的新產(chǎn)品分別替代了CJl0、CJl2系列2）交流接觸器的主要技術參數(shù)有：

(1)額定電壓是指主觸點的額定工作電壓。另外還有輔助觸點、電磁線圈的額定電壓。(2)額定電流是指主觸點的額定工作電流，它是在規(guī)定工作條件下(額定工作電壓、使用類別、額定工作制和操作頻率等)，保證電器正常工作的電流值。主觸點的額定電壓和額定電流是接觸器的最重要參數(shù)，均標注在電器銘牌上。1）型號(3)約定發(fā)熱電流接觸器處于非封閉的狀態(tài)下，按規(guī)定條件試驗時，其各部件在8h工作制下的溫升不超過極限值時所能承受的最大電流。(4)接通和分斷能力接觸器在規(guī)定條件下，能在給定電壓下接通和分斷的預期電流值。在此電流值下接通和分斷時，不應發(fā)生熔焊、飛弧和過分磨損等。在低壓電器標準中，按接觸器的用途分類，規(guī)定了它的接通和分斷能力，可查閱相關手冊獲得。(5)機械壽命和電壽命機械壽命是指需要維修或更換零、部件前(允許正常維護包括更換觸頭)所能承受的無載操作循環(huán)次數(shù)；電壽命是指在規(guī)定的正常工作條件下，不需修理或更換零、部件的有載操作循環(huán)次數(shù)。(6)操作頻率每小時允許操作次數(shù)。操作頻率直接影響到接觸器的電壽命及滅弧室的工作條件，對于交流接觸器還影響線圈溫升，所以，它是一個重要的技術指標。(7)工作制標準工作制有8h工作制、不間斷工作制、斷續(xù)周期工作制和短時工作制四種。選用接觸器時應從其工作條件出發(fā)，主要考慮下列因素：①接觸器的使用類別應與負載性質相一致；②主觸點的額定工作電壓應大于或等于負載電路的電壓；③主觸點的額定工作電流應大于或等于負載電路的電流；④電磁線圈的額定電壓應與控制回路電壓相一致；⑤主觸點和輔助觸點的數(shù)量以及輔助觸點的種類應滿足控制系統(tǒng)的需要。D65接觸器的主要技術參數(shù)1、額定電壓2、主觸頭額定電流3、輔助觸頭額定電流4、主觸點和輔助觸點數(shù)目5、吸引線圈額定電壓6、接通和分斷能力實物圖實物圖繼電器是一種根據(jù)電量（電壓、電流）或非電量（如轉速、時間、溫度等）的變化開閉控制電路，實現(xiàn)自動控制和保護電力拖動裝置的電器。繼電器分類按輸入性質：電壓、電流、速度、時間、壓力等；按工作性質：電磁、感應、熱、電動、電子等；按用途：控制、保護；五、繼電器五、繼電器1、電磁式繼電器（中間繼電器）電流、電壓、中間繼電器起等大部分都是，結構與接觸器相同，但沒有滅弧裝置。中間繼電器是一種電壓繼電器，但它的出頭對數(shù)多，容量較大（5～10A），動作靈敏，在控制電路中傳輸或轉換信號的一種電器元件，其作用主要是擴展控制觸點數(shù)量或增加觸點容量。中間繼電器種類很多，除專門的中間繼電器之外，額定電流較小(不大于5A)的接觸器也常被用作中間繼電器。1、繼電器中間繼電器的圖形符號如下圖所示。文字符號為KA圖中間繼電器圖形符號a)線圈b)動合觸點c)動斷觸點實物圖實物圖2、熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應原理來工作的保護電器，它在電路中主要用作電動機的過載保護。電動機在實際運行中，如果長期超載、頻繁起動、欠電壓或斷相運行等都可能使電動機的電流超過其額定值，如果超過值并不大，熔斷器在這種情況下不會熔斷，這樣將引起電動機過熱，損壞繞組的絕緣，縮短電動機的使用壽命，嚴重時甚至燒壞電動機。因此，必須對電動機采取有效的過載保護措施。短時不嚴重的過載且沒有超過允許溫升是允許的。2、熱繼電器1）熱繼電器結構及工作原理熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片和觸點三部分組成。雙金屬片是熱繼電器的溫度檢測元件，它由兩種不同線膨脹系數(shù)的金屬片用機械輾壓成一體。線膨脹系數(shù)大的稱主動層，多采用鐵、鎳、鉻合金、銅合金、高錳合金等材料(α1＝13～20X10-61／℃)；線膨脹系數(shù)小的稱從動層，多采用鐵鎳類合金(如殷鋼)材料(a2＝l～2X10-6l／℃)。當雙金屬片受熱后由于兩層金屬的線膨脹系數(shù)不同，且兩金屬片又緊密貼合在一起，因此使得雙金屬片向從動層一側彎曲。1）結構及原理1）結構及原理發(fā)熱元件結構：I常閉觸頭雙金屬片扣板工作原理：發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開。下圖是熱繼電器工作原理示意圖。熱元件串接在電動機定子繞組中，電動機繞組電流即為流過熱元件的電流。圖熱繼電器工作原理示意圖1一凸輪2a、2b一簧片3一手動復位按鈕4一弓簧5一主雙金屬片6一外導板7一內(nèi)導板8一靜觸點9一動觸點10一杠桿11一調(diào)節(jié)螺釘12一補償雙金屬片13一推桿14一連桿15一壓簧原理圖熱繼電器的圖形符號如下圖所示。文字符號為FR

圖熱繼電器圖形符號a)熱元件b)動斷輔助觸點圖形符號2）熱繼電器型號及主要技術參數(shù)目前，國內(nèi)常用熱繼電器有JR0、JRl5、JRl6、JR20等系列，其中JR20熱繼電器為20世紀86年代更新?lián)Q代產(chǎn)品熱繼電器的主要性能參數(shù)：（1）熱繼電器額定電流熱繼電器中可以安裝的熱元件的最大整定電流值。（2）熱元件額定電流熱元件整定電流調(diào)節(jié)范圍的最大值。（3）整定電流熱元件能夠長期通過而不致引起熱繼電器動作的最大電流值。通常熱繼電器的整定電流與電動機的額定電流相當，一般取0.95～1.05額定電流。2）型號及參數(shù)2）型號及參數(shù)KMSB1

SB2KMQSKMFR

M3~L1L2L3FRFU1FU2實物圖通用線圈GMC-9,12,18,22MCTORGMC-32,40GMC-50,65,75,85GTH-22GTH-40GTH-85W:44D:87H:8044958270118124實物圖接觸器和熱過載繼電器都采用防觸電安全罩。對于主接線端子對于熱繼端子對于操作線圈對于輔助觸點防觸點安全罩·

+90。

+90。-

90?！纱怪卑惭b或水平安裝→可單獨安裝或組合安裝→可導軌安裝或螺絲安裝安裝方式熱-磁過負荷繼電器操作在正面,方便于調(diào)整額定電流,設定脫扣狀態(tài)顯示,手動,自動操作等功能①利用電流設定盤的(分3次調(diào)整)“+”或“-”啟動裝置設定電流①②③②操作設定鍵

-設定為手動操作轉動操作選擇鈕使箭頭指向“H”

-設定為自動操作轉動操作選擇鈕使箭頭指向“A”③脫扣顯示熱-磁過負荷繼電器脫扣時脫扣顯示屏向上凸出約2～3mm熱過載繼電器實物圖3、時間繼電器凡是繼電器感測元件得到動作信號后，其執(zhí)行元件（觸頭）要延遲一段時間才動作的繼電器稱為時間繼電器時間繼電器是一種定時元件，在電路中用來實現(xiàn)延時控制，即時間繼電器接受到輸入信號以后需經(jīng)一段時間延時后才能輸出信號來控制電路。時間繼電器的應用范圍很廣，特別是在電力拖動系統(tǒng)和各種自動控制系統(tǒng)中，要求各項操作之間有必要的時間間隔或按一定的時間順序接通或斷開的機組。3、時間繼電器時間繼電器分類按延時性質：線圈通電延時、線圈斷電延時；按原理：電磁式、空氣阻尼式、電動機式和電子式；空氣阻尼式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼作用而達到延時目的的，它是應用較廣泛的一種時間繼電器?？諝庾枘崾綍r間繼電器的工作原理如后圖所示，其有通電延時型和斷電延時型兩種。它由電磁系統(tǒng)、延時機構和觸頭三部分組成。延時機構采用氣囊阻尼器，觸頭系統(tǒng)采用微動開關。1）空氣阻尼圖時間繼電器結構原理圖a)通電延時型b)斷電延時型

1—線圈2—靜鐵心3、7—彈簧4—銜鐵5—推板6—頂桿8—彈簧9—橡皮膜10—螺釘11—進氣孔12—活塞13、16—微動開關14—延時觸點15—杠桿。

結構圖圖時間繼電器圖形符號文字符號為KT

a)通電延時線圈b)延時閉合的動合觸點c)延時斷開的動斷觸點d)斷電延時線圈e)延時斷開的動合觸點f)延時閉合的動斷觸點g)瞬時動合觸點h)瞬時動斷觸點

圖形符號空氣阻尼式時間繼電器的優(yōu)點是：延時范圍大，且不受電壓和頻率波動的影響；可以做成通電延時型及斷電延時型兩種產(chǎn)品：結構較簡單，壽命長和價格低廉。其缺點是：延時誤差大(土10％～土20％)，延時值易受周圍環(huán)境溫度的影響。在延時精度要求不是很高的場合(如機床控制電路中)，常采用這種時間繼電器。目前，國內(nèi)常用的空氣阻尼式時間繼電器有JS7、JSl6、JS23等系列，其中JS23系列時間繼電器是國內(nèi)20世紀80年代開發(fā)的換代產(chǎn)品。引進產(chǎn)品有法國TE公司的JSK系列時間繼電器等。實物圖實物圖4、速度繼電器速度繼電器是用來反映轉速和轉向變化的繼電器。速度繼電器主要用作異步電動機的反接制動控制，亦稱反接制動繼電器，速度繼電器常與接觸器配合實現(xiàn)對電動機的反接制動控制，亦稱反接制動繼電器。速度繼電器主要由轉子、定子和觸點三部分組成。轉子是一個圓柱型永久磁鐵，定子是一個籠型空心圓環(huán)，由矽鋼片疊成并裝有籠型繞組后圖是速度繼電器的結構原理圖4、速度繼電器1一螺釘2一反力彈簧3一動斷觸點4一動觸頭5一動合觸點6一返回杠桿7一杠桿8一定子導體9一定子10一轉軸11一轉子圖速度繼電器原理示意圖結構圖速度繼電器轉子的軸與被控電動機的軸相連，而定子空套在轉子上。調(diào)節(jié)螺釘?shù)奈恢?，可以調(diào)節(jié)反力彈簧的反作用力大小，從而調(diào)節(jié)觸點動作時所需轉子的轉速。一般速度繼電器的動作轉速不低于120r／min，復位轉速約為100r／min以下。a)動合觸點b)動斷觸點速度繼電器圖形符號文字符號KS圖形符號002班第4次課2013電子式電器是全部或部分由電子器件構成的電器。隨著半導體技術的迅速發(fā)展，電子技術滲透到各個領域，在自動化技術中起著重要作用。本節(jié)主要介紹固態(tài)繼電器、晶體管時間繼電器、接近開關和光電開關等幾種電子式電器六、常用電子式電器

六、電子式電器一）固態(tài)繼電器（SSR）1．固態(tài)繼電器的特點、分類及工作原理固態(tài)繼電器(簡稱SSR)是采用固體半導體元件組裝而成的一種新穎的無觸點開關。由于固態(tài)繼電器的接通和斷開沒有機械接觸部件，因而具有開關速度快、工作頻率高、使用壽命長、噪聲低和動作可靠等一系列優(yōu)點。目前，它不僅在許多自動控制裝置中代替了常規(guī)電磁式繼電器，而且廣泛用于數(shù)字程控裝置、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及計算機終端接口電路，尤其適用于動作頻繁、防爆耐潮和耐腐蝕等特殊場合。一）固態(tài)繼電器1）固態(tài)繼電器的主要特點

①控制功率?、诳煽啃愿撷劭垢蓴_能力強④動作快⑤壽命長⑥能承受的浪涌電流大⑦對電源電壓的適應范圍廣⑧耐壓水平高當然，盡管SSR有上述眾多優(yōu)點，但與傳統(tǒng)的繼電器相比，仍有不足之處，如漏電流大，接觸電壓高，觸點單一，使用溫度范圍窄，過載能力差及價格偏高等。1）特點2）固態(tài)繼電器的分類①按切換負載性質分：有直流固態(tài)繼電器和交流固態(tài)繼電器。②按輸入與輸出之間的隔離分：有光電隔離固態(tài)繼電器和磁隔離固態(tài)繼電器。③按控制觸發(fā)信號方式分：有過零型和非過零型、有源觸發(fā)型和無源觸發(fā)型。2）分類

2．交直流固態(tài)繼電器的原理AC—SSR為四端器件，二個輸入端、二個輸出端。DC—SSR為五端器件，二個輸入端、二個輸出端、一個負端。輸入輸出間采用光電隔離，沒有電氣聯(lián)系。1）隨機導通型（非過零型）交流固態(tài)繼電器2、交直流原理2）過零觸發(fā)型交流固態(tài)繼電器

2）過零觸發(fā)型信號輸入時，GD的三極管導電，它旁路了T1的基極電流，使T1管截止。此時SCR的工作還取決于T2的狀態(tài)。T2在這里成為負載電源的零點檢測器，只要R5、R6的分壓超過T2的基、射極壓降，T2將飽和導通，它也能使SCR的控制極箝在低電位上，而不能導通。只有當輸入信號加入的同時，負載電壓又處于零電壓附近，來不及使T2進入飽和導通，此時的SCR才能通過R3注入控制電流而導通。過零觸發(fā)型交流固態(tài)繼電器在此后的動作與隨機型相同，這里就不重述。綜上所述，過零觸發(fā)型交流固態(tài)繼電器并非真在電壓為OV處導通，而有一定電壓，一般在±10一±20V范圍內(nèi)3）直流固態(tài)繼電器直流固態(tài)繼電器有兩種型式，一種是輸出端為3根引線的，另一種是輸出端為2根引線的圖直流固態(tài)繼電器(三線制)3）直流固態(tài)繼電器圖直流固態(tài)繼電器(二線制)三線制的主要優(yōu)點是，T2管的飽和深度可以做得較大。如果輔助電源用+l0～15V時，T2可改用VMOS管。三線制的主要缺點是多用了一組輔助電源，如果負載的電壓不高時，輔助電源與負載電源可以合用，省去一組電源。二線制的突出優(yōu)點是使用方便(幾乎與使用交流固態(tài)繼電器一樣方便)。但是線路結構決定了T2的飽和深度不可能太深，即T2的飽和壓降不可能太低。同時，受光電耦合器和T1管耐壓所限，二線制直流固態(tài)繼電器切換的負載電壓不能太高。實物圖二）電子式時間繼電器1、電子式時間繼電器的特點、分類及工作原理

電子式時間繼電器是利用電子線路來達到延時目的的，又稱電子式延時電器。一般電子式延時電器除了執(zhí)行繼電器外，全部由電子元件及線路組成，與傳統(tǒng)的時間繼電器相比，具有延時范圍寬、延時精度高、工作可靠、壽命長、體積小、消耗功率小以及調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點。從發(fā)展的趨勢看，電子式時間繼電器必然會取代傳統(tǒng)時間繼電器。電子式時間繼電器按其構成原理可分為兩大類，即R—C式晶體管時間繼電器和數(shù)字式時間繼電器。二）電子時間繼電器圖JS20系列通電延時晶體管時間繼電器電路電路圖2、R-C式晶體管時間繼電器R-C式晶體管時間繼電器是利用RC電路充放電時，電容器上的電壓不能突變，而只能緩慢變化的特性作為延時基礎的。因而改變充放電電路的時間常數(shù)τ(τ＝RC)，一般改變電阻只值，即可調(diào)節(jié)延時時間。前圖是JS20系列通電延時型晶體管時間繼電器的電路圖。整個電路分為四部分：即穩(wěn)壓電源、R—C充放電電路、電壓鑒別電路和輸出電路。電路中V6采用了N溝道結型場效應晶體管為電壓鑒別電路的核心元件，其特點是輸入阻抗高并屬耗盡型，即當柵與源極間電壓UGs≤o時，仍有漏極電流ID存在。故使該電路延時范圍廣，開關特性好，精度高。延時環(huán)節(jié)由RPl、R2、R10、C2組成，其中R10由9個兆級固定電阻串聯(lián)而成，延時范圍通過波段開關加以選擇。實物圖三）接近開關

接近開關又稱為無觸點行程開關。當某種物體與之接近到一定距離時就發(fā)出動作信號，它不像機械行程開關那樣需要施加機械力。接近開關是通過其感辨頭與被測物體間介質能量的變化來獲取信號。接近開關的應用已遠超出一般行程控制和限位保護的范疇。例如，用于高速計數(shù)、測速、液面控制、檢測金屬體的存在、零件尺寸以及無觸點按鈕等。即使用于一般行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命和對惡劣環(huán)境的適應能力也優(yōu)于一般機械式行程開關。三）接近開關2、主要參數(shù)①動作距離：大多數(shù)接近開關的動作距離是指開關剛好動作時感辨頭與檢測體之間的距離。以能量束為原理(光及超聲波)的接近開關的動作距離則是指發(fā)送器與接收器之間的距離。接近開關說明書中規(guī)定的是動作距離的標準值，在常溫和額定電壓下，開關的實際動作值不應小于其標準值，也不能大于標準值的20％。一般動作距離在5～30mm之間，精度在5um～0.5mm之間。②重復精度在常溫和額定電壓下連續(xù)進行10次試驗，取其中最大或最小值與10次試驗的平均值之差作為接近開關的重復精度。2、主要參數(shù)③操作頻率操作頻率即每秒最高操作次數(shù)。操作頻率的大小與接近開關信號發(fā)生機構的原理及輸出元件的種類有關。采用無觸點輸出形式的接近開關，操作頻率主要取決于信號發(fā)生機構及電路中的其他儲能元件。若為觸點輸出形式，則主要取決于所用繼電器的操作頻率。操作頻率④復位行程

復位行程指開關從“動作”到“復位”的位移距離。接近開關的形式有多種，不論哪一種都是由接近信號發(fā)生機構以及后級的檢波、鑒幅和輸出電路所構成。原則上，接近開關可以根據(jù)任何一種物理量變換為電量的原理作為辨識機構，如電、磁、光、場及超聲波等。接近開關可根據(jù)其感辨機構工作原理的不同分為下列幾種形式：高頻振蕩型、電磁感應型(包括差動變壓器型)、電容型、永磁及磁敏元件型、光電型和超聲波型等。復位行程2、晶體管停振型接近開關電路晶體管停振型接近開關屬于高頻振蕩型。高頻振蕩型接近信號的發(fā)生機構實際上是一個LC振蕩器，其中L是電感式感辨頭。當金屬檢測體接近感辨頭時，在金屬檢測體中將產(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，由此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。LC振蕩器由LC諧振回路、放大器和反饋電路構成。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。后圖為晶體管停振型接近開關電路的方框圖。2、晶體管停振型圖停振型接近開關的方框圖方框圖方框圖感應頭

高頻振蕩器整形放大器信號輸出金屬體振蕩線圈交變磁場無金屬體接近金屬體接近

振蕩器振蕩后，在感應頭的感應面上產(chǎn)生交變磁場，當金屬物體進入高頻振蕩器的線圈磁場（感應頭）時，金屬體內(nèi)部產(chǎn)生渦流損耗，吸收了振蕩器的能量，使振蕩減弱以致停振。振蕩與停振兩種不同的狀態(tài)，由整形放大器轉換成二進制的開關信號，從而達到檢測有無金屬物的目的。