電氣控制技術(shù)第4講課件

電氣控制技術(shù)

第4講2011-03-21回顧：繼電器的基本概念電磁式繼電器特性、種類(lèi)、電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院本課主要內(nèi)容：§1.2.2繼電器

電磁式繼電器的選擇、型號(hào)、圖形符號(hào)磁電式繼電器舌簧繼電器時(shí)間繼電器速度繼電器熱繼電器

濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院電磁式繼電器型號(hào)標(biāo)識(shí)濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院常用的國(guó)產(chǎn)電磁式繼電器JL3、JL7、JL9、JL12、JL14、JL15、JT3、JT4、JT9、JT10、JTX、JZ1、JZ7、JZ8、JZ14、JZ15、JZ17JZ7JZ7系列中間繼電器適用于交流50Hz或60Hz，電壓至380V，及直流電壓至220V的控制電路中，用來(lái)控制各種電磁線圈，以使信號(hào)放大或?qū)⑿盘?hào)同時(shí)傳遞給有關(guān)控制元件。濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院JZ7型中間繼電器JZ7型中間繼電器，其銜鐵為直動(dòng)式結(jié)構(gòu)，軀殼由塑料制成開(kāi)啟式，考慮到額定電流較小，繼電器不設(shè)滅孤罩，僅借軀殼上的相隔板將各對(duì)觸點(diǎn)隔開(kāi)，以防止因飛弧而發(fā)生短路事故。觸頭采用橋式雙斷點(diǎn)結(jié)構(gòu)，上下兩層各有四對(duì)，下層觸頭只能是常開(kāi)的，上層觸頭則常開(kāi)、常閉均可，所以整個(gè)觸點(diǎn)系統(tǒng)可按8常開(kāi)、6常開(kāi)2常閉以及4常開(kāi)4常閉的方式組合。濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院電磁式繼電器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)(a)線圈(b)常開(kāi)觸頭(c)常閉觸頭圖電磁式繼電器的圖形符號(hào)接觸器有主觸點(diǎn)濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院§1.2.2.2磁電式繼電器主要用于自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)微弱信號(hào)的檢測(cè)與傳送。工作原理同磁電式儀表，只是在指針式小桿上多加了一對(duì)觸點(diǎn)。觸點(diǎn)通常用白金或鎳合金制成，接觸壓力很小。小桿固定在活動(dòng)線圈上。動(dòng)圈通入電流后，在永久磁鐵的作用下，動(dòng)圈將旋轉(zhuǎn)，電流達(dá)到某值時(shí)，動(dòng)靜觸點(diǎn)閉合；動(dòng)圈電流減小至某值時(shí)，動(dòng)圈在游絲彈簧的作用下返回，觸點(diǎn)斷開(kāi)。當(dāng)通入反向電流時(shí)，動(dòng)圈反轉(zhuǎn)，接通另一對(duì)觸點(diǎn)。濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院§1.2.2.3舌簧繼電器濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院濕簧繼電器的結(jié)構(gòu)如圖。其動(dòng)靜觸點(diǎn)由一小段鉑絲或鉑銠絲分別焊在導(dǎo)磁片上制成，彼此交叉垂直，形成十字形點(diǎn)接觸。動(dòng)簧片上刻有細(xì)槽，下部水銀通過(guò)毛細(xì)管作用，沿細(xì)槽上升至動(dòng)靜觸點(diǎn)接觸面。整個(gè)觸點(diǎn)為水銀所潤(rùn)濕，觸點(diǎn)表面附有一層水銀膜，故稱(chēng)濕簧管。濕簧管內(nèi)還充以氫氣。當(dāng)線圈未通電時(shí)，動(dòng)簧片在彈力作用下偏于右側(cè)；當(dāng)線圈通電后，沿下極靴、動(dòng)簧片和上極靴路徑產(chǎn)生磁通，動(dòng)簧片與上極靴相吸并使動(dòng)觸點(diǎn)左移而轉(zhuǎn)換電路。動(dòng)靜觸點(diǎn)的接通或斷開(kāi)均通過(guò)水銀來(lái)完成，因此消除了觸點(diǎn)的彈跳和燒損。圖中的濕簧繼電器需直立安裝，此外，也有結(jié)構(gòu)不同的可任意位置安裝的濕簧繼電器。濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院舌簧繼電器將感測(cè)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)高度集中在很少的零件上，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速，靈敏度和工作可靠性高，壽命長(zhǎng)。已廣泛應(yīng)用于通信、檢測(cè)、計(jì)算技術(shù)、自動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng)控制及軍事工程等領(lǐng)域中。常用舌簧繼電器的型號(hào)：JAG-2-1、JAG-4、JAG-5濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院1.2.2.4時(shí)間繼電器用途：用于時(shí)間控制，又稱(chēng)定時(shí)器。延時(shí)類(lèi)型：通電延時(shí)型、斷電延時(shí)型。結(jié)構(gòu)分類(lèi)：電磁阻尼式、空氣阻尼式、電子式和電動(dòng)機(jī)式在自動(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(chǎng)合。定義：從得到輸入信號(hào)起到產(chǎn)生相應(yīng)的輸出（如觸點(diǎn)的通斷等），有一個(gè)符合一定準(zhǔn)確度的延時(shí)過(guò)程的繼電器被稱(chēng)作時(shí)間繼電器。它在電路中起控制動(dòng)作時(shí)間的作用。濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院JT3JT3系列直流電磁繼電器主要用于直流440伏及以下的動(dòng)力傳動(dòng)控制系統(tǒng)中，作為電壓(或中間)、電流和時(shí)間繼電器之用；派生的雙線圈繼電器，具有獨(dú)特的性能，應(yīng)用在電氣聯(lián)鎖繁多的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，能使系統(tǒng)的工作穩(wěn)定和可靠，因而在電力傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，廣泛選作時(shí)間或中間繼電器之用。

濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院空氣阻尼式時(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(kāi)關(guān)，延時(shí)機(jī)構(gòu)采用氣囊式阻尼器。濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院空氣阻尼式時(shí)間繼電器空氣阻尼式時(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a；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b。

濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院空氣阻尼式時(shí)間繼電器按照通電延時(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(kāi)觸頭、延時(shí)斷開(kāi)的常閉觸頭延時(shí)斷開(kāi)的常開(kāi)觸頭、延時(shí)閉合的常閉觸頭特點(diǎn)：延時(shí)短，價(jià)低、可靠、定時(shí)精度差，一般用于要求不高的場(chǎng)合國(guó)產(chǎn)常用型號(hào)：JS7系列、JS7-A系列濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院電動(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，分為通電延時(shí)和斷電延時(shí)型兩種。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。JS10JS11濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器電動(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(wú)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(chǎng)合才選用。濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院晶體管式時(shí)間繼電器特點(diǎn)：體積小、重量輕、延時(shí)精度高、壽命長(zhǎng)、工作穩(wěn)定可靠、安裝維修方便、觸點(diǎn)輸出容量大、產(chǎn)品規(guī)格齊全等廣泛用于電力拖動(dòng)、自動(dòng)順序控制以及各種生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制中，起時(shí)間控制作用。型號(hào)：晶：JS14、ST3P系列數(shù)：JSS14系列濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)及文字符號(hào)

(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(a)線圈一般符號(hào)(b)通電延時(shí)線圈(c)斷電延時(shí)線圈(d)延時(shí)閉合常開(kāi)觸頭(e)延時(shí)斷開(kāi)常閉觸頭(f)延時(shí)斷開(kāi)常開(kāi)觸頭(g)延時(shí)閉合常閉觸頭(h)瞬動(dòng)常開(kāi)觸頭(i)瞬動(dòng)常閉觸頭時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)及文字符號(hào)濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院時(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(mǎn)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(duì)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(zhǎng)時(shí)，可以選用晶體管式；若晶體管式不能滿(mǎn)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?？傊?，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(duì)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、工藝安裝尺寸等提出的要求。濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院它主要由轉(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)如圖1-19所示。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1-19速度繼電器結(jié)構(gòu)原理圖濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院速度繼電器的轉(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(chǎng)，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(kāi)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(kāi)觸頭斷開(kāi)，常閉觸頭閉合）。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1-19JY1型速度繼電器結(jié)構(gòu)原理圖工作原理濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院速度繼電器的圖形符號(hào)及文字符號(hào)

(a)轉(zhuǎn)子(b)常開(kāi)觸頭(c)常閉觸頭速度繼電器的圖形、文字符號(hào)濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院型號(hào)：JY1（復(fù)位轉(zhuǎn)速100r/min）、JFZ0速度繼電器主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院§1.2.2.6熱繼電器

熱繼電器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(guò)載時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電路，為電動(dòng)機(jī)提供過(guò)載保護(hù)的保護(hù)電器。熱繼電器可以根據(jù)過(guò)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(zhǎng)期不動(dòng)作。濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片和觸頭三部分組成。1-熱元件2-雙金屬片3-導(dǎo)板4-觸頭圖1-20熱繼電器工作原理示意圖濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理雙金屬片是熱繼電器的感測(cè)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(chēng)為主動(dòng)層，小的稱(chēng)為被動(dòng)層。在加熱以前，兩金屬片長(zhǎng)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(guò)時(shí)，熱元件產(chǎn)生的熱量使兩金屬片伸長(zhǎng)。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(guò)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。

它的主要缺點(diǎn)是雙金屬片靠發(fā)熱元件間接加熱，熱耦合較差．雙金屬片的彎曲程度受環(huán)境溫度影響不能正確反映保護(hù)對(duì)象的發(fā)熱特性，容易引起誤動(dòng)作。濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院熱繼電器的型號(hào)及選用我國(guó)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。濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院熱繼電器的型號(hào)及選用新系列產(chǎn)品如JR0型繼電器采用了雙金屬片與加熱元件同時(shí)串聯(lián)在負(fù)載電路中的所謂復(fù)合加熱方式和溫度補(bǔ)償元件，容易誤動(dòng)的缺點(diǎn)便得以克服．當(dāng)電流超過(guò)20％額定電流時(shí)，熱繼電器20分鐘內(nèi)動(dòng)作；超過(guò)50%額定電流時(shí)，小于2分鐘動(dòng)作、JR0型熱繼電器可用于交流500V以下的電路中。濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院斷相保護(hù)熱繼電器普通熱繼電器用作感應(yīng)電動(dòng)機(jī)均衡過(guò)載時(shí)的保護(hù)，但不適用于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子為△形接法的斷相保護(hù)。因?yàn)橄嚯娏餍∮诰€電流。濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院熱繼電器的圖形符號(hào)及文字符號(hào)a)熱元件(b)常閉觸頭熱繼電器的圖形及文字符號(hào)濟(jì)南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院整定：通常整定在電動(dòng)機(jī)的額定電流上。