電氣控制與plc應(yīng)用技術(shù)課件第1章

電氣控制與PLC技術(shù)

主講教師：朱成喜10/18/2023電氣控制與PLC技術(shù)電氣控制技術(shù)PLC技術(shù)常用低壓電器電氣控制線路基礎(chǔ)PLC的基本原理基本邏輯指令狀態(tài)圖與順控指令10/18/2023課程名稱：電氣控制與PLC技術(shù)學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)（講課：40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)：8學(xué)時(shí)）學(xué)分：3學(xué)分先修課程：電子技術(shù)、自控原理、電力電子技術(shù)、電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)、微機(jī)原理及應(yīng)用適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化考核方式:實(shí)驗(yàn)考核10/18/2023電氣控制與PLC技術(shù)課程性質(zhì)：本課程是一門(mén)實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)課，是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的主要必修課之一。它是集傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)于一體的綜合性學(xué)科。它包括“電氣控制技術(shù)”和“PLC應(yīng)用”兩個(gè)部分。是從事電氣控制的工程技術(shù)人員必備理論知識(shí)。10/18/2023課程目的和任務(wù)：熟悉常用控制電器的結(jié)構(gòu)原理、用途及型號(hào)，達(dá)到正確使用和選用的目的。熟練掌握電氣控制電路的基本環(huán)節(jié)，具備閱讀和分析電氣控制電路圖的能力，具備獨(dú)立設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單電氣控制電路的能力。熟悉掌握PLC的工作原理與系統(tǒng)構(gòu)成、指令系統(tǒng)、編程方法及PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。具備應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)電氣控制自動(dòng)化要求的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、故障處理能力。10/18/2023課程教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：掌握低壓電器的結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用；三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制；PLC的循環(huán)掃描工作方式；PLC的編程語(yǔ)言：梯形圖和語(yǔ)句表；PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法；三菱FX系列PLC。難點(diǎn)：①三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制②梯形圖的控制設(shè)計(jì)方法10/18/2023目錄緒論第1章常用低壓電器第2章電氣控制線路基礎(chǔ)第3章PLC的基本原理第4章基本邏輯指令第5章?tīng)顟B(tài)圖與順控指令10/18/2023一電氣控制技術(shù)電氣控制技術(shù)：用以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程電氣化及其自動(dòng)控制的電氣設(shè)備及系統(tǒng)的控制技術(shù)。他是以各類電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的傳動(dòng)裝置與系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電氣控制電路主要是由繼電器、接觸器、按鈕、行程開(kāi)關(guān)等采用固定的接線方式組成的繼電接觸式控制系統(tǒng)。特點(diǎn)：靈活性差、觸電多、易損壞；生產(chǎn)對(duì)象改變，須重新接線10/18/2023二電氣控制技術(shù)的發(fā)展電氣控制技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，對(duì)生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求，機(jī)床電氣控制裝置也在不斷地更新。在控制方法:從手動(dòng)控制發(fā)展到自動(dòng)控制；在控制功能:從簡(jiǎn)單控制到復(fù)雜控制；在操作上:由笨重到輕巧；從控制原理:由單一的有觸點(diǎn)硬接線繼電器控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)為以微處理器為中心的PLC軟件控制系統(tǒng)。新的控制理論和新型電器及電子器件的出現(xiàn)，不斷地推動(dòng)著機(jī)床電氣控制技術(shù)的發(fā)展。10/18/2023第1章常用低壓電器1.1電器的基本知識(shí)1.2電磁式接觸器1.3繼電器1.4熔斷器1.5主令電器1.6低壓開(kāi)關(guān)類電器10/18/2023電器是所有電工器件的簡(jiǎn)稱。生產(chǎn)機(jī)械中所用的控制電器多屬低壓電器，它是指電壓在1500v（DC）/1200V（AC）以下、用來(lái)接通或斷開(kāi)電路，以及用來(lái)控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)用電設(shè)備的電氣器件。1.1電器的基本知識(shí)1.低壓電器的定義

1.1.1低壓電器的定義和分類10/18/20232.低壓電器的分類（1）按用途和控制對(duì)象分類低壓配電電器。用于低壓供、配電系統(tǒng)中進(jìn)行電能輸送和分配的電器。要求系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)準(zhǔn)確動(dòng)作、可靠工作，如刀開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、空氣斷路器、熔斷器等。低壓控制電器。用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。要求壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕且動(dòng)作迅速、準(zhǔn)確、可靠，如：接觸器、繼電器、主令電器、電阻器、電磁鐵等。10/18/2023（2）按動(dòng)作方式分類自動(dòng)電器。依靠外來(lái)信號(hào)或物理量（如電流、電壓等）的變化而自動(dòng)動(dòng)作的電器，如接觸器、繼電器等。非自動(dòng)電器。無(wú)動(dòng)力機(jī)構(gòu)，通過(guò)人工或外力直接操作而動(dòng)作的電器，如按鈕、行程開(kāi)關(guān)等。（3）按工作原理分類電磁式電器。依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的電器，如接觸器、各類電磁式繼電器等。非電量控制電器。依靠外力或某種非電物理量的變化而動(dòng)作的電器，如行程開(kāi)關(guān)、速度繼電器等。10/18/20231.1.2電磁式電器結(jié)構(gòu)及工作原理（1）電磁機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式組成：吸引線圈、鐵心、銜鐵。圖1-1常用電磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式a)、b)、c)直動(dòng)式電磁機(jī)構(gòu)d)、e)拍合式電磁機(jī)構(gòu)1-銜鐵2-鐵心3-線圈1.電磁機(jī)構(gòu)

動(dòng)作：電流通入線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)及吸力，通過(guò)氣隙轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，帶動(dòng)銜鐵運(yùn)動(dòng)使觸頭動(dòng)作。10/18/2023吸引線圈用以將電能轉(zhuǎn)換為磁能，按通入電流種類不同分為交流電磁線圈（矮胖型）和直流電磁線圈（瘦高型）。

根據(jù)線圈在電路中的連接方式，又分為串聯(lián)線圈（電流線圈型）和并聯(lián)線圈（電壓線圈）。

電流線圈：串聯(lián)在電路中，匝數(shù)少、導(dǎo)線粗。電壓線圈：并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)。

鐵芯選擇:交流：硅鋼片疊加直流:整塊鑄鐵或鑄鋼

交流線圈：短而粗，有骨架。直流線圈：細(xì)而長(zhǎng)，無(wú)骨架。

10/18/2023圖1-6觸頭的接觸形式a)點(diǎn)接觸b)線接觸c)面接觸1.1.2電磁式電器結(jié)構(gòu)及工作原理（1）作用：通過(guò)觸頭的開(kāi)合控制電路通、斷。

（2）觸頭接觸類型

2觸頭系統(tǒng)

10/18/2023（3）觸頭結(jié)構(gòu)形式圖1-7觸頭的結(jié)構(gòu)形式a)橋式觸頭b)指形觸頭觸頭的材料銀銅10/18/2023觸頭材料選用電阻系數(shù)小的材料，使觸頭本身的電阻盡量減?。辉黾佑|頭的接觸壓力，一般在動(dòng)觸頭上安裝觸頭彈簧；改善觸頭表面狀況，盡量避免或減小表面氧化膜形成，在使用過(guò)程中盡量保持觸頭清潔。減小接觸電阻的方法10/18/2023電弧：開(kāi)關(guān)電器切斷電路時(shí)，如果觸頭間電壓大于10V、電流超過(guò)800mA，觸頭間隙中就會(huì)產(chǎn)生電弧。電弧實(shí)際上是觸頭間氣體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的放電現(xiàn)象。在動(dòng)靜觸頭脫離接觸時(shí)，強(qiáng)電場(chǎng)使觸頭間隙中氣體游離，產(chǎn)生大量的電子和離子，并作定向運(yùn)動(dòng)，使絕緣的氣體變成導(dǎo)體。危害：1.延長(zhǎng)了切斷故障的時(shí)間。

2.高溫引起飛弧附近電氣絕緣材料燒壞。

3.形成飛弧造成電源短路事故。3滅弧系統(tǒng)

（1）電弧的產(chǎn)生及危害10/18/20231）電動(dòng)力吹弧。

拉長(zhǎng)電弧，降低電場(chǎng)強(qiáng)度，電弧熱量在拉長(zhǎng)的過(guò)程中散發(fā)冷卻而迅速熄滅。圖1-8雙斷口電動(dòng)力吹弧1-靜觸頭2-動(dòng)觸頭3-電弧（2）滅弧的方法10/18/20232）縱縫滅弧圖1-9窄縫滅弧1-縱縫2-介質(zhì)3-磁性?shī)A板4-電弧將電弧擠入絕緣壁組成的窄縫中以冷卻電弧10/18/20233）柵片滅弧圖1-10柵片滅弧裝置將電弧分成許多串聯(lián)的短弧，增加維持電弧所需的臨極電壓降，同時(shí)柵片將電弧的熱量散發(fā)，使電弧迅速熄滅。10/18/20234）磁吹滅弧圖1-11磁吹滅弧原理用電磁力使電弧在冷卻介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)，降低弧柱周圍的溫度10/18/2023電磁式電器工作原理示意圖10/18/2023接觸器是一種用于中遠(yuǎn)距離頻繁地接通與斷開(kāi)交直流主電路及大容量控制電路的一種自動(dòng)開(kāi)關(guān)電器。1.2電磁式接觸器10/18/2023接觸器是繼電器-接觸器控制系統(tǒng)中最重要和常用的元件之一，它的工作原理如圖所示。當(dāng)按鈕按下時(shí)，線圈通電，靜鐵心被磁化，并把動(dòng)鐵心（銜鐵）吸上，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸使觸頭閉合，從而接通電路。當(dāng)放開(kāi)按鈕時(shí)，過(guò)程與上述相反，使電路斷開(kāi)。接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理如下：10/18/2023電磁部分：線圈＋靜鐵心+銜鐵；靜鐵心線圈釋放彈簧接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理執(zhí)行部分：觸頭。主觸點(diǎn)（一般有3個(gè)）連接到主電路中，能通以大電流，一般是常開(kāi)觸頭；主觸點(diǎn)設(shè)有專門(mén)的滅弧裝置。輔助觸點(diǎn)（一般4個(gè)，2個(gè)常開(kāi)、2個(gè)常閉）則用在控制回路中，由常開(kāi)和常閉觸頭成對(duì)組成。觸頭按通過(guò)的電流的大小分主觸頭和輔助觸頭兩種。動(dòng)鐵心（銜鐵）觸頭系統(tǒng)10/18/2023接觸器的主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，也可以用于控制其他電力負(fù)載，如電熱設(shè)備、照明線路、電焊機(jī)、電容器組等，是電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中最重要也是最常用的控制電器。接觸器按其主觸點(diǎn)控制電路中電流的種類，分為交流接觸器和直流接觸器兩大類。

交流接觸器：主要用以控制遠(yuǎn)距離、頻繁地接通和分?jǐn)囝~定電壓至1140v、額定電流至630A的交流電路（主電路、控制電路、激磁電路）直流接觸器：主要用以控制額定電壓至440v、額定電流至630A的直流電路（主電路、控制電路、激磁電路）10/18/2023~M3~線圈輔助觸點(diǎn)鐵心銜鐵電機(jī)主觸點(diǎn)常閉彈簧電源常開(kāi)10/18/2023圖1-１2接觸器的圖形、文字符號(hào)

接觸器的符號(hào)

KM常閉輔助觸點(diǎn)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)KM主觸點(diǎn)KM線圈KM注：電器元件的各部分，在外觀上看是一個(gè)整體，但電氣原理圖中同一電器的各部分是分散的，分散的各部分都用相同的文字符號(hào)表示。10/18/2023線圈得電，銜鐵吸合

觸點(diǎn)動(dòng)作常開(kāi)觸點(diǎn)－合常閉觸點(diǎn)－斷線圈失電，銜鐵釋放

觸點(diǎn)復(fù)位常開(kāi)觸點(diǎn)－斷常閉觸點(diǎn)－合表示符號(hào)：線圈KMKMKM動(dòng)合(常開(kāi))輔助觸點(diǎn)動(dòng)斷(常閉)輔助觸點(diǎn)KM用于主電路流過(guò)的大電流(需加滅弧裝置)用于控制電路流過(guò)的小電流(無(wú)需加滅弧裝置)動(dòng)合(常開(kāi))主觸點(diǎn)10/18/20231.2.1接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理圖1-13交流接觸器的外形及結(jié)構(gòu)a)外形b）結(jié)構(gòu)主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、反力裝置、支架與底座等組成1交流接觸器的組成10/18/2023電磁系統(tǒng)：由吸引線圈、鐵心及銜鐵組成。它的作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，帶動(dòng)觸點(diǎn)使之閉合或斷開(kāi)。觸點(diǎn)系統(tǒng)：觸點(diǎn)是接觸器的執(zhí)行元件，用來(lái)接通和斷開(kāi)電路。接觸器觸點(diǎn)系統(tǒng)包括主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)容量大，用于接通或斷開(kāi)主電路，根據(jù)其容量大小，有橋式觸點(diǎn)和指形觸點(diǎn)兩種形式。輔助觸點(diǎn)容量小，用于通斷控制電路。10/18/2023滅弧裝置：接觸器主觸點(diǎn)分?jǐn)啻箅娏麟娐窌r(shí)，在動(dòng)、靜觸點(diǎn)之間往往會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈火花，這實(shí)際上是一種氣體放電現(xiàn)象，稱為“電弧”。電弧一方面會(huì)燒壞觸點(diǎn)，另一方面會(huì)使電路切斷時(shí)問(wèn)延長(zhǎng)，甚至?xí)鹗鹿?，因此滅弧是接觸器的重點(diǎn)任務(wù)。對(duì)于小容量的接觸器(10A以下)，常采用雙斷口橋形觸點(diǎn)以利于滅弧。容量較大(20A以上)的接觸器常采用縱縫滅弧罩及柵片滅弧結(jié)構(gòu)。10/18/2023反力裝置：由反力彈簧、緩沖彈簧和觸點(diǎn)彈簧組成。反力彈簧的作用是當(dāng)吸引線圈斷電時(shí)，迅速使主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)。緩沖彈簧的作用是緩沖銜鐵在吸合時(shí)對(duì)鐵心和外殼的沖擊力。觸點(diǎn)彈簧的作用是增大動(dòng)、靜觸點(diǎn)之間的壓力，使之良好接觸以降低接觸電阻，避免因觸點(diǎn)接觸不良而產(chǎn)生的故障現(xiàn)象。支架與底座：用于接觸器的固定和安裝。10/18/20232交流接觸器的工作原理交流接觸器的工作原理如下：當(dāng)電磁線圈通電后，鐵心被磁化產(chǎn)生磁通。由此在銜鐵氣隙處產(chǎn)生電磁力將銜鐵吸合，主觸點(diǎn)在銜鐵的帶動(dòng)下閉合，接通主電路。同時(shí)銜鐵還帶動(dòng)輔助觸點(diǎn)動(dòng)作，動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)首先斷開(kāi)，接著動(dòng)合輔助觸點(diǎn)閉合。在反力彈簧的作用下銜鐵釋放，主觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)又恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。10/18/20231.2.2常用典型交流接觸器介紹1.空氣電磁式交流接觸器典型產(chǎn)品有：CJ10、CJ12、CJ20、CJ21、CJ26、CJ29、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接觸器等。2.切換電容器接觸器專用于低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中投入或切除并聯(lián)電容器組，以調(diào)整用電系統(tǒng)的功率因素。

常用產(chǎn)品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX4、CJX2A、LC1-D、6C系列等。10/18/20233.真空交流接觸器以真空為滅弧介質(zhì)，其主觸頭密封在真空開(kāi)關(guān)管內(nèi)。適用于條件惡劣的危險(xiǎn)環(huán)境中。常用真空交流接觸器有：CKJ和EVS系列等。4.智能化接觸器裝有智能化電磁系統(tǒng)，具有與數(shù)據(jù)總線及其它設(shè)備通信功能，有對(duì)運(yùn)行工況自動(dòng)識(shí)別、控制和執(zhí)行能力

產(chǎn)品：日本富士NewSC系列、美國(guó)西屋“A”系列、ABB公司AF系列、金鐘－默勒的DIL－M系列智能化接觸器等。國(guó)內(nèi)有單片機(jī)控制的交流接觸器。

10/18/20231.2.3直流接觸器應(yīng)用于直流電力線路中，供遠(yuǎn)距離接通與分?jǐn)嚯娐芳爸绷麟妱?dòng)機(jī)的頻繁起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)或反接制動(dòng)控制，以及CD系列電磁操作機(jī)構(gòu)合閘線圈或頻繁接通和斷開(kāi)電磁鐵、電磁閥、離合器和電磁線圈等。

常用產(chǎn)品：CZ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。

結(jié)構(gòu)、原理與交流接觸器基本相同。主要由線圈、鐵心、銜鐵、觸頭、滅弧裝置等組成。

10/18/2023圖1-１４直流接觸器結(jié)構(gòu)示意圖

與交流接觸器區(qū)別：觸頭電流和線圈電源為直流，觸頭多采用滾動(dòng)接觸的指形觸頭，輔助觸頭采用點(diǎn)接觸橋式觸頭，鐵心采用整塊鑄鋼或鑄鐵制成；線圈做成長(zhǎng)而薄的圓筒狀；由于直流電弧特殊性，通常采用磁吹滅弧。10/18/2023常見(jiàn)交流接觸器：CJX1系列交流接觸器CJX2系列交流接觸器常見(jiàn)直流接觸器：CZO系列直流接觸器CJT1系列交流接觸器10/18/20231.2.4接觸器主要技術(shù)參數(shù)

接觸器的主要技術(shù)參數(shù)有：1、額定工作電壓：接觸器主觸頭之間正常工作的電壓2、額定工作電流接觸器主觸頭之間正常工作的電流3、線圈額定電壓接觸器電磁線圈正常工作的電壓10/18/20231.3繼電器接觸器雖已將電動(dòng)機(jī)的控制由手動(dòng)變?yōu)樽詣?dòng)，但還不能滿足復(fù)雜生產(chǎn)工藝過(guò)程自動(dòng)化的要求，如對(duì)大型龍門(mén)刨床的工作，不僅要求工作臺(tái)能自動(dòng)地前進(jìn)和后退、而且要求前進(jìn)和后退的速度不同，能自動(dòng)地減速和加速，這些要求，必須要有整套自動(dòng)控制設(shè)備才能滿足．而繼電器就是這種控制設(shè)備中的主要元件。

是一種根據(jù)某種輸入信號(hào)（電流、電壓、時(shí)間、速度和溫度等）的變化，接通或斷開(kāi)控制電路，實(shí)現(xiàn)控制目的的自動(dòng)控制電器。10/18/2023繼電器的分類：按它反應(yīng)信號(hào)的種類分：電流、電壓、時(shí)間、速度、壓力、熱繼電器等按動(dòng)作時(shí)間分：瞬時(shí)動(dòng)作和延時(shí)動(dòng)作繼電器等按作用原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動(dòng)式、光電式、壓電式、機(jī)械式等應(yīng)用最廣（90％以上繼電器為電磁式）10/18/2023繼電器外形圖10/18/20231.3.1繼電器的結(jié)構(gòu)原理1．結(jié)構(gòu)感應(yīng)機(jī)構(gòu)：反映外界輸入信號(hào)，由變換機(jī)構(gòu)和比較機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)：對(duì)被控電路實(shí)現(xiàn)通斷控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，觸頭的接通與斷開(kāi)，晶體管的截止與飽和（半導(dǎo)體繼電器）中間機(jī)構(gòu)

1．工作原理繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。10/18/2023感應(yīng)機(jī)構(gòu)：感測(cè)輸入量的高低。執(zhí)行機(jī)構(gòu)：觸頭。無(wú)主輔之分，一般較?。?A以下），用于控制回路輸入信號(hào)電量：電流、電壓、功率等非電量：熱、光、聲、速度等主要區(qū)別在于：

接觸器的主觸點(diǎn)可以通過(guò)大電流；

繼電器的體積和觸點(diǎn)容量小，觸點(diǎn)數(shù)目多，且只能通過(guò)小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。10/18/2023電壓繼電器是反映電壓變化的控制電器，是根據(jù)輸入電壓大小而動(dòng)作的繼電器。線圈與負(fù)載并聯(lián)，以反映負(fù)載電壓，其線圈匝數(shù)多而導(dǎo)線細(xì)。分類：過(guò)電壓、欠電壓、零電壓繼電器。1.3.2電壓繼電器10/18/2023圖1-15欠電壓繼電器的圖形、文字符號(hào)、工作原理欠電壓繼電器用于電路的欠壓保護(hù)，在額定電壓時(shí)銜鐵處于吸合狀態(tài)，當(dāng)電壓小于某值時(shí)，銜鐵釋放，帶動(dòng)動(dòng)合觸點(diǎn)回到斷開(kāi)狀態(tài)，從而控制接觸器及時(shí)切斷電氣設(shè)備的電源。用于電壓過(guò)小時(shí)切斷電路。1.欠電壓繼電器

在電路中用于欠電壓或零電壓保護(hù)。電壓正常時(shí)，欠電壓繼電器吸合；電壓降到（0.4～0.7）UN時(shí)釋放。2.零電壓繼電器

用于零電壓保護(hù)。電壓降低到（0.05～0.25）UN時(shí)釋放。線圈U<KV常開(kāi)觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)KV10/18/2023過(guò)電壓繼電器用于電路的超壓保護(hù)，在額定電壓時(shí)銜鐵不吸合，當(dāng)電壓大于某值時(shí)，銜鐵吸合，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，使接觸器線圈失電，切斷電氣設(shè)備的電源。用于電壓過(guò)大時(shí)切斷電路。圖1-16過(guò)電壓繼電器的圖形、文字符號(hào)、工作原理3．過(guò)電壓繼電器

在電路中用于過(guò)電壓保護(hù)，由于直流電路一般不會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓，所以產(chǎn)品中沒(méi)有直流過(guò)電壓繼電器。交流過(guò)電壓繼電器吸合電壓調(diào)節(jié)范圍為U0=（1.1～1.15）UN。線圈U>KV常開(kāi)觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)KV10/18/20231.3.3電流繼電器根據(jù)電流信號(hào)而動(dòng)作，具有保護(hù)作用。一般串于電路中。其線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗，與負(fù)載串聯(lián)以反映電路電流的變化。按性能電流繼電器分過(guò)電流繼電器和欠電流繼電器。按線圈的電流種類分為交流繼電器和直流繼電器。

1．過(guò)電流繼電器

主要用于頻繁、重載起動(dòng)場(chǎng)合作電動(dòng)機(jī)過(guò)載和短路保護(hù)。常用產(chǎn)品：JT4、JL12及JL14等系列。10/18/2023線圈I>KA常開(kāi)觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)KA正常工作時(shí)銜鐵不吸合，當(dāng)電流大于某值時(shí)，銜鐵吸合。用于電流過(guò)大時(shí)切斷電路。圖1-17過(guò)電流繼電器的圖形、文字符號(hào)、工作原理用途：橋式起重機(jī)電路。交流過(guò)電流繼電器的吸合電流為I0＝（1.1～3.5）IN。直流過(guò)電流繼電器的吸合電流為I0＝（0.7～3）IN。10/18/20232．欠電流繼電器

用途：電路中起欠電流保護(hù)作用，如直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁保護(hù)。線圈I<KA常開(kāi)觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)KA正常工作時(shí)，電路的負(fù)載電流高于繼電器的吸合電流，銜鐵處于吸合狀態(tài)。當(dāng)電流小于某值時(shí)，銜鐵釋放。用于電流過(guò)小時(shí)切斷電路。圖1-18欠電流繼電器的圖形、文字符號(hào)、工作原理10/18/2023直流欠電流繼電器：

吸合電流調(diào)節(jié)范圍：Io=（0.3～0.5）IN；釋放電流調(diào)節(jié)范圍：Ir=（0.1～0.2）IN。交流電路不需欠電流保護(hù),無(wú)交流欠電流繼電器。欠電流繼電器一般是自動(dòng)復(fù)位的。

10/18/20231.3.4中間繼電器實(shí)質(zhì)是一種電壓繼電器，但觸點(diǎn)數(shù)量較多，容量較大，起增加觸頭數(shù)量（控制多條線路）以及信號(hào)的放大、傳遞作用。圖1-19JZ7系列中間繼電器的外形及結(jié)構(gòu)

10/18/2023原理與小型交流接觸器基本相同，但觸頭沒(méi)有主、輔之分，且無(wú)滅弧裝置，每對(duì)觸頭允許通過(guò)的電流大小相同，觸頭容量與接觸器的輔助觸頭差不多，其額定電流一般為5A。

常用：交流JZ7系列，直流JZ12系列，交、直流兩用JZ8系列

。

圖1－19中間繼電器的圖形、文字符號(hào)10/18/2023

熱繼電器是電流通過(guò)發(fā)熱元件加熱使雙金屬片彎曲，推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的電器。主要用來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)或其它負(fù)載免于過(guò)載以及作為三相電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)。1.3.5熱繼電器10/18/20231.外形結(jié)構(gòu)a）外形b）結(jié)構(gòu)圖1-20熱繼電器的外形及結(jié)構(gòu)10/18/20232.雙金屬片熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理圖1-21熱繼電器動(dòng)作原理圖

由熱元件、主雙金屬片、觸頭系統(tǒng)、動(dòng)作機(jī)構(gòu)、復(fù)位按鈕和整定電流裝置、溫度補(bǔ)償元件等組成。

10/18/2023發(fā)熱電阻絲雙金屬片導(dǎo)板觸頭調(diào)節(jié)旋鈕手動(dòng)復(fù)位按扭受熱變形方向

下（左）層金屬膨脹系數(shù)大，上（右）層的膨脹系數(shù)小。電阻絲串聯(lián)于主電路中，當(dāng)主電路中電流超過(guò)容許值而使雙金屬片受熱時(shí)，雙金屬片的自由端便向上彎曲超出扣板，扣板在彈簧的拉力下將常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。觸點(diǎn)是接在電動(dòng)機(jī)的控制電路中的，控制電路斷開(kāi)便使接觸器的線圈斷電，從而斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)的主電路。10/18/2023發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中常閉觸頭FR3.熱繼電器的符號(hào)FR10/18/2023使用熱繼電器時(shí)注意幾個(gè)問(wèn)題：動(dòng)作時(shí)間不應(yīng)過(guò)分小于電動(dòng)機(jī)的允許發(fā)熱時(shí)間，應(yīng)充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力熱繼電器只能用作長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)，不能作短路保護(hù)用熱繼電器保護(hù)三相異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，至少要有兩相接熱元件注意熱繼電器所處的周圍環(huán)境溫度，應(yīng)保證它與電動(dòng)機(jī)有相同的散熱條件。熱繼電器的主要參數(shù)：熱元件的額定電流I

指熱元件能夠長(zhǎng)期通過(guò)而不致于引起熱繼電器動(dòng)作的最大電流值。熱繼電器選擇：I>電動(dòng)機(jī)的額定電流熱元件的額定電流與電動(dòng)機(jī)的額定電流相等時(shí)，繼電器能準(zhǔn)確地反映電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。10/18/20231.3.6時(shí)間繼電器

信號(hào)輸入后，經(jīng)一定延時(shí)，才有輸出信號(hào)的繼電器稱為時(shí)間繼電器。適用于定時(shí)控制。按工作原理分：電磁式、空氣阻尼式、電子式、電動(dòng)式等。延時(shí)方式：通電延時(shí)、斷電延時(shí)和通斷電延時(shí)三種。1.直流電磁式時(shí)間繼電器

(1)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1-22，在電磁式電壓繼電器鐵心上套個(gè)阻尼銅套后構(gòu)成。

10/18/2023圖1-20直流電磁式時(shí)間繼電器1-阻尼套筒2-釋放彈簧3-調(diào)節(jié)螺母4-調(diào)節(jié)螺釘5-銜鐵6-非磁性墊片7-電磁線圈（2）原理當(dāng)銜鐵處于吸合位置，斷開(kāi)線圈直流電源時(shí)，因磁路氣隙小，磁阻小，磁通變化大，銅套阻尼作用大，銜鐵延時(shí)釋放時(shí)間可達(dá)0.3~5s。改變鐵心與銜鐵間非磁性墊片的厚?。ù终{(diào)）或改變釋放彈簧松緊（細(xì)調(diào)）可調(diào)節(jié)延時(shí)長(zhǎng)短。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，壽命長(zhǎng)，允許的接合次數(shù)多；只適于直流電路，通電時(shí)不能延時(shí)，只有斷電延時(shí)，且延時(shí)時(shí)間短。

10/18/20232.空氣阻尼式時(shí)間繼電器

（1）JS7－A系列時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)組成：電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)延時(shí)方式：通電延時(shí)、斷電延時(shí)利用空氣阻尼的原理制成。

（2）JS7－A系列時(shí)間繼電器工作原理10/18/2023圖1-21JS7－A系列時(shí)間繼電器的結(jié)構(gòu)（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-推板6-活塞桿7-塔形彈簧8-弱彈簧9-橡皮膜10-空氣室壁11-調(diào)節(jié)螺釘12-進(jìn)氣孔13-活塞14、16-微動(dòng)開(kāi)關(guān)15-杠桿

10/18/2023

是利用空氣阻尼作用而制成的，分通電延時(shí)繼電器和斷電延時(shí)繼電器。通電延時(shí)空氣式時(shí)間繼電器利用空氣的阻尼作用達(dá)到動(dòng)作延時(shí)的目的。吸引線圈通電后將銜鐵吸下，使銜鐵與活塞桿之間有一段距離。在釋放彈簧作用下，活塞桿向下移動(dòng)。在傘形活塞的表面固定有一層橡皮膜，活塞向下移動(dòng)時(shí)，膜上面會(huì)造成空氣稀薄的空間，活塞受到下面空氣的壓力，不能迅速下移。當(dāng)空氣由進(jìn)氣孔進(jìn)入時(shí)，活塞才逐漸下移。移動(dòng)到最后位置時(shí)，杠桿使微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。延時(shí)時(shí)間即為從電磁鐵吸引線圈通電時(shí)刻起到微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)為止的這段時(shí)間。通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔的大小就可調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間。10/18/2023通電延時(shí)時(shí)間繼電器有兩個(gè)延時(shí)觸點(diǎn)：一個(gè)是延時(shí)閉合的常開(kāi)觸點(diǎn)，一個(gè)是延時(shí)斷開(kāi)的常閉觸點(diǎn)，此外還有兩個(gè)瞬動(dòng)觸點(diǎn)：常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)。斷電延時(shí)時(shí)間繼電器有兩個(gè)延時(shí)觸點(diǎn)：一個(gè)是延時(shí)閉合的常閉觸點(diǎn)，一個(gè)是延時(shí)斷開(kāi)的常開(kāi)觸點(diǎn)，此外還有兩個(gè)瞬動(dòng)觸點(diǎn)：常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)。10/18/2023空氣式時(shí)間繼電器的優(yōu)缺點(diǎn)：延時(shí)范圍大；通用性高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：準(zhǔn)確度低，延時(shí)誤差小于20%，在要求高準(zhǔn)確延時(shí)的生產(chǎn)機(jī)械中不宜采用。典型產(chǎn)品：JS7、JS23、JSK?系列時(shí)間繼電器。10/18/2023

3.電子式時(shí)間繼電器在時(shí)間繼電器中已成為主流產(chǎn)品，電子式時(shí)間繼電器（又稱半導(dǎo)體時(shí)間繼電器）由晶體管或集成電路和電子元件等構(gòu)成，利用RC電路電容器充放電原理實(shí)現(xiàn)延時(shí)。目前已有采用單片機(jī)控制的時(shí)間繼電器。電子式時(shí)間繼電器具有延時(shí)范圍廣、精度高、體積小、耐沖擊和耐振動(dòng)、調(diào)節(jié)方便及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，所以發(fā)展很快，在工業(yè)控制中應(yīng)用廣泛。10/18/2023工作原理如下：當(dāng)電源變壓器接通，VT1管導(dǎo)通，VT2管截止，繼電器KA不動(dòng)作，兩個(gè)電源分別向電容C充電，a點(diǎn)電位按指數(shù)規(guī)律上升。當(dāng)a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位時(shí)，VT1管截止，VT2管導(dǎo)通，VT2管集電極電流流過(guò)KA的線圈，KA觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)。圖中KA的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)充電電路，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使電容放電，為下一次動(dòng)作做準(zhǔn)備。調(diào)節(jié)電位器RP的值，就可改變延時(shí)時(shí)間大小。此電路延時(shí)范圍可達(dá)0.2～300s。10/18/2023圖1-22時(shí)間繼電器的圖形、文字符號(hào)

4.時(shí)間繼電器的符號(hào)10/18/2023時(shí)間繼電器觸點(diǎn)類型斷電式常閉斷電后延時(shí)閉合常開(kāi)斷電后延時(shí)斷開(kāi)通電式瞬時(shí)動(dòng)作延時(shí)動(dòng)作常閉觸點(diǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)常開(kāi)通電后延時(shí)閉合常閉通電后延時(shí)斷開(kāi)常閉觸點(diǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)10/18/20235.

時(shí)間繼電器的選用延時(shí)方式；延時(shí)范圍及精度；使用場(chǎng)合、工作環(huán)境。10/18/20231.3.7信號(hào)繼電器輸入非電信號(hào)，且當(dāng)信號(hào)到一定值時(shí)才動(dòng)作的電器.1.速度繼電器圖1-23JY1系列速度繼電器的外形及結(jié)構(gòu)圖1-24速度繼電器的圖形、文字符號(hào)a）轉(zhuǎn)子b）常開(kāi)觸頭c）常閉觸頭10/18/2023動(dòng)觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)外環(huán)（1）速度繼電器的組成

速度繼電器是一種當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值時(shí)動(dòng)作的繼電器。它是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，主要用作籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)，故又稱為反接制動(dòng)繼電器。組成

速度繼電器主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸點(diǎn)三部分組成。轉(zhuǎn)子是一個(gè)圓柱形永久磁鐵，與電動(dòng)機(jī)或機(jī)械轉(zhuǎn)軸連在一起，隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。定子是一個(gè)空的籠型圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并在其中裝有籠型繞組。10/18/2023速度繼電器的軸由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，其外環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)到一定速度時(shí)，撞擊動(dòng)觸點(diǎn)，使常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開(kāi)。動(dòng)觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)外環(huán)下圖制動(dòng)過(guò)程是由速度來(lái)控制的。在電氣系統(tǒng)中常把這種控制方式稱之為速度控制原則。（2）工作原理10/18/20232.溫度繼電器

埋設(shè)在電動(dòng)機(jī)發(fā)熱部位，如定子槽內(nèi)、繞組端部等，直接反映該處發(fā)熱情況。類型：雙金屬片式、熱敏電阻式溫度繼電器。1．雙金屬片式溫度繼電器2．熱敏電阻式溫度繼電器圖1-25熱敏電阻式溫度繼電器原理圖

10/18/2023工作原理：

RT表示各繞組內(nèi)埋設(shè)的熱敏電阻串聯(lián)后的總電阻，它同電阻R3，R4，R6構(gòu)成一電橋。由晶體管VT1，VT2構(gòu)成的開(kāi)關(guān)接在電橋的對(duì)角線上。當(dāng)溫度<65℃時(shí)，RT為一恒值電阻，電橋處于平衡狀態(tài)。VT1，VT2截止，晶閘管VS不能導(dǎo)通，繼電器不動(dòng)作。

當(dāng)溫度上升到動(dòng)作溫度時(shí)，RT阻值劇增，電橋出現(xiàn)不平衡，使VT1，VT2導(dǎo)通，VS獲得門(mén)極觸發(fā)電流而導(dǎo)通，執(zhí)行繼電器

KA動(dòng)作。10/18/2023采用電橋的原因是為了降低電源電壓和環(huán)境溫度對(duì)繼電器的影響當(dāng)電源電壓上升或下降時(shí)，Uc和Ut同時(shí)增大或減小，電橋保持平衡，VT2不導(dǎo)通，VS不動(dòng)作。當(dāng)環(huán)境溫度上升或下降時(shí)，環(huán)境溫度對(duì)R3、R4、R6和Rt的影響是一致的，所以Uc和Ut將同時(shí)增大或減小，電橋保持平衡，VT2不導(dǎo)通，VS不動(dòng)作。只有電機(jī)溫度上升且超過(guò)一定溫度時(shí)，Rt快速增大，這時(shí)Uc不變而Ut減小，電橋處于不平衡狀態(tài)，VT2導(dǎo)通，VS動(dòng)作。VT2導(dǎo)通后，Ve2下降，VT1截止。常開(kāi)觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)θθθθ10/18/20233.液位繼電器

根據(jù)液體液面高低使觸頭動(dòng)作的繼電器。圖1-26液位繼電器結(jié)構(gòu)示意圖

10/18/20231.4熔斷器

熔斷器俗稱保險(xiǎn)絲FU，是一種當(dāng)電流超過(guò)規(guī)定值一定時(shí)間后，以它本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化而分?jǐn)嚯娐返碾娖?。廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)及用電設(shè)備中作短路和過(guò)電流保護(hù)。組成：熔體——熔點(diǎn)低，易于熔斷，導(dǎo)電性能良好的合金材料。熔管——安裝熔體的外殼。10/18/2023熔斷器的典型產(chǎn)品按結(jié)構(gòu)分有：半封閉瓷插式、螺旋式、無(wú)填料封閉管式和有填料封閉管式熔斷器。瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器有填料封閉管式熔斷器10/18/20231.4.1熔斷器的保護(hù)特性圖1-27熔斷器的保護(hù)特性流過(guò)熔體的電流與熔體熔斷時(shí)間的關(guān)系曲線，又稱安秒特性。熔化系數(shù)K：最小熔化電流Imin與熔體額定電流IN之比，K=Imin/IN

Imin為臨界電流。10/18/2023熔斷特性：熔體的熔斷時(shí)間與通過(guò)熔體的電流有關(guān)

I/IN1.2