電氣控制技術(shù)基礎(chǔ)

1、2.1 2.1 低壓電器的基本知識低壓電器的基本知識 2.2 2.2 低壓控制電器低壓控制電器 2.3 2.3 低壓保護(hù)電器低壓保護(hù)電器 2.4 2.4 三相籠形異步電動機電氣控制電路基本知識三相籠形異步電動機電氣控制電路基本知識 2.5 2.5 三相籠形異步電動機的起動控制電路三相籠形異步電動機的起動控制電路 2.6 2.6 三相籠形異步電動機的制動控制電路三相籠形異步電動機的制動控制電路 2.7 2.7 電氣控制電路技能實驗電氣控制電路技能實驗 2.1 2.1 低壓電器的基本知識低壓電器的基本知識 常用低壓電器主要介紹低壓電器的基本知識和分類，低壓控制電器和低壓保護(hù)電器的概念、結(jié)構(gòu)與動作原

2、理等內(nèi)容，為以后正確使用與維護(hù)打下基礎(chǔ)。2.1.1 2.1.1 低壓電器的定義及分類低壓電器的定義及分類 凡是對電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用起控制、調(diào)節(jié)、檢測、轉(zhuǎn)換及保護(hù)作用的電工器械稱為電器。 用于交流50HZ或60HZ額定電壓1200V以下，直流額定電壓1500V以下的電路內(nèi)起接通、斷開、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器稱為低壓電器。常用的低壓電器有刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、自動開關(guān)、熔斷器、接觸器、繼電器和主令電器等。 低壓電器的種類較多，分類方法有多種，就其在電氣線路中所處的地位、作用以及所控制的對象可分為低壓配電電器、低壓控制電器兩大類。 （1）低壓配電電器 主要用于低壓配電系統(tǒng)中。對于這類電器的

3、要求是系統(tǒng)發(fā)生故障時，動作準(zhǔn)確、工作可靠，在規(guī)定的時間內(nèi)，通過允許的短路電流時，其電動力和熱效應(yīng)不會損壞電器。如：刀開關(guān)、斷路器和熔斷器等。 （2）低壓控制電器 主要用于電氣傳動系統(tǒng)中。對于這類電器的要求是有相應(yīng)的轉(zhuǎn)換能力，操作頻率高，電壽命和機械壽命長，工作可靠。如：接觸器、繼電器、主令電器等。 2.1.2 2.1.2 電磁式電器電磁式電器 電磁式電器在低壓電器中占有十分重要的地位，在電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。如接觸器、自動空氣開關(guān)（斷路器）、電磁式繼電器等。但它們的工作原理基本上相同。就其結(jié)構(gòu)而言主要由電磁機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)所組成，電磁機構(gòu)按其電源種類可分為交流和直流兩種，執(zhí)行機構(gòu)則可分為觸

4、頭系統(tǒng)和滅弧裝置兩部分。 1鐵心 2銜鐵 3吸引線圈 圖2-1 電磁機構(gòu)幾種結(jié)構(gòu)形式 （1）電磁機構(gòu) 電磁機構(gòu)由線圈、鐵心（靜鐵心）和銜鐵（動鐵心）等部分組成。從常用鐵心的銜鐵運動形式上看，其結(jié)構(gòu)形式大致可分為拍合式和直動式兩大類，如圖2-1所示。圖2-1a為銜鐵沿棱角轉(zhuǎn)動的拍合式鐵心，其鐵心材料由電工硅鋼片制成，它廣泛用于直流電器中；圖2-1b為銜鐵沿軸轉(zhuǎn)動的拍合式鐵心，鐵心形狀有E形和U形兩種，其鐵心材料由電工硅鋼片疊成，多用于觸頭容量較大的交流電器中；圖2-1c為銜鐵直線運動的雙E形直動式鐵心，它也是由硅鋼片疊壓而成，也分為交、直流兩大類。 （2）作用原理 其作用原理：當(dāng)線圈中有工作電流

5、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(gòu)帶動相應(yīng)的觸頭動作。在交流電流產(chǎn)生的交變磁場中，為避免因磁通過零點造成銜鐵的抖動，需要在交流電器鐵心的端部開槽，嵌入一銅短路環(huán)，使環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通與環(huán)外磁通不同時過零，使電磁吸力F總是大于彈簧的反作用力，因而可以消除交流鐵心的抖動。 2.1.3 2.1.3 電器的觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置電器的觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置2.1.3.1 電器的觸頭系統(tǒng) 在工作過程中可以分開與閉合的電接觸稱為可分合接觸，又稱為觸頭，觸頭是成對的，一為動觸頭，一為靜觸頭。觸頭有時又包含主觸頭、副觸頭和弧觸頭。 觸頭的作用是接通或分?jǐn)嚯娐?，因此要求觸頭要具有良好

6、的接觸性能，電流容量較小的電器（如接觸器、繼電器）常采用銀質(zhì)材料作觸頭，這是因為銀的氧化膜的電阻率與純銀相似，可以避免表面氧化膜電阻率增加而造成接觸不良。 觸頭的結(jié)構(gòu)有橋式和指式兩類。圖2-2a所示是兩個點接觸的橋式觸頭，圖2-2b是兩個面接觸的橋式觸頭。兩個觸頭串于同一電路中，電路的接通與斷開由兩個觸點共同完成，點接觸形式適用于電流不強且觸頭壓力小的場合；面接觸形式適用于電流較強的場合。圖2-2c所示是為指形觸頭，其接觸區(qū)為一直線，觸頭接通或分?jǐn)鄷r產(chǎn)生滾動摩擦，以利于去掉氧化膜，故其觸頭可以用紫銅制造，特別適合于觸頭分合次數(shù)多、電流大的場合。 圖2-2 觸頭的結(jié)構(gòu)的型式 2.1.3.2 滅弧

7、系統(tǒng) 觸頭在分?jǐn)嚯娏鞯乃查g，在觸頭間的氣隙中就會產(chǎn)生電弧，電弧的溫度很高，能將觸頭燒損，并可能造成其它事故，因此，應(yīng)采用適當(dāng)措施迅速熄滅電弧。 熄滅電弧的主要措施有：迅速增加電弧長度（拉長電弧），使得單位長度內(nèi)維持電弧燃燒的電場強度不夠而使電弧熄滅。使電弧與流體介質(zhì)或固體介質(zhì)相接觸，加強冷卻和去游離作用，使電弧加快熄滅。電弧有直流電弧和交流電弧兩類，交流電流有自然過零點，故其電弧較容易熄滅。低壓控制電器常用的滅弧方法有以下幾種： （1）速拉滅弧法 通過機械裝置將電弧迅速拉長，從而加快電弧的熄滅。這種滅弧方法是開關(guān)電器中普遍采用的最基本的一種滅弧方法。 （2）冷卻滅弧法 降低電弧的溫度，可使電弧

8、中的熱游離減弱，正負(fù)離子的復(fù)合增加，有助于電弧迅速熄滅。 （3）磁吹滅弧法 利用永久磁鐵或電磁鐵產(chǎn)生的磁場對電流的作用力來拉長電?。换蛘呃脷饬魇闺娀±L和冷卻被熄滅。 （4）窄縫滅弧法 這種滅弧方法是利用滅弧罩的窄縫來實現(xiàn)的。滅弧罩內(nèi)有一條縱縫，縫的下部寬些上部窄些。當(dāng)觸頭斷開時，電弧在電動力的作用下進(jìn)入縫內(nèi)，窄縫可將電弧弧柱直徑壓縮，使電弧同縫壁緊密接觸，加強冷卻和去游離作用，使電弧熄滅加快。 （5）金屬柵片滅弧法 利用柵片對電弧的吸引作用及磁吹線圈的作用將電弧引入柵片中，柵片將電弧分割成許多串聯(lián)的短弧。這樣每兩片滅弧柵片可以看作一對電極，使整個滅弧柵的絕緣強度大大加強。而每個柵片間的電壓

9、不足以達(dá)到電弧燃燒電壓，同時吸收電弧熱量，使電弧迅速冷卻，所以電弧進(jìn)入滅弧柵片后就很快地熄滅。如圖2-3所示。 2-3 柵片滅弧示意圖 2.1.4 2.1.4 低壓電器的主要技術(shù)參數(shù)低壓電器的主要技術(shù)參數(shù) 電器要可靠地接通和分?jǐn)啾豢刂齐娐?，而不同的被控制電路工作在不同的電壓或電流等級、不同的通斷頻繁程度及不同性質(zhì)負(fù)載的情況下，對電器提出了各種技術(shù)要求。如觸點在分?jǐn)酄顟B(tài)時要有一定的耐壓能力以防止漏電或介質(zhì)擊穿，因而電器有額定工作電壓這一基本參數(shù)；觸頭閉合時，總有一定的接觸電阻，負(fù)載電流在接觸電阻產(chǎn)生的壓降和熱量不應(yīng)過大，因此對電器觸點規(guī)定了額定電流值，被控負(fù)載的工作情況對電器的要求有著重要的影響

10、，如籠型異步電動機反接觸制動及反向時的電流峰值約大兩倍，所以電動機頻繁反向時，控制電器的工作條件較差。 于是，有些控制電器被制成能使用在較惡劣的條件下，而有些不能，這就使電器有不同的使用類別。配電電器擔(dān)負(fù)著接通和分?jǐn)嚯娐冯娏鞯娜蝿?wù)，相應(yīng)地規(guī)定了極限通、斷能力；電器在分?jǐn)嚯娏鲿r，出現(xiàn)的電弧要燒損觸點甚至熔焊，因此電器都有一定的使用壽命。 2.1.4.1 使用類別 按國標(biāo)GB245585，將控制電器主觸點和輔助觸點的標(biāo)準(zhǔn)使用列于表2-1中。觸點 電流種類 使用類別 典型用途舉例 主觸點 交流 AC1AC2AC3AC4 無感或微感負(fù)載、電阻爐繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動、分?jǐn)嗷\型異步電動機的起動、運轉(zhuǎn)中

11、分?jǐn)嗷\型異步電動機的起動、反接制動、反向、點動 直流 DC1DC3DC5 無感或微感負(fù)載、電阻爐并勵電動機的起動、點動與反接制動串勵電動機的起動、點動與反接制動 輔助觸點 交流 AC11AC14AC15 控制交流電磁鐵控制小容量（72VA）電磁鐵負(fù)載控制容量大于72VA的電磁鐵負(fù)載 直流 DC11DC13DC14 控制直流電磁鐵控制直流電磁鐵，即電感與電阻的混合負(fù)載控制電路中有經(jīng)濟(jì)電阻的直流電磁鐵負(fù)載 表2-1 控制電器觸點的標(biāo)準(zhǔn)使用類別 2.1.4.2 主參數(shù)額定工作電壓和額定工作電流 額定工作電壓 是指在規(guī)定的條件下，能保證電器正常工作的電壓值，通常是指觸點的額定電壓值。有電磁機構(gòu)的控制電

12、器還規(guī)定了電磁線圈的額定工作電壓。 額定工作電流 是指根據(jù)電器的具體使用條件確定的電流值，它和額定電壓、電網(wǎng)頻率、額定工作制、使用類別、觸點壽命及防護(hù)等級等因素有關(guān)，同一開關(guān)電器可以對應(yīng)不同使用條件以規(guī)定不同的工作電流值，具體內(nèi)容可參見表2-2。 型號 操作頻率次/h 通電持續(xù)率(%) AC-3使用類別 輔助觸點 吸引線圈 額定工作電流(IN/A) 可控制三相異步電動機的功率（P/KW） 控制功率 功率（P/W） 額定控制電壓UN/V AC-3AC-4380(V)660(V) 220(V)380(V)500(V)660(V)AC(VA)DC(W)起動吸持CJX2-9120030040 972.

13、245.55.53003080824、36CJX2-12120030012935.55.57.580848、110CJX2-16600120161247.5991009127、220CJX2-256001202518.551111151009380、660表2-2 CJX2系列小容量交流接觸器技術(shù)數(shù)據(jù) 2.1.4.3 通斷能力 通斷能力以表2-3中非正常負(fù)載時能接通和斷開的電流值來衡量。接通能力是指開關(guān)閉合時不會造成觸點熔焊的能力。斷開能力是指開關(guān)斷開時能可靠滅弧的能力。 2.1.4.4 壽命 包括機械壽命和電壽命。機械壽命是指電器在無電流情況下能操作的次數(shù)；電壽命是指在所規(guī)定的使用條件下不需

14、要修理或更換零件的負(fù)載操作次數(shù)。 類別 正常負(fù)載 非正常負(fù)載 接通 分?jǐn)?接通 分?jǐn)?I/INU/UN cos I/INU/UNcosI/INU/UNcosI/INU/UNcosAC-1AC-2AC-3AC-4 12.566 1111 0.950.650.350.35 1116 10.40.171 0.950.650.350.35 1.541010 1.11.11.11.1 0.950.650.350.35 1.5488 1.11.11.11.1 0.950.650.350.35 表2-3 相應(yīng)于使用類別的接通與分?jǐn)鄺l件 2.2 2.2 低壓控制電器低壓控制電器 低壓控制電器主要用于低壓電力拖

15、動系統(tǒng)中，對電動機的運行進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電器，常用的低壓控制電器有刀開關(guān)、組合開關(guān)、按鈕、位置開關(guān)、接觸器和繼電器等。 2.2.1 2.2.1 刀開關(guān)刀開關(guān) 低壓刀開關(guān)適用于不經(jīng)常操作的低壓電路中，主要用于手動接通與斷開交、直流電路，也可用于不頻繁地接通與分?jǐn)囝~定電流以下的負(fù)載，或作電源隔離開關(guān)。如小型電動機、電阻爐等。刀開關(guān)按極數(shù)劃分有單極、雙極與三極幾種；按刀開關(guān)轉(zhuǎn)換方向分，單投、雙投兩種；按操作方式分有直接手柄操作式、杠桿操作機構(gòu)式和電動操作機構(gòu)式三種；按滅弧結(jié)構(gòu)分，有帶有滅弧罩和不帶有滅弧罩兩種。 其結(jié)構(gòu)由操作手柄、刀片（動觸點）、靜刀座（靜觸點）和底板等組成，見圖2-4a。 2

16、.2.1.1 膠蓋刀開關(guān) 這種開關(guān)由帶有滅弧罩的刀開關(guān)和熔斷器串聯(lián)組合而成，如圖2-4所示為HK2系列開啟式負(fù)荷開關(guān)（也稱為膠蓋刀開關(guān)）。它能有效地通斷負(fù)荷電流，而且能進(jìn)行短路保護(hù)，且有既操作方便，又安全經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點，主要用于交流50HZ、電壓380V、電流60A以下的電力線路中。 （a）外形結(jié)構(gòu) （b）圖形符號文字符號 圖2-4 刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖、圖形符號與文字符號 2.2.1.2 熔斷器式刀開關(guān) 熔斷器式刀開關(guān)（又稱刀熔開關(guān)），是一種新型組合開關(guān)，它利用RT0型熔斷器的具有刀形觸頭的熔管作為刀刃，具有刀開關(guān)和熔斷器的雙重功能，適用于農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)中，但開關(guān)中所用的熔斷器之間熔體不能更換，維護(hù)不方

17、便。 刀開關(guān)常用的產(chǎn)品有HD11-HD14和HS11-HS13系列刀開關(guān)；HK1、HK2系列開啟式負(fù)荷開關(guān)；HH3、HH4系列封閉式負(fù)荷開關(guān)；HR3系列熔斷器式刀開關(guān)等。 刀開關(guān)在安裝時，手柄要向上，不得倒裝或平裝。只有安裝正確，作用在電弧上的電動力和熱空氣的上升方向一致，才能促使電弧迅速拉長而熄滅；反之，兩者方向相反電弧就不易熄滅，嚴(yán)重時會使觸點及刀片燒灼，甚至造成極間短路。此外，如果倒裝，手柄可能因自動下落而誤動作合閘，將可能造成人身和設(shè)備的安全事故。 在安裝使用鐵殼開關(guān)時應(yīng)注意安全，既不允許隨意放在地上操作，也不允許面對著開關(guān)操作，以免萬一發(fā)生故障，而開關(guān)又在分?jǐn)嗖幌聲r鐵殼爆炸飛出傷人。

18、應(yīng)按規(guī)定把開關(guān)垂直安裝在一定高度處。開關(guān)的外殼應(yīng)妥善地接地，并嚴(yán)格禁止在開關(guān)上方擱置金屬零件，以防它們掉入開關(guān)內(nèi)部釀成相間短路事故。 2.2.2 2.2.2 按鈕按鈕 按鈕是用人力手動操作，并具有儲能（彈簧）復(fù)位的主令電器。它的結(jié)構(gòu)雖然簡單，卻是應(yīng)用很廣泛的一種電器，主要用于遠(yuǎn)距離操作接觸器、繼電器等電磁裝置，以自動切換控制電路。 按鈕的一般結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-5所示。操作時，當(dāng)按鈕帽的動觸頭向下運動時，先與動斷靜觸頭分開，再與動合靜觸頭閉合；當(dāng)操作人員將手指放開后，在復(fù)位彈簧的作用下，動觸頭向上運動，恢復(fù)初始位置。在復(fù)位的過程中，先是動合觸頭分?jǐn)?，然后是動斷觸頭閉合。 為了標(biāo)明各種按鈕的作用，

19、避免誤動作，通常將按鈕帽做成不同的顏色，以示區(qū)別。按鈕的顏色有紅、綠、黑、黃、籃以及白、灰等多種，供不同場合選用。國標(biāo)GB522685對按鈕的顏色作如下規(guī)定：“停止”和“急?！卑粹o必須是紅色，當(dāng)按下紅色按鈕時，必須使設(shè)備停止工作或斷電；“起動”按鈕的顏色是綠色；“起動”與“停止”交替動作的按鈕必須是黑白、白色或灰色，不得用紅色和綠色；“點動”按鈕必須是黑色；復(fù)位按鈕（如保護(hù)繼電器的復(fù)位按鈕）必須是藍(lán)色，當(dāng)復(fù)位按鈕還具有停止的作用時，則必須是紅色。 全國統(tǒng)一設(shè)計的按鈕型號為LA25系列，除符合國內(nèi)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外，還符合國際電工委員會的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其技術(shù)參數(shù)見表2-4。其它常用的型號為LA2、LA10、

20、LA18、LA19、LA20等系列。 圖2-5 按鈕結(jié)構(gòu)示意圖和圖形文字符號 1按鈕帽 2復(fù)位彈簧 3動觸點 4常閉靜觸點 5常開靜觸點 額定絕緣電壓Ui(V)AC 380 DC 220 額定工作電壓UN(V)220 380 220380110220約定發(fā)熱電流Ith(A)5 105、10 額定工作電流IN(A)1.4 0.84.5 2.6 0.60.3通斷能力8.7(418V，cos= 0.7)50次 46A(418V，cos= 0.7)50次 0.8A(242V,T0.95=300ms) 20次 按鈕形式平鈕蘑菇鈕帶燈鈕旋鈕鑰匙鈕操作頻率(次/h) 12012電壽命(萬次) AC：50，D

21、C：25 AC：10；DC：10 機械壽命(萬次)100 10工作制斷續(xù)周期工作制，TD=40% 額定極限短路電流1.1UN、cos=0.50.7、1000A、3次 觸頭對數(shù)16（根據(jù)需要可以加接） 表2-4 LA25系列控制按鈕技術(shù)數(shù)據(jù) 2.2.3 2.2.3 行程開關(guān)行程開關(guān) 行程開關(guān)又稱位置開關(guān)（也稱位置傳感器），是一種很重要的小電流主令電器。行程開關(guān)是利用生產(chǎn)設(shè)備某些運動部件的機械位移來碰撞位置開關(guān)，使其觸點動作，將機械信號變?yōu)殡娦盘?，接通、斷開或變換某些控制電路的指令，借以實現(xiàn)對機械的電氣控制要求，通常，這類開關(guān)被用來限制機械運動的位置或行程，使運動機械按一定位置或行程自動停止、反向

22、運動、變速運動或自動往返運動等。即主要用于檢測工作機械的位置，發(fā)出命令以控制其運動方向或行程長短。 （a）結(jié)構(gòu)示意圖 （b）圖形文字符號 1外殼 2頂桿 3常開靜觸點 4觸點彈簧 5動觸頭6常閉靜觸點 7恢復(fù)彈簧 8螺釘 圖2-6 行程開關(guān)觸頭結(jié)構(gòu)及運動示意圖和圖形文字符號 各種系列的行程開關(guān)其基本結(jié)構(gòu)大體相同，都是由操作頭、傳動機構(gòu)、觸點系統(tǒng)和外殼組成。操作頭接受機械設(shè)備發(fā)出的動作指令或信號，并將其傳遞到觸點系統(tǒng)，觸點再將操作頭傳來的指令或信號，通過本身的結(jié)構(gòu)功能變?yōu)殡娦盘枺敵龅接嘘P(guān)控制回路，使之作出必要的反應(yīng)。 行程開關(guān)觸點結(jié)構(gòu)及運動示意圖見圖2-6所示，工作機械碰撞傳動頭時，經(jīng)傳動機構(gòu)

23、使頂桿向下移動，到達(dá)一定行程時，改變了彈簧力的方向，其垂直方向力由向下變?yōu)橄蛏希瑒佑|點向上跳動，使動斷觸點分?jǐn)啵瑒雍嫌|頭閉合。當(dāng)外力去掉后，在復(fù)位彈簧的作用下頂桿上升，動觸頭又向下跳動，恢復(fù)初始狀態(tài)。 行程開關(guān)的觸點分合速度取決于生產(chǎn)機械擋塊觸動操作頭移動速度，其缺點是當(dāng)移動速度低于0.4m/min時，觸點分合太慢易受電弧燒毀，從而減少觸點使用壽命。 行程開關(guān)的種類很多，按運動形式劃分為直動式和轉(zhuǎn)動式；按照觸點性質(zhì)劃分為有觸點和無觸點的。目前生產(chǎn)的產(chǎn)品有LX19、LX22、LX32及LX33，還有JLXK1系列。表2-5為常用的LX19和JLXK1系列行程開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)。 型號 額定電壓額定電

24、流 結(jié)構(gòu)特點 觸點對數(shù) 工作行程 超行程 觸點轉(zhuǎn)換時間（s） 常開 常閉 LX19380V5A 元件113mm1mm0.04 LX19-111單輪，滾輪裝在傳動桿內(nèi)側(cè)，能自動復(fù)位1130度20度LX19-121單輪，滾輪裝在傳動桿外側(cè)，能自動復(fù)位1130度20度LX19-131單輪，滾輪裝在傳動桿凹槽內(nèi)能自動復(fù)位1130度15度LX19-212雙輪，滾輪裝在U形傳動桿內(nèi)側(cè)，不能自動復(fù)位1130度15度表2-5 LX19和JLXK1系列行程開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)（一） 型號 額定電壓額定電流 結(jié)構(gòu)特點 觸點對數(shù) 工作行程 超行程 觸點轉(zhuǎn)換時間（s） 常開 常閉 LX19-222380V5A 雙輪，滾輪裝

25、在U形傳動桿外側(cè)，不能自動復(fù)位1130度 15度0.04 LX19-232雙輪，滾輪裝在U形傳動桿外側(cè)，不能自動復(fù)位1130度15度LX19-001無滾輪，僅徑向傳動桿能自動復(fù)位114mm 3mmJLXK-111JLXK-211JLXK-311JLXK-411500V5A 單輪防護(hù)式雙輪防護(hù)式直動防護(hù)式直動滾輪防護(hù)式111111111215度45度13mm13mm 30度45度24mm24mm 0.04表2-5 LX19和JLXK1系列行程開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)（2） 2.2.4 2.2.4 接觸器接觸器 接觸器是用來頻繁接通和切斷電動機或其它負(fù)載電路的一種自動切換電器。它由觸頭系統(tǒng)、電磁機構(gòu)、彈簧、

26、滅弧裝置和支架底座等組成。通常分為交流接觸器和直流接觸器兩類。2.2.4.1 交流接觸器 交流接觸器是用于遠(yuǎn)距離控制電壓至380V、電流至600A的交流電路，以及頻繁起動和控制交流電動機的自動控制電器。它主要由電磁機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置及其它輔助裝置等部分組成。交流接觸器的結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。 圖2-7(a) CJ20系列交流接觸器的結(jié)構(gòu)圖 1動觸橋2靜觸點3銜鐵4緩沖彈簧5電磁線圈6鐵心靜觸點 7墊氈8觸點彈簧 9滅弧罩 10觸點壓力彈簧 圖2-7(b)和（c） CJ20系列交流接觸器示意圖和圖形文字符號 （1）電磁機構(gòu) 電磁機構(gòu)由鐵心、線圈和銜鐵等組成，其作用是產(chǎn)生電磁力，通過傳動機構(gòu)來

27、通斷主、輔觸頭。當(dāng)操作線圈斷電或電壓顯著下降時，銜鐵在重力和彈簧力作用下跳閘，主觸點切斷主電路；當(dāng)其線圈通電時動作，銜鐵被吸合，主觸頭及常開輔助觸點閉合。交流接觸器的電磁鐵常采用單U形轉(zhuǎn)動式、雙E形直動式和雙U形直動式等。 （2）觸頭系統(tǒng) 觸頭系統(tǒng)是接觸器的執(zhí)行元件，起分?jǐn)嗪烷]合電路的作用，有雙斷點橋式觸頭和單斷點指形觸頭兩類。其優(yōu)缺點在前面已作分析。從提高接觸器的機械壽命和電壽命出發(fā)，采用雙斷點觸頭比單斷點觸頭有利，對交流接觸器更是如此。目前交流接觸器的觸頭形式趨向于雙斷點觸頭，但在額定電流大的接觸器中，常采用單斷點觸頭。 （3）滅弧裝置 滅弧裝置因電流等級而異。有絕緣材料滅弧罩、多縱縫滅弧

28、室、柵片滅弧室、串聯(lián)磁吹和真空滅弧室等。 交流接觸器常用的型號有CJ10、CJ12系列，其新產(chǎn)品有CJ20系列，引進(jìn)生產(chǎn)的交流接觸器有德國西門子的3TB系列、法國TE公司的LC1、LC2系列、德國BBC的B系列等，這些引進(jìn)產(chǎn)品大多采用積木式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需要加裝附件。 交流接觸器工作原理：當(dāng)線圈通電后，線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生足夠的吸力，克服反作用彈簧與動觸點壓力彈簧片的反作用力，將動鐵心吸合，同時帶動傳動杠桿使動、靜觸點的狀態(tài)發(fā)生改變，其中三對常開主觸點閉合。主觸點兩側(cè)的兩對常閉的輔助觸點斷開，兩對常開的輔助觸點閉合。當(dāng)電磁線圈斷電后，由于鐵心電磁吸力消失，動鐵心在反作用彈簧力的作

29、用下釋放，各觸點也隨之恢復(fù)原始狀態(tài)。 交流接觸器的線圈電壓在85110額定電壓時，能保證可靠工作。電壓過高，磁路趨于飽和，線圈電流將顯著增大；電壓過低，電磁吸力不足，動鐵心吸合不上，線圈電流往往達(dá)到額定電流的十幾倍。因此，電壓過高或過低都會造成線圈過熱而燒毀。 部分交流接觸器的主要技術(shù)參數(shù)見表2-6。 接觸器除了電磁機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置外，還有一些輔助零件和部件，如傳動結(jié)構(gòu)、外殼、接線端子等 型號 頻率 (HZ) 輔助觸頭額定電流（A） 吸引線圈電壓(V) 主觸頭額定電流(A) 額定電壓(V) 可控制電動機最大功率(KW) CJ20-1050 536、127220、380 10380/22

30、0500 4/2.2CJ20-16167.5/4.5CJ20-252511/5.5CJ20-404022/11CJ20-636330/18CJ20-10010050/28CJ20-16016085/48CJ20-250250132/80CJ20-400400220/115表2-6 CJ20系列交流接觸器主要技術(shù)參數(shù) 2.2.4.2 直流接觸器 直流接觸器用于控制直流供電負(fù)載和各種直流電動機，額定電壓400V及以下，額定電流40600A，分為六個電流等級。直流接觸器其結(jié)構(gòu)主要由電磁機構(gòu)、觸頭與滅弧系統(tǒng)組成。電磁系統(tǒng)的電磁鐵采用拍合式電磁鐵，電磁線圈為電壓線圈，用細(xì)漆包線繞制成長而薄的圓筒狀。直流

31、接觸器的主觸頭一般為單極或雙極，有動合觸頭也有動斷觸頭，其觸點下方均裝有串聯(lián)的磁吹滅弧線圈。在使用時要注意，磁吹線圈在輕載時不能保證可靠的滅弧，只有在電流大于額定電流的20%時磁吹線圈才起作用。 2.2.4.3 接觸器的主要參數(shù) （1）額定電壓 指主觸點的額定工作電壓，交流有220V、380V、500V等。直流有110V、220V、440V等。此外，還規(guī)定輔助觸頭和線圈的額定電壓。 （2）額定電流 指主觸頭的額定工作電流，它在一定條件下（額定電壓、使用類別、額定工作制、操作頻率等）規(guī)定的，保證電器正常工作的電流值，若改變使用條件，額定電流也要隨之改變。目前生產(chǎn)的接觸器有5A、10A、40A、6

32、0A、100A、150A、250A、400A和600A。 （3）動作值 指接觸器的吸合電壓和釋放電壓。按照規(guī)定，作為一般用途的電磁式接觸器，在一定溫度下，加在線圈上的電壓為額定值的85110之間的任何電壓下可靠地吸合；反之，如果工作中電壓過低或失壓，銜鐵應(yīng)能可靠地釋放。 （4）接通與分?jǐn)嗄芰?指接觸器的主觸頭在規(guī)定條件下，能可靠地接通或分?jǐn)嗟碾娏髦?。在此電流下接通或分?jǐn)鄷r，不應(yīng)發(fā)生觸頭熔焊、飛弧和過分磨損。 （5）電器壽命和電壽命 接觸器是頻繁操作電器，應(yīng)較高的機械壽命和電壽命，目前接觸器的機械壽命為1000萬次，小容量接觸器的機械壽命可達(dá)3000萬次。 （6）操作頻率 指每小時允許的操作次數(shù)

33、。目前一般為1501200次/小時。 （7）工作制 接觸器的工作制有長期工作制、間斷工作制、短時工作制、反復(fù)工作制。 2.2.4.4 接觸器的選擇 （1）接觸器類型的選擇 根據(jù)接觸器所控制的負(fù)載性質(zhì)來選擇接觸器的類型。 （2）接觸器的額定電壓 應(yīng)等于或大于主電路的額定電壓。 （3）接觸器線圈的額定電壓及頻率 應(yīng)與所控制的電路電壓、頻率相一致。 （4）接觸器額定電流的選擇 應(yīng)大于或等于負(fù)載的工作電流 （5）接觸器的觸頭數(shù)量、種類的選擇 其觸頭數(shù)量和種類應(yīng)滿足主電路和控制線路的要求。 2.2.4.5 接觸器常見故障分析 （1）吸不上或吸不足 造成故障的主要原因有：電源電壓過低和波動大；電源容量不足

34、、斷線、接觸不良；接觸器線圈斷線，可動部分被卡住等；觸點彈簧壓力與超程過大；動、靜鐵心間距太大。 （2）不釋放或釋放緩慢 有以下原因：觸點彈簧壓力過??；觸點熔焊；可動部分被卡?。昏F心截面被油污；反力彈簧損失；鐵心截面之間的氣隙消失 （3）線圈過熱或燒損 線圈中流過的電流過大時，就會使線圈過熱甚至燒毀。發(fā)生線圈電流過大的原因有以下幾個方面：電源電壓過高或過低；操作頻率過高；線圈已損壞；銜鐵與鐵心閉合有間隙等。 （4）噪聲較大 產(chǎn)生的噪聲過大的主要原因有：電源電壓過低；觸點彈簧壓力過大；鐵心截面生銹或粘有油污、灰塵；分磁環(huán)斷裂；鐵心截面磨損過度而不平。 （5）觸點熔焊 造成觸點熔焊的主要原因有：操

35、作頻率過高或過負(fù)荷使用；負(fù)荷側(cè)短路；觸點彈簧壓力過?。挥|點表面有突起的金屬顆?；虍愇铮徊僮骰芈冯妷哼^低或機械卡住觸點停頓在剛接觸的位置上。 （6）觸點過熱和灼傷 造成觸頭發(fā)熱的主要原因有：觸頭彈簧壓力過小；觸頭表面接觸不良；操作頻率過高或工作電流過大。 （7）觸頭磨損 觸頭磨損有兩種：一種是電氣磨損，由觸頭間電弧或電火花的高溫使觸頭金屬氣化或蒸發(fā)所造成；另一種是機械磨損，由于觸頭閉合時的撞擊，觸頭表面的相對滑動摩擦等造成。 2.2.5 2.2.5 繼電器繼電器 電磁式繼電器是一種自動電器，它的功能是根據(jù)外界輸入信號，在電氣輸出電路中，控制電路接通或斷開。它主要用來反映各種控制信號，其觸點一般接

36、在控制電路中。電磁式繼電器是應(yīng)用最早、最多的一種形式。其結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器大體相同，在結(jié)構(gòu)上由電磁機構(gòu)和觸頭系統(tǒng)等組成。 但接觸器只有在一定的電壓信號下動作，而電磁式繼電器可以對各種輸入量變化作出反應(yīng)，如電流、電壓、時間、速度等；另外，繼電器是用于切斷小電流的控制和保護(hù)回路的，而接觸器是用來控制大電流電路，因此接觸器有滅弧裝置，而電磁式繼電器沒有滅弧裝置。以上是接觸器與電磁式繼電器的區(qū)別。 電磁式繼電器按所反映的參數(shù)可分為電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器等。 2.2.5.1 電磁式電流繼電器 根據(jù)輸入（線圈）電流大小而動作的繼電器稱為電流繼電器。電流繼電器的線圈串接于被測電路中，反映電路

37、電流的變化，對電路實現(xiàn)過電流與欠電流保護(hù)。為了使串人電流繼電器后不影響電路工作情況，因此，電流繼電器的線圈應(yīng)阻抗小、導(dǎo)線要粗、其匝數(shù)應(yīng)盡量少，只有這樣線圈的功率損耗才小。 根據(jù)實際應(yīng)用的要求，電流繼電器又有過電流繼電器和欠電流繼電器之分。過電流繼電器在正常工作時，線圈通過的電流在額定值范圍內(nèi)，它所產(chǎn)生的電磁吸力不足以克服反力彈簧的反作用力，故銜鐵不動作；當(dāng)通過線圈的電流超過某一整定值時，電磁吸力大于反力彈簧拉力，吸引銜鐵動作，于是常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開；有的過電流繼電器帶有手動復(fù)位結(jié)構(gòu)，它的作用是：當(dāng)過電流時，繼電器動作，銜鐵被吸合，但當(dāng)電流再減小甚至到零時，銜鐵也不會自動返回，只有當(dāng)故障

38、得到處理后，采用手動復(fù)位結(jié)構(gòu)，松開鎖扣裝置后，銜鐵才會在復(fù)位彈簧怎樣下返回原始狀態(tài)，從而避免重復(fù)過電流事故的發(fā)生。交流過電流繼電器的鐵心和銜鐵上可以不安放短路環(huán)。 過電流繼電器主要用于頻繁起動的場合，作為電動機或主電路的過載和短路保護(hù)。一般的交流過電流繼電器調(diào)整在（110350）IN動作，直流過電流繼電器調(diào)整在（70300）IN動作。 欠電流繼電器是當(dāng)通過線圈的電流降低到某一整定值時，繼電器銜鐵被釋放，所以，欠電流繼電器在電路電流正常時，銜鐵吸合。欠電流繼電器的吸引電流為線圈額定電流的30%65%，釋放電流為額定電流的10%20%。因此，當(dāng)繼電器線圈電流降低到額定電流10%20%時，繼電器即動

39、作，給出信號，使控制電路作出應(yīng)有的反應(yīng)。 電流繼電器的動作值與釋放值可用調(diào)整反力彈簧的方法來整定。旋緊彈簧，反作用力增大，吸合電流和釋放電流都被提高；反之，旋松彈簧，反作用力減小，吸合電流和釋放電流都降低。另外，調(diào)整夾在鐵心柱與銜鐵吸合端面之間的非磁性墊片的厚度也能改變繼電器的釋放電流，墊片越厚，磁路的氣隙和磁阻就越大，與此相應(yīng)，產(chǎn)生同樣吸力所需的磁動勢也越大，當(dāng)然，釋放電流也要大些。 JL14系列交直流電流繼電器的磁系統(tǒng)為棱角轉(zhuǎn)動拍合式，由鐵心、銜鐵、磁軛和線圈組成，觸點為橋式雙斷點，觸點數(shù)量有多種，并帶有透明外罩。 2.2.5.2 電磁式電壓繼電器 電壓繼電器是根據(jù)輸入電壓大小而動作的繼電

40、器。電壓繼電器線圈與被測電路并聯(lián)，反映電路電壓的變化，可作為電路的過電壓和欠電壓保護(hù)。為了不影響電路的工作狀態(tài)，要求其線圈的匝數(shù)要多，導(dǎo)線截面要小，線圈阻抗要大。根據(jù)電壓繼電器動作電壓值的不同分為過電壓、欠電壓、零電壓繼電器，一般欠電壓繼電器用得較多。 過電壓繼電器在電路電壓為（105%120%）UN時吸合動作，欠電壓繼電器在電路電壓為（40%70%）UN時釋放，零電壓繼電器在電路電壓降至（5%25%）UN時釋放。對于交流勵磁的過電壓繼電器在電路正常時不動作，只有在電路電壓超過額定電壓，達(dá)到整定值時才動作，且一動作就將電路切斷。為此鐵心和銜鐵上也可不安放短路環(huán)。 常用的過電壓繼電器為JT4A型

41、，欠電壓及零電壓繼電器為JT4P型。 2.2.5.3 電磁式中間繼電器 電磁式中間繼電器的用途很廣。若主繼電器的觸點容量不足，或為了同時接通和斷開幾個回路需要多對觸點時，或一套裝置有幾套保護(hù)需要用共同的出口繼電器等，都要采用中間繼電器。中間繼電器實質(zhì)上為電壓繼電器。當(dāng)線圈加上70以上的額定電壓時，銜鐵被吸合，并使銜鐵上的動觸點與靜觸點閉合；當(dāng)失電后，銜鐵受反作用彈簧的拉力而返回原位。 電磁式中間繼電器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器完全相同，故稱為接觸器式繼電器，所不同的是中間繼電器的觸點對數(shù)較多，并且沒有主、輔之分，各對觸點允許通過的電流大小是相同的，其額定電流約為5A。 常用的中間繼電器有JZ

42、7型和JZ14型等中間繼電器。 JZ7型繼電器采用立體布置，鐵心和銜鐵用E形硅鋼片疊裝而成，線圈置于鐵心中柱，組成雙E直動式電磁系統(tǒng)。觸點采用橋式雙斷點結(jié)構(gòu)，上、下兩層各有4對觸點，下層觸點只能是常開的，故觸點系統(tǒng)可按8常開、6常開、2常閉及4常開、4常閉組合。 JZ14型中間繼電器采用螺旋管式電磁系統(tǒng)及雙斷點橋式觸點。其基本結(jié)構(gòu)為交、直流通用，交流鐵心為平頂形，直流鐵心與銜鐵為圓錐形接觸面。觸點采用直列式布置，觸點對數(shù)可達(dá)8對，按6常開、2常閉，4常開、4常閉及2常開、6常閉任意組合。繼電器還有手動操作鈕，便于點動操作和作為動作指示，同時還帶有透明外罩，以防塵埃進(jìn)入內(nèi)部，影響工作的可靠性。

43、1觸點彈簧2常開觸點3銜鐵4鐵心5底座6緩沖彈簧7線圈8釋放彈簧9常閉觸點 圖2-8 JZ7-44型中間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖和圖形文字符號 電磁式中間繼電器與電壓繼電器在電路中的接法和結(jié)構(gòu)特征基本上也相同。在電路中起到中間放大與轉(zhuǎn)換作用。即一是當(dāng)電壓或電流繼電器觸點容量不夠時，可借助中間繼電器來控制，用中間繼電器作為執(zhí)行元件，這時，中間繼電器可被看成是一級放大器。二是當(dāng)其它繼電器或接觸器觸點數(shù)量不夠時，可用中間繼電器來切換多條電路。圖2-8為JZ7-44型中間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖和在電氣原理圖中的符號。 電磁式繼電器一般圖形文字符號是相同的，電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器文字符號一般都用KA表示等

44、。 2.2.6 2.2.6 時間繼電器時間繼電器 時間繼電器是在電路中起著控制動作時間的繼電器，當(dāng)它的感測系統(tǒng)接受到輸入信號以后，需經(jīng)過一定時間，它的執(zhí)行系統(tǒng)才會動作并輸出信號，進(jìn)而操作控制電路。它被廣泛用來控制生產(chǎn)過程中按時間原則制定的工藝程序，如籠型電動機自動星三角降壓換接起動控制等。 時間繼電器的種類很多，常用的時間繼電器主要有電磁式時間繼電器、空氣阻尼式時間繼電器、晶體管式時間繼電器、電動式時間繼電器等幾種。這里僅介紹常用的兩種。 2.2.6.1 空氣阻尼式時間繼電器 空氣阻尼式時間繼電器又稱氣囊式時間繼電器。它是利用氣囊中的空氣通過小孔節(jié)流的原理來獲得延時動作的。時間繼電器的結(jié)構(gòu)由電

45、磁系統(tǒng)、延時機構(gòu)和觸點系統(tǒng)三部分組成。其結(jié)構(gòu)、示意圖與動作原理見圖2-9。其中電磁機構(gòu)為雙E直動式電磁鐵，觸頭系統(tǒng)是借用LX5微動開關(guān)，延時機構(gòu)采用氣囊式阻尼器。常用的為JS7A系列，該時間繼電器可以做成通電延時型，也可做成斷電延時型。電磁機構(gòu)可以是直流的，也可以是交流的。 JS7A系列時間繼電器主要由以下幾個部分組成： （1）電磁機構(gòu) 電磁機構(gòu)由線圈、鐵心和銜鐵組成。 （2）觸頭系統(tǒng) 觸頭系統(tǒng)由兩對瞬動觸點（一常開一常閉）和兩對延時觸點（一常開一常閉）組成。瞬動觸點和延時觸點分別是兩個微動開關(guān)。 （3）氣室 氣室為一空腔，內(nèi)裝一成型橡皮薄膜，隨空氣的增減而移動，氣室頂部的調(diào)節(jié)螺釘可調(diào)節(jié)延時時

46、間。 （4）傳動機構(gòu) 傳動機構(gòu)由推板、活塞桿、杠桿及各種類型的彈簧組成。 （5）基座 基座由金屬鋼板制成，用以固定電磁機構(gòu)和氣室。 現(xiàn)在以通電延時型時間繼電器為例介紹其工作原理，見圖2-9b。 圖2-9（a） 空氣阻尼式JS7-A型時間繼電器的結(jié)構(gòu)圖 圖2-9（b)和（c） 空氣阻尼式JS7-A型時間繼電器的動作原理圖 （b）通電延時型 （c）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(jìn)氣孔 12活塞 13、16微動開關(guān) 14延時觸頭 15杠桿 圖2-9（d） 空氣阻尼式JS7-A型時間繼電器的圖形、文字符號 當(dāng)通電延時型時間繼電器電磁鐵線圈

47、1通電后，將銜鐵吸下，于是頂桿6與銜鐵間出現(xiàn)一個空隙，當(dāng)與頂桿相連的活塞在彈簧7作用下由上向下移動時，在橡皮膜上方氣室的空氣逐漸稀薄，形成負(fù)壓，因此活塞桿只能緩慢地向下移動，在降到一定位置時，杠桿15使觸頭14動作（常開觸點閉合，常閉觸點斷開）。線圈斷電時，彈簧使銜鐵和活塞等復(fù)位，空氣經(jīng)橡皮膜與頂桿6之間推開的氣隙迅速排出，觸點瞬時復(fù)位。 斷電延時型時間繼電器與通電延時型時間繼電器的原理與結(jié)構(gòu)均相同，只是將其電磁機構(gòu)翻轉(zhuǎn)180安裝，即為斷電延時型，見圖2-9c。 空氣阻尼式時間繼電器延時時間范圍有0.4180s和0.460s兩種規(guī)格，具有延時范圍較寬，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，壽命長等優(yōu)點

48、，其缺點是延時誤差大（10%20%）、無調(diào)整刻度指示、難以精確地整定延時值。然而仍然是機床交流控制線路中常用的時間繼電器。常用的JS7-A型空氣阻尼式時間繼電器基本技術(shù)數(shù)據(jù)見表2-7。 型號 線圈額定電壓(V) 觸點參數(shù) 延時范圍（s）延時重復(fù)誤差 最大操作頻率次/h 數(shù)量 0V、cos=0.30.4時的通斷電流（A） 通電延時 斷電延時 瞬動 常開 常閉常開常閉常開常閉接通 分?jǐn)?JS7-1A交流24、36、110、127、220、380、420 113 0.3 分0.460及0.4180兩級 15% TD40時為600 JS7-2A1111JS7-3A11JS7-4A1111表2-7 JS

49、7-A型時間繼電器技術(shù)數(shù)據(jù) 2.2.6.2 晶體管時間繼電器 晶體管時間繼電器也稱為半導(dǎo)體時間繼電器或電子式時間繼電器，是自動控制系統(tǒng)中的重要元件。它具有機械結(jié)構(gòu)簡單，延時范圍廣、精度高、返回時間短、消耗功率小、耐沖擊、調(diào)節(jié)方便和壽命長等諸多優(yōu)點，所以發(fā)展很快，使用也日益廣泛。但也有延時會受環(huán)境溫度變化及電源波動的影響等缺點。 晶體管式時間繼電器的種類較多，如JSJ、JSB、JS5、JS8、JS14、JS15和JS20等系列。這里僅以具有代表性的JS20系列為例，介紹它們的結(jié)構(gòu)和采用的電路。圖2-10所示為JS20型單結(jié)晶體管式時間繼電器的原理圖與框圖。 電源的穩(wěn)壓部分由電阻R1和穩(wěn)壓管V3構(gòu)

50、成，可供電給延時環(huán)節(jié)和鑒幅器，輸出電路中的V4和KA（線圈）則由整流電源直接供電。電容器C2的充電回路有兩條，一條是通過充電電阻RP1和R2，另一條是通過由低電阻值電阻RP2，R4和R5組成的分壓器，經(jīng)二極管V2向電容器C2提供的預(yù)充電電路。 圖2-10 JS20型單結(jié)晶體管式時間繼電器的原理圖與框圖 電路的工作原理如下：當(dāng)接通電源后，經(jīng)二極管V1整流、電容器C1濾波以及穩(wěn)壓管V3穩(wěn)壓的直流電壓，即通過RP2，R4，V2向電容C2以極小的時間常數(shù)快速充電。電容C2上，電壓在R5分壓的基礎(chǔ)上經(jīng)RP1繼續(xù)充電，電壓按指數(shù)規(guī)律逐漸升高。當(dāng)此電壓大于單結(jié)晶體管的峰點電壓UP時，單結(jié)晶體管導(dǎo)通，輸出電壓

51、脈沖觸發(fā)小型晶閘管V4，V4導(dǎo)通后使繼電器KA吸合，其觸點除用來接通和分?jǐn)嗤怆娐吠?，并利用其另一對常開觸點將C2短路，使之迅速放電，同時氖指示燈HL起輝。當(dāng)切斷電源時，繼電器KA釋放，電路恢復(fù)原始狀態(tài)，等待下一次動作。只要調(diào)節(jié)RP1和RP2便可調(diào)節(jié)延時時間。 2.2.7 2.2.7 速度繼電器速度繼電器 速度繼電器也稱反接線制動繼電器，是用來反映電動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向變化的繼電器。它的基本工作方式和主要作用是依靠旋轉(zhuǎn)速度的快慢為指令信號，通過觸點的分合傳遞給接觸器，從而實現(xiàn)對電動機反接制動控制。速度繼電器的外形及結(jié)構(gòu)如圖2-11a所示。速度繼電器主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、可動支架、觸點系統(tǒng)等組成。 圖

52、2-11b所示為速度繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖2-11a可以看出同籠型電動機轉(zhuǎn)子繞組相似，定子由硅鋼片疊成并裝有籠型的短路繞組，定子與轉(zhuǎn)軸同心，定子和轉(zhuǎn)子間有一很小氣隙，并能獨自偏擺，轉(zhuǎn)子是用一塊永久磁鐵制成，固定在轉(zhuǎn)軸上；支架的一端固定在定子上，可隨定子偏擺，頂塊與支架的另一端由小軸聯(lián)結(jié)在一起，轉(zhuǎn)軸與小軸分別固定，頂塊可隨支架偏轉(zhuǎn)而動作的。 圖2-11(a) 速度繼電器 速度繼電器結(jié)構(gòu)圖 1調(diào)節(jié)螺釘 2反力彈簧 3常閉觸點 4常開觸點 5動觸點 6推桿7籠型導(dǎo)條8轉(zhuǎn)子 9圓環(huán) 10轉(zhuǎn)軸 11擺桿 12返回杠桿 圖2-11（b）和（c） 速度繼電器原理示意圖和圖形文字符號 速度繼電器的工作原理是

53、：當(dāng)電動機旋轉(zhuǎn)時，與電動機同軸聯(lián)結(jié)的速度繼電器轉(zhuǎn)子也轉(zhuǎn)動，這樣，永久磁鐵制成的轉(zhuǎn)子，就由靜止磁場變?yōu)樵诳臻g移動的旋轉(zhuǎn)磁場。此時，定子內(nèi)的短路繞組（導(dǎo)體）因切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流，載流短路繞組與磁場相互作用便產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)矩，于是，定子便順著轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動方向而偏轉(zhuǎn)。定子的偏轉(zhuǎn)帶動支架和頂塊，當(dāng)定子轉(zhuǎn)過一定角度時，頂塊推動動觸點彈簧片（或反向偏轉(zhuǎn)時）使常閉觸點分?jǐn)?，常開觸點閉合。 當(dāng)常開觸點閉合后，可產(chǎn)生一定的反作用力，阻止定子繼續(xù)偏轉(zhuǎn)。電動機轉(zhuǎn)速越高，定子導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的電流越大，因而轉(zhuǎn)矩越大，頂塊對動觸點簧片的作用力也就越大。電動機轉(zhuǎn)速下降時，速度繼電器轉(zhuǎn)子速度也隨著下降，定子繞組內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電

54、流相應(yīng)減小，從而電磁轉(zhuǎn)矩減小，頂塊對動觸點簧片的作用力也減小。當(dāng)轉(zhuǎn)子速度下降到一定數(shù)值時，頂塊的作用力小于觸點簧片的反作用力，頂塊返回到原始位置，對應(yīng)的觸點也復(fù)位。2.3 2.3 低壓保護(hù)電器低壓保護(hù)電器 低壓保護(hù)電器主要用于對線路和設(shè)備進(jìn)行保護(hù)等方面。電路中常見的故障如過載和短路，如不及時的切斷，就會燒毀設(shè)備和線路，造成很大的損失。因此，線路中必須裝設(shè)低壓保護(hù)電器。常用的低壓保護(hù)電器有熔斷器、熱繼電器和低壓斷路器（自動空氣開關(guān)）。 2.3.1 2.3.1 熔斷器熔斷器 熔斷器廣泛用于低壓配電線路和電氣設(shè)備中，主要起短路保護(hù)和嚴(yán)重過載保護(hù)的作用。它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用維護(hù)方便、價格低廉、可靠性高

55、等特點，是低壓配電線路中的重要保護(hù)元件之一。熔斷器的種類較多，常用的熔斷器有瓷插式、螺旋式。其結(jié)構(gòu)如圖2-12所示。熔斷器接入電路時，熔體與保護(hù)電路串聯(lián)連接，當(dāng)該電路中發(fā)生短路或嚴(yán)重過載故障時，通過熔體的電流達(dá)到或超過其允許的正常發(fā)熱電流，熔體上產(chǎn)生的熱量使熔體溫度急劇上升，當(dāng)達(dá)到熔體金屬的熔點時自行熔斷，分?jǐn)嚯娐非袛喙收想娏?，從而保護(hù)了電氣設(shè)備。 瓷插式熔斷器RC1A系列結(jié)構(gòu)簡單，更換方便、價格低廉。一般用在交流50HZ、額定電壓在380V、額定電流在200A以下的低壓線路末端或分支電路中，作為電氣設(shè)備的短路保護(hù)及一定程度上的過載保護(hù)。 螺旋式熔斷器RL1系列分?jǐn)嗄芰Ω撸Y(jié)構(gòu)緊湊，體積小，安

56、裝面積小，更換熔體方便，安全可靠，熔絲熔斷后有明顯信號指示，廣泛應(yīng)用于控制箱、配電屏、機床設(shè)備及振動較大的場所，作為短路及過載保護(hù)元件。 1瓷帽2熔斷管3瓷套4下接線端子5座子6上接線端子 （a）瓷插式熔斷器 （b）螺旋式熔斷器 （c）圖形文字符號 圖2-12 熔斷器 2.3.1.1 熔斷器的結(jié)構(gòu)和主要參數(shù) （1）熔斷器的結(jié)構(gòu) 熔斷器主要由熔體、安裝熔體的熔管和座子三部分組成。熔體是熔斷器的主要組成部分，常做成絲狀、片狀和柵狀。 （2）主要技術(shù)參數(shù) a）額定電壓 熔斷器熔斷時，可使電弧及時熄滅，所在電路工作電壓的最高限制。 b）額定電流 熔斷器長期通過的、不超過允許溫升的最大工作電流。 c）熔

57、體的額定電流 長期通過熔體而不會使熔體熔斷的電流。 d）極限分?jǐn)嗄芰?熔斷器所能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪冯娏髦怠?e）熔斷器的保護(hù)特性 熔斷器的保護(hù)特性曲線表示切斷電流的全部時間與通過熔斷器全部電流時間的關(guān)系特性，又稱安全特性，如圖2-13所示。從圖中可以看出電流與動作的時間成反比，即熔斷器的保護(hù)特性是反時限的。 I/IN 0t圖2-13 熔斷器的保護(hù)特性曲線 2.3.1.2 熔斷器的使用及維護(hù) 應(yīng)正確選用熔體和熔斷器 分支電路的熔體額定電流應(yīng)比前一級小23級；對不同性質(zhì)的負(fù)載，如照明電路、電動機主電路、控制電路等，應(yīng)盡量分別保護(hù)，裝設(shè)單獨的熔斷器。更換熔體時，應(yīng)切斷電源，并換上相同的額定電流的熔體。瓷

58、插式熔斷器安裝熔絲時，熔絲不要劃傷、繃緊，應(yīng)順著螺釘旋轉(zhuǎn)方向繞接。安裝螺旋式熔斷器時，必須將電源線接到瓷底座的下接線端，以保證安全。 2.3.2 2.3.2 熱繼電器熱繼電器 熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)來切斷電路的保護(hù)電器，主要對電動機或其它負(fù)載進(jìn)行過載保護(hù)以及對三相電動機進(jìn)行斷相保護(hù)。電動機在實際運行中，由于過載時間過長，繞組溫升超過了允許值時，將會加劇繞組絕緣的老化，縮短電動機的使用壽命，嚴(yán)重時會使電動機繞組燒毀。因此，在電動機的電路中應(yīng)設(shè)置有過載保護(hù)。 雙金屬片式熱繼電器的基本結(jié)構(gòu)由加熱元件、主雙金屬片、觸點系統(tǒng)、動作機構(gòu)、復(fù)位按鈕、電流整定裝置和溫升補償裝置等部分組成。 熱繼電器的雙金

59、屬片加熱方式有三種，即直接加熱式、間接加熱式和復(fù)合加熱式。其中間接加熱式應(yīng)用最普遍。 2.3.2.1 兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器 如圖2-14所示為兩結(jié)構(gòu)的熱繼電器工作原理示意圖。 它是一種雙金屬片間接加熱式熱繼電器，有兩個主雙金屬片與兩個發(fā)熱元件，兩個熱元件分別串接在主電路的兩相中。雙金屬片作為測量組件，由兩種不同線膨脹系數(shù)的金屬壓焊而成。動觸點與靜觸點接于控制電路的接觸器線圈回路中。 在電動機正常運行時，熱組件產(chǎn)生的熱量雖能使雙金屬片產(chǎn)生彎曲變形，但還不足以使熱繼電器的觸點系統(tǒng)動作；當(dāng)負(fù)載電流超過整定電流值并經(jīng)過一定時間后，工作電流增大，熱組件產(chǎn)生的熱量也增多，溫度升高，發(fā)熱元件所產(chǎn)生的熱量足以使

60、雙金屬片受熱向右彎曲，并推動導(dǎo)板向右移動一定距離，導(dǎo)板又推動溫度補償片與推桿，使動觸點與靜觸點分?jǐn)?，從而使接觸器線圈斷電釋放，將電源切除起到保護(hù)作用。電源切斷后電流消失，雙金屬片逐漸冷卻，經(jīng)過一段時間后恢復(fù)原狀，于是動觸點在失去作用力的情況下，靠自身弓簧的彈性自動復(fù)位與靜觸點閉合。1、2主雙金屬片 3、4熱元件 5導(dǎo)板 6溫度補償雙金屬片 7推桿8動觸點 9靜觸點 10螺釘 11復(fù)位按鈕 12調(diào)節(jié)凸輪 13彈簧 圖2-14 熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖和圖形文字符號 這種熱繼電器也可以采用手動復(fù)位，將螺釘向外調(diào)節(jié)到一定位置，使動觸點弓簧的轉(zhuǎn)動超過一定角度失去反彈性，在此情況下，即使主雙金屬片冷卻復(fù)原，動