第一章-常用低壓電器

電氣控制與PLC應(yīng)用電氣與電子工程系

E-mail：sunbh@TEL/p>

19世紀(jì)末到20世紀(jì)初為生產(chǎn)機(jī)械電力拖動(dòng)的初期；

繼電器接觸器控制產(chǎn)生于20世紀(jì)20－30年代；

60年代出現(xiàn)了順序控制器；

70年代，一種新型工業(yè)控制器—可編程控制器（PLC）問(wèn)世。課程簡(jiǎn)介

一、電氣控制技術(shù)與PLC的發(fā)展以電動(dòng)機(jī)或其它執(zhí)行電器為控制對(duì)象，介紹電氣控制的基本原理、控制線路及設(shè)計(jì)方法，同時(shí)著重介紹可編程控制器（PLC）的功能、指令系統(tǒng)、編程方法和應(yīng)用技術(shù)。

二、課程的主要內(nèi)容三、本課程的目標(biāo)：培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用的能力

四、本課程的具體要求：

①熟悉常用控制電器的結(jié)構(gòu)原理、用途，具有合理選擇、使用主要控制電器的能力。②熟練掌握繼電接觸器控制線路的基本環(huán)節(jié)，具有閱讀和分析電氣控制線路的工作原理的能力。

③掌握電氣控制線路常用的設(shè)計(jì)方法，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電氣控制線路。

④掌握PLC的基本原理及編程方法，能夠根據(jù)工藝過(guò)程和控制要求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和編寫(xiě)應(yīng)用程序。

第一部分：電氣控制技術(shù)核心是掌握繼電器、接觸器、按鈕開(kāi)關(guān)等常規(guī)控制電器的動(dòng)作執(zhí)行原理及特點(diǎn)，從而對(duì)一般繼電接觸控制電路進(jìn)行熟練分析和設(shè)計(jì)。

常用低壓電器

基本控制電路

控制線路設(shè)計(jì)1-1

概述1-2常用低壓電器的基本問(wèn)題1-3接觸器1-4繼電器1-5主令電器1-6熔斷器1-7低壓斷路器1-8電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)第一章常用低壓電器第一節(jié)概述低壓電器：低壓電器是指工作在交流1200V、直流1500V及以下的電路中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣線路的通斷、控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)等作用的電器。一、低壓電器的定義與分類按電器的性能和用途分：配電電器、控制電器、保護(hù)電器按電器的動(dòng)作性質(zhì)分：手動(dòng)電器和自動(dòng)電器按工作原理分：電磁式電器和非電量控制電器。低壓電器的分類：二、低壓電器的基本用途根據(jù)外界控制信號(hào)或控制要求，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)器件組合，自動(dòng)或手動(dòng)接通、分?jǐn)嚯娐罚B續(xù)或斷續(xù)地改變電路狀態(tài)，對(duì)電路進(jìn)行切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)和調(diào)節(jié)。三、低壓電器的全型號(hào)表示法及代號(hào)含義為了生產(chǎn)銷售、管理和使用方便，我國(guó)對(duì)各種低壓電器都按規(guī)定編制型號(hào)。即由類別代號(hào)、組別代號(hào)、設(shè)計(jì)代號(hào)、基本規(guī)格代號(hào)和輔助規(guī)格代號(hào)幾部分構(gòu)低壓電器的全型號(hào)。每一級(jí)代號(hào)后面可根據(jù)需要加設(shè)派生代號(hào)。四、低壓電器的主要技術(shù)指標(biāo)

1、絕緣強(qiáng)度

指電器元件的觸頭處于分?jǐn)酄顟B(tài)時(shí)，動(dòng)靜觸頭之間耐受的電壓值(無(wú)擊穿或閃爍現(xiàn)象)。

2、耐潮濕性能

指保證電器可靠工作的允許環(huán)境潮濕條件。

3、極限允許溫升

電器的導(dǎo)電部件，通過(guò)電流時(shí)將引起發(fā)熱和溫升，極限允許溫升指為防止過(guò)度氧化和燒熔而規(guī)定的最高溫升值(溫升值＝測(cè)得實(shí)際溫度－環(huán)境溫度)。

四、低壓電器的主要技術(shù)指標(biāo)

4、操作頻率

電器元件在單位時(shí)間(1小時(shí))內(nèi)允許操作的最高次數(shù)。

5、壽命

電器的壽命包括電壽命和機(jī)械壽命兩項(xiàng)指標(biāo)。電壽命：指電器元件的觸頭在規(guī)定的電路條件下，正常操作額定負(fù)荷電流的總次數(shù)。機(jī)械壽命：指電器元件在規(guī)定使用條件下，正常操作的總次數(shù)。五、低壓電器的結(jié)構(gòu)要求低壓電器的設(shè)計(jì)和制造必須嚴(yán)格按照國(guó)家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通用和互換性好，

三化：標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化；

四統(tǒng)一：型號(hào)規(guī)格、技術(shù)條件、外形及安裝尺寸、易損零部件統(tǒng)一。1.電磁機(jī)構(gòu)——將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作。交流：硅鋼片疊加直流：整塊鑄鐵或鑄鋼直動(dòng)式轉(zhuǎn)動(dòng)式交流線圈：短而粗，有骨架。直流線圈：細(xì)而長(zhǎng)，無(wú)骨架。第二節(jié)常用低壓電器的基本問(wèn)題電磁式電器由檢測(cè)部分（電磁機(jī)構(gòu)）和執(zhí)行部分（觸頭系統(tǒng)）組成。鐵心銜鐵線圈組成

1——銜鐵2——鐵心3——吸引線圈直動(dòng)式拍合式較多用于中小容量交流接觸器和繼電器銜鐵沿棱角轉(zhuǎn)動(dòng)：適用于直流繼電器和接觸器銜鐵沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)：常用于較大容量交流接觸器工作原理：線圈通入電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁通經(jīng)鐵芯、銜鐵和氣隙形成回路，產(chǎn)生電磁力，將銜鐵吸向鐵芯。同時(shí)，銜鐵還受到復(fù)位彈簧的拉力。只有當(dāng)電磁吸力大于彈簧反力時(shí)，銜鐵才可靠地被鐵芯吸住。線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在彈簧作用下，使銜鐵與鐵心脫離，即銜鐵釋放。當(dāng)線圈中通入直流電時(shí)電磁吸力為恒值。通入交流電時(shí)電磁吸力按正弦函數(shù)平方規(guī)律變化：

電磁吸力的最小值為0。當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值大于反力時(shí)，銜鐵吸合；當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值小于反力時(shí)，銜鐵釋放。所以電源電壓變化一個(gè)周期，電磁鐵吸合兩次，釋放兩次，電磁機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲，因此不能正常工作。短路環(huán)——減小銜鐵吸合時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。解決的辦法是在鐵心端面開(kāi)一小槽，在槽內(nèi)嵌入銅制短路環(huán)。加上短路環(huán)后，磁通被分為大小相近、相位相差約90度電角度的兩相磁通，因而兩相磁通不會(huì)同時(shí)過(guò)零。由于電磁吸力與磁通的平方成正比，所以由兩相磁通產(chǎn)生的合成電磁吸力較為平坦，在電磁鐵通電期間電磁吸力始終大于反力，使鐵心牢牢吸合，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。2.觸頭系統(tǒng)——通過(guò)觸頭的開(kāi)合控制電路通、斷。

類型

材料：一般采用銅材料制成；對(duì)于小容量電器常用銀質(zhì)材料制成橋式觸頭指形觸頭

3.滅弧系統(tǒng)

電?。洪_(kāi)關(guān)電器切斷電流電路時(shí)，觸頭間電壓大于

10V，電流超過(guò)80mA時(shí)，觸頭間會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色的光柱，即電弧。

電弧的產(chǎn)生：

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。這時(shí)觸頭間隙中的氣體被游離產(chǎn)生大量的電子和離子，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，大量的帶電粒子作定向運(yùn)動(dòng)，使絕緣的氣體變成了導(dǎo)體。電流通過(guò)這個(gè)游離區(qū)時(shí)所消耗的電能轉(zhuǎn)換為熱能和光能，由于光和熱的效應(yīng)，產(chǎn)生高溫并發(fā)出強(qiáng)光，使觸頭燒蝕，并使電路切斷延時(shí)，甚不能斷開(kāi)，嚴(yán)重事故。四種物理過(guò)程：強(qiáng)電場(chǎng)放射、撞擊電離、熱電子發(fā)射、高溫游離電弧的危害：

延長(zhǎng)了切斷電路的時(shí)間；

高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞；

形成飛弧造成電源短路事故。常用的滅弧方法有：

拉長(zhǎng)電弧、冷卻電弧和電弧分段。速拉滅弧：電弧長(zhǎng)度增加，使觸頭間隙增加，電場(chǎng)強(qiáng)度降低，同時(shí)又使散熱面積增大，降低電弧溫度，使自由電子和離子復(fù)合的運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，因而電弧容易熄滅。冷卻滅?。菏闺娀∨c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。多端口滅?。簻缁攀且唤M鍍銅的薄鋼片，彼此絕緣。電弧進(jìn)入柵片，分割數(shù)段。每?jī)善g都有150-250V的絕緣強(qiáng)度，使整個(gè)滅弧柵絕緣強(qiáng)度大大加強(qiáng)，致外加電壓無(wú)法維持，同時(shí)柵片吸熱，電弧速冷而熄。柵片滅弧示意圖

1

2

橋式觸頭滅弧原理

1一動(dòng)觸頭；2一靜觸頭

電動(dòng)力滅弧

下圖是一種橋式結(jié)構(gòu)雙斷口觸頭系統(tǒng)。當(dāng)觸頭打開(kāi)時(shí)，在斷口中產(chǎn)生電弧。電弧電流在兩電弧之間產(chǎn)生如圖所示的磁場(chǎng)。根據(jù)左手定則，電弧電流要受到一個(gè)指向外側(cè)的電動(dòng)力F的作用，使電孤向外運(yùn)動(dòng)并拉長(zhǎng)，使其迅速穿越冷卻介質(zhì)，從而加快電弧冷卻并熄滅。

456123FI

78

磁吹式滅弧裝置1—鐵心2—絕緣管3—吹弧線圈4—導(dǎo)磁夾片5—滅弧罩6—引弧角7—靜觸點(diǎn)8—?jiǎng)佑|點(diǎn)

磁吹滅弧

在觸頭電路中串入吹弧線圈，該線圈產(chǎn)生的磁通經(jīng)過(guò)導(dǎo)磁夾板引向觸頭周圍，在弧柱下方，兩個(gè)磁通是相加的，而在弧柱上方是彼此相減的，在下強(qiáng)上弱的磁場(chǎng)作用下電弧被拉長(zhǎng)并吹入滅弧罩中，電弧被拉長(zhǎng)并受到冷卻而很快被熄滅。它廣泛應(yīng)用于直流滅弧裝置中（如直流接觸器中）。接觸器是一種用來(lái)頻繁接通或斷開(kāi)交直流主電路及大容量控制電路的自動(dòng)切換電器。它是利用電磁吸力和彈簧反作用配合動(dòng)作而使觸頭閉合或分?jǐn)嗟囊环N電器，還具有低壓釋放保護(hù)的功能，并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用得相當(dāng)廣泛。

接觸器按其主觸頭通過(guò)電流的種類不同，可分為直流接觸器和交流接觸器。第三節(jié)電磁式接觸器觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭

常開(kāi)觸頭（動(dòng)合觸頭）常閉觸頭（動(dòng)斷觸頭）電磁系統(tǒng)：動(dòng)、靜鐵芯，吸引線圈和反作用彈簧滅弧系統(tǒng)：滅弧罩及滅弧柵片滅弧1．結(jié)構(gòu)

一、交流接觸器

交流接觸器結(jié)構(gòu)圖主觸頭常閉輔助觸頭常開(kāi)輔助觸頭靜鐵心動(dòng)鐵心吸引線圈滅弧裝置交流接觸器的觸點(diǎn)分為兩類，一類接在電動(dòng)機(jī)的主電路中，通過(guò)的電流較大，稱作主觸點(diǎn)；另一類接在控制電路中，通過(guò)的電流較小，稱為輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)斷開(kāi)瞬間，觸點(diǎn)間會(huì)產(chǎn)生電弧燒壞觸點(diǎn)，因此交流接觸器的動(dòng)觸點(diǎn)都做成橋式，有兩個(gè)斷點(diǎn)，以降低當(dāng)觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)加在斷點(diǎn)上的電壓，使電弧容易熄滅。在電流較大的接觸器的主觸點(diǎn)上還專門裝有滅弧罩，其外殼由絕緣材料制成，里面的平行薄片使三對(duì)主觸點(diǎn)相互隔開(kāi)，其作用是將電弧分割成小段，使之容易熄滅。2．工作原理

線圈加額定電壓，銜鐵吸合，常閉觸頭斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭閉合；線圈電壓消失，觸頭恢復(fù)常態(tài)。為防止鐵心振動(dòng)，需加短路環(huán)。用途：遠(yuǎn)距離通斷直流電路或控制直流電動(dòng)機(jī)的頻繁起停。結(jié)構(gòu)：電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置。工作原理：與交流接觸器基本相同。二、直流接觸器

KM常閉輔助觸點(diǎn)線圈KM主觸點(diǎn)KM常開(kāi)輔助觸點(diǎn)KM三、接觸器的符號(hào)

額定電壓（主觸頭之間的正常工作電壓值）

交流接觸器：127、220、380、500、660V直流接觸器：110、220、440、660V交流接觸器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接觸器：40、80、100、150、250、400、600A額定電流（主觸頭正常工作電流值）

吸引線圈額定電壓交流接觸器：36、110（127）、220、380V直流接觸器：24、48、220、440V四、接觸器的主要技術(shù)指標(biāo)

額定通斷能力：主觸頭在規(guī)定條件下可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦?。額定操作頻率：每小時(shí)的最高操作次數(shù)。交流接觸器為600次/h，直流接觸器為1200次/h。機(jī)械壽命（1000萬(wàn)次以上）與電氣壽命（100萬(wàn)次以上）

根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的類型；接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定電壓；吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級(jí)一致；額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。接觸器的觸頭數(shù)量和種類應(yīng)滿足主電路和控制線路的要求。

五、接觸器的使用選擇原則

部分CJ20系列交流接觸器主要技術(shù)數(shù)據(jù)CJ

20－〇

〇

/〇

〇

交流設(shè)計(jì)額定電流用K表示礦用額定工作電壓(03－380V)TH(濕熱帶產(chǎn)品)接觸器序號(hào)(AC3，380V)啟動(dòng)器的接觸器(06－660V；11－1140V)CZ

16－

〇

/〇

〇

直流設(shè)計(jì)額定電流常開(kāi)主觸點(diǎn)數(shù)常閉主觸點(diǎn)數(shù)接觸器序號(hào)交流接觸器型號(hào)意義說(shuō)明舉例：

直流接觸器型號(hào)意義說(shuō)明舉例：

幾款常用接觸器第四節(jié)

繼電器繼電器是一種根據(jù)外界輸入的信號(hào)（電量，如電壓、電流；非電量，如時(shí)間、速度、熱量等）來(lái)控制電路的通、斷的自動(dòng)切換電器，其觸點(diǎn)常接在控制電路中。

值得注意的是，繼電器的觸點(diǎn)不能用來(lái)接通和分?jǐn)嘀麟娐?，這也是繼電器的作用與接觸器的作用的區(qū)別。作用：控制、放大、聯(lián)鎖、保護(hù)和調(diào)節(jié)分類：按用途分：控制和保護(hù)繼電器按動(dòng)作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動(dòng)式、電子式、機(jī)械式按輸入量分：電流、電壓、時(shí)間、速度、壓力按動(dòng)作時(shí)間分：瞬時(shí)、延時(shí)繼電器特點(diǎn)：額定電流不大于5A。繼電器電磁式繼電器電磁式繼電器是使用最多的一種繼電器，其基本結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理與接觸器大致相同。但繼電器是用于切換小電流的控制和保護(hù)電器，其觸點(diǎn)種類和數(shù)量較多，體積較小，動(dòng)作靈敏，無(wú)需滅弧裝置。電磁式繼電器典型結(jié)構(gòu)示意圖

一、電流繼電器特點(diǎn)：線圈串接于電路中，導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。分類：過(guò)電流繼電器、欠電流繼電器過(guò)電流繼電器欠電流繼電器電流繼電器是根據(jù)線圈中電流的大小而控制電路通、斷的控制電器。過(guò)電流繼電器：當(dāng)電路發(fā)生短路及過(guò)流時(shí)立即將電路切斷

●正常工作時(shí)，繼電器不動(dòng)作；

●負(fù)載電流過(guò)大時(shí)，繼電器才動(dòng)作；●動(dòng)作電流（吸合電流）整定范圍：交流為(1.1～4)IN，直流為(0.7～3.5)IN

欠電流繼電器：當(dāng)電路電流過(guò)低時(shí)立即將電路切斷（常用于直流電路）

●正常工作時(shí)，繼電器吸合；

●負(fù)載電流過(guò)低時(shí)，繼電器釋放；

●動(dòng)作電流整定范圍：吸合電流為(30％～65％)IN

釋放電流為(10％～20％)IN

動(dòng)作電流Ｉq：使電流繼電器開(kāi)始動(dòng)作所需的電流值；返回電流Ｉf：電流繼電器動(dòng)作后返回原狀態(tài)時(shí)的電流值；返回系數(shù)Ｋf：返回值與動(dòng)作值之比，Ｋf＝Ｉf/Ｉq。主要技術(shù)指標(biāo)：圖形符號(hào)和文字符號(hào)：欠電流繼電器KAI<KAKA過(guò)電流繼電器>IKAKAKA特點(diǎn)：線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)分類：過(guò)電壓繼電器和欠電壓繼電器結(jié)構(gòu)原理：與電流繼電器類似欠電壓繼電器KVU<KVKV過(guò)電壓繼電器>UKVKVKV二、電壓繼電器電壓繼電器是根據(jù)線圈兩端電壓大小而控制電路通斷的控制電器。過(guò)電壓繼電器：電路電壓正常時(shí)，銜鐵不吸合；電路電壓過(guò)高時(shí)，銜鐵吸合；動(dòng)作電壓整定范圍為(105％～115％)UN

欠電壓繼電器：電路電壓正常時(shí)，銜鐵吸合；電路電壓過(guò)低時(shí)，銜鐵釋放；動(dòng)作電壓整定范圍為：吸合電壓調(diào)整范圍為(30％～50％)UN

釋放電壓調(diào)整范圍為(10％～35％)UN

中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器，結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相同。但它的觸點(diǎn)數(shù)量較多，在電路中主要是擴(kuò)展觸點(diǎn)的數(shù)量。三、中間繼電器符號(hào)KAKAKA四、時(shí)間繼電器從得到輸入信號(hào)（線圈的通電或斷電）開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)后才輸出信號(hào)（觸頭的閉合或斷開(kāi)）的繼電器，稱為時(shí)間繼電器。適用于定時(shí)控制。

時(shí)間繼電器的延時(shí)方式有兩種：通電延時(shí)：接受輸入信號(hào)后延遲一定的時(shí)間，輸出信號(hào)才發(fā)生變化。當(dāng)輸入信號(hào)消失后，輸出瞬時(shí)復(fù)原。斷電延時(shí)：接受輸入信號(hào)時(shí)，瞬時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)。當(dāng)輸入信號(hào)消失后，延遲一定的時(shí)間，輸出才復(fù)原。作用：按整定時(shí)間長(zhǎng)短通斷電路分類：按構(gòu)成原理分：電磁式電動(dòng)式空氣阻尼式晶體管式按延時(shí)方式分：通電延時(shí)型斷電延時(shí)型四、時(shí)間繼電器(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(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)通電延時(shí)閉合動(dòng)合（常開(kāi)）觸點(diǎn)(e)通電延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)（f）斷電延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合（常開(kāi)）觸點(diǎn)（g）斷電延時(shí)閉合動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)（h）瞬動(dòng)觸點(diǎn)符號(hào)四、時(shí)間繼電器直流電磁式時(shí)間繼電器１２３４帶有阻尼銅套的鐵心結(jié)構(gòu)1一鐵心2-阻尼銅套3一線圈4一絕緣層直流電磁式繼電器的鐵心上加有一個(gè)阻尼銅套，它是利用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生延時(shí)的。當(dāng)繼電器線圈斷電時(shí)，磁通變化量大，銅套阻尼作用也大，使銜鐵釋放有明顯的延時(shí)作用。這種繼電器僅用作斷電延時(shí)，其延時(shí)時(shí)間較短，而且準(zhǔn)確度較低，一般只用于要求不高的場(chǎng)合，如電動(dòng)機(jī)的延時(shí)啟動(dòng)等?？諝庾枘崾酵娧訒r(shí)時(shí)間繼電器空氣阻尼式斷電延時(shí)時(shí)間繼電器同步電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器

由微動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)減速齒輪獲得延時(shí)。優(yōu)點(diǎn)：延時(shí)范圍寬，可以由幾秒到數(shù)十小時(shí)，重復(fù)精度較高，調(diào)節(jié)方便。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。電子式時(shí)間繼電器其特點(diǎn)是延時(shí)范圍廣，精度高，體積小，調(diào)節(jié)方便，壽命長(zhǎng)，發(fā)展很快，是時(shí)間繼電器中的主流產(chǎn)品。如JSJ系列晶體管時(shí)間繼電器主要利用電容對(duì)電壓變化的阻尼作用作為延時(shí)環(huán)節(jié)而構(gòu)成。MT5CR數(shù)字式時(shí)間繼電器ST3P系列超級(jí)時(shí)間繼電器JSZ9系列電子式式時(shí)間繼電器JSZ8系列電子式時(shí)間繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)切斷電路的保護(hù)電器，它在控制電路中，用作電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，既能保證電動(dòng)機(jī)不超過(guò)容許的過(guò)載，又可以最大限度地保證電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力。當(dāng)然，首先要保證電動(dòng)機(jī)的正常起動(dòng)。五、熱繼電器作用：電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)利用雙金屬片受熱彎曲去推動(dòng)杠桿使觸頭動(dòng)作利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成利用過(guò)載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動(dòng)作型式：雙金屬片式熱敏電阻式易熔合金式雙金屬片式熱繼電器結(jié)構(gòu)：由發(fā)熱元件、雙金屬片和觸頭及動(dòng)作機(jī)構(gòu)等部分組成。五、熱繼電器a）

外形

b）結(jié)構(gòu)圖

1-電流整定裝置

2-主電路接線柱

3-復(fù)位按鈕

4-常閉觸頭5-動(dòng)作機(jī)構(gòu)

6-熱元件

31-常閉觸頭接線柱32-公共動(dòng)觸頭接線柱

33-常開(kāi)觸頭接線柱

雙金屬片式熱繼電器雙金屬片式熱繼電器原理示意圖1-補(bǔ)償雙金屬片；2-銷子；3-支承；4-杠桿；5-彈簧；6-凸輪；7、12-片簧；8-推桿；9-調(diào)節(jié)螺釘；10-觸點(diǎn)；11-弓簧；13-復(fù)位按鈕；14-主雙金屬片15-發(fā)熱元件；16-導(dǎo)板

雙金屬片式熱繼電器原理示意圖熱繼電器符號(hào)：

(a)熱元件

(b)常閉觸點(diǎn)

熱繼電器的選用

熱繼電器選用是否得當(dāng)，直接影響著對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)的可靠性。通常選用時(shí)應(yīng)按電動(dòng)機(jī)形式、工作環(huán)境、啟動(dòng)情況及負(fù)荷情況等幾方面綜合加以考慮。

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。如熱繼電器的整定值可等于電動(dòng)機(jī)額定電流的0.95-1.05倍，或取熱繼電器整定電流的中值等于電動(dòng)機(jī)的額定電流，然后進(jìn)行調(diào)整。

②考慮保護(hù)對(duì)象——電動(dòng)機(jī)的特性。電動(dòng)機(jī)的型號(hào)規(guī)格特性不同，其過(guò)載能力也不同。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。此時(shí)可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)額定電流的60％～80％。

③在不頻繁啟動(dòng)場(chǎng)合，要保證熱繼電器在電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程中不產(chǎn)生誤動(dòng)作。通常，當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流為其額定電流6倍以及啟動(dòng)時(shí)間不超過(guò)6s時(shí)，若很少連續(xù)啟動(dòng)，就可按電動(dòng)機(jī)的額定電流選取熱繼電器。

④當(dāng)電動(dòng)機(jī)為重復(fù)短時(shí)工作時(shí)，首先注意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，如果用它保護(hù)操作頻率較高的電動(dòng)機(jī)，效果很不理想，有時(shí)甚至不能使用。對(duì)于可逆運(yùn)行和頻繁通斷的電動(dòng)機(jī)，不宜采用熱繼電器保護(hù)，必要時(shí)可采用埋入電動(dòng)機(jī)繞組的溫度繼電器或熱敏電阻來(lái)保護(hù)。幾款常用熱繼電器作用：根據(jù)速度的大小通斷電路結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子和觸頭原理：與異步電動(dòng)機(jī)類似參數(shù)：動(dòng)作轉(zhuǎn)速：>120rpm

復(fù)位轉(zhuǎn)速：<100rpm六、速度繼電器速度繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1--轉(zhuǎn)子2—轉(zhuǎn)軸3--定子4--繞組5—擺錘6—?jiǎng)訑囔o觸點(diǎn)7--動(dòng)觸點(diǎn)8一簧片1234578定子---由硅鋼片迭成籠型空心圓環(huán)套在轉(zhuǎn)子上，裝有鼠籠型短路繞組。六、速度繼電器轉(zhuǎn)子---圓柱形永久磁鐵，與電動(dòng)機(jī)同軸連接。速度繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1--轉(zhuǎn)子2—轉(zhuǎn)軸3--定子4--繞組5—擺錘6—?jiǎng)訑囔o觸點(diǎn)7--動(dòng)觸點(diǎn)8一簧片1234578六、速度繼電器

工作原理：轉(zhuǎn)子的軸與電動(dòng)機(jī)同軸相連，當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。在空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，切割定子繞組，在定子繞組中感應(yīng)出電流。此電流又在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使得定子隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)，和定子裝在一起的擺錘推動(dòng)簧片（動(dòng)觸點(diǎn)）動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)分開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于某一值時(shí)，轉(zhuǎn)矩減小，動(dòng)觸頭在簧片作用下復(fù)位。

用途:主要用于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制。六、速度繼電器KSKS速度繼電器的圖形符號(hào)及文字符號(hào)

固態(tài)繼電器(SolidStateRelays)，簡(jiǎn)稱“SSR”，是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)器件，它利用電子元器件的電、磁和光電特性完成輸入和輸出的可靠隔離，利用電子元件(如大功率三極管、功率場(chǎng)效應(yīng)管、單向可控硅和雙向可控硅等半導(dǎo)體器件)的開(kāi)關(guān)特性，可達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)無(wú)火花地接通和斷開(kāi)電路的目的，因此又被稱為“無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)”。優(yōu)點(diǎn)：工作可靠、壽命長(zhǎng)、對(duì)外界干擾小、能與邏輯電路兼容、抗干擾能力強(qiáng)、開(kāi)關(guān)速度快、無(wú)火花、無(wú)動(dòng)作噪音和使用方便等。應(yīng)用：有逐步取代傳統(tǒng)電磁繼電器的趨勢(shì)，還可應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的輸入輸出接口、外圍和終端設(shè)備等傳統(tǒng)電磁繼電器無(wú)法應(yīng)用的領(lǐng)域。七、固態(tài)繼電器四端有源器件：兩個(gè)輸入控制端，兩個(gè)輸出受控端。施加輸入信號(hào)后，其輸出呈導(dǎo)通狀態(tài)，無(wú)信號(hào)時(shí)輸出呈阻斷狀態(tài)。組成：輸入電路、隔離（耦合）電路、輸出電路。

耐高壓的光電耦合：實(shí)現(xiàn)輸入和輸出之間的電氣隔離。直流固態(tài)繼電器：輸出采用晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管。交流固態(tài)繼電器：輸出采用晶閘管（兩個(gè)可控硅或一個(gè)雙向可控硅）。主要參數(shù)：輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流、輸出漏電流等。七、固態(tài)繼電器

AC輸入輸出B

D

過(guò)零控制電路耦合電路開(kāi)關(guān)電路觸發(fā)電路吸收電路

AC

輸入

B輸出

D

耦合電路開(kāi)關(guān)電路放大單元（a）交流固體繼電器（b）直流固體繼電器

固體繼電器原理框圖常用的SSR外形示意圖

壓力繼電器光電繼電器溫度繼電器七、其它繼電器主令電器是用來(lái)閉合和斷開(kāi)控制電路，用以控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停車、制動(dòng)以及調(diào)速等。主令電器可直接作用于控制電路，也可通過(guò)電磁式電器間接作用于控制電路。在控制電路中由于它是一種專門發(fā)布命令的電器，故稱為主令電器。主令電器不允許分合主電路。常用的是控制按鈕、行程開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和主令控制器等。第五節(jié)主令電器控制按鈕一、控制按鈕按鈕常用于接通和斷開(kāi)控制電路。（a）結(jié)構(gòu)示意（b）圖文符號(hào)46532171——按鈕2——復(fù)位彈簧3、4——常閉觸頭5、6——常開(kāi)觸頭7——?jiǎng)佑|頭46532171——按鈕2——復(fù)位彈簧3、4——常閉觸頭5、6——常開(kāi)觸頭7——?jiǎng)佑|頭觸點(diǎn)：常閉觸點(diǎn)（動(dòng)斷觸點(diǎn)）和常開(kāi)觸點(diǎn)（動(dòng)合觸點(diǎn)）常閉觸點(diǎn)是按鈕未按下時(shí)閉合、按下后斷開(kāi)的觸點(diǎn)。常開(kāi)觸點(diǎn)是按鈕未按下時(shí)斷開(kāi)、按下后閉合的觸點(diǎn)。當(dāng)按下按鈕時(shí)，先斷開(kāi)常閉觸點(diǎn)，然后接通常開(kāi)觸點(diǎn)；松開(kāi)后，在復(fù)位彈簧作用下使觸點(diǎn)復(fù)位。幾款常用按鈕二、行程開(kāi)關(guān)(限位開(kāi)關(guān)、位置開(kāi)關(guān))結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動(dòng)作要由機(jī)械撞擊。主要用于將機(jī)械位移變?yōu)殡娦盘?hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)往復(fù)控制或限位保護(hù)等。行程開(kāi)關(guān)(a)示意圖撞擊SQ常開(kāi)觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)SQ(b)符號(hào)未撞擊頂桿復(fù)位彈簧常閉觸點(diǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)三、接近開(kāi)關(guān)

接近開(kāi)關(guān)是一種開(kāi)關(guān)型傳感器(無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān))，它既有行程開(kāi)關(guān)所具備的行程控制及限位保護(hù)特性，同時(shí)又可用于高速計(jì)數(shù)、檢測(cè)金屬體的存在、測(cè)速、液位控制、檢測(cè)零件尺寸以及用作無(wú)觸點(diǎn)式按鈕等。

接近開(kāi)關(guān)是一種不需要與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械接觸就可以實(shí)現(xiàn)操作的位置開(kāi)關(guān)，即當(dāng)物體接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí)，不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而驅(qū)動(dòng)交流或直流電器或給計(jì)算機(jī)裝置提供控制指令。

接近開(kāi)關(guān)的動(dòng)作可靠、性能穩(wěn)定、頻率響應(yīng)快、使用壽命長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)，并具有防水、防震、耐腐蝕等特點(diǎn)。

接近開(kāi)關(guān)的電氣符號(hào)：接近開(kāi)關(guān)四、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是一種具有多個(gè)操作位置和觸點(diǎn)、能進(jìn)行多個(gè)電路的換接的手動(dòng)控制電器。它可用于配電裝置的遠(yuǎn)距離控制、電氣控制線路的換接、電氣測(cè)量?jī)x表的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換以及小容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速和換向的控制，用途廣泛，故稱為萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。典型的萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)由觸點(diǎn)座、凸輪、轉(zhuǎn)軸、定位機(jī)構(gòu)、螺桿和手柄等組成，并由1～20層觸點(diǎn)底座疊裝而成，每層底座可裝三對(duì)觸點(diǎn)，由觸點(diǎn)底座中且套在轉(zhuǎn)軸上的凸輪來(lái)控制此三對(duì)觸點(diǎn)的接通和斷開(kāi)。由于各層凸輪的形狀可制成不同，因此用手柄將開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到不同的位置，使各對(duì)觸點(diǎn)按需要的變化規(guī)律接通或斷開(kāi)，達(dá)到滿足不同線路的需要的目的。四、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的電氣符號(hào)：萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)幾款常用萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)用來(lái)頻繁地按順序切換復(fù)雜的多回路控制電路的主令電器，主要用作起重機(jī)、扎鋼機(jī)的主令控制。五、主令控制器主令控制器LK16系列主令控制器LK17系列熔斷器是一種簡(jiǎn)單而有效的保護(hù)電器。在電路中主要起短路和嚴(yán)重過(guò)電流保護(hù)作用。使用時(shí)，熔體串接于被保護(hù)的電路的首端，當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，熔體被瞬時(shí)熔斷而分?jǐn)嚯娐?，起到保護(hù)作用。符號(hào)FU第六節(jié)熔斷器結(jié)構(gòu)：緣底座、熔體、熔斷管、填料及導(dǎo)電部件。工作原理：熔體串接在電路中，負(fù)載電流流經(jīng)熔體，當(dāng)電路發(fā)生短路或過(guò)電流時(shí)，通過(guò)熔體的電流使其發(fā)熱，從而自行熔斷而切斷電路。熔斷器的保護(hù)特性（安－秒）曲線

流過(guò)熔體的電流越大，熔斷所需的時(shí)間越短。熔體的額定電流IfN是熔體長(zhǎng)期工作而不致熔斷的電流。作用：短路和嚴(yán)重過(guò)電流保護(hù)應(yīng)用：串接于被保護(hù)電路的首端優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，價(jià)格便宜，體小量輕分類：瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT無(wú)填料密封式RM快速熔斷器RS自恢復(fù)熔斷器瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器有填料式熔斷器無(wú)填料密封式熔斷器快速熔斷器自恢復(fù)熔斷器熔斷器用于不同性質(zhì)的負(fù)載，其熔體額定電流的選用方法也不同。1.熔斷器類型選擇

其類型應(yīng)根據(jù)線路的要求、使用場(chǎng)合和安裝條件選擇。2.熔斷器額定電壓的選擇

其額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。3.熔斷器額定電流的選擇

其定額電流必須大于或等于所裝熔體的額定電流。熔斷器的選用4.熔體額定電流的選擇

對(duì)于電爐、照明等電阻性負(fù)載的短路保護(hù)，熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流。

保護(hù)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，考慮到電動(dòng)機(jī)受起動(dòng)電流的沖擊，可按下式選擇：

輕載起動(dòng)或起動(dòng)時(shí)間短時(shí)，系數(shù)可取近1.5，帶重載起動(dòng)或起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，系數(shù)可取2.5。熔斷器的選用保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，可按下式選擇：

—容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流

—其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和熔斷器一般做成標(biāo)準(zhǔn)熔體。更換熔片或熔絲時(shí)應(yīng)切斷電源，并換上相同額定電流的熔體，不得隨意加大、加粗熔體或用粗銅線代替。熔斷器的選用第七節(jié)開(kāi)關(guān)電器一、刀開(kāi)關(guān)

作用：隔離電源，不頻繁通斷電路

分類：

按刀的級(jí)數(shù)分:單極、雙極和三極

按滅弧裝置分：帶滅弧裝置和不帶滅弧裝置

按刀的轉(zhuǎn)換方向分為：?jiǎn)螖S和雙擲

按接線方式分為：板前接線和板后接線

按操作方式分為：手柄操作和遠(yuǎn)距離聯(lián)桿操作

按有無(wú)熔斷器分：帶熔斷器和不帶熔斷器1.開(kāi)關(guān)板用刀開(kāi)關(guān)（不帶熔斷器式刀開(kāi)關(guān)）

作用：不頻繁地手動(dòng)接通、斷開(kāi)電路和隔離電源用。

結(jié)構(gòu)圖和符號(hào)：QS2.帶熔斷器式刀開(kāi)關(guān)——用作電源開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)和應(yīng)急開(kāi)關(guān)，并作電路保護(hù)用。QS3.負(fù)荷開(kāi)關(guān)(1)開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)

用途：作不頻繁帶負(fù)荷操作和短路保護(hù)用。

結(jié)構(gòu)：由刀開(kāi)關(guān)和熔斷器組合成。瓷底板上裝有進(jìn)線座、靜觸頭、熔絲、出線座及刀片式動(dòng)觸頭，工作部分用膠木蓋罩住，以防電弧灼傷人手。

分類：?jiǎn)蜗嚯p極和三相三極兩種(2)封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)（鐵殼開(kāi)關(guān)）作用：手動(dòng)通斷電路及短路保護(hù)。二、組合開(kāi)關(guān)（轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）

HZ5系列組合開(kāi)關(guān)HZ5系列開(kāi)關(guān)主要用于交流50Hz，電壓380V及以下的電氣線路中作電源開(kāi)關(guān)和籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、換向、變速開(kāi)關(guān)。也可作控制線路的換接之用。HZ5B系列組合開(kāi)關(guān)HZ5B型組合開(kāi)關(guān)適用于交流50赫茲，電壓至380伏的電路中作電動(dòng)機(jī)、停止、換向、變速之用。

HZ10系列組合開(kāi)關(guān)HZ10系列組合開(kāi)關(guān)適用于交流50赫茲380及以下，直流220伏及以下的電氣線路中，供手動(dòng)作不頻繁地接通或分?jǐn)嚯娐?；換接電源或負(fù)載；測(cè)量電路之用，也可控制小容量電動(dòng)機(jī)。組合開(kāi)關(guān)HZ10系列-3

低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)、自動(dòng)空氣斷路器或自動(dòng)開(kāi)關(guān)，它是一種半自動(dòng)開(kāi)關(guān)電