電氣控制技術(shù)第1章課件

1、第1章 常用低壓電器1.1 常用低壓電器的作用與分類1.2 電氣控制系統(tǒng)常用低壓電器1.3 低壓電器的新進(jìn)展1.1 常用低壓電器的作用與分類 電器是一種根據(jù)外界的信號(hào)和要求，手動(dòng)或自動(dòng)地接通或斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)用的電氣設(shè)備。簡(jiǎn)言之，電器就是一種能控制電的工具。低壓電器通常指工作在交流電壓1500V、直流電壓1200V以下的電路中的電氣設(shè)備。 電器的種類很多，分類方法也很多?，F(xiàn)將常見的低壓電器分類方法歸納示于圖1-1中。電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的電器如圖1-2所示。有關(guān)低壓電器產(chǎn)品型號(hào)編制辦法、產(chǎn)品型號(hào)類組代號(hào)以及派生字

2、母對(duì)照表見附錄一。圖1-1 電器的分類 圖1-2 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 常用電器1.2 電氣控制系統(tǒng)常用低壓電器1.2.1 接觸器 接觸器是用來(lái)接通或切斷電動(dòng)機(jī)或其他負(fù)載主電路的一種控制器。通常分為交流接觸器與直流接觸器。 接觸器的基本參數(shù)有主觸點(diǎn)的額定電流、主觸點(diǎn)允許切斷電流、觸點(diǎn)數(shù)、線圈電壓、操作頻率、動(dòng)作時(shí)間、機(jī)械壽命和電壽命等。 現(xiàn)代生產(chǎn)的接觸器，其額定電流最大可達(dá)2500A，允許接通次數(shù)為1501500次/h，電壽命50100萬(wàn)次，機(jī)械壽命5001000萬(wàn)次。1211 接觸器的結(jié)構(gòu)和原理 一般接觸器都由下列幾個(gè)部分組成：電磁機(jī)構(gòu)；主觸點(diǎn)和滅弧裝置；輔助觸點(diǎn)；釋放彈簧機(jī)構(gòu)或緩沖裝置；支

3、架與底座。1. 觸點(diǎn) 觸點(diǎn)用來(lái)接通或斷開被控制的電路。它的結(jié)構(gòu)形式很多，按其接觸形式可分為三種，即點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸。圖1-3 觸點(diǎn)的位置示意圖a)最終拉開位置 b)剛剛接觸位置 c)最終閉合位置2. 電弧的產(chǎn)生與滅弧裝置 當(dāng)接觸器觸點(diǎn)切斷電路時(shí)，如電路中電壓超過(guò)1012V和電流超過(guò)80100mA時(shí)，在拉開的兩個(gè)觸點(diǎn)之間將出現(xiàn)強(qiáng)烈火花，這實(shí)際上是一種氣體放電的現(xiàn)象，通常稱為“電弧”。 撞擊電離、熱電子發(fā)射和熱游離的結(jié)果，使得在兩觸點(diǎn)間呈現(xiàn)大量向陽(yáng)極飛馳的電子流，這就是所謂的電弧。 圖1-4 磁吹式滅弧裝置1-鐵心 2-絕緣管 3-吹弧線圈4-導(dǎo)磁頰片 5-滅弧罩 6-熄弧角常用的滅弧裝置有

4、：（1）磁吹式滅弧裝置 其原理如圖1-4所示。 （2）滅弧柵 滅弧柵滅弧原理如圖1-5所示。（3）滅弧罩 比滅弧柵更為簡(jiǎn)單的是采用一個(gè)用陶土和石棉水泥做的耐高溫的滅弧罩，用以降溫和隔弧。（4）多斷點(diǎn)滅弧 在交流電路中也可采用橋式觸點(diǎn)，如圖1-6所示。3電磁機(jī)構(gòu) 電磁機(jī)構(gòu)是接觸器的主要組成部分之一，它將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，帶動(dòng)觸點(diǎn)使之閉合或斷開。電磁機(jī)構(gòu)由吸引線圈和磁路兩部分組成。磁路包括鐵心、銜鐵、鐵軛和空氣隙。（1）按銜鐵的運(yùn)動(dòng)方式分類1)銜鐵繞棱角轉(zhuǎn)動(dòng)2)銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)圖1-6 橋式觸點(diǎn)a)閉合狀態(tài) b)斷開狀態(tài)l-動(dòng)觸點(diǎn) 2-靜觸點(diǎn) 3-電弧 3)銜鐵直線運(yùn)動(dòng)（2）按磁系統(tǒng)形狀分類（3）按

5、線圈的聯(lián)結(jié)方式分類（4）按吸引線圈的種類分類電磁機(jī)構(gòu)的吸力可近似地按下式求得 當(dāng)S為常數(shù)時(shí)，F(xiàn)與B2成正比。 對(duì)于具有電壓線圈的直流電磁機(jī)構(gòu)，因外加電壓和線圈電阻不變，故流過(guò)線圈的電流為常數(shù)。與磁路的氣隙大小無(wú)關(guān)。根據(jù)磁路定律。 (1-2)式中 (1-1)則 (1-3) 吸力F與成反比，亦即與氣隙2成反比，故吸力特性為二次曲線形狀，如圖1-8所示。它表明銜鐵閉合前后吸力變化很大。 對(duì)于具有電壓線圈的交流電磁機(jī)構(gòu)，其吸力特性與直流電磁機(jī)構(gòu)有所不同。設(shè)外加電壓不變，則交流吸引線圈的阻抗主要決定于線圈的電抗，電阻可忽略，其電壓為 (1-4) (1-5)當(dāng)頻率f、匝數(shù)N和電壓U均為常數(shù)時(shí)，為常數(shù)，由式

6、(1-3)知F亦為常數(shù)，說(shuō)明F與大小無(wú)關(guān)。實(shí)際上考慮到漏磁的作用，F(xiàn)隨的減小略有增加。當(dāng)氣隙變化時(shí)，I與成線性關(guān)系，圖1-9示出了F=f()與I= f()的關(guān)系曲線。圖1-8直流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性 圖1-9 交流電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性 反力特性與吸力特性之間的配合關(guān)系，示于圖l-10中。圖1-10 吸力特性和反力特性1-直流接觸器吸力特性2-交流接觸器吸力特性 3-反力特性1212交流接觸器的選擇1交流接觸器的型號(hào)及代表意義2交流接觸器的主要技術(shù)性能 我國(guó)生產(chǎn)的交流接觸器系列較多，具體選用時(shí)可查產(chǎn)品目錄。常用的交流接觸器如CJ12、CJ20等，近年來(lái)從德國(guó)引進(jìn)的產(chǎn)品中西門子公司的3TB系列和CJX

7、1系列應(yīng)用較多。3TB型產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越，結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)械壽命和電氣壽命長(zhǎng)、外形尺寸小、安裝方便，符合VDE、IEC標(biāo)準(zhǔn)要求。B型系列交流接觸器可部分或全部取代國(guó)產(chǎn)的CJ0、CJ8、CJ10等系列交流接觸器。它與我國(guó)現(xiàn)有的交流接觸器相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；額定工作電壓可到600V；可用于5060Hz的交流電路和直流電路，通用性強(qiáng)；產(chǎn)品規(guī)格齊全，便于經(jīng)濟(jì)合理選用；可提供多種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)電壓線圈，便于用戶選擇；技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高、體積小、重量輕、能耗低、材料省、安裝面積小、有多種附件供應(yīng)、易于安裝、能擴(kuò)大使用功能；安裝、接線、維修、使用方便；以及安全可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此國(guó)內(nèi)目前已廣泛使用

8、。 3交流接觸器選擇 根據(jù)上述介紹，交流接觸器的選擇可按下列步驟進(jìn)行：根據(jù)負(fù)載性質(zhì)確定工作任務(wù)類別；根據(jù)類別確定接觸器系列；根據(jù)負(fù)載額定電壓確定接觸器的額定電壓；根據(jù)負(fù)載額定電流確定接觸器的額定電流，并根據(jù)外界實(shí)際條件加以校正；選定吸引線圈的電壓；根據(jù)負(fù)載情況復(fù)核操作頻率，它應(yīng)不超出額定范圍之內(nèi)。根據(jù)上述原則可以確定所需接觸器的型號(hào)。4交流接觸器選擇示例 為了更具體的了解接觸器的選擇，這里以應(yīng)用較廣的CJX1型交流接觸器為例較介紹。 CJX1系列交流接觸器適用于交流50Hz或60Hz，電壓660V的電路，主要供遠(yuǎn)距離接通及分?jǐn)嚯娐分茫⑦m合頻繁地起動(dòng)或控制電動(dòng)機(jī)，產(chǎn)品符合GB14048，JB

9、/T7435和VDE及IEC標(biāo)準(zhǔn)，可以與德國(guó)西門子公司的3TB及3TF系列交流接觸器互換使用。 CJX1系列交流接觸器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用了E形鐵心，雙斷點(diǎn)觸點(diǎn)的直動(dòng)式運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，動(dòng)作機(jī)構(gòu)靈活，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，手動(dòng)檢查方便，可防止外界雜物或塵埃進(jìn)入接觸器的活動(dòng)部位，接線端子設(shè)有端子蓋，可避免人體直接接觸及帶電部位的危險(xiǎn)，確保使用安全。接觸器外形尺寸和安裝面積較小，其安裝方式可采用螺釘固定，也可利用接觸器底部帶有的彈簧滑塊直接裝在符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的35mm卡規(guī)上，具有迅速方便的特點(diǎn)。 主觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)均為橋式雙斷點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其材料采用性能優(yōu)越的合金材料，因此接觸可靠壽命長(zhǎng)，滅弧室為封閉型，采用阻燃材料阻擋電弧外

10、濺，從而確保人身及臨近電器的安全。CJX1- 45及CJX1- 63型具有滅弧罩安全鎖定裝置，當(dāng)滅弧罩被取下后，接觸器被鎖定在斷開位置，從而避免因滅弧罩被取下后通斷電路而引起產(chǎn)品損壞和人身傷害事故。該接觸器型號(hào)含義如下：1213直流接觸器直流接觸器的型號(hào)及代表意義如下： 直流接觸器常用的有CZ1、CZ3等系列和新產(chǎn)品CZ0系列。 新系列接觸器具有壽命長(zhǎng)、體積小、零部件通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 1.2.2 繼電器 繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號(hào)而動(dòng)作的自動(dòng)控制電器。它與接觸器不同，主要用于反應(yīng)控制信號(hào)，其觸點(diǎn)通常接在控制電路中。繼電器的種類很多，分類的方法也很多，常用的分類方法有： 按輸入量的物理性

11、質(zhì)分為電壓繼電器、電流繼電器、功率繼電器、時(shí)間繼電器、溫度繼電器等； 按動(dòng)作原理分為電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動(dòng)式繼電器、熱繼電器、電子式繼電器等； 按動(dòng)作時(shí)間分為快速繼電器、延時(shí)繼電器、一般繼電器； 按執(zhí)行環(huán)節(jié)作用原理分為有觸點(diǎn)繼電器、無(wú)觸點(diǎn)繼電器； 按用途分為電器控制系統(tǒng)用繼電器、電力系統(tǒng)用繼電器。 這里主要介紹電器控制系統(tǒng)用的電磁式(電壓、電流、中間)繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器和速度繼電器等。1221電磁式繼電器 常用的電磁式繼電器有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器和時(shí)間繼電器。中間繼電器實(shí)際上也是一種電壓繼電器，只是它具有數(shù)量較多、容量較大的觸點(diǎn)，起到中間放大(觸點(diǎn)數(shù)量及容量)

12、作用。 1電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)與原理 電磁式繼電器與接觸器類似，是由鐵心、銜鐵、線圈、釋放彈簧和觸點(diǎn)等部分組成，如圖1-13所示。圖1-13 電磁式繼電器原理圖1-鐵心 2-旋轉(zhuǎn)棱角 3-釋放彈簧4-調(diào)節(jié)螺母 5-銜鐵 6-動(dòng)觸點(diǎn) 7-靜觸點(diǎn) 8-非磁性墊片 9-線圈 電流繼電器與電壓繼電器在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別主要是線圈不同。電流繼電器的線圈與負(fù)載串聯(lián)以反應(yīng)負(fù)載電流，故它的線圈匝數(shù)少而導(dǎo)線粗，這樣通過(guò)電流時(shí)的壓降很小，不會(huì)影響負(fù)載電路的電流，而導(dǎo)線粗電流大仍可獲得需要的磁動(dòng)勢(shì)。電壓繼電器的線圈與負(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)。 電流繼電器與電壓繼電器根據(jù)其用途不同又可分為過(guò)電流(或過(guò)電壓

13、)繼電器；欠電流(或欠電壓)繼電器。前者電流(或電壓)超過(guò)規(guī)定值鐵心吸合，后者電流(或電壓)低于規(guī)定值鐵心釋放。 電磁式繼電器吸力特性、反力特性及其動(dòng)作原理與接觸器類似，不再重復(fù)。其返回系數(shù)可通過(guò)調(diào)節(jié)釋放彈簧松緊程度(擰緊時(shí)，x2與x1同時(shí)增大，K也隨之增大；放松時(shí)，K減小)，調(diào)整鐵心與銜鐵間非磁性墊片的厚薄(增厚時(shí)x1增大，K增大；減薄時(shí)K減小)來(lái)達(dá)到。 2電磁式繼電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 。 常用的國(guó)產(chǎn)電磁式繼電器有JL3、JL7、JL9、JLl2、JL14、JLl5，JT3、JT4、JT9、JTlO、JTX，JZl、JZ7、JZ8、JZl4、JZl5、JZl7等系列。這里對(duì)電流、電壓、中間繼電

14、器分別舉例介紹如下：（1）JL3系列電磁式電流繼電器其型號(hào)示意如下： （2）JT4系列電磁式交流通用繼電器。本系列產(chǎn)品可用作交流電壓繼電器和交流電流繼電器。主要技術(shù)數(shù)據(jù)見附表2-6。 用作電壓繼電器時(shí)，電壓線圈有110V，127V，220V，380V四種。（3）JZ7系列中間繼電器?？捎糜?00V以下控制電路中。主要技術(shù)數(shù)據(jù)見附表2-7。 上面三例僅作為代表性的例子，說(shuō)明其符號(hào)意義和主要技術(shù)規(guī)格。實(shí)際選用時(shí)可查電器手冊(cè)或有關(guān)參考資料。1222磁電式繼電器1磁電式繼電器的結(jié)構(gòu)與原理 磁電式繼電器結(jié)構(gòu)原理圖如圖1-14所示，它的結(jié)構(gòu)原理與磁電式電表基本相同，所不同的只是在原指針式小桿1上多加了一對(duì)

15、觸點(diǎn)2。圖1-14 磁電式繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1-指針式小桿 2-觸點(diǎn) 3-活動(dòng)線圈2磁電式繼電器的性能特點(diǎn)及主要參數(shù)（1）因?yàn)橛|點(diǎn)接觸壓力很小，所需的控制功率很小(僅0.12W左右)，因而靈敏度高，幾乎可與電子式繼電器相比擬。其返回系數(shù)也高，最高可達(dá)0.99。（2）能反映輸入信號(hào)的極性，即能反映電流方向，故能作為極化繼電器使用，但比極化繼電器更靈敏。（3）具有足夠的穩(wěn)定性，但可動(dòng)部分不能承受沖擊負(fù)載。 這種高靈敏繼電器常常用于自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中，能實(shí)現(xiàn)微弱信號(hào)的檢測(cè)與傳送。 磁電式繼電器國(guó)內(nèi)產(chǎn)品有JC- 2F型，其主要參數(shù)見附表2-8。 圖1-15 舌(干)簧繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1-舌簧片 2

16、-線圈 3-玻璃管 4-骨架1223 舌(干)簧繼電器1舌(干)簧繼電器的結(jié)構(gòu)與原理 舌簧繼電器包括干簧繼電器、水銀濕式舌簧繼電器、鐵氧體剩磁式舌簧繼電器，但通常泛指的舌簧繼電器常常就是指干簧繼電器，這里就以它為例進(jìn)行介紹。 干簧繼電器的觸點(diǎn)是密封的，舌簧片由鐵鎳合金(坡莫合金)做成，舌片的接觸部分通常鍍以貴金屬如金、銠、鈀等，接觸良好，具有良好的導(dǎo)電性能。觸點(diǎn)密封在充有氮?dú)獾榷栊詺怏w的玻璃管中與外界隔絕，因而有效地防止了塵埃的污染，減小了觸點(diǎn)的電腐蝕，提高了工作可靠性，其結(jié)構(gòu)原理如圖1-15所示。 當(dāng)線圈通電后，管中兩舌簧片的自由端分別被磁化成N極與S極而相互吸引，因而接通了被控制的電路。線

17、圈斷電后，舌簧片在本身的彈力作用下分開并復(fù)位，控制電路亦被切斷。 2舌(干)簧繼電器的特點(diǎn)及主要參數(shù) （1）舌(干)簧繼電器的主要特點(diǎn) 1）吸合功率小，靈敏度高。一般舌簧繼電器吸合與釋放時(shí)間均在0.52ms以內(nèi)，小型的甚至小于1ms，與電子電路的動(dòng)作速度相近。 2）由于觸點(diǎn)密封，觸點(diǎn)壽命長(zhǎng)，一般可達(dá)108次左右。 3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小。 4）價(jià)格低廉，維修方便。 5）不足之處是觸點(diǎn)易冷焊粘?。贿^(guò)載能力低；觸點(diǎn)開距??；耐壓低；斷開瞬間觸點(diǎn)易抖動(dòng)。 （2）部分舌(干)簧繼電器的主要參數(shù) 常用的舌簧繼電器有JAG- 2- 1型(舌簧管為4mm36mm)；小型JAG- 4型(3mm20mm)；大型JA

18、G- 5型(8 mm42 mm或8 mm50 mm)等，其中又分常開(H)、常閉(D)與轉(zhuǎn)換(Z)三種不同的型式。1224時(shí)間繼電器 凡是在敏感元件獲得信號(hào)后，執(zhí)行元件要延遲一段時(shí)間才動(dòng)作的電器叫時(shí)間繼電器。這里指的延時(shí)區(qū)別于一般電磁繼電器從線圈得到電信號(hào)到觸點(diǎn)閉合的固有動(dòng)作時(shí)間。時(shí)間繼電器種類很多，這里僅就常用的電磁式、空氣阻尼式、電動(dòng)機(jī)式、半導(dǎo)體式時(shí)間繼電器加以介紹。1直流電磁式時(shí)間繼電器 這種繼電器和直流電磁式電壓繼電器相比只是在鐵心上增加了一個(gè)阻尼銅(鋁)套。其結(jié)構(gòu)示意如圖1-16所示。由電磁感應(yīng)定律可知在繼電器通斷電過(guò)程中銅套內(nèi)將產(chǎn)生渦流，它將反對(duì)穿過(guò)銅(鋁)套的磁通變化，因而對(duì)原吸

19、合磁通起了阻尼作用。 當(dāng)繼電器吸合時(shí)，由于銜鐵處于釋放位置，氣隙大、磁阻大、磁通小、銅(鋁)套阻尼作用相對(duì)也小，因此鐵心閉合時(shí)的延時(shí)不顯著(一般忽略不計(jì))。而當(dāng)繼電器斷電時(shí)磁通變化量大、銅套阻尼作用也大，因此這種繼電器僅用作斷電延時(shí)。相應(yīng)地其延時(shí)觸點(diǎn)也只有常開觸點(diǎn)延時(shí)打開、常閉觸點(diǎn)延時(shí)閉合兩種。圖1-16 帶有阻尼銅(鋁)套的鐵心示意圖1-鐵心 2-阻尼銅(鋁)套3-線圈 4 絕緣層 2空氣阻尼式時(shí)間繼電器 空氣阻尼式時(shí)間繼電器又稱氣囊式時(shí)間繼電器，它的延時(shí)范圍寬(0.4180s)，可用作斷電延時(shí)，也可以方便地改變電磁機(jī)構(gòu)位置獲得通電延時(shí)，因此可以用在常開觸點(diǎn)延時(shí)斷開、常閉觸點(diǎn)延時(shí)閉合，或者常

20、開觸點(diǎn)延時(shí)閉合、常閉觸點(diǎn)延時(shí)斷開。上述各種觸點(diǎn)廣泛地應(yīng)用在交流控制電路中，圖形符號(hào)見相關(guān)國(guó)標(biāo)手冊(cè)。 空氣阻尼式時(shí)間繼電器如圖1-17所示。當(dāng)線圈得電吸下銜鐵和支撐桿，連結(jié)在一起的膠木塊下降，但空氣室中的空氣受進(jìn)氣孔處調(diào)節(jié)螺釘?shù)淖璧K，在活塞下降過(guò)程中空氣室內(nèi)造成稀薄空氣而使活塞下降緩慢，到達(dá)最終位置時(shí)壓合微動(dòng)開關(guān)，觸點(diǎn)閉合送出信號(hào)。圖l-17 空氣阻尼式時(shí)間繼電器示意圖1-線圈 2-鐵心 3-支撐桿 4-膠木塊 5-微動(dòng)開關(guān) 6-活塞 7-橡皮膜 8-調(diào)節(jié)螺釘 9-進(jìn)氣孔 10-出氣孔 11-恢復(fù)彈簧 3電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器 電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器延時(shí)范圍很寬，可以由幾秒到幾小時(shí)，而且有通電延時(shí)和斷電

21、延時(shí)兩種類型，準(zhǔn)確度高，調(diào)節(jié)方便。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。 其工作原理是：當(dāng)繼電器內(nèi)的同步電動(dòng)機(jī)通電后，通過(guò)減速齒輪帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)經(jīng)一定延時(shí)與靜觸點(diǎn)閉合并送出信號(hào)。 國(guó)產(chǎn)電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器有JS10系列和DSJ- A型，新產(chǎn)品有JSll系列。 JSlO系列型號(hào)示意如下：4半導(dǎo)體時(shí)間繼電器 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了半導(dǎo)體時(shí)間繼電器。這類繼電器機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、延時(shí)范圍寬、經(jīng)久耐用，正在日益得到廣泛應(yīng)用。 新系列產(chǎn)品有JSl4A系列、JS20系列晶體管時(shí)間繼電器、JSl4P系列撥碼式晶體管時(shí)間繼電器等。它具有體積小、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)輸出容量大和產(chǎn)品規(guī)格全等優(yōu)

22、點(diǎn)，可廣泛地應(yīng)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。 JS20系列晶體管時(shí)間繼電器主要技術(shù)數(shù)據(jù)示于附表2-16中。1225速度繼電器 速度繼電器常用于反接制動(dòng)電路中。 JYl型速度繼電器結(jié)構(gòu)原理如圖1-19所示。速度繼電器的軸與電動(dòng)機(jī)的軸相聯(lián)結(jié)。永久磁鐵的轉(zhuǎn)子固定在軸上。裝有籠型繞組的定子與軸同心，能獨(dú)自偏擺與永久磁鐵間有一氣隙。當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，永久磁鐵一起轉(zhuǎn)動(dòng)，籠型繞組切割磁通產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，和籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)原理一樣。此電流與永久磁鐵磁場(chǎng)作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使定子隨軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向偏擺，通過(guò)定子柄撥動(dòng)觸點(diǎn)，使繼電器觸點(diǎn)接通或斷開。當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速下降到接近零速時(shí)(約100

23、轉(zhuǎn)/ min)，定子柄在動(dòng)觸點(diǎn)彈簧力的作用下恢復(fù)到原來(lái)位置。 常用的速度繼電器除JYl型外，還有一種新產(chǎn)品JFZ0型，其觸點(diǎn)動(dòng)作速度不受定子柄偏擺的影響，兩組觸點(diǎn)改用兩組微動(dòng)開關(guān)。其額定工作轉(zhuǎn)速有3001000r/min與lO0O3000r/min兩種。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。 1226熱繼電器1工作原理 熱繼電器的工作原理如圖1-20所示。熱元件(雙金屬片)是由膨脹系數(shù)不同的兩種金屬片壓軋而成。上層稱主動(dòng)層，采用膨脹系數(shù)高的銅或銅鎳合金或鐵鎳鉻合金制成，下層稱被動(dòng)層，采用膨脹系數(shù)低的鐵鎳合金制成。使用時(shí)將兩只熱元件分別串連在兩相電路中。 圖1-19 JY1速度繼電器結(jié)構(gòu)原

24、理圖1-轉(zhuǎn)子 2-電動(dòng)機(jī)軸 3-定子 4-繞組 5-定子柄 6-靜觸點(diǎn) 7-動(dòng)觸點(diǎn) 8-簧片圖1-20熱繼電器工作原理圖1-加熱元件 2-雙金屬片 3-扣板4-壓動(dòng)螺釘 5-鎖扣機(jī)構(gòu) 6-支點(diǎn) 7-復(fù)位按鈕 8-動(dòng)觸點(diǎn) 9-靜觸點(diǎn) 電流超過(guò)允許值時(shí)，雙金屬片(熱元件)被加熱超過(guò)一定溫度，壓下壓動(dòng)螺釘4，鎖扣機(jī)構(gòu)5脫開，熱繼電器觸點(diǎn)8、9切斷控制電路使主電路停止工作。繼電器動(dòng)作后一般不能自動(dòng)復(fù)位，要等雙金屬片冷卻后，按下復(fù)位按鈕7才能復(fù)位。改變壓動(dòng)螺釘4的位置，還可以用來(lái)調(diào)節(jié)動(dòng)作電流。 2熱繼電器型號(hào)規(guī)格 常用的熱繼電器有JR2、JR0、JRl5、JRl6。現(xiàn)以JR0為例進(jìn)行介紹。 JR0系列有

25、20A、40A、60A、100A 4種，除40A為二熱元件外，其余都為三熱元件。電流為0.35160A，可用于交流電壓500V以下的電路中。熱元件按照負(fù)載電流選擇。當(dāng)電流超過(guò)額定電流的20時(shí)，在20min內(nèi)動(dòng)作；超過(guò)額定電流的50時(shí)，在2min內(nèi)動(dòng)作。 型號(hào)示意如下： JR0-203型熱繼電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)見附表2-18。 1.2.3 熔斷器1231熔斷器的分類與安秒特性 熔斷器是一種利用熔化作用而切斷電路的保護(hù)電器。熔斷器主要由熔體和熔斷管兩部分組成。而其中熔體是主要部分，它既是敏感元件又是執(zhí)行元件，因此熔斷器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。 熔斷器種類很多，通?？砂匆韵路绞椒诸悾?按熱慣性(發(fā)熱時(shí)間常數(shù))分

26、為無(wú)熱慣性、大熱慣性、小熱慣性三種。熱慣性越小，熔化越快。 按熔體形狀分為絲狀、片狀、籠狀(柵狀)三種。按支架結(jié)構(gòu)分有螺旋塞式和管式兩種。管式又分有填料與無(wú)填料兩種。填料采用石英砂等材料以增強(qiáng)滅弧能力。 熔斷器的作用原理可用保護(hù)特性或安秒特性來(lái)表示。所謂安秒特性是指熔化電流與熔化時(shí)間的關(guān)系，如附表2-19和圖1-21所示。 1232熔斷器的選擇 熔斷器用于不同負(fù)載，其額定電流的選擇方法各有不同。當(dāng)用于保護(hù)無(wú)起動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)負(fù)載如照明、電阻電爐等，可按下式計(jì)算： URTRURT IRTRIRT式中 URTR熔斷器額定電壓； IRTR 熔斷器額定電流； URT 電路額定電壓； IRT 負(fù)載額定電流。

27、圖1-21 熔斷器的安秒特性 (1-6) 如用于保護(hù)單臺(tái)長(zhǎng)期工作的電動(dòng)機(jī)，按下式計(jì)算： IRTR(1525)IRT (1-7) 如用于保護(hù)頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)按下式計(jì)算： IRTR(335) IRT (1-8) 如用于保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，則應(yīng)按下式計(jì)算 IRTR(1525)IRTmax +IRT (1-9)式中，IRTmax多臺(tái)電動(dòng)機(jī)中容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流；IRT其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和。 常用的熔斷器有管式熔斷器R1系列(R表示熔斷器，1為設(shè)計(jì)序號(hào))、螺旋塞式熔斷器 RLl系列(L表示螺旋式)、有填料封閉式熔斷器新產(chǎn)品RT0系列以及快速熔斷器RS0、RS3系列等多種產(chǎn)品。下面以RLl、

28、RT0為例介紹其主要技術(shù)規(guī)格，示于附表2-20中。1.2.4 主令電器 在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用于發(fā)送或轉(zhuǎn)換控制指令的電器，通常稱作主令電器。常用的主令電器有控制按鈕、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器、行程開關(guān)、接近開關(guān)等。1241按鈕 按鈕是一種短時(shí)間接通或關(guān)斷小電流電路的手動(dòng)控制電器，通常用于對(duì)電路工作或停止發(fā)出指令信號(hào)，從而接通或關(guān)斷相關(guān)電路或接觸器、繼電器、電磁起動(dòng)器的相關(guān)控制電路，從而達(dá)到對(duì)主電路進(jìn)行控制的目的。隨著工業(yè)的發(fā)展和需求，按鈕的形式、規(guī)格和品種日益增多。 按鈕按驅(qū)動(dòng)形式分，有推壓式、推拉式、旋轉(zhuǎn)式、杠桿式、帶鎖式等。 按用途分，有起動(dòng)按鈕（動(dòng)合按鈕）、停止按鈕（動(dòng)斷按鈕）、復(fù)合按鈕（

29、動(dòng)合、動(dòng)斷組合按鈕）三種。 按按鈕結(jié)構(gòu)形式分，有開啟式、防水式、防腐式等。 按鈕的結(jié)構(gòu)示意圖及型號(hào)示意圖如圖1-22所示。（圖124見常用低壓電器手冊(cè)閆和平主編301頁(yè)圖82） a)按鈕型號(hào)示意圖 b)按鈕結(jié)構(gòu)示意圖圖1-22 按鈕型號(hào)和結(jié)構(gòu)示意圖1242萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān) 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)通常簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，主要用于控制小容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)，雙速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制，各種控制電路的轉(zhuǎn)換，電氣測(cè)量?jī)x表的轉(zhuǎn)換以及高壓斷路器、低壓空氣斷路器等配電設(shè)備的遠(yuǎn)距離控制等。因?yàn)槿f(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點(diǎn)檔級(jí)多、轉(zhuǎn)換的電路多、用途廣泛，因此被稱為“萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)”。 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)的分類：按手柄分為有旋鈕的、普通手柄的、帶定

30、位可取出鑰匙的和帶指示燈的等；按定位形式分為復(fù)位式和定位式。定位角式分為30、45、60、90等數(shù)種。按被控制的接觸器系統(tǒng)檔級(jí)分，如LW5分為116等16種單列轉(zhuǎn)換開關(guān)。轉(zhuǎn)換開關(guān)型號(hào)示意如下： 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)的結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)換開關(guān)由多組相同結(jié)構(gòu)的觸點(diǎn)組件疊裝而成，它由操作機(jī)構(gòu)、定位裝置和觸點(diǎn)裝置三部分組成。以LW5系列轉(zhuǎn)換開關(guān)為例，其結(jié)構(gòu)圖如圖1-23所示。圖1-23 LW5系列轉(zhuǎn)換開關(guān)a)外形圖 b)結(jié)構(gòu)原理圖1-觸點(diǎn) 2-觸點(diǎn)彈簧 3-凸輪 4-轉(zhuǎn)軸 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)的原理：當(dāng)操作轉(zhuǎn)換開關(guān)時(shí)，手柄帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸和凸輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，手柄處于不同位置，通過(guò)凸輪控制動(dòng)能觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)的分與合，從而達(dá)到電路斷開或接通的目

31、的。 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇原則：1. 根據(jù)額定電壓和額定電流等參數(shù)選擇合適的系列。2 .根據(jù)操作需要選擇手柄型式和定位特征。3 .選擇面板型式和標(biāo)法。4 .根據(jù)控制定位確定觸點(diǎn)的數(shù)量和接線圖編號(hào)。5 .因轉(zhuǎn)軸開關(guān)本身不帶任何保護(hù)，故必須與其原保護(hù)電器配合使用。 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)見附表2-21附表2-25。1243主令控制器 主令控制器又稱主令開關(guān)，它是用來(lái)頻繁控制大電路的主令電器，在控制系統(tǒng)中通過(guò)它發(fā)出的指令由接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)或停止控制。主令控制器按結(jié)構(gòu)型式可分為凸輪調(diào)整主令控制器及凸輪非調(diào)整主令控制器。 凸輪調(diào)整式主令控制器，其凸輪片上有孔和槽，凸輪片的位

32、置能按給定的分合表進(jìn)行調(diào)控。它能直接通過(guò)減速器與操縱機(jī)械聯(lián)結(jié)。當(dāng)控制電路數(shù)較多時(shí)，為縮短開關(guān)長(zhǎng)度，可采用兩組凸輪軸，兩軸直接聯(lián)接或通過(guò)減速器聯(lián)接。 凸輪非調(diào)整式主令控制器，凸輪不能調(diào)整，只能按觸點(diǎn)分合表，作適當(dāng)?shù)呐帕薪M合。它適用于組成聯(lián)動(dòng)控制臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)復(fù)位控制。主令控制器的型號(hào)含義：主令控制器的外形與結(jié)構(gòu)如圖所示。它由觸點(diǎn)、凸輪、定位機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、面板及其支撐件等部件組成。觸點(diǎn)為雙斷點(diǎn)橋式結(jié)構(gòu)。它適用于按順序操作多個(gè)控制電路。圖1-24 主令控制器a) 外形圖 b) 結(jié)構(gòu)原理圖1、7凸輪塊 2接線柱 3靜觸頭 4動(dòng)觸頭5支桿 6轉(zhuǎn)動(dòng)軸 8小輪主令電器的選擇：一般按使用環(huán)境，被控電路數(shù)目及要求

33、以及減速傳動(dòng)比來(lái)確定。1 .使用環(huán)境：室內(nèi)選用防護(hù)式，室外選用防水式。2 .主令控制器的電路數(shù)選擇：全系數(shù)主令控制器的電路數(shù)有2、5、6、8、16、24等規(guī)格，選擇時(shí)應(yīng)留有余地。3 .減速器傳動(dòng)比選擇。LK系列的減速傳動(dòng)比有1：5，1：20，1：30，1：36，1：16.65等幾種形式可供選擇。主令控制器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)見附錄附表2-26附表2-27。1244行程開關(guān)1244行程開關(guān) 行程開關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器。它的作用原理與按鈕類似，動(dòng)作時(shí)碰撞行程開關(guān)的頂桿。行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動(dòng)式、滾輪式和微動(dòng)式三種。直動(dòng)式的缺點(diǎn)是觸點(diǎn)分合速度取決于擋塊移動(dòng)速度。當(dāng)擋塊移動(dòng)速度低于0.4m/min時(shí)，觸點(diǎn)切斷太慢，易受電弧燒灼，這時(shí)應(yīng)采用有盤形彈簧機(jī)構(gòu)能瞬時(shí)動(dòng)作的滾輪式行程開關(guān)，或具有彎形片狀彈簧的更為靈敏、輕巧的微動(dòng)開關(guān)。直動(dòng)式和滾輪式行程開關(guān)的外形及動(dòng)作原理分別示于圖1-24和圖1-25中，微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作原理如圖l-26所示。動(dòng)作原理不再詳述。圖1-25 直動(dòng)式行程開關(guān)a)外形圖 b)原理圖 1-頂桿 2-彈簧 3-常閉觸點(diǎn) 4-觸點(diǎn)彈簧 5-常開觸點(diǎn)行程開關(guān)型號(hào)含義： 最近引進(jìn)生產(chǎn)的聯(lián)邦德國(guó)西門子公司的3SE3系列行程開關(guān)，其規(guī)格全、外形結(jié)構(gòu)多樣、技術(shù)性能優(yōu)良、拆裝方便、使用靈活、動(dòng)作可靠，有開啟式、保護(hù)式兩大類；動(dòng)作方式有瞬動(dòng)型和蠕動(dòng)形；