電氣控制與可編程控制技術(shù)-3次課

電氣控制與可編程控制技術(shù)03000230電氣專業(yè)必修課，其他專業(yè)任選課繼電器的定義由特定形式的輸入（電量或非電量）自動控制開閉的小開關(guān)。繼電器與接觸器的區(qū)別繼電器只有輔助觸點，切斷小電流（控制回路）輸入（控制量）可以是電量也可以是非電量接觸器有主、輔觸點之分，主觸點可用于主電路控制量為電量繼電器的結(jié)構(gòu)及原理電磁式繼電器1-底座2-反力彈簧3、4-調(diào)節(jié)螺釘

5-非磁性墊片6-銜鐵7-鐵心8-極靴9-電磁線圈10-觸頭系統(tǒng)

圖

電磁式繼電器的典型結(jié)構(gòu)電磁式繼電器型號標(biāo)識繼電器的特性輸入-輸出特性：對繼電器來說，是輸入線圈電流與觸點狀態(tài)間的關(guān)系繼電器特性：滯環(huán)繼電器輸入量x由零增至x2以前，輸出量y為零。當(dāng)輸入量x增加到x2時，繼電器吸合，輸出量為y1

；若x再增大，y1值保持不變。當(dāng)x減小到小于等于x1時，繼電器觸點釋放，輸出量由y1降至零。動作值（吸合值）-x2返回值（釋放值）-x1返回系數(shù)：k=x1/x2一般控制：K=0.1～0.4，動作可靠，但不夠靈敏；保護：0.6<K<1，動作靈敏，但易誤動作，不可靠；繼電器觸點的種類常開觸點（動合）常閉觸點（動斷）圖像符號：按照電器的自然狀態(tài)（不受激、不工作）時繪制延時觸點觸點

(d)(e)(f)(g)(h)(i)(d)延時閉合常開觸頭(e)

延時斷開常閉觸頭(f)

延時斷開常開觸頭(g)

延時閉合常閉觸頭(h)

瞬動常開觸頭(i)瞬動常閉觸頭磁電式繼電器舌簧繼電器時間繼電器電動機式時間繼電器電動機式時間繼電器是用微型同步電動機帶動減速齒輪系獲得延時的，分為通電延時和斷電延時型兩種。它由微型同步電動機、電磁離合系統(tǒng)、減速齒輪機構(gòu)及執(zhí)行機構(gòu)組成。就延時范圍和準(zhǔn)確度而言，是電磁式、空氣阻尼式、晶體管式時間繼電器無法比擬的。電動機式的主要缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、壽命低、價格貴、準(zhǔn)確度受電源頻率的影響等。所以，這種時間繼電器不宜輕易選用，只有在要求延時范圍較寬和精度較高的場合才選用。半導(dǎo)體式速度繼電器速度繼電器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，常用于籠型異步電動機的反接制動控制線路中，也稱反接制動繼電器。是一種利用速度原則對電動機進行控制的自動電器。它主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸頭組成。轉(zhuǎn)子是一個圓柱形永久磁鐵，定子是一個籠型空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有籠型的繞組。其結(jié)構(gòu)原理如圖1-28所示。當(dāng)電動機制動轉(zhuǎn)速下降到一定值時，由速度繼電器切斷電動機控制電路。速度繼電器的轉(zhuǎn)軸應(yīng)與被控電動機的軸相聯(lián)接，當(dāng)電動機軸旋轉(zhuǎn)時，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動。這樣定子圓環(huán)內(nèi)的繞組便切割轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生使圓環(huán)偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。偏轉(zhuǎn)角度與電動機的轉(zhuǎn)速成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)速使定子偏轉(zhuǎn)到一定角度時，與定子圓環(huán)連接的擺錘推動觸頭，使常閉觸頭分?jǐn)?，?dāng)電動機轉(zhuǎn)速進一步升高后，擺錘的繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，使動觸頭與靜觸頭的常開觸頭閉合。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速下降時，圓環(huán)偏轉(zhuǎn)角度隨之下降，動觸頭在簧片作用下復(fù)位（常開觸頭斷開，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

圖1-28速度繼電器結(jié)構(gòu)原理圖

熱繼電器熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理，在出現(xiàn)電動機不能承受的過載時切斷電動機電路，為電動機提供過載保護的保護電器。熱繼電器可以根據(jù)過載電流的大小自動調(diào)整動作時間，具有反時限保護特性，當(dāng)電動機的工作電流為額定電流時；熱繼電器應(yīng)長期不動作。1-熱元件2-雙金屬片3-導(dǎo)板4-觸頭圖

熱繼電器工作原理示意圖

(a)通電以前(b)三相通有額定電流

(c)三相均衡過載(d)電動機發(fā)生一相斷線故障圖

差動式斷相保護裝置動作原理圖

交流固態(tài)繼電器教材熔斷器熔斷器是一種利用熔化作用而切斷電路的保護電器。在使用時，熔斷器中的熔體(也稱為保險絲)串聯(lián)在被保護的電路中，當(dāng)該電路發(fā)生過載或短路故障時，如果通過熔體的電流達到或超過了某一值，則在熔體上產(chǎn)生的熱量便會使其溫度升高到熔體的熔點，導(dǎo)致熔體自行熔斷，達到保護的目的。熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉的保護電器，廣泛用于供電線路和電氣設(shè)備的短路保護。熔斷器由熔體和安裝熔體的熔斷管（或座）等部分組成。熔體是熔斷器的核心，通常用低熔點的鉛錫合金、鋅、銅、銀的絲狀或片狀材料制成，新型的熔體通常設(shè)計成滅弧柵狀和具有變截面片狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)通過熔斷器的電流超過一定數(shù)值并經(jīng)過一定的時間后，電流在熔體上產(chǎn)生的熱量使熔體某處熔化而分?jǐn)嚯娐?，從而保護了電路和設(shè)備。

熔斷器熔體熔斷的電流值與熔斷時間的關(guān)系稱為熔斷器的保護特性曲線，也稱為熔斷器的安-秒特性，如圖1-15所示。由特性曲線可以看出，流過熔體的電流越大，熔斷所需的時間越短。熔體的額定電流IfN是熔體長期工作而不致熔斷的電流。圖1-15

熔斷器的安-秒特性熔斷器熔體中的電流為熔體的額定電流時，熔體長期不熔斷；當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重過載時，熔體在較短時間內(nèi)熔斷；當(dāng)電路發(fā)生短路時，熔體能在瞬間熔斷。熔體的這個特性稱為反時限保護特性，即電流為額定值時長期不熔斷，過載電流或短路電流越大，熔斷時間越短。電流與熔斷時間的關(guān)系曲線稱為安秒特性。因此：由于熔斷器對過載反應(yīng)不靈敏，不宜用于過載保護，主要用于短路保護。確定熔體電流是選擇熔斷器的主要任務(wù)，具體來說有下列幾條原則：對于照明線路或電阻爐等電阻性負載，熔體的額定電流應(yīng)大于或等于電路的工作電流，即

IfN≥I

式中IfN為熔體的額定電流，I為電路的工作電流。保護一臺異步電動機時，考慮電動機沖擊電流的影響，熔體的額定電流按下式計算:

IfN≥（1.5～2.5）IN

式中，IN為電動機的額定電流。保護多臺異步電動機時，若各臺電動機不同時起動，則應(yīng)按下式計算：

IfN≥（1.5～2.5）INmax+∑IN

式中，INmax為容量最大的一臺電動機的額定電流，ΣIN為其余電動機額定電流的總和。為防止發(fā)生越級熔斷，上、下級（即供電干、支線）熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合，為此，應(yīng)使上一級（供電干線）熔斷器的熔體額定電流比下一級（供電支線）大1～2個級差。主令電器主令電器是用來發(fā)布命令、改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的電器，它可以直接作用于控制電路，也可以通過電磁式電器的轉(zhuǎn)換對主電路實現(xiàn)控制，其主要類型有按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器、腳踏開關(guān)等。按鈕的圖像和文字符號(a)常開按鈕(b)常閉按鈕(c)復(fù)合按鈕圖1-31按鈕的圖形、文字符號

刀開關(guān)的圖形、文字符號(a)單極(b)雙極(c)三極

圖1-13刀開關(guān)的圖形、文字符號轉(zhuǎn)換開關(guān)(凸輪控制器)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種具有多個操作位置和觸點、能進行多個電路的換接的手動控制電器。它可用于配電裝置的遠距離控制、電氣控制線路的換接、電氣測量儀表的開關(guān)轉(zhuǎn)換以及小容量電動機的起動、制動、調(diào)速和換向的控制，用途廣泛，故稱為萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)（a）畫“?”標(biāo)記表示（b）接通表表示

組合開關(guān)的結(jié)構(gòu)和圖形、文字符號圖1-14組合開關(guān)結(jié)構(gòu)和圖形、文字符號行程開關(guān)行程開關(guān)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。行程開關(guān)也稱位置開關(guān)。行程開關(guān)按結(jié)構(gòu)分為機械結(jié)構(gòu)的接觸式有觸點行程開關(guān)和電氣結(jié)構(gòu)的非接觸式接近開關(guān)。接觸式行程開關(guān)靠運動物體碰撞行程開關(guān)的頂桿而使行程開關(guān)的常開觸頭接通和常閉觸頭分?jǐn)啵瑥亩鴮崿F(xiàn)對電路的控制作用，其結(jié)構(gòu)如圖1-32所示。(a)直動式(b)滾輪式(c)微動式

1-頂桿2-彈簧1-滾輪2-上轉(zhuǎn)臂3-3,5,11-彈簧1-推桿2-彎形片狀彈簧

3-常閉觸頭6-套架6,9-壓板7-觸頭3-常開觸頭4-常閉觸頭

4-觸頭彈簧8-觸頭推桿10-小滑輪5-恢復(fù)彈簧

5-常開觸頭圖1-32行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖低壓斷路器低壓斷路器又稱自動空氣開關(guān)或自動開關(guān)?？蓪崿F(xiàn)多種電器的組合功能，是一種自動切斷電路故障用的保護電器。功能：刀閘開關(guān)、熔斷器、熱繼電器、欠電壓繼電器。分類：框架式（萬能式）—大容量；塑殼式結(jié)構(gòu)：觸頭+保護元件+操作結(jié)構(gòu)主要由觸頭、滅弧系統(tǒng)、各種脫扣和操作結(jié)構(gòu)等組成脫扣：電磁脫扣—電壓、電流（過流和短路時）熱