第一章電器控制基礎(chǔ)

課程：可編程控制器單位：電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院制作：包建華第一節(jié)

低壓電器概述

第二節(jié)

電器控制線路第一章電器控制基礎(chǔ)2/3/2023低壓電器通常是指在交流額定電壓1200V、直流額定電壓1500V及以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品。低壓電器種類(lèi)繁多，用途廣泛，按應(yīng)用場(chǎng)所提出的不同要求可以分為配電電器與控制電器兩大類(lèi)。配電電器主要用于低壓配電系統(tǒng)中。配電系統(tǒng)對(duì)電器的要求是：在系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，動(dòng)作準(zhǔn)確，工作可靠，有足夠的熱穩(wěn)定性和電穩(wěn)定性。常見(jiàn)的配電電器有低壓隔離器（刀開(kāi)關(guān)）、熔斷器、斷路器等?？刂齐娖髦饕糜陔娏ν蟿?dòng)控制系統(tǒng)和用電設(shè)備的通斷控制，對(duì)控制電器的要求是：工作準(zhǔn)確可靠，操作頻率高，壽命長(zhǎng)等。第一節(jié)

低壓電器概述2/3/2023

電器按工作電壓等級(jí)分：高壓電器和低壓電器按動(dòng)作原理分:手動(dòng)電器和自動(dòng)電器按用途分：控制電器（繼電器，接觸器，按鈕等）、配電電器（刀開(kāi)關(guān)，熔斷器，斷路器等）、執(zhí)行電器（電磁鐵、電磁閥、電磁離合器等）按工作原理分：電磁式電器（交直流接觸器、電磁式繼電器）和非電量控制電器（行程開(kāi)關(guān)、按鈕、速度繼電器、溫度繼電器）

……….電器分類(lèi)2/3/2023低壓電器產(chǎn)品包括以下12大類(lèi)：刀開(kāi)關(guān)和刀形轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、熔斷器、斷路器、控制器、接觸器、起動(dòng)器、控制繼電器、主令電器、電阻器及變阻器、調(diào)整器、電磁鐵、其它低壓電器（觸電保護(hù)器、信號(hào)燈與接線盒等）。常用低壓電器2/3/2023刀開(kāi)關(guān)

刀開(kāi)關(guān)是一種手動(dòng)電器，主要用于電氣線路中隔離電源，也可作為不頻繁地接通和分?jǐn)嗫蛰d電路或小電流電路之用。刀開(kāi)關(guān)按極數(shù)分，有單極、雙極和三極。另外，還有一種采用疊裝式觸頭元件組成旋轉(zhuǎn)操作的稱(chēng)為組合開(kāi)關(guān)或轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。2/3/2023

刀開(kāi)關(guān)由手柄、靜插座、動(dòng)觸刀、鉸鏈支座和絕緣底板組成，典型結(jié)構(gòu)如圖。在低壓電路中，用于不頻繁接通和分?jǐn)嚯娐?，或用?lái)將電路與電源隔離。2/3/2023主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓：在長(zhǎng)期工作中能承受的最大電壓；額定電流：刀開(kāi)關(guān)在合閘位置允許長(zhǎng)期通過(guò)的最大工作電流；通斷能力：通斷能力一般是指在規(guī)定條件下，能在額定電壓下接通和分?jǐn)嗟碾娏髦?。安裝注意事項(xiàng)：手柄向上、電源接上端、負(fù)載接下端。

2/3/2023組合開(kāi)關(guān)由動(dòng)觸頭、靜觸頭、轉(zhuǎn)軸、手柄定位機(jī)構(gòu)等組成。主要用于電源引入或5.5KW以下電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等場(chǎng)合。2/3/2023

斷路器又稱(chēng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)或空氣開(kāi)關(guān)，用于不頻繁接通、分?jǐn)嗑€路正常工作電流，也能在電路中流過(guò)故障電流時(shí)(短路、過(guò)載、欠電壓等),在一定時(shí)間內(nèi)斷開(kāi)故障電路的開(kāi)關(guān)電器。低壓斷路器有多種分類(lèi)。按極數(shù)可分為單極、雙極、三極和四極。按滅弧介質(zhì)可分為空氣式和真空式，目前應(yīng)用最廣泛的是空氣斷路器。按動(dòng)作速度可分為快速型和一般型。按結(jié)構(gòu)型式分有塑料外殼式和萬(wàn)能式。低壓斷路器

2/3/20231)主觸頭2)自由脫扣機(jī)構(gòu)3)過(guò)電流脫扣器4)分勵(lì)脫扣器5)熱脫扣器6)欠電壓脫扣器7)按鈕2/3/2023

低壓斷路器及其電氣符號(hào)

2/3/2023主要技術(shù)參數(shù):額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類(lèi)型等。額定工作電壓：指與通斷能力以及使用類(lèi)別相關(guān)的電壓值，對(duì)多相電路是指相間的電壓值；額定電流：指額定持續(xù)電流，也就是脫扣器能長(zhǎng)期通過(guò)的電流。2/3/2023安裝注意事項(xiàng)：（1）斷路器底板應(yīng)垂直于水平位置，固定后，斷路器應(yīng)安裝平整，不應(yīng)有附加機(jī)械應(yīng)力；（2）電源進(jìn)線應(yīng)接斷路器的上母線，接負(fù)載的出線應(yīng)接在下母線；（3）為防止發(fā)生飛弧，安裝時(shí)應(yīng)考慮到斷路器的飛弧距離；（4）設(shè)有接地螺釘?shù)漠a(chǎn)品，均應(yīng)可靠接地。2/3/2023熔斷器是一種當(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)。熔斷器主要由熔體（保險(xiǎn)絲）和熔管（熔座）組成。熔體由易熔金屬材料鉛、鋅、錫、銀、銅及其合金制成，通常制成絲狀和片狀。熔管是裝熔體的外殼，由陶瓷、絕緣鋼紙制成，在熔體熔斷時(shí)兼有滅弧作用。低壓熔斷器

2/3/2023幾種常用的熔斷器以及熔斷器的圖形符號(hào)

2/3/2023電流通過(guò)熔體時(shí)產(chǎn)生的熱量與電流的平方和電流通過(guò)的時(shí)間成正比，因此電流越大，熔體熔斷的時(shí)間越短，這一特性叫熔斷器的安秒特性。熔斷電流１.２５-１.３IN１.６IN2IN２.５IN３IN4IN熔斷時(shí)間∞1h40s8s4.5s2.5s2/3/2023熔斷器的選用：(1)熔斷器類(lèi)型的選擇主要根據(jù)使用場(chǎng)合來(lái)選擇不同的類(lèi)型。例如，作電網(wǎng)配電用，應(yīng)選擇一般工業(yè)用熔斷器；作硅元件保護(hù)用，應(yīng)選擇保護(hù)半導(dǎo)體器件熔斷器;供家庭使用，宜選用螺旋式或半封閉插入式熔斷器。(2)熔斷器的額定電壓必須等于或高于熔斷器安裝處的電路額定電壓。(3)電路保護(hù)用熔斷器熔體的額定電流基本上可按電路的額定負(fù)載電流來(lái)選擇,但其極限分?jǐn)嗄芰Ρ仨毚笥陔娐分锌赡艹霈F(xiàn)的最大故障電流。2/3/2023(4)為了防止越級(jí)熔斷、擴(kuò)大停電事故范圍，各級(jí)熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合，使下一級(jí)熔斷器比上一級(jí)的先熔斷，從而滿(mǎn)足選擇性保護(hù)要求。一般，老產(chǎn)品的選擇比為2:1，新型熔斷器的選擇比為1.6:1。例如，下級(jí)熔斷器額定電流為100A，上級(jí)熔斷器的額定電流最小也要為160A，才能達(dá)到1.6:1的要求，若選擇比大于1.6:1會(huì)更可靠地達(dá)到選擇性保護(hù)。值得注意的是這樣將會(huì)犧牲保護(hù)的快速性，因此實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)綜合來(lái)考慮。2/3/2023主令電器用于發(fā)布操作命令以接通和分?jǐn)嗫刂齐娐?。常?jiàn)類(lèi)型有控制按鈕、位置開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和主令控制器等。一、控制按鈕控制按鈕是一種用人力（一般為手指或手掌）操作，并具有儲(chǔ)能復(fù)位的開(kāi)關(guān)電器。它主要用于電氣控制線路中，用于發(fā)布命令及電氣聯(lián)鎖?？刂瓢粹o的一般結(jié)構(gòu)主要由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式動(dòng)觸頭、動(dòng)合靜觸頭、動(dòng)斷靜觸頭和裝配基座等組成。主令電器

2/3/2023操作時(shí)，將按鈕帽往下按，橋式動(dòng)觸頭就向下運(yùn)動(dòng)，常閉觸頭先分?jǐn)?，再常開(kāi)觸頭接通。一旦操作人員的手指離開(kāi)按鈕帽，在復(fù)位彈簧的作用下，先是常開(kāi)觸頭分?jǐn)啵缓笫浅ｉ]觸頭閉合。2/3/2023控制按鈕一般用紅色表示停止按鈕，綠色表示起動(dòng)按鈕。2/3/2023二、位置開(kāi)關(guān)位置開(kāi)關(guān)主要用于將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，用來(lái)控制生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)作。位置開(kāi)關(guān)包括：行程開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)及由機(jī)器部件或機(jī)械操作的其它控制開(kāi)關(guān)。1、行程開(kāi)關(guān)行程開(kāi)關(guān)又稱(chēng)限位開(kāi)關(guān)，是一種按工作機(jī)械的行程，發(fā)出操作命令的位置開(kāi)關(guān)。主要用于機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線和其它生產(chǎn)機(jī)械的限位及流程控制等。(1)直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)

其動(dòng)作原理與控制按鈕類(lèi)似，只是它用運(yùn)動(dòng)部件上的撞塊來(lái)碰撞行程開(kāi)關(guān)的推桿。2/3/2023(2)滾輪旋轉(zhuǎn)式行程開(kāi)關(guān)

a)單輪旋轉(zhuǎn)式b)雙輪旋轉(zhuǎn)式a)常開(kāi)觸頭b)常閉觸頭c)復(fù)式觸頭2/3/20232、微動(dòng)開(kāi)關(guān)

微動(dòng)開(kāi)關(guān)是行程非常小的瞬時(shí)動(dòng)作開(kāi)關(guān)，其特點(diǎn)是操作力小和操作行程短，用于機(jī)械、紡織、輕工、電子儀器等各種機(jī)械設(shè)備和家用電器中作限位保護(hù)和聯(lián)鎖等。微動(dòng)開(kāi)關(guān)也可看成為尺寸甚小而又非常靈敏的行程開(kāi)關(guān)。3、接近開(kāi)關(guān)接近開(kāi)關(guān)即無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)，內(nèi)部為電子電路，按工作原理分為高頻振蕩性、電容型和永磁型三種類(lèi)型。使用時(shí)對(duì)外連接3根線，其中紅、綠兩根線外接直流電源（通常為24V），另一根黃線為輸出線。接近開(kāi)關(guān)供電后，輸出線與綠線之間為高電平輸出；當(dāng)有金屬物靠近該開(kāi)關(guān)的檢測(cè)頭時(shí)，輸出線與綠線之間翻成低電平?？衫迷撔盘?hào)驅(qū)動(dòng)一個(gè)繼電器或直接將該信號(hào)輸入PLC等控制回路。2/3/2023三、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是一種多檔位、控制多回路的組合開(kāi)關(guān)。由于它能控制多個(gè)回路，適應(yīng)復(fù)雜線路的要求，故有“萬(wàn)能”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)之稱(chēng)。常用的萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)有LW8、LW6、LW5等系列。LW6系列萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)由操作機(jī)構(gòu)、面板、手柄、觸頭座等組成，觸頭座最多可以裝10層，每層均可安裝3對(duì)觸頭，操作手柄有多檔停留位置（最多12個(gè)檔位），底座中間凸輪隨手柄轉(zhuǎn)動(dòng)，由于每層凸輪設(shè)計(jì)的形狀不同，所以用不同的手柄檔位，可控制各對(duì)觸頭進(jìn)行有預(yù)定規(guī)律的接通或分?jǐn)唷?/3/2023a)LW6某一層結(jié)構(gòu)原理圖b)圖形法表示電路通斷狀況b)圖虛線表示操作檔位，有幾個(gè)檔位就畫(huà)幾根虛線，實(shí)線與成對(duì)的端子表示觸頭，使用多少對(duì)觸頭就可以畫(huà)多少對(duì)。在虛實(shí)線交叉的地方只要標(biāo)黑點(diǎn)就表示實(shí)線對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)，在虛線對(duì)應(yīng)的檔位是接通的，不標(biāo)黑點(diǎn)就意味著該觸頭在該檔位被分?jǐn)唷?/3/2023一、接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理

接觸器是一種能頻繁地接通和斷開(kāi)遠(yuǎn)距離用電設(shè)備主回路及其他大容量用電回路的自動(dòng)控制電器。它分為直流和交流兩類(lèi)。主要由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置三部分組成。

1、電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)包括電磁線圈和鐵心，鐵心由靜鐵心和動(dòng)鐵心（即銜鐵）組成，鐵心的活動(dòng)部分與受控電路的觸頭系統(tǒng)相連。在線圈中通以勵(lì)磁信號(hào)，鐵心中就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而吸引銜鐵，帶動(dòng)觸頭系統(tǒng)斷開(kāi)或接通受控電路。斷電釋放。接觸器

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a)為沿棱角轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式鐵心，主要應(yīng)用于直流電磁機(jī)構(gòu)。

b)為沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式鐵心，多用于觸點(diǎn)容量較大的交流電磁機(jī)構(gòu)。

c)為雙E形直動(dòng)式鐵心,多用于交流接觸器、繼電器中。常用的磁路結(jié)構(gòu)2/3/2023交流電磁機(jī)構(gòu)的鐵心由硅鋼片疊鉚而成，有磁滯和渦流損耗，由于鐵心和線圈都發(fā)熱，所以在鐵心和線圈之間設(shè)有骨架，鐵心、線圈整體作成矮胖型，利于各自散熱。直流電磁機(jī)構(gòu)的鐵心由整塊鋼材或工程純鐵制成，無(wú)磁滯和渦流損耗，線圈發(fā)熱鐵心不發(fā)熱，所以線圈直接接觸鐵心并通過(guò)鐵心散熱，鐵心、線圈整體作成瘦高型。2/3/2023

2、觸頭系統(tǒng)與滅弧方法

（1）觸頭系統(tǒng)觸頭系統(tǒng)由主觸頭和輔助觸頭組成。主觸頭接在控制對(duì)象的主回路中控制其通斷，輔助觸頭一般容量較小，用來(lái)切換控制電路。每對(duì)觸頭均由靜觸頭和動(dòng)觸頭共同組成，動(dòng)觸頭與電磁機(jī)構(gòu)的銜鐵相連，當(dāng)接觸器的電磁線圈得電時(shí)，銜鐵帶動(dòng)動(dòng)觸頭動(dòng)作，使接觸器的常開(kāi)觸頭閉合，常閉觸頭斷開(kāi)。

為了消除觸頭在接觸時(shí)的振動(dòng)，減小接觸電阻，在觸頭上裝有接觸彈簧，該彈簧在觸頭剛閉合時(shí)產(chǎn)生較小的壓力，閉合后壓力增大。2/3/2023觸頭有點(diǎn)接觸、面接觸、線接觸三種，接觸面越大則通電電流越大。觸頭材料有銅和銀，銀質(zhì)觸頭更好。a)點(diǎn)接觸的橋式觸頭b)面接觸的橋式觸頭c)指形觸頭2/3/2023（2）電弧的產(chǎn)生與滅弧當(dāng)一個(gè)較大電流的電路突然斷電時(shí)，如觸頭間的電壓超過(guò)一定數(shù)值，觸頭間空氣在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生電離放電現(xiàn)象，在觸頭間隙產(chǎn)生大量帶電粒子，形成熾熱的電子流，被稱(chēng)為電弧。電弧伴隨高溫、高熱和強(qiáng)光，可能造成電路不能正常切斷、燒毀觸頭、引起火災(zāi)等其它事故，因此對(duì)切換較大電流的觸頭系統(tǒng)必須采取滅弧措施。常用的滅弧裝置有：滅弧罩、滅弧柵和磁吹滅弧裝置。直流接觸器工作原理與交流接觸器基本相同，在結(jié)構(gòu)上也由電磁機(jī)構(gòu)、主觸頭、輔助觸頭、滅弧裝置等組成，但在鐵心結(jié)構(gòu)、線圈形狀、觸頭形狀和數(shù)量、滅弧方式等方面有所不同。2/3/2023接觸器型號(hào)說(shuō)明如CJ12T-250，該型號(hào)的意義為CJ12T系列交流接觸器，額定電流250A，主觸頭為三極。CZ0-100/20為CZ0系列直流接觸器，額定電流100A，雙極動(dòng)合主觸頭。2/3/20231-滅弧罩2-觸頭壓力彈簧片3-主觸頭4-反作用彈簧5-線圈6-短路環(huán)7-靜鐵心8-彈簧9-動(dòng)鐵心10-輔助常開(kāi)觸頭11-輔助常閉觸頭CJ10-20型交流接觸器構(gòu)造圖2/3/2023二、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)1、額定電壓接觸器銘牌上額定電壓是指主觸頭的額定工作電壓,其等級(jí)有:直流接觸器：220V，440V，660V。交流接觸器：220V，380V，500V，660V，1140V。

2、額定電流

接觸器銘牌上額定電流是指在正常工作條件下主觸頭中允許通過(guò)的長(zhǎng)期工作電流，一般按下面等級(jí)制造：直流接觸器：25A，40A，60A，100A，150A，250A，400A，600A。交流接觸器：10A，15A，25A，40A，60A，100A，150A，250A，400A，600A。3、線圈的額定電壓其等級(jí)有：直流線圈：24V，48V，220V。交流線圈：36V，127V，220V，380V。2/3/20234、動(dòng)作值是指接觸器的吸合電壓與釋放電壓。部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定接觸器在額定電壓85%以上時(shí)，應(yīng)可靠吸合。釋放電壓不高于線圈額定電壓的70%。5、接通與分?jǐn)嗄芰χ附佑|器的主觸頭在規(guī)定的條件下能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦?，而不?yīng)該發(fā)生熔焊、飛弧和過(guò)分磨損等。6、機(jī)械壽命和電氣壽命接觸器是頻繁操作電器，應(yīng)有較長(zhǎng)的機(jī)械壽命和電氣壽命。目前有些接觸器的機(jī)械壽命已達(dá)一千萬(wàn)次以上；電氣壽命是機(jī)械壽命的5%～20%。7、操作頻率是指每小時(shí)接通的次數(shù)。交流接觸器最高為600次/h；直流接觸器可高達(dá)1200次/h。

2/3/2023繼電器是一類(lèi)用于監(jiān)測(cè)各種電量或非電量的電器，廣泛用于電動(dòng)機(jī)或線路的保護(hù)以及生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制。一般來(lái)說(shuō)，繼電器通過(guò)測(cè)量環(huán)節(jié)輸入外部信號(hào)（比如電壓、電流等電量或溫度、壓力、速度等非電量）并傳遞給中間機(jī)構(gòu)，將它與設(shè)定值（即整定值）進(jìn)行比較，當(dāng)達(dá)到整定值時(shí)（過(guò)量或欠量），中間機(jī)構(gòu)就使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生輸出動(dòng)作，從而閉合或分?jǐn)嚯娐罚_(dá)到控制電路的目的。常用的繼電器

有電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器、壓力繼電器、熱與溫度繼電器等。主要技術(shù)參數(shù)

額定參數(shù)、吸合時(shí)間和釋放時(shí)間、整定參數(shù)、靈敏度、觸頭的接通和分?jǐn)嗄芰Α⑹褂脡勖取?/p>

繼電器

2/3/2023一、普通電磁式繼電器普通電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)、工作原理與接觸器類(lèi)似，主要由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成，但沒(méi)有滅弧裝置，不分主副觸頭。與接觸器的主要區(qū)別在于：能靈敏地對(duì)電壓、電流變化作出反應(yīng)，觸頭數(shù)量很多但容量較小，主要用來(lái)切換小電流電路或用作信號(hào)的中間轉(zhuǎn)換。1、電壓繼電器電壓繼電器可以對(duì)所接電路上的電壓高低作出動(dòng)作反應(yīng)。分過(guò)電壓繼電器、欠電壓繼電器和零電壓繼電器。2/3/20232、電流繼電器

電流繼電器的線圈被做成阻抗小、導(dǎo)線粗、匝數(shù)少的電流線圈，串接在被測(cè)量的電路中(或通過(guò)電流互感器接入)，用于檢測(cè)電路中的電流是否越限。分過(guò)電流繼電器和欠電流繼電器。

3、中間繼電器中間繼電器實(shí)質(zhì)是一種電壓繼電器。主要用來(lái)對(duì)外部開(kāi)關(guān)量的接通能力和觸頭數(shù)量進(jìn)行放大。2/3/2023普通電磁式繼電器的電氣符號(hào)

JT3系列直流電磁式繼電器結(jié)構(gòu)示意圖1-線圈2-鐵心3-磁軛4-彈簧

5-調(diào)節(jié)螺母6-調(diào)節(jié)螺釘7-銜鐵8-非磁性墊片9-常閉觸頭10-常開(kāi)觸頭2/3/2023中間繼電器的外形及底座

2/3/2023二、時(shí)間繼電器在生產(chǎn)中經(jīng)常需要按一定的時(shí)間間隔來(lái)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行控制，時(shí)間控制通常是利用時(shí)間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。時(shí)間繼電器是一種利用電磁或機(jī)械動(dòng)作原理實(shí)現(xiàn)觸頭延時(shí)通或斷的自動(dòng)控制電器。常用的有電磁式、空氣阻尼式、電動(dòng)式和晶體管式等。1、直流電磁式時(shí)間繼電器2、空氣阻尼式時(shí)間繼電器

空氣阻尼式繼電器可以做成通電延時(shí)型，如下圖a）所示；也可以做成斷電延時(shí)式，如下圖b）所示。2/3/2023JS7-A系列時(shí)間繼電器原理示意圖1-線圈2-鐵心3-銜鐵4-反力彈簧5-推板6-活塞桿7-杠桿8-塔形彈簧9-弱彈簧10-橡皮膜11-空氣室壁12-活塞13-調(diào)節(jié)螺桿14-進(jìn)氣孔15、16-微動(dòng)開(kāi)關(guān)2/3/20232/3/20233、電動(dòng)式時(shí)間繼電器4、晶體管式時(shí)間繼電器

晶體管式時(shí)間繼電器也稱(chēng)為半導(dǎo)體式時(shí)間繼電器，它主要利用電容對(duì)電壓變化的阻尼作用作為延時(shí)環(huán)節(jié)而構(gòu)成。其特點(diǎn)是延時(shí)范圍廣、精度高、體積小、便調(diào)節(jié)、壽命長(zhǎng)，是發(fā)展快、有前途的電子器件。非對(duì)稱(chēng)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的晶體管時(shí)間繼電器的外形及原理圖：

2/3/2023幾種新型時(shí)間繼電器的外形：

超級(jí)時(shí)間繼電器（電子式）數(shù)顯時(shí)間繼電器

2/3/2023

時(shí)間繼電器的電氣符號(hào)

2/3/2023三、速度繼電器速度繼電器主要用作籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制，所以也稱(chēng)反接制動(dòng)繼電器。它主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸頭三部分組成，轉(zhuǎn)子是一個(gè)圓柱形永久磁鐵，定子是一個(gè)籠形空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有籠型繞組。2/3/2023速度繼電器工作原理速度繼電器轉(zhuǎn)子的軸與被控電動(dòng)機(jī)的軸相連接，而定子空套在轉(zhuǎn)子上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，定子內(nèi)的短路導(dǎo)體便切割磁場(chǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生電流，此電流與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，于是定子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，裝在定子軸上的擺錘推動(dòng)簧片動(dòng)作，使常閉觸頭分?jǐn)啵ｉ_(kāi)觸頭閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于某一值時(shí)，定子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減小，觸頭在彈簧作用下復(fù)位。速度繼電器電氣符號(hào)2/3/2023四、熱繼電器熱繼電器是一種保護(hù)電器，專(zhuān)門(mén)用來(lái)對(duì)過(guò)載及電源斷相進(jìn)行保護(hù)，以防止電動(dòng)機(jī)因上述故障導(dǎo)致過(guò)熱而損壞。1、熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理熱繼電器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低等特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)臒嵩傻玫搅己玫姆磿r(shí)限特性。所謂反時(shí)限特性，是指熱繼電器動(dòng)作時(shí)間隨電流的增大而減小的性能。熱繼電器的結(jié)構(gòu)主要由三大部分組成：加熱元件；動(dòng)作機(jī)構(gòu)（大多采用弓簧式\壓簧式或拉簧跳躍式機(jī)構(gòu)）；復(fù)位機(jī)構(gòu)（有手動(dòng)復(fù)位及自動(dòng)復(fù)位兩種型式）。動(dòng)作系統(tǒng)常設(shè)有溫度補(bǔ)償裝置,保證在一定的溫度范圍內(nèi),熱繼電器的動(dòng)作特性基本不變。2/3/20231-電流調(diào)節(jié)凸輪2-簧片3-手動(dòng)復(fù)位機(jī)構(gòu)4-弓簧5-主雙金屬片6-外導(dǎo)板7-內(nèi)導(dǎo)板8-常閉靜觸頭9-動(dòng)觸頭10-杠桿11-復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘12-補(bǔ)償雙金屬片13-推桿14-連桿15-壓簧16-熱元件2/3/2023熱繼電器的常閉觸頭常串入控制回路，常開(kāi)觸頭可接入信號(hào)回路。當(dāng)三相電動(dòng)機(jī)的一相接線松開(kāi)或一相熔絲熔斷時(shí)，造成電動(dòng)機(jī)的缺相運(yùn)行是三相異步電動(dòng)機(jī)燒壞的主要原因之一。斷相后，繞組中的電流會(huì)增大使電動(dòng)機(jī)燒毀。需要缺相保護(hù)可選用帶斷相保護(hù)的熱繼電器。2、熱繼電器的主要技術(shù)參數(shù)熱繼電器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定電壓、額定電流、相數(shù)、熱元件編號(hào)、整定電流及刻度電流調(diào)節(jié)范圍等。2/3/2023熱繼電器的外形及電氣符號(hào)2/3/2023五、固態(tài)繼電器

隨著微電子和功率電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代自動(dòng)化控制設(shè)備中新型的以弱電控制強(qiáng)電的電子器件應(yīng)用越來(lái)越廣泛。固態(tài)繼電器就是一種新型無(wú)觸點(diǎn)繼電器，它能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)、弱電的良好隔離，其輸出信號(hào)又能夠直接驅(qū)動(dòng)強(qiáng)電電路的執(zhí)行元件。與有觸點(diǎn)的繼電器相比具有開(kāi)關(guān)頻率高、使用壽命長(zhǎng)、工作可靠等突出特點(diǎn)。固態(tài)繼電器是四端器件，有兩個(gè)輸入端，兩個(gè)為輸出端，中間采用光電器件。以實(shí)現(xiàn)輸入與輸出之間的電氣隔離。2/3/2023光電耦合式交流固態(tài)繼電器內(nèi)部原理圖

只要在該電路的輸入端輸入很小的信號(hào)電壓，就可以使發(fā)光二極管VD2發(fā)光，光電三極管V1導(dǎo)通，三極管V2截止，VT1控制門(mén)極為高電位，VT1導(dǎo)通，雙向晶閘管VT2可以經(jīng)R8、R7、VD整流橋、VT1對(duì)稱(chēng)電路獲得正負(fù)兩個(gè)半周的觸發(fā)信號(hào)，保持兩個(gè)輸出端處于接通狀態(tài)。2/3/2023固態(tài)電子繼電器的使用注意事項(xiàng)：

1）固態(tài)繼電器選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)負(fù)載類(lèi)型（阻性、感性）來(lái)確定，并且要采用有效的過(guò)壓吸收保護(hù)。

2）過(guò)流保護(hù)應(yīng)采用專(zhuān)門(mén)保護(hù)半導(dǎo)體器件的熔斷器或動(dòng)作時(shí)間小于10ms的自動(dòng)開(kāi)關(guān)。光耦固態(tài)繼電器外形

2/3/2023由按鈕、接觸器、繼電器等低壓電器組成的電器控制線路具有線路簡(jiǎn)單、便于掌握、維修方便等許多優(yōu)點(diǎn)，在常規(guī)電氣控制領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。電器控制線路圖中，電器元件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)都有統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，我國(guó)采用GB4728-84“電氣圖用圖形符號(hào)”、GB6988-87“電氣制圖”和GB7159-87“電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則”等新標(biāo)準(zhǔn)，在繪制電氣控制系統(tǒng)圖時(shí)必須嚴(yán)格遵循。第二節(jié)

電器控制線路2/3/2023電器控制線路圖一般有三種：電氣原理控制線路圖、電器布置圖、電器安裝接線圖。

繪制電氣原理圖的原則

1）電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分。

2）電氣原理圖中，所有電器元件都應(yīng)采用國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)來(lái)表示。

3）電氣原理圖中，各個(gè)電器元件和部件在控制線路中的位置，應(yīng)根據(jù)便于閱讀的原則安排，同一電器元件的各個(gè)部件可以不畫(huà)在一起。

4）電氣原理圖中，所有電器的觸頭都按沒(méi)有通電和沒(méi)有受外力作用時(shí)的狀態(tài)繪制。2/3/2023

5）電氣原理圖中,無(wú)論是主電路還是輔助電路都垂直布置，電源電路繪成水平線，主電路繪制在圖的左側(cè)，控制電路繪制在圖的右側(cè)。控制電路中的耗能元件畫(huà)在電路的最下端。

6）電氣原理圖中,有直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)，要用黑圓點(diǎn)表示。無(wú)直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)不畫(huà)黑圓點(diǎn)。2/3/2023全壓起動(dòng)額定電壓直接加到電動(dòng)機(jī)的定子繞組。優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：起動(dòng)電流大通常對(duì)容量小于10kW的籠型異步電動(dòng)機(jī)采用直接起動(dòng)方法。三相籠型異步電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)2/3/2023右圖為三相籠型異步電動(dòng)機(jī)單向全壓直接起動(dòng)控制電路。一、單向全壓直接起動(dòng)控制電路1.工作原理停車(chē)過(guò)程：按下SB1KM1線圈斷電M停車(chē)自鎖合QS按下SB2KM1線圈得電自鎖M起動(dòng)起動(dòng)過(guò)程：2/3/20232.電路的保護(hù)環(huán)節(jié)（1）短路保護(hù)由熔斷器實(shí)現(xiàn)電路短路保護(hù)。（2）過(guò)載保護(hù)通過(guò)熱繼電器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。（3）欠壓和失壓保護(hù)由接觸器本身的電磁機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。2/3/2023二、電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制電路點(diǎn)動(dòng)：操作者按下起動(dòng)按鈕后，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開(kāi)起動(dòng)按鈕時(shí),電動(dòng)機(jī)就停止轉(zhuǎn)動(dòng)。圖(a)是最基本的點(diǎn)動(dòng)控制線路。松開(kāi)SB2KM線圈失電主觸頭斷開(kāi)M停車(chē)合QS按下SB2KM線圈得電M起動(dòng)主觸頭閉合2/3/2023圖(b)是既可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)又可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行的控制線路。點(diǎn)動(dòng)：手動(dòng)開(kāi)關(guān)SA打開(kāi)連續(xù)工作：合上SA，自鎖觸頭接入，即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制。2/3/2023圖(c)復(fù)合按鈕SB3來(lái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制、按鈕SB2實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制。合QS按下SB2KM得電自鎖M起動(dòng)主觸頭閉合連續(xù)運(yùn)行：點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行：合QS按下SB3KM得電M起動(dòng)主觸頭閉合松開(kāi)SB3KM失電M停車(chē)SB3KMFRSB1SB2KM)c2/3/2023在電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路中，利用兩個(gè)接觸器的常閉輔助觸頭互相控制的方法叫做互鎖，而兩對(duì)起互鎖作用的觸頭叫做互鎖觸頭。三、電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路2/3/20231、電動(dòng)機(jī)“正-停-反”控制電路按下SB2KM1得電自鎖M正轉(zhuǎn)合QS正轉(zhuǎn)：反轉(zhuǎn)：按下SB3KM2得電自鎖M反轉(zhuǎn)停車(chē)：按下SB1KM1失電M停車(chē)如圖a）所示：a）正-停-反電路互鎖2/3/2023

2、電動(dòng)機(jī)“正-反-?！笨刂齐娐啡鐖Db）所示。按下SB2KM1得電自鎖M正轉(zhuǎn)合QS正轉(zhuǎn)：反轉(zhuǎn)：按下SB3KM2得電自鎖M反轉(zhuǎn)停車(chē)：按下SB1KM1或KM2失電M停車(chē)互鎖聯(lián)鎖KM1KM1KM2KM2FRSB2SB3KM1KM2SB1FU2b）正-反-停電路2/3/2023四、自動(dòng)往返行程控制電路右圖為自動(dòng)往返循環(huán)控制典型電路。SQ1為正向轉(zhuǎn)反向行程開(kāi)關(guān)SQ2為反向轉(zhuǎn)正向行程開(kāi)關(guān)工作原理：如此周而復(fù)始。按下SB2KM1得電自鎖M正轉(zhuǎn)合QS拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件前進(jìn)碰SQ1KM1失電KM2得電M反轉(zhuǎn)拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件后退碰SQ2KM2失電KM1得電M正轉(zhuǎn)2/3/2023上述自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)部件每經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)，電動(dòng)機(jī)要進(jìn)行兩次制動(dòng)過(guò)程，會(huì)出現(xiàn)較大的制動(dòng)電流和機(jī)械沖擊。因此，這種電路只適用于電動(dòng)機(jī)容量較小、循環(huán)周期較長(zhǎng)、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸具有足夠剛性的拖動(dòng)系統(tǒng)。另外，在選擇接觸器的容量時(shí)應(yīng)比一般情況選擇的容量大一些。2/3/2023三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)控制較大容量的籠型異步電動(dòng)機(jī)（大于10kW）因起動(dòng)電流較大，不允許用全壓直接起動(dòng)，應(yīng)采用降壓起動(dòng)控制。有時(shí)為了減小起動(dòng)時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備的沖擊，即便是允許采用直接起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，也往往采用降壓起動(dòng)。降壓起動(dòng)時(shí)，先降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，待起動(dòng)后再將電壓升高到額定值，使之在正常電壓下運(yùn)行。由于電樞電流和電壓成正比，所以降低電壓可以減小起動(dòng)電流，這樣不致在電路中產(chǎn)生過(guò)大的電壓降，減少對(duì)線路電壓的影響。

三相籠型異步電動(dòng)機(jī)常用的降壓起動(dòng)方法有：定子串電阻（或電抗器）降壓起動(dòng)、星-三角（Y-D）降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)。

2/3/2023一、定子串電阻降壓起動(dòng)控制三相籠型異步電動(dòng)機(jī)定子繞阻串接起動(dòng)電阻時(shí)，由于起動(dòng)電阻的分壓，使定子繞組起動(dòng)電壓降低，起動(dòng)結(jié)束后再將電阻短接，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行，可以減小起動(dòng)電流。這種起動(dòng)方式不受電動(dòng)機(jī)接線形式的限制，設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，在中小型生產(chǎn)機(jī)械中應(yīng)用較廣。2/3/2023合上電源開(kāi)關(guān)QS，接入三相電源，按下SB2，KM1、KT線圈得電吸合并自鎖，電動(dòng)機(jī)串電阻R降壓起動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，時(shí)間繼電器KT動(dòng)作，其延時(shí)閉合的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KM2線圈得電并自鎖。KM2主觸點(diǎn)短接電阻R，KM2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使KM1、KT線圈斷電釋放，電動(dòng)機(jī)經(jīng)KM2主觸點(diǎn)在全壓下進(jìn)入穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)。自動(dòng)切換的降壓起動(dòng)電路原理：2/3/2023二、星-三角（Y-D）降壓起動(dòng)控制正常運(yùn)行時(shí)，定子繞組接成三角形運(yùn)轉(zhuǎn)的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，可采用星-三角降壓起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)，每相繞阻的電壓下降到正常工作電壓的1/1.732，故起動(dòng)電流下降到全壓起動(dòng)時(shí)的1/3，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將電動(dòng)機(jī)定子繞組改接成三角形，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。這種降壓起動(dòng)方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，可用在操作較頻繁的場(chǎng)合，但其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有全壓起動(dòng)時(shí)的1/3，適用于空載或輕載。

星-三角起動(dòng)電路有多種，本講介紹具有代表性的一種電路。2/3/2023按下SB2，KM1、KT、KM3線圈同時(shí)通電吸合自鎖，星形降壓起動(dòng)，當(dāng)KT動(dòng)作，KM3線圈斷電釋放，KM2線圈通電吸合，電動(dòng)機(jī)三角形連接，進(jìn)入正常運(yùn)行。常用的自動(dòng)星-三角起動(dòng)器有QX3系列，控制電動(dòng)機(jī)的最大功率有13、30kW兩種。

2/3/2023三、自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路

按下SB2，KM1、KT線圈同時(shí)得電并自鎖，KM1主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)定子繞組