1、第第1章常用低压电器章常用低压电器 1.1 开关电器开关电器 1.2 熔断器熔断器 1.3 接触器接触器 1.4 继电器继电器 1.5 主令电器主令电器 习题习题 1按工作电压等级分类按工作电压等级分类按工作电压等级，电器可分为低压电器和高压电器。低压电器是指工作于交流50Hz或60 Hz，额定电压1200 V以下，或直流额定电压1500 V以下电路中的电器；高压电器是指工作于交流额定电压1200 V以上，或直流额定电压1500 V以上电路中的电器。2按动作原理分类按动作原理分类按动作原理，电器可分为手动电器和自动电器。手动电器是指需要人工直接操作才能完成指令任务的电器；自动电器是指不需要人工
2、操作，而是按照电的或非电的信号自动完成指令任务的电器。3按用途分类按用途分类按用途，电器可分为控制电器、主令电器、保护电器、配电电器和执行电器。控制电器是用于各种控制电路和控制系统的电器；主令电器是用于自动控制系统中发送控制指令的电器；保护电器是用于保护电路及用电设备的电器；配电电器是用于电能的输送和分配的电器；执行电器是用于完成某种动作或传动功能的电器。4按工作原理分类按工作原理分类按工作原理，电器可分为电磁式电器和非电量控制电器。电磁式电器是依据电磁感应原理来工作的电器；非电量控制电器是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，等等。本章主要介绍几种常用低压电器，并通过对它们的结构、工作原
3、理、型号、有关技术数据、图形符号和文字符号、选用原则及使用注意事项等内容的介绍，为以后正确选择、合理使用电器打下基础。1.1 开开 关关 电电 器器1.1.1 刀开关刀开关1开启式负荷开关开启式负荷开关开启式负荷开关又称瓷底胶盖闸刀开关，常用的有HK1、HK2系列。它由刀开关和熔断器组合而成。瓷底板上装有进线座、静触点、熔丝、出线座和带瓷质手柄的闸刀。其结构图与图形符号如图1-1所示。图1-1 HK系列瓷底胶盖闸刀开关(a)结构图；(b)刀开关符号；(c)带熔断器的刀开关符号这种系列的刀开关因其内部设有熔丝，故可对电路进行短路保护，常用作照明电路的电源开关或用于5.5 kW以下三相异步电动机不
4、频繁启动和停止的控制开关。在选用时，额定电压应大于或等于负载额定电压，对于一般的电路，如照明电路，其额定电流应大于或等于最大工作电流；而对于电动机电路，其额定电流应大于或等于电动机额定电流的3倍。开启式负荷开关在安装时应注意：(1)闸刀在合闸状态时，手柄应朝上，不准倒装或平装，以防误操作。(2)电源进线应接在静触点一边的进线端(进线座在上方)，而用电设备应接在动触点一边的出线端(出线座在下方)，即“上进下出”，不准颠倒，以方便更换熔丝及确保用电安全。2封闭式负荷开关封闭式负荷开关封闭式负荷开关又称铁壳开关，图1-2所示为常用的HH系列封闭式负荷开关的结构与外形。这种负荷开关由刀开关、熔断器、灭
5、弧装置、操作手柄、操作机构和外壳构成。三把闸刀固定在一根绝缘方轴上，由操作手柄操纵；操作机构设有机械联锁，当盖子打开时，手柄不能合闸，手柄合闸时，盖子不能打开，保证了操作安全。在手柄转轴与底座间还装有速动弹簧，使刀开关的接通与断开速度与手柄动作速度无关，抑制了电弧过大。图1-2 HH系列封闭式负荷开关封闭式负荷开关用来控制照明电路时，其额定电流可按电路的额定电流来选择，而用来控制不频繁操作的小功率电动机时，其额定电流可按大于电动机额定电流的1.5倍来选择。但不宜用于电流超过60 A以上负载的控制，以保证可靠灭弧及用电安全。封闭式负荷开关在安装时，应保证外壳可靠接地，以防漏电而发生意外。接线时，
6、电源线接在静触座的接线端上，负载则接在熔断器一端，不得接反，以确保操作安全。1.1.2 转换开关转换开关转换开关又称为组合开关，是一种变形刀开关，在结构上是用动触片代替了闸刀，以左右旋转代替了刀开关的上下分合动作，有单极、双极和多极之分。常用的型号有HZ等系列。图1-3(a)、(b)所示的是HZ10/3型转换开关的外形与结构，其图形符号和文字符号如图1-3(c)所示。图1-3 HZ10/3型转换开关(a)外形；(b)结构；(c)图形符号和文字符号转换开关共有三副静触片，每一静触片的一边固定在绝缘垫板上，另一边伸出盒外并附有接线柱供电源和用电设备接线。三个动触片装在另外的绝缘垫板上，垫板套在附有
7、手柄的砷绝缘杆上。手柄每次能沿任一方向旋转90，并带动三个动触片分别与对应的三副静触片保持接通或断开。在开关转轴上也装有扭簧储能装置，使开关的分合速度也与手柄动作速度无关，有效地抑制了电弧过大。转换开关多用于不频繁接通和断开的电路，或无电切换电路。如用作机床照明电路的控制开关，或5 kW以下小容量电动机的启动、停止和正反转控制。在选用时，可根据电压等级、额定电流大小和所需触点数选定。1.1.3 自动空气断路器自动空气断路器自动空气断路器过去称为自动开关(或称低压断路器)。按其结构和性能可分为框架式、塑料外壳式和漏电保护式三类。它是一种既能作开关用，又具有电路自动保护功能的低压电器，用于电动机或
8、其它用电设备作不频繁通断操作的线路转换。当电路发生过载、短路、欠电压等非正常情况时，能自动切断与它串联的电路，有效地保护故障电路中的用电设备。漏电保护断路器除具备一般断路器的功能外，还可以在电路出现漏电(如人触电)时自动切断电路进行保护。由于低压断路器具有操作安全、动作电流可调整、分断能力较强等优点，因而在各种电气控制系统中得到了广泛的应用。自动空气断路器主要有DZ和DW两大系列。它们的构造和工作原理基本相同，主要由触头系统、灭弧装置、操作机构、保护装置(各种脱扣器)及外壳等几部分组成。图1-4所示为常用的塑壳式DZ520型自动空气开关的外形与结构图。该结构图为立体布置，操作机构居中，有红色分
9、闸按钮和绿色合闸按钮伸出壳外；主触头系统在后部，其辅助触头为一对动合触头和一对动断触头。图1-4 DZ520型自动空气开关(a)外形；(b)结构图1-5所示为自动空气断路器的工作原理及图形符号。其中，(a)图中的2是自动空气断路器的三对主触头，与被保护的三相主电路相串联，当手动闭合电路后，其主触头由锁链3钩住搭钩4，克服弹簧1的拉力，保持闭合状态。搭钩4可绕轴5转动。当被保护的主电路正常工作时，电磁脱扣器6中线圈所产生的电磁吸合力不足以将衔铁8吸合；而当被保护的主电路发生短路或产生较大电流时，电磁脱扣器6中线圈所产生电磁吸合力随之增大，直至将衔铁8吸合，并推动杠杆7，把搭钩4顶离。在弹簧1的作
10、用下主触头断开，切断主电路，起到保护作用。又当电路电压严重下降或消失时，欠电压脱扣器11中的吸力减少或失去吸力，衔铁10被弹簧9拉开，推动杠杆7，将搭钩4顶开，断开了主触头。当电路发生过载时，过载电流流过发热元件13，使双金属片12向上弯曲，将杠杆7推动，断开主触头，从而起到保护作用。图1-5 自动空气断路器(a)工作原理；(b)图形符号自动空气断路器的选用：(1)自动空气断路器的额定电压和额定电流应不小于电路的额定电压和最大工作电流。(2)热脱扣器的整定电流与所控制负载的额定电流一致。电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载电路正常工作时的最大电流。对于单台电动机来说，电磁脱扣器的瞬时脱扣整定
11、电流Iz可按下式计算：IzkIq式中，k为安全系数，一般取1.51.7；Iq为电动机的启动电流。对于多台电动机来说，Iz可按下式计算：IzkIqmax电路中其它的工作电流式中，k也可取1.51.7；Iqmax为其中一台启动电流最大的电动机的电流。1.2 熔熔 断断 器器1.2.1 熔断器的结构及类型熔断器的结构及类型1.熔断器的结构熔断器的结构熔断器主要由熔体和安装熔体的熔壳两部分组成。它们的外形结构和符号如图1-6所示。其中图1-6(a)为RC型瓷插式熔断器，图1-6(b)为RL型螺旋式熔断器，图1-6(c)为熔断器的图形符号和文字符号。熔体由易熔金属材料铅、锡、锌、银、铜及其合金制成，通常
12、制成丝状或片状。熔壳是装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。图1-6 熔断器(a)瓷插式；(b)螺旋式；(c)图形符号和文字符号熔断器的熔体与被保护的电路串联，当电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断。当电路发生短路或严重过载时，熔体中流过很大的故障电流，当电流产生的热量达到熔体的熔点时，熔体熔断切断电路，从而达到保护目的。通过熔体的电流越大，熔体熔断的时间越短，这一特性称为熔断器的保护特性(或安秒特性)，如图1-7所示。熔断器的保护特性数值关系如表1-1所示。图1-7 熔断器的保护特性 表 1-1 熔断器的保护特性数值关系 熔断电流 1.251.
13、3IN 1.6 IN 2.0 IN 2.5 IN 3 IN 4 IN 熔断时间 1 h 40 s 8 s 4.5 s 2.5 s 注：表中 IN为电路中的额定电流。2.熔断器的类型熔断器的类型常见的熔断器有瓷插式和螺旋式两种。RC1A系列瓷插式熔断器的额定电压为380 V，主要用作低压分支电路的短路保护。熔壳的额定电流等级有5 A、10 A、15 A，30 A、60 A，100 A、200 A七个等级。RLl系列螺旋式熔断器的额定电压为500 V，多用于机床电路中作短路保护。熔体的额定电流等级有2 A、4 A、6 A、10 A等。熔体的额定电流、熔断电流与其线径大小有关。1.2.2 熔断器的技
14、术参数熔断器的技术参数在选配熔断器时，经常需要考虑以下几个主要技术参数：(1)额定电压：指熔断器(熔壳)长期工作时以及分断后能够承受的电压值，其值一般大于或等于电气设备的额定电压。(2)额定电流：指熔断器(熔壳)长期通过的、不超过允许温升的最大工作电流值。(3)熔体的额定电流：指长期通过熔体而不使其熔断的最大电流值。(4)熔体的熔断电流：指通过熔体并使其熔化的最小电流值。(5)极限分断能力：指熔断器在故障条件下，能够可靠地分断电路的最大短路电流值。RC1A系列和RL1系列熔断器的主要技术参数如表1-2和表1-3所示。表 1-2 RC1A 系列熔断器的主要技术参数 型 号 额定电压/V 熔壳额定
15、电流/A 熔体额定电流/A 极限分断能力/kA RC1A5 5 1、2、3、5 RC1A10 10 2、4、6、10 RC1A15 15 6、10、15 RC1A30 30 15、20、25、30 RC1A60 60 30、40、50、60 RC1A100 100 60、80、100 RC1A200 380 200 100、120、150、200 0.53 表 1-3 RL1 系列熔断器的主要技术参数 极限分断能力/kA 型 号 熔壳额定电流/A 熔体额定电流/A 380 V 500 V RL1A10 15 2、4、6、10、15 2 2 RL1A15 60 20、25、30、35、40、50
16、、60 5 3.5 RL1A30 100 60、80、100 20 RL1A60 200 100、125、150、200 50 熔断器的型号意义如下：R/熔断器熔体额定电流/A结构形式：C 瓷插式；L 螺旋式；T 有填料封闭管式熔壳额定电流/A设计序号1.2.3 熔断器的选择熔断器的选择熔断器的选择主要是根据熔断器的种类、额定电压、额定电流、熔体额定电流以及线路负载性质而定。具体可按如下原则选择：(1)熔断器的额定电压应大于或等于电路工作电压。(2)电路上、下两级都设熔断器保护时，其上、下两级熔体电流大小的比值不小于1.6:1。(3)对于电阻性负载(如电炉、照明电路)，熔断器可作过载和短路保护
17、，熔体的额定电流应大于或等于负载的额定电流。(4)对于电感性负载的电动机电路，只作短路保护而不宜作过载保护。(5)对于单台电动机的保护，熔体的额定电流IRN应不小于电动机额定电流IN的1.52.5倍，即IRN(1.52.5)IN。轻载启动或启动时间较短时系数可取在1.5附近；带负载启动、启动时间较长或启动较频繁时，系数可取2.5。(6)对于多台电动机的保护，熔体的额定电流IRN应不小于最大一台电动机额定电流INmax的1.52.5倍，再加上其余同时使用电动机的额定电流之和()，即IRN(1.52.5)INmax NINI1.3 接接 触触 器器1.3.1 交流接触器的结构及工作原理交流接触器的
18、结构及工作原理交流接触器的外形结构如图1-8(a)所示，其图形符号和文字符号如图1-8(b)所示。图1-8 CJ2063型交流接触器(a)结构；(b)图形符号和文字符号交流接触器主要由以下四个部分组成：(1)电磁机构：电磁机构由线圈、衔铁和铁心等组成。它能产生电磁吸力，驱使触头动作。在铁心头部平面上都装有短路环，目的是消除交流电磁铁在吸合时可能产生的衔铁振动和噪音。当交变电流过零时，电磁铁的吸力为零，衔铁被释放，当交变电流过了零值后，衔铁又被吸合，这样一放一吸，使衔铁发生振动。当装上短路环后，在其中产生感应电流，能阻止交变电流过零时磁场的消失，使衔铁与铁心之间始终保持一定的吸力，因此消除了振动
19、现象。(2)触头系统：包括主触头和辅助触头。主触头用于接通和分断主电路，通常为三对常开触头。辅助触头用于控制电路，起电气联锁作用，故又称联锁触头，一般有常开、常闭触头各两对。在线圈未通电时(即平常状态下)，处于相互断开状态的触头叫常开触头，又叫动合触头；处于相互接触状态的触头叫常闭触头，又叫动断触头。接触器中的常开和常闭触头是联动的，当线圈通电时，所有的常闭触头先行分断，然后所有的常开触头跟着闭合；当线圈断电时，在反力弹簧的作用下，所有触头都恢复原来的平常状态。(3)灭弧罩。额定电流在20A以上的交流接触器，通常都设有陶瓷灭弧罩。它的作用是能迅速切断触头在分断时所产生的电弧，以避免发生触头烧毛
20、或熔焊。(4)其他部分：包括反力弹簧、触头压力簧片、缓冲弹簧、短路环、底座和接线柱等。反力弹簧的作用是当线圈断电时使衔铁和触头复位。触头压力簧片的作用是增大触头闭合时的压力，从而增大触头接触面积，避免因接触电阻增大而产生触头烧毛现象。缓冲弹簧可以吸收衔铁被吸合时产生的冲击力，起保护底座的作用。交流接触器的工作原理：当线圈通电后，线圈中电流产生的磁场，使铁心产生电磁吸力将衔铁吸合。衔铁带动动触头动作，使常闭触头断开，常开触头闭合。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在反力弹簧的作用下释放，各触头随之复位。1.3.2 交流接触器的型号与主要技术参数交流接触器的型号与主要技术参数交流接触器的型号意义如下
21、：20接触器有 TH 表示湿热带交流额定工作电压代号：设计序号03-380 V 06-660 V 11-1140用 K 表示组成矿用启动器的接触器额定工作电流(380 V,AC3时)/JC交流接触器的主要技术参数：(1)额定电压。接触器铭牌上的额定电压是指主触头的额定电压。交流电压的等级有127 V、220 V、380 V和500 V。(2)额定电流。接触器铭牌上的额定电流是指主触头的额定电流。交流电流的等级有5 A、10 A、20 A、40 A、60 A、100 A、150 A、250 A、400 A和600 A。(3)吸引线圈的额定电压。交流电压的等级有36 V、110 V、127 V、2
22、20 V和380 V。CJ20系列交流接触器的技术参数如表1-4所示。表 1-4 CJ20 系列交流接触器的技术参数 型 号 频率/Hz 辅助触头额定 电流/A 吸引线圈 电压/V 主触头额定 电流/A 额定电压/V 可控制电动机 最大功率/kW CJ2010 10 380/220 4/2.2 CJ2016 16 380/220 7.5/4.5 CJ2025 25 380/220 11/5.5 CJ2040 40 380/220 22/11 CJ2063 63 380/220 30/18 CJ20100 100 380/220 50/28 CJ20160 160 380/220 85/48 C
23、J20250 250 380/220 132/80 CJ20400 50 5 36、127、220、380 400 380/220 220/115 1.3.3 直流接触器直流接触器直流接触器主要用于额定电压至440 V、额定电流至1600 A的直流电力线路中，作为远距离接通和分断电路，控制直流电动机的频繁启动、停止和反向。直流电磁机构通以直流电，铁心中无磁滞和涡流损耗，因而铁心不发热。而吸引线圈的匝数多，电阻大、铜耗大，线圈本身发热，因此吸引线圈做成长而薄的圆筒状，且不设线圈骨架，使线圈与铁心直接接触，以便散热。触头系统也有主触头与辅助触头。主触头一般做成单极或双极，单极直流接触器用于一般的直
24、流回路中，双极直流接触器用于分断后电路完全隔断的电路以及控制电机的正、反转电路中。由于通断电流大，通电次数多，因此采用滚滑接触的指形触头。辅助触头由于通断电流小，常采用点接触的桥式触头。直流接触器一般采用磁吹灭弧装置。国内常用的直流接触器有CZ18、CZ21、CZ22等系列。直流接触器的型号意义如下：直流接触器的图形符号和文字符号同交流接触器。18接触器常闭触头数直流常开触头数设计代号额定工作电流/ZC1.3.4 交流接触器的选择交流接触器的选择交流接触器的选择主要考虑如下因素：(1)依据负载电流性质决定接触器的类型，即直流负载选用直流接触器，交流负载选用交流接触器。(2)额定电压与额定电流。
25、主要考虑接触器主触点的额定电压与额定电流。(1-1)(1-2)CNNKMUUMN3MNNKMN10KUPII式中，接触器的额定电压(V)；负载的额定线电压(V)；接触器的额定电流(A)；接触器主触点电流(A)；电动机功率(kW)；电动机额定线电压(V)；K经验常数，K11.4。(3)吸引线圈的额定电压与控制电路电压相一致。(4)主触头与辅助触头中动合触头和动断触头数量符合电路需求。NKMUCNUKMNINIMNPMNU1.4 继继 电电 器器继电器是一种根据外界输入的一定信号(电的或非电的)来控制电路中电流通断的自动切换电器。它具有输入电路(又称感应元件)和输出电路(又称执行元件)。当感应元件
26、中的输入量(如电流、电压、温度、压力等)变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通或断开控制电路。其触点通常接在控制电路中。电磁式继电器的结构和工作原理与接触器相似，结构上也是由电磁机构和触头系统组成。但是，继电器控制的是小功率信号系统，流过触头的电流很弱，所以不需要灭弧装置，另外，继电器可以对各种输入量作出反应，而接触器只有在一定的电压信号下才能动作。继电器种类繁多，常用的有电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器以及温度、压力、计数、频率继电器，等等。电子元器件的发展应用，推动了各种电子式的小型继电器的出现，这类继电器比传统的继电器灵敏度更高，寿命更长，动作更快，体积更小，
27、一般都采用密封式或封闭式结构，用插座与外电路连接，便于迅速替换，能与电子线路配合使用。下面对几种经常使用的继电器作简单介绍。1.4.1 电流、电压继电器电流、电压继电器根据输入电流大小而动作的继电器称为电流继电器。电流继电器的线圈串接在被测量的电路中，以反映电流的变化，其触点接在控制电路中，用于控制接触器线圈或信号指示灯的通/断。为了不影响被测电路的正常工作，电流继电器线圈阻抗应比被测电路的等效阻抗小得多。因此，电流继电器的线圈匝数少、导线粗。电流继电器按用途还可分为过电流继电器和欠电流继电器。过电流继电器的任务是当电路发生短路及过流时立即将电路切断，继电器线圈电流小于整定电流时继电器不动作，
28、只有超过整定电流时才动作。过电流继电器的动作电流整定范围，交流过流继电器为110%350%IN，直流过流继电器为70%300%IN。欠电流继电器的任务是当电路电流过低时立即将电路切断，继电器线圈通过的电流大于或等于整定电流时，继电器吸合，只有电流低于整定电流时，继电器才释放。欠电流继电器动作电流整定范围，吸合电流为30%50%IN，释放电流为10%20%IN，欠电流继电器一般是自动复位的。与此类似，电压继电器是根据输入电压大小而动作的继电器，其结构与电流继电器相似，不同的是电压继电器的线圈与被测电路并联，以反映电压的变化，因此，它的吸引线圈匝数多、导线细、电阻大。电压继电器按用途也可分为过电压
29、继电器和欠电压继电器。过电压继电器动作电压整定范围为105%120%UN；欠电压继电器吸合电压调整范围为30%50%UN，释放电压调整范围为7%20%UN。下面以JL18系列电流继电器为例，介绍其规格表示方法，并在表1-5中列出了其主要技术参数。图1-9 电流、电压继电器的图形符号和文字符号(a)过电流继电器线圈；(b)欠电流继电器线圈；(c)过电压继电器线圈；(d)欠电压继电器线圈；(e)常开触头；(f)常闭触头 表 1-5 JL18 系列电流继电器技术参数 线圈额定值 型 号 工作电压/V 工作电流/A 结 构 特 征 JL181.0 1.0 JL181.6 1.6 JL182.5 2.5
30、 JL184.0 4.0 JL186.3 6.3 JL1810 10 JL1816 16 JL1825 25 JL1840 40 JL1863 63 JL18100 100 JL18160 160 JL18250 250 JL18400 400 JL18630 380、220 630 触头工作电压：380 V、220 V；发热电流 10 A；可自动及手动复位 1.4.2 中间继电器中间继电器中间继电器的作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大(即增大触头容量)。其实质为电压继电器，但它的触头数量较多，动作灵敏。中间继电器按电压分为两类：一类是用于交直流电路中的JZ系列，另一类是只用于直
31、流操作的各种继电保护线路中的DZ系列。常用的中间继电器有JZ7系列，以JZ762为例，JZ为中间继电器的代号，7为设计序号，有6对常开触头，2对常闭触头。表1-6列出了JZ7系列的主要技术数据。表 1-6 JZ7 系列中间继电器技术数据 触点对数 型 号 触点额定电压/V 触点额定电流/A 常开 常闭 吸引线圈电压/V 额定操作频率/(次/h)JZ744 4 4 JZ762 6 2 JZ780 500 5 8 0 交 流50 Hz时 12、36、127、220、380 1200 新型中间继电器触头闭合过程中动、静触头间有一段滑擦、滚压过程，可以有效地清除触头表面的各种生成膜及尘埃，减小了接触电
32、阻，提高了接触可靠性，有的还装了防尘罩或采用密封结构，也是提高可靠性的有效措施。有些中间继电器安装在插座上，插座有多种形式可供选择；有些中间继电器可直接安装在导轨上，安装和拆卸均很方便。常用的中间继电器有JZ18、MA、K、HH5、RT11等系列。中间继电器的图形符号和文字符号如图1-10所示。图1-10 中间继电器的图形符号和文字符号(a)线圈；(b)常开触头；(c)常闭触头1.4.3 时间继电器时间继电器 1直流电磁式时间继电器直流电磁式时间继电器该类继电器用阻尼的方法来延缓磁通变化的速度，以达到延时的目的。其结构简单，运行可靠，寿命长，允许通电次数多，但仅适用于直流电路，延时时间较短。一
33、般通电延时仅为0.10.5 s，而断电延时可达0.210 s。因此，直流电磁式时间继电器主要用于断电延时。2空气式时间继电器空气式时间继电器该类继电器由电磁机构、工作触头及气室三部分组成，它的延时是靠空气的阻尼作用来实现的。常见的型号有JS7A系列，按其控制原理有通电延时和断电延时两种类型。图1-11所示为JS7A空气阻尼式时间继电器的工作原理图。图1-11 JS7A系列时间继电器工作原理图(a)通电延时型；(b)断电延时型当通电延时型时间继电器电磁铁线圈1通电后，将衔铁4吸下，于是顶杆6与衔铁间出现一个空隙，当与顶杆相连的活塞12在弹簧7作用下由上向下移动时，在橡皮膜9上面形成空气稀薄的空间
34、(气室)，空气由进气孔11逐渐进入气室，活塞因受到空气的阻力，不能迅速下降，在降到一定位置时，杠杆15使触头14动作(常开触点闭合，常闭触点断开)。线圈断电时，弹簧使衔铁和活塞等复位，空气经橡皮膜与顶杆之间推开的气隙迅速排出，触点瞬时复位。断电延时型时间继电器与通电延时型时间继电器的原理和结构均相同，只是将其电磁机构翻转180后再安装。空气阻尼式时间继电器延时时间有0.4180 s和0.460 s两种规格，具有延时范围较宽、结构简单、工作可靠、价格低廉、寿命长等优点，是机床交流控制线路中常用的时间继电器。它的缺点是延时精度较低。表1-7列出了JS7A型空气阻尼式时间继电器技术数据，其中JS72
35、A型和JS74A型既带有延时动作触头，又带有瞬时动作触头。表 1-7 JS7A 型空气阻尼式时间继电器技术数据 触点额定容量 延时触点对数 线圈通电延时 线圈断电延时 瞬时动作 触点数量 型 号 电压/V 电流/A 常开 常闭 常开 常闭 常开 常闭 线圈电压/V 延时 范围/s JS71A 1 1 JS72A 1 1 1 1 JS73A 1 1 JS74A 380 5 1 1 1 1 交流 36、127、220、380 0.460 及 0.480 国内生产的新产品JS23系列，可取代JS7A、B及JS16等老产品。JS23系列时间继电器的型号意义如下：时间继电器安装方式代号：1螺钉安装；2卡
36、轨安装设计序号/23JS线圈额定工作电流延时范围代号：1 0.230 s；210180 s3电动机式时间继电器电动机式时间继电器该类继电器由同步电动机、减速齿轮机构、电磁离合系统及执行机构组成，电动机式时间继电器延时时间长(可达数十小时)，延时精度高，但结构复杂，体积较大，常用的有JS10、JS11系列和7PR系列。4电子式时间继电器电子式时间继电器该类继电器的早期产品多是阻容式，近期开发的产品多为数字式，又称计数式，它是由脉冲发生器、计数器、数字显示器、放大器及执行机构组成的，具有延时时间长、调节方便、精度高的优点，有的还带有数字显示，应用很广，可取代阻容式、空气式、电动机式等时间继电器。该
37、类时间继电器只有通电延时型，延时触头均为2NO、2NC，无瞬时动作触头。国内生产的产品有JSS1系列，其型号意义如下：时间继电器安装形式：数字式数显形式代码/SJS延时范围代号1设计序号 M面板式;无字装置式控制电压种类：Z直流；无字交流JSS1系列电子式时间继电器型号中数显形式代码的含义如下：代码 无 A B C D E F 意义 不带数显 2 位数显递增 2位数显递增 3 位数显递减 3 位数显递减 4 位数显递增 4 位数显递减 时间继电器的图形符号和文字符号如图1-12所示。图1-12 时间继电器的图形符号和文字符号(a)通电延时线圈；(b)断电延时线圈；(c)通电延时闭合的常开触头；
38、(d)通电延时断开的常闭触头；(e)断电延时断开的常开触头；(f)断电延时闭合的常闭触头；(g)瞬动常开、常闭触头1.4.4 热继电器热继电器1热继电器的结构及工作原理热继电器的结构及工作原理 热继电器是利用电流通过元件所产生的热效应原理而反时限动作的继电器，专门用来对连续运行的电动机进行过载及断相保护，以防止电动机过热而烧毁。它主要由加热元件、双金属片和触头组成。双金属片是它的测量元件，由两种具有不同线膨胀系数的金属通过机械辗压而制成，线膨胀系数大的称为主动层，小的称为被动层。加热双金属片的方式有四种：直接加热、热元件间接加热、复合式加热和电流互感器加热。图1-13所示是热继电器的结构原理图
39、。热元件3串接在电动机定子绕组中，电动机绕组电流即为流过热元件的电流。当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片2弯曲，但还不足以使继电器动作；当电动机过载时，热元件产生的热量增大，使双金属片弯曲位移增大，经过一定时间后，双金属片弯曲到推动导板4，并通过补偿双金属片5与推杆14将触头9和6分开。触头9和6为热继电器串于接触器线圈回路的常闭触头，断开后使接触器失电，接触器的常开触头断开电动机的电源以保护电动机。调节旋钮11是一个偏心轮，它与支撑件12构成一个杠杆，转动偏心轮，改变它的半径，即可改变补偿双金属片5与导板4接触的距离，因而达到调节整定动作电流的目的。此外，靠调节复位螺钉8来改
40、变常开触头7的位置，使热继电器能工作在手动复位和自动复位两种工作状态。手动复位时，在故障排除后要按下按钮10才能使触头恢复与静触头6相接触的位置。图1-13 热继电器的结构原理图2带断相保护的热继电器带断相保护的热继电器三相电动机的一根接线松开或一相熔丝熔断，是造成三相异步电动机烧坏的主要原因之一。如果热继电器所保护的电动机是星形接法，那么当线路发生一相断电时，另外两相电流增大很多，由于线电流等于相电流，流过电动机绕组的电流和流过热继电器的电流增加比例相同，因此普通的两相或三相热继电器可以对此做出保护。如果电动机是三角形接法，则发生断相时，由于电动机的相电流与线电流不等，流过电动机绕组的电流和
41、流过热继电器的电流增加比例不相同，而热元件又串接在电动机的电源进线中，按电动机的额定电流即线电流来整定，整定值较大，因而当故障线电流达到额定电流时，在电动机绕组内部，电流较大的那一相绕组的故障电流将超过额定相电流，便有过热烧毁的危险。所以三角形接法必须采用带断相保护的热继电器。带有断相保护的热继电器是在普通热继电器的基础上增加一个差动机构，对三个电流进行比较。带断相保护的热继电器结构如图1-14所示。图1-14 带断相保护的热继电器结构图(a)断电；(b)正常运行；(c)过载；(d)单相断电当一相(设A相)断路时，A相(右侧)热元件温度由原正常热状态下降，双金属片由弯曲状态伸直，推动导板右移；
42、同时由于B、C相电流较大，推动导板向左移，使杠杆扭转，继电器动作，起到断相保护作用。热继电器采用发热元件，其反时限动作特性能比较准确地模拟电机的发热过程与电动机温升，确保了电动机的安全。值得一提的是，由于热继电器具有热惯性，不能瞬时动作，故不能用作短路保护。3热继电器主要参数及常用型号热继电器主要参数及常用型号热继电器主要参数有：热继电器额定电流、相数，热元件额定电流，整定电流及调节范围等。热继电流的额定电流是指热继电器中，可以安装的热元件的最大整定电流值。热元件的额定电流是指热元件的最大整定电流值。热继电器的整定电流是指能够长期通过热元件而不致引起热继电器动作的最大电流值。通常热继电器的整定
43、电流是按电动机的额定电流整定的。对于某一热元件的热继电器，可手动调节整定电流旋钮，通过偏心轮机构，调整双金属片与导板的距离，能在一定范围内调节其电流的整定值，使热继电器更好地保护电动机。JR16、JR20系列是目前广泛应用的热继电器，其型号意义如下：热继电器热元件编号设计序号特征代号：/20JR基本规格代号D带断相保护；L单独安装式；Z与交流接触器组合安装式；W带专用配套电流互感器；10.230 s；210180 s(以额定整定电流表示)表1-8列出了JR16系列热继电器的主要参数。表 1-8 JR16 系列热继电器的主要规格参数 热元件规格 型 号 额定电流/A 额定电流/A 电流调节范围/
44、A JR1620/3 JR1620/3D 20 0.35 0.5 0.72 1.1 1.6 2.4 3.5 5.0 7.2 11.0 16.0 22 0.250.35 0.320.5 0.450.72 0.681.1 1.01.6 1.52.4 2.23.5 3.25.0 4.57.2 6.811 10.016 1422 JR6060/3 JR6060/3D 60 22 32 45 63 1422 2032 2845 4563 JR16150/3 JR16150/3D 150 63 85 120 160 4063 5385 75120 100160 热继电器的图形符号和文字符号如图1-15所示
45、。目前，新型热继电器也在不断推广使用。3UA5、3UA6系列热继电器是引进德国西门子公司技术生产的，适用于交流电压至660V、电流0.1630A的电路中，而且热元件的整定电流各型号之间重复交叉，便于选用。其中3UA5系列热继电器可安装在3TB系列接触器上组成电磁启动器。LR1D系列热继电器是引进法国专有技术生产的，具有体积小、寿命长等特点，适用于交流50 Hz或60 Hz、电压至660 V、电流至80 A的电路中，可与LC系列接触器插接组合在一起使用。引进德国BBC公司技术生产的T系列热继电器，适用于交流5060 Hz、电压660 V以下、电流至500 A的电力线路中。图1-15 热继电器的图
46、形符号和文字符号 (a)热元件；(b)常开触头；(c)常闭触头4热继电器的正确使用及维护热继电器的正确使用及维护(1)热继电器的额定电流等级不多，但其发热元件编号很多，每一种编号都有一定的电流整定范围。在使用时应使发热元件的电流整定范围中间值与保护电动机的额定电流值相等，再根据电动机运行情况通过调节旋钮去调节整定值。(2)对于重要设备，一旦热继电器动作后，必须待故障排除后方可重新启动电动机，应采用手动复位方式；若电气控制柜距操作地点较远，且从工艺上又易于看清过载情况，则可采用自动复位方式。(3)热继电器和被保护电动机的周围介质温度尽量相同，否则会破坏已调整好的配合情况。(4)热继电器必须按照产
47、品说明书中规定的方式安装。当与其他电器装在一起时，应将热继电器置于其他电器下方，以免其动作特性受其他电器发热的影响。(5)使用中应定期去除尘埃和污垢并定期通电校验其动作特性。1.4.5 速度继电器速度继电器速度继电器又称为反接制动继电器。它的主要作用是与接触器配合，实现对电动机的制动。也就是说，在三相交流异步电动机反接制动转速过零时，自动切除反相序电源。图1-16所示为其结构原理图。图 1-16 速度继电器结构原理图速度继电器主要由转子、圆环(笼型空心绕组)和触点三部分组成。转子由一块永久磁铁制成，与电动机同轴相连，用以接收转动信号。当转子(磁铁)旋转时，笼型绕组切割转子磁场产生感应电动势，形
48、成环内电流。转子转速越高，这一电流就越大。此电流与磁铁磁场相作用，产生电磁转矩，圆环在此力矩的作用下带动摆杆，克服弹簧力而顺着转子转动的方向摆动，并拨动触点改变其通断状态(在摆杆左右各设一组切换触点，分别在速度继电器正转和反转时发生作用)。当调节弹簧弹性力时，可使速度继电器在不同转速时切换触点，改变通/断状态。速度继电器的动作速度一般不低于120 r/min，复位转速约在100 r/min以下，该数值可以调整。工作时，允许的转速高达10003600 r/min。由速度继电器的正转和反转切换触点的动作，来反映电动机转向和速度的变化。常用的型号有JY1和JFZ0。速度继电器的图形符号和文字符号如图
49、1-17所示。图1-17 速度继电器的图形符号和文字符号(a)转子；(b)常开触头；(c)常闭触头1.5 主主 令令 电电 器器1.5.1 控制按钮控制按钮按钮是最常用的主令电器，其典型结构如图1-18所示。它既有常开触头也有常闭触头。常态时在复位弹簧的作用下，由桥式动触头将静触头1、2闭合，静触头3、4断开，当按下按钮时，桥式动触头将1、2分断，3、4闭合。1、2被称为常闭触头或动断触头，3、4被称为常开或动合触头。图1-18 按钮开关结构示意图为了适应控制系统的要求，按钮的结构形式很多，如表1-9所示。常用的按钮型号有LA2、LA18、LA19、LA20及新型号LA25等系列。引进生产的有
50、瑞士EAO系列、德国LAZ系列等。其中LA2系列有一对常开和一对常闭触头，具有结构简单、动作可靠、坚固耐用的优点。LA18系列按钮采用积木式结构，触头数量可按需要进行拼装。LA19系列为按钮开关与信号灯的组合，按钮兼作信号灯灯罩，用透明塑料制成。表 1-9 控制按钮的主要结构形式 分 类 代号 特 点 面板安装按钮 供开关板、控制台上安装固定用 安装方式 固定安装按钮 底部有安装固定孔 开启式按钮 K 无防护外壳，适于嵌装在柜、台面板上 保护式按钮 H 有防护外壳，可防止偶然触及带电部分 防水式按钮 S 具有密封外壳，可防止雨水的侵入 防护式 防腐式按钮 F 具有密封外壳，可防止腐蚀性气体侵入
