1、第6章 低压电器第6章 低压电器6.1 低压电器概述低压电器概述6.2 开关开关6.3 主令电器主令电器6.4 保护电器保护电器 6.5 交流接触器交流接触器6.6 继电器继电器6.7 电磁铁电磁铁本章小结本章小结第6章 低压电器6.1 低压电器概述低压电器概述6.1.1 低压电器的分类低压电器的分类 低压电器种类繁多,按照不同的分类规则可以有不同的分类结果。1.按动作方式分类按动作方式分类(1)自动电器:按照某个物理量的变化而自动动作的电器,不需要人操作就可以自动 完成。(2)非自动电器:通过人力操作而动作的电器。第6章 低压电器2.按作用分类按作用分类(1)执行电器:用来完成某种动作或传递
2、功率的电器。(2)控制电器:用来控制电路通断的电器。(3)主令电器:用来控制其他自动电器的动作,可以发出指令的电器。(4)保护电器:用来保护电源、电路、用电设备,使它们不致在过载或短路状态下运行 的电器。第6章 低压电器3.按动作原理分类按动作原理分类(1)电磁式电器:根据电磁原理工作的电器。(2)非电量式电器:根据人力、机械力或某种非电量的变化而动作的电器。第6章 低压电器6.1.2 低压电器的基本结构低压电器的基本结构 低压电器一般由接收外部信号的机构和执行机构构成。其中电磁式电器的接收机构是 电磁机构,执行机构是触头系统,部分低压电器还有灭弧装置。下面以电磁式电器为例讲 解电器的结构。1
3、.电磁机构电磁机构 电磁机构一般由静铁芯、动铁芯、线圈组成,如图61所示。静铁芯一般固定在底座 上不动,线圈绕在静铁芯上,动铁芯也是相对固定的,在受到外力作用时可能发生位置的 改变。第6章 低压电器图61 电磁机构第6章 低压电器2.触头系统触头系统 触头系统如图62所示。触头系统中固定不能动的触头称为静触头,在力的作用下可 以移动的触头称为动触头。静触头固定在底座上,动触头一般固定在能运动的与动铁芯相 连的连杆机构上,当动铁芯运动带动连杆机构运动时,动触头随即移动。在线圈未得电时,触头已经接触在一起,线圈得电后触头分开,这样的触头称为常闭 触头;相反,若线圈未得电时触头未接触,而线圈得电后触
4、头接触在一起,这样的触头称为 常开触头。第6章 低压电器触头接触面积不同,允许流过的电流大小也不同。接触面常见的有点接触和面接触两 种结构,如图62(a)和(b)所示。图62的(a)、(b)所示触头为单触头,与之不同的是复 合触头,如图62(c)所示。第6章 低压电器图62 触头系统第6章 低压电器3.灭弧装置灭弧装置 在触头动作复位时,会产生感应电动势,亦会产生放电现象,产生高温并发出强光,也 就是电弧。电弧不仅会烧坏触头,延长电路分断时间,严重时还会造成相间短路。若电弧不 能自动熄灭,或者为了使电弧快速被熄灭,需要安装灭弧装置。灭弧的方法很多,有磁吹灭弧、电动力灭弧、栅片灭弧、双断口灭弧、
5、陶土灭弧罩灭弧、纵缝灭弧和固体产气灭弧等。如图63所示为四种灭弧方法。第6章 低压电器图63 四种灭弧方法第6章 低压电器6.1.3 常用低压电器的文字符号常用低压电器的文字符号 电器的文字符号有统一的标准,下面列出常用低压电器的文字符号,如表6 1所示。第6章 低压电器6.2 开开 关关6.2.1 刀开关刀开关 1.结构组成结构组成 刀开关又称闸刀开关或隔离开关,是手控电器中最简单而使用最广的一种低压电器。刀开关主要由手柄、刀片、接线座组成,如图64(a)所示,其图形符号如图6 4(b)所示,文字符号为 QS。第6章 低压电器图64 刀开关第6章 低压电器2.用途用途 刀开关适用于交流额定电
6、压至380V、直流额定电压至440V、额定电流至1500A 的 成套配电装置中,用于不频繁地手动接通和分断交、直流电路或作隔离开关用。以 HK2/为例,刀开关型号的含义如下:第6章 低压电器3.注意事项注意事项 安装和使用刀开关的注意事项如下:(1)电源进线应接静触头一端,进线端应接在上方,用电设备应接在动触头一端,接线 端接在下方。这样,当开关断开时,闸刀和熔体均不带电,以保证更换熔体时的安全。(2)安装时,刀开关应该在刀片向上推起时为合闸状态,不能倒装和平装,以防止闸刀 松动落下时误合闸。第6章 低压电器4.技术数据技术数据 表62是 HK 系列负荷开关的主要技术数据。第6章 低压电器第6
7、章 低压电器6.2.2 组合开关组合开关 组合开关又称为转换开关,它的不同之处是用动触片的旋转代替闸刀的推动和拉开。在电气控制线路中,组合开关常被作为电源引入的开关,可以用它来直接启动或停止小功 率电动机,局部照明电路也常用它来控制。组合开关有单极、双极、三极、四极、多级等,额定持续电流有10A、25A、60A、100A 等多种。如图65所示为组合开关外形图和图 形符号,文字符号为SA。第6章 低压电器图65 组合开关第6章 低压电器6.2.3 倒顺开关倒顺开关 倒顺开关是组合开关的一种,它不但能接通和分断电路,而且还能改变电源的相序,用于直接实现小功率电动机的正、反控制。如图66(a)所示为
8、倒顺开关的外形图,图(b)为倒顺开关的侧面手柄示意图,图(c)为应用倒顺开关控制电动机正反转的电路图。第6章 低压电器图66 QS 60倒顺开关第6章 低压电器倒顺开关的主要特点是:体积小,操作灵活,防尘、防水性能强。主要技术参数如表 63所示。第6章 低压电器6.3 主主 令令 电电 器器6.3.1 按钮按钮 按钮是一种常用的控制电器,常用来接通或断开“控制电路”,从而达到控制电动机或 其他电气设备运行的目的。按钮的用途很广,例如,车床的启动与停机、正转与反转等,塔式吊车的启动、停止、上升、下降、向前、向后、向左、向右、慢速或快速运行等,都需要按钮控制。第6章 低压电器1.结构和符号结构和符
9、号 按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触头、外壳等组成。图67所示为按钮的外形,图68 所示为按钮的内部结构,图69所示为按钮的符号。第6章 低压电器图67 按钮的外形图第6章 低压电器图68 按钮的结构图第6章 低压电器图69 按钮的符号第6章 低压电器2.工作原理工作原理 当按钮帽被压向下运动时,按钮帽连着的连杆以及下方的动触头随之向下运动,在这 个过程中,常闭触头先断开,常开触头后闭合;当松开按钮帽之后,由于复位弹簧的作用,恢复原来的状态,常开触头先恢复断开,常闭触头后恢复闭合。第6章 低压电器3.LAY39系列按钮开关系列按钮开关 LAY39系列按钮开关适用于交流50Hz(60Hz)、电压至
10、660V 及直流电压至440V 的数控机床、船舶、纺织、印刷、电力等设备的控制电路中,可作启动、停止、联锁等控制。按钮开关为积木式结构,触头为双断点瞬动型,螺母安装,由操动器、基座、触头系统 构成。第6章 低压电器LAY39系列按钮的型号表示为 LAY39/,其中各位置上的数字含义为:是常开触头数目;是常闭触头数目;表示派生代号,其字母的含义如表64 所示;代表钮面颜色,字母的含义如表65所示;表示旋钮、钥匙钮动作位置及钥匙 拔出位置,数字及字母的含义如表66所示;第6章 低压电器表示带灯钮、指示灯规格,字母含义如表 67所示;表示电压规格及光源颜色,含义如表67所示;TH 表示湿热带型;表
11、示塑料帽、金属帽,其中S代表塑料帽,J代表金属帽,如表68所示;表示按钮的 A 型 和B型,A 型按钮是触头为双断点、触板为挠板式、动作形式为瞬动型;B型按钮是触头为 双断点、触板为直板式、动作形式为直动型,承载电流比 A 型按钮大。第6章 低压电器第6章 低压电器第6章 低压电器第6章 低压电器6.3.2 行程开关行程开关 行程开关是一种在控制系统拖动机构运动时,遇到阻碍或者碰撞等情况时能够自动动 作,从而改变电路运行状态的一种电器,通常用来进行行程控制或者限位控制。行程开关 按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。1.结构结构 图610(a)、(b)所示为行程开关的外形图,图610(
12、c)所示为某些型号行程开关内部 微动开关的外形图,图610(d)所示为行程开关的符号。图611所示为 LX19系列行程 开关内部结构图。第6章 低压电器图6 10 行程开关的外形图及符号第6章 低压电器图611 LX19系列行程开关的内部结构图第6章 低压电器2.工作原理工作原理 以 LX19系列行程开关为例介绍其工作原理。当行程开关尚未动作时,如图611(a)所示,1、4为常闭触头,2、3为常开触头。当 运动机械压到行程开关的滚轮上时,推动微动开关快速动作。如图611(b)所示,1、4之 间断开,2、3之间闭合。若是单轮行程开关,压到滚轮上的运动机械移开后,复位弹簧会使 行程开关复位,这种称
13、为自动恢复式行程开关。而双轮旋转式行程开关不能自动复原,它 是依靠运动机械反向移动时压到另一滚轮而将其复原的。第6章 低压电器3.接近开关接近开关 在各类元件中,有一种元件对接近它的物体有“感知”能力,这种元件称为位移传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性以达到控制开关通或断的目的,这就是接近开关的 原理。当有物体移向接近开关,并接近到一定距离时,位移传感器才有“感知”,开关才会动 作。通常把这个距离叫“检出距离”,但不同的接近开关的检出距离不同。有时被检测物体是按一定的时间间隔,一个接一个地移向接近开关,又一个接一个地 离开,这样不断地重复。不同的接近开关,对检测对象的响应能力是不同的,
14、这种响应特性 被称为“响应频率”。第6章 低压电器1)接近开关的外形以及符号 图612所示为接近开关的外形图,图613所示为接近开关的符号。图612 接近开关的外形图 图613 接近开关的符号第6章 低压电器2)接近开关的功能 接近开关的用途非常广,主要有以下功能:(1)检验距离:检测电梯、升降设备的停止、启动、通过位置;检测车辆的位置,防止 两物体相撞;检测工作机械的设定位置,移动机器或部件的极限位置;检测回转体的停止 位置,阀门的开或关位置。(2)尺寸控制:金属板冲剪的尺寸控制;自动选择、鉴别金属件的长度;检测自动装卸 时堆物的高度;检测物品的长、宽、高和体积。第6章 低压电器(3)检测物
15、体存在与否:检测生产包装线上有无产品包装箱;检测有无产品零件。(4)转速与速度控制:控制传送带的速度;控制旋转机械的转速;与各种脉冲发生器一 起控制转速和转数。(5)计数及控制:检测生产线上流过的产品数;高速旋转轴或盘的转数计量;零部件的 计数。(6)检测异常:检测瓶盖有无;判断产品合格与不合格;检测包装盒内的金属制品缺乏 与否;区分金属与非金属零件;检测产品有无标牌;起重机危险区报警;安全扶梯自动 启停。第6章 低压电器(7)计量控制:产品或零件的自动计量;检测计量器、仪表的指针范围以控制数量或流 量;检测浮标控制液面高度、流量;检测不锈钢桶中的铁浮标;仪表量程上限或下限的控 制;流量控制,
16、水平面控制。(8)识别对象:根据载体上的码识别是与非。第6章 低压电器6.4 保保 护护 电电 器器6.4.1 熔断器熔断器 熔断器是最简单的保护电器,它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。应按 照安装条件及用途选择不同类型的熔断器。对于一些专用设备,其高压熔断器应选专用系 列。我们常说的保险是指熔断器,保险丝是指熔断器内部的熔体。第6章 低压电器1.熔断器的工作原理熔断器的工作原理 熔断器主要由熔丝以及安装熔丝的熔管或底座组成。熔丝由易熔的铅锡合金制作而 成,形状可以是丝状或者片状。熔管由陶瓷、绝缘钢或者玻璃纤维制成,在熔断器熔断时可 以熄灭电弧。熔断器经常接在电源之后,在电路过载或者
17、短路时熔断熔丝,切断电路,从而起到保 护的作用,使用时只能串联在被保护电路中。第6章 低压电器常用的低压熔断器有 RT18系列圆筒形帽熔断器、瓷插式熔断器、螺旋式熔断器等,如 图614所示。瓷插式熔断器灭弧能力差,只适合在故障电流较小的线路末端使用。其他几 种类型的熔断器均有灭弧措施,分断电流能力比较强。密闭管式熔断器结构简单,螺旋式 熔断器更换熔管时比较安全,填充料式熔断器的断流能力更强。第6章 低压电器图614 熔断器的外形图及符号第6章 低压电器2.熔断器的选择熔断器的选择 1)熔断器型号的选择原则(1)熔断器的额定电压应大于或等于被保护电路的工作电压。(2)熔断器的额定电流应大于或等于
18、所装熔体的额定电流。第6章 低压电器2)熔体的选择原则 熔体主要是根据额定电流来选择的。(1)如果电路是纯电阻性负载,则选择熔体的额定电流为11.05IN。(2)如果电路中只有一台电动机负载,则选择熔体的额定电流为1.52.5IN。(3)如果电路是多台电机的负载,则选择熔体的额定电流为第6章 低压电器6.4.2 热继电器热继电器 热继电器是一种利用热效应使双金属片变形从而使热继电器动作以切断电路,对电路 起到保护作用的低压电器。电路在长时间过载的情况下,电路电流大于额定电流,电流增大后产生大量的热量,使串联在电路中的热继电器里的双金属片吸收热量,温度升高,发生形变,两种金属片的 形变系数不一样
19、,就会朝着形变系数小的一方弯曲,推动机构动作,使动触头移动,使得常 开触头闭合、常闭触头断开,电路断开,从而起到了保护作用。第6章 低压电器1.热继电器的外形以及符号热继电器的外形以及符号 图615所示是 T 系列和JR16系列热继电器的外形图。热继电器的热元件以及热继 电器符号如图616 所示,文字代号为 FR。图615 热继电器外形图第6章 低压电器图616 热继电器的热元件及符号第6章 低压电器2.热继电器的工作原理热继电器的工作原理 热继电器的内部结构如图617所示,双金属片5由两种膨胀系数的金属贴压而成,上面绕有电阻丝,电阻丝接在电动机电路中。触头由动触头9和常闭静触头8组成常闭触
20、头。动作机构由外导板6、内导板7、杠杆10及拉簧15等组成。热继电器动作后,待温度降 低,用复位按钮3使各部件复位。整定电流装置通过偏心轮1来调节整定电流。第6章 低压电器图617 热继电器的内部结构图第6章 低压电器3.热继电器型号的选择热继电器型号的选择 热继电器电流的整定范围I=0.95IN1.05IN。严禁将整定电流选择得过大,如果电流 过大,将失去保护作用。第6章 低压电器6.4.3 低压断路器低压断路器 低压断路器又称空气开关或自动开关。它相当于开关、熔断器、热继电器、过流继电器 和欠电压继电器的组合,是一种既有手动开关作用又能自动进行欠电压、失电压、过载和 短路保护的电器。1.工
21、作原理工作原理 低压断路器的内部结构如图618所示,开关的三个触头1串联在被保护的三相电路 中,电磁脱扣器3和热脱扣器5的热元件电阻丝与电路串联;欠电压脱扣器6和分励脱扣 器4的线圈与电路并联。第6章 低压电器图618 低压断路器的内部结构图第6章 低压电器如图619所示,断路器种类很多,有 DZ5系列、DZ47系列、DZ108系列等。下面介 绍典型的 NM 系列的塑料外壳式断路器。图619 断路器的外形图及符号第6章 低压电器2.型号及其含义型号及其含义 NM10系列断路器的型号表示为 NM10/,其中,N 是企业特征代号,M 是塑料外壳式断路器,10是设计序号。其他数字的含义如下:表示壳架
22、等级额定电流数。表示短路分断能力特征代号:标准型无代号;H 表示 较高型。表示操作方式:手柄直接操作无代号;电动操作用P表示。表示级数。表示 脱扣器类别及附件代号,如表69所示。表示保护种类:配电保护无代号;电动机保护 用2表示。表示派生代号:常用产品无代号;透明盖用 T 表示。第6章 低压电器第6章 低压电器3.技术参数技术参数 1)过电流脱扣器在过载情况下(反时限动作)断开时的技术参数 断路器在周围空气温度为+40时,电动机保护用断路器的反时限特性如表610 所示。第6章 低压电器2)过电流脱扣器在短路情况下断开时的技术参数 电动机保护用断路器在表611规定整定电流值下应瞬时动作。第6章
23、低压电器3)断路器的基本参数 断路器的基本参数如表612所示。第6章 低压电器4.操作条件操作条件(1)电动操 作 机 构 闭 合。断 路 器 用 电 动 机 构 操 作 时,在 额 定 控 制 电 源 电 压 85%和 110%之间的任一电压下,应能保证断路器可靠闭合。(2)断开。若脱扣器操作期间的控制电压在额定控制电源电压的70%和110%之间,则在断路器的所有操作条件下,应导致分励脱扣器脱扣。第6章 低压电器6.5 交流接触器交流接触器接触器是一种自动控制的电器,可实现中远距离频繁地接通与断开交直流主电路与大 容量控制电路,具有欠电压和失电压保护功能,寿命长,设备简单经济。接触器在电力拖
24、动 自动控制系统中应用非常广泛。第6章 低压电器接触器可以按其主回路电流种类的不同,分为直流接触器和交流接触器。直流接触器用于直流电路中,主要用于精密机床上的直流电机控制。交流接触器用于交流电路中,其 应用范围非常广泛,工程实践中大部分都是用交流接触器。本节主要介绍交流接触器。如 图620所示为常见的交流接触器外形图。第6章 低压电器图620 常见的交流接触器外形图第6章 低压电器6.5.1 交流接触器的结构交流接触器的结构 交流接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧装置、弹簧系统、支架以及底座,还有短 路环等部分构成,如图621所示。图621 交流接触器第6章 低压电器6.5.2 交流接触器的
25、工作原理交流接触器的工作原理 交流接触器的线圈得电时产生磁场,吸引动铁芯,动铁芯运动带动动触头一起移动,在移动过程中,常闭触头先断开,常开触头后闭合。当线圈失电或者电压较低时,磁场吸引 动铁芯的力不足,则动铁芯复位,常开触头先断开,常闭触头后闭合,即触头恢复初始 状态。第6章 低压电器6.5.3 交流接触器的型号及主要参数交流接触器的型号及主要参数 1.交流接触器的型号 图6 22所示为交流接触器的符号。CJX2系列交流接触器是较常用的接触器,一般型 号为CJX2。含义为:CJ是指交流接触器;X代表小型;2代表设计序号;为 基本规格代号,用400(380)V、AC 3的额定工作电流数值表示;表
26、示触头数目,用数 字表示:第6章 低压电器10表示3常开主触头,1常开辅助触头(32A 及以下);01表示3常开主触头,1常闭辅助触头(32A 及以下);11表示3常开主触头,1常开1常闭辅助触头(40A 及以上);04表示4常开主触头(除18A、32A 以外);08表示2常开2常闭主触头(除18A、32A 以外)。第6章 低压电器图622 交流接触器的符号第6章 低压电器2.交流接触器的主要参数交流接触器的主要参数 交流接触器的主要参数如表613所示,线圈额定控制电源电压Us 为交流:(50Hz)24V、36V、110V、127V、220V、380V、660V 等。第6章 低压电器第6章 低
27、压电器6.5.4 交流接触器的选用交流接触器的选用 必须根据电路工作时的参数,选择适合电路的交流接触器。可以从以下几个方面考虑:(1)选择适合的类型。根据所控制的电路电流选择直流接触器或交流接触器;根据控 制要求选择触头数目。(2)选择触头的额定电压。根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来选择接触 器的额定电压。第6章 低压电器(3)选择主触头的额定电流。主触头的额定电流应该大于或等于负载的电流。(4)选择线圈电压。线圈电压可以根据实际情况选择。低电压是相对安全的,但为了获 得低电压却要增加成本,就要权衡之后做出选择;尽可能选择相对低的电压等级。第6章 低压电器6.6 继继 电电 器器继电
28、器是根据某种信号的变化而接通或者断开所控制的电路,从而实现自动控制或者 保护电路的电器。根据控制信号的不同,继电器可以分为电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、速度继电器、新型固态继电器等。下面介绍几种常用的继电器。第6章 低压电器6.6.1 电压继电器电压继电器 电压继电器的控制信号是电压,根据电压的变化,继电器或动作或复位,从而对电路 起到保护和控制的作用。使用时线圈并联在电路中。电压继电器的线圈匝数多、导线细、阻 抗大。电压继电器的符号如图623所示。第6章 低压电器图623 电压继电器第6章 低压电器1.欠电压继电器欠电压继电器 欠电压继电器是在电压正常时继电器动作吸合,当电
29、压降低到一定值需要对电路进行 保护时,继电器线圈由于低电压产生的磁场不足以维持吸合状态从而断开电路,对电路起 到保护作用。一般使用常开触头来保护电路。欠电压继电器的吸合电压一般为额定电压的 0.60.8,释放电压为额定电压的0.10.35。第6章 低压电器2.过电压继电器过电压继电器 过电压继电器是在电压正常时继电器不动作(此时电压不足以使其动作),当电压增大 到一定值时,过电压继电器动作,常闭触头断开,切断电路,从而起到保护电路的作用。一 般使用常闭触头串联到电路进行保护,电压范围是额定电压的1.051.2倍。第6章 低压电器6.6.2 电流继电器 电流继电器的控制信号是电流,根据电流的变化
30、,继电器或动作或复位,从而对电路 起到保护和控制的作用。使用时线圈串联在电路中。电流继电器的线圈为电流线圈,匝数 少、导线粗、阻抗小。电流继电器的符号如图624所示。第6章 低压电器图624 电流继电器第6章 低压电器1.欠电流继电器欠电流继电器 欠电流继电器是在电流正常时继电器动作吸合,当电流降低到一定值时(电路需要保 护时),继电器线圈由于低电流产生的磁场不足以维持吸合状态从而断开电路,对电路起到 保护作用。一般使用常开触头来保护电路。欠电流继电器的吸合电流一般为额定电流的 0.30.65,释放电流为额定电流的0.10.2。第6章 低压电器2.过电流继电器过电流继电器 过电流继电器是在电流
31、正常时继电器不动作(此时电流不足以使其动作),当电流增大 到一定值时,过电流继电器动作,常闭触头断开,切断电路,从而起到保护电路的作用。一 般使用常闭触头串联到电路进行保护,电流范围是额定电流的1.13.5倍。第6章 低压电器6.6.3 中间继电器中间继电器 中间继电器的可控制信号是电压,根据电压的变化,继电器或动作或复位,从而对电 路起到保护和控制的作用。使用时线圈并联在电路中。中间继电器的作用是增加触头和中 间放大作用。图625所示为常用的中间继电器的外形图。第6章 低压电器图625 中间继电器的外形图第6章 低压电器中间继电器的触头数目多,都是一种规格,没有主副触头之分。但一般允许流过的
32、电 流不是很大,基本上都是5A,也有做成10A 的,所以一般用于控制电路,或者功率不大 的主电路。触头总数目为8,为了更高效地使用,常开常闭数目之和为8即可。中间继电器 的符号如图626所示。线圈电压同交流接触器一样,有24V、36V、110V、127V、220V、380V、660V 等。根据实际电路情况选择。第6章 低压电器图6 26 中间继电器的符号第6章 低压电器6.6.4 时间继电器时间继电器 时间继电器是在输入信号之后过一段时间才动作(即接通或者切断电路),从而起到保 护或者控制电路作用的继电器。时间继电器最重要的是延时动作,可以做成通电时延迟一 段时间动作,称为通电延时时间继电器;
33、也可以做成断电时延迟一段时间动作,称为断电 延时时间继电器。时间继电器的种类很多,有空气阻尼式时间继电器、电磁阻尼式时间继电器、电动式 时间继电器、电子式时间继电器等。第6章 低压电器下面介绍空气阻尼式时间继电器。1.空气阻尼式时间继电器的结构 空气阻尼式时间继电器是利用空气压力差来进行延时的。它由电磁系统、演示系统、触头系统构成。空气阻尼式时间继电器结构简单,延时范围较大,价格便宜,没有调节指示,所以适用 于要求不高的场合。JS7系列有通电延时和断电延时两种继电器。如图627所示为断电延时时间继电器。图(b)中左半部分是延时机构,若将其卸下,旋转180再安装回去则变为通电延时时间继电器。第6
34、章 低压电器图627 JS7型时间继电器第6章 低压电器2.空气阻尼式时间继电器的工作原理空气阻尼式时间继电器的工作原理 图628(a)所示是通电延时时间继电器。当线圈1通电时,产生磁场,吸引衔铁3,衔 铁3和推板5以及反力弹簧4的下端是一个整体,此时,反力弹簧被压缩,产生弹力,宝塔 弹簧8的弹力将活塞杆6向上推起,此时活塞12和橡皮膜10也被向上推动,橡皮膜10上 方的空气密封,体积变小,密度增大,下方的空气变得稀薄,形成负压,活塞只能缓慢移 动,其移动的速度由进气孔的气隙决定(调节螺钉可以调节气隙大小),经过一段时间延时,活塞杆6压动微动开关16,使其动作。第6章 低压电器如图628(b)
35、所示是断电延时时间继电器。铁芯2在下方,衔铁3、反力弹簧4、推板 5在上方。此时当线圈1通电时,产生磁场,吸引衔铁3,此时,反力弹簧被压缩,产生弹 力。推杆推动微动开关16使其动作,同时推杆也向下推动活塞杆6,活塞杆6向下时由于 排气孔的存在,向下动作很迅速,没有延时,杠杆7压动微动开关16,使其动作。活塞杆6 向下的过程压缩原本自由状态的宝塔弹簧8。第6章 低压电器图628 时间继电器内部结构图第6章 低压电器3.空气阻尼式时间继电器的图形符号和文字符号空气阻尼式时间继电器的图形符号和文字符号 如图629(a)所示是通电延时时间继电器,图629(b)所示是断电延时时间继电器。时间继电器用 K
36、T 表示。图629 时间继电器的符号第6章 低压电器6.6.5 速度继电器速度继电器 速度继电器是由速度的大小来控制其动作或复位的继电器。它的主要结构是由转子、定子及触点三部分组成的,如图630(a)所示。速度继电器在正反转时都可以制动,有两 组触头,分别在正、反转时动作。第6章 低压电器图630 速度继电器第6章 低压电器1.速度继电器的工作原理速度继电器的工作原理 如图630(b)所示,速度继电器的转子是一个永久磁铁,与电动机或机械轴连接,随 着电动机旋转而旋转。转子与鼠笼转子相似,内有短路条,也能围绕着转轴转动。当转子随 电动机转动时,它的磁场与定子短路条相切割,产生感应电动势及感应电流
37、,这与电动机 的工作原理相同,故定子随着转子转动而转动起来。定子转动时带动杠杆,杠杆推动触点,使之闭合与分断。当电动机旋转方向改变时,继电器的转子与定子的转向也改变,这时定 子就可以触动另外一组触点,使之分断与闭合。当电动机停止时,继电器的触点即恢复原 来的静止状态。第6章 低压电器2.速度继电器的符号速度继电器的符号 速度继电器的符号如图630(c)所示。在实际中,速度继电器经常应用常开触头来进 行制动。由于继电器工作时是与电动机同轴的,不论电动机正转还是反转,电器的两个常 开触点,总有一个闭合,准备实行电动机的制动。一旦开始制动,由控制系统的联锁触点和 速度继电器的备用闭合触点,形成一个电
38、动机相序反接(俗称倒相)电路,使电动机在反接 制动下停车。而当电动机的转速接近零时,速度继电器的制动常开触点分断,从而切断电 源,使电动机制动状态结束。第6章 低压电器6.6.6 新型固态继电器新型固态继电器 固态继电器(SolidStateRelay,SSR)是由微电子电路、分立电子器件、电力电子功率 器件组成的无触点开关。固态继电器用晶体管或者晶闸管来代替常规的继电器开关,在前 级中与光电隔离器融为一体,所以固态继电器实际上是带光电隔离的无触点开关。固态继 电器的输入端用微小的控制信号可以直接驱动大电流负载。固态继电器用隔离器件实现了 控制端与负载端的隔离。第6章 低压电器固态继电器按输出
39、端电源可以分为直流型和交流型,直流型是以晶体管的集电极和发 射极作为输出端负载电路的开关控制;交流型是以双向三端晶闸管的两个电极作为输出端 负载电路的开关控制。如图图631所示。第6章 低压电器图631 固态继电器第6章 低压电器1.固态继电器的结构固态继电器的结构 图632中,部件构成交流SSR 的主体。SSR 只有两个输入端(A 和 B)及两个 输出端(C和 D),是一种四端器件。工作时只要在 A、B两端加上一定的控制信号,就可以 控制 C、D两端之间的“通”和“断”,实现“开关”的功能。第6章 低压电器图632 交流型固态继电器第6章 低压电器图633是固态继电器的电路原理图。具体原理这
40、里不再讲述,大家会选用固态继电 器就可以了。图633 交流型固态继电器电路原理图第6章 低压电器直流型的SSR与交流型的SSR相比,无过零控制电路,也不必设置吸收电路,开关器 件一般为大功率开关三极管,其他工作原理相同。不过,直流型SSR在使用时应注意:(1)负载为感性负载时,如直流电磁阀或电磁铁,应在负载两端并联一只二极管,二极 管的电流应等于工作电流,电压应大于工作电压的4倍。(2)SSR工作时应尽量把它靠近负载,其输出引线应满足负荷电流的需要。(3)使用的电源属经交流降压整流所得的,其滤波电解电容应足够大。第6章 低压电器2.固态继电器的符号固态继电器的符号 SSR是表示固态继电器的字母
41、符号,它是一种无机械触点的电子开关器件。它的图形 符号如图634所示。图6 34 固态继电器符号第6章 低压电器3.固态继电器触点的基本形式固态继电器触点的基本形式(1)动合型(H 型):线圈不通电时两触点是断开的,通电后两个触点就闭合。以合字 的拼音字头“H”表示。(2)动断型(D型):线圈不通电时两触点是闭合的,通电后两个触点就断开。用断字的 拼音字头“D”表示。(3)转换型(Z型):包含触点组,这种触点组共有三个触点,即中间是动触点,上下各 一个静触点。线圈不通电时,动触点和其中一个静触点断开,和另一个静触点闭合,线圈通 电后,动触点就移动,使原来断开的成闭合,原来闭合的成断开,达到转换
42、的目的。这样的 触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“Z”表示。第6章 低压电器4.固态继电器的特点固态继电器的特点 固态继电器因为没有机械触点以及其他机械部件,所以它的可靠性非常好,寿命长,在通与断瞬间不产生电火花,没有噪音,开关速度快,工作效率相当高;由于输入、输出之 间采用光电耦合,因此抗干扰能力良好;驱动电压、电流很小,可以由 TTL、COMS数字 电路直接驱动,所以被广泛应用于数字程控装置、数据处理系统终端装置以及其他各种自 动控制系统中。第6章 低压电器6.7 电电 磁磁 铁铁电磁铁是利用通电的铁芯线圈(铁芯上绕有导线)所产生的电磁力吸引动铁芯(衔铁)的 一种电器。动铁芯的运动
43、带动其他装置的运动。当电源撤销后,电磁铁的磁性也会消失,动 铁芯或其他装置也会被释放。根据线圈中电流不同,电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁。第6章 低压电器6.7.1 直流电磁铁直流电磁铁1.直流电磁铁的工作原理直流电磁铁的工作原理 直流电磁铁是整块的铁芯,一般由整块的铸钢或者软钢制作。直流电磁铁线圈中的电流为直流电,大小和方向都不会发生变化,因此产生的磁场也 是不会变化的,而通电后产生的磁场对动铁芯的吸引力与铁芯之间的距离有关系。如图 635(a)所示,当开始作用时,距离比较大,此时产生的吸引力F 最小;当吸合之后,吸引 力最大。直流电磁铁的工作特性如图635(b)所示。第6章 低压电器
44、图635 直流电磁铁第6章 低压电器2.直流电磁铁的应用直流电磁铁的应用 直流电磁铁可应用于电铃中,如图636所示,其工作原理为:闭合开关,电流通过 电磁铁,由磁铁产生磁性吸引弹性片,使铁锤打击铁铃而发出声音,同时电路断开,电磁 铁失去磁性,由于弹性片的弹性,使电路又重新闭合。上述过程循环重复,电铃持续发出 声音。第6章 低压电器图636 电铃内部结构图第6章 低压电器6.7.2 交流电磁铁交流电磁铁 1.交流电磁铁的工作原理交流电磁铁的工作原理 交流电磁铁的励磁电流是随着时间而改变其大小和方向的交变电流,因此它产生的磁 场是交变的磁场。交变的磁场在铁芯中产生能量的损耗,使铁芯发热。因此与直流
45、电磁铁 不同的是,交流电磁铁的铁芯是由绝缘的硅钢片铆合而成的,不是整块的。第6章 低压电器交流电磁铁的工作特性如图637所示。由于交流电源是周期性变化的,产生的磁场 也是交变的,因此铁芯之间的吸引力会以二倍的频率变化。当铁芯之间的间隙最大时,铁 芯处于初始位置,需要的电流很大,产生的吸引力最小;当铁芯吸合时,间隙最小,需要的 电流最小,吸引力最大。所以交流铁芯一定要确保铁芯的吸合,如果吸合不好,则会产生很 大的电流,使线圈发热,甚至被烧坏。第6章 低压电器图637 交流电磁铁的工作特性第6章 低压电器2.交流电磁铁的应用交流电磁铁的应用 磁悬浮列车上的应用就是交流电磁铁的应用。磁悬浮列车是利用
46、磁极吸引力和排斥力的高科技交通工具。排斥力使列车悬起来,吸 引力让列车开动。磁悬浮列车车厢上装有超导磁铁,铁路底部安装线圈。通电后,地面线圈 产生的磁场极性与车厢的电磁体极性总保持相同,两者“同名磁极相斥”,排斥力使列车悬 浮起来。第6章 低压电器与常规的动力来自于机车头的火车不同,磁悬浮列车的动力来自轨道。轨道两侧装有 电磁体,它与列车上的磁铁相互作用。列车行驶时,车头的磁极(N 极)被轨道上靠前一点 的电磁极(S极)所吸引。同时被轨道上稍后一点的电磁体(N 极)所排斥结果是前面“拉”,后面“推”,使列车前进。第6章 低压电器本本 章章 小小 结结(1)本章主要介绍了常用低压电器(元件),如
47、开关、按钮、行程开关、熔断器、低压断 路器、交流接触器、各种继电器、电磁铁等的结构、工作原理、参数、使用注意事项等。(2)所有的电器(元件)都需要选择合适的参数,确保其安全工作。元件选择不合适或 者不正确将可能使电路无法正常工作,甚至发生意外事故。所以务必要根据电路的实际情 况选择元件的类型以及参数。第6章 低压电器(3)保护电器是对电路起到保护作用的电器,是不可缺少的。设计电路时,如果只考虑 完成电路的功能,就有可能忽略了保护元件的选用。必要的短路、过载等保护是必需的,必 须足够重视。(4)本章介绍的低压电器的图形符号以及文字符号是必须掌握的内容。在电路图中同 一元件的多个部分是用一个名字表示的。无论它在控制电路还是在主电路,无论它们是画 在一起,还是分开,都要标注相同的名称。第6章 低压电器(5)低压电器(元件)通常有常态(未动作、或不得电)和动作(动作、得电)两种状态。对 于这两种状态,一定要了解清楚。触头是电器的执行部分,在常态下闭合的触头称为常闭 触头,常用于切断电路;在常态下分开的触头称为常开触头,常用于启动电路。
