1、续论,一、电气控制技术与PLC的发展 随着科学技术的不断发展，生产工艺的要求不断提高，电气控制技术经历了从手动到自动、从简单到复杂、从单一到多功能、从硬件控制到软件控制的不断变革。1.19世纪末到20世纪初为生产机械电力拖动的初期，由集中拖动向分散拖动发展。集中拖动：常以一台电动机拖动多台设备，或使一台机床的多个运部件由一台电动机拖动，传动机构复杂,操作不便，安全性差。随后出现了单机拖动，至30年代发展成为分散拖动，即各运动部件分别用不同的电动机拖动，不仅简化了机械传动机构，提高传动效率，也为生产机械各部分能够选择最合理的运行速度和自动控制创造了良好条件。因此目前绝大多数生产机械都采用分散控制
2、。2. 手动控制向自动控制方向发展手动：人力操作实现电机的启动，停止，正反转。适合容量小,不频繁启动的场合。自动：即继电器-接触器控制系统。这种控制方式由操作者发出信号，通过主令电器接通继电器-接触器控制电路。实现电机的启动，停止，正反转，调速，制动和各种保护功能。,优点：控制方法简单、工作稳定、成本低、缺点：接线固定，使用单一。3.计算机控制系统 优点：系统灵活性和通用性高、 缺点：系统复杂、抗干扰能力差4.20世纪70年代，一种新型工业控制器可编程控制器（PLC）问世， 美国数字设备公司（DEC)于1969年率先研制出第一台可编程控制 器，在通用汽车公司的自动装配线上试用获得成功。它以微处
3、理技术为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术，以软件手段实现各种控制功能。（1）.具有极高的抗干扰能力，适宜各种恶劣的生产环境，兼备了计算机和继电器两种控制方式的优点，（2）.形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构。因此作为一个电气技术人员必须掌握可编程控制器的基本原理、编程方法和应用技术。,5.自动控制技术发展的另一分支为数控技术也在50年代研制成功， （1）1952年，美国研制出第一台三坐标数控铣床，它综合应用了计算机、自动控制、伺服驱动、等多方面新技术成就。 （2）随着电子技术的发展，出现了CNC（计算机数控装置） (3)70年代出现了计算机群控系统，即，
4、（DNC）直接数控，由一台大型计算机控制和管理多台数控机床。在此基础上增加刀具和工件的装卸输送系统及必要的检测设备，构成了柔性制造系统，(FMS)。,二、本课程的性质和任务,本课程的主要内容是以电动机或其它执行电器为控制对象，介绍电气控制的基本原理、控制线路及设计方法，同时着重介绍可编程控制器（PLC）的功能、指令系统、编程方法和应用技术。本课程的任务是：（1）熟悉常用低压电器的基本结构、工作原理、用途和型号，达到能正确使用和选用的目的。（2）熟练掌握常用电气控制电路的基本控制环节，具有对一般电气控制电路的独立分析能力。（3）熟悉典型生产设备电气控制电路的工作原理、分析方法，具有处理一般故障的
5、初步能力。（4）掌握可编程控制器的基本原理、指令系统和编程方法。（5）能正确使用和选用可编程控制器，具有一般程序设计能力和调试修改能力、对传统继电器控制系统进行技术改造能力、并具有初步技术开发能力。,第一章 常用低压电器,第一节 概述低压电器定义：用于交,直流电压1200V以下的电路内起通断，保护、控制、或调节作用的电器。 1按电器的动作性质分：手动电器和自动电器两大类。手动电器是由人手操纵的电器，如闸刀开关、按钮、手动起动器等。自动电器是按指令信号或某个物理的变化而自动工作的电器，如各种接触器继电器、行程开关等。 2按电器的性能和用途分：控制电器和保护电器两大类。控制电器用来控制电路接通和断
6、开及控制电动机的各种运行状态。如刀开关、按钮、接触器等。保护电器用于保护电源、线路和电动机。 3按有无触点分：有触点电器和无触点电器。有触点电器构成断电接触器控制系统。这种系统不仅可以实现生产过程自动控制，还可以实现集中控制和远距离控制，且具有结构简单，成本低，抗干扰能力强，调整维护容易等优点。无触点电器是指现代化的电力拖动系统中的晶体管无触点逻辑元件、电子程序控制器件、数字控制系统以及计算机控制系统等。,4按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器。电磁式电器根据电磁感应原理来工作，如：交流接触器，各种电磁式继电器。非电量电器根据非电量（压力、温度、时间、速度等）的变化而工作的电器。如：按钮、
7、行程开关、压力继电器、时间继电器、热继电器、速度继电器等。 目前低压电器朝着体积小、重量轻、安全可靠、使用方便的方向发展，主要途径是利用微电子技术提高传统电器的性能：在产品品种方面，大力发展电子化的新型控制器，保护电器和半导体启动器。,图1.1 电磁机构的结构形式(a)、(d)螺管式 (c)、(f)、(g)转动式 (b)、(e)直动式,第二节 低压电器的电磁机构及执行机构,一、电磁机构 电磁机构通常采用电磁铁的形式，由吸引线圈、铁芯和衔铁组成。吸引线圈绕在铁芯柱上，它是静止不动的，故铁芯又称为静铁芯。而衔铁是可以动作的,称为动铁芯。 电磁机构又称为磁路系统，其主要作用是将电磁能转换为机械能并带
8、动触头动作从而接通或断开电路。工作原理为：当线圈中通入电流后，产生磁场，磁场的磁通经铁芯、衔铁和工作气隙形成闭合回路，产生电磁吸力，将衔铁吸向铁芯。但衔铁的运动还受到反作用弹簧拉力的作用，只有当电磁吸力大于反作用弹簧的拉力，衔铁才可被铁芯可靠的吸住。但是电磁吸力过大，又会使衔铁与铁芯发生严重的碰击。,1.衔铁沿直线运动的双E型直动式铁芯，如图1.1（b）、(e)所示。一般用于交流接触器、继电器。2.衔铁沿轴转动的拍合式铁芯，如图1.1(f)、(g)所示。多用于触点容量较大的交流电器中。3.衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯，如图1.1(c)所示。一般用于直流电器中。,图1.2 交流电磁铁的短路环1-衔
9、铁 2-铁芯 3-线圈 4-断路环,二. 吸引线圈 吸引线圈的作用是将电能转化为磁场能。按线圈的接线形式分为电压线圈和电流线圈；电压线圈并接在电源两端，电流大小由电源电压和线圈本身的阻抗决定,其匝数多、导线细、阻抗大、电流小，一般用绝缘性能好的漆包线绕成。电流线圈串接于电路中，反应电路中的电流，其匝数少、导线粗，一般用扁铜带或粗铜线绕成。交流电磁机构上短路环的作用 电磁机构在工作中，衔铁总受到反作用弹簧的拉力作用。当电磁吸力大于反作用弹簧拉力时，衔铁吸和。当电磁吸力小于反作用弹簧拉力时，衔铁释放。电磁机构通入交流电时，因产生的电磁吸力是脉动的，使电磁吸力时而大于反作用弹簧拉力，时而小于反作用弹
10、簧拉力，使得衔铁产生振动。消除振动的措施是在铁芯中引用短路环。,具体方法为:在交流电磁铁铁芯柱距端面1/3处开一个槽，槽内嵌入铜环（又称短路环、或称分磁环），如图1.2所示。当吸引线圈通入交流电时，由于短路环的作用，使铁芯中的磁通分为两部分，即通过短路环的磁通和不通过短路环的磁通。两部分磁通存在相位差，二者不会同时为零，如果短路环设计的合理，使得合成电磁吸力总大于反作用弹簧拉力，衔铁吸和时不会产生振动和噪音。,二、触头系统,触头是有触点电器的执行部分，通过触头的闭合、断开控制电路通、断。触头通常有以下几种形式: 1桥式触头 为两个点接触的桥式触头，图1.3(b)是两个面接触的桥式触头。两个触头
11、串接与于同一电路，共同完成电路的通、断。点接触型适用于小电流、触头压力小的场合。面接触型适用于大电流的场合。 2指式触头 图1.3（c）为指式触头，其接触区为一直线，触头动作时产生滚动摩擦，以利于去掉氧化膜，适用于接通次数多，电流大的场合。触头通常采用具有良好导电、导热性能的铜材料制成，但铜的表面易生成氧化膜，增大触头表面的接触电阻，使埙耗增大，温度升高。对于一些继电器或容量小的电器，触点常用银质材料制成，这样可以增加导电、导热性能，降低氧化膜电阻率（银质氧化膜的电阻率和纯银相似），且银质氧化膜只有在高温下才能形成，又容易被粉化。对于容量大的电器，触头采用滚动接触时，可将氧化膜去掉，也常用铜质
12、触头。,三、灭弧系统,实践证明，电气设备的开关电器切断有电流的电路时，如果触头间电压大于1020V，电流超过80mA时，触头间会产生强烈而耀眼的光柱，即是电弧。电弧是电流流过空间气隙的现象，说明电路中仍有电流通过。当电弧持续不熄时，会产生很多危害： 延长了开关电器切断故障的时间；由于电弧的温度很高（表面温度可达30004000，中心温度可达10000），如果电弧长时间燃烧，不仅将触头表面的金属熔化或蒸发，而且引起电弧附近电气绝缘材料烧坏，引起事故； 使油开关的内部温度和压力剧增引起爆炸；形成飞弧造成电源短路事故。因此应在开关电器中采用有效措施，使电弧迅速熄灭。,低压控制电器常用的灭弧方法,1.
13、机械灭弧 通过机械装置将电弧迅速拉长2.磁吹灭弧 在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁场作用下，电弧受电磁力的作用而拉长，被吹入由固体介质构成的灭弧罩内，与固体介质相接触，电弧被冷却而熄灭。3.窄缝灭弧法 在电弧形成的磁场电动力的作用下，可使电弧拉长并进入灭弧罩的窄缝中，几条纵缝可以将电弧分割成数段且与固体介质相接触，电弧便迅速熄灭。多用于交流接触器上。4.栅片灭弧 当触头分开时，产生的电弧在电动力的被推入一组金属栅片中而被分割成数段。从而达到灭弧目的。,第二节 开关电器,1.2.1 刀开关,a)刀开关结构,开关电器的作用主要是实现对电路进行通、断控制。常用来作为电源的引入开关，也可以直接控制小
14、容量电动机的起动和停止，局部照明线路也常用它来进行控制 。 一、 刀开关 刀开关主要作用是隔离电源，或作不频繁接通和断开电路用。它是结构最简单、应用最广泛的一种低压电器。刀开关的典型结构如图，主要由静插座、触刀、操作手柄、绝缘底板组成。 静插座由导电材料和弹性材料制成，固定在绝缘材料制成的底板上，推动手柄带动触刀插入静插座中，电路便接通。否则电路便断开。刀开关的种类很多。按刀的级数分为：单极、双极和三极。按灭弧装置分为：带灭弧装置和不带灭弧装置。按刀的转换方向分为：单掷和双掷。按接线方式分为：板前接线式和板后接线式。按操作方式分为：直接手柄操作和远距离联杆操作。按有无熔断器分为带熔断器式刀开关
15、和不带熔断器式刀开关。,a)刀开关结构,1开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）：2带熔断器式刀开关：3负荷开关() 开启式负荷开关() 封闭式负荷开关,() 开启式负荷开关开启式负荷开关(HK系列)又称闸刀开关,是由刀开关和熔断器组合而成。用于额定电压为交流380、50z电气照明装置的设备中，在短路电流不大的线路中作不频繁带负荷操作和短路保护用。此系列闸刀开关不设专门灭弧装置，因此分闸和合闸时应动作迅速，使电弧较快地熄灭 .() 封闭式负荷开关 封闭式负荷开关（HH系列）又称铁壳开关，具有铸铁或铸钢制成的全封闭外壳，防护能力较好，供手动不频繁地通、断电路，以及作为线路末端的短路保护之用。交流5
16、0HZ、380V、60A以下等级的开关，可作为交流电动机不频繁地直接起动与停机用。,刀开关和负荷开关在安装时要垂直安放，为了使分闸后刀片不带电，进线端在上端与电源相接，出线端在下端与负载相接。合闸时手柄朝上，拉闸时手柄朝下，以保证检修和装换熔丝时的安全，若水平或上下颠倒安放，拉闸后由于闸刀的自重或螺丝松动等原因，易造成误合闸，引起意外事故。,二、组合开关,组合开关又称转换开关。常用的组合开关有HZ10系列，其结构如图1.8所示。 三极组合开关有三对静触头和三个动触片，分别装在三层绝缘底板上。 静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸出盒外，以便和电源或负载相连接。三个动触片是两个磷铜片或硬紫铜片和消
17、弧性能良好的绝缘钢纸板铆合而成，和绝缘垫板一起套在附有手柄的绝缘方杆上，每次可使绝缘方轴按正或反方向每次作90的转动，带动三个动触片分别与三对静触头接通或断开，完成电路的通断动作。,1低压断路器的用途 主要在电路正常工作条件下作为线路的不频繁接通和分断用 ，并在电路发生过载、短路及失压时能自动分断电路。具有操作安全，分断能力较高，兼有多种保护功能，动作值可调整等优点，且一旦发生短路故障后，故障排除一般不需要更换部件，因此应用较为广泛。2DZ系列断路器的结构和工作原理 () 触头系统：() 灭弧结构：() 传动机构：() 脱扣机构,图1.9 DZ断路器结构图1-主触头 2-自由脱扣器 3-过电流
18、脱扣器4-分励脱扣器 5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮,三、低压断路器,() 脱扣机构：过流脱扣器（电磁脱扣器）：失压脱扣器：热脱扣器：分励脱扣器：不起保护作用。,3断路器的选择（） 断路器的额定电压和额定电流应不小于电路的正常工作电压和工作电流。 （）热脱扣器的整定电流应与所控制的电动机的额定电流或负载额定电流一致。（）电磁脱扣器瞬时脱扣整定电流应大于负载电路正常工作时的尖峰电流，对于电动机负载来说，DZ型自动开关应按下式计算： IZKIq （1.1）式中为安全系数，可取1.51.7，q为电动机的起动电流。,第三节 接触器,一、 交流接触器1交流接触器的结构（1）触头系统： () 电磁
19、系统：() 灭弧系统：,图1.10交流接触器的外形与结构,接触器接触器是利用电磁吸力进行操作的电磁开关。它操作方便，动作迅速 ，灭弧性能好，能频繁操作，并能实现远距离操作和自动控制，因此应用很广泛。 接触器按其主触头通过电流的种类不同可分为交流和直流两种可以频繁地接通和分断交直流电路，并可实现远距离控制，主要用来控制电动机。,1）触头系统： 采用双断点桥式触头结构，一般有三对常开主触头。它们的接触面积大，并且有灭弧装置，能通过大电流， 用于主电路控制电动机的起、停。还有常开、常闭辅助触头若干对，它们的接触面积小，通过小电流，用于控制线路。触头的常态，指吸引线圈没有通电时触头的工作状态。此时若触
20、头的位置断开，称为常开触头；若触头的位置闭合，称为常闭触头。当吸引线圈通入交流电后，触头的工作状态改变，此时常开触头闭合，也称动合触头。常闭触头断开，也称动断触头。() 电磁系统：包括动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧。铁芯为E形硅钢片迭压铆成，以减小交变磁场在铁芯中产生的涡流及磁滞损耗。吸引线圈由反作用弹簧固定在静铁芯上，动触头固定在动铁芯上，吸引线圈不通电时，主触头保持在断开位置。电磁系统的吸合形式有直动式，转动拍合式和螺管式。 () 灭弧系统：大容量的接触器（20A以上）采用缝隙灭弧罩及灭弧栅片灭弧，小容量接触器采用双断口触头灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧,2. 交流接触器
21、的工作原理 当吸引线圈两端加上额定电压时，动、静铁芯间产生大于反作用弹簧弹力的电磁吸力，动、静铁芯吸合，带动动铁芯上的触头动作，即常闭触头断开，常开触头闭合；当吸引线圈端电压消失后，电磁吸力消失，触头在反弹力作用下恢复常态。 由于吸引线圈中通入的是交流电，铁芯中产生交变磁通，形成交变的电磁吸力，造成动铁芯吸合不牢产生振动和噪音。振动易使电器结构松散，寿命减低，同时使触头接触不良，易于熔焊和蚀损。噪声污染环境，使工人感到疲劳。为了减小铁芯振动和噪音，在铁芯极面下安装短路环。,二、 直流接触器 直流接触器主要用于远距离接通和分断直流电路，还用于直流电动机的频繁起动、停止、反转和反接制动。 直流接触
22、器的结构和工作原理与交流接触器基本相同，也由电磁机构、触头系统和灭弧装置组成。电磁机构采用沿棱角转动拍合式铁芯，由于线圈中通入直流电，铁芯不会产生涡流，可用整块铸铁或铸钢制成铁芯，也不需要短路环。触头系统有主触头和辅助触头，主触头通断电流大，采用滚动接触的指型触头，辅助触头通断电流小，采用点接触式的桥式触头。 由于直流电弧比交流电弧难以熄灭，故直流接触器采用磁吹式灭弧装置和石棉水泥灭弧罩组成。直流接触器通入直流电，吸合时没有冲击起动电流，不会产生猛烈撞击现象，因此使用寿命长，适宜频繁操作场合。,接触器的技术规格表示方法见书P8,1.3.3 接触器的主要技术指标,1.额定电压 2额定电流 3吸引
23、线圈额定电压 4通断能力 以接触器主触头在规定条件下可靠地接通和分断的电流值来衡量。5操作频率 6.交直流接触器的额定操作频率：1200次/h或600次/h吸引线圈的起动功率和吸持功率 交流接触器线圈通电但衔铁尚未吸合时，磁路气隙大，线圈电抗小、电流大，起动功率大。当衔铁吸合后，气隙小，线圈电抗大、电流小，吸持功率小。一般起动功率为吸持功率的58倍。线圈的工作功率为吸持功率。,1.3.4 接触器的选择 常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20、B、3TB系列。CJ10系列是全国统一设计产品，可取代CJ0系列。CJ20系列是我国80年代出现的新产品。B系列是引进德国BBC公司技术生产的一种
24、新型接触器。3TB系列是引进德国西门子公司的技术而生产的新产品。常用的直流接触器有CZ0、CZ18系列。目前，国内市场有许多新型接触器，如：模块式接触器，采用插入式安装或轨道式安装，并有运行状态指示，还可加装辅助触点，使用方便。接触器的选择原则： 1.根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型。一般直流电路用直流接触器控制，当直流电动机和直流负载容量较小时，也可用交流接触器控制，但触头的额定电流应适当选择大些。,2.接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；3.吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致； 4.额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。根据负载额定电流，接触器安装
25、条件及电流流经触头的持续情况来选定接触器的额定电流。1.3.4 接触器的使用与维修1使用常识:接触器要垂直安装在开关板上，安装地点避免剧烈振动，以免造成误动作。接触器还可作为失压保护，它的吸引线圈在电压为额定电压的85105范围内保证电磁铁的吸合，但当电压降至额定电压的50以下时，衔铁吸力不足，自动释放而断开电源，以防电动机过载。有的接触器触头嵌有银片，因银氧化后，不影响导电能力，故这类触头表面发黑一般不需清理。原带灭弧罩的接触器不允许不带灭弧罩使用，以防短路事故。陶土灭弧罩质脆易碎，应避免碰撞，若有碎裂，应及时更换。,继电器是一种常用的控制器件，当继电器的输入量（如电流、电压、时间或其它物理
26、量）变化到预定值时，使被控量发生预定的突变（如接通或断开），起控制、保护、调节及传递信息等作用。一、 电磁式继电器 电磁式继电器(简称继电器)广泛用于电力拖动系统中，起控制、放大、联锁、保护和调节作用。继电器种类: 按电源种类分：直流继电器和交流继电器；按动作原理分：电压继电器、电流继电器、中间继电器和时间继电器。电磁式继电器的结构和工作原理与接触器基本相同，也由电磁机构和触头系统组成。但接触器只对电压变化作出反应，而继电器可对相应的各种电量或非电量作出反应。接触器一般用于控制大电流电路，其主触点额定电流不小于5A,而继电器一般控制小电流电路，其触点额定电流不大于5A。,第四节 继电器,1电磁
27、式电流继电器 电流继电器又分为过电流继电器和欠电流继电器。当电路电流高于某整定值时动作的为过电流继电器，正常工作电流时，衔铁释放，用于频繁重载起动场合，作为电动机或主电路的短路和过载保护。 当电路电流低于某整定值释放的为欠电流继电器，一般用于直流电动机欠励磁保护。正常工作电流时，衔铁吸合，触点动作。,图1.12电磁式继电器结构图1-底座 2-反力弹簧 3、4-调节螺钉5-非磁性垫片 6-衔铁 7-铁芯8-极靴 9-电磁线圈 10-触点系统,线圈 常开触点 常闭触点 线圈 常开触点 常闭触点图1.13 电流继电器的符号(a)过电流继电器 (b)欠电流继电器,2电磁式电压继电器,电磁式电压继电器的
28、结构、原理和内部接线与电流继电器类同，只是电压继电器线圈匝数多，导线细，工作时并联在回路中，根据线圈两端电压的大小接通或断开电路。 动作反映线路中电压过高或过低的故障，分有过电压继电器，欠电压继电器和零压继电器，常用于交流电路中作过电压、欠电压和失压保护。其动作原理分别与过电流继电器和欠电流继电器类似，不同之处在于反映电路中的电压。（具体的整定值见书）,线圈 常开触点 常闭触点a),线圈 常开触点 常闭触点b),二、中间继电器,中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。可以通过一个控制信号同时控制多条线路的通断，另外这些线路
29、的电流可以比输入信号电流大许多。,三、 热继电器,在电动机运行过程中由于种种原因，长期负载频繁起动，欠电压运行 ，缺相运行，都可能使电动机的电流超过额定值，但熔断器在这些情况下不会熔断，若长时间过载，将引起绕组发热温升，影响电动机的寿命甚至烧坏电动机。常用热继电器作电动机的过载保护。 热继电器有多种型式，其中常用的有：(1) 双金属片式(2) 热敏电阻式(3) 易熔合金式,1双多金属片式热继电器的结构及工作原理,图1.15 热继电器结构原理图(a) 结构原理图 (b) 差动导板 (C) 符号1-电流调节凸轮 2a、2b-片簧 3-手动复位按钮 4-弓簧片 5-主双金属片 6-外导板 7-内导板
30、 8-常闭静触头 9-动触头 10-杠杆 11-常开静触头（复位调节螺钉）12-补偿金属片 13-推杆 14-连杆 15-压簧,两个（或三个）主双金属片上绕电阻丝作为发热元件，串接于电动机主电路中，常闭触头串接于电动机控制电路中。当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片弯曲，但不足以使继电器动作。 当电动机过载时，热元件流过大于正常的工作电流，温度增高，使双金属片更加弯曲，经过一定时间后，双金属片推动导板，带动继电器常闭触头断开，切断电动机控制电路，使电动机停转，达到过载保护的目的。待双金属片冷却后，才能使触头复位。复位有手动复位(2分钟)和自动复位（5分钟）两种。,由于热继电器热惯
31、性较大，所以即使通过发热元件的电流短时超过额定电流几倍，热继电器也不会瞬间动作，这是符合电动机过载保护要求的。电动机有一定的过载能力，允许在它过载能力的范围内作短时的过载运行，只要温升不超过允许值。因此，凡是电动机短时过载后能恢复到正常负载运行，就不希望热继电器动作。否则就无法起动，或因电动机一过载就立即 停车，反而影响生产正常进行。 热继电器和熔断器在电动机保护电路中作用是不同的。热继电器只作长期过载保护 ，而熔断器只作短路保护，因此一个较完整的保护电路，特别是电动机电路，应该两种保护都具有。,四、 时间继电器,时间继电器用来按照所需时间间隔，接通或断开被控制的电路，以协调和控制生产机械的各
32、种动作，因此是按整定时间长短进行动作的控制电器。时间继电器种类很多，按构成原理有：电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式和数字式等。按延时方式分：通电延时型、断电延时型。电动式时间继电器（JS10、JS11JS17、系列）精确度高，且延时时间可以调整得很长（几分钟到数个小时），但价格较贵，结构复杂，寿命短； 电磁式时间继电器（JT3系列）结构简单，价格便宜，但延时时间较短（0.35.5秒），且体积和重量较大；晶体管式时间继电器（JS20系列）精度高、延时长、体积小、调节方便，可集成化、模块化，广泛用于各种场合；数字式以时钟脉冲为基准，其精度高、设定方便、体积小、读数直观。,图1.17 时间继电器
33、的图形符号(a) 线圈一般符号 (b) 通电延时线圈 (c) 断电延时线圈 (d) 通电延时闭合动合（常开）触点 (e) 通电延时断开动断（常闭）触点 （f）断点延时断开动合（常开）触点 （g）断点延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点,空气阻尼式时间继电器（JS7系列），具有结构简单，延时范围较大（0.4180秒），寿命长，价格低等优点。,a) b) c) d) e) f) g) h),五、 速度继电器,它是根据电磁感应原理制成，速度继电器是以速度的大小为信号与接触器配合，完成笼型电动机的反接制动控制，故亦称为反接制动继电器。转子是一个圆柱形永久磁铁，转子轴与电动机轴直接相连，随电动机轴一起
34、转动。定子空套在转子上。当电动机旋转时，带动速度继电器的转子转动，在空间产生一旋转磁场，在定子绕组上产生感应电动势，形成感应电流，并在旋转磁场作用下产生电磁转矩，使定子随转子转动的方向偏转。,定子偏转到一定角度时（实际上受簧片的限制，定子只能转过一个不大的角度），带动摆锤，推动簧片和动触头，使常闭触头断开，常开触头闭合。当转子的转速低于某一值时，定子产生的转矩减小，定子摆幅减小，触头在簧片作用下复位。速度继电器常用于铣床和镗床的控制电路中。一般速度继电器的动作转速为120r/min，复位转速为100r/min以下。,(a)外形 (b)结构 (c)符号1-螺钉 2-反力弹簧 3-常闭触点 4-动
35、触点 5-常开触点6-返回杠杆 7-摆杆 8-定子导体 9-定子圆环 10-转轴 11-转子,1.5 熔断器,熔断器是一种最常用的简单有效的严重过载和短路保护电器。它串接于被保护电路的首端，当电路发生短路时，便有较大的短路电流流过熔断器，熔断器中的熔体（熔丝或熔片）发热后自动熔断，切断电路，达到保护电路及电气设备的目的。 1.5.1 熔断器的分类常用的熔断器有瓷插式、螺旋式、有填料密封管式、无填料管式等几种类型， 结构如图1.19所示。,1.图(a)为瓷插式（RC）熔断器，其结构简单，价格便宜，但极限断开电流小，所以只能用于低压分支电路或小容量电路的短路保护。 2.图（b）为螺旋式（RL）熔断
36、器，瓷质熔管内装熔丝，并充满石英砂，两端用铜帽封闭，防止电弧喷出管外。熔管一端有熔断指示器， 熔断时能自动弹出，从瓷帽的玻璃窗可以观察到。此熔断器极限断开电流大， 体积小，使用方便，安全可靠，应用广泛。 3.图(c)为无填料（RM）式，其熔体为变截面锌片，中间有几个蜂腰部。装于纤维熔管内，两端用铜帽封住。 熔片熔断时先从腰部熔断，产生金属气体少，间隔大，便于灭弧。此熔断器断流能力强，用于配电柜和控制柜中作短路保护和严重过载保护。,(a) 瓷插式 (b)有填料螺旋式 (c) 无填料密闭管式 (d)符号1- 瓷底座 2-石棉垫 3-触刀 4-熔丝 5-瓷盖,1.5.2 熔断器的结构和原理熔断器由熔
37、体和熔座两部分组成。熔体是熔断器的主要部分，一般用电阻率较高、熔点较低的合金材料制成片状或丝状，如铅锡合金丝，也可用截面很小的铜丝、银丝制成。熔座是熔体的保护外壳，在熔体熔断时还兼有灭弧作用。在正常情况下，熔体中通过额定电流时熔体不应该熔断，当电流增大至某值时，熔体经过一段时间后熔断并熄弧，这段时间称为熔断时间。熔断时间与通过的电流大小有关，其保护特性如图1.20所示。从曲线可知，通过熔体的电流越大，熔断时间越短；当通过最小熔断电流min时，熔断时间从理论上讲应为无限长，但实际使用中，由于熔体发热而被氧化和老化，或受机械损伤，即使电流小于Imin时，也可能熔断，所以熔体的安全工作最大电流规定为
38、（23）Imin左右，这就是熔体的额定电流。,熔断器的额定电流和熔体的额定电流是两个不同的参数。熔断器的额定电流是指载流部分和接触部分所允许长期工作的电流；熔体的额定电流是指长期通过熔体而熔体不会熔断的最大电流。在同一个熔断器内，可装入不同额定电流的熔体，但熔体的额定电流不能超过熔断器的额定电流。例如，RL160型螺旋式熔断器，额定电流为60A，额定电压500V，则15、20、30、35、60A的熔体都可装入此熔断器使用。,1.5.3 熔断器的选择及性能指标,1熔断器的技术参数熔断器的选择有三个技术参数：（1）额定电压 指保证熔断器长期正常工作的电压。（2） 额定电流 指保证熔断器能长期工作，
39、各部件温升不超过允许值时所允许通过的最大电流。（3）极限分断能力 指熔断器在额定电压下所能断开的最大短路电流。2.熔断器的选择 根据被保护电路的要求首先选择熔体的额定电流，然后根据使用条件与特点选定熔断器的种类和型号。(1) 在无冲击电流（起动电流）的电路中，熔体的额定电流等于或稍大于线路正常工作电流，即。(2) 对于有冲击电流的电路，如电动机电路，为了保证电动机即能起动又能发挥熔体的保护作用，熔体的额定电流可按下式计算：Iue（1.52.5）ed Iue（1.52.5）IedzdI 式用于单台电动机起动回路，Ied为电动机的额定电流；式用于多台电动机回路，Iedzd为线路中容量最大的一台电动
40、机的额定电流,I为其余电动机工作电流之和。,1.5.4 熔断器的使用、安装及维修注意事项：,（）熔体熔断后必须更换额定电流相同的新熔体，不许用铜丝或铝丝等胡乱代替。 （）安装软熔丝时应留有一定的松弛度，螺丝不可拧得太紧或太松，否 则会损伤熔丝造成误动作，或因接触不良引起电弧烧坏螺钉。（）更换熔体时应断电进行，以保证安全；严禁带负荷取装熔体或熔管，以防电弧烧伤人身和设备。,1.6 主令电器,主令电器种类繁多，按其作用可分为：控制按钮、万能转换开关、主令控制器、行程开关、 微动开关等，本节只介绍几种常用的主令电器。 1.6.1 控制按钮控制按钮是一种简单电器，不直接控制主电路，而在控制电路发出手动
41、控制信号。它的额定电压为500V，额定电流一般为5A。,(a)结构原理图 (b) 符号 图1.21按钮的结构与符号,1.6.2 位置开关,位置开关又称行程开关或限位开关，它的作用是将机械位移转变为电信号，使电动机运行状态发生改变，即按一定行程自动停车、反转、变速或循环。从而控制机械运动或实现安全保护。位置开关包括：行程开关、限位开关、微动开关及由机械部件或机械操作的其它控制开关。,图1.22 滚轮式行程开关 图1.23 微动开关 1-滚轮 2-上转臂 3-盘形弹簧 1-常开静触头 2-动触头 3-常闭静触头 4-推杆 5-小滚轮 6-擒纵件7、8-压板 4-壳体 5-推杆 6-弓簧片 9、10-弹簧 11-动触头 12-静触头,1.6.3 万能转换开关,万能转换开关可同时控制许多条（最多可达32条）通断要求不同的电路，而且具有多个档位，广泛应用于交直流控制电路、信号电路和测量电路，亦可用于小容量电动机的起动、反向和调速 。在触头右、下方涂黑圆点，表示在对应操作位置时触头接通。,a) b)图12.5转换开关触点通断表示法(a)展开图 (b)触点闭合图,
