第二章 第三节 控制装置-低压器件-黄祥国-影像设备

1、1一、交流接触器一、交流接触器二、继二、继 电电 器器三、接触器和继电器的常见故障三、接触器和继电器的常见故障四、常用控制开关四、常用控制开关1 1按钮开关按钮开关2 2组合开关组合开关3 3手开关手开关4 4脚开关脚开关5 5微动开关微动开关6 6转换开关与刷形开关转换开关与刷形开关7 7琴键开关琴键开关8 8轻触式开关轻触式开关9 9薄膜开关薄膜开关1010遥控器遥控器接触器与继电器接触器与继电器 常用控制元件，用于直接接通或切断电路。常用控制元件，用于直接接通或切断电路。 原理相同，利用线圈通电产生电磁吸力，带动触原理相同，利用线圈通电产生电磁吸力，带动触点闭合或断开，控制电路的工作状态

2、。二者的结构有点闭合或断开，控制电路的工作状态。二者的结构有所不同。所不同。 接触器接触器：用于大功率电路中，触点通过的电流大，：用于大功率电路中，触点通过的电流大， 5A 5A以上以上 继电器继电器：用于小功率电路中，触点通过的电流小，：用于小功率电路中，触点通过的电流小， 5A 5A以下以下一、交流接触器一、交流接触器 接触器有交流接触器和直流接触器两种，接触器有交流接触器和直流接触器两种，X X线机多线机多用交流接触器。用交流接触器。 1 1工作原理工作原理 交流交流接触器结构如图接触器结构如图2-6-32-6-3所示。所示。当线圈中通以交流电时，电磁感应使铁芯磁化产当线圈中通以交流电时

3、，电磁感应使铁芯磁化产生磁场吸力，固定的下铁芯吸引上铁芯，动触点随着生磁场吸力，固定的下铁芯吸引上铁芯，动触点随着上铁芯的吸合，使触点闭合而接通电路。上铁芯的吸合，使触点闭合而接通电路。当线圈断电时，上铁芯在复位弹簧的作用下被释当线圈断电时，上铁芯在复位弹簧的作用下被释放，触点断开。放，触点断开。电磁吸力的强弱取决于磁通的大小，磁通的大小电磁吸力的强弱取决于磁通的大小，磁通的大小又取决于线圈的匝数与通过电流的乘积，即安匝数。又取决于线圈的匝数与通过电流的乘积，即安匝数。 2 2结构结构 交流接触器的主要结构由交流接触器的主要结构由电磁铁电磁铁、触点触点和和灭灭弧装置弧装置三部分三部分组成组成。

4、 （1 1）电磁铁）电磁铁 电磁铁是接触器的关键部件，它由铁芯、线电磁铁是接触器的关键部件，它由铁芯、线圈和衔铁三部分组成。电磁铁的外形主要取决于圈和衔铁三部分组成。电磁铁的外形主要取决于铁芯的形状，有山形式、螺管甲壳式、拍合式、铁芯的形状，有山形式、螺管甲壳式、拍合式、旋转式等旋转式等 ( (图图2-6-4)2-6-4)，X X线机上用的铁芯形状多为线机上用的铁芯形状多为山形式。山形式。 交流接触器的铁芯采用硅钢片叠制而成，以交流接触器的铁芯采用硅钢片叠制而成，以限制交变磁场在铁芯中产生涡流而发热。限制交变磁场在铁芯中产生涡流而发热。（2 2）触点）触点 触点的作用是接通或断开所控电路。触点

5、的作用是接通或断开所控电路。 按照动作来分触点可分为按照动作来分触点可分为静接点静接点和和动接点动接点，静触点，静触点保持在原位置不动，而动触点受电磁铁带动发生位保持在原位置不动，而动触点受电磁铁带动发生位置的移动，与静触点接触与断开，从而控制电路的置的移动，与静触点接触与断开，从而控制电路的通断。通断。 在实际电路分析中通常按触点的工作状态将触点分在实际电路分析中通常按触点的工作状态将触点分常开触点常开触点和和常闭触点常闭触点两种。当接触器线圈不得电时两种。当接触器线圈不得电时处于断开状态，当线圈得电、衔铁吸合时闭合的触处于断开状态，当线圈得电、衔铁吸合时闭合的触点叫常开触点。反之，当线圈不

6、得电时处于闭合状点叫常开触点。反之，当线圈不得电时处于闭合状态，当线圈得电、衔铁吸合时断开的触点叫常闭触态，当线圈得电、衔铁吸合时断开的触点叫常闭触点。通过触点的常闭与常开状态来控制各种电路、点。通过触点的常闭与常开状态来控制各种电路、电器的后继工作。电器的后继工作。（3 3）灭弧装置）灭弧装置 由于接触器是用于大电流、大由于接触器是用于大电流、大功率电路，触点在接通或断开的瞬间，触点间的功率电路，触点在接通或断开的瞬间，触点间的气体在电场作用下可出现放电现象，形成很大的气体在电场作用下可出现放电现象，形成很大的电弧。电弧的温度很高，容易烧坏触点和使电路电弧。电弧的温度很高，容易烧坏触点和使电

7、路的断开时间延长。为此，主触点额定电流在的断开时间延长。为此，主触点额定电流在20A20A以以上的交流接触器都设置有灭弧装置，一般常用上的交流接触器都设置有灭弧装置，一般常用灭灭弧栅式弧栅式。 灭弧栅式的灭弧装置由若干个表面镀铜的导磁薄灭弧栅式的灭弧装置由若干个表面镀铜的导磁薄片组成，薄片排列如栅状，装在石棉水泥压制的片组成，薄片排列如栅状，装在石棉水泥压制的灭弧罩内。灭弧罩内。 当接触器的触点在接通或断开的瞬间产生电弧时，当接触器的触点在接通或断开的瞬间产生电弧时，电弧的周围产生磁场，由于在触点的上方装有导电弧的周围产生磁场，由于在触点的上方装有导磁薄片，此时该磁场的磁通趋向导磁率高的薄片磁

8、薄片，此时该磁场的磁通趋向导磁率高的薄片方向偏移，使触点至导磁薄片间磁通密度分布不方向偏移，使触点至导磁薄片间磁通密度分布不均匀，触点电弧处磁通密度大，导磁薄片处磁通均匀，触点电弧处磁通密度大，导磁薄片处磁通密度小，电磁力就以磁通密度高向磁通密度小的密度小，电磁力就以磁通密度高向磁通密度小的方向排斥电弧，将电弧推出触点间而进入灭弧栅。方向排斥电弧，将电弧推出触点间而进入灭弧栅。电弧进入灭弧栅后被分割为若干段短电弧，每段电弧进入灭弧栅后被分割为若干段短电弧，每段电弧的两端电压较低，易于熄灭，以热量的形式电弧的两端电压较低，易于熄灭，以热量的形式迅速散去，这就是灭弧栅的迅速散去，这就是灭弧栅的灭弧

9、原理灭弧原理。 3 3使用使用交流接触器主要用于交流接触器主要用于X X线机电源电路、线机电源电路、透视高压初级电路、摄影高压初级电路及透视高压初级电路、摄影高压初级电路及电动床电机电路等，其型号常用电动床电机电路等，其型号常用CJ0CJ0、CJl0CJl0系列。系列。表表2-6-12-6-1列出了部分列出了部分CJl0CJl0系列交流接触系列交流接触器的参数，供参考。器的参数，供参考。型号型号主触点主触点副触点副触点线圈线圈负载最大功率负载最大功率（KWKW）额定额定操作操作频率频率（次（次/h/h）对数对数额定电额定电流（流（A A）对数对数持续电持续电流（流（A A）电压电压（V V）消

10、耗消耗功率功率（VAVA）220V220V380V380VCJ10-10CJ10-103 310102 25 511112.22.24 4600600CJ10-20CJ10-203 320202 25 5363622225.55.51010600600CJ10-40CJ10-403 340402 25 5110110303011112020600600CJ10-60CJ10-603 360602 25 5220220959517173030600600CJ10-100CJ10-1003 31001002 25 538038010510530305050600600CJ10-150CJ10-15

11、03 31501502 25 511611643437575600600表表2-6-1 X线机常用交流接触器参数表线机常用交流接触器参数表 交流接触器在线圈刚接通电源的瞬间衔铁未完全吸交流接触器在线圈刚接通电源的瞬间衔铁未完全吸合，铁芯与衔铁之间存在较大的空气间隙，磁路的合，铁芯与衔铁之间存在较大的空气间隙，磁路的磁阻大，线圈的阻抗小，因而线圈中此时流过的电磁阻大，线圈的阻抗小，因而线圈中此时流过的电流很大，该电流称为流很大，该电流称为线圈的启动电流线圈的启动电流。启动电流可。启动电流可达正常工作电流的数倍，最高可达达正常工作电流的数倍，最高可达1515倍。因此使用倍。因此使用中应中应禁止禁止

12、衔铁在不吸合的情况下长时间给线圈通电，衔铁在不吸合的情况下长时间给线圈通电，以免烧毁线圈。以免烧毁线圈。 在在X X线机的使用中，接触器触点的灭弧措施除采用线机的使用中，接触器触点的灭弧措施除采用上述的灭弧栅灭弧外，尚采用两种方法灭弧。上述的灭弧栅灭弧外，尚采用两种方法灭弧。 一种一种是高压初级电路的主触点电路中串入是高压初级电路的主触点电路中串入“防突波防突波电阻电阻”，一方面防止高压次级产生瞬间过电压，另，一方面防止高压次级产生瞬间过电压，另一方面减少触点间的电弧。一方面减少触点间的电弧。另一种另一种是随着大功率可是随着大功率可控硅的出现而使用的可控硅零点触发接通电路的方控硅的出现而使用的

13、可控硅零点触发接通电路的方法接通电路，接触器触点形成电弧的机会明显降低，法接通电路，接触器触点形成电弧的机会明显降低，是现代是现代X X线机中广泛使用的灭弧措施。线机中广泛使用的灭弧措施。 该方法该方法在接触器触点电路中串入大功率可控硅元件，在接触器触点电路中串入大功率可控硅元件，工作时接触器先得电，其触点先接通电路，但此时工作时接触器先得电，其触点先接通电路，但此时该电路还无电流通过，因可控硅还处于截止状态，该电路还无电流通过，因可控硅还处于截止状态，待电源波形过零点时可控硅触发导通接通电路，以待电源波形过零点时可控硅触发导通接通电路，以此避免触点间电弧的产生。此避免触点间电弧的产生。二、继

14、二、继 电电 器器 继电器是在控制系统中用来传递、转换信继电器是在控制系统中用来传递、转换信号的控制元件。号的控制元件。 它根据电流、电压、温度、磁力等某一物它根据电流、电压、温度、磁力等某一物理量的变化，自动接通或断开触点，进而理量的变化，自动接通或断开触点，进而接通或断开被控电路。接通或断开被控电路。 根据不同的用途，继电器可分为电磁式继根据不同的用途，继电器可分为电磁式继电器、中间继电器、时间继电器、热继电电器、中间继电器、时间继电器、热继电器和干簧管式继电器等，但其电磁工作原器和干簧管式继电器等，但其电磁工作原理基本相同。理基本相同。1 1电磁式继电器电磁式继电器 电磁式继电器的工作原

15、理同接触器，但其触电磁式继电器的工作原理同接触器，但其触点电流较小，通常在点电流较小，通常在5 5安以下，因此不设置灭弧装安以下，因此不设置灭弧装置。置。 图图2-6-82-6-8为电磁式继电器结构示意图。其为电磁式继电器结构示意图。其工作工作过程过程是：当线圈中通以电流时，电磁铁的吸力克是：当线圈中通以电流时，电磁铁的吸力克服复位弹簧的拉力，使衔铁被铁芯吸住，带动绝服复位弹簧的拉力，使衔铁被铁芯吸住，带动绝缘支架上的簧片移动，使常开触点闭合，常闭触缘支架上的簧片移动，使常开触点闭合，常闭触点断开。同理，当线圈失电，衔铁在复位弹簧的点断开。同理，当线圈失电，衔铁在复位弹簧的拉力作用下，离开铁芯

16、，带动绝缘支架上的簧片拉力作用下，离开铁芯，带动绝缘支架上的簧片移动回位，常开触点打开，常闭触点闭合，其触移动回位，常开触点打开，常闭触点闭合，其触点连接的电路随之回到初始状态。点连接的电路随之回到初始状态。 电磁式继电器根据线圈的工作环境分为电电磁式继电器根据线圈的工作环境分为电压继电器和电流继电器。压继电器和电流继电器。 电压电压继电器的线圈匝数多，线径细，阻抗继电器的线圈匝数多，线径细，阻抗大。在电路连接中继电器线圈并联在电源大。在电路连接中继电器线圈并联在电源电路上，继电器的工作（触点的动作）受电路上，继电器的工作（触点的动作）受线圈两端的电压高低所控制。线圈两端的电压高低所控制。 电

17、流电流继电器的线圈匝数少，线径粗，阻抗继电器的线圈匝数少，线径粗，阻抗小。在电路连接中继电器线圈串接在负载小。在电路连接中继电器线圈串接在负载电路中，继电路的工作（触点的动作）受电路中，继电路的工作（触点的动作）受线圈中流过的电流大小所控制。线圈中流过的电流大小所控制。2 2中间继电器中间继电器中间继电器属于电磁式继电器的一种，其结构和中间继电器属于电磁式继电器的一种，其结构和工作原理同上。它的特点是结构尺寸小，触点多，工作原理同上。它的特点是结构尺寸小，触点多，以实现多路控制，即用一路输入信号去控制多路以实现多路控制，即用一路输入信号去控制多路输出信号。输出信号。图图2-6-92-6-9为为

18、JZJZ7 7型中间继电器外形图，线圈和动、型中间继电器外形图，线圈和动、静铁芯安装在底部及内部中央，触点排列在顶部，静铁芯安装在底部及内部中央，触点排列在顶部，为桥式双断点结构，分上、下两层，每层均有为桥式双断点结构，分上、下两层，每层均有4 4对对触点，触点，上层上层为常闭触点，为常闭触点，下层下层为常开触点。为常开触点。其动作过程是：当线圈得电时，继电器内部动铁其动作过程是：当线圈得电时，继电器内部动铁芯被静铁芯吸引而下拉，带动连动机构使常开触芯被静铁芯吸引而下拉，带动连动机构使常开触点闭合，常闭触点打开。当线圈失电时，各触点点闭合，常闭触点打开。当线圈失电时，各触点在弹簧的作用下复位。

19、在弹簧的作用下复位。3 3时间继电器时间继电器 时间继电器是当通以电源后，其触点延时一定时间后时间继电器是当通以电源后，其触点延时一定时间后才动作的继电器，又名延时继电器。在才动作的继电器，又名延时继电器。在X X线机中主要线机中主要用于控制电路、旋转阳极电路及电动诊视床电路等电用于控制电路、旋转阳极电路及电动诊视床电路等电路。路。 时间继电器有擒纵轮式继电器、短路环式继电器、空时间继电器有擒纵轮式继电器、短路环式继电器、空气阻尼式继电器、电容充放电式继电器多种类型。气阻尼式继电器、电容充放电式继电器多种类型。 因空气式结构简单、工作可靠、造价低廉和可调延时因空气式结构简单、工作可靠、造价低廉

20、和可调延时范围较宽范围较宽(0.4(0.4秒秒8080秒秒) )，被广泛用于对延时精度要，被广泛用于对延时精度要求不高的电路中。根据不同需要，空气式时间继电器求不高的电路中。根据不同需要，空气式时间继电器分通电延时和断电延时两种。在北京产的分通电延时和断电延时两种。在北京产的F F3030-D-D型型系列系列X X线机的旋转阳极电路中采用了这种继电器。线机的旋转阳极电路中采用了这种继电器。目前晶体管式和集成电路式的时间继电器运目前晶体管式和集成电路式的时间继电器运用比较普遍。用比较普遍。其原理是分别采用电容充放电延时和集成延时其原理是分别采用电容充放电延时和集成延时电路来控制，有体积小、精度高

21、、细腻可调、插座电路来控制，有体积小、精度高、细腻可调、插座式结构拆卸方便等优点。式结构拆卸方便等优点。三、接触器和继电器的常见故障三、接触器和继电器的常见故障1 1线圈断路线圈断路2 2线圈短路线圈短路3 3罩极线圈断裂罩极线圈断裂4 4触点熔蚀损坏触点熔蚀损坏5 5铁芯磁化铁芯磁化四、常用控制开关四、常用控制开关在在X X线机电路中需要有不同形式、类别、线机电路中需要有不同形式、类别、结构的开关来接通和切断电路，因此开关的结构的开关来接通和切断电路，因此开关的种类较多，选用开关时，主要是根据电路的种类较多，选用开关时，主要是根据电路的最高工作电压和允许通过的最大电流值，下最高工作电压和允许

22、通过的最大电流值，下面介绍几种常用开关。面介绍几种常用开关。1 1按钮开关按钮开关按钮开关分为动合按钮、动断按钮和组按钮开关分为动合按钮、动断按钮和组合按钮，习惯称为通按钮、断按钮、通断合按钮，习惯称为通按钮、断按钮、通断/ /复合按钮。复合按钮。2 2组合开关组合开关 组合开关由动、静接触片，绝缘垫板，绝缘杆和组合开关由动、静接触片，绝缘垫板，绝缘杆和转轴等组成，如图转轴等组成，如图2-6-152-6-15。 静接触片的一端，固定在绝缘垫板上，以便与动静接触片的一端，固定在绝缘垫板上，以便与动触片接触，另一端伸出固定在接线柱上，连接相触片接触，另一端伸出固定在接线柱上，连接相应电路。应电路。

23、 动接触片固定在另一绝缘垫板上，装配在附有手动接触片固定在另一绝缘垫板上，装配在附有手柄的绝缘杆上，手柄按一定方向旋动。柄的绝缘杆上，手柄按一定方向旋动。 当转动手柄时就可改变动、静接触片的通断状态，当转动手柄时就可改变动、静接触片的通断状态，从而起到接通或切断电路的作用。从而起到接通或切断电路的作用。 组合开关在组合开关在X X线机中，多用于小型机器的电源开关线机中，多用于小型机器的电源开关使用。使用。3 3手开关手开关手开关习惯上称为手闸，为外壳用硬质塑料或橡手开关习惯上称为手闸，为外壳用硬质塑料或橡胶压铸而成的手持开关，其结构如图胶压铸而成的手持开关，其结构如图2-6-162-6-16所

24、示。所示。常用于摄影曝光的启动按钮。常用于摄影曝光的启动按钮。手开关内有一对常开接点或两对行程不同的常开手开关内有一对常开接点或两对行程不同的常开接点两种。当按下按钮帽时接点接通，电路闭合，接点两种。当按下按钮帽时接点接通，电路闭合，松开按钮接点断开，切断电路。松开按钮接点断开，切断电路。两对常开接点的手开关通常分为两挡，用于控制两对常开接点的手开关通常分为两挡，用于控制两个电路，当按下第一挡时两个电路，当按下第一挡时X X线机摄影准备电路接线机摄影准备电路接通，按下第二挡时通，按下第二挡时X X线机高压电路接通，产生线机高压电路接通，产生X X线；线；松开手开关切断上述电路。松开手开关切断上

25、述电路。小型小型X X线机一般不用手开关，而直接用手按计时器线机一般不用手开关，而直接用手按计时器接通或切断高压控制电路。接通或切断高压控制电路。4 4脚开关脚开关 脚开关习惯上称为脚闸，主要用于脚开关习惯上称为脚闸，主要用于X X线线透视时操作方便而设计的脚踏开关，以控透视时操作方便而设计的脚踏开关，以控制制X X线的发生和停止。线的发生和停止。 其结构如图其结构如图2-6-172-6-17所示，外壳多用铁、所示，外壳多用铁、铝合金和硬质塑料制成，壳内装有一对常铝合金和硬质塑料制成，壳内装有一对常开接点，当脚踏外壳时接点被压合，接通开接点，当脚踏外壳时接点被压合，接通电路。松开脚不踏动时，由

26、于壳内弹簧或电路。松开脚不踏动时，由于壳内弹簧或簧片的支撑，接点断开，切断电路。簧片的支撑，接点断开，切断电路。5 5微动开关微动开关 微动开关由推杆、弓形片状弹簧、接点和复位微动开关由推杆、弓形片状弹簧、接点和复位弹簧等组成，如图弹簧等组成，如图2-6-182-6-18所示。所示。动作原理是当按动推杆时，通过两个弓形片状动作原理是当按动推杆时，通过两个弓形片状弹簧将作用力传到接点的接触桥上，推杆上的凹形弹簧将作用力传到接点的接触桥上，推杆上的凹形刀口通过接触桥平面的瞬间，接触桥就跳动，从而刀口通过接触桥平面的瞬间，接触桥就跳动，从而使常闭接点打开，常开接点闭合。开关的快速动作使常闭接点打开，

27、常开接点闭合。开关的快速动作是靠弓形片状弹簧的作用来完成的，由于簧片的杠是靠弓形片状弹簧的作用来完成的，由于簧片的杠杆作用，因而推杆只须很小的位移就可使接点动作，杆作用，因而推杆只须很小的位移就可使接点动作，故称微动开关。故称微动开关。微动开关在微动开关在X X线机中多用来限位或定位，如电线机中多用来限位或定位，如电动遮光器的限位、电动诊视床各种角度和床面升降动遮光器的限位、电动诊视床各种角度和床面升降的限位、点片摄影装置的定位等。微动开关的型号的限位、点片摄影装置的定位等。微动开关的型号有有LXW2-11LXW2-11及及JLXKl-11JLXKl-11等，等，X X线机中多用线机中多用LX

28、W2-11LXW2-11型。型。6 6转换开关与刷形开关转换开关与刷形开关转换开关和刷形开关的形式较多，但其转换开关和刷形开关的形式较多，但其基本结构和工作原理相同，如图基本结构和工作原理相同，如图2-6-192-6-19为转为转换开关外形图，图换开关外形图，图2-6-202-6-20为刷形开关内部结为刷形开关内部结构图。构图。在内部结构上有数个静接触片固定在绝在内部结构上有数个静接触片固定在绝缘板上，有一个缘板上，有一个“刀刀”形或形或“刷刷”形动接触形动接触片固定在另一绝缘板上套在转轴上。片固定在另一绝缘板上套在转轴上。当旋动转轴时，当旋动转轴时，“刀刀”形或形或“刷刷形动形动接触片分别与

29、各静接触片接触或脱离，从而接触片分别与各静接触片接触或脱离，从而达到接通或切断电路的目的。达到接通或切断电路的目的。 静接触片一般称为静接触片一般称为“位位”或或“掷掷”，动接触片，动接触片一般称为一般称为“极极”或或“刀刀”。如单刀六掷开关是指有。如单刀六掷开关是指有一个动接触片、六个静接触片的转换开关，又如四一个动接触片、六个静接触片的转换开关，又如四刀六掷开关指此开关有四层，每层有一个动接触片、刀六掷开关指此开关有四层，每层有一个动接触片、六个静接触片的转换开关。六个静接触片的转换开关。 多刀多掷（或多极多位）的转换开关和刷形开多刀多掷（或多极多位）的转换开关和刷形开关，各层的关，各层的

30、“刀刀”都固定在同一转轴上，旋动转轴都固定在同一转轴上，旋动转轴各刀同时向同一方向转动，变更各自层上与各刀同时向同一方向转动，变更各自层上与“掷掷”的接触位置，从而闭合或断开各自控制的电路，达的接触位置，从而闭合或断开各自控制的电路，达到同时接通或切断多条电路的目的。到同时接通或切断多条电路的目的。 转换开关在电路图中的符号如图转换开关在电路图中的符号如图2-6-212-6-21，当，当旋动转轴时，各层的接点旋动转轴时，各层的接点“1 1”同时切断、接点同时切断、接点“2 2”同时接通，再旋动转轴接点同时接通，再旋动转轴接点“2 2”同时切断、接点同时切断、接点“3 3”同时接通。同时接通。

31、在普通在普通X X线机中使用的转换开关和刷形线机中使用的转换开关和刷形开关，其层数多为开关，其层数多为3 35 5层，每层有层，每层有6 62424个个静接点，主要用于静接点，主要用于X X线摄影时检查方式的选线摄影时检查方式的选择、管电流的选择和曝光时间的选择等。择、管电流的选择和曝光时间的选择等。 工作中转换开关和刷形开关多根据所工作中转换开关和刷形开关多根据所在电路的功能而命名，如主要用于摄影毫在电路的功能而命名，如主要用于摄影毫安选择的则称为摄影毫安选择开关，主要安选择的则称为摄影毫安选择开关，主要用于摄影时间选择的则称为时间选择开关，用于摄影时间选择的则称为时间选择开关，用于摄影方式选择的则称为技术选择开关用于摄影方式选