第五章 继电器与开关

1、第五章第五章 继电器与开关继电器与开关 继电器继电器 继电器是自动控制电路中常用的一种继电器是自动控制电路中常用的一种控制器件控制器件(控制电控制电器器)，它可以用较小的电流来控制较大的电流，用低电压来，它可以用较小的电流来控制较大的电流，用低电压来控制高电压，用直流电来控制交流电等，并且可实现控制电控制高电压，用直流电来控制交流电等，并且可实现控制电路与被控电路之间的完全隔离，在电路中起着自动操作、自路与被控电路之间的完全隔离，在电路中起着自动操作、自动调节、安全保护等作用。动调节、安全保护等作用。 什么是什么是控制器件控制器件呢？呢？ 指指在以电动机为动力的生产机械中，根据生产过程的在以电

2、动机为动力的生产机械中，根据生产过程的要求对电动机进行起动、停止、正转或反转、调速及制动要求对电动机进行起动、停止、正转或反转、调速及制动等方面等方面所进行所进行控制控制的器件的器件。 对电动机的控制常要用到开关、继电器及接触器等对电动机的控制常要用到开关、继电器及接触器等控控制电器制电器组成的控制电路组成的控制电路这种控制电路称为这种控制电路称为继电接触器继电接触器控制系统控制系统。 控制电器控制电器可分为两大类：手动电器，如按钮、组合开可分为两大类：手动电器，如按钮、组合开关及闸刀开关等；自动电器，如继电器、接触器及行程开关及闸刀开关等；自动电器，如继电器、接触器及行程开关等。关等。电气控

3、制系统：用电器元件组装起来进行控制的系统。电器：是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动的接通或断开电路，实现断续或连续的改变电路的参数，以达到对电路或非电对象的控制、切换、保护、检测、变换和调节作用的控制设备，又称控制电器。一种能控制电的工具。自动控制：用自动电器来实现电力拖动的 控制。*控制手动控制：操作者以简单的手控电器来实 现电力拖动控制。 是指工作在直流是指工作在直流1200V、交流、交流1500V及以下的电路中，以实现对电路及以下的电路中，以实现对电路或非电对象的控制、检测、保护、变换、调节等作用的电器。或非电对象的控制、检测、保护、变换、调节等作用的电器。第一节第一节 低压电器的

4、基本知识低压电器的基本知识采用电磁原理构成的低压电器，称为电磁式低压电器；采用电磁原理构成的低压电器，称为电磁式低压电器； 利用集成电路或电子元件构成的低压电器，称为电子式利用集成电路或电子元件构成的低压电器，称为电子式低压电器；低压电器； 利用现代控制原理构成的低压电器，称为自动化电器、智能化利用现代控制原理构成的低压电器，称为自动化电器、智能化电器或可通信电器等。电器或可通信电器等。低压电器：低压电器：低压电器的分类低压电器的分类（二）低压控制电器：（二）低压控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如：用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器、控制继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等

5、。接触器、控制继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。（一）低压配电电器：（一）低压配电电器：用于供、配电系统中进行电能输送和用于供、配电系统中进行电能输送和分配的电器。如：刀开关、低压断路器、熔断器等；分配的电器。如：刀开关、低压断路器、熔断器等；（三）低压主令电器：（三）低压主令电器：用于发送控制指令的电器。如用于发送控制指令的电器。如 按钮、按钮、 主令主令开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。（四）低压保护电器（四）低压保护电器：用于对电路及用电设备进行保护的电器。如用于对电路及用电设备进行保护的电器。如熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。

6、熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。（五）低压执行电器：（五）低压执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。如电用于完成某种动作或传送功能的电器。如电磁铁、电磁离合器等。磁铁、电磁离合器等。常用控制电器与执行电器常用控制电器与执行电器(2)自动电器自动电器： 这类电器有电磁铁等动力机构，按照 指令、信号或参数变化而自动动作， 使工作电路接通和切断，低压电器的分类1.电器按动作性质电器按动作性质(1)非自动电器非自动电器：这类电器没有动力机构，依靠人力或 其他外力来接通或切断电路，如刀开关、转换开关、行程开关等。如接触器、继电器、自动开关等。2.电器按其用途又可分电器按其用途又可分大多

7、数电器既可作控制电器，亦可作保护电器，它们之间没有明显的界线。如电流继电器和行程开关。(1)控制电器控制电器：用来控制电动机的启动、反转、调速、制动等动作，如磁力启动器、接触器、继电器等。(2)保护电器保护电器：用来保护电动机，使其安全运行，以及保护生产机械使其不受损坏，如熔断器、电流继电器、热继电器等。(3)执行电器执行电器：用来操纵、带动生产机械和支撑与保持机械装置在固定位置上的一种执行元件，如电磁铁、电磁离合器等。低压低压电器电器配电配电电器电器控制控制电器电器开关开关熔断器熔断器断路器断路器接触器接触器继电器继电器起动器起动器主令电器主令电器时间继电器时间继电器热继电器热继电器速度继电

8、器速度继电器电流继电器电流继电器中间继电器中间继电器3.按控制对象按控制对象 接触器接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。大容量控制电路的一种自动开关电器。接触器接触器 自动控制电器自动控制电器1.接触器接触器优点：适用于频繁操作，并具有低压释放的保护性能、工作可靠、寿命长和体积小等。接触器是在外界输人信号下能够自动地接通或断开带有负载的主电路(如电动机)的自动控制电器。 根据主触头所接回路的电流种类：交流接触器 直流接触器交流接触器交流接触器1. 用途：交流接触器用来接通或断开电动机用途：交流接

9、触器用来接通或断开电动机或其它电气设备的主电路。或其它电气设备的主电路。2. 结构：主要由结构：主要由电磁铁电磁铁和和触点触点两部分组成。两部分组成。靠电磁铁吸引靠电磁铁吸引动铁心动铁心带动触点完成对电路带动触点完成对电路的接通与关断。的接通与关断。交流接触器交流接触器的触点触点有三个有三个常开主触点常开主触点，四个，四个辅助触点辅助触点(两个常开，两个常闭两个常开，两个常闭)。主触点控。主触点控制开关电流较大，必须采取灭弧措施，一般制开关电流较大，必须采取灭弧措施，一般都为桥梁形结构，并且设置两个断点。都为桥梁形结构，并且设置两个断点。图图1-13 交流接触器结构示意图交流接触器结构示意图1

10、-动触头动触头 2-静触头静触头 3-衔铁衔铁 4-弹簧弹簧 5-线圈线圈6-铁心铁心 7-垫毡垫毡 8-触头弹簧触头弹簧 9-灭弧罩灭弧罩 10-触头压力弹簧触头压力弹簧线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触点主触点弹簧弹簧辅助辅助触点触点M3电机电机动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源3801)接触器结构接触器结构M3动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源 220380接触器有关符号：接触器有关符号：接触器线圈接触器线圈接触器主触头用于主电路接触器主触头用于主电路 （流过的电流大，（流过的电

11、流大，需加灭弧装置需加灭弧装置）常开常开常闭常闭接触器辅助触头用于控制电路接触器辅助触头用于控制电路 （流过的电流小，无（流过的电流小，无需加灭弧装置需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。KM简单的接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自保持自保持停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮特点：特点：小电流控小电流控 制大电流。制大电流。自保持自保持KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮KM电磁接触器

12、、气动接触器和电磁气动接触器；电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器； 空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等； 交流接触器、直流接触器交流接触器、直流接触器 ；直流励磁操作与交流励磁操作两种直流励磁操作与交流励磁操作两种 。分类分类接触器的主要技术参数接触器的主要技术参数 接触器接触器的主要技术参数有极数和电流种类，额定工作电压、额的主要技术参数有极数和电流种类，额定工作电压、额定工作电流（或额定控制功率），额定通断能力，线圈额定电压，定工作电流（或额定控制功率），额定通断能力，线圈额定电压，允许操作频率，机械寿命和电寿命，接触器线圈的起动

13、功率和吸持允许操作频率，机械寿命和电寿命，接触器线圈的起动功率和吸持功率，使用类别等。功率，使用类别等。 常用的常用的交流接触器交流接触器有有CJ20、CJX2、CJ12和和CJ10、CJ0等系列，等系列，直流接触器有直流接触器有CZ18、CZ21、CZ22和和CZ10、CZ2等系列。等系列。CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接触器等。系列交流接触器等。CJ20系列型号含义：系列型号含义：B系列型号含义：系列型号含义：应用于直流电力线路中，供远距离接通与应用于直流电力线路中，供远距离接通与分断电路及直流电动机的频繁起动、停止、反分断电

14、路及直流电动机的频繁起动、停止、反转或反接制动控制，以及转或反接制动控制，以及CD系列电磁操作机构系列电磁操作机构合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁、电磁阀、合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁、电磁阀、离合器和电磁线圈等。离合器和电磁线圈等。CZ18系列接触器型号含义：系列接触器型号含义：接触器的选用接触器的选用1接触器极数和电流种类的确定接触器极数和电流种类的确定2根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器。根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器。3根据负载功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级。根据负载功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级。6接触器触头数和

15、种类应满足主电路和控制电路的要求。接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求。4根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额定电压。根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额定电压。5接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定。接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定。2.2.继电器继电器 继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器的继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。所以，主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中继电器只能用于控制电

16、路中。继电器实质上是一种传递信号的电器,它可根据输人的信号达到不同的控制目的。 继电器，英文RELAY，相当于“开关”，是一种当输入量或激励量（如：光，电，磁或热等信号）满足某些规定条件时，能够在一个或多个输出回路中产生预定跃变的电子元器件。v。继电器的应用范围非常广泛，种类也较繁多，这里仅对目前电子产品中常用的固态继电器的基本结构及使用特点作简介。继电器是一种根据某种输入信号变化而接通或断开控制电路，从而实现自动控制和保护的自动电器。其输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、压力、速度等非电量，输出则使触头的动作或电参数变化。继电器的构成v外壳（CASE），底座（BASE）v骨架（

17、BOBBIN），簧片（S.C.C ）轭铁(YOKE),衔铁(ARMATURE)v铁芯(CORE),线圈(COIL)v接点(CONTACT)等;继电器的工作原理v当线圈通电时，就产生磁场。由铁芯，轭铁，衔铁及气隙组成的磁路内就有磁通通过，增大线圈电流使磁通增大到一定程度时，衔铁被吸引到铁芯，进而是带动触点转换；当线圈电流切断或减小到一定程度时，衔铁靠动簧片自身的弹性势能（或是复原弹簧）返回到初始位置。（对保持继电器则需反向激励方可复归）。继电器完成一个工作周期。其工作原理方框图如下：电能输入接点回路输出机械结构动作磁能产生切断电能输入磁能消失机械结构复原接点回路断开继电器的用途v1、输入与输出电

18、路之间的隔离；v2、信号转换（从断开到接通，或反之）；v3、增加输出电路（即切换几个负载或切换不同电源负载）；v4、重复信号；v5、切换不同电压或电流负载；v6、保留输出信号；v7、闭锁电路；v8、提供遥控。材质对继电器的影响vRELAY的各项零件常用材料及运用原则：v磁性材料：支架、磁极、铁心v适用原则：导磁性、机械特性v漆包线：线圈用软铜线v适用原则：耐温度、绝缘佳v导电材料：端子、弹片v适用原则：导电性、机械特性、耐热性、耐疲劳性、加工性v塑胶绝缘材料：外盖、电木座、线轮v适用原则：机械特性、绝缘性、耐热性v电气接点：Ag alloyv适用原则：耐消耗性、抗溶著性、导电性、耐蚀性v 继电

19、器的分类继电器的分类v继电器的种类很多，常见的分类方式有：继电器的种类很多，常见的分类方式有：v根据结构与特征的不同，可分为电磁式继电器、干簧式根据结构与特征的不同，可分为电磁式继电器、干簧式继电器、湿簧式继电器、压电式继电器、固态继电器、继电器、湿簧式继电器、压电式继电器、固态继电器、磁保持继电器、步进继电器、时间继电器、温度继电器磁保持继电器、步进继电器、时间继电器、温度继电器等；等；下一页返回v按照工作电压类型的不同，可分为直流型继电器、交流型按照工作电压类型的不同，可分为直流型继电器、交流型继电器和脉冲型继电器；继电器和脉冲型继电器；v按照继电器接点的形式与数量的不同，可分为单组接点继

20、按照继电器接点的形式与数量的不同，可分为单组接点继电器和多组接点继电器两类。其中，单组接点继电器又分电器和多组接点继电器两类。其中，单组接点继电器又分为常开接点为常开接点(动合接点，简称动合接点，简称H接点接点)、常闭接点（动断接、常闭接点（动断接点，简称点，简称D接点）、转换接点（简称接点）、转换接点（简称Z接点）三种。多组接点）三种。多组接点继电器包括多组相同形式的接点和多种不同形式的接接点继电器包括多组相同形式的接点和多种不同形式的接点。点。v继电器在电路中用文字符号继电器在电路中用文字符号K表示，其图形符号如表示，其图形符号如表表5-1所所示，外形如示，外形如图图5-1所示。所示。上一

21、页 下一页返回图图7-4 继电器的电路图形符继电器的电路图形符号号返回 线圈 常开接点 常闭接点 转换接点 图图7-5 各种继电器的外形各种继电器的外形返回v 继电器的型号命名方法继电器的型号命名方法v继电器的型号一般由五部分组成。继电器的型号一般由五部分组成。v第一部分用字母第一部分用字母J表示继电器的主称；表示继电器的主称；v第二部分用字母表示继电器的功率或形式；第三部分用字母表示继电第二部分用字母表示继电器的功率或形式；第三部分用字母表示继电器的外形特征；第四部分用器的外形特征；第四部分用12位数字表示序号；第五部分用字母表位数字表示序号；第五部分用字母表示继电器的封装形式。示继电器的封

22、装形式。 继电器型号中字母的意义继电器型号中字母的意义返回返回v 继电器的型号命名方法继电器的型号命名方法v继电器的型号一般由五部分组成。继电器的型号一般由五部分组成。v第一部分用字母第一部分用字母J表示继电器的主称；表示继电器的主称；v第二部分用字母表示继电器的功率或形式；第三部分用字母表示继电第二部分用字母表示继电器的功率或形式；第三部分用字母表示继电器的外形特征；第四部分用器的外形特征；第四部分用12位数字表示序号；第五部分用字母表位数字表示序号；第五部分用字母表示继电器的封装形式。示继电器的封装形式。v 继电器的主要参数继电器的主要参数v 继电器的主要参数有额定工作电压、额定工作电流、

23、线圈电阻、接继电器的主要参数有额定工作电压、额定工作电流、线圈电阻、接点负荷等。点负荷等。v1额定工作电压额定工作电压v 额定工作电压是指继电器正常工作时线圈需要的电压。同一种型号额定工作电压是指继电器正常工作时线圈需要的电压。同一种型号的继电器往往有多种额定工作电压以供选择，并在型号后面加上规格的继电器往往有多种额定工作电压以供选择，并在型号后面加上规格号来区别。号来区别。v2额定工作电流额定工作电流v额定工作电流是指继电器正常工作时线圈需要的电流值。额定工作电流是指继电器正常工作时线圈需要的电流值。v选用继电器时必须保证其额定工作电压比和额定工作电流符合要求。选用继电器时必须保证其额定工作

24、电压比和额定工作电流符合要求。v3线圈电阻线圈电阻v 线圈电阻是指继电器线圈的直流电阻。有些继电器的说明书中只会线圈电阻是指继电器线圈的直流电阻。有些继电器的说明书中只会给出额定工作电压或额定工作电流，可以根据欧姆定律进行汁算线圈给出额定工作电压或额定工作电流，可以根据欧姆定律进行汁算线圈电阻。电阻。v4接点负荷接点负荷v接点负荷是指继电器接点的负载能力，也称为接点容量。使用中通过接点负荷是指继电器接点的负载能力，也称为接点容量。使用中通过继电器接点的电压、电流均不应超过此参数，否则将会造成接点始化，继电器接点的电压、电流均不应超过此参数，否则将会造成接点始化，打火花，接点氧化发黑，影响接点电

25、阻及其寿命。一个继电器的多组打火花，接点氧化发黑，影响接点电阻及其寿命。一个继电器的多组接点的负荷一般都是一样的。接点的负荷一般都是一样的。v密封继电器通常将型号、接点负荷、引出端示意图标示在继电器上。密封继电器通常将型号、接点负荷、引出端示意图标示在继电器上。上一页 下一页返回客户关心的几个参数v1、接点形式：v1A（1H）：SPNO 一组常开v1B（1D）： SPNC 一组常闭v1C（1Z）： SPDT 一组转换v2A（2H）：DPNO 二组常开v2B（2D）：DPNC 二组常闭v2C（2Z）：DPDT 二组转换v3A（3H）：TPNO 三组常开v3B（3D）：TPNC 三组常闭v3C（3

26、Z）：TPDT 三组转换v4A（4H）：4PNO 四组常开v4B（4D）：4PNC 四组常闭v4C（4Z）：4PDT 四组转换v2、接点负载。（阻性or容性or感性or电机or灯）v3、线圈控制电压。（交流or直流）v4、耐压。（即绝缘电阻。含：开路触点间；线圈一触点间）v5、寿命。（电气寿命；机械寿命）v6、外形尺寸。（不包括引出脚）v7、线圈额定功率。v8、使用温度。v9、安装接线图。v10、安规认证。（TUV；UL；VDE）继电器的主要使用场合v 据不常全统计，1998年我国家电行业大约使用了2亿只继电器，加之零星小类配套市场共使用了4.2亿只继电器。按推算，预计2005年，我国市场将需

27、要8亿只继电器。（不含军用继电器）v 1998年国外继电器市场约35.7 亿只，其中通讯市场7亿只，家电市场10亿只；自动化设备12亿只。按推算，预计2005年国际市场继电器需求将达到41亿只。v 几种常见继电器几种常见继电器v常用继电器主要有电磁式继电器、干簧式继电器、固态常用继电器主要有电磁式继电器、干簧式继电器、固态继电器等。继电器等。 v1电磁式继电器电磁式继电器 电磁式继电器的内部结构电磁式继电器的内部结构图图1-14 电磁式继电器的典型结构电磁式继电器的典型结构1-底座底座 2-铁心铁心 3-释放弹簧释放弹簧 4-调节螺母调节螺母 5-调节螺母调节螺母6-衔铁衔铁 7-非磁性垫片非

28、磁性垫片 8-极靴极靴 9-触头系统触头系统 10-线圈线圈电磁继电器的工作原理 当线圈通电以后，铁心被磁化产生足够大的电磁力，吸动衔铁并带动簧片，使动触点和静触点闭合或分开； 当线圈断电后，电磁吸力消失，衔铁返回原来的位置，动触点和静触点又恢复到原来闭合或分开的状态。电磁继电器(1) 额定工作电压、额定工作电流：是指继电器在正常工作时加在线圈两端的电压。是指继电器在正常电压时要通过线圈的电流。 (2) 线圈直流电阻：是指继电器线圈的直流电阻值(3) 接点电阻：若接触电阻不理想，可用砂纸擦清接点表面。(4) 吸合电压、吸合电流：继电器能够产生吸合动作的最小电压值（最小电流值）称为吸合电压（吸合

29、电流）。 为了能够使继电器的吸合动作可靠，必须给线圈加上等于或稍大于额定电压(电流)的实际电压值，一般为额定值的1.31.5倍。电磁继电器的测试(5) 释放电压、释放电流：使继电器从吸合状态到释放状态所需的最大电压值（最大电流值），就称释放电压（释放电流）。 一般释放电压是吸合电压10%15%，若释放电压小于1/10的吸合电压，说明继电器坏。(6) 吸合时间：是指给继电器线圈通电后，触点从释放状态到吸合状态所需要的时间间隔。 干簧管：在玻璃管内封装两个或三个由既导磁又导电材料做成的簧片所组成的开关元件。玻璃管内充有惰性气体或者真空。管内平行封装的簧片端部重叠，并留有一定间隙或相互接触以构成开关

30、的常开或常闭接点，如图a所示。 干簧继电器（又称干式舌簧管，磁控管 ） v 干簧式继电器是常用的继电器之一，它由干簧管和线圈组成。干簧式继电器是常用的继电器之一，它由干簧管和线圈组成。 干簧继电器干簧继电器 当永久磁铁靠近干簧管时或者由绕在干簧管上面的线圈通电后形成磁场使簧片磁化时，簧片的接点都会感应出极性相反的磁极，如图b所示。由于磁极极性相反而相互吸引，当吸引的磁力超过簧片的抗力时，分开的接点便会吸合。 与外界大气隔绝，减少了接点火花所引起的接点氧化和碳化。 由于簧片尺寸很短，可以提高其固有的耐振频率，加速了接点的通断速度。干簧管的接通和释放时间要比电磁继电器小得多，一般为13ms。 自行

31、车公里计：在轮胎上粘上磁铁，在一旁固定上干簧管构成的。 固态继电器(SolidStateRelays,缩写SSR)是一种无触点电子开关，采用混合工艺组装来实现控制回路与负载回路的电隔离及信号耦合，内部无任何可动部件，由固态器件实现负载的通断切换功能。 主要是利用大功率三极管，功率场效应管，单项可控硅和双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无火花地接通和断开被控电路。3 固态继电器v固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。固态继电器固态继电器是利用现代微电子技术与电力电子技术相结合而发展起来的一种新是利用现代微电子技术与电力电

32、子技术相结合而发展起来的一种新型五触点电子开关器件。它可以实现用微弱的控制信号（几毫安到型五触点电子开关器件。它可以实现用微弱的控制信号（几毫安到几十毫安）控制大电流负载，进行无触点接通或分断。几十毫安）控制大电流负载，进行无触点接通或分断。v固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。 上一页 下一页返回直流式固态继电器的电路示意图直流式固态继电器的电路示意图返回 直流型SSR 直流型SSR 当控制端无信号输入时，IC1光电耦合器中的光敏三极管呈截止高阻状态 ，V1通过R2获得其基极电流使

33、之饱和导通（R3R4）,从而导致 V2、V3、V4均处在截止状态，使其固态继电器呈关断状态。 当控制端有信号输入时，IC1中光敏三极管导通，使 VT1呈导通状态，从而使VT2导通使其固态继电器呈接通状态，并将电源加至负载上，直流固态继电器的输出端随着输入端信号的加入而导通，信号的消失而关断。 大功率低电压的直流固态继电器的输出开关普遍采用功率场效应管来替代功率三极管,以此来降低输入功率。 交流型SSR交流式固态继电器的电路示意图交流式固态继电器的电路示意图返回 交流固态继电器（过零型）原理 四端有源器件。其中两个端子为输入控制端,另外两端为输出受控端, 在输入端加上直流或脉冲信号,输出端就能从

34、关断状态转变成导通状态,来控制较大负载。 SSR组成：在输入电路控制端加入信号后，IC1光电耦合器内光敏三极管呈导通状态，100电阻串接对输入信号进行限流。VD1可防止当输入信号正负极性接反。 VT使继电器在电压过零时开启、负载电流过零时关断。 当IC1截止时，VT通过100K获得基极电流使之饱和导通,从而使SCR可控硅触发电压箝在低电位而关断，导致TRIAC双向可控硅在门极控制端上无触发脉冲而处于关断状态。 当有触发信号，当IC1导通时,VT处截止状态，SCR可控硅导通 ,从而使TRIAC双向可控硅也获得触发信号也呈导通状态。 如此时控制端信号关断后,负载电流也随之减小至TRIAC双向可控硅

35、的维持电流IH时可自行关断,切断负载电源。 在交流电源输入端，并接RC浪涌吸收回路。 交流过零型固态继电器，因有其电压过零时开启，负载电流过零时关断的特性。它的最大接通、关断时间是半个电源周期，在负载上可得到一个完整的正弦波形。也相应的减少了对负载的冲击。产生的射频干扰也大大减少。过零型与随机型的工作波形图分别见图2和图3。 交流固态继电器（过零型）原理 四端有源器件。其中两个端子为输入控制端,另外两端为输出受控端, 在输入端加上直流或脉冲信号,输出端就能从关断状态转变成导通状态,来控制较大负载。 SSR组成：在输入电路控制端加入信号后，IC1光电耦合器内光敏三极管呈导通状态，R1串接电阻对输

36、入信号进行限流。VD1可防止当输入信号正负极性接反时以保护光耦IC1。 V1使固态继电器在电压过零时开启、负载电流过零时关断。当IC1截止时，V1通过R2获得基极电流使之饱和导通,从而使 SCR可控硅门极触发电压被箝在低电位而关断，导致BTA双向可控硅在门极控制端R6上无触发脉冲而处于关断状态。 如电源电压经R2与R3分压，A处电压VAVBE1时（无触发信号），V1处饱和导通状态，SCR、BTA可控硅都处于关断状态； 如电源电压经R2与R3分压，A处电压VAUIKA2 2过电流继电器过电流继电器 通常，交流过电流继电器的吸合电流通常，交流过电流继电器的吸合电流I0=I0=（1.11.13.53

37、.5）ININ，直流过电流继电器的吸合电流，直流过电流继电器的吸合电流I0=I0=（0.750.753 3）ININ。由于过电流继电器在出现过电流时衔铁吸。由于过电流继电器在出现过电流时衔铁吸合动作，其触头来切断电路，故过电流继电器无释放电流合动作，其触头来切断电路，故过电流继电器无释放电流值。值。4继电器返回系数的调节继电器返回系数的调节1使用类别的选用使用类别的选用2额定工作电流与额定工作电压的选用额定工作电流与额定工作电压的选用3工作制的选用工作制的选用中间继电器中间继电器电压继电器电压继电器电流继电器电流继电器 热继电器热继电器（做过载保护）时间（做过载保护）时间继电器（具有延时功能）

38、继电器（具有延时功能） 速度继电器速度继电器继电器类型：继电器类型： 熔断器和过电流继电器只能保护电动机不超过允许最大电流，不能反映电动机的发热状况，而电动机短时过载是允许的，但长期过载时电动机就要发热，因此，必须采用热继电器进行保护。4）热继电器）热继电器热继电器是根据控制对象的温度变化来控制电流流通的继电器，是利用电流的热效应而动作的电器。它主要用来保护电动机的过载保护电动机的过载.反映温度信号，设有感应部分发热元件与双金属片; 控制电流流通，设有执行部分触点。 热继电器热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。

39、主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护动机的断相保护 发热元件发热元件功能功能：过载保护：过载保护热继电器热继电器结构结构：I I常闭触头常闭触头双金双金属片属片工作原理：工作原理： 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板扣板热继电器的符号热继电器的符号发热元件发热元件串联在主电路中串联在主电

40、路中串联在控制电路中串联在控制电路中常闭触头常闭触头FRFR热继电器有热惯性，大电流出现时它不能立即动作，不能用作短路保护。图图1-17 热继电器保护特性与电动机过载特性的配合热继电器保护特性与电动机过载特性的配合-电动机的过载特性电动机的过载特性 2-热继电器的保护特热继电器的保护特性性应具有合理可靠的保护特性应具有合理可靠的保护特性具有一定的温度补偿具有一定的温度补偿具有手动复位与自动复位功能具有手动复位与自动复位功能热继电器动作电流可以方便地调节热继电器动作电流可以方便地调节图图1-18 双金属片式热继电器结构原理图双金属片式热继电器结构原理图1-主双金属片主双金属片 2-电阻丝电阻丝

41、3-导板导板 4-补偿双金属片补偿双金属片 5-螺钉螺钉 6-推推杆杆7-静触头静触头 8-动触头动触头 9-复位按钮复位按钮 10-调节凸轮调节凸轮 11-弹簧弹簧图图1-19 电动机三角形联结电动机三角形联结时时U相断线时的电流分析相断线时的电流分析图图1-20 差动式断相保护机构及工作原理差动式断相保护机构及工作原理a) 通电前通电前 b) 三相正常电流三相正常电流 c) 三相均匀过载三相均匀过载 d) W相断路相断路1-上导板上导板 2-下导板下导板 3-杠杆杠杆 4-顶头顶头 5-补偿双金属片补偿双金属片 6-主双金属片主双金属片1）热继电器有三种安装方式，应按实际安装情况选择其安装

42、型式。）热继电器有三种安装方式，应按实际安装情况选择其安装型式。2）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。3）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。程中不产生误动作。4）对于三角形接法电动机，应选用带断相保护装置的热继电器）对于三角形接法电动机，应选用带断相保护装置的热继电器5）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。许操作频率。烧电机烧电机中间继电器中间继电器电压继电器电

43、压继电器电流继电器电流继电器 热继电器（做过载保护）热继电器（做过载保护）时间继电器（具有延时功能）时间继电器（具有延时功能） 速度继电器速度继电器继电器类型：继电器类型： 时间继电器时间继电器定时类型：定时类型：钟表式钟表式空气式空气式电子式电子式阻容式阻容式数字式数字式。 空气式时间继电器空气式时间继电器是利用空气阻尼的原理制成的是利用空气阻尼的原理制成的 分：分：通电延时、断电延时通电延时、断电延时组成：组成：电磁系统、延时机构、工作触点电磁系统、延时机构、工作触点图图1-16 JS7-A系列空气阻尼式时间继电器结构原理图系列空气阻尼式时间继电器结构原理图a-通电延时型通电延时型 b-断

44、电延时型断电延时型1-线圈线圈 2-铁心铁心 3-衔铁衔铁 4-反力弹簧反力弹簧 5-推板推板 6-活塞杆活塞杆 7-塔形弹簧塔形弹簧 8-弱弹簧弱弹簧9-橡皮膜橡皮膜 10-空气室壁空气室壁 11-调节螺钉调节螺钉 12-进气孔进气孔 13-活塞活塞 14、16-微动开关微动开关 15-杠杆杠杆空气式时间继电器的工作原理空气式时间继电器的工作原理常开触头常开触头延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头延时打开延时打开 线圈线圈衔铁衔铁常闭触头常闭触头常开触头常开触头线圈通电线圈通电 衔铁吸合（向下）衔铁吸合（向下） 连杆动作连杆动作 触头动作触头动作动作过程动作过程时间继电器时间继电器(KT)触头

45、类型触头类型断断 电电 式式常闭常闭断电后断电后延时闭合延时闭合常开常开断电后断电后延时断开延时断开通通 电电 式式瞬瞬时时动动作作延延时时动动作作常闭触点常闭触点常开触点常开触点常开常开通电后通电后延时闭合延时闭合常闭常闭通电后通电后延时断开延时断开KMFUQSKH电机电机绕组绕组AxByCzKM -YABCXYZYZBYXCAKM- 定时控制定时控制-举例：举例：主电路主电路（1 1）电机的）电机的Y Y 起动起动KM -Y闭合，闭合，电机接成电机接成 Y 形；形；KM- 闭合，闭合，电机接成电机接成 形。形。KMFUQSKH电机AxByCzKM -YKM- KM- KTKTKM-YKM-

46、YKM- KM- KTKM- KMSB1SB2KMY Y 起动起动控制电路控制电路KH主电路接通电源主电路接通电源延时延时KT KM- KM- Y Y 转换完成转换完成SB2 KM KT KM-Y KM- 1 电机电机M1控制要求：控制要求： 1. M1 1. M1 起动后，起动后，M2M2才能起动才能起动 2. M2 2. M2 可单独停可单独停2 电机电机M2（2）顺序控制）顺序控制顺序控制电路顺序控制电路（1）：）：两电机两电机只保证起动的先后顺序，只保证起动的先后顺序， 没有延时要求。没有延时要求。 FUKM2KH2AB CFUM3AB CKM1KH1M3主电路主电路KM1KM2SB3

47、SB4KH2KM2KM1SB1SB2KH1KM1控制电路控制电路不可以不可以 ! 两电机各自要有独立两电机各自要有独立的电源；这样接，主触头的电源；这样接，主触头（KM1）的负荷过重。）的负荷过重。M3KM1KHKM2KHM3KM2KM1SB2KM2KM1SB3SB1主电路主电路控制电路控制电路这样实现顺序这样实现顺序控制可不可以控制可不可以?KM1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KM2KT顺序控制电路顺序控制电路(2)(2)：M1起动后，起动后，M2延时起动。延时起动。SB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动KT M2起动起动主电路同前主电路同前控制电路控制电路KM

48、1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KT 实现实现M1起动后起动后M2延时起动的延时起动的顺序控顺序控制，用以下电路可不可以？制，用以下电路可不可以？SB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动 M2起动起动 不可以不可以！继电器、继电器、接触器的线接触器的线圈有各自的圈有各自的额定值，额定值，线圈不能串线圈不能串联联。中间继电器中间继电器电压继电器电压继电器电流继电器电流继电器 时间继电器（具有延时功能）时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护）热继电器（做过载保护） 速度继电器速度继电器继电器类型：继电器类型： 速度控制速度控制动触点动触点静触点静触点外环外环工

49、作原理工作原理 速度继电器的速度继电器的轴由电动机带动，轴由电动机带动，其外环转动到一其外环转动到一定速度时，撞击定速度时，撞击动触点，使常开动触点，使常开触点闭合，常闭触点闭合，常闭触点打开。触点打开。速度继电器速度继电器速度控制反接制动电路速度控制反接制动电路M3KM1RKM2KM1SB1KSKM2KM2SB2KM1KM1SB1KM2KS 正常工作时，正常工作时，KM1通电，通电，电机正向运转，速度继电器电机正向运转，速度继电器（KS）常开触头闭合；停车）常开触头闭合；停车时，按时，按SB1，KM1断电，断电，KM2通电，开始反接制动，通电，开始反接制动，当电机的速度接近零时，当电机的速度

50、接近零时，KS打开，电机停止运转，反接打开，电机停止运转，反接制动结束。制动结束。限流限流电阻电阻v 继电器的检测继电器的检测v1检测继电器线圈检测继电器线圈v将万用表置于将万用表置于“R100”或或“Rlk”挡，两表笔（不分正、挡，两表笔（不分正、负）接继电器线圈的两引脚，万用表指示应与该继电器的线负）接继电器线圈的两引脚，万用表指示应与该继电器的线圈电阻基本相符，如果阻值明显偏小，说明线圈局部短路；圈电阻基本相符，如果阻值明显偏小，说明线圈局部短路；如阻值为零，说明两线圈引脚间短路；如阻值为无穷大，说如阻值为零，说明两线圈引脚间短路；如阻值为无穷大，说明线圈已断路。明线圈已断路。上一页 下

51、一页返回v2检测继电器接点检测继电器接点v给继电器线圈接上规定的工作电压，用万用表给继电器线圈接上规定的工作电压，用万用表“R1k”挡，检测接点挡，检测接点的通断情况。未加上工作电压时，常开接点应不通，常闭接点应导通。的通断情况。未加上工作电压时，常开接点应不通，常闭接点应导通。当加上工作电压时，应能听到继电器吸合声，这时，常开接点应导通，当加上工作电压时，应能听到继电器吸合声，这时，常开接点应导通，常闭接点应不通，转换接点应随之转换，否则说明该继电器损坏。对常闭接点应不通，转换接点应随之转换，否则说明该继电器损坏。对于多组接点继电器，如果部分接点损坏，其余接点动作正常，则仍可于多组接点继电器

52、，如果部分接点损坏，其余接点动作正常，则仍可使用。使用。上一页 返回 继电器常见故障、原因和对策继电器常见故障、原因和对策合理使用继电器 v继电器作为工业自动化中一个非常重要的电子零部件，应用十分广泛。然而，在使用的过程中却总会出现这样、那样的故障，因此，除了继电器生产厂家在设计、用料和生产管理中严格控制外，合理的使用继电器也非常有必要。v根据现场统计，非密封继电器的现场故障主要是线圈故障和触点故障两个方面，且线圈故障与接点故障几乎相等；密封继电器的主要故障是触点故障，约占总故障的70左右。v其实在接点故障中，大多数问题都是由于用户的实际负载要求与制造厂家标定的额定负载有差异而引起的。v差异之

53、一是：厂家标定的输出参量大多数只是阻性负载条件下的试验参量，而用户实用的往往不是阻性负载，而是感性、容性、灯电视机或是其他。因此那种只考虑负载开路电压、闭路电流与产品说明书规范参量相同，而不考虑负载类型差异的观点是极端错误的，会直接导致接点失效或因完全不适用而招致其它事故。v差异之二是：厂家多数产品只标定额定负载能力上限值，而用户往往认为该产品适用于从零到额定范围内的所有负载。能切换10A的接点不一定能有效的切换1A的负载，因为在两种负载条件下的电接触机制、失效机理截然不同。v以下是继电器常见的负载类型与失效现象：v白炽灯v由于白炽灯内钨丝的冷态电阻非常小，故接通瞬间的浪涌电可高达稳态电流的1

54、5倍左右，如此大的浪涌电流会使接点速度烧蚀甚至熔焊失效，一般可用串联限流电阻器的方法来消除或减轻浪涌电流的影响。v容性负载v容性电炉的充电电流、短路放电电流起始时都很大（具体由电容量大小与限流电阻决定），用继电器触点作为直接充电、放电开关都是十分危险的。充电时，接点可能因为充电电流太大而严重烧蚀或熔焊失效；短路放电时，接点闭合接通短路电流的过程中，接点组很可能出现牢固焊接而不能自行分断的故障。在实用时如能根据电容量的大小当串接电阻，即可消除这一危害。v电动机负载v电动机静止时反电动势为零，启动时浪涌电流非常大。由于电动机负载大小的不同，它的启动时间可能很短，也可能很长，因而，启动浪涌电流也持续

55、同样长的时间。用继电器接点作为电动机的启、闭开关，关断时必须耐受电动机绕组的高感应电压、反冲击产生的电弧作用，因此接点组间的绝缘抗电水平于耐受过负载的能力都必须有充分的余量生产厂家在接点材料和接点间距设计时须予以考虑。 v直流负载v直流负载比交流负载更难断开，交流电压自动过零时具有弧功；直流电压产生电弧并持续不息，直到电弧被拉长（接点间隙增大）而不能自持为止，电弧的能量会使接点产生严重的烧蚀、电弧饿能量会使接点产生严重的烧蚀、金属转移等损伤。v低电平负载v低电平负载系指开路电压电压为1050mV(直流或交流峰)，闭路电流为1050uV的负载，环境污染、制造工艺过程中的污染，吸附在接点的表面生的

56、有机物由于摩擦热的作用而聚合等引起接触电阻增大或是不稳定，从而导致电流不稳定、触点压降递增或开路失效等。v干电路v干电路指继电器接点处于闭合状态时是接通毫伏微安级负载，但不带电闭合或是断开。该负载电路接点的电阻因接点材料、接点压力、接点表面洁净度、环境以及通过电压电流的大小等因素的影响可能很大，甚至出现完全绝缘、开路失效。v电感器、螺线管、接触器、线圈、扼流圈、电磁铁等负载v这一类都是强感性负载，用继电器作为此类负载断、闭开关，接通时由于电感反电动势可限制浪涌电流的上升，对保护触点有利；但在关断时，线圈中所贮存的能量必须通过断开触点间的电弧释放、消耗，此时接点两端常常会出现数百乃至数千伏的反电

57、压，导致触点烧蚀、熔合或绝缘零部件失效等故障。另外电感负载产生的1A以下的电流可导致火花放电，这个放电会使空气中的有机物分解，接点碳化（或氧化）发黑，导致触点接触不良。v产生反电压的原因是当切断感性负载时，贮存在线圈中的电感的能量通过接点放电的形式表出来。一般常温常湿条件下空气的临界击穿电压为200300V，即反电压高于此值时将导致空气场击穿。为此，设计如下的接点保护电路是有必要的。（图）继电器使用注意事项继电器使用注意事项v搬运若有纸箱破损、塑管破裂现象发生，则将变形之继电器直接退回我公司调换。v纸箱在搬运过程中保持轻拿轻放，不得使用摔之手段进行搬运。v纸箱应按标示方向进行放置。v继电器从管

58、（盒）中取出时，应按标示方向轻取，不得将继电器随意倒入周转盘，最好按下列方式进行：v操作工将继电器插入线路板孔位时，须注意引出端应全部插入，防止产生不吸动及不导通现象产生。v所有操作员工应注意元器件掉落现象发生，若有掉落之元器件，则应放入有标示之不良品盒中，以免被接班人员误用。v所有操作人员应掌握轻拿轻放之原则，以此保证所有的元器件，保持其原有的技术参数，消除隐患。v对测试设备做定期的保养和定时的测试，以保证其可性度，防止误判，最好应定时用OK品测试其可靠性。开关与接插件开关与接插件 v 接插件接插件v接插件又称连接器。在电子设备中，接插件可以提供简便的接插件又称连接器。在电子设备中，接插件可

59、以提供简便的插拔式电气连接。为了便于组装、更换、维修，在分立元器插拔式电气连接。为了便于组装、更换、维修，在分立元器件或集成电路与印制电路板之间、在设备的主机和各部件之件或集成电路与印制电路板之间、在设备的主机和各部件之间，多采用接插件进行电气连接。间，多采用接插件进行电气连接。v1接插件的分类接插件的分类v按工作频率可分为低频接插件和高频接插件，低频接插件通按工作频率可分为低频接插件和高频接插件，低频接插件通常是指频率在常是指频率在100MHz以下的连接器以下的连接器;高频连接器是指频率在高频连接器是指频率在100MHz以上的连接器，这类连接器在结构上就要考虑高频电以上的连接器，这类连接器在

60、结构上就要考虑高频电场的泄漏、反射等问题。场的泄漏、反射等问题。 v按其外型结构可分为圆形接插件、矩形接插件、印刷板接插按其外型结构可分为圆形接插件、矩形接插件、印刷板接插件、带状扁平排线接插件等。常见接插件的外形如件、带状扁平排线接插件等。常见接插件的外形如图图7-1所示。所示。下一页返回v2几种常见的接插件几种常见的接插件v（1）圆形接插件）圆形接插件v圆形接插件也称航空插头、插座，它有一个标准的螺旋锁紧圆形接插件也称航空插头、插座，它有一个标准的螺旋锁紧机构，接接点数目从两个到上百个不等。机构，接接点数目从两个到上百个不等。v（2）矩形接插件）矩形接插件v矩形接插件的矩形排列能充分利用空