电气控制与工程第八章-电磁继电器固态继电器和软启动器课件

1、8.1 电磁继电器（EMR）继电器是根据一定的信号（电流、电压、时间和速度等物理量）变化来接通或分断小电流电路的自动控制电器。继电器一般不直接控制主电路，而是通过接触器或其他电器来对主电路进行控制。继电器的种类很多，但是根据其工作原理不同可分为电磁继电器和固态继电器两大类。8.1 电磁继电器（EMR）电磁继电器是利用电磁机构带动触点单元闭合或断开电路的继电器。电磁继电器广泛用于工业和民用的控制设备中，主要包括通用继电器、中间继电器、干簧继电器，还有几种专用继电器，例如电压继电器、电流继电器、时间继电器等。 图8-0 电磁继电器和固态继电器固态继电器工作状态指示灯电磁继电器线圈电磁继电器触点a)

2、 电磁继电器b) 固态继电器8.1.1 通用型继电器通用型继电器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），起到中间转换（传递、放大、翻转、分路和记忆等）作用，通常具有多对常开常闭触点（24对触点）的电磁继电器，其触点额定电流为515A，一般为插件式，可直接插在标准插座上，插座安装在导轨上，损坏时只需更换插头部分，价格低廉，维修方便，如图81所示。图81 通用继电器插座图8-2 继电器工作原理8.1.1 通用型继电器通用型继电器的工作原理如图82所示，它利用电磁铁线圈通电产生电磁力吸合衔铁，衔铁又带动触点动作，使常开触点闭合、常闭触点断开。常用线圈电压等级为12V、24V、

3、220V、380V等，触点可以连接交流负载，也可以连接直流负载。但在使用时需注意：触点额定电流一般是指在交流负载情况下的承载电流，当承载直流负载时应降低容量使用。例如，额定交流电流为15A的继电器，当连接直流负载时，负载电流应限制在810A左右。8.1.1 通用型继电器触点是继电器的执行部分，有接通和断开电路的作用。大部分继电器的触点组合形式为单极单投（SPST）、双极双投（DPDT）和三极双投（3PDT）等，如图83单极单投双断所示。图中的符号如表81所示。图83 触点的组合形式单投双投单极双极双极单投双断三极单投单断三极双投双断单极单投单断单极单投双断单断双断表81 触点组合符号表符号意

4、义符号意 义SB一个断点断开一个电路（单断）DB两个断点断开一个电路 (双断)SP同时接通/断开一个电路（单极）DP同时接通/断开两个电路(双极)3P同时接通/断开三个电路(三极)ST一个接通位置（单投）DT二个接通位置（双投）NO常开触点NC常闭触点8.1.2 中间继电器中间继电器的原理和作用与通用型继电器相似，也是利用电磁铁线圈的通断使触点发生接通和断开动作，它的主要作用是控制中间线路或其他小功率电气装置的通断，在主电路动作前起中继作用或发出信号给其他电路。常具有多对常开常闭触点（通常有28对触点），其触点额定电流为1020A，外形如图84所示，触点结构如图85所示。常闭触点常开触点图85

5、 常开常闭触点线圈得电时的受力方向某些中间继电器可以进行功能扩展，例如可附加延时功能，增加了使用的灵活性。如图85所示，只要将接线端子的连接片旋转180，即可将常开触点更换为常闭触点。还可增加辅助触点。图86 （a）中间继电器的电气符号 （b）继电器的型号含义8.1.3 干簧继电器干簧继电器是近年发展起来的一种新型密封触点继电器，其主要部件是由铁镍合金制成的舌簧片，它既能导磁又能导电。舌簧片封装在充有惰性气体的玻璃管内，以防表面氧化。为了提高触点的可靠性和减小接触电阻，通常在触点表面镀有导电性能良好的贵金属铑、铂等，当触点闭合时触点电阻小于0.1，结构如图87所示。磁铁干簧继电器 负载干簧继电

6、器 负载端子触点真空密封固定铁衔铁衔铁复位弹簧触点弹簧触点止挡尖端固定气隙图87 干簧继电器8.1.3 干簧继电器干簧继电器的操作方式很独特，它是在外部磁场（磁场可以是永久磁铁产生的也可以是直流电磁铁产生的单方向磁场）的作用下，干簧触点闭合，当磁场远离的时候，弹簧使干簧触点复位断开。交流电磁铁不能用作干簧继电器的作用磁场，因为干簧继电器的簧片反应很快，当磁场过零换向时，触点会频繁闭合断开。 8.1.3 干簧继电器 磁场的作用方式很多，主要有四种，分别是：位移工作状态，如图88所示。旋转工作状态，如图89所示。屏蔽工作状态，如图810所示。偏置工作状态，如图811所示。 图88 位移工作状态 环

7、形磁铁条形磁铁2极环形磁铁4极环形磁铁图89 旋转工作状态高导磁性材料图810 屏蔽工作状态 工作磁铁 固定磁铁图811 偏置工作状态8.1.3 干簧继电器在位移工作方式中，磁铁都是在与干簧继电器相接近到一定程度后，干簧继电器触点闭合。在旋转工作方式中，需注意磁力线的方向与继电器相平行时触点闭合，相垂直时触点打开。当然，也可以磁铁固定，旋转干簧继电器。8.1.3 干簧继电器在屏蔽工作状态，通常在继电器与磁铁中间安装一个可移动的高导磁材料，例如铁、钴、镍等。当高导磁性材料处于磁场中时，会起到屏蔽的作用，这时继电器触点打开。在偏置工作方式中，工作磁铁与固定磁铁的摆放方式相反，所以磁场方向也相反，当

8、工作磁铁与干簧继电器接近时，两磁场相互抵消，干簧继电器触点打开，当工作磁铁与干簧继电器远离时，触点闭合。8.1.3 干簧继电器干簧继电器已广泛的应用于工业和民用很多领域，例如用于液位检测、流量检测、汽车的安全带检测、转速检测、安全气囊检测中。如图812所示，正常行驶时，磁铁和干簧继电器处于远离的位置，即干簧继电器触点处于打开状态。当车祸发生时，冲击传感器检测到足够的冲击量，使磁铁位置发生改变，干簧继电器触点在磁场的作用下闭合，触点接通安全气囊打开电路，安全气囊及时打开，挽救了驾驶员的生命。图8-12 a)干簧继电器在汽车安全气囊中的应用氮气气囊干簧继电器方向盘膨胀器图8-12b)图8-12图8

9、13 断线检测纺织纤维磁铁 干簧管干簧继电器用于纺织机械的断线检测如图813所示。在纺织机械中，一旦出现断线就会产生次品，所以断线检测是非常必要的。图8-13中，正常情况下磁铁被纤维向上拉起，断线时磁铁下落到干簧管上，使干簧管触点闭合，或报警或停机。 8.1.3 干簧继电器8.1.3 干簧继电器纺织厂的环境恶劣，水汽和灰尘都会使很多检测元件出现误检测。而对于干簧继电器来说其具有全密封的结构，甚至可以在水中正常工作，在这种场合它的优势凸现出来。干簧继电器在生活中的应用也很广泛，例如在跑步机计步器、门铃、加湿器、电饭锅、煤气表中都有使用。8.1.4 电流继电器根据线圈中电流大小而动作的继电器称为电

10、流继电器。使用时电流继电器的线圈与被测电路串联，用来反映电路电流的变化。为了使接入继电器线圈后，不影响电路正常工作，其线圈匝数少，导线粗，阻抗小。8.1.4 电流继电器1过电流继电器高于电流整定值而动作的继电器称为过电流继电器，常用于电动机的过载及短路保护。通常交流过电流继电器的吸合电流I0=（1.13.5）IN，直流过电流继电器的吸合电流I0=（0.753）IN。由于过电流继电器在出现过电流时衔铁吸合动作，其触头用来切断电路，故过电流继电器无释放电流值。8.1.4 电流继电器2欠电流继电器低于电流整定值而动作的继电器称为欠电流继电器，常用于直流电动机磁场控制及失磁保护。直流欠电流继电器的吸合

11、电流与释放电流调节范围I0=（0.30.65）IN和Ir=（0.10.2）IN。正常工作时，继电器线圈流过负载额定电流，衔铁吸合动作；当负载电流降低至继电器释放电流时，衔铁释放，带动触头动作。欠电流继电器在电路中起欠电流保护作用。图814 电流继电器的电气符号8.1.5电压继电器根据线圈两端电压大小而动作的继电器称为电压继电器。线圈与负载并联，以反映负载电压，其线圈匝数多而导线细。分为过电压、欠电压、零电压继电器。过电压继电器通常在电压为1.1倍额定电压以上时动作，以对电路进行过电压保护；欠电压（或零压）继电器在电压低于设定值时动作，对电路进行欠电压（或零压）保护。电压继电器在电路中的符号如图

12、8-15所示。常用的过电压继电器为JT4A系列，其动作电压在105%120%额定电压范围可调。常用的欠电压继电器和零电压继电器有JT4P系列，欠电压继电器的动作电压在 40%70%额定电压范围内可调，零电压继电器的动作电压在5%25%额定电压范围内可调。图8-15 电压继电器的电气符号8.1.6时间继电器继电器输入信号输入后，经一定的延时，才有输出信号的继电器称为时间继电器。对于电磁式时间继电器，当电磁线圈通电或断电后，经一段时间延时，触头状态才发生变化，即触头延时动作。根据工作原理可分为空气阻尼式、电动式、晶体管式及时钟式等几大类。根据延时方式可分为：通电延时型、断电延时型和通断电延时型。1

13、.空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器利用空气通过小孔时产生阻尼的原理获得延时动作，类似于自行车的打气管。如果打气管的气孔很小，则移动相同的距离所需要的时间就长；反之,气孔很大，则需要的时间就短。所以调节进气孔的大小就可以控制延时时间。空气阻尼式时间继电器由电磁机构、延时机构和触点系统组成。当线圈得电后，铁心与衔铁吸合，推板在反力弹簧的作用下，带动橡皮膜向右移动，此时瞬时触点动作。因橡皮膜隔开的两部分气室的压力不平衡，使推板运动的快慢受到进气速度的影响，随着进气孔进气，推板继续向右移动，最终推动推杆使延时触点动作。当线圈断电时，衔铁在恢复弹簧作用下将推板迅速向左移动，控制排气孔的单向阀打开

14、，迅速排气，使瞬时触点和延时触点迅速复位。2.晶体管式时间继电器晶体管式时间继电器常用的有阻容式，它利用RC电路中电容电压不能跃变，只能按指数规律逐渐变化的原理获得延时。因此只要改变电路的时间常数即可改变延时时间。晶体管式时间继电器如图8-17所示其定时时间的设定使用表盘上的红色指针来调节。时间继电器多用调节电阻的方法来改变延时时间，工作原理如图818所示。晶体管式时间继电器具有延时范围广、体积小、精度高和寿命长的优点，但抗干扰性能差。图8-17 晶体管式时间继电器图818 晶体管式时间继电器工作原理图819 时钟式继电器的工作原理3时钟式时间继电器时钟式时间继电器如图819所示，类似于生活中

15、的闹钟，可以按照时间设置触点动作，触点可以是常开型，也可以是常闭型。有的还可以是多组触点。8.1.6时间继电器对于时间继电器，当线圈得电时，其延时闭合常开触点要延时一段时间才闭合，延时断开常闭触点要延时一段时间才断开；当线圈失电时，其延时闭合常开触点迅速断开，延时断开常闭触点迅速闭合；对于断电延时型时间继电器，当线圈得电时，其延时断开常开触点迅速闭合，延时闭合常闭触点迅速断开；当线圈失电时，其延时断开常开触点延时一段时间后才断开，延时闭合常闭触点要延时一段时间后才闭合。4时间继电器的电气符号瞬时断开延时闭合常闭触点 瞬时断开延时闭合常开触点 瞬时闭合延时打开常开触点表82 时间继电器的常见故障

16、和处理方法序号时间继电器类型可 能 原 因处 理 方 法1空气阻尼式（1）空气室装配不严、漏气（2）因灰尘气道堵塞（3）橡皮膜老化（4）安装方向不对，造成空气室工作状态改变（1）拆开重新装配（2）清理灰尘，重新装配（3）更换橡皮膜（4）拆开重新装配2晶体管式（1）调节延时时间的电位器工作不稳定（2）元件损坏（3）电路板虚焊（4）插头与插座接触不良（1）用少量汽油或无水酒精滴入电位器清洗或更换电位器（2）更换损坏的元件（3）检查电路板（4）检查插头与插座，并使其接触良好3时钟式（1）时钟机构故障（2）有灰尘或污物进入（3）插头与插座接触不良（1）检修时钟机构（2）重新清理机构（3）检查插头与插座

17、，并使其接触良好8.1.7电磁继电器的寿命可分为电寿命和机械寿命。电寿命是触点在全负载状态下能正常通断电路的次数，一般约为100,000500,000次；机械寿命是不加负载情况下触点接通断开的次数，一般约为1000,00010,000,000次。触点的电寿命少于机械寿命主要是因为电弧的影响。电弧是一种气体放电过程，在触点分断电路的瞬间，在间隙很小时，触点间形成很高的电场，发射出大量的自由电子，电子向阳极运动，撞击气体原子，使气体电离，温度逐渐升高，又促使热电子发射，在触点间形成炽热的电子流，即电弧。如图821所示。电弧 触点触点断开时产生电弧图821 电弧的产生过程8.1.7电磁继电器的寿命电

18、弧所发出的大量的热会损坏触点，甚至烧毁触点。所以在大型的开关元件上必须要考虑灭弧措施，例如在接触器上使用灭弧罩等。在继电器上由于电流比较小，没有灭弧罩，通常在电路上考虑保护措施。在直流电路中，通常使用二极管进行续流。在交流电路中，使用压敏电阻或者吸收电路（电阻电容串联），如图822所示。图8-22 直流/交流电路中的消弧电路a)直流电路b)交流电路8.1.8触点触点材质一般为纯银、镀银、镀金或钨等，也可以使用银镉合金代替纯银，使用在电流较大，电压超过12V的电路中。镀金触点具有很好的导电性，一般使用在较频繁通断，但是电流小于1A的电路中。钨触点适用于高电压的电路中，因为钨的熔点很高，抗弧特性较

19、强。8.1.8触点在继电器的故障中，触点故障占很大比例。触点表面的氧化膜和污物会使接触电阻增加，从而造成触点烧毁。触点还会被浪涌电流烧毁，例如，100瓦的白炽灯，额定电流约为0.5A，如果按照额定电流选取继电器触点的话，其电流为2A即能满足要求。但是在冷态时，白炽灯的电阻很小，开关刚刚接通时电流很大约为8A左右，这么大的电流会造成继电器触点烧毁或者使用寿命减少。所以在电路中有较大的浪涌电流时，应考虑使用较大容量等级的触点。8.1.9电磁继电器的日常维护（1）检查使用环境，对于多尘场所，应选用带密封罩壳的全封闭型继电器；对于湿热地区，应选用湿热式继电器（型号中带有TH的）；对于有强烈振动或有腐蚀

20、性气体的的场所，应对继电器增加防护措施。（2）检查继电器能否适应动作频率的要求，动作频率过高会烧毁继电器。（3）检查继电器安装是否牢固，螺丝有无松动。8.1.9电磁继电器的日常维护（4）清除触点上的灰尘、油垢，检查触头磨损程度。当触头磨损至13厚度时应及时更换。（5）线圈加上额定电压后触点应能可靠吸合；线圈失电后，触点应能可靠释放。（6）吸合时，继电器无较高的温升，无异常的火花，无较大的噪声。8.2 固态继电器（SSR）固态继电器（SSR）是近年来发展起来的一种新型电子继电器，它利用电子元件的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，因此又称为“无触点开关”。随着电力电子器件的发展，

21、固态继电器反应快速、体积小、寿命长的特点越显突出，在许多领域大有取代电磁继电器的态势。图823示出了一种单相固态继电器。图8-23 固态继电器8.2.1固态继电器的分类过零型SSR的工作过程：当控制电压有效，且负载上的电压过零（电压只有几伏）时，SSR导通；当控制电压失效，负载电流低于双向晶闸管的维持电流时，SSR关断。如图824所示。过零型SSR常用于阻性负载，例如加热器、电熨斗、计算机接口电路等。随机型SSR的工作过程：当控制电压有效时，SSR立即导通；当控制电压失效，负载电流低于双向晶闸管的维持电流时，SSR关断。如图825所示。随机型SSR常用于控制感性负载，例如接触器、电磁阀、电磁制

22、动器、启动器、单相电动机和小型三相电动机，也可用于计算机接口和调相控制。8.2.1固态继电器的分类峰值型SSR的工作过程：当控制电压有效，负载电压到达峰值时，SSR立即导通；当控制电压失效，负载电流低于双向晶闸管的维持电流时，SSR关断。如图826所示。峰值型SSR常用于变压器和重感性负载，例如大型电动机、直流负载、感性照明灯、电磁阀以及直流电动机等。其优点是可以限制第一个半波的电流。8.2.1固态继电器的分类模拟型SSR可以看作在额定电压范围内，开关能够连续的输出电压值。即输出电压可 以成为控制电压的函数，控制电压可以以斜坡的形式控制输出电压从小逐渐加大。当控制电压失效，负载电流低于双向晶闸

23、管的维持电流时，SSR关断，如图827所示。例如，控制电压从0到5VDC，输出电压成比例的逐渐增大，但是输出电压和输入电压之间是非线性的关系，具体可参照生产厂家的说明书。模拟型SSR适用于闭环控制，也可以用于大功率的白炽灯启动电路，能够减小浪涌电流。 图8-24 过零型SSR 图8-25 随机型SSR返回58返回58返回59返回608.2.2固态继电器的内部组成电路固态继电器由三个环节构成，分别是输入电路、控制电路和输出电路（负载电路）。每个环节的电路形式也是多种多样的，如图828所示。1输入电路：SSR的输入电路的功能类似于电磁继电器的线圈。当输入电压高于额定值时，相当于线圈得电，额定输入电

24、压可以为固定值，例如12V，DC。大部分固态继电器的输入电压额定值是一个范围，例如332V，DC。这样使固态继电器能灵活的在各种电路中使用，例如常见的输入电路可以是机械触点式、晶体管式、数字门电路等。固态继电器的优点是可以直接与数字门电路接口。8.2.2固态继电器的内部组成电路2控制电路：根据固态继电器的类型，控制电路可分为过零型、随机型、峰值型和模拟型。3输出电路：又称为负载电路，它的功能类似于电磁继电器的触点，但是固态继电器的触点通常只有一对，而电磁继电器可以有多对触点。固态继电器常用晶闸管作为输出电路。根据负载的不同，可以使用不同的输出电路，例如：晶闸管电路适用于大电流的直流负载；双向晶

25、闸管电路适用于小电流的交流负载；晶体管电路适用于小电流的直流负载；反并联晶闸管电路散热性能较双向晶闸管好，适用于大电流的交流负载；整流桥+晶闸管电路适用于小电流的交流负载。图828 SSR的组成电路双向晶闸管控制交流负载整流桥+晶闸管控制交流负载返回638.2.3 固态继电器的控制方式1两线控制固态继电器在这种控制方式下可以像按钮一样作点动控制。如图829所示。输入电路由按钮控制，当按钮按下时输出电路使负载得电，按钮松开时，输出电路使负载失电。交流输出电路8.2.3 固态继电器的控制方式2三线记忆控制 固态继电器可以利用晶闸管的锁存功能实现记忆控制。如图830所示，电路中启动按钮按下后，门极电

26、路触发晶闸管使之锁存于导通状态，即使按钮松开，晶闸管还是保持导通状态。此时固态继电器输出电路使负载得电。当松开按钮时，晶闸管关断，输出电路使负载失电。8.2.3 固态继电器的控制方式3.等效常闭控制固态继电器一般均为常开控制，为使用方便，可以做成等效的常闭控制。如图831所示，当停止按钮松开时，固态继电器的输入电路始终得电，输出电路使负载保持得电状态；当按钮按下时，输入电路被短路失电，输出电路使负载失电。图8-31 等效常闭控制固态继电器 交流负载交流负载SSR触点停止按钮直流电源交流电路8.2.3 固态继电器的控制方式4. 晶体管控制如图832所示，输入电路与NPN型晶体管相连，NPN型晶体

27、管由数字集成电路控制，当基极电流使三极管导通时，相当于输入端被短路，固态继电器输入电路失电，输出电路处于断开状态；反之输入电路得电，输出电路闭合，负载得电。图8-32 晶体管控制固态继电器 交流负载集成电路NPN型直流电源交流电路集成电路SSR触点交流负载晶体管控制电路8.2.3 固态继电器的控制方式5. 串/并联控制SSR 多个固态继电器可以进行串、并联。也可以使用多触点的固态继电器完成并联。并联电路如图8-33所示，串联电路如图8-34所示。图8-34 SSR串联8.2.4固态继电器的散热问题固态继电器是半导体器件，温度对性能影响很大，随着温度的升高，SSR的故障率逐渐增加。如图835所示

28、。当环境温度高于40，每上升10，SSR的故障率增加一倍。制造商会在说明书中标明 SSR的最高使用温度。为了保证SSR能正常工作，常常要采取散热措施，散热器可根据负载电流选择。除了环境温度外，还要考虑SSR自身的发热，以及周围有无热源，是否通风不畅，是否暴露在室外等因素。 1010继电器寿命 108 106 104 102255075100 125温度（）图835 SSR在不同温度下的操作次数图8-36 热阻系数1.如何选择散热器 对于散热器的性能，我们常用热阻来表示，热阻（Rth）的单位是（oC/W），它的大小表示散热器的散热能力。热阻越小，表示散热能力越高，如图836所示。散热器应采用高导

29、热材料，银、铜和铝的导热效果很好，但是相对来说铝的价格低，所以使用铝或铝合金做散热器最为广泛。 散热器风扇图8-37 散热器SSR2. 安装散热器保持散热通道越短越好。散热器要安装在发热最大的表面上。为了增加SSR和散热片之间的接触面积，利于散热，安装前应涂抹导热硅脂。选择散热器与SSR之间最光滑的表面来安装散热器，而且要确保接触紧密。选择具有散热翼的散热片，散热效果更好。要确保散热方向不重叠，避免散热器之间相互影响。8.2.5 固态继电器的电流和电压问题1.过电流固态继电器不允许长时间超过额定电流，可以使用快速熔断器对它进行短路保护。如图838所示。2.过电压电气线路中的浪涌电压可能会使SS

30、R短时误导通，造成事故；为了避免误动作，可以在SSR的输出端安装压敏电阻。压敏电阻的额定电压应高于电源电压10以上。如图839所示。 散热器散热器 SSR SSR压敏电阻 压敏电阻负载负载图8-38 SSR的过流保护 图8-39 SSR的过压保护熔断器8.2.5 固态继电器的电流和电压问题8.2.5 固态继电器的电流和电压问题3.压降 触点压降对于固态继电器来说是不可避免的。压降会使继电器发热，而且电流越大发热量越大。SSR的压降范围从1V到1.6V，对于小电流的负载（小于1A），发热量可以自然散发掉；对于大电流的负载，就必须考虑采用附加散热措施。见表83所示。例如，负载电流为1A，压降为2V

31、时，SSR的功耗是2W，这个热量继电器自身可以散发掉；当电流为20A时，同样2V的压降，SSR所产生的热量为40W，这个热量必须附加散热器才能散发掉，否则会损坏固态继电器。SSR的压降负载电流（A）压降（V）功耗（W）12222452101022020240502100 表8-3 SSR的压降 与功耗项 目类 型固态继电器（SSR）电磁继电器（EMR）灵敏度输入电压范围宽，驱动功率低，可以和逻辑集成电路兼容，不需要增加缓冲器和驱动器。具有高灵敏度、控制功率小的特点，驱动功率30mW。控制电压较窄，需加驱动电路，灵敏度差，驱动功率一般在几百毫瓦。寿命和可靠性无机械运动零部件，可在冲击振动环境下使

32、用，由固态器件完成触点功能，具有寿命长、可靠性高的特点。对冲击振动环境较敏感，触点寿命较短，可靠性较差。切换速度切换速度快，几毫秒切换速度一般大于10毫秒电磁干扰绝大多数交流固态继电器输出是一个零电压开关，所以射频干扰少触点和线圈控制会产生较大的电磁干扰导通压降导通管压降大，断开有漏电流导通压降小，接触电阻小，断开无漏电流多极双投/交直流通用性固态继电器的输出多为单极单投，如需要多极双投，较难实现，交直流通用性差。输出多极双投容易实现，交直流通用，在开关切换过程中有几毫秒到几十毫秒的抖动。8.2.6 固态继电器与电磁继电器的比较8.3 继电器的故障排除电磁继电器（EMR）发生故障时应首先检查输

33、入输出电路，再检查继电器本身是否正常。需要在线圈得电和失电两种情况下检查触点的接触情况。固态继电器不存在触点，所以也就没有触点、电弧等带来的故障，但应定期检查印刷电路板的接插件是否牢固。8.3.1电磁继电器的故障排除 1. 电磁继电器的检查步骤：观察触点是否有烧粘现象；紧固松动部件，更换破损或磨损严重的部件；检查触点表面是否变色，或有凹坑；定期清扫和用软布擦拭触点表面，不能使用锉刀打磨触点；如磨损严重，需要更换触点时，最好将全部触点更换；线圈有无裂缝和烧灼痕迹；检查线圈两端电压是否正常；更换部件时应使用厂家推荐的产品。 触点强制按钮线圈图8-40 EMR的手动强制手动强制继电器触点闭合，避开了

34、线圈部分，可以判断外电路是否正常，如图840所示。注意：强制继电器闭合时可能使外部电路不合理得电，所以一定要警示操作人员注意安全。2. 手动检查电磁继电器3. 使用数字万用表检查电磁继电器测量线圈回路电源是否在额定电压的10范围内。如果电压不正常，就要检查电源部分。测量线圈两端电压是否在额定电压的10范围内。检查触点回路电源电压是否在额定电压的10范围内。检查触点两端电压，当触点闭合时两端电压应小于1V左右，当触点断开时，两端电压约为电源电压值。当触点接触电阻过高时，触点闭合时的两端电压就会很高，说明触点有故障，需要处理。图8-41 利用万用表检查EMR 4. 电磁式继电器的常见故障和处理方法

35、序号故 障 现 象可 能 原 因处 理 方 法1触头过热或接触不良1触头压力不足2触头污脏3负载短路4触头超行程1调整触头压力2清洗触头3排除负载短路4调整触头行程2触头熔焊负载短路或触头抖动修正触头、排除负载短路3衔铁噪声过大1衔铁端面有污物2铁心位置倾斜3短路环脱落4电源电压过低5弹簧反作用力过大1清除衔铁端面污物2重新装配铁心3更换短路环或继电器4检查电源电压5调整或更换弹簧4线圈得电时，触头吸合不牢或不吸合1电源电压过低或波动2线圈参数与使用条件不符3继电器机械部分卡阻4触头弹簧压力或超程过大5错装或漏装元件1检查电源电压2更换线圈3排除卡阻，修理受损部件4调整或更换弹簧5重新装配线圈

36、得电时，触头吸合不牢或不吸合1电源电压过低或波动2线圈参数与使用条件不符3继电器机械部分卡阻4触头弹簧压力或超程过大5错装或漏装元件1检查电源电压2更换线圈3排除卡阻，修理受损部件4调整或更换弹簧5重新装配线圈断电，衔铁不能释放，或释放缓慢1触头弹簧反作用力过小2机械卡阻3触头熔焊4剩磁过大1调整或更换弹簧2打开继电器，清理卡阻3修正触头4修正铁心接触面，保证铁心的气隙在0.15-0.2mm之间，无法修复时，更换铁心。线圈过热或烧毁1电源电压过低或过高2运动部分卡阻3动作频率过高4线圈受潮5线圈绝缘损坏1检查电源电压2排除卡阻3适当降低动作频率4烘干或更换线圈5更换线圈并排除机械损伤的因素相间

37、短路1可逆回路联锁不可靠，或动作过快，转换时间短，在转换过程中有电弧产生，造成短路。2积尘或水汽使绝缘损坏1检查联锁线路，适当增加转换时间2改善环境8.3.2固态继电器的故障处理检查固态继电器一般使用两种方法，第一种是整体更换法，即按照原型号将固态继电器更换；第二种是回路检测法，即分步骤检查各电路，通常按以下三种情况进行分析。1. 固态继电器无法断开负载继电器无法断开负载的现象通常出现在以下几种情况：继电器过流时；散热器过小时；浪涌电压使继电器输出误导通时。长时间的过流会使继电器永久性的损坏。对于线路中存在电压浪涌的情况，应采用浪涌抑制措施或者选用额定电压更高的固态继电器。如图842所示，检查

38、步骤如下：检查步骤如下:将SSR的输入侧和控制电路断开，如果输出回路也断开即跳至步骤3；如果没有断开，则继电器有问题。测量输出电源电压和负载两端电压是否在额定范围内。用钳形电流表测量负载电流，一般电流值不应大于额定最大电流值的75。重新连接控制电路，测量电源电压值是否低于继电器导通电压。如果不是就应该检查控制回路，如果正常，则继电器有问题，需要更换。图8-42 继电器无法断开负载时的检查步骤2. 固态继电器无法接通负载继电器无法接通负载的故障通常发生于两种情况：继电器输入电压高于额定电压范围；输入电路有尖峰电压出现，过高的电压可能损坏了固态继电器。如图843所示，其检查步骤如下：检查步骤如下：

39、测量输入电压，如果电压低于继电器闭合电压或电压高于额定电压范围，应先处理继电器输入电源问题；如果电压正常，则问题可能出在继电器或输入回路中。测量输出电源电压和负载两端电压是否在额定范围内，如果正常，则表示继电器正常，输出回路有问题；如果不正常见第3步。将电流表串联到输入回路中，如果没有电流或低于额定电流值则表示继电器已损坏，需要更换。图8-43 继电器无法接通负载时的检查步骤检查电流时,将电流表串联到线路中3. 固态继电器无规律的故障继电器无规律的故障可能是机械方面的问题造成的，例如连接松动；或者是电气方面的问题造成的，例如电压过高；也可能是环境方面的问题造成的，例如环境温度过高等。如图844

40、所示，检查步骤如下：检查所有接线和连接件是否牢固，接线端子是否有烧灼痕迹；确保输入和输出线保持一定的距离，并避免平行走线；如果输入和输出线相互交叉，应尽量垂直交叉，以免相互干扰；如果负载是交流电动机或是电磁铁等感性负载时，会使固态继电器关断困难并引起关断电压尖峰。所以有必要在负载两端或触点两端并联阻容吸收回路，抑制浪涌电压和电磁干扰的产生。图8-44 固态继电器无规律的故障处理负载 吸收电路 C R输出电路的通断是强干扰源8.4 电机软启动器交流异步电动机以其结实耐用、结构简单和很少维护的优点广泛应用于商业和工业领域。如果采用直接启动方式启动交流异步电动机，启动电流可能达到其额定电流的47倍，

41、使电网承受短时的高负荷。同时启动转矩达到额定转矩的24倍，对于负载而言，意味着设备承受很高的机械冲击。8.4 电机软启动器代替直接启动，在一些对启动要求较高的场合，可选用电力电子软启动器。电力电子软启动器的主要特点是具有软启动和软停车功能，启动电流、启动转矩可以调节，保证电动机在负载要求的启动特性下平滑启动，对电网几乎没有什么冲击，在轻载时还能节电。除此而外，软启动器还具有多种保护功能，如限制启动次数和启动时间，过流、过载、过压 、欠压、缺相、接地故障保护等功能。电力电子软启动器由功率组件、控制模块和控制面板三部分组成，如图8-45所示。图8-45 电力电子软启动器结构框图8.4.1 软启动器

42、的工作原理软启动起动器实际上就是一个交流调压器，只改变输出电压，不改变频率。软启动器主要由三相交流调压电路和相应得控制电路构成。其基本原理是通过控制晶闸管的导通角，改变其输出电压，达到控制异步电动机启动电流和启动转矩的目的。软启动器在每一相中均拥有一对反并联接法的晶闸管。其中一只晶闸管用于正半周导通，另一只用于负半周导通。借助晶闸管相位控制，将施加到电机上的电压有效值从较低的启动电压升高到额定电压。由于电机电流随电压成比例变化，因此，启动电流会以降压系数成比例减小。而电机转矩与电压呈平方关系，因此，启动转矩就会呈二次方关系减小。图8-46 SEC18C系列软启动器接线图返回1078.4.1 软启动器的工作原理如图846所示，控制电路按预定的不同启动方式，通过检测主电路的反馈电流，控制其输出电压，可以实现不同的启动特性