第02章 机械继电接触器基本控制电路及逻辑表示1

第二章机械继电接触器基本控制电路及逻辑表示(一）目录2.1常用低压电器

一、开关电器

二、熔断器

三、主令电器

四、交流接触器

五、继电器

六、常用电子式电器

机床和机械设备一般采用电动机拖动，大多采用继电器接触器控制方式。继电器接触器控制电路由继电器、接触器、按钮、开关等元件组成，均是开关元件，一般只有两种工作状态；即通、断；得电、失电；这与逻辑电路中的‘1’、‘0’相对应，因而可用逻辑代数来分析、描述和设计电气控制电路。

电器——在电能生产、输送、分配与应用过程中起控制、调节、检测及保护等作用的电工器械，统称为电器。例如：自动开关、转换开关、刀开关、低压熔断器、控制继电器、接触器、控制器和主令电器等。按工作电压等级分类:

低压电器——是指工作电压在交流1000V及以下或直流1200V及以下的各种电器。高压电器——是指工作电压在交流1000V以上或直流1200V以上的各种电器。电器概念按动作原理分类：手动电器：通过人的操作发出动作指令的电器。自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器按用途分类：控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。配电电器：用于电能的输送和分配的电器。主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。电器概念低压电器是设备电器控制系统中的最基本元件，要想能够分析各种电气控制系统的工作原理，必须掌握低压电器的基本知识和常用低压电器的结构及工作原理，并能对常用低压电器元件进行选择、使用和调整。

电器概念

低压电器种类繁多，结构各异，用途广泛，功能多样。其分类方法很多，下面简单介绍低压电器常用的分类方法。1．按其在电路中作用分(1)控制类电器包括接触器、开关电器、控制继电器、主令电器等。其在电路中主要起控制、转换作用。(2)保护类电器包括熔断器、热继电器、过电流继电器、欠电压继电器、过电压继电器等。其在电路中主要起保护作用。按作用分类2．按其动作方式分(1)自动切换电器电器在完成接通、分断或使电动机起动、反向以及停止等动作时，依靠其本身的参数变化或外来信号而自动进行动作。如：接触器、继电器、熔断器等。(2)手动切换电器通过人力作功(用手或通过杠杆)直接扳动或旋转操作手柄来完成切换的电器。如：刀开关、转换开关、按钮等。按动作分类2.1常用低压电器

下面主要介绍机械设备电气控制中经常用到的低压电器，着重介绍部分技术先进、符合电工行业的国际标准IEC(InternationalElectroTechnicalCommission)的电器产品，了解其结构、工作原理、用途、型号、图形符号及文字符号，为阅读和理解电气控制电路和正确使用及选择这些器件打下基础。2.1常用低压电器图形符号和文字符号D65图形符号文字符号符号要素一般符号限定符号基本文字符号辅助文字符号补充文字符号通常用于图样或其它文件，用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。用于电气技术领域中技术文件的编制，表示电气设备、装置和元件的名称、功能、状态和特征。D651.图形符号符号要素：具有确定意义的简单图形，必须同其它图形组合构成一个设备或概念的完整符号。如接触器常开主触点符号，由接触器触点功能符号和常开触点符号组合而成。一般符号：表示一类产品和此类产品特征的一种简单的符号，如电动机可用一个圆圈表示。限定符号：提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。D652.文字符号基本文字符号：单字母符号：双字母符号：按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分成为23大类，每一类用一个专用单字母符号表示，如“C”表示电容器类，“R”表示电阻器类等。D652.文字符号基本文字符号：单字母符号：双字母符号：由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，且以单字母符号在前，另一字母在后的次序列出，如“F”表示保护器件类，“FU”则表示为熔断器。D652.文字符号基本文字符号：辅助文字符号：表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征。如“RD”表示红色，“L”表示限制等。单字母符号：双字母符号:补充文字符号：当规定的基本文字符号和辅助文字符号不够使用时，可按国家标准中文字符号组成规律和下述原则予以补充。D652.文字符号补充文字符号原则：在不违背国家标准文字符号编制原则的条件下，可采用国家标准中规定的电气文字符号。在优先采用基本和辅助文字符号的前提下，可补充国家标准中未列出的双字母文字符号和辅助文字符号。使用文字符号时，应按电气名词术语国家标准或专业技术标准中规定的英文术语缩写而成。基本文字符号不得超过两位字母，辅助文字符号一般不超过三位字母。文字符号采用拉丁字母大写正体字，且拉丁字母中“I”和“O”不允许单独作为文字符号使用。D65主电路接点表示：三相交流电源采用L1、L2、L3标记主电路按U、V、W顺序标记分级电源在U、V、W前加数字1、2、3来标记分支电路在U、V、W后加数字1、2、3来标记控制电路用不多于3位的阿拉伯数字编号D65

电器一般都具有三个基本组成部分：电磁机构、触头系统、灭弧装置。1、电磁机构

电磁机构将电能转换成机械能，通过杠杆机构带动触头的闭合和分开。

电磁机构一般由线圈、铁心和衔铁三部分组成。（如后图所示）其结构形式按照动作方式有直动式和转动式，电磁机构有直流和交流两种。低压电器的结构D65

电磁机构原理

当线圈中有工作电流通过时，电磁吸力克服弹簧的反作用力，使得衔铁与铁心闭合，由连接机构带动相应的触头动作。

常用的磁路结构1-衔铁2-铁心3-线圈D65D65触头系统用途分为动合触头（常开触点NO):在没有通电或不受外力作用的常态下处于断开状态的触头。动断触头(常闭触点NC):在没有通电或不受外力作用的常态下处于闭合状态的触头。2、触头系统

触头是有触点电器的执行部件，用来接通和断开电路。D65触头系统结构有桥式指式点接触式:用于电流不大的场合面接触式:用于电流较大的场合:适合于触头分合次数多、电流大的场合触头分为触头分为主触头:用于通断电流较大的主电路。辅助触头:用于通断电流较小的控制电路。D65动合触点桥式触头D653、灭弧装置

当触头分断大电流电路时，会在动、静触头间产生强烈的电弧。电弧会烧伤触头，并使电路的切断时间延长，严重时甚至会引起触电或其他事故。

必须采用灭弧装置来迅速熄灭触点在分断电路时所产生的电弧。（如后图所示）

灭弧措施：

电动力灭弧、窄缝灭弧、栅片灭弧、磁吹灭弧。

D65灭弧装置触头分开时，产生的电弧在电动力的作用下被推入一组金属栅片中而被分割成数段，彼此绝缘的金属栅片的每一片都相当于一个电极，因而就有许多个阴阳极压降，使电弧无法继续维持而熄灭。一、开关电器开关电器——指低压电器中作为不频繁地手动接通和分断电路的开关，或作为机床电路中电源的引入开关。主要有有刀开关、组合开关、自动开关（低压断路器）等1．刀开关“刀开关”是具有刀形触片的各类开关电器的总称。它们属结构比较简单、操作方便的手动电器。根据不同的工作原理、使用条件和结构形式，刀开关及其与熔断器组成的产品可分为板用刀开关、开启式负荷开关、熔断器组合电器等。一、开关电器刀开关1—手柄2—触刀3—静插座4—铰链支座5—绝缘支座刀开关的图形符号文字符号为QS板用刀开关1)板用刀开关实物图实物图2)开启式负荷开关开启式负荷开关(习称胶盖瓷底刀开关)由刀开关和熔断器串联组合而成。常用来分断工作负荷电流，用作电气照明电路的控制开关及分支电路的配电开关，三极开启式负荷开关有时也可用于5.5kW以下的三相笼型异步电动机不频繁地直接起动和停止控制。目前，国内常用的开启式负荷开关有HK2、HK4系列等。开启式负荷开关具有使用方便，价格低廉等优点。但其在控制电动机时易出现一相熔丝提前熔断，电动机缺相运行而被烧坏的现象，且该开关无灭弧装置，分断大电流时，产生电弧很大，易出现人身安全事故，现已逐渐被塑料外壳式低压断路器来取代。负荷开关实物图3)熔断器组合电器熔断器组合电器是由刀开关、隔离器与熔断器组合而成的各类电器总称。一般能进行有载通断，并有一定的短路保护功能。熔断器组合电器结构紧凑、操作方便、安全可靠，因而被广泛采用并逐渐替代某些老产品。熔断器组合电器有刀开关熔断器组、熔断式刀开关、隔离器熔断器组、熔断式隔离器四种。下面介绍刀开关熔断器组和熔断式刀开关。熔断器组合电器1—闸刀2—夹座3—熔断器4—手柄5—转轴6—速断弹①刀开关熔断器组刀开关熔断器组是由刀开关和熔断器串联组合。刀开关熔断器组封闭式负荷开关的图形符号文字符号为QF图形文字符号②熔断式开关刀开关的动触头由熔断器组成时即为熔断式刀开关，也称刀熔开关。其兼有熔断器和刀开关的功能，在正常情况下，熔断式刀开关可以接通和分断额定电流及额定电流以下的电流，如果电路中出现严重过载及短路故障，熔断器中的熔体就被熔断，及时切断故障电路。因此，熔断式刀开关可当作配电电路和电动机控制电路中作电源开关的短路保护之用。目前，国内常用的熔断式刀开关有HR3、HR5、HRll等系列。熔断式开关实物图主要参数：

额定电压：长期工作所承受的最大电压，大于所控制的线路额定电压。额定电流：长期通过的最大允许电流，大于负载的额定电流。极数：与电源进线相数相等。分断能力主要参数〇

〇－

〇

/〇

〇刀开关代号手柄操作位置额定电流极数特征代号(HD－单投向)(11－中间手柄)(0－不带灭弧罩)(HS－双投向)(12－侧面正向操作)(1­－带灭弧罩)(13－中间杠杆操作)(8－板前接线)(14－侧面手柄)(9－板后接线)

刀开关型号及其含义说明举例

1一手柄2一转轴3一弹簧4一凸轮5一绝缘底板6一动触片7一静触片8一接线柱9一绝缘方轴2．组合开关组合开关因其可实现多组触头组合故有组合开关之称，实际是一种转换开关。2、组合开关组合开关的图形符号文字符号为QS结构图实物图实物图001班第二节课20133．低压断路器低压断路器过去常称自动开关或空气开关等，为了符合IEC国际标准，现统一使用低压断路器这个名称，可简称断路器。当电路正常工作时，断路器可以接通或分断正常负载电流；当电路发生严重的过载或短路或失压故障时，断路器能够自动地分断故障电路，有效地保护串接在其后面的电气设备。因而，低压断路器是一种具有保护环节的开关电器，广泛应用低压配电电路、电气控制电路中。3、低压断路器002班第二节课2013按结构型式分：万能式(曾称框架式)

：一般有个钢制框架，所有部件均按装在这个框架内(导电部分加绝缘)；敞开式结构，适用于大容量配电装置。塑料外壳（装置）式：外壳用绝缘材料制作，安全性良好，用于电气控制设备及建筑物内电源线路保护、电动机过载和短路保护。结构分类断路器主要有三个部分组成(塑料外壳式断路器)①触点和灭弧系统；

触点用来接通和分断主电路,触点上装有灭弧装置，目的是为了提高分断能力②各种可供选择的脱扣器，包括过电流脱扣器、失电压(欠电压)脱扣器、热脱扣器和分励脱扣器；③操作机构和自由脱扣机构(自由脱扣是指当电路出现故障时，不论操作手柄在何位置，触点均能迅速自动分断)。分为机械式和电动式组成D65锁钩主触点手动闭合

过流脱扣器

欠压脱扣器衔铁连杆装置释放弹簧过载脱扣器低压断路器工作原理图工作原理1—释放弹簧2—主触点3—钩子4—过电流脱扣器5—失压脱扣器正常工作：主触点靠操作机构手动或电动合闸，接通和分断工作电流。短路或过流保护：过流脱扣器的衔铁被吸合，自由脱扣机构的钩子脱开，自动开关触点分离，切除故障电流。失压或零压保护：失压脱扣器的衔铁被释放，自由脱扣机构动作，断路器触点分离，切断电路。

图形文字符号图2.7低压断路器工作原理图1—分闸弹簧2—主触头3—传动杆4—锁扣5—轴6—过电流脱扣器7—热脱扣器8—欠压失压脱扣器9—分励脱扣器图形文字符号低压断路器的图形符号文字符号为QF图形文字符号低压断路器的图形符号文字符号为QF图形文字符号

选用低压断路器时应满足：1)断路器的额定工作电压和额定电流应分别不低于线路额定电压和计算电流；2)热脱扣器的整定电流应与所控制电动机的额定电流或负载额定电流一致；3)断路器的瞬时或短延时脱扣器整定电流应大于负载电路尖峰电流，对于电动机保护电路，当动作时间大于0.02s时可按不低于1.35倍起动电流的原则确定；当动作时间小于0.02s时则应增加为不低于起动电流的1.7～2倍。实物图实物图实物图实物图实物图实物图熔断器是一种最简单有效而价廉的保护电器。使用时，它串接在所保护的电路中，作为电路及用电设备的短路及严重过载的保护元件，主要用作短路保护。1、组成及结构1）熔体（保险丝）——由易熔金属铅、锡、锌、铜、银及其合金制成，通常制成丝状或片状。2）熔管（熔座）——时装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘纸或玻璃纤维组成，在熔体熔断时兼由灭弧的作用。二、熔断器

二、熔断器电流流过熔体时产生的热能与电流的平方和电流通过的时间成正比，因此，电流越大，则熔体熔断的时间越短。这一熔体熔断电流值与熔断时间的关系称为熔断器的保护特性，也称安—秒特性。可用右图曲线表示。图熔断器安秒特性2、工作原理

2、工作原理3、图形符号及文字符号FU图熔断器图形符号3、图形符号4．常用熔断器熔断器的种类很多，按其结构型式主要有以下几种：(1)插入式熔断器常用插入式熔断器有RClA系列，(2)螺旋式熔断器常用螺旋式熔断器有RLl、RL2、RL6、RL7等系列(3)无填料封闭管式熔断器常用无填料封闭管式熔断器有RMl、RMl0等系列(4)有填料封闭管式熔断器常用有填料封闭管式熔断器有RT0、RTl2、RTl4、RTl5等系列4、常用熔断器5．熔断器的主要性能参数

(1)额定电压熔断器的额定电压取决于线路的额定电压，它必须大于或等于线路的额定电压。(2)额定电流熔断器在规定的条件下可以连续使用而不会发生运行变化的电流。熔断器的额定电流根据被保护的电路(支路)及设备的额定负载电流选择。(3)分断能力熔断器在额定电压下能分断的最大电流值。它取决于熔断器的灭弧能力，与熔体额定电流无关。(4)限流特性熔断器应具有良好的限流特性，即熔断器实际分断的电流比预期短路电流小得多，限流特性由产品样本提供。5、性能参数实物图实物图实物图实物图实物图熔断器的应用

当流过电流的热量达到FU的熔点时，FU就切断电路，从而达到保护目的。主令电器——是自动控制系统中用于发送控制指令的非自动切换电器。主令电器主要是用来接通和分断控制电路，用以发出命令或信号，达到对电力传动系统的控制。主令电器应用广泛，种类繁多。主要有控制按钮、位置开关(包括行程开关、微动开关、接近开关等)、万能转换开关、十字开关、主合控制器及其它主合电器等。三、主令电器三、主令电器1．按钮按钮——是一种结构简单、应用广泛的主令电器。主要用于手动发出控制信号。是一种短时接通或分断小电流电路的电器，它不直接去控制主电路的通断，而是在控制电路中用于手动发出控制信号，去控制继电器、接触器或电气联锁电路，以实现对各种运动的控制。1、按钮常闭触点常开触点图2—7按钮结构示意图1、2、3、4一静触头5一桥式触头6一复位弹簧7一按钮帽图2—8按钮图形符号a)动合触点b)动断触点c)复式触点文字符号SB1）组成及结构颜色说明按钮开关：常态：常闭（动断）触点闭合，常开（动合）触点断开按下：常闭（动断）触点断开，常开（动合）触点闭合按钮开关颜色规定：“停止”和“急停”按钮必须是红色。“启动”按钮的颜色是绿色。“点动”按钮必须是黑色。“启动”与“停止”交替动作的按钮必须是黑白、白色或灰色。“复位”按钮必须是蓝色。复位按钮兼有停止的作用时，则必须是红色。D65M3~刀闸起隔离作用自保持停止按钮起动按钮QFUSB2SB1KMKMKM特点：小电流控制大电流。表2－1实物图实物图实物图实物图D652．行程开关（位置）开关行程开关——又称限位开关，是一种利用生产机械的某运动部件对开关操作机构的碰撞而使触头动作，发出控制信号的主令电器。主要用来控制生产机械的运动方向、行程及位置保护。在工业电气系统的顺序控制、定位控制和位置状态的检测中，位置开关被广泛使用。位置开关按结构分为机械式和电气式两种。机械设备中常用的机械式位置开关有行程开关和微动开关等，电气式位置开关有接近开关、光电开关等。2、行程开关分类机械结构的接触式有触点行程开关：移动物体碰撞行程开关的操动头，使行程开关的常开触点接通和常闭触点分断行程开关分类：外壳防护形式：开启式、防护式、防尘式。动作速度：瞬动、慢动（蠕动）。复位方式：自动复位、非自动复位。接线方式：螺钉式、焊接式、插入式。操作形式：直杆式（柱塞式）、直杆滚轮式（滚轮柱塞式）、转臂式、方向式、叉式、铰链杠杆式。用途：一般用途行程开关、起重设备用行程开关、微动开关。D65直动式行程开关滚轮式行程开关微动开关分类接近开关：电气结构的非接触式行程开关：运动着的物体接近它到一定距离时，发出信号，从而进行相应的操作。类型：高频振荡型、霍尔效应型、电容型、超声波型等参数：动作距离、重复精度、操作频率及复位行程等光电开关：光电结构的非接触式行程开关：运动着的物体接近它到一定距离时，通过光的发射和接收部件，发出信号，从而进行相应的操作。根据光的发射和接收部件的安装位置和光的接收方式的不同，分为对射式和反射式作用距离从几厘米到几十米不等。图直动式行程开关结构图1一动触点2一静触点3一推杆右图是直动式行程开关的结构图。行程开关的工作原理与控制按钮相同，区别仅是行程开关不是靠手指的按压，而是利用生产机械运动部件上撞块的碰压而使触点动作。结构图D65(b)示意图未撞击撞击(a)外形图行程开关结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。行程开关的图形符号如下图所示。文字符号为SQ

图行程开关图形符号a)动合触点b)动断触点c)复式触点图形符号常开（动合）触点常闭（动断）触点SQSQ行程开关种类繁多，按操作形式分为直杆式(柱塞式)、直杆滚动式(滚动柱塞式)、转臂式、万向式、叉式、铰链杠杆式等，按复位方式分为自动复位和非自动复位，按外壳防护形式分为开启式、防护式和防尘式，按运动速度分为瞬动式和慢动(蠕动)式。行程开关具有体积小、动作可靠、寿命长、调整方便等优点。D65M3~刀闸起隔离作用自保持限位开关起动按钮QFUSB2QS1KMKMKM特点：小电流控制大电流。实物图实物图实物图实物图实物图实物图实物图002班第3次课2013接触器是利用电磁吸力的作用来使触头闭合和断开大电流电路（主电路及大容量控制电路）的自动切换电器。其主要控制对象是电动机，也可用于其它电力负载，如电热器、电焊机、电炉、变压器及电容器等。接触器不仅可用来频繁地接通或断开带负荷电路，而且能实现远距离控制，还具有低电压（欠压或失压）释放保护功能，因而被广泛使用。四、交流接触器四、接触器交流接触器多用于远距离控制电压至380V，电流至600A的交流电路，频繁启动和控制交流电动机。它主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置等部分组成。接触器种类繁多按使用的电路：交流接触器和直流接触器；按驱动力：电磁式、气动式和液压式等接触器；按灭弧介质：空气式、油浸式和真空式接触器；

分类分类分类交流接触器：线圈通以交流电，主触点接通、切断交流主电路。交变磁通穿过铁心，产全涡流和磁滞损耗，使铁心发热。铁心用硅钢片冲压而成以减少铁损。线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上以便于散热。铁心端面上安装铜制的短路环，以防止交变磁通使衔铁产生强烈振动和噪声。灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。

直流接触器：线圈通以直流电，主触点接通、切断直流主电路。不产全涡流和磁滞损耗，铁心不发热。铁心用整块钢制成。线圈制成长而薄的圆筒状。250A以上的直流接触器采用串联双绕组线圈。灭弧装置通常采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。

D65结构1-主触点2-常闭辅助触点3-常开辅助触点4-动铁心5-线圈6-静铁心7-灭弧罩8-弹簧电磁接触器结构示意图电磁机构：将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作.触点：接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。灭弧装置：熄灭触点分断电流瞬间触点之间气隙中产生的电弧。其它：包括释放弹簧机构、支架与底座等。动铁心（衔铁）静铁心电磁线圈按所控制电路▪主触点

▪辅助触点按原始状态▪常开触点

▪常闭触点灭弧罩灭弧栅磁吹灭弧装置原理接触器根据电磁原理工作：

当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。

电磁接触器工作原理D65~~~线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源1．交流接触器的结构

1、结构图CJ20交流接触器结构示意图1一动触桥2一静触点3一衔铁4一缓冲弹簧5一电磁线圈6一静铁心7一垫毡8一触点弹簧9一灭弧罩l0一触点压力簧片结构图（1）电磁机构电磁机构失接触器的动力元件，由电磁线圈、铁心和衔铁（动铁心）和释放弹簧等组成，其功能是操作触点的闭合和断开。（2）触点系统包括主触点和辅助触点，主触点可以通断较大的电流，用于主电路；辅助触点通断较小的电流(一般不超过IOA)，用于控制电路。一般每台接触器有三对(或四对)动合(常开)主触点和数对动合、动断(常闭)辅助触点。（3）灭弧系统容量在10A以上的接触器都有灭弧装置，常采用纵缝灭式或栅片结构。（4）其它部分包括弹簧、传动机构、接线柱及外壳等。2．交流接触器的工作原理。交流接触器的工作原理：当线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力将衔铁吸合，衔铁带动动触桥向下运动，使动断触点断开，动合触点闭合(图中未画出)。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在弹簧的作用下释放，各触点又恢复原来位置。2、工作原理接触器的图形符号如下图所示。文字符号为KM

d)动断(常闭)辅助触点图形符号a)线圈b)主触点c)动合(常开)辅助触点3．接触器的型号及主要技术参数

3、型号及参数表2－21）型号：目前，国内常用的交流接触器有CJl0、CJl2、CJ20、CJ24、CJXl、CJX2等系列，其中CJ20和CJ24系列接触器是20世纪80年代开发的新产品分别替代了CJl0、CJl2系列2）交流接触器的主要技术参数有：

(1)额定电压是指主触点的额定工作电压。另外还有辅助触点、电磁线圈的额定电压。(2)额定电流是指主触点的额定工作电流，它是在规定工作条件下(额定工作电压、使用类别、额定工作制和操作频率等)，保证电器正常工作的电流值。主触点的额定电压和额定电流是接触器的最重要参数，均标注在电器铭牌上。1）型号(3)约定发热电流接触器处于非封闭的状态下，按规定条件试验时，其各部件在8h工作制下的温升不超过极限值时所能承受的最大电流。(4)接通和分断能力接触器在规定条件下，能在给定电压下接通和分断的预期电流值。在此电流值下接通和分断时，不应发生熔焊、飞弧和过分磨损等。在低压电器标准中，按接触器的用途分类，规定了它的接通和分断能力，可查阅相关手册获得。(5)机械寿命和电寿命机械寿命是指需要维修或更换零、部件前(允许正常维护包括更换触头)所能承受的无载操作循环次数；电寿命是指在规定的正常工作条件下，不需修理或更换零、部件的有载操作循环次数。(6)操作频率每小时允许操作次数。操作频率直接影响到接触器的电寿命及灭弧室的工作条件，对于交流接触器还影响线圈温升，所以，它是一个重要的技术指标。(7)工作制标准工作制有8h工作制、不间断工作制、断续周期工作制和短时工作制四种。选用接触器时应从其工作条件出发，主要考虑下列因素：①接触器的使用类别应与负载性质相一致；②主触点的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压；③主触点的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流；④电磁线圈的额定电压应与控制回路电压相一致；⑤主触点和辅助触点的数量以及辅助触点的种类应满足控制系统的需要。D65接触器的主要技术参数1、额定电压2、主触头额定电流3、辅助触头额定电流4、主触点和辅助触点数目5、吸引线圈额定电压6、接通和分断能力实物图实物图继电器是一种根据电量（电压、电流）或非电量（如转速、时间、温度等）的变化开闭控制电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。继电器分类按输入性质：电压、电流、速度、时间、压力等；按工作性质：电磁、感应、热、电动、电子等；按用途：控制、保护；五、继电器五、继电器1、电磁式继电器（中间继电器）电流、电压、中间继电器起等大部分都是，结构与接触器相同，但没有灭弧装置。中间继电器是一种电压继电器，但它的出头对数多，容量较大（5～10A），动作灵敏，在控制电路中传输或转换信号的一种电器元件，其作用主要是扩展控制触点数量或增加触点容量。中间继电器种类很多，除专门的中间继电器之外，额定电流较小(不大于5A)的接触器也常被用作中间继电器。1、继电器中间继电器的图形符号如下图所示。文字符号为KA图中间继电器图形符号a)线圈b)动合触点c)动断触点实物图实物图2、热继电器热继电器是利用电流的热效应原理来工作的保护电器，它在电路中主要用作电动机的过载保护。电动机在实际运行中，如果长期超载、频繁起动、欠电压或断相运行等都可能使电动机的电流超过其额定值，如果超过值并不大，熔断器在这种情况下不会熔断，这样将引起电动机过热，损坏绕组的绝缘，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至烧坏电动机。因此，必须对电动机采取有效的过载保护措施。短时不严重的过载且没有超过允许温升是允许的。2、热继电器1）热继电器结构及工作原理热继电器主要由热元件、双金属片和触点三部分组成。双金属片是热继电器的温度检测元件，它由两种不同线膨胀系数的金属片用机械辗压成一体。线膨胀系数大的称主动层，多采用铁、镍、铬合金、铜合金、高锰合金等材料(α1＝13～20X10-61／℃)；线膨胀系数小的称从动层，多采用铁镍类合金(如殷钢)材料(a2＝l～2X10-6l／℃)。当双金属片受热后由于两层金属的线膨胀系数不同，且两金属片又紧密贴合在一起，因此使得双金属片向从动层一侧弯曲。1）结构及原理1）结构及原理发热元件结构：I常闭触头双金属片扣板工作原理：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。下图是热继电器工作原理示意图。热元件串接在电动机定子绕组中，电动机绕组电流即为流过热元件的电流。图热继电器工作原理示意图1一凸轮2a、2b一簧片3一手动复位按钮4一弓簧5一主双金属片6一外导板7一内导板8一静触点9一动触点10一杠杆11一调节螺钉12一补偿双金属片13一推杆14一连杆15一压簧原理图热继电器的图形符号如下图所示。文字符号为FR

图热继电器图形符号a)热元件b)动断辅助触点图形符号2）热继电器型号及主要技术参数目前，国内常用热继电器有JR0、JRl5、JRl6、JR20等系列，其中JR20热继电器为20世纪86年代更新换代产品热继电器的主要性能参数：（1）热继电器额定电流热继电器中可以安装的热元件的最大整定电流值。（2）热元件额定电流热元件整定电流调节范围的最大值。（3）整定电流热元件能够长期通过而不致引起热继电器动作的最大电流值。通常热继电器的整定电流与电动机的额定电流相当，一般取0.95～1.05额定电流。2）型号及参数2）型号及参数KMSB1

SB2KMQSKMFR

M3~L1L2L3FRFU1FU2实物图通用线圈GMC-9,12,18,22MCTORGMC-32,40GMC-50,65,75,85GTH-22GTH-40GTH-85W:44D:87H:8044958270118124实物图接触器和热过载继电器都采用防触电安全罩。对于主接线端子对于热继端子对于操作线圈对于辅助触点防触点安全罩·

+90。

+90。-

90。→可垂直安装或水平安装→可单独安装或组合安装→可导轨安装或螺丝安装安装方式热-磁过负荷继电器操作在正面,方便于调整额定电流,设定脱扣状态显示,手动,自动操作等功能①利用电流设定盘的(分3次调整)“+”或“-”启动装置设定电流①②③②操作设定键

-设定为手动操作转动操作选择钮使箭头指向“H”

-设定为自动操作转动操作选择钮使箭头指向“A”③脱扣显示热-磁过负荷继电器脱扣时脱扣显示屏向上凸出约2～3mm热过载继电器实物图3、时间继电器凡是继电器感测元件得到动作信号后，其执行元件（触头）要延迟一段时间才动作的继电器称为时间继电器时间继电器是一种定时元件，在电路中用来实现延时控制，即时间继电器接受到输入信号以后需经一段时间延时后才能输出信号来控制电路。时间继电器的应用范围很广，特别是在电力拖动系统和各种自动控制系统中，要求各项操作之间有必要的时间间隔或按一定的时间顺序接通或断开的机组。3、时间继电器时间继电器分类按延时性质：线圈通电延时、线圈断电延时；按原理：电磁式、空气阻尼式、电动机式和电子式；空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼作用而达到延时目的的，它是应用较广泛的一种时间继电器。空气阻尼式时间继电器的工作原理如后图所示，其有通电延时型和断电延时型两种。它由电磁系统、延时机构和触头三部分组成。延时机构采用气囊阻尼器，触头系统采用微动开关。1）空气阻尼图时间继电器结构原理图a)通电延时型b)断电延时型

1—线圈2—静铁心3、7—弹簧4—衔铁5—推板6—顶杆8—弹簧9—橡皮膜10—螺钉11—进气孔12—活塞13、16—微动开关14—延时触点15—杠杆。

结构图图时间继电器图形符号文字符号为KT

a)通电延时线圈b)延时闭合的动合触点c)延时断开的动断触点d)断电延时线圈e)延时断开的动合触点f)延时闭合的动断触点g)瞬时动合触点h)瞬时动断触点

图形符号空气阻尼式时间继电器的优点是：延时范围大，且不受电压和频率波动的影响；可以做成通电延时型及断电延时型两种产品：结构较简单，寿命长和价格低廉。其缺点是：延时误差大(土10％～土20％)，延时值易受周围环境温度的影响。在延时精度要求不是很高的场合(如机床控制电路中)，常采用这种时间继电器。目前，国内常用的空气阻尼式时间继电器有JS7、JSl6、JS23等系列，其中JS23系列时间继电器是国内20世纪80年代开发的换代产品。引进产品有法国TE公司的JSK系列时间继电器等。实物图实物图4、速度继电器速度继电器是用来反映转速和转向变化的继电器。速度继电器主要用作异步电动机的反接制动控制，亦称反接制动继电器，速度继电器常与接触器配合实现对电动机的反接制动控制，亦称反接制动继电器。速度继电器主要由转子、定子和触点三部分组成。转子是一个圆柱型永久磁铁，定子是一个笼型空心圆环，由矽钢片叠成并装有笼型绕组后图是速度继电器的结构原理图4、速度继电器1一螺钉2一反力弹簧3一动断触点4一动触头5一动合触点6一返回杠杆7一杠杆8一定子导体9一定子10一转轴11一转子图速度继电器原理示意图结构图速度继电器转子的轴与被控电动机的轴相连，而定子空套在转子上。调节螺钉的位置，可以调节反力弹簧的反作用力大小，从而调节触点动作时所需转子的转速。一般速度继电器的动作转速不低于120r／min，复位转速约为100r／min以下。a)动合触点b)动断触点速度继电器图形符号文字符号KS图形符号002班第4次课2013电子式电器是全部或部分由电子器件构成的电器。随着半导体技术的迅速发展，电子技术渗透到各个领域，在自动化技术中起着重要作用。本节主要介绍固态继电器、晶体管时间继电器、接近开关和光电开关等几种电子式电器六、常用电子式电器

六、电子式电器一）固态继电器（SSR）1．固态继电器的特点、分类及工作原理固态继电器(简称SSR)是采用固体半导体元件组装而成的一种新颖的无触点开关。由于固态继电器的接通和断开没有机械接触部件，因而具有开关速度快、工作频率高、使用寿命长、噪声低和动作可靠等一系列优点。目前，它不仅在许多自动控制装置中代替了常规电磁式继电器，而且广泛用于数字程控装置、数据处理系统及计算机终端接口电路，尤其适用于动作频繁、防爆耐潮和耐腐蚀等特殊场合。一）固态继电器1）固态继电器的主要特点

①控制功率小②可靠性高③抗干扰能力强④动作快⑤寿命长⑥能承受的浪涌电流大⑦对电源电压的适应范围广⑧耐压水平高当然，尽管SSR有上述众多优点，但与传统的继电器相比，仍有不足之处，如漏电流大，接触电压高，触点单一，使用温度范围窄，过载能力差及价格偏高等。1）特点2）固态继电器的分类①按切换负载性质分：有直流固态继电器和交流固态继电器。②按输入与输出之间的隔离分：有光电隔离固态继电器和磁隔离固态继电器。③按控制触发信号方式分：有过零型和非过零型、有源触发型和无源触发型。2）分类

2．交直流固态继电器的原理AC—SSR为四端器件，二个输入端、二个输出端。DC—SSR为五端器件，二个输入端、二个输出端、一个负端。输入输出间采用光电隔离，没有电气联系。1）随机导通型（非过零型）交流固态继电器2、交直流原理2）过零触发型交流固态继电器

2）过零触发型信号输入时，GD的三极管导电，它旁路了T1的基极电流，使T1管截止。此时SCR的工作还取决于T2的状态。T2在这里成为负载电源的零点检测器，只要R5、R6的分压超过T2的基、射极压降，T2将饱和导通，它也能使SCR的控制极箝在低电位上，而不能导通。只有当输入信号加入的同时，负载电压又处于零电压附近，来不及使T2进入饱和导通，此时的SCR才能通过R3注入控制电流而导通。过零触发型交流固态继电器在此后的动作与随机型相同，这里就不重述。综上所述，过零触发型交流固态继电器并非真在电压为OV处导通，而有一定电压，一般在±10一±20V范围内3）直流固态继电器直流固态继电器有两种型式，一种是输出端为3根引线的，另一种是输出端为2根引线的图直流固态继电器(三线制)3）直流固态继电器图直流固态继电器(二线制)三线制的主要优点是，T2管的饱和深度可以做得较大。如果辅助电源用+l0～15V时，T2可改用VMOS管。三线制的主要缺点是多用了一组辅助电源，如果负载的电压不高时，辅助电源与负载电源可以合用，省去一组电源。二线制的突出优点是使用方便(几乎与使用交流固态继电器一样方便)。但是线路结构决定了T2的饱和深度不可能太深，即T2的饱和压降不可能太低。同时，受光电耦合器和T1管耐压所限，二线制直流固态继电器切换的负载电压不能太高。实物图二）电子式时间继电器1、电子式时间继电器的特点、分类及工作原理

电子式时间继电器是利用电子线路来达到延时目的的，又称电子式延时电器。一般电子式延时电器除了执行继电器外，全部由电子元件及线路组成，与传统的时间继电器相比，具有延时范围宽、延时精度高、工作可靠、寿命长、体积小、消耗功率小以及调节方便等优点。从发展的趋势看，电子式时间继电器必然会取代传统时间继电器。电子式时间继电器按其构成原理可分为两大类，即R—C式晶体管时间继电器和数字式时间继电器。二）电子时间继电器图JS20系列通电延时晶体管时间继电器电路电路图2、R-C式晶体管时间继电器R-C式晶体管时间继电器是利用RC电路充放电时，电容器上的电压不能突变，而只能缓慢变化的特性作为延时基础的。因而改变充放电电路的时间常数τ(τ＝RC)，一般改变电阻只值，即可调节延时时间。前图是JS20系列通电延时型晶体管时间继电器的电路图。整个电路分为四部分：即稳压电源、R—C充放电电路、电压鉴别电路和输出电路。电路中V6采用了N沟道结型场效应晶体管为电压鉴别电路的核心元件，其特点是输入阻抗高并属耗尽型，即当栅与源极间电压UGs≤o时，仍有漏极电流ID存在。故使该电路延时范围广，开关特性好，精度高。延时环节由RPl、R2、R10、C2组成，其中R10由9个兆级固定电阻串联而成，延时范围通过波段开关加以选择。实物图三）接近开关

接近开关又称为无触点行程开关。当某种物体与之接近到一定距离时就发出动作信号，它不像机械行程开关那样需要施加机械力。接近开关是通过其感辨头与被测物体间介质能量的变化来获取信号。接近开关的应用已远超出一般行程控制和限位保护的范畴。例如，用于高速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、零件尺寸以及无触点按钮等。即使用于一般行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命和对恶劣环境的适应能力也优于一般机械式行程开关。三）接近开关2、主要参数①动作距离：大多数接近开关的动作距离是指开关刚好动作时感辨头与检测体之间的距离。以能量束为原理(光及超声波)的接近开关的动作距离则是指发送器与接收器之间的距离。接近开关说明书中规定的是动作距离的标准值，在常温和额定电压下，开关的实际动作值不应小于其标准值，也不能大于标准值的20％。一般动作距离在5～30mm之间，精度在5um～0.5mm之间。②重复精度在常温和额定电压下连续进行10次试验，取其中最大或最小值与10次试验的平均值之差作为接近开关的重复精度。2、主要参数③操作频率操作频率即每秒最高操作次数。操作频率的大小与接近开关信号发生机构的原理及输出元件的种类有关。采用无触点输出形式的接近开关，操作频率主要取决于信号发生机构及电路中的其他储能元件。若为触点输出形式，则主要取决于所用继电器的操作频率。操作频率④复位行程

复位行程指开关从“动作”到“复位”的位移距离。接近开关的形式有多种，不论哪一种都是由接近信号发生机构以及后级的检波、鉴幅和输出电路所构成。原则上，接近开关可以根据任何一种物理量变换为电量的原理作为辨识机构，如电、磁、光、场及超声波等。接近开关可根据其感辨机构工作原理的不同分为下列几种形式：高频振荡型、电磁感应型(包括差动变压器型)、电容型、永磁及磁敏元件型、光电型和超声波型等。复位行程2、晶体管停振型接近开关电路晶体管停振型接近开关属于高频振荡型。高频振荡型接近信号的发生机构实际上是一个LC振荡器，其中L是电感式感辨头。当金属检测体接近感辨头时，在金属检测体中将产生涡流，由于涡流的去磁作用使感辨头的等效参数发生变化，由此改变振荡回路的谐振阻抗和谐振频率，使振荡停止，并以此发出接近信号。LC振荡器由LC谐振回路、放大器和反馈电路构成。按反馈方式可分为电感分压反馈式、电容分压反馈式和变压器反馈式。后图为晶体管停振型接近开关电路的方框图。2、晶体管停振型图停振型接近开关的方框图方框图方框图感应头

高频振荡器整形放大器信号输出金属体振荡线圈交变磁场无金属体接近金属体接近

振荡器振荡后，在感应头的感应面上产生交变磁场，当金属物体进入高频振荡器的线圈磁场（感应头）时，金属体内部产生涡流损耗，吸收了振荡器的能量，使振荡减弱以致停振。振荡与停振两种不同的状态，由整形放大器转换成二进制的开关信号，从而达到检测有无金属物的目的。