电气控制技术第4讲课件

电气控制技术

第4讲2011-03-21回顾：继电器的基本概念电磁式继电器特性、种类、电压继电器、电流继电器、中间继电器济南大学控制科学与工程学院本课主要内容：§1.2.2继电器

电磁式继电器的选择、型号、图形符号磁电式继电器舌簧继电器时间继电器速度继电器热继电器

济南大学控制科学与工程学院电磁式继电器型号标识济南大学控制科学与工程学院常用的国产电磁式继电器JL3、JL7、JL9、JL12、JL14、JL15、JT3、JT4、JT9、JT10、JTX、JZ1、JZ7、JZ8、JZ14、JZ15、JZ17JZ7JZ7系列中间继电器适用于交流50Hz或60Hz，电压至380V，及直流电压至220V的控制电路中，用来控制各种电磁线圈，以使信号放大或将信号同时传递给有关控制元件。济南大学控制科学与工程学院JZ7型中间继电器JZ7型中间继电器，其衔铁为直动式结构，躯壳由塑料制成开启式，考虑到额定电流较小，继电器不设灭孤罩，仅借躯壳上的相隔板将各对触点隔开，以防止因飞弧而发生短路事故。触头采用桥式双断点结构，上下两层各有四对，下层触头只能是常开的，上层触头则常开、常闭均可，所以整个触点系统可按8常开、6常开2常闭以及4常开4常闭的方式组合。济南大学控制科学与工程学院电磁式继电器的图形符号和文字符号(a)线圈(b)常开触头(c)常闭触头图电磁式继电器的图形符号接触器有主触点济南大学控制科学与工程学院§1.2.2.2磁电式继电器主要用于自动检测和自动控制系统中，实现微弱信号的检测与传送。工作原理同磁电式仪表，只是在指针式小杆上多加了一对触点。触点通常用白金或镍合金制成，接触压力很小。小杆固定在活动线圈上。动圈通入电流后，在永久磁铁的作用下，动圈将旋转，电流达到某值时，动静触点闭合；动圈电流减小至某值时，动圈在游丝弹簧的作用下返回，触点断开。当通入反向电流时，动圈反转，接通另一对触点。济南大学控制科学与工程学院§1.2.2.3舌簧继电器济南大学控制科学与工程学院湿簧继电器的结构如图。其动静触点由一小段铂丝或铂铑丝分别焊在导磁片上制成，彼此交叉垂直，形成十字形点接触。动簧片上刻有细槽，下部水银通过毛细管作用，沿细槽上升至动静触点接触面。整个触点为水银所润湿，触点表面附有一层水银膜，故称湿簧管。湿簧管内还充以氢气。当线圈未通电时，动簧片在弹力作用下偏于右侧；当线圈通电后，沿下极靴、动簧片和上极靴路径产生磁通，动簧片与上极靴相吸并使动触点左移而转换电路。动静触点的接通或断开均通过水银来完成，因此消除了触点的弹跳和烧损。图中的湿簧继电器需直立安装，此外，也有结构不同的可任意位置安装的湿簧继电器。济南大学控制科学与工程学院舌簧继电器将感测与执行机构高度集中在很少的零件上，其结构简单，动作迅速，灵敏度和工作可靠性高，寿命长。已广泛应用于通信、检测、计算技术、自动远动控制及军事工程等领域中。常用舌簧继电器的型号：JAG-2-1、JAG-4、JAG-5济南大学控制科学与工程学院1.2.2.4时间继电器用途：用于时间控制，又称定时器。延时类型：通电延时型、断电延时型。结构分类：电磁阻尼式、空气阻尼式、电子式和电动机式在自动控制系统中，需要有瞬时动作的继电器，也需要延时动作的继电器。时间继电器就是利用某种原理实现触头延时动作的自动电器，经常用于时间原则进行控制的场合。定义：从得到输入信号起到产生相应的输出（如触点的通断等），有一个符合一定准确度的延时过程的继电器被称作时间继电器。它在电路中起控制动作时间的作用。济南大学控制科学与工程学院JT3JT3系列直流电磁继电器主要用于直流440伏及以下的动力传动控制系统中，作为电压(或中间)、电流和时间继电器之用；派生的双线圈继电器，具有独特的性能，应用在电气联锁繁多的自动化控制系统中，能使系统的工作稳定和可靠，因而在电力传动自动控制系统中，广泛选作时间或中间继电器之用。

济南大学控制科学与工程学院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原理获得延时的，其结构由电磁系统、延时机构和触头3部分组成。电磁机构为双E直动式，触头系统是LX5型微动开关，延时机构采用气囊式阻尼器。济南大学控制科学与工程学院空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器的电磁机构可以是直流的，也可以是交流的；既有通电延时型，也有断电延时型的。只要改变电磁机构的安装方向，便可实现不同的延时方式：当衔铁位于铁心和延时机构之间时为通电延时，如图a；当铁心位于衔铁和延时机构之间时为断电延时，如图b。

济南大学控制科学与工程学院空气阻尼式时间继电器按照通电延时和断电延时两种形式，空气阻尼式时间电器的延时触头有：延时闭合的常开触头、延时断开的常闭触头延时断开的常开触头、延时闭合的常闭触头特点：延时短，价低、可靠、定时精度差，一般用于要求不高的场合国产常用型号：JS7系列、JS7-A系列济南大学控制科学与工程学院电动机式时间继电器电动机式时间继电器是用微型同步电动机带动减速齿轮系获得延时的，分为通电延时和断电延时型两种。由微型同步电动机、电磁离合系统、减速齿轮机构及执行机构组成。常用的有JS10、JS11系列和7PR系列。JS10JS11济南大学控制科学与工程学院电动机式时间继电器电动机式时间继电器的延时范围宽。

以JS11通电延时型时间继电器为例，延时范围分别为0-8s、0-40s、0-4min、0-20min、0-2h、0-12h、0-72h。由于同步电机的转速恒定，减速齿轮精度较高，延时准确度高达1%。同时延时值不受电源电压波动和环境温度变化的影响。由于具有上述优点，就延时范围和准确度而言，是电磁式、空气阻尼式、晶体管式时间继电器无法比拟的。电动机式的主要缺点是结构复杂、体积大、寿命低、价格贵、准确度受电源频率的影响等。所以，这种时间继电器不宜轻易选用，只有在要求延时范围较宽和精度较高的场合才选用。济南大学控制科学与工程学院晶体管式时间继电器特点：体积小、重量轻、延时精度高、寿命长、工作稳定可靠、安装维修方便、触点输出容量大、产品规格齐全等广泛用于电力拖动、自动顺序控制以及各种生产过程的自动控制中，起时间控制作用。型号：晶：JS14、ST3P系列数：JSS14系列济南大学控制科学与工程学院时间继电器的图形符号及文字符号

(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(a)线圈一般符号(b)通电延时线圈(c)断电延时线圈(d)延时闭合常开触头(e)延时断开常闭触头(f)延时断开常开触头(g)延时闭合常闭触头(h)瞬动常开触头(i)瞬动常闭触头时间继电器的图形符号及文字符号济南大学控制科学与工程学院时间继电器的选用*在选用时间继电器时，首先应考虑满足控制系统所提出的工艺要求和控制要求，并应根据对延时方式的要求选用通电延时型和断电延时型。当要求的延时准确度低和延时时间较短时，可以选用电磁式（只能断电延时）或空气阻尼式；当要求的延时准确度较高、延时时间较长时，可以选用晶体管式；若晶体管式不能满足要求时，再考虑使用电动机式。这是因为虽然电动式精度高，延时范围大，但体积大，成本高。总之，选用时除考虑延时范围和准确度外，还要考虑控制系统对可靠性、经济性、工艺安装尺寸等提出的要求。济南大学控制科学与工程学院它主要由转子、定子和触头组成。转子是一个圆柱形永久磁铁，定子是一个笼型空心圆环，由硅钢片叠成，并装有笼型的绕组。其结构如图1-19所示。1-转轴2转子3-定子4-绕组5-摆锤6、9-簧片7、8-静触点

图1-19速度继电器结构原理图济南大学控制科学与工程学院速度继电器的转轴应与被控电动机的轴相联接，当电动机轴旋转时，速度继电器的转子随之转动。这样定子圆环内的绕组便切割转子旋转磁场，产生使圆环偏转的转矩。偏转角度与电动机的转速成正比。当转速使定子偏转到一定角度时，与定子圆环连接的摆锤推动触头，使常闭触头分断，当电动机转速进一步升高后，摆锤的继续偏转，使动触头与静触头的常开触头闭合。当电动机转速下降时，圆环偏转角度随之下降，动触头在簧片作用下复位（常开触头断开，常闭触头闭合）。1-转轴2转子3-定子4-绕组5-摆锤6、9-簧片7、8-静触点

图1-19JY1型速度继电器结构原理图工作原理济南大学控制科学与工程学院速度继电器的图形符号及文字符号

(a)转子(b)常开触头(c)常闭触头速度继电器的图形、文字符号济南大学控制科学与工程学院型号：JY1（复位转速100r/min）、JFZ0速度继电器主要根据电动机的额定转速进行选择济南大学控制科学与工程学院§1.2.2.6热继电器

热继电器是利用电流的热效应原理，在出现电动机不能承受的过载时切断电动机电路，为电动机提供过载保护的保护电器。热继电器可以根据过载电流的大小自动调整动作时间，具有反时限保护特性，当电动机的工作电流为额定电流时，热继电器应长期不动作。济南大学控制科学与工程学院热继电器的结构及工作原理热继电器主要由热元件、双金属片和触头三部分组成。1-热元件2-双金属片3-导板4-触头图1-20热继电器工作原理示意图济南大学控制科学与工程学院热继电器的结构及工作原理双金属片是热继电器的感测元件，由两种线膨胀系数不同的金属片用机械碾压而成。线膨胀系数大的称为主动层，小的称为被动层。在加热以前，两金属片长度基本一致。当串在电动机定子电路中的热元件有电流通过时，热元件产生的热量使两金属片伸长。由于线膨胀系数不同，且因它们紧密结合在一起，所以，双金属片就会发生弯曲。电动机正常运行时，双金属片的弯曲程度不足以使热继电器动作，当电动机过载时，热元件中电流增大，加上时间效应，所以双金属片接受的热量就会大大增加，从而使弯曲程度加大，最终使双金属片推动导板使热继电器的触头动作，切断电动机的控制电路。

它的主要缺点是双金属片靠发热元件间接加热，热耦合较差．双金属片的弯曲程度受环境温度影响不能正确反映保护对象的发热特性，容易引起误动作。济南大学控制科学与工程学院热继电器的型号及选用我国目前生产的热继电器主要有JR0、JR5、JR10、JR14、JR15、JR16等系列。按热元件的数量分为两相结构和三相结构。三相结构中有三相带断相保护和不带断相保护装置两种。济南大学控制科学与工程学院热继电器的型号及选用新系列产品如JR0型继电器采用了双金属片与加热元件同时串联在负载电路中的所谓复合加热方式和温度补偿元件，容易误动的缺点便得以克服．当电流超过20％额定电流时，热继电器20分钟内动作；超过50%额定电流时，小于2分钟动作、JR0型热继电器可用于交流500V以下的电路中。济南大学控制科学与工程学院济南大学控制科学与工程学院断相保护热继电器普通热继电器用作感应电动机均衡过载时的保护，但不适用于感应电动机定子为△形接法的断相保护。因为相电流小于线电流。济南大学控制科学与工程学院济南大学控制科学与工程学院热继电器的图形符号及文字符号a)热元件(b)常闭触头热继电器的图形及文字符号济南大学控制科学与工程学院整定：通常整定在电动机的额定电流上。