第三章继电器的结构3.ppt

复习提问,请在此处添加上一节课要求掌握的内容及需要本节课巩固的知识点。,请在此处添加要讲述的酸的名称请在此处添加此种酸的别称,3.1.6继电器,继电器是一种根据电量(电压、电流等)或者非电量(温度、时间、转速、压力)等信号的变化带动触点动作，来接通或断开所控制的电路或者电器，以实现自动控制和保护电路或电器设备的电器。它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制和保护的目的。,继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。主要区别在于：接触器的主触点可以通过大电流；继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。,继电器一般由感测机构、中间机构和执行机构三个基本部分组成。,l.按用途可分为控制继电器和保护继电器。其中：热继电器、过电流继电器、欠电压继电器属于保护型继电器；时间继电器、速度继电器、中间继电器属于控制型继电器。2.按工作原理可分为电磁式继电器、感应式继电器、热敏式继电器、机械式继电器、电动式继电器和电子式继电器等。,继电器的分类,3.按反应的参数(动作信号)可分为电流继电器、电压继电器、时间继电器、速度继电器、压力继电器等。4.按动作时间可分为瞬时继电器(动作时间小于0.05s)和延时继电器(动作时间大于0.15s)。5.按输出形式可分为有触点式继电器和无触点式继电器。在电力拖动系统中，应用最多、最广泛的是电磁式继电器。,继电器的分类,1.电磁式继电器,电磁式继电器是以电磁吸合力为驱动动力源的继电器。电磁式继电器所配装的电磁线圈有交流和直流两种，各自构成交流电磁式继电器和直流电磁式继电器。电磁式继电器配装不同功能的电磁线圈后可分别制成电流继电器、电压继电器和中间继电器。,线圈端子,线圈,铁心,轭铁,衔铁,支杆,触点,触点端子,用较小的电流控制较大电流,电磁式继电器的工作原理,动断（常闭）触点,动合（常开）触点,工作原理演示,(1)继电器电磁式电压继电器,电磁式电压继电器是根据线圈两端电压大小而接通或断开控制电路的继电器。这种继电器线圈线圈与负载并联，以反映负载电压，导线细、匝数多、阻抗大。电压继电器有过电压、欠电压和零电压继电器之分。,A过电压继电器在电路中用于过电压保护,B欠电压继电器在电路中用于欠电压保护,电压继电器电气符号,(2)继电器电磁式电流继电器,电磁式电流继电器的线圈串接在电路中以反映电路中电流的变化。为了不影响电路的正常工作，电流继电器线圈匝数少、导线粗、线圈阻抗小。电磁式电流继电器除了有用于一般控制的电流继电器外，还有作为保护用的过电流继电器和欠电流继电器。,过电流继电器与欠电流继电器,1.过电流继电器：线圈电流高于整定值时动作的继电器称为过电流继电器。过电流继电器在电路正常工作时衔铁不吸合，当电路中的电流超过整定值时衔铁才吸合(动作)。2.欠电流继电器：当线圈电流低于整定值时动作的继电器称为欠电流继电器。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。,电流继电器的结构示意图及符号,(3)继电器中间继电器,中间继电器在结构上是一个电压继电器，中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路。通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。中间继电器的输入是线圈的通电或断电信号，输出信号形式为触点的动作。中间继电器主要用途是当其他继电器的触点数或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触点数或触点容量。,中间继电器实物图片,3TH中间继电器,JZ7系列中间继电器,(a)外形,中间继电器外形与符号,继电器的触点形式,动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。动断型（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。,电磁式继电器的主要参数(1),1.灵敏度：使继电器动作的最小功率称为继电器的灵敏度。2.额定电压和额定电流：对于电压继电器，它的线圈额定电压为该继电器的额定电压;对于电流继电器，它的线圈额定电流为该继电器的额定电流。3.吸合电压或吸合电流：使继电器衔铁开始运动时线圈的电压(电压继电器)或电流(电流继电器)值，称为吸合电压或吸合电流，用UXH或IXH表示。,电磁式继电器的主要参数(2),4.释放电压或释放电流继电器衔铁开始释放时线圈的电压或电流，用USF或ISF表示。5.返回系数释放电压(或电流)与吸合电压(或电流)的比值，用K表示，K值恒小于1。电压继电器的返回系数K=USF/UXH电流继电器的返回系数K=ISF/IXH,电磁式继电器的主要参数(3),6.吸合时间和释放时间：吸合时间是从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间;释放时间是线圈失电到衔铁完全释放所需的时间。7.整定值：根据控制系统的要求，预先使继电器达到某一个吸合值或释放值，这个预先设定的吸合值(电压或电流)或释放值(电压或电流)就叫整定值。,其他种类继电器实物图片,温度继电器,磁簧继电器,风速继电器,直流固态继电器,交流固态继电器,工业大功率固态继电器,其他种类继电器实物图片,压力继电器,光电继电器,温度继电器,其他种类继电器实物图片（小型）,继电器时间继电器,在电力拖动控制系统中，不仅需要动作迅速的继电器，而且需要当吸引线圈通电或断电以后其触点经过一定时间延时后再动作的继电器，这种继电器称为时间继电器。时间继电器按其动作原理与构造不同，可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式等时间继电器。,是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时控制,直流电磁式结构图,阻尼铜套,衔铁,工作原理：当衔铁未吸合时，磁路气隙大，线圈电感小，通电后激磁电流很快建立，将衔铁吸合，继电器触点立即改变状态。而当线圈断电时，铁心中的磁通将衰减，磁通的变化将在铜套中产生感应电动势，并产生感应电流，阻止磁通衰减，当磁通下降到一定程度时，衔铁才能释放，触头改变状态。因此继电器吸合时是瞬时动作，而释放时是延时的，故称为断电延时。,(1)直流电磁式时间继电器,a)通电延时继电器,b)断电延时继电器,KT,线圈,通电延时闭合,常开触点,KT,通电延时断开,常闭触点,KT,KT,线圈,(b)符号,断电延时断开,常开触点,KT,断电延时闭合,常闭触点,KT,延时继电器的外形与结构,(a)外形,(2)空气式延时继电器,通电延时的空气式时间继电器结构示意图,微动开关2,微动开关1,(2)空气式时间继电器,断电延时的空气式时间继电器结构示意图,常闭延时闭合,常开延时断开,空气式时间继电器的延时范围大(有0.460s和0.4180s两种)。结构简单，但准确度较低。,时间继电器的型号有JS7-A和JJSK2等多种类型。,空气阻尼式时间继电器实物图片,空气阻尼式时间继电器的型号,空气阻尼式时间继电器在机床设备中应用较多，其型号为：JS7A系列。根据其触点的延时特点，一般分为两类：1、通电延时型：JS71A和JS72A;2、断电延时型：JS73A和JS74A。,JS7A,J继电器S时间7设计序号,基本规格代号A结构设计稍有改进,时间继电器图形与文字符号,(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h),（a）线圈一般符号（b）通电延时线圈（c）断电延时线圈,文字符号：,（d）通电延时闭合触点（动合、常开）（e）通电延时断开触点（动断、常闭）（f）断电延时断开触点（动合、常开）（g）断电延时闭合触点（动断、常闭）,（h）瞬动触点,时间继电器图形与文字符号,通电延时型,断电延时型,请在此处添加此酸的特性。,请在此处添加能够说明此酸特性的化学反应方程式。,酸的特性,3.继电器热继电器,热继电器是一种具有过载保护特性的过电流型继电器。热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。电动机在运行过程中，如果长期过载、频繁起动、欠电压运行或者断相运行等都可能使电动机的电流超过它的额定值。如果超过额定值的量不大，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，采用热继电器用于电动机的过载保护以及断相保护，也适用于对其他电气设备的过载保护。,热继电器的基本结构示意图,1、双金属片固定件；2、双金属片；3、热原件；4、导板；5、补偿双金属片；6、7、9、触点；8、复位调节螺钉；10、复位按钮；11、调节旋钮；12、支撑件；,快速分断装置,热继电器外观示意图,发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。,发热元件,杠杆,工作原理,结构原理图,双金属片,常闭触头,动画,发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。,发热元件,杠杆,工作原理,结构原理图,双金属片,常闭触头断开啦,动画,热继电器图形及文字符号,热继电器的型号及含义：,热继电器接入方式,三相交流电动机的过载保护大多数采用三相式热继电器，由于热继电器有带断相保护和不带断相保护两种，根据电动机绕组的接法，这两种类型的热继电器接入电动机定子电路的方式也不尽相同。,热继电器的选用与维护（）,星形接法的电动机及电源对称性较好的情况可选用两相或三相结构的热继电器;三角形接法的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器。原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流来选择。但对于过载能力较差的电动机，其配用的热继电器(主要是发热元件)的额定电流应适当小些，一般选取热继电器的额定电流(实际上是选取发热元件的额定电流)为电动机额定电流的60%-80%。,热继电器的选用与维护（）,对于工作时间较短、间歇时间较长的电动机，以及虽然长期工作但发生过载现象的可能性很小的电动机，可以不设过载保护。双金属片式热继电器一般用于轻载、不频繁起动电动机的过载保护。对于重载、频繁起动的电动机，则可用过电流继电器(延时动作型的)作它的过载保护和短路保护。因为热元件受热变形需要时间，故热继电器不能作短路保护用。,热继电器的选用与维护（3）,在安装和使用保护型热继电器的过程中，必须按照产品说明书规定的方式安装。当与其他电器安装在一起时，应将热继电器安装在其他电器的下方，以免其动作受其他电器发热的影响。使用中应定期除去尘埃和污垢。若双金属片出现锈斑，可用棉布蘸上汽油轻轻揩拭，禁用砂纸打磨。另外，当主电路发生短路事故后，应检查发热元件和双金属片是否己经发生永久性变形。在作调整时，绝不允许弯折双金属片。,4.继电器速度继电器,速度继电器常用于三相异步电动机按速度原则控制的反接制动线路中，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，并装有笼型绕组。速度继电器的作用是与接触器配合使用，对笼型异步电动机进行反接制动控制。在机床控制线路中，常用的速度继电器主要由JY1和JFZ0系列。,速度继电器结构示意图,速度继电器工作原理,速度继电器的转子轴与电动机轴相连接，定子空套在转子上。当电动机转动时，速度继电器的转子(永久磁铁)随之转动，在空间产生旋转磁场，切割定子绕组，而在其中感应出电流。此电流又在旋转磁场作用下产生转矩，使定子随转子转动方向而旋转一定的角度。此时，与定子装在一起的摆锤推动触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。当电动机转速低于某一值时，定子产生的转矩减小，动触点复位。,速度继电器是根据电磁感应原理制成的，它的套有永久磁铁的轴与被控电动机的轴相联，用以接受转速信号。,速度继电器结构原理图1-调节螺钉2-反力弹簧3-常闭触头4-动触头5-常开触头6-返回杠杆7-杠杆8-定子导条9-定子10-转轴11-转子,速度继电器电气符号,速度继电器,速度继电器的图形与文字符号,5.继电器干式舌簧继电器,干式舌簧继电器简称干簧继电器，是近年来迅速发展起来的一种新型密封触点的继电器。,干簧继电器的主要部件是由铁镍合金制成的干簧片，它即能导磁又能导电，兼有普通电磁继电器的触点和磁路系统的双重作用。,干式舌簧继电器基本结构,干簧片装在密封的玻璃管内，管内充有纯净干燥的惰性气体，以防止触点表面氧化。为了提高触点的可靠性和减小接触电阻，通常在干簧片的触点表面镀有导电性良好，耐磨的贵重金属(如金、铂、铑及合金)。在于簧管外面套一励磁线圈就构成一只完整的干簧继电器，,6.继电器固态继电器,固态继电器简称SSR，是一种无触点通断电子开关，因为可以实现电磁继电器的功能，故称“固态继电器”；又因其“断开”和“闭合”均为无触点，无火花，因而又称其为“无触点开关”。固态继电器从外观结构上看，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；固态继电器从内部电路的组成来看，是在其输入端与输出端之间采用隔离器件来实现输入输出的电隔离的一种控制电器。,固态继电器继电器,由于固态继电器是由固体元件组成的无触点开关元件，各电子元件履行各自功能而又无机械运动状态、输入和输出相互隔离的一种继电器。所以固态继电器与电磁继电器相比，它具有体积小、重量轻、工作可靠、寿命长，对外界干扰小、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快、使用方便等一系列优点。因此，固态继电器作为“继电器”类电子产品的更新换代品种已被广泛地应用于自动控制系统中。,主令电器主要用来接通或断开控制电路，以发布命令或信号，改变控制系统工作状况的电器。主令电器是一种机械操作的控制电器，可对各种电气系统发出控制指令，使继电器和接触器动作，从而改变电器设备的工作状态（如电动机的起动、停止、变速等），以获得远距离控制。主令电器应用广泛，种类繁多。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。,3.1.7主令电器,1.控制按钮,控制按钮是用来短时接通或者分断小电流电路的控制电器；是发出控制指令或者控制信号的电器开关；是一种手动且一般可以自动复位的主令电器。用于对电磁起动器、接触器、继电器及其他电气线路发出指令信号控制。在控制电路中，通过按动按钮发出相关的控制指令来控制接触器、继电器等电器。再由继电器、接触器等其他电器受控后的工作状态实现对主电路进行通断的控制要求。,按钮开关结构及外观示意图,按钮开关的图形符号与文字符号,按钮的型号及其含义：,图形与文字符号：,不同结构形式的按钮分别用不同的字母来表示：,A按钮K开启式S防水式H保护式F防腐式J紧急式X旋钮式Y钥匙式D带指示灯式DJ紧急式带指示灯,按钮开关实物图片,按钮帽外观的表示意义,为了标明各个按钮的作用，避免误操作，通常将按钮帽做成不同的颜色以示区别，其颜色有红、橘红、绿、黑、黄、蓝、白等颜色。一般以橘红色表示紧急停止按钮；红色表示停止按钮；绿色表示起动按钮；黄色表示信号控制按钮；白色表示自筹等等。,紧急式按钮装有突出的、较大面积并带有标志色为橘红色的蘑菇型按钮帽，以便于紧急操作。该按钮按动后将自锁为按动后的工作状态。旋钮式按钮装有可扳动的手柄式或钥匙式并可单一方向或可逆向旋转的按钮帽。该按钮可实现诸如顺序或互逆式往复控制。,指示灯式按钮则是在可透明的按钮帽的内部装有指示灯，用作按动该按钮后的工作状态以及控制信号是否发出或者接收状态的指示。钥匙式按钮则是依据重要或者安全的要求，在按钮帽上装有必须用特制钥匙方可打开或者接通装置的按钮。,按钮帽外观的表示意义,2.行程开关,依据生产机械的移动距离发出控制指令以控制其运行方向或移动距离长短的主令电器，称为行程开关。若将行程开关安装于生产机械行程中的某一点处，以限制其行程，则称为限位开关或位置开关。行程开关广泛用于各类机床和起重机械中以控制其行程。其作用与按钮开关相同。只是其触点的动作不是靠手动来完成，而是利用生产机械运动部件的碰撞使其触点动作来接通或者分断电路，从而限定机械运动的行程、位置或改变机械运动部件的运动方向或状态，达到自动控制的目的。,行程开关又称限位开关，能将机械位移转变为电信号，以控制机械运动。种类按运动形式分为直动式、转动式；按结构分为直动式、滚动式、微动式。,(1)直动式行程开关,(2)滚轮旋转式行程开关,滚轮式行程开关结构示意图,(3)微动开关,行程开关结构示意图,用于自动往复控制或限位保护等。,(b)示意图,结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。,(a)外形图,行程开关的外形符号,行程开关的型号及其含义,行程开关实物图片,行程开关的选用,行程开关在选用时，主要根据被控电路的特点、要求以及生产现场条件和所需要的触点的数量、种类等综合因素来考虑选用其种类；根据机械位置对开关型式的要求和控制线路对触点的数量要求以及电流、电压等级来确定其型号。例如：直动式行程开关的分合速度取决于挡块的移动速度，当挡块的移动速度低于0.4m/min时，触点分断的速度将很慢，触点易受电弧烧灼。这种情况下就应采用带有盘型弹簧机构能够瞬时动作的滚轮式行程开关。,3.接近开关,接近开关的种类很多，主要有电感式、电容式、霍尔式、遥测遥感式、红外线感测式、交直流探测式等类型。接近开关是由工作电源、信号发生器(感测机构)、振荡器、检波器、鉴幅器和输出电路等基本部份组成。感测机构的作用是将物理量变换成电量，再通过输出电路实现由非电量向电量的转换。,接近开关的特点及应用,接近开关是一种开关型传感器。它既有行程开关、微动开关的特性，同时又具有传感器的性能，且动作可靠、性能稳定、频率响应快、使用寿命长，抗干扰能力强；而且具有防水、防震、耐腐蚀等特点。它不但有行程控制方式，而且根据其特点，还可以用于计数、测速、零件尺寸检测、金属和非金属的探测，液面控制等电与非电量检测的自动化系统中；还可以同微机或者其他逻辑元件配合使用，组成无触点控制系统。,接近开关图形符号与文字符号,4.光电开关,光电开关又称为无接触检测和控制开关。它是利用物质对光束的遮蔽、吸收或反射等作用，对物体的位置、形状、标志、符号等进行检测。光电开关是一种新兴的控制开关。在光电开关中最重要的是光电器件，是把光照强弱的变化转换为电信号的传感元件。光电器件主要有发光二极管、光敏电阻、光电晶体管、光电藕合器等，它们构成了光电开关的传感系统。,光电开关的作用,光电开关能非接触、无损伤地检测各种固体、液体、透明体、烟雾等。它具有体积小、功能多、寿命长、功耗低、精度高、响应速度快、检测距离远和抗光、电、磁干扰性能好等优点。它广泛应用于各种生产设备中作为物体检测、液位检测、行程控制、产品计数、速度监测、尺寸控制、宽度鉴别、色斑与标记识别、自动门、人体接近开关和防盗警戒等，成为自动控制系统和生产线中不可缺少的重要元件。,光电开关实物图片,5.主令控制器,主令控制器是按照预定程序转换控制电路的一种主令电器，用它在控制系统中发布命令，通过接触器来实现对电动机的启动、制动、调速和反转控制。主令控制器的应用：主令控制器多用于需要较为频繁地切换复杂的多回路控制电路中。主令控制器操作比较轻便，允许每小时通电次数较多，因其触点为双断点桥式结构，适用于按顺序操作的多个控制回路。,主令控制器基本结构,1、7、凸轮；2、接线柱；3、静处点；4、动触点；5、支杆；6、转动轴；8、推压小轮；9、弹簧；10、手柄,主令控制器工作原理,主令控制器主要是用来较为频繁地切换复杂的多回路控制电路的主令电器。操作比较轻便；允许每小时通电次数较多；触点一般为双断点桥式结构。主要适用于按顺序操作的多个控制回路。,主令控制器的图形与文字符号,图形及文字符号,通断表：,型号及其含义：,主令控制器实物图片,6.凸轮控制器,凸轮控制器主要用于起重设备和其他电力拖动装置，以控制电动机的启动、正反转、调速和制动。凸轮控制器主要由手柄、定位机构、转轴、凸轮和触点组成。,凸轮控制器结构示意图：,凸轮控制器实物图片,7.信号指示灯,信号灯又称指示灯，在控制电路中用作灯光指示信号。信号灯由灯座、灯罩、灯泡和外壳组成。灯罩由有色玻璃或塑料制成，通常有红、