第1章 常用低压电器

1、机床电器及机床电器及PLCPLC主讲：彭芳主讲：彭芳E-mailE-mail：办公室：办公室：A-503A-503课程性质课程性质专业必修课专业必修课实践性强，与生产实际联系紧密实践性强，与生产实际联系紧密 知识的覆盖面较宽知识的覆盖面较宽课程概述课程概述本课程是以电动机或其他执行电器为本课程是以电动机或其他执行电器为控制对象，介绍控制对象，介绍继电接触器控制系统继电接触器控制系统和和PLCPLC控制系统控制系统的工作原理、典型机械的电的工作原理、典型机械的电器控制线路以及电气控制系统的设计方法器控制线路以及电气控制系统的设计方法各种配电箱、控制柜各种配电箱、控制柜车床：用于车削外圆、内圆、车

2、床：用于车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面等。端面、螺纹和定型表面等。摇臂钻床：钻孔、扩孔、镗摇臂钻床：钻孔、扩孔、镗孔、绞孔、功丝等机械加工孔、绞孔、功丝等机械加工各种机床各种机床镗铣床：铣削平面、斜面和镗铣床：铣削平面、斜面和加工沟槽。加工沟槽。数控系统数控系统继电接触控制继电接触控制PLC控制控制水源热泵空调系统水源热泵空调系统 各种生产线各种生产线广本生产线广本生产线饮料生产线饮料生产线啤酒灌装机啤酒灌装机卷烟机卷烟机FMS柔性制造系统柔性制造系统课程目标课程目标l熟悉常用控制电器的结构原理、用途，具熟悉常用控制电器的结构原理、用途，具有合理选择、使用主要控制电器的能力有合理选择、使

3、用主要控制电器的能力l熟悉掌握继电接触器控制系统的基本环节，熟悉掌握继电接触器控制系统的基本环节，具有阅读和分析继电接触器构成的电气控具有阅读和分析继电接触器构成的电气控制线路原理图的能力制线路原理图的能力l掌握掌握PLC的基本工作原理及编程方法，能的基本工作原理及编程方法，能够根据生产过程和控制要求进行系统设计够根据生产过程和控制要求进行系统设计和编写应用程序和编写应用程序l熟悉典型设备的电气控制系统，具有从事熟悉典型设备的电气控制系统，具有从事电气设备安装、调试、维修及管理的基本电气设备安装、调试、维修及管理的基本知识知识课程内容课程内容一、继电接触控制系统一、继电接触控制系统继电接触器控

4、制系统主要由继电器、接触继电接触器控制系统主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，以接线逻辑器、按钮、行程开关等组成，以接线逻辑实现其控制功能。实现其控制功能。优点：优点：结构简单、价格低廉、维护容易、结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强抗干扰能力强缺点：缺点：采用固定的接线方式，灵活性差，采用固定的接线方式，灵活性差，触点易损坏，可靠性差触点易损坏，可靠性差二、可编程序控制器技术二、可编程序控制器技术可编程控制器（缩写可编程控制器（缩写PLC）是一种数字运）是一种数字运算操作的电子系统，它采取程序修改方式算操作的电子系统，它采取程序修改方式改变控制功能，是以存储逻辑实现其控制改变控

5、制功能，是以存储逻辑实现其控制的。的。教学安排教学安排48个学时个学时考核方式考核方式总评成绩总评成绩=平时成绩平时成绩(30%) + 期末成绩期末成绩(70%) 在以电动机为动力的生产机械中，要在以电动机为动力的生产机械中，要根据生产过程的要求对电动机进行起动、根据生产过程的要求对电动机进行起动、停止、正转或反转、调速及制动等方面的停止、正转或反转、调速及制动等方面的控制。控制。 对电动机的控制常要用到开关、继电器对电动机的控制常要用到开关、继电器及接触器等及接触器等控制电器控制电器组成的控制电路组成的控制电路这这种控制电路称为种控制电路称为继电接触器控制继电接触器控制系统。系统。第1章 常

6、用低压电器电子科技大学中山学院机电工程系1.1 1.1 低压电器基本知识低压电器基本知识v电器的功能电器的功能工业上所说的电器是指能够根据外界施加的工业上所说的电器是指能够根据外界施加的信号或要求，自动或手动的接通和分断电路，以实信号或要求，自动或手动的接通和分断电路，以实现对电路或非电量对象的变换、检测、控制、保护、现对电路或非电量对象的变换、检测、控制、保护、调节和传递信息用的元件或设备。简言之，调节和传递信息用的元件或设备。简言之，电器就电器就是接通、分断电路或调节、控制和保护电路的电工是接通、分断电路或调节、控制和保护电路的电工器件和装置器件和装置。电器的控制作用就是手动或自动地接通、

7、断电器的控制作用就是手动或自动地接通、断开电路，开电路，“通通”称为称为“开开”，“断断”也称为也称为“关关”。因此，。因此，“开开”和和“关关”是电器最基本、是电器最基本、最典型的功能最典型的功能。 电子科技大学中山学院机电工程系v电器的分类电器的分类按工作电压等级分按工作电压等级分高压电器：交流高压电器：交流1200V1200V、直流、直流1500V1500V及以上及以上低压电器：交流低压电器：交流50HZ50HZ，额定电压为，额定电压为1200V1200V以下；直以下；直流额定电压为流额定电压为1500V1500V以下；在电路内起通断、保护、以下；在电路内起通断、保护、控制或调节作用控制

8、或调节作用按动作原理分按动作原理分手动电器：人手操作发出指令手动电器：人手操作发出指令自动电器：产生电磁力自动完成动作的电器自动电器：产生电磁力自动完成动作的电器电子科技大学中山学院机电工程系按用途分按用途分控制电器：用于各种控制电路和控制系统中控制电器：用于各种控制电路和控制系统中配电电器：用于电能的输送和分配配电电器：用于电能的输送和分配主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令保护电器：用于保护电路及用电设备保护电器：用于保护电路及用电设备执行电器：用于完成某种动作或传送功能执行电器：用于完成某种动作或传送功能按工作原理按工作原理电磁式电器：根据电磁

9、感应原理工作电磁式电器：根据电磁感应原理工作非电量控制电器：靠外力或某种非电量的变化工作非电量控制电器：靠外力或某种非电量的变化工作电子科技大学中山学院机电工程系v电磁式低压电器的基本结构电磁式低压电器的基本结构低压电器中大部分为电磁式电器；低压电器中大部分为电磁式电器；由由检测部分（电磁机构）检测部分（电磁机构）和和执行部分（触头系统）执行部分（触头系统）两部分组成。两部分组成。电子科技大学中山学院机电工程系(一)电磁机构电磁机构1 1、结构形式、结构形式包括包括吸引线圈吸引线圈、铁心铁心、衔铁衔铁作用作用：将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触头动作带动

10、触头动作按衔铁的运动方式可分为按衔铁的运动方式可分为直动式直动式和和拍合式拍合式。1-衔铁 2-铁心 3-吸引线圈直动式电磁机构 1-衔铁 2-铁心 3- 吸引线圈拍合式电磁机构 电子科技大学中山学院机电工程系直流线圈直流线圈通电，铁心不会发热，只有线圈发热，因此线通电，铁心不会发热，只有线圈发热，因此线圈与铁心接触以利散热。线圈做成圈与铁心接触以利散热。线圈做成无骨架、高而薄的瘦无骨架、高而薄的瘦高型高型，以改善线圈自身散热。，以改善线圈自身散热。铁心和衔铁由软钢或工程铁心和衔铁由软钢或工程纯铁制成纯铁制成。交流线圈交流线圈，除线圈发热外，由于铁心中有涡流和磁滞损，除线圈发热外，由于铁心中有

11、涡流和磁滞损耗，铁心也会发热。为了改善线圈和铁心的散热情况，耗，铁心也会发热。为了改善线圈和铁心的散热情况，在在铁心与线圈之间留有散热间隙，而且把线圈做成有骨铁心与线圈之间留有散热间隙，而且把线圈做成有骨架的矮胖型。铁心用硅钢片叠成，以减少涡流架的矮胖型。铁心用硅钢片叠成，以减少涡流。吸引线圈吸引线圈：直流线圈、交流线圈直流线圈、交流线圈电子科技大学中山学院机电工程系2 2电磁机构的工作原理电磁机构的工作原理电磁铁工作时，线圈产生的磁通作用于衔铁，电磁铁工作时，线圈产生的磁通作用于衔铁，产生电磁吸力，并使衔铁产生机械位移，衔铁复位产生电磁吸力，并使衔铁产生机械位移，衔铁复位时复位弹簧将衔铁拉回

12、原位。因此作用在衔铁上的时复位弹簧将衔铁拉回原位。因此作用在衔铁上的力有两个：力有两个：电磁吸力电磁吸力和和反力反力。电磁吸力由。电磁吸力由电磁机构电磁机构产生，反力产生，反力由复位弹簧和触头等由复位弹簧和触头等产生。产生。电子科技大学中山学院机电工程系反力特性与吸力特性的配合反力特性与吸力特性的配合为了保证使衔铁能牢牢吸合，在整个吸合过为了保证使衔铁能牢牢吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反作用力，即程中，吸力都必须大于反作用力，即吸力特性高吸力特性高于反力特性于反力特性。但不能过大或过小但不能过大或过小，吸力过大时，动、静触，吸力过大时，动、静触头接触时以及衔铁与铁心接触时的冲击力也大

13、，头接触时以及衔铁与铁心接触时的冲击力也大，会使触头和衔铁发生弹跳，导致触头的熔焊或烧会使触头和衔铁发生弹跳，导致触头的熔焊或烧毁，影响电器的机械寿命；吸力过小时，会使衔毁，影响电器的机械寿命；吸力过小时，会使衔铁运动速度降低，难以满足高操作频率的要求。铁运动速度降低，难以满足高操作频率的要求。电子科技大学中山学院机电工程系交流电磁机构上交流电磁机构上短路环的作用短路环的作用单相交流电磁机构的磁通是交变的，故其电磁吸力是脉单相交流电磁机构的磁通是交变的，故其电磁吸力是脉动的，使衔铁产生振动，发出噪声动的，使衔铁产生振动，发出噪声消除振动的措施：在铁心柱上安装短路环消除振动的措施：在铁心柱上安装

14、短路环结构图结构图电磁吸力图电磁吸力图 电子科技大学中山学院机电工程系常闭触头常闭触头常开触头常开触头（二）触头系统（二）触头系统是接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电是接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路路按其所控制的电路：按其所控制的电路：主触头、辅助触头主触头、辅助触头按其原始状态：按其原始状态：常开触头、常闭触头常开触头、常闭触头按其结构形式：按其结构形式：桥型触头、指型触头桥型触头、指型触头按其接触形式：按其接触形式：点接触、线接触、面接触点接触、线接触、面接触电子科技大学中山学院机电工程系（三）灭弧工作原理（三）灭弧工作原理 什么是电弧？什么是电弧？当两个触头断开瞬间，当

15、两个触头断开瞬间，触头间距极小，电场触头间距极小，电场强度极大，触头间产强度极大，触头间产生大量的带电粒子，生大量的带电粒子，形成炽热的电子流，形成炽热的电子流，产生产生弧光放电弧光放电现象现象电子科技大学中山学院机电工程系v常用灭弧方法常用灭弧方法迅速增大电弧长度迅速增大电弧长度电弧长度增加，使触头间隙增加，电场强度降低，电弧长度增加，使触头间隙增加，电场强度降低，同时又使散热面积增大，降低电弧温度。同时又使散热面积增大，降低电弧温度。冷却冷却使电弧与冷却介质接触，带走电弧热量。使电弧与冷却介质接触，带走电弧热量。电子科技大学中山学院机电工程系v常用灭弧装置常用灭弧装置电动力吹弧电动力吹弧双

16、断点桥式触头在分断时具有电动力吹弧功能，不用任双断点桥式触头在分断时具有电动力吹弧功能，不用任何附加装置，便可使电弧迅速熄灭。这种灭弧方法多用何附加装置，便可使电弧迅速熄灭。这种灭弧方法多用于小容量交流接触器中。于小容量交流接触器中。电子科技大学中山学院机电工程系磁吹灭弧装置磁吹灭弧装置利用电弧电流本身灭弧，灭弧电流越大，灭弧能力越强。利用电弧电流本身灭弧，灭弧电流越大，灭弧能力越强。广泛应用于直流接触器。广泛应用于直流接触器。磁吹线圈磁吹线圈 铁心铁心 磁吹线圈磁场磁吹线圈磁场 动触头动触头 电动力电动力F 导磁夹板导磁夹板电子科技大学中山学院机电工程系栅片灭弧栅片灭弧灭弧栅片由许多镀铜薄钢

17、片组成，安放在触头上方的灭灭弧栅片由许多镀铜薄钢片组成，安放在触头上方的灭弧罩内。弧罩内。电子科技大学中山学院机电工程系常用低压控制电器常用低压控制电器 低压隔离器低压隔离器 熔断器熔断器 控制继电器控制继电器 按钮按钮 行程开关行程开关 凸轮控制器凸轮控制器 主令控制器主令控制器 接近开关接近开关接触器接触器低压断路器低压断路器电子科技大学中山学院机电工程系1.2 1.2 主令电器主令电器n自动控制系统中用于自动控制系统中用于发送控制指令发送控制指令的电器。的电器。 n主令电器是用来主令电器是用来接通和分断接通和分断控制电路以发布控制电路以发布命令、或对生产过程作命令、或对生产过程作程序控制

18、程序控制的开关电器。的开关电器。n它包括控制按钮它包括控制按钮( (简称按钮简称按钮) )、行程开关、凸、行程开关、凸轮控制器与主令控制器等。轮控制器与主令控制器等。电子科技大学中山学院机电工程系v按钮按钮按钮是用人力操作、并具有弹簧储能复位的主令电按钮是用人力操作、并具有弹簧储能复位的主令电器。它的结构最简单而应用却最广泛。器。它的结构最简单而应用却最广泛。作用：作用：在低压控制线路中常用于远距离发出控制信在低压控制线路中常用于远距离发出控制信号或用于电气联锁线路。号或用于电气联锁线路。结构结构：从剖面结构图可看到，有：从剖面结构图可看到，有两对两对静触点静触点、一对、一对动触点动触点、按钮

19、按钮帽帽及及弹簧弹簧等部分。等部分。在常态时，静触点在常态时，静触点1 1由动触点接通、由动触点接通、静触点静触点2 2是断开的；按下按钮帽时是断开的；按下按钮帽时静触点的通断状态发生变化。静触点的通断状态发生变化。按钮按钮（接通或断开电流较小的控制电路）接通或断开电流较小的控制电路） 常开常开(动合动合)按钮按钮电路符号电路符号SB 复合按钮复合按钮复合按钮：复合按钮： 常开按钮和常开按钮和 常闭按钮做在一起。常闭按钮做在一起。 先断后合先断后合 电路符号电路符号SB 常闭常闭(动断动断)按钮按钮电路符号电路符号SB电子科技大学中山学院机电工程系电子科技大学中山学院机电工程系按钮型号按钮型号

20、LA25-23电子科技大学中山学院机电工程系v行程开关行程开关利用运动部件的行程位置实现控制利用运动部件的行程位置实现控制行程开关是用于反映工作机械的行程、发行程开关是用于反映工作机械的行程、发 布命令以控制其运动方向或行程大小的主令布命令以控制其运动方向或行程大小的主令电器，当它安装在工作机械行程终点、以限电器，当它安装在工作机械行程终点、以限制其行程时，就称为制其行程时，就称为限位开关限位开关或终点开关或终点开关 电子科技大学中山学院机电工程系直动式行程开关1顶杆 2弹簧 3常闭触头 4触头弹簧 5常开触头SQSQ 常开触头常开触头 常闭触头常闭触头电子科技大学中山学院机电工程系滚轮旋转式

21、行程开关电子科技大学中山学院机电工程系v凸轮控制器凸轮控制器作用：作用：用于起重设备和其他电力拖动装置，以控用于起重设备和其他电力拖动装置，以控制电动机的起动、正反转、调速和制动制电动机的起动、正反转、调速和制动结构：结构：凸轮控制器主要由凸轮控制器主要由手柄、定位机构、手柄、定位机构、转轴、凸轮和触头转轴、凸轮和触头组成组成电子科技大学中山学院机电工程系电子科技大学中山学院机电工程系SA后后前前01 2121234凸轮控制器的图形、文字符号凸轮控制器的图形、文字符号电子科技大学中山学院机电工程系v主令控制器主令控制器n主令控制器是主令控制器是按预定程序转换控制电路按预定程序转换控制电路，供电

22、力驱，供电力驱动装置作频繁转换控制线路用。动装置作频繁转换控制线路用。n频繁按顺序切换多个控制电路的主令电器。与接触频繁按顺序切换多个控制电路的主令电器。与接触器等配合，实现对电动机、起重机、轧钢机及其他器等配合，实现对电动机、起重机、轧钢机及其他生产机械的远距离控制。生产机械的远距离控制。它一般由触头、凸轮、定位它一般由触头、凸轮、定位机构、转轴、面板及其支承机构、转轴、面板及其支承件等部分组成。件等部分组成。电子科技大学中山学院机电工程系v接近开关接近开关 无触点非接触式位置开关，是一种开关型的传感无触点非接触式位置开关，是一种开关型的传感器。当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需器。当

23、物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作。接近要机械接触及施加任何压力即可使开关动作。接近开关由感应头、高频振荡器、放大器和外壳组成。开关由感应头、高频振荡器、放大器和外壳组成。接近开关有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型。接近开关有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型。 电子科技大学中山学院机电工程系接近开关接近开关电子科技大学中山学院机电工程系 涡流式（电感式）接近开关涡流式（电感式）接近开关涡流式接近开关也被称为是电感式接近开关，它的工作原涡流式接近开关也被称为是电感式接近开关，它的工作原理是当导电物体接近磁场所形成的涡流。涡流式接近开关理是当导电物体接

24、近磁场所形成的涡流。涡流式接近开关在有物体接近时，其周围的磁场就会使物体内部产生涡流，在有物体接近时，其周围的磁场就会使物体内部产生涡流，并反作用于涡流式接近开关内部的电路，从而判断物体的并反作用于涡流式接近开关内部的电路，从而判断物体的靠近和开关的通断。只能检测金属物体。靠近和开关的通断。只能检测金属物体。 电容式接近开关电容式接近开关电容式接近开关是利用电容的介电常数变化来感知物体位电容式接近开关是利用电容的介电常数变化来感知物体位移的。电容式接近开关在周围有物体移动时，电容的介电移的。电容式接近开关在周围有物体移动时，电容的介电常数会发生改变，导致电容量的变化，电容式接近开关的常数会发生

25、改变，导致电容量的变化，电容式接近开关的相连电路状态也就随之发生变化，并控制开关的通断。能相连电路状态也就随之发生变化，并控制开关的通断。能检测各种物体。检测各种物体。接近开关种类接近开关种类电子科技大学中山学院机电工程系 霍尔接近开关霍尔接近开关霍尔接近开关是依靠磁敏元件来感应物体位移的，它的主霍尔接近开关是依靠磁敏元件来感应物体位移的，它的主要元件就是霍尔元件，因此得名霍尔接近开关。霍尔接近要元件就是霍尔元件，因此得名霍尔接近开关。霍尔接近开关工作时，磁性物体的位移会令霍尔元件产生霍尔效应，开关工作时，磁性物体的位移会令霍尔元件产生霍尔效应，而使得开关内部电路状态变化，并控制开关的通断。而

26、使得开关内部电路状态变化，并控制开关的通断。 光电式接近开关光电式接近开关光电式接近开关的工作原理是光电效应。光电式接近开关光电式接近开关的工作原理是光电效应。光电式接近开关的组成部件包括发光器件和光电器件，当有物体在光电式的组成部件包括发光器件和光电器件，当有物体在光电式接近开关周围发生位移时，光电器件就会接收到反射光并接近开关周围发生位移时，光电器件就会接收到反射光并输出信号，由此来判断物体的位移并控制开关的通断。输出信号，由此来判断物体的位移并控制开关的通断。电子科技大学中山学院机电工程系 热释电式接近开关热释电式接近开关热释电式接近开关是依靠温度变化的感知来确定被测量物热释电式接近开关

27、是依靠温度变化的感知来确定被测量物体位移的一种接近开关。热释电式接近开关的工作对象是体位移的一种接近开关。热释电式接近开关的工作对象是与环境温度不同的物体，当此类物体接近开关时，热释电与环境温度不同的物体，当此类物体接近开关时，热释电器件的输出会发生变化，以此即可判断物体的位移和控制器件的输出会发生变化，以此即可判断物体的位移和控制开关的通断。开关的通断。在防盗系统中，自动门通常使用热释电接近在防盗系统中，自动门通常使用热释电接近开关、超声波接近开关、微波接近开关。开关、超声波接近开关、微波接近开关。 超声波接近开关和微波接近开关超声波接近开关和微波接近开关超声波接近开关和微波接近开关都是以多

28、普勒效应为基本超声波接近开关和微波接近开关都是以多普勒效应为基本原理而设计制造的。超声波接近开关和微波接近开关在检原理而设计制造的。超声波接近开关和微波接近开关在检测到周围的物体接近时，所接收到的波频率就会发生偏移，测到周围的物体接近时，所接收到的波频率就会发生偏移，根据偏移信号即可判断出位移的状态及控制开关的通断。根据偏移信号即可判断出位移的状态及控制开关的通断。电子科技大学中山学院机电工程系1.3 1.3 接触器接触器接触器是一种自动化的控制电器。接触器是一种自动化的控制电器。接触器主接触器主要用于频繁接通或分断交、直流主回路和大要用于频繁接通或分断交、直流主回路和大容量控制电路容量控制电

29、路，具有控制容量大，可远距离，具有控制容量大，可远距离操作，具有欠（零）电压保护的特点，广泛操作，具有欠（零）电压保护的特点，广泛应用于自动控制电路。应用于自动控制电路。其主要控制对象是电动机，也可用于控制其其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等容器组等。电子科技大学中山学院机电工程系接触器主要由接触器主要由电磁系统电磁系统、触头系统触头系统和和灭弧装灭弧装置置组成组成1-主触头2-常闭辅助触头3-常开辅助触头4-衔铁5-电磁线圈6-铁心7-灭弧罩8-弹簧电子科技大学中山学院机电工程系电磁线圈通电铁心产生磁力吸

30、引衔铁，带动动触头动作常闭触头断开常开触头闭合电磁线圈断电衔铁在释放弹簧的作用下释放常开触头断开常闭触头闭合通电断电交流接触器交流接触器的的触点触点有三个有三个常开主触点常开主触点，四个辅助触点四个辅助触点( (两个常开，两个常闭两个常开，两个常闭) )。主触点控制开关电流较大，必须采取主触点控制开关电流较大，必须采取灭弧措施，一般都为桥梁形结构灭弧措施，一般都为桥梁形结构电子科技大学中山学院机电工程系接触器的图形、文字符号接触器的图形、文字符号KM常闭辅助触点常闭辅助触点线圈线圈KM主触点主触点KM常开辅助触点常开辅助触点KM电子科技大学中山学院机电工程系n交流接触器线圈通以交流电，主触头接

31、通、分断交交流接触器线圈通以交流电，主触头接通、分断交流主电路流主电路n对于交流线圈，除线圈发热外，由于铁心中有涡流对于交流线圈，除线圈发热外，由于铁心中有涡流和磁滞损耗，铁心也要发热。为了改善线圈和铁心和磁滞损耗，铁心也要发热。为了改善线圈和铁心的散热情况，在铁心与线圈之间留有散热间隙，而的散热情况，在铁心与线圈之间留有散热间隙，而把线圈做成有骨架的矮胖型。铁心用硅钢片叠成，把线圈做成有骨架的矮胖型。铁心用硅钢片叠成，以减少涡流。以减少涡流。交流接触器交流接触器电子科技大学中山学院机电工程系电子科技大学中山学院机电工程系n直流接触器线圈通以直流电流，主触头接通、切断直流接触器线圈通以直流电流

32、，主触头接通、切断直流主电路直流主电路n对于直流线圈，铁心不发热，只有线圈发热，因此对于直流线圈，铁心不发热，只有线圈发热，因此线圈与铁心接触以利于散热。线圈做成无骨架、高线圈与铁心接触以利于散热。线圈做成无骨架、高而薄的瘦高型，以改善线圈自身散热。而薄的瘦高型，以改善线圈自身散热。直流接触器直流接触器适用频繁启动、停止适用频繁启动、停止直流电动机及直流电直流电动机及直流电动换向或反接制动等动换向或反接制动等电子科技大学中山学院机电工程系接触器的主要技术数据和选用原则接触器的主要技术数据和选用原则接触器的型号及代表的意义接触器的型号及代表的意义CJ/交流接触器代号交流接触器代号设计序号设计序号

33、额定电流额定电流A（用数字表示）（用数字表示）额定工作电压代号：额定工作电压代号：03-380V06-660V11-1140V例如：例如：CJ20-630/06表示交流接触器，额定电流表示交流接触器，额定电流630A，额定电压，额定电压660V电子科技大学中山学院机电工程系CZ/直流接触器代号直流接触器代号设计序号设计序号额定电流额定电流A（用数字表示）（用数字表示）常开主触头数量常开主触头数量常闭主触头数量常闭主触头数量例如：例如：CZ18-40/10表示直流接触器，额定电流表示直流接触器，额定电流40A，常开主触头是，常开主触头是1对，常闭对，常闭0电子科技大学中山学院机电工程系v额定电压

34、：额定电压：主触头的额定电压，应主触头的额定电压，应等于负载的额定等于负载的额定电压电压v额定电流：额定电流：主触头的额定电流，应主触头的额定电流，应等于或稍大于负等于或稍大于负载的额定电流载的额定电流v电磁线圈的额定电压：电磁线圈的额定电压：等于控制回路的电源电压，等于控制回路的电源电压，交流线圈交流线圈3636、127127、220220、380380；直流线圈；直流线圈2424、4848、110110、220220v触头数目：触头数目：应能满足控制线路的要求应能满足控制线路的要求v额定操作频率：额定操作频率：指每小时接通次数指每小时接通次数接触器选用原则接触器选用原则电子科技大学中山学院

35、机电工程系v控制继电器控制继电器l 继电器是一种自动电器，它继电器是一种自动电器，它适用于远距离接通和分适用于远距离接通和分断交、直流小容量控制电路断交、直流小容量控制电路，并在电力驱动系统中并在电力驱动系统中供控制、保护及信号转换用供控制、保护及信号转换用l 继电器的继电器的输人量输人量通常是电流、电压等电量，也可以通常是电流、电压等电量，也可以是温度、压力、速度等非电量，是温度、压力、速度等非电量，输出量输出量则是触点动则是触点动作时发出的电信号或输出电路的参数变化作时发出的电信号或输出电路的参数变化l 继电器实际上是一种可以用低电压、小电流来控制继电器实际上是一种可以用低电压、小电流来控

36、制大电流、高电压的自动开关大电流、高电压的自动开关继电器继电器1.4 1.4 继电器继电器当放开按钮后，由电源提供电流的电路被切断，但电容当放开按钮后，由电源提供电流的电路被切断，但电容C两端两端存在电压，还能维持晶体管工作，随着时间的延迟，电容中的存在电压，还能维持晶体管工作，随着时间的延迟，电容中的电荷经过电阻电荷经过电阻R与晶体管的发射结泄放，电容两端的电压逐渐与晶体管的发射结泄放，电容两端的电压逐渐下降，当晶体管下降，当晶体管U0.5V以后，以后，VT截止，继电器线圈失去电压截止，继电器线圈失去电压而释放，触点被打开，灯泡的电源被切断而熄灭。这个电路，而释放，触点被打开，灯泡的电源被切

37、断而熄灭。这个电路，按一下按钮开关按一下按钮开关 ，灯亮，灯亮20秒左右自动熄灭秒左右自动熄灭(延时时间的长短可延时时间的长短可调节电容调节电容 的容量的容量)，可做走廊照明灯的控制装置。，可做走廊照明灯的控制装置。这个实例告这个实例告诉我们，利用继电器可以低电压诉我们，利用继电器可以低电压( 6V)、弱电流、弱电流(几十毫安几十毫安)来控来控制高电压制高电压( 220V)、强电流、强电流(几百毫安几百毫安)的电路。的电路。 当按下按钮开关当按下按钮开关S后，晶体管后，晶体管VT 立即饱和导通，电源电压立即饱和导通，电源电压(6v )加加在继电器线圈的两端，使它吸合，在继电器线圈的两端，使它吸

38、合，常开触点闭合，常开触点闭合，“220V 、40W ”的灯泡电源被接通而发光。同时，的灯泡电源被接通而发光。同时，电容电容C被迅速充电，使它的两端被迅速充电，使它的两端电压也达电压也达6V。电子科技大学中山学院机电工程系按输入信号可分为按输入信号可分为：电压继电器、电流继电器、：电压继电器、电流继电器、功率继电器、速度继电器、压力继电器、温度继电功率继电器、速度继电器、压力继电器、温度继电器等；器等；按工作原理可分为按工作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器，热继电器等；器、电动式继电器、电子式继电器，热继电器等；按用途可分为按用途可分

39、为：控制与保护继电器；：控制与保护继电器；按输出形式可分为按输出形式可分为：有触点和无触点继电器。：有触点和无触点继电器。 继电器分类继电器分类继电器继电器电子科技大学中山学院机电工程系继电器特性继电器特性l 输入输出特性（继电特性）输入输出特性（继电特性）yxy1x1x2继电器释放值继电器释放值继电器吸合值继电器吸合值继电器的返回系数：继电器的返回系数：k=x1/x2继电器继电器电子科技大学中山学院机电工程系返回系数实际上反映了继电器吸力特性和反力特性返回系数实际上反映了继电器吸力特性和反力特性配合的紧密程度，是电压和电流继电器的重要参数，配合的紧密程度，是电压和电流继电器的重要参数，不同的

40、场合要求不同的不同的场合要求不同的K K值。值。一般继电器要求低的返回系数，一般继电器要求低的返回系数，K Kf f值应在值应在0.1-0.40.1-0.4之间；欠电压继电器则要求高的返回系数，之间；欠电压继电器则要求高的返回系数，k k值在值在0.60.6以上。以上。k k值可以调整：值可以调整：调节释放弹簧的松紧程度调节释放弹簧的松紧程度调整铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄调整铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄继电器继电器电子科技大学中山学院机电工程系l 吸合时间和释放时间吸合时间和释放时间吸合时间吸合时间：指从线圈接受电信号到衔铁吸合所需：指从线圈接受电信号到衔铁吸合所需的时间的时间释放时间释放时

41、间：指从线圈失电到衔铁完全释放所需的：指从线圈失电到衔铁完全释放所需的时间时间其大小影响继电器的操作频率其大小影响继电器的操作频率继电器继电器电子科技大学中山学院机电工程系继电器继电器12345电子科技大学中山学院机电工程系1.底座 2.反力弹簧 3、4.调节螺钉 5.非磁性垫片6.衔铁 7.铁芯 8.极靴 9.电磁线圈 10.触点系统电电磁磁式式继继电电器器结结构构图图1.底座 2.反力弹簧 3、4.调节螺钉 5.非磁性垫片6.衔铁 7.铁芯 8.极靴 9.电磁线圈 10.触点系统电电磁磁式式继继电电器器结结构构图图n电磁式继电器的结构和工作原理电磁式继电器的结构和工作原理由由电磁机构电磁机

42、构、触头系统触头系统和和释放弹簧释放弹簧等组成等组成电磁式继电器根据外来电磁式继电器根据外来信号（电压或电流），信号（电压或电流），利用电磁原理使衔铁产利用电磁原理使衔铁产生闭合动作，从而带动生闭合动作，从而带动触头动作，使控制电路触头动作，使控制电路接通或断开，实现控制接通或断开，实现控制电路的状态改变。继电电路的状态改变。继电器的触头不能用来接通器的触头不能用来接通和分断负载电路。和分断负载电路。电磁式继电器电磁式继电器1电子科技大学中山学院机电工程系v电流继电器电流继电器电磁线圈串接在电路中，触头的动作与否与线圈中电磁线圈串接在电路中，触头的动作与否与线圈中电流大小直接相关。实现电流大小

43、直接相关。实现欠电流、过电流欠电流、过电流保护保护过电流继电器过电流继电器：继电器线圈中流过的负载电流比额继电器线圈中流过的负载电流比额定负载电流大一定值时，衔铁吸合带动触头动作定负载电流大一定值时，衔铁吸合带动触头动作欠电流继电器欠电流继电器：当负载电流降低到继电器释放电流当负载电流降低到继电器释放电流时，衔铁释放，触头动作。时，衔铁释放，触头动作。只有直流欠电流继电器，只有直流欠电流继电器，用于他励直流电动机等的失磁保护，当他励直流电用于他励直流电动机等的失磁保护，当他励直流电动机轻载运行时，一旦励磁电流过低或消失，电动动机轻载运行时，一旦励磁电流过低或消失，电动机就会发生高速机就会发生高

44、速“飞车飞车”故障，容易造成事故。故障，容易造成事故。电磁式继电器电磁式继电器电子科技大学中山学院机电工程系v电压继电器电压继电器触头的动作与线圈的动作电压大小有关的继电器称触头的动作与线圈的动作电压大小有关的继电器称为电压继电器。为电压继电器。 它并接在电路电压上，实现它并接在电路电压上，实现欠电欠电压、过电压、零电压压、过电压、零电压保护保护过电压继电器：过电压继电器：当线圈电压高于额定电压时衔铁动当线圈电压高于额定电压时衔铁动作吸合；当电压降低到释放电压时，衔铁返回释放作吸合；当电压降低到释放电压时，衔铁返回释放状态。状态。由于直流电路不会产生波动较大的过电压现象，只有由于直流电路不会产

45、生波动较大的过电压现象，只有交交流过电压继电器流过电压继电器，在电路中起过电压保护作用。，在电路中起过电压保护作用。电磁式继电器电磁式继电器电子科技大学中山学院机电工程系欠电压继电器：欠电压继电器：电路正常工作时，欠电压继电器吸电路正常工作时，欠电压继电器吸合，当电路电压减小其额定电压的某一值时，欠电合，当电路电压减小其额定电压的某一值时，欠电压继电器释放，对电路起欠电压保护。压继电器释放，对电路起欠电压保护。零电压继电器：零电压继电器：机床电器因为偶然原因断电时，为机床电器因为偶然原因断电时，为避免电源恢复时，设备自行启动造成事故，而要求避免电源恢复时，设备自行启动造成事故，而要求人为再次进

46、行启动称为零电压保护。人为再次进行启动称为零电压保护。电磁式继电器电磁式继电器电子科技大学中山学院机电工程系v中间继电器中间继电器 中间继电器实质上是一中间继电器实质上是一种电压继电器。但它的触点种电压继电器。但它的触点数量较多，在电路中主要是数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。扩展触点的数量。 中间继电中间继电器在电气传动和控制线路中器在电气传动和控制线路中经常作为辅助继电器使用。经常作为辅助继电器使用。电磁式继电器电磁式继电器电子科技大学中山学院机电工程系电磁式继电器的图形符号和文字符号电磁式继电器的图形符号和文字符号电流继电器的文字符号为电流继电器的文字符号为KI电压继电器的文字符号

47、为电压继电器的文字符号为KV中间继电器的文字符号为中间继电器的文字符号为KA KAKAKA( (a)a)线圈线圈 ( (b)b)常开触头常开触头 ( (c)c)常闭触头常闭触头电磁式继电器电磁式继电器电子科技大学中山学院机电工程系从得到输入信号（线圈的通电或断电）开始，经过从得到输入信号（线圈的通电或断电）开始，经过一定的延时后才输出信号（触头的闭合或断开）的一定的延时后才输出信号（触头的闭合或断开）的继电器，称为时间继电器继电器，称为时间继电器p通电延时通电延时接受输入信号后，接受输入信号后，延迟一定的时间延迟一定的时间，输出信号才发，输出信号才发生变化；当输入信号消失后，输出生变化；当输入

48、信号消失后，输出瞬时瞬时复原。复原。p断电延时断电延时接收输入信号时，接收输入信号时，瞬间瞬间产生输出信号；输入信号消产生输出信号；输入信号消失后，失后，延迟一定时间延迟一定时间，输出才复原。，输出才复原。时间继电器时间继电器2电子科技大学中山学院机电工程系v直流电磁式时间继电器直流电磁式时间继电器这种继电器仅作这种继电器仅作断电延时断电延时，其延，其延时时间较短，一般用于延时精度时时间较短，一般用于延时精度要求不高的场合。要求不高的场合。直流电磁式时间继电器延时时间直流电磁式时间继电器延时时间的长短是靠改变铁心与衔铁间非的长短是靠改变铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄或改变释放弹簧磁性垫片的厚薄或

49、改变释放弹簧的松紧来调节的。的松紧来调节的。时间继电器时间继电器电子科技大学中山学院机电工程系JT3系列直流电磁式时间继电器用于电力拖动线系列直流电磁式时间继电器用于电力拖动线 路路中作为时间（仅在产品断电时延时）电压，欠电流中作为时间（仅在产品断电时延时）电压，欠电流及中间继电器之用及中间继电器之用时间继电器时间继电器电子科技大学中山学院机电工程系v空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器利用空气阻尼作用达到延时的目的。可用于通电延利用空气阻尼作用达到延时的目的。可用于通电延时和断电延时。时和断电延时。由电磁机构、延时机构、触头组成。由电磁机构、延时机构、触头组成。特点特点：结构简单、价格低

50、廉、延时范围结构简单、价格低廉、延时范围0.4S-180S0.4S-180S；但延时误差大但延时误差大用途用途：用于延时精度要求不高的交流控制电路中用于延时精度要求不高的交流控制电路中时间继电器时间继电器电子科技大学中山学院机电工程系JS7-A系列时间继电器主要适用于交流系列时间继电器主要适用于交流50Hz、额、额定电压至定电压至380V的电路中，通常用在自动或半自动的电路中，通常用在自动或半自动控制系统中，按预定的时间使被控元件动作。控制系统中，按预定的时间使被控元件动作。时间继电器时间继电器电子科技大学中山学院机电工程系v晶体管式时间继电器晶体管式时间继电器又称电子式时间继电器，常用的有阻

51、容式时又称电子式时间继电器，常用的有阻容式时间继电器，利用电容对电压变化的阻尼作用间继电器，利用电容对电压变化的阻尼作用来实现延时。来实现延时。 特点特点：体积小、延时范围大、延时精度高、寿命长。：体积小、延时范围大、延时精度高、寿命长。应用应用：广泛用于电力拖动、顺序控制及各种生产过：广泛用于电力拖动、顺序控制及各种生产过程的自动控制中。程的自动控制中。时间继电器时间继电器电子科技大学中山学院机电工程系JSJ型晶体管时间继电器适用于交流型晶体管时间继电器适用于交流50Hz，额定电，额定电压压380V及以下或直流及以下或直流24V及以下的控制电路中作延及以下的控制电路中作延时元件，按预定的时间

52、接通或分断电路时元件，按预定的时间接通或分断电路 时间继电器时间继电器电子科技大学中山学院机电工程系v电动机式时间继电器电动机式时间继电器v数显时间继电器数显时间继电器时间继电器时间继电器利用微型同步电动机带动减速齿轮利用微型同步电动机带动减速齿轮系获得延时。延时准确度高。系获得延时。延时准确度高。延时时间可通过键盘任意设定，延时时间可通过键盘任意设定，用用LCDLCD显示时间。显示时间。电子科技大学中山学院机电工程系(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (a) (a) 线圈一般符号线圈一般符号 (b) (b) 通电延时线圈通电延时线圈 (c) (c) 断电延时线圈断

53、电延时线圈 (d) (d) 通电延时闭通电延时闭合动合（常开）触点合动合（常开）触点 (e) (e) 通电延时断开动断（常闭）触点通电延时断开动断（常闭）触点 （f f）断电延时断）断电延时断开动合（常开）触点开动合（常开）触点 （g g）断电延时闭合动断（常闭）触点（）断电延时闭合动断（常闭）触点（h h）瞬动触点）瞬动触点 时间继电器时间继电器电子科技大学中山学院机电工程系发热元件发热元件功能功能：过载保护：过载保护结构结构：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

54、的下层膨胀系数大，使其属片被烤热。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。向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板扣板FRFR热继电器热继电器3电子科技大学中山学院机电工程系热继电器是用来保护电热继电器是用来保护电动机免受长期过载的危动机免受长期过载的危害。害。 热继电器是利用电流的热继电器是利用电流的热效应而动作的热效应而动作的 IIII当主电路中电流超过当主电路中电流超过容许值而使双金属片容许值而使双金属片受热时，它便向上弯受热时，它便向上弯曲扣板在弹簧的拉力曲扣板在弹簧的拉力下将长闭触点断开，下将长闭触点断开，从而断开主电路。从而断开主电路。热继电器热

55、继电器电子科技大学中山学院机电工程系热继电器热继电器JRJR系列具有断相保护、温度补偿、动作指系列具有断相保护、温度补偿、动作指示、自动与手动复位、动作可靠示、自动与手动复位、动作可靠 发热元件发热元件串联在主电路中串联在主电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热继电器热继电器电子科技大学中山学院机电工程系v在自动控制中，有时需要根据电动机转速的高低来在自动控制中，有时需要根据电动机转速的高低来接通和分断某些电路，例如鼠笼式电动机的反接制接通和分断某些电路，例如鼠笼式电动机的反接制动，当电动机的转速降到很低时应立即切断电流以动，当电动机的转速降到很低时应立即切断电流以防

56、止电动机反向启动，这种动作就需要速度继电器防止电动机反向启动，这种动作就需要速度继电器来控制完成来控制完成v速度继电器主要用于速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控笼型异步电动机的反接制动控制或能耗控制电路中，作为电动机制动后自动切断制或能耗控制电路中，作为电动机制动后自动切断电动机电源用电动机电源用v速度继电器主要由速度继电器主要由定子定子、转子转子和和触头触头三部分组成三部分组成4电子科技大学中山学院机电工程系定子定子-由硅钢片迭成由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕上，装有鼠笼型短路绕组。组。符号符号转子转子-圆柱形永久磁圆柱形永久磁铁，与电动机

57、同轴连铁，与电动机同轴连接。接。速度继电器速度继电器电子科技大学中山学院机电工程系电子科技大学中山学院机电工程系JY1型速度继电器是利用电磁感应原理工作的感型速度继电器是利用电磁感应原理工作的感 应应式速度继电器，广泛用于生产机械运动部件的速度式速度继电器，广泛用于生产机械运动部件的速度控制和反接控制快速停车。如车床主轴、铣床主轴控制和反接控制快速停车。如车床主轴、铣床主轴等等 速度继电器速度继电器电子科技大学中山学院机电工程系v固态继电器固态继电器SSR(Solid State Relay)SSR(Solid State Relay)是利用现代微是利用现代微电子技术与电力电子技术相结合电子技

58、术与电力电子技术相结合, ,而发展起来的一而发展起来的一种新型种新型无触点电子开关无触点电子开关。在逻辑控制电路中，可达。在逻辑控制电路中，可达到以弱控制强和弱强隔离的目的。到以弱控制强和弱强隔离的目的。v利用大功率三极管，功率场效应管，单向可控硅和利用大功率三极管，功率场效应管，单向可控硅和双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无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。火花地接通和断开被控电路。v相对于传统的机电式继电器，固态继电器具有功耗相对于传统的机电式继电器，固态继电器具有功耗低、体积小、工作安全可靠、寿命长、开关速度快低、体积小、工作安全可靠、寿命长

59、、开关速度快等优点，可以方便的与等优点，可以方便的与TTL/CMOSTTL/CMOS逻辑电路连接。逻辑电路连接。5电子科技大学中山学院机电工程系固态继电器由三部分组成固态继电器由三部分组成: :输入电路，隔离输入电路，隔离( (耦合耦合) )和输出电和输出电路。路。输入电路输入电路可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输入电路三种。入电路三种。输入与输出电路的输入与输出电路的隔离和耦合隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦方式有光电耦合和变压器耦合两种。合两种。输出电路输出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流也可分为直流输出电路，交流输出电路和

60、交直流输出电路等形式。交流输出时，通常使用两个可控硅或一输出电路等形式。交流输出时，通常使用两个可控硅或一个双向可控硅，直流输出时可使用双极性器件或功率场效个双向可控硅，直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管。应管。电子科技大学中山学院机电工程系固态继电器主要应用在工业控制、工厂和生产自动化、固态继电器主要应用在工业控制、工厂和生产自动化、数据的采集、测量仪器和设备、医疗系统、保安系统、数据的采集、测量仪器和设备、医疗系统、保安系统、监测监测 系统、军事、卫星等等。它是普通继电器的替系统、军事、卫星等等。它是普通继电器的替代品，是一个提供开关和隔离的开关，凡是用弱电控代品，是一个提供开关和隔