《电气控制与PLC应用》课件第一章常用低压控制电器

电气控制与PLC应用2017年9月

课程简介

是一门实践性很强的综合控制技术课程，PLC是现代工业控制技术的重要手段之一，随着企业自动化程度的不断提高，已经得到越来越广泛的应用。目前这门课已经成为机械电子工程、自动化等专业一门非常重要的专业课程。本门课包含低压电器和电气控制的基本知识、PLC控制系统组成结构、指令应用、程序设计和系统设计等部分组成。

课程任务1、认识熟悉常用低压电器元件（结构、原理、参数、符号、选用方法）。2、针对电动机的起动、制动，研究控制线路的构成和原理（典型控制环节）。3、分析典型电气控制线路的工作原理。4、掌握继电接触器控制系统的一般设计内容和方法。5、学习掌握PLC原理及应用技术。6、应用PLC进行简单的控制系统设计。达到：懂原理、会分析、能维护、能简单设计。（三字：懂、会、能）第一章常用低压电器

1.1引例

1.2知识点链接

1.2.1低压电器概述

1.2.2低压电器基础知识

1.2.3常用低压电器

1.3知识点扩展

1.4引例解答

图1-3FMS之加工站输送系统示意图1.1引例：柔性制造系统中的数控机床图1-1240型数控铣床实物图图1-2电气控制柜内部元件布置图熔断器1起短路保护作用；塑壳式漏电保护断路器2是漏电与短路保护一体化断路器，主要用于人身防触电保护和配电线路过电流及短路保护；交流接触器3和5利用主触点来开闭主电路，用辅助触点来执行控制指令;中间继电器6用于增加触点的数量及容量。图1-3电气控制柜内部低压电器示意图1.2知识点链接

1、电器的概念电器是指在电能的生产、输送、分配、应用中，实现对电路的切换、控制、检测及保护等作用的电气设备的总称。如开关、熔断器、变压器等都属于电器。（简称：一种能控制电路的设备）2、低压电器的概念

工作在交流额定电压1200V及以下，直流额定电压1500V及以下的电气线路中，实现通断、保护、控制或调节作用的电气设备。1.2.1低压电器概述3、低压电器的分类1）按工作原理分类

电磁式电器非电量控制电器2）按动作性质或操作方式分类手动电器按钮、刀开关自动电器自动开关，接触器3）按所起的作用分类

（1）控制电器

用于各种控制电路和控制系统的电器。如接触器、继电器等。

（2）主令电器用于发送控制指令以控制其它电器的动作。如按钮、主令开关等。

（3）执行电器用于完成某种动作或传送功能的电器，如电磁铁，电磁离合器，等。

（4）保护电器用于对电路或电气设备进行安全保护等。如熔断器、热继电器等。

（5）配电电器用于电能的输送和分配。如断路器等。4)按有无触点分类有触点电器刀开关、接触器

无触点电器

固态继电器（可控硅、大功率三极管组成）

5)按工作电压种类分类交流电器直流电器1.2.2低压电器基础知识电气控制系统中以电磁式低压电器的应用最广泛。电磁机构

执行机构

交流直流

触头系统灭弧装置

电磁式低压电器的基本结构一般是由电磁机构、触头系统和灭弧装置组成。1、电磁式低压电器的组成1)电磁机构主要由吸引线圈和磁路两部分组成。线圈的作用是在电流的作用下产生磁场.使衔铁在电磁吸力的作用下向铁芯移动，从而使动触头动作，以实现触头的闭合。电磁式继电器和接触器是电磁式低压电器的主要部件之一。

(1)电磁机构组成：

a.吸引线圈

b.铁芯（静铁芯）c.衔铁（动铁芯）

d.气隙

磁路

（2）电磁机构的结构形式：电磁机构三种铁芯形状：U型、E型、O型。电磁机构衔铁的两种动作方式：直动式、拍合式。电磁机构的电磁线圈分两类：直流线圈、交流线圈。

图1.4

电磁机构

a-直动式电磁机构

b-拍合式电磁机构

1-衔铁

2-铁心

3-线圈

（3）电磁机构的工作原理：作用在衔铁的力有两个：电磁吸力和反力。电磁吸力由电磁机构产生，反力一般则由释放弹簧和触点弹簧产生。电磁机构的工作原理常用吸力特性和反力特性来表示。电磁机构的吸力与气隙之间的关系曲线称为吸力特性。电磁吸力F：F=4×105B2SB=Φ/SF∝Φ2F为电磁吸力

B为气隙间磁感应强度

S为吸力处气隙截面积

Φ为气隙磁通a.吸力特性a.吸力特性：

励磁电流的种类对吸力特性有很大的影响：

（1）直流电磁机构：因为线圈上外加电压U和线圈电阻不变，流过线圈的电流I也为常数，即不受气隙δ的影响。磁通定律Φ=IN/RmRm∝δ

即Φ∝IN/δ

δ为气隙大小由于F∝Φ2，即F∝1/δ2

结论：直流电磁线圈中的电磁吸力与气隙δ平方的倒数成正比。图1.5直流电磁机构的吸力特性a.吸力特性：（2）交流电磁机构：交流电磁线圈的阻抗主要取决于电抗，电阻可忽略。

U=E=4.44fΦNΦ=U/4.44fN

当U、f、N为常数时，Φ为常数，F也为常数，因而F与气隙δ的大小无关。实际上，考虑漏磁通影响，F随

δ的减小，略有增加。当δ变化时，吸引线圈电流I也随之变化。当δ增大时，磁阻增大，线圈感抗减小，I增大；当δ减小时，磁阻变小，线圈感抗增大，I减小（忽略线圈电阻）。

结论：交流电磁线圈中的电流I与气隙δ成正比。a.吸力特性：图1-6交流电磁机构的吸力特性图1-7直流电磁机构的吸力特性a.吸力特性：

（3）应用

在一些要求可靠性较高或操作比较频繁的场合，一般不采用交流电磁机构，而采用直流电磁机构。

原因：一般U型铁芯的交流电磁机构的励磁线圈有电流通电而衔铁尚未吸合的瞬间，电流将达到吸合后的额定电流的5-6倍；E型达到10-15倍。如果衔铁被卡住不能吸合或频繁操作交流线圈可能被烧毁。b.反力特性：电磁机构使衔铁释放的力与气隙之间的关系曲线称为反力特性。电磁机构使衔铁释放的力主要是弹簧的反力。δ1为起始位置δ2为动静触头接触时的位置图1-8反力特性与吸力特性的配合关系1-直流电磁机构的吸力特性

2-交流电磁机构的吸力特性3-反力特性c.吸力特性与反力特性的配合：

为了保证衔铁牢牢吸合，反力特性必须和吸力特性配合好：

1）在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力；

2）吸力必须适中，过大导致接触时冲击力大，引起触头熔焊或烧毁，过小导致衔铁运动速度过小，难以满足高操作频率的要求。2)触头系统触头系统是电磁式低压电器的执行部件，用来接通和断开被控电路。必须具有良好的接触导电性能，应考虑其材质和结构设计。

(1)触头系统的分类：

a.按控制电路来分：主触头，辅助触头

b.按触头原始状态分：常开触头（动合触头）

常闭触头（动断触头）(2)触头的接触形式：

图1-9触头系统的接触形式

(3)触头的结构形式：

图1-9触头系统的结构形式(a)、(b)双断点桥式触点(C)单断点指形触点

（4）触点的接触压力

触头系统的电阻理想情况下：

触点闭合，接触电阻为零;触点断开，接触电阻无穷大。图1-10触点的位置示意图超行程

对于电流容量较小的电器，如机床电气控制线路所应用的接触器、继电器等，常采用银质材料作触头，其优点是银在常温下不易氧化且氧化膜电阻率与纯银相近，与其他材质（比如铜）相比，可以避免因长时间工作，触头表面氧化膜电阻率增加而造成触头接触电阻增大。

(5)触头系统的材质：3)灭弧装置(1)电弧的产生：当触头断开瞬间，触头间距离极小，电场强度极大，触头间产生大量的带电粒子，形成炽热的电子流，产生弧光发电现象，称为电弧。(强电场放射、撞击电离、热电子发射、热游离）(2)电弧的危害：

1）烧损触头，降低电器寿命

2）电路切断时间延长，甚至不能断开

3）弧光短路，引起火灾(3)灭弧的措施：降低电弧温度，减少电弧两端电压

a.机械性拉弧

分断触点时，迅速增加电弧长度，使单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不够而熄弧。b.磁吹式灭弧

电弧在磁场中受力，急速进入灭弧罩，电弧被拉长并受到冷却而很快被熄灭。其利用电弧本身电流，电弧电流越大，吹弧能力越强，广泛应用于直流灭弧装置中。c.栅片灭弧

电弧被被推入彼此绝缘的多组镀铜薄钢片（栅片）中，分割成多组串联的短弧,每段电弧电压变小

。两个栅片间电压必须有150~250V，电弧才能重燃）d.窄缝灭弧

依靠磁场的作用，将电弧驱入耐弧材料制成的窄缝中，以加快电弧的冷却,这种灭弧装置多用于交流接触器。2、低压电器主要技术参数—额定值1）额定工作电压：保证低压电器正常工作的电压值，一般指触点的额定电压和电磁式电器电磁线圈的额定工作电压。2）额定工作电流：在额定工作电压、额定频率和额定工作制下所允许通过的电流。3）通断能力：包括接通能力和断开能力。接通能力是指开关闭合电路不会造成触点熔焊的能力；断开能力是指开关断开时电路能可靠灭弧的能力；4）寿命：机械寿命和电气寿命。1.2.3常用低压电器1）刀开关一种结构最简单，应用最广泛的手动电器，用作电源开关和小容量电动机非频繁启动的操作开关。（1）

开启式负荷开关：

a.结构：操作手柄、熔丝、触刀，触头座，底座等

b.胶壳防止电弧伤人及极间电弧短路，熔丝起短路保护。

c.安装时，瓷底应与地面垂直，手柄向上。

d.接线时，应将电源进线接在上端的进线座，负载接在熔丝下端的出线座。1、配电电器（2）

封闭式负荷开关：封闭式复合开关结构图HH3系列封闭式负荷开关实物外形（3）刀开关的选择：a.根据使用场合选择刀开关的类型、极数和操作方式，刀的极数要与电源进线数相等。b.根据刀开关的作用和安装形式选用是否带灭弧装置，若分断负载电流时，应选择带灭弧装置的刀开关。c.刀开关的额定电压应大于或等于所控制电路的额定电压。d.刀开关额定电流应大于或等于负载的额定电流，对于电动机负载，应考虑其起动电流，宜选用额定电流大一级的刀开关。开启式负荷开关额定电流可取电动机额定电流的3倍，封闭式负荷开关额定电流可取电动机额定电流的1.5倍。（4）刀开关的图文符号2)低压断路器（自动空气开关）是一种具有多种保护功能的手动开关，是低压配电电网中的主要开关电器之一。(1)结构、工作原理：

a.结构：操作机构、触头、保护装置（脱扣器）、灭弧装置

b.工作原理

(2)低压断路器的典型产品

1）万能式（框架式）

2）塑料外壳式

3）小型数模式

(3)低压断路器的主要技术参数a.额定电压：低压断路器在长期工作时的允许电压，通常等于或大于电路的额定电压。b.额定电流：就是过电流脱扣器的额定电流，是指低压断路器在长期工作时允许通过的持续电流。c.分断能力：低压断路器在规定的电压、频率以及规定的线路参数（交流电路为功率因数，直流电路为时间常数）下，所能接通和分断的短路电流值。通常采用额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种表示法。d.分断时间：低压断路器切断故障电流所需时间，即从出现短路的瞬间开始至触点分离后电弧熄灭，电路完全分断所需要的时间。框架式和塑壳式低压断路器的动作时间一般为（30-60）ms；电流式或快速低压断路器一般小于20ms。

(4)低压断路器的选型

a）断路器的额定电流、电压大于等于线路设备的正常工作电流、电压。

b）断路器的极限通断电流大于等于电路最大工作电流。（防止主触点烧死）

c）欠电压脱扣器的额定电压等于线路额定电压（防止烧毁）

d）过电流脱扣器的额定电流等于线路最大负载电流

e）配电线路中的上、下级断路器的保护特性应协调配合，下线的保护特性应位于上级保护特性的下方且不相交。(5)低压断路器的型号(6)低压断路器的图文符号★2）漏电保护器当低压电网发生人身触电或设备漏电时，漏电保护器能快速地自动切断电源，从而避免造成事故。漏电保护器一般分为漏电保护继电器、漏电保护开关和漏电保护插座三种。（1）结构、工作原理：

a）结构：电流互感器、基准比较器、开关装置

b）工作原理

c）一般采用电流型漏电保护器

结构和工作原理——检测“零序电流”正常运行为零，IA+IB+

IC=0发生漏电时，IA+IB+

IC=Ie。所测量到的电流就是漏电电流Ie＞0。当Ie大于整定值时，断路器自动分闸。

(2)漏电保护器的选用（针对配电电路末级漏电保护）：

a）额定电压、额定电流大于等于线路容许通过的最大值；

b）额定动作电流：当漏电电流等于此值，漏电保护器必须工作，一般设置为30mA；对潮湿场所的电气设备，以及对于发生触电后会产生二次危害的场所，如高空作业或河岸边使用的电气设备，其额定剩余动作电流（漏电电流）一般为10mA。

c）额定不动作电流：当漏电电流小于此值，漏电保护器不工作，一般设置为7mA；

d)

动作时间：从发生漏电到保护器动作的时间，为几个mS。(小于0.1S)。

施耐德正泰漏电保护断路器4）熔断器

a.熔断器在电路中主要起短路保护作用（含严重过载情况）。

b.熔断器主要由熔体（保险丝）和绝缘座组成。

c.当电路发生短路故障时，熔体被瞬间熔断而分断电路。（1）熔断器的保护特性

电流通过熔体时产生的热量与电流的二次方及电流通过的时间成正比，电流越大，熔体熔断的时间越短，这一特性称为熔断器的保护特性（安秒特性。

它具有反时限特性，即短路电流值越大，熔断时间越短，这样能满足短路保护的要求。(2)熔断器的分类插入式熔断器结构及外形图a.插入式熔断器

b.螺旋式熔断器螺旋式熔断器结构及外形图

c.无填料密管式熔断器无填料密管式熔断器结构及外形图1-铜圈2-熔断器3-管帽4-插座

5-特殊垫圈6-熔体7-熔片

d.有填料管式熔断器有填料管式熔断器外形图

e.自复位熔断器自复位熔断器外形图

自复位熔断器是利用金属钠在高温下电阻急剧增大的特性工作的。

在正常工作情况下，电流从左侧电流端子，经过氧化铍绝缘管细孔内金属钠熔体，再到右侧电流端子形成电流通路。当发生短路故障时，短路电流将金属钠加热气化成高温压的等离子状态，由于气态钠呈现高阻态，故使其电阻急剧增加，从而起到限流作用。

当断路器切开由自复位熔断器限制了的短路电流后，金属钠蒸气温度下降，重新固化，电阻值也降低，又恢复其良好的导电性，供再次使用。（3）熔断器的主要技术参数a.额定电压：熔断器能长期正常工作的电压，其值一般等于或大于电气设备的额定电压。b.熔体额定电流：熔体长期通过而不会熔断的电流。c.熔断器额定电流：保证熔断器（指绝缘底座）能长期正常工作的电流。厂家为了方便生产，减少熔断器额定电流的规格，因此其额定电流等级较少，而熔体的额定电流等级较多，一个额定电流等级的熔断器可以安装多个额定电流等级的熔体。但在使用过程中要注意，熔断器的额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。d.极限分断能力：熔断器在规定的额定电压和功率因数（或时间常数）条件下，能分断的最大电流值。在电路中出现的最大电流值一般是指短路电流值，所以极限分断能力也反映了熔断器分断短路电流的能力。（4）熔断器的选用：

a、类型选择：根据线路要求，使用场合和安装条件；

b、熔断器额定电压、额定电流；

c、熔断器的额定电流≧所装熔体的额定电流；

d、熔体额定电流IRN的选择：

①阻性负载IRN≧（1.0-1.1）

I

FN（负载工作电流）；

②单台电动机：

IRN≧（1.5~2.5）I

FN；③多台电动机：

④多级配电中，前一级熔体容量大后一级一个数量级。（5）熔断器型号及含义

形式用字母表示，代表的含义如下：C表示瓷插式；L表示螺旋式；M表示无填料式；T表示有填料式；S表示快速；Z表示自复位式。（6）熔断器的图文符号（三）熔断器的选择：

1、类型选择：根据线路要求，使用场合和安装条件；

2、熔断器额定电压、额定电流；

3、熔断器的额定电流≧所装熔体的额定电流；

4、熔体额定电流IRN的选择：

a)阻性负载IRN≧

IN（负载工作电流）；

b)多级配电中，前一级熔体容量大后一级一个数量级；

c)单台电动机：

IRN=（1.5~2.5）IN。各类熔断器汇总2、主令电器主令电器是用于接通或断开控制电路，以发布信号或命令来改变控制系统工作状态的电器。

主令电器应用广泛、种类繁多。按其作用可分为：控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器及其它主令电器（如脚踏开关、钮子开关、紧急开关）等。1）控制按钮

按钮在低压控制电路中用于手动发出控制信号。（1）触点形式

a、动合触点b、动断触点c、复合触点(2)触点结构1-按钮帽2-复位弹簧3-常闭触点4-常开触点(3)按钮型号及图文符号2)行程开关（限位开关）

用以反映工作机械行程位置，将机械位置信号转变成电信号，主要起到行程控制和限位保护的作用。(1)行程开关的结构a)直动式b)单轮滚珠式c)微动式a）直动式行程开关b）滚轮式行程开关1滚轮2上转臂3盘形弹簧4推杆5小滚轮6擒纵件7、8压板9、10弹簧11触点c）微动开关(2)行程开关的型号、图文符号3)接近开关又称无触点行程开关。它是一种非接触式的检测装置。当运动着的物体在一定距离范围内接近它的感应头时，它就能发出信号，以检测物体的位置。a)光电式接近开关b)电感式接近开关c)电容式接近开关振荡器振荡后，在开关的感应面上产生一个交变磁场，当金属物体接近感应面时，金属体产生涡流，吸收了振荡器的能量，使振荡器减弱以致停止振荡。电感式接近开关(1)接近开关的选用原则

电感式接近开关用以检测各种金属体；

电容式接近开关用以检测各种导电或不导电的液体或固体；

光电式接近开关用以检测各种不透光物质；

超声波式接近开关用以检测不能透出超声波的物质；

霍尔式接近开关用于单方向检测磁铁或磁钢。(2)接近开关的型号、图文符号基本规格代号的含义：

2表示作用距离为2mm，

4表示作用距离为4mm，

6表示作用距离为6mm，

8表示作用距离为8mm，

10表示作用距离为10mm。辅助规格代号含义：

18表示螺纹直线M18，

22表示螺纹直径M22，

30表示螺纹直径M30。3)万能转换开关

转换开关是具有更多操作位置和触点、能够换接多个电路的一种手动控制电器，能控制多个回路，适应复杂线路的要求

。(1)万能转换开关的结构LW12系列转换开关某一层结构示意图

1-转轴2-触点3-凸轮4-触点弹簧(2)万能转换开关的型号定位特征代号用字母表示，其在不同系列的转换开关中的含义不同，例如在LW6系列中B表示操作手柄的位置有0°和30°，而在LW5系列中B表示操作手柄位置有-45°、0°和45°。接线图编号表示触点通断表的编号即手柄位置与触点通断的对应关系的标号。接触系统节数表示触点座的层数，用数字表示。(3)万能转换开关的图文符号万能转换开关图形符号及位置符号万能转换开关触点通断表(4)万能转换开关的选型万能转换开关的常用型号有LW5、LW6、LW8、LW9、LW12、LW16、VK、3LB、HZ系列。LW5 系列可按制5.5kW及以下的小功率电动机；LW6系列只能控制2.2kW及以下的小功率电动机。主要技术参数有额定电压、额定电流、绝缘电压、发热电流及触点数量等。选用时参考以下原则：根据控制电路的电压和电流来选择，使万能转换开关的额定电压与工作电流符合电路的要求。按操作需要选择手柄形式以及手柄的定位特征。根据不同控制要求选用触点数量、接触系统节数和接线图编号。选择面板形式及标志。3、

控制电器1）接触器接触器用来频繁地接通和分断交直流回路和大容量电路，主要控制对象是电动机，能够实现远距离控制，并具有欠压、零压保护。按主触点通过电流的性质交流接触器直流接触器(1)交流接触器a、结构a、结构解决方法：铁芯用绝缘的硅钢片（0.35mm）叠压而成，减少涡流损耗和磁滞损耗，加硅增加铁芯电阻;铁芯端面上安装铜制短路环。☆交流接触器线圈（一般）通过交流电，主触头接通分断交流主电路

☆交流接触器需要解决的几个问题：铁芯中产生的涡流和磁滞损耗引起铁芯发热；当交变磁通过零时，电磁吸力为零，使衔铁产生强烈的振动和噪声。

安装铜制短路环目的：使S2端面的Φ2滞后，从而F1+F2合力始终大于其反力，衔铁就不会产生振动和噪声。交流接触器结构特点：

a)铁芯用硅钢片冲压而成；

b)线圈做成短而粗的圆筒状；（防止铁芯发热影响，尽可能与铁芯有间隙）

c)铁芯端面上安装铜制短路环。b、原理c、类型

交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为AC1、AC2、AC3和AC4。

一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯、电阻炉等；

二类交流接触器用于绕线转子异步电动机的起动和停止；

三类交流接触器的典型用途是笼型异步电动机的运转和运行中分断；

四类交流接触器用于笼型异步电动机的起动、反接制动、反转和点动。(2）直流接触器

a.直流接触器线圈通过直流电，主触头接通分断直流主电路

b.直流接触器的结构特点：铁芯用整块钢片制成，线圈做成长而薄的圆筒状（为了使线圈散热良好，尽可能与铁心接触）。(2）直流接触器(3)接触器的主要技术数据和型号CJ20-40/03代表什么含义？C:接触器J:交流20：设计序号额定电流:40A额定电压：380V(4）接触器选用原则a）负载电源的种类：直流或交流；b）主触点额定电流、额定电压；c）主、辅触点的数量及类型；c）电磁线圈的电源种类，频率及额定电压；e）额定操作频率，一般300～600次/h。(5)接触器的图文符号问题：直流接触器和交流接触器能否直接互换？答：不能。（1）交流接触器线圈通入直流电后（对应电压大小相同），线圈会烧毁。

原因：交流电磁线圈接入对应交流电，线圈中的电流I1=U/WL（2πfl）；而接入对应直流电源时，I2=U/R，因WL>>R，则I2>>I1，所以线圈很快会因发热而烧毁。（2）直流接触器线圈通入对应交流电后，因直流电磁机构没有短路环，交流电源会在其上产生交变磁场，电磁力会不断变化，铁芯时吸时放，会发出强烈的振动，电磁机构不会正常工作。

继电器与接触器的区别：

a）继电器一般用于控制小电流的电路，触点额定电流不大于５A，没有灭弧装置，而接触器一般用于控制大电流的电路，主触点额定电流不小于５A，有的加有灭弧装置。

b）接触器只能对电压作出反应，而继电器可在电量或非电量作用下动作。

2)继电器是一种根据特定形式的输入信号而动作的自动控制电器。

(1)继电器分类

a）按用途来分：控制继电器和保护继电器

b）按动作原理分：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。

c）按输入信号不同分：电压继电器、电流继电器，中间继电器，时间继电器、速度继电器。

(2)电磁式继电器结构：电磁机构、触头机构、释放弹簧；工作原理：同接触器；

(2)电磁式继电器-电流继电器

电流继电器的线圈与被测量电路串联，以反映电路电流的变化，其线圈匝数少，导线粗，线圈阻抗小。

欠电流：

吸引电流为线圈额定电流的30%-65%;

释放电流为线圈额定电流的10%-20%。过电流：

整定范围为1.1-4.0倍额定电流.

(2)电磁式继电器-电压继电器

电压继电器的线圈与负载并联，以反映负载电压，其线圈匝数多而导线细。根据动作电压值的不同，电压继电器有过电压、欠电压和零电压继电器之分。过电压：

电压为的105%-120%时动作;欠电压：

电压为的40%-70%时动作;零电压：

当电压降低至的5%-25%时动作。

a)欠电压继电器b)过电压继电器(2)电磁式继电器-中间继电器

中间继电器通常用来扩展触点的数量或容量，增加控制电路中控制信号的数量，以及作为信号传递、互锁、转换以及隔离用。a)线圈

b)常开触点

c)常闭触点中间继电器与接触器的区别：

a)接触器用来接通和分断大功率的负载电路，中间继电器用来切换小功率的负载电路（电机辅助电路）。

b)中间继电器的电磁系统和触点系统在结构上比较小巧，触点对数较多，无主辅触点之分，各触点允许通过的电流相等。(2)电磁式继电器-中间继电器

(3)

时间继电器

从得到输入信号（线圈的通电和断电）开始，到产生相应的输出信号（触点闭合和断开），有一个符合一定精确度的延时过程的继电器。

两种基本类型：通电延时型和断电延时型。电子式时间继电器数字式时间继电器延时方式的含义：D表示断电延时型，若无则表示通电延时型；整定方式的含义：0表示无波段开关，1表示有波段开关；结构特征代号的含义：0表示装置式，1表示面板式，2表示外接式，3表示装置式带瞬动触点，4表示面板式带瞬动触点，5表示外接式带瞬动触点。时间继电器图文符号：

时间继电器的图形符号(a)线圈一般符号；

(b)通电延时线圈；

(c)断电延时线圈；(d)延时闭合常开触点；(e)延时断开常闭触点；

(f)延时断开常开触点；(g)延时闭合常闭触点；(h)瞬时常开触点；

(i)瞬时常闭触点(4)热继电器利用电流的热效应原理来工作的保护电器，在电路中用来作电动机的过载保护。

结构上，由热元件、双金属片、触头等组成；

电动机工作运行时，电动机绕组电流流过与之串接的热继电器的热元件。

a)

热继电器结构及工作原理1、接线端子2、主双金属片3、热元件（电阻丝）4、推动导板5、补偿双金属片6、常闭触头7、常开触头8、复位调节螺钉9、动触头10、复位按钮11、偏心轮12、支撑件13、弹簧JR20热继电器实物外形图

(b)带断相保护的热继电器

(c)热继电器的图文符号热继电器的图形及文字符号(a)热元件；(b)常闭触点

(d)热继电器的主要技术参数与选择

①热继电器的整定电流：指热元件在正常持续工作中不引起热继电器动作的最大电流值。②热继电器额定电流：指热继电器中可以安装的热元件的最大整定电流值。③热元件的额定电流：指热元件的最大整定电流值。

④热元件的最小动作电流：指通过热元件的电流超过20%额定电流电流值时，20分钟左右，热继电器工作。

(5)速度继电器

用来检测电动机的转速和转向。

(5)速度继电器

速度继电器转子的轴与被控电动机的轴同轴相连，当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，绕组切割除磁场产生感应电动势和电流，此电流和永久磁铁的磁场作用产生转矩，使定子向轴的转动方向偏转，当偏转到一定角度时，装在定子轴上的摆锤推动簧片（动触片）动作，使常闭触点分断，常开触点闭合。当电动机转速低于100r/min时，定子产生的转矩减小，动触片在簧片作用下复位。速度继电器根据电动机的额定转速进行选择，有两对常开、常闭触点，分别对应于被控电动机的正、反转运行。一般情况下，速度继电器在转速达到120r/min时能动作，在转速达到100r/min左右时能恢复原位。速度继电器图文符号

速度继电器的图形及文字符号(a)转子；(b)常开触点；(c)常闭触点(6)固态继电器

有触点电器，虽然直观简单，但是需机械式摩擦，反应时间较长，不利于快速反应，无触点电器克服以上缺点。

固态继电器是一种具有类似电磁式继电器功能，输入回路与输出回路隔离，无机械运动机构的继电器，由于是由固态电子元件组成的无触点结构，因此称为固态继电器。固态继电器外形图a)单相

b)三相a)高寿命，高可靠。b)灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好c)快速转换d)电磁干扰小。固态继电器优点1.3知识点扩展启动正转，延时反转1.4引例解答

引例为VM240型数控立式铣床，其主轴采用三相异步电动机驱动，电动机额定功率为1.1kW，利用变频器进行无级调速；X、Y、Z三轴的进给由交流伺服电机驱动滚珠丝杠实现。

三台伺服电机型号均为：130ST-M06025-LFB（品牌：武汉华大），额定功率1.5kW，额定电流6A；对应伺服驱动器型号均为：SBF-PL301/3A（品牌：武汉华大，3A表示30A）。（1）交流接触器的选型

伺服驱动器主回路电压为三相AC220V，根据伺服驱动器接线要求，驱动器电源进线需由隔离变压器引入并经断路器控制后接入驱动器的R、S、T三个端子。为实现驱动器自动上电控制，此处用交流接触器取代断路器功能。三台伺服驱动器经由一台交流接触器自动控制其电源通断。此交流接触器的具体选型要求是：

①确定电流种类：三相，交流220V；

②接触器额定电压、主触头额定电流等主参数的确定：

额定电压：3相220V主触头额定电流：应大于额定负载电流的1.5倍，所以引例中交流接触器的额定电流

；

③接触器线圈额定电压的确定：根据控制系统控制电压确定，选AC110V。

综上，选定交流接触器型号为CJX2-32型，该交流接触器线圈工作电压为110V，主触头额定电流为32A，3相，满足应用要求。（2）塑壳式断路器选型

系统中选