1、電氣控制技術第4講2011-03-211回顧：繼電器的基本概念電磁式繼電器 特性、種類、 電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器2本課主要內(nèi)容：1.2.2 繼電器 電磁式繼電器的選擇、型號、圖形符號 磁電式繼電器 舌簧繼電器 時間繼電器 速度繼電器 熱繼電器 3電磁式繼電器的選擇電磁式繼電器主要包括電流繼電器、電壓繼電器和中間繼電器選用時主要依據(jù)繼電器所保護或所控制對象對繼電器提出的要求，如觸頭的數(shù)量、種類，返回系數(shù)，控制電路的電壓、電流、負載性質等由于繼電器觸頭容量小，所以經(jīng)常將觸頭并聯(lián)使用有時為增加觸頭的分斷能力，也有把觸頭串聯(lián)起來使用的4電磁式繼電器型號標識5常用的國產(chǎn)電磁式繼電器JL3、J

2、L7、JL9、JL12、JL14、JL15、JT3、JT4、JT9、JT10、JTX、JZ1、JZ7、JZ8、JZ14、JZ15、JZ17JZ7JZ7系列中間繼電器適用于交流50Hz或60Hz，電壓至380V，及直流電壓至220V的控制電路中，用來控制各種電磁線圈，以使信號放大或將信號同時傳遞給有關控制元件。6JZ7型中間繼電器JZ7型中間繼電器，其銜鐵為直動式結構，軀殼由塑料制成開啟式，考慮到額定電流較小，繼電器不設滅孤罩，僅借軀殼上的相隔板將各對觸點隔開，以防止因飛弧而發(fā)生短路事故。觸頭采用橋式雙斷點結構，上下兩層各有四對，下層觸頭只能是常開的，上層觸頭則常開、常閉均可，所以整個觸點系統(tǒng)可

3、按8常開、6常開2常閉以及4常開4常閉的方式組合。7JZ7型中間繼電器JZ7中間繼電器按其電磁線圈的額定頻率和電壓可分為：交流50Hz：12、22、36、36、48、110、127、220、 380、420、440、500V共11種規(guī)格；交流60Hz：12、36、110、127 、220、380、440共7 種規(guī)格。8電磁式繼電器的圖形符號和文字符號(a)線圈 (b)常開觸頭 (c)常閉觸頭圖 電磁式繼電器的圖形符號 接觸器有主觸點91.2.2.2 磁電式繼電器主要用于自動檢測和自動控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)微弱信號的檢測與傳送。工作原理同磁電式儀表，只是在指針式小桿上多加了一對觸點。觸點通常用白金或鎳

4、合金制成，接觸壓力很小。小桿固定在活動線圈上。動圈通入電流后，在永久磁鐵的作用下，動圈將旋轉，電流達到某值時，動靜觸點閉合；動圈電流減小至某值時，動圈在游絲彈簧的作用下返回，觸點斷開。當通入反向電流時，動圈反轉，接通另一對觸點。101.2.2.3 舌簧繼電器11舌簧繼電器一種具有密封接點的繼電器。按不同的密封接點分為干簧和濕簧繼電器。干簧繼電器由干簧管、線圈、屏蔽罩和引線等組成（圖1-15）。干簧管中的簧片用磁性材料做成，接點端部鍍金，所以它既是導磁體又是導電體。玻璃管與簧片相封結，管內(nèi)充以惰性氣體（一般為氮氣）。當線圈通電后，簧片被磁化，兩簧片自由端部分別呈現(xiàn)出N、S極性而相互吸引，使兩簧片

5、自由端部的接點接通，從而接通被控電路。線圈斷電后，簧片在本身彈力作用下分開，被控電路分斷。12濕簧繼電器的結構如圖。其動靜觸點由一小段鉑絲或鉑銠絲分別焊在導磁片上制成，彼此交叉垂直，形成十字形點接觸。動簧片上刻有細槽，下部水銀通過毛細管作用，沿細槽上升至動靜觸點接觸面。整個觸點為水銀所潤濕，觸點表面附有一層水銀膜，故稱濕簧管。濕簧管內(nèi)還充以氫氣。當線圈未通電時，動簧片在彈力作用下偏于右側；當線圈通電后，沿下極靴、動簧片和上極靴路徑產(chǎn)生磁通，動簧片與上極靴相吸并使動觸點左移而轉換電路。動靜觸點的接通或斷開均通過水銀來完成，因此消除了觸點的彈跳和燒損。圖中的濕簧繼電器需直立安裝，此外，也有結構不同

6、的可任意位置安裝的濕簧繼電器。13舌簧繼電器將感測與執(zhí)行機構高度集中在很少的零件上，其結構簡單，動作迅速，靈敏度和工作可靠性高，壽命長。已廣泛應用于通信、檢測、計算技術、自動遠動控制及軍事工程等領域中。常用舌簧繼電器的型號：JAG-2-1、JAG-4、JAG-5141.2.2.4 時間繼電器用途：用于時間控制，又稱定時器。延時類型：通電延時型、斷電延時型。結構分類：電磁阻尼式、空氣阻尼式、 電子式和電動機式 在自動控制系統(tǒng)中，需要有瞬時動作的繼電器，也需要延時動作的繼電器。時間繼電器就是利用某種原理實現(xiàn)觸頭延時動作的自動電器，經(jīng)常用于時間原則進行控制的場合。定義：從得到輸入信號起到產(chǎn)生相應的輸

7、出（如觸點的通斷等），有一個符合一定準確度的延時過程的繼電器被稱作時間繼電器。它在電路中起控制動作時間的作用。15直流電磁式時間繼電器在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上加上阻尼銅套，即可構成斷電延時時間繼電器，其結構原理如圖1-16所示。1-鐵心 2-阻尼銅套 3-絕緣層 4-線圈圖1-16 帶有阻尼銅套的鐵心示意圖 由電磁感應定律，在繼電器通斷電過程中銅套內(nèi)產(chǎn)生渦流，它將阻止穿過銅(鋁)套的磁通變化，因而對原吸合磁通起阻尼作用。繼電器吸合時，銜鐵處于釋放位置，氣隙大、磁阻大、銅套阻尼作用相對小，觸點閉合時延時不明顯；繼電器斷電時，磁通變化大，銅套阻尼作用也大。釋放延時型：通電時正常動作 斷電時延

8、時釋放常用的有JT3系列、JS3系列16JT3JT3系列直流電磁繼電器主要用于直流440伏及以下的動力傳動控制系統(tǒng)中，作為電壓(或中間)、電流和時間繼電器之用；派生的雙線圈繼電器，具有獨特的性能，應用在電氣聯(lián)鎖繁多的自動化控制系統(tǒng)中，能使系統(tǒng)的工作穩(wěn)定和可靠，因而在電力傳動自動控制系統(tǒng)中，廣泛選作時間或中間繼電器之用。 17空氣阻尼式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時的，其結構由電磁系統(tǒng)、延時機構和觸頭3部分組成。電磁機構為雙E直動式，觸頭系統(tǒng)是LX5型微動開關，延時機構采用氣囊式阻尼器。18空氣阻尼式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器的電磁機構可以是直流的，也可以是交流的；

9、既有通電延時型，也有斷電延時型的。只要改變電磁機構的安裝方向，便可實現(xiàn)不同的延時方式：當銜鐵位于鐵心和延時機構之間時為通電延時，如圖a；當鐵心位于銜鐵和延時機構之間時為斷電延時，如圖b。 19原理：當電磁鐵線圈通電后將銜鐵吸下，于是頂桿與銜鐵之間出現(xiàn)一個空隙，頂桿與活塞相連，活塞下面固定有橡皮膜，活塞在彈簧作用下向下移動時，在橡皮膜上面造成空氣稀薄的空間，活塞受到下面空氣的阻力，不能迅速下降，而橡皮膜上面有進氣孔，空氣由此孔進入橡皮膜上面的空間，使活塞逐漸下降、降到一定位置時，杠桿使觸點動作（常開觸頭閉合，常閉觸點斷開）。從線圈通電到觸點動作所經(jīng)過的時間，即為通電延時時間。一般通電延時動作的繼

10、電器，斷電后就瞬時復位，即在線圈斷電后，彈簧使銜鐵和活塞復位，空氣經(jīng)過極橡皮膜與項桿之間的空隙迅速排出。斷電延時型的結構及工作原理與通電延時型相似，只是電磁鐵安裝方向不同即當街鐵吸和時推動活塞復位、排出空氣；當街鐵釋放時預桿在彈簧作用下可使活塞向下移動，實現(xiàn)斷電延時。調節(jié)螺釘?shù)奈恢每筛淖冞M氣氣隙大小即調節(jié)延時長短。 JS 7型時間繼電器的延時范圍為0.4180S。這類時間繼電器的優(yōu)點是延時范圍大、延時不受電壓及頻率的影響、結構簡單、價格低廉。它的缺點是延時受環(huán)境溫度、塵埃及安裝情況的影響，誤差較大，沒有調節(jié)延時的刻度指示，難以準確地整定延時值，故這類繼電器常用于對延時精確度要求不高的交流控制電

11、路中。空氣阻尼式時間繼電器20空氣阻尼式時間繼電器按照通電延時和斷電延時兩種形式，空氣阻尼式時間電器的延時觸頭有： 延時閉合的常開觸頭、延時斷開的常閉觸頭 延時斷開的常開觸頭、延時閉合的常閉觸頭特點：延時短，價低、可靠、定時精度差，一般用 于要求不高的場合國產(chǎn)常用型號：JS7系列、JS7-A系列21電動機式時間繼電器電動機式時間繼電器是用微型同步電動機帶動減速齒輪系獲得延時的，分為通電延時和斷電延時型兩種。 由微型同步電動機、電磁離合系統(tǒng)、減速齒輪機構及執(zhí)行機構組成。常用的有JS10、 JS11 系列和7PR系列。JS10JS1122電動機式時間繼電器電動機式時間繼電器的延時范圍寬。 以JS1

12、1通電延時型時間繼電器為例，延時范圍分別為0-8s、0-40s、0-4min、0-20min、0-2h、0-12h、0-72h。由于同步電機的轉速恒定，減速齒輪精度較高，延時準確度高達1%。同時延時值不受電源電壓波動和環(huán)境溫度變化的影響。由于具有上述優(yōu)點，就延時范圍和準確度而言，是電磁式、空氣阻尼式、晶體管式時間繼電器無法比擬的。 電動機式的主要缺點是結構復雜、體積大、壽命低、價格貴、準確度受電源頻率的影響等。所以，這種時間繼電器不宜輕易選用，只有在要求延時范圍較寬和精度較高的場合才選用。23隨著電子技術的興起，晶體管時間繼電器迅速發(fā)展。這類繼電器機械結構簡單、延時范圍寬，經(jīng)久耐用，正在日益得

13、到推廣應用。晶體管時間繼電器的種類也很多，現(xiàn)以JS系列時間繼電器為例，介紹其工作原理。JSJ系列時間繼電器延時時間精度遠遠高于電磁型時間繼電器.晶體管式時間繼電器 原理說明圖中C1、C2為濾波電容。當電源變壓器接上電源，正、負半波由兩個二次繞組分別向電容C4充電，A點電位按指數(shù)規(guī)律上升。原始狀態(tài)V1管導通，V2管截止。當A點電位高壓B點電位時， V1管截止，V2管導通， V2管集電極電流通過高靈敏繼電器K的線圈，由繼電器K的觸點輸出信號，同時K的常閉觸點斷開充電回路，其常開觸點閉合使電容放電，為下次工作做好準備。調節(jié)電位器RP1的數(shù)值，可以改變延時的大小，延時可達0.2-300s。圖1-18

14、JSJ型晶體管式時間繼電器 BA24晶體管式時間繼電器特點：體積小、重量輕、延時精度高、壽命長、工作穩(wěn)定可靠、安裝維修方便、觸點輸出容量大、產(chǎn)品規(guī)格齊全等廣泛用于電力拖動、自動順序控制以及各種生產(chǎn)過程的自動控制中，起時間控制作用。型號： 晶：JS14、ST3P系列 數(shù)：JSS14系列25時間繼電器的圖形符號及文字符號 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i)(a)線圈一般符號 (b)通電延時線圈 (c)斷電延時線圈(d)延時閉合常開觸頭(e) 延時斷開常閉觸頭 (f) 延時斷開常開觸頭 (g) 延時閉合常閉觸頭 (h) 瞬動常開觸頭 (i)瞬動常閉觸頭 時間繼電器

15、的圖形符號及文字符號26時間繼電器的選用*在選用時間繼電器時，首先應考慮滿足控制系統(tǒng)所提出的工藝要求和控制要求，并應根據(jù)對延時方式的要求選用通電延時型和斷電延時型。 當要求的延時準確度低和延時時間較短時，可以選用電磁式（只能斷電延時）或空氣阻尼式；當要求的延時準確度較高、延時時間較長時，可以選用晶體管式；若晶體管式不能滿足要求時，再考慮使用電動機式。這是因為雖然電動式精度高，延時范圍大，但體積大，成本高。總之，選用時除考慮延時范圍和準確度外，還要考慮控制系統(tǒng)對可靠性、經(jīng)濟性、工藝安裝尺寸等提出的要求。 27 速度繼電器是根據(jù)電磁感應原理制成的，常用于籠型異步電動機的反接制動控制線路中，也稱反接

16、制動繼電器。是一種利用速度原則對電動機進行控制的自動電器。當電動機制動轉速下降到一定值時，由速度繼電器切斷電動機控制電路。用途：檢測轉速的過零點。多用于反接制動時，切除反相序電源。1.2.2.5 速度繼電器28 它主要由轉子、定子和觸頭組成。轉子是一個圓柱形永久磁鐵，定子是一個籠型空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有籠型的繞組。其結構如圖1-19所示。1-轉軸 2轉子 3-定子 4-繞組 5-擺錘 6、9-簧片 7、8-靜觸點 圖1-19 速度繼電器結構原理圖 29速度繼電器的轉軸應與被控電動機的軸相聯(lián)接，當電動機軸旋轉時，速度繼電器的轉子隨之轉動。這樣定子圓環(huán)內(nèi)的繞組便切割轉子旋轉磁場，產(chǎn)生使圓環(huán)

17、偏轉的轉矩。偏轉角度與電動機的轉速成正比。當轉速使定子偏轉到一定角度時，與定子圓環(huán)連接的擺錘推動觸頭，使常閉觸頭分斷，當電動機轉速進一步升高后，擺錘的繼續(xù)偏轉，使動觸頭與靜觸頭的常開觸頭閉合。當電動機轉速下降時，圓環(huán)偏轉角度隨之下降，動觸頭在簧片作用下復位（常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合）。1-轉軸 2轉子 3-定子 4-繞組 5-擺錘 6、9-簧片 7、8-靜觸點 圖1-19 JY1型速度繼電器結構原理圖 工作原理30速度繼電器的圖形符號及文字符號 (a)轉子 (b)常開觸頭 (c)常閉觸頭 速度繼電器的圖形、文字符號 31 型號：JY1（復位轉速100r/min）、JFZ0 速度繼電器主要根據(jù)

18、電動機的額定轉速進 行選擇321.2.2.6 熱繼電器 熱繼電器是利用電流的熱效應原理，在出現(xiàn)電動機不能承受的過載時切斷電動機電路，為電動機提供過載保護的保護電器。熱繼電器可以根據(jù)過載電流的大小自動調整動作時間，具有反時限保護特性，當電動機的工作電流為額定電流時，熱繼電器應長期不動作。33熱繼電器的結構及工作原理 熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片和觸頭三部分組成。1-熱元件 2-雙金屬片3-導板 4-觸頭 圖1-20 熱繼電器工作原理示意圖 34熱繼電器的結構及工作原理 雙金屬片是熱繼電器的感測元件，由兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬片用機械碾壓而成。線膨脹系數(shù)大的稱為主動層，小的稱為被動層。在加熱以前，兩金屬片長度基本一致。當串在電動機定子電路中的熱元件有電流通過時，熱元件產(chǎn)生的熱量使兩金屬片伸長。由于線膨脹系數(shù)不同，且因它們緊密結合在一起，所以，雙金屬片就會發(fā)生彎曲。電動機正常運行時，雙金屬片的彎曲程度不足以使熱繼電器動作，當電動機過載時，熱元件中電流增大，加上時間效應，所以雙金屬片接受的熱量就會大大增加，從而使彎曲程度加大，最終使雙金屬片推動導板使熱繼電器的觸頭動作，切斷電動機的控制電路。 它的主要缺點是雙金屬片靠發(fā)熱元件間接加熱，熱耦合較差雙金屬片的彎曲