教案

緒論

電能是現代社會必不可少的能源，也是現代工業生產的主要能源，由于電能具有輸送迅捷，分配簡單、使用方便，轉換容易，易于控制等特點，在實際生產中大量使用電動機把電能轉換為機械能，用于設備拖動。因此、從電磁感應的發現到今天不過百余年，由于工業生產對動力的需求，使人們不斷研究能把電能轉換為機械能的裝置一一電動機，同時也不斷研究保證電動機驅動的控制系統和完成機械能傳輸的傳動系統，這種通過控制、驅動、傳輸將電能轉換為機械能的工作系統被稱為電力拖動系統，該系統構成如下所示：

由此可見，電力拖動系統由控制系統、電動機、傳動機構三部分組成。

本課程只涉及控制系統。

從電動機逐步取代蒸汽機開始，最初的電動機由于受生產設備的現狀和技術水平的限制，采用集中拖動，即一臺電動機要拖動多臺設備，或一臺設備上的多個運動部件由一臺電動機拖動，難以適應迅猛發展的工業革命需要。隨著電動機設計水平和制造水平的提高，到20世紀20年代已發展為單獨拖動，隨后又出現了多電動機拖動，時至今日，多電動機拖動成為了電力拖動的主要方式。

在這百年之中，能滿足各種生產要求，適用于各種場合的電動機不斷出現，極大地簡化了生產機械的結構。同時，由于各類電動機種類繁多、功能多樣、性能各異，有不同的機械特性，自然對控制線路提出了不同的要求；另一方面、由于新設備的功能不斷擴展，對控制系統的要求也不斷提高，因此、伴隨著生產力的發展，設備的更新換代，電氣控制技術也經歷了一次又一次革命，發展成為了一門技術科學。

社會經濟的發展帶動了建筑業的發展，現代社會高層建筑大量出現，為滿足建筑施工高效、安全的要求，大量先進的施工設備進入了現場；隨著智能化樓宇不斷增多和建筑功能日臻完善，電梯、制冷、供暖、通風、空調、給排水、消防、安防等建筑設備及系統已普遍使用，現代建筑在充分展現功能的完整性時也體現出了建筑電氣控制的復雜性。

本書只涉及繼電接觸控制內容，基本要求是：能對電動機進行起動、運行、反轉、調速、制動、保護、監測、自控和計量，達到操作方便、控制有效、安全可靠、提高效率的目的。

電氣控制技術經歷了從手動到自動的發展過程，本書講述的繼電接觸控制這一經典技術一直延用到今天，隨著科學技術的不斷發展，特別是計算機技術的發展，電氣控制技術出現了革命性重大進步，數控技術、可編程控制器、計算機控制已開始廣泛應用到了建筑設備控制的各個環節。

本門課程重點培養學生閱讀控制線路的能力，學習時要抓住兩個關鍵，第一是熟悉低壓電器的結構、動作原理；第二是要熟記基本控制線路。在學習難度較大的復雜控制線路時，最好的辦法就是讀圖、讀圖、再讀圖。

本課程應在學習了《電工學》《電機拖動》后開設。

第一章常用低壓電器

本章首先介紹了電磁式低壓電器的基礎知識，然后介紹了電流較大的主電路中常用的刀開關、熔斷器、主令電器、接觸器、繼電器、低壓斷路器等低壓控制電器的結構、基本工作原理、作用、應用場合、主要技術參數、典型產品、圖形符號和文字符號以及選擇、整定、使用方法。并介紹了部分新型低壓控制電器的基本知識。

第一節電磁式低壓電器的基本知識

電器按其工作電壓等級可分成高壓電器和低壓電器。低壓電器通常是指用于交流額定電壓1200V、直流額定電壓1500V及以下的電路中起通斷、保護、控制或調節作用的電器產品。低壓電器根據其作用可以分為控制電器、保護電器、測量電器等，本書僅介紹電氣控制系統中常用的低壓控制電器。

電力拖動控制系統一般分成兩大部分。一部分是主電路，由開關、熔斷器、接觸器（主觸點）等電器元件組成控制電動機接通、斷開線路，一般主電路的電流較大。另一部分是控制電路，由主令電器、接觸器線圈、輔助觸點和繼電器等電器元件組成，控制電路的任務是根據操作指令，依照自動控制系統的規律和具體的工藝要求對主電路系統進行控制，一般控制電路的電流較小，但電路中使用的低壓控制電器種類較多，線路也較主電路復雜。

一、低壓電器的作用

從作用上來講，低壓電器是指在低壓供電系統中，能夠依據操作指令或外界現場信號的要求，手動或自動地改變電路的狀況、參數，用以實現對電路或被控對象的控制、保護、測量、指示、調節和轉換等的電氣器械。低壓電器的作用有：

1、控制作用

2、檢測作用

3、保護作用

4、轉換作用

5、指示作用

6、調節作用

二、低壓電器的分類

低壓電器的用途廣泛、作用多樣、品種規格繁多、原理結構各異。為了概括地了解這些低壓電器，從以下幾個方面加以分類。

（一）按操作方式分

1、手動電器由人工直接操作才能完成任務的電器稱為手動電器，如刀開關、按鈕和轉換開關等。

2、自動電器指不需人工直接操作，按照電的或非電的信號自動完成接通、分斷電路任務的電器稱為自動電器，如低壓斷路器、接觸器和繼電器等。

（二）按照低壓電器在控制電路中的作用分

1、低壓配電電器主要用于低壓配電系統或動力設備中，用來對電能進行輸送、分配和保護。如刀開關、低壓斷路器、轉換開關和熔斷器等。

2、低壓控制電器主要用于拖動及其它控制電路中，對命令、現場信號進行分析判斷并驅動電器設備進行工作。低壓控制電器有接觸器、起動器、電磁鐵、繼電器、控制按鈕、行程開關、主令控制器和萬能轉換開關等。

對低壓配電電器的基本要求是滅弧能力強、分斷能力好、熱穩定性能好以及限流準確等；對低壓控制電器，則要求其動作可靠、操作頻率高、壽命長并具有一定的負載能力。

在電氣控制電路中，兩類低壓電器常互相配合，同時使用。

（三）按工作原理分

1、電磁式電器根據電磁感應原理來工作的電器，如電磁式繼電器、接觸器等。

2、非電量控制電器電器的工作是靠外力或非電物理量的變化而動作的電器。如刀開關、行程開關、按鈕、速度繼電器、壓力繼電器和溫度繼電器等。

三、電磁式低壓電器的基本結構及原理

電磁式低壓電器是利用電磁現象完成電氣電路或非電對象的控制、切換、檢測、指示和保護等功能的。電磁式低壓電器應由以下幾部分組成：電磁機構、觸頭系統、滅弧系統。

（一）電磁機構

1、電磁吸力可以用下式表示：

卩S

F=312N

282

式中I——線圈中通過的電流（A）

N線圈匝數（匝）

S氣隙截面積（m?）

8――氣隙寬度（m）F——電磁吸力（N）

卩0——真空磁導率，卩0=4nX10-7i/m

2、直流電磁機構的電磁吸力特性

對于直流電磁機構，因為外加的電壓和線圈電阻不變，則流過線圈的電流為常數，與磁路的氣隙大小無關。所以，電磁吸力與氣隙的平方成反比，因此吸力特性為二次曲線形狀。

直流電磁機構的吸力特性

3、交流電磁機構的電磁吸力特性

交流電磁機構的吸力特性

直流電磁機構的吸力與氣隙的平方成反比，而交流電磁機構的吸力與氣隙的大小無關。因此，直流電磁機構的吸力特性比交流電磁機構的吸力特性要陡。

4、電磁機構的反力特性

在不計電磁機構運動部件重力的情況下，電磁機構的反力主要由釋放彈簧和觸點彈簧的反力構成，用Fr表示。由于彈簧的作用力與其長度成線性關系，所以反力特性曲線都是直線段。

若將釋放彈簧放松，則反力特性曲線平行下移。

調整釋放彈簧的松緊，可以改變反力特性曲線的位置，若將釋放彈簧扭緊,則反力特性曲線上移；

直涼電磁機構的吸力特性

電磁機構的吸力特性與反力特性

5、電磁機構的吸力特性與反力特性的配合

觸頭系統

1、觸頭的形式

5)

電磁式電器的觸頭

(а)點接觸式；(b)線接觸式；(c)面接觸式

2、接觸電阻

觸頭的表面無論怎樣的平整與光潔，總還存在凸起凹坑。當動靜觸頭閉合時，不可能是面接觸，而是僅有一些凸起部分相接觸。電流流過時，局部的電流密度較大；電流導通的電阻也較大，這就是接觸電阻產生的原因。此外，如果觸頭表面有氧化層、油污以及其它雜物時，也會影響接觸電阻的大小。在實際使用中，為了減小接觸電阻，通常采用以下方法：

增加觸頭之間的壓力

合理改變觸頭的形狀

采用合適的材料

滅弧系統

1、電弧的危害

電弧的能量集中、亮度很大、溫度極高。

當電弧在空氣中移動時可能造成飛弧短路，形成嚴重的事故。

2、電弧的形成

3、電弧的熄滅

4、開關電器常用的滅弧方法

快速分斷

吹弧

使電弧在周圍介質中迅速移動

采用多斷口滅弧

在固體介質的狹縫或狹溝中滅弧

(б)將長電弧分割成若干個短電弧

第二節刀開關及熔斷器

一、刀開關

（一）刀開關的作用及分類

刀開關主要用在低壓成套配電裝置中，用來不頻繁地手動接通和分斷交直流電路，有時也用作隔離開關。

刀開關的結構圖

1—膠蓋；2—刀座；3—刀片；4—瓷座

刀開關在電氣控制線路中用文字符號“QS”表示，圖形符號如下圖所示

單極雙極三極

刀開關的圖形符號及文字符號

（二）常用的刀開關

1、HD（單投）和HS（雙投）系列

2、膠蓋閘刀開關

3、熔斷器式刀開關

4、組合開關

組合開關的結構圖

1—手柄；2—轉軸；3—彈簧；4—絕緣桿；5—接線柱；6—凸輪;

7—絕緣墊片；8—動觸片；9—靜觸片

LIL2L]

aaa

組合開關的接線示意圖

（三）常用刀開關的選擇

刀開關的額定電壓應等于或大于電路額定電壓。其額定電流應等于（在開啟和通風良好的場合）或稍大于（在封閉的開關柜內或散熱條件較差的工作場合，一般選1.15倍）電路工作電流。在開關柜內使用還應考慮操作方式，如杠桿操作機構、旋轉式操作機構等。當用刀開關控制電動機時。其額定電流要大于電動機額定電流的3倍。

二、熔斷器

熔斷器是用來進行短路保護的器件，當通過熔斷器的電流大于一定的值（通常為熔斷器的熔斷電流）時，能依靠自身產生的熱量使特制的金屬（熔體）熔化而自動分斷電路。

(一)、常用的低壓熔斷器

1、RC1A系列瓷插式熔斷器

圖1-14RC1A系列甕插式熔斷器

1-動融點2—熔絲d—瓷底座

4—瓷插件丘一靜觸點

2、RL1系列螺旋式熔斷器

(a)(b)

圖1-15RL1系列螺旋式熔斷器

外那結構

1一摩子2—瓷套3—熔斷管4—甕帽

3、RM系列無填料封閉管式熔斷器

圖1-16RM系列無埴料封閉管式熔斷器

1—彈簧夾；2—鋼紙纖維管；3—黃銅帽；

4—插刀；5—熔片；特種熱圈；丁一刀座

4、RT0系列有填料封閉管式熔斷器

5

2

3

12J

5、快速熔斷器

4尸

圖1—1丁ETO系列有填料封閉管式熔斷器1—彈簧夾2—瓷底座3—熔斷體

■4—熔體5—管體

2

6、自復式熔斷器

T6

圈1—19自復式熔斷雜結材圖

1一甕心？一熠體［一氮氣4一螺釘丘一進線端子6—特殊坯烏7——不銹^套管8—活塞

9一出線端干1D—軟工-

7、限流導線

（二）熔斷器的選擇

1、熔斷器的安秒特性

熔斷器的動作是靠熔體的熔斷來實現的，當電流較大時，熔體熔斷所需的時間就較短。而電流較小時，熔體熔斷所需用的時間就較長，甚至不會熔斷，這一特性成為熔斷器的安一秒特性，如下圖所示。

熔斷器的安秒特性

2、熔斷器的選擇

熔斷器的型號可根據負載的情況選擇，如容量較小的照明負荷，可選RC1A型熔斷器，而用于防爆場合或電流較大時，可選RL1系列或RTO系列熔斷器。熔斷器額定電流應大于或等于熔體額定電流，若有過負荷現象，可選額定電流大一點的熔斷器。

第三節主令電器

在電氣控制系統中，用于發送控制指令的電器設備稱為主令電器。常用的主令電器有以下幾種：按鈕、行程開關、萬能轉換開關、主令控制器等。

一、按鈕

按鈕又稱控制按鈕，是發出控制指令和信號的電器開關，是一種手動且一般可以自動復位的主令電器。用于對電磁起動器、接觸器、繼電器及其他電氣線路發出控制信號指令。

按鈕的外形如圖1—23所示，結構示意圖如圖1—24所示。

圖1-石按鈕的外形圖

1——按鈕帽2—接線柱

圖卜羽按鈕的結構示意圖

1—常閉靜觸點2——常開靜融點3—動觸點

4—復位彈簧5—按鈕帽

按鈕的文字符號為“SB”，圖形符號如下圖所示：

SBSzSB

(a)(b)(c)

按鈕的圖形符號

（a）常開觸點；（b）常閉觸點；（c）復合觸點

二、行程開關

行程開關又稱限位開關或位置開關，是根據運動部件的運動位置而進行電路切換的自動控制電器，用來控制運動部件的運動方向、行程距離或位置。行程開關的種類很多，從大類來分有機械式和電子式兩種，機械式有按鈕式和滾輪式兩種。常用系列有LX2、LX19、JLXK1及LXW-11、JLXW1-11型微動開關。

LX-19和JLXK1-11型行程開關都備有一對常開、一對常閉兩對觸點。并有自動復位（單輪）和不能自動復位（雙輪）兩種，如圖1—27所示，

行程開關的觸點示意圖

1—動觸點；2—推桿；3—彈簧；4—常閉觸點；5—常開觸點；6—

復位彈簧

（a）⑹（c）

圖1-叫行程開關外形圖

3）直動式或按迅式怡）單輪轉動式9）雙輪轉動式

行程開關的文字符號為“SQ”，圖形符號如圖1—28所示。

SQ

復合觸點

常開融點

行程開關的圖形符號

萬能轉換開關由手柄、帶號碼牌的觸頭盒等構成，有的還帶有信號燈。它具有多個檔位，多對觸頭，可供機床控制電路中進行換接之用，在操作不太頻繁時可用于小容量電機的起動、改變轉向，也可用于測量儀表等。其外形圖如圖一-29所示。

圖1—29'能轉換開關外形圖

萬能轉換開關結構示意圖如圖1-30所示，圖中間帶口的圓為可轉動部分，每對觸頭在凹口對著時導通。實際中的萬能開關不止圖中一層，而是由多層相同的部分組成；觸頭不一定正好是三對，轉輪也不一定只有一個口。

萬能轉換開關結構圖

萬能轉換開關文字符號為“QS”，的圖形符號見圖1-31。

單極三極

圖1—31萬能轉換開關的圖形及文字符號

四、主令控制器

主令控制器是用來頻繁地切換復雜的多回路控制電路的主令電器。它操作輕便，允許每小時通電次數多，觸點為雙斷點橋式結構，適用于按順序操作的多個控制回路，在起重設備上普遍使用，外型見圖1—32。

主令控制器的外形圖

主令控制器一般由觸點系統、凸輪、定位機構、轉軸、面板、接線柱及其支承件等組成。

圖l-dd主令控制器的工件原理

1—小輪2—支桿$—凸輪塊4一接線柱

5—固定觸點6——動觸點7——轉動軸

5

第四節接觸器

一、接觸器

接觸器是用來頻繁接通或切斷較大負載電流電路的一種電磁式控制電器。其主要控制對象是電動機或其它電器設備。按其主觸頭通斷電流的種類，接觸器可以分為直流接觸器和交流接觸器兩種。

（一）交流接觸器的基本知識

交流接觸器的結構如圖1-35所示，它是由電磁機構、觸點系統、滅弧裝置及其他部件等四部分組成，現分述如下：

1、電磁機構

2、觸點系統

3、滅弧裝置

4、其他部件

圖1一35接觸器的結材圖

1一滅弧罩2—彈簧片3—主融點4一反作用彈簧5—線圈

&一短路環丁一靜鐵心&—彈簧9—動鐵心10—輔助常開觸點11—輔助常閉觸點

交流接觸器的結構原理如圖1-36所示，當線圈通電后，靜鐵心產生電磁吸力將銜鐵吸合。銜鐵帶動觸點系統動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。當線圈斷電時，電磁吸力消失。銜鐵在反作用彈簧力的作用下釋放，觸點系統隨之復位。

SS

■■—1■■—1

2

7

—5

-SS

1—線圈；2—靜鐵芯；3—銜鐵；

4—復位彈簧；5—主觸點；6—輔助觸點接觸器的型號及其含義如下：

主融點頷定電流設計序號

交流

接觸器

交流接觸器的選擇主要考慮主觸點的額定電壓、額定電流、輔助觸點的數量與種類、吸引線圈的電壓等級、操作頻率等。

接觸器的文字符號為“KM”，圖形符號如圖1-37所示，

JIJII

皿中km\km7

線圈主觸點常開觸點常閉融點

圖1-37接觸器的圖形符號

（a）線圈；（b）主觸點；（c）常開觸點；（d）常閉觸點

（二）接觸器的選擇

選擇接觸器的依據主要是接觸器的工作條件，重點考慮以下因素：

1、接觸器的類型要符合要求，控制交流負載應選用交流接觸器，控制直流負載則選用直流接觸器。

2、接觸器吸引線圈的額定電壓應與控制回路電壓相一致。

3、接觸器的使用類別應與負載性質相一致。

4、接觸器主觸頭的額定工作電流應大于或等于負載電路的電流。應注意，當所選擇的接觸器的使用類別與負載不一致時，若接觸器的類別比負載類別低，接觸器應降低一級容量使用。

5、接觸器主觸頭的額定工作電壓應大于或等于負載電路的電壓。

6、還應考慮接觸器的主觸頭、輔助觸頭的數量必須滿足控制要求。

第五節繼電器

繼電器是一種根據某種輸入信號的變化，而接通或斷開控制電路，實現控制目的的電器。繼電器的輸人信號可以是電流、電壓等電學量，也可以是溫度、速度、時間、壓力等非電量，而輸出通常是觸點的動作。

繼電器的種類很多，它可按如下方式進行分類：

按動作原理可分為：電磁式、感應式、電動式、晶體管式、整流式、集成電路式和微機式等；

按反應的物理量可分為：電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、阻抗繼電器、周波繼電器、瓦斯繼電器和溫度繼電器等；

按繼電器在控制線路中的作用可分為：啟動繼電器、時間繼電器、信號繼電器和中間繼電器等；

按所反應的物理量的變化情況可分為：反應過量的繼電器（如過電流、過電壓繼電器）和反應欠量的繼電器（如低電壓繼電器）。

一、電磁式繼電器

電磁式繼電器按吸引線圈電流的種類不同，有直流和交流兩種。圖1-38為JT3系列直流電磁式繼電器結構示意圖。

圖1-38丁Td系列直涼電磁式繼電器結構示意圖

1一調整螺釘2—調整螺母$—彈簧q—磁梔5—鐵心線圈丁——常開融點8——常閉觸點g—銜鐵1D—非磁性墊片

下面介紹一些常用的電磁式繼電器，電磁式繼電器的一般圖形符號見圖1

—39。

㈤（b）（c）

圖1-39電磁式繼電器的一般圖形符號

（a）線圈；（b）常開觸點；（c）常閉觸點

電磁式繼電器種類較多，文字符號見表1一4

電磁式繼電器常見文字符號表1一4

名稱

英文名稱

基本文字符號

單字母

多字母

瞬時接觸繼電器

Instantaneouscontactor

relay

K

KA

電流繼電器

Currentrelay

KC

電壓繼電器

Voltagerelay

KV

延時有或無

繼電器

（時間繼電器）

Timedelayall-or-nothingrelay

(timedelayrelay)

KT

信號繼電器

Signalrelay

KS

功率繼電器

Powerrelay

KP

瓦斯保護繼電器

Buchholzprotectionrelay

KB

溫度繼電器

Temperaturerelay

KTE

熱（過載）繼電器

Thermal(over-load)relay

KH

（一）電流繼電器

1、DL-10系列電流繼電器

圖1-40所示為DL-10系列電流繼電器的結構示意圖。

圖1一20DL-10型電濟繼電器

1—芯2一線圈了一靜融點4—動觸點丘―反作用彈簧

6——整定值調整把手丁一刻度盤S一工形舌片

DL-1O系列繼電器有DL—11、12、13三種，它們的內部接線如圖1-41所

示。

圖1-41DL—10型電磁式電流堆電器的內部結線

（a）DL—11型⑹DL—12型fu）DL—捋型

（二）DJ-100系列電壓繼電器

電磁式電壓繼電器分為過電壓和欠電壓繼電器兩種，使用較多的是欠電壓繼電器。

DJ-100系列電壓繼電器的原理、結構與DL-10系列電流繼電器基本上相同，只是因為電壓繼電器反應的是電壓，所以線圈匝數多，阻抗大。

使欠電壓繼電器動作的最高電壓稱為低電壓繼電器的動作電壓，用

U□八表示。使欠電壓繼電器返回到起始位置的最低電壓稱為欠電壓繼電器opK（〈）

的返回電壓，用U口八表示。欠電壓繼電器的返回系數為：

reK（〈）

U

K=—reK（〈）

reU

op-K（〈）

（三）中間繼電器

中間繼電器有多個接點，且接點容量較大。在繼電保護中，常利用中間繼電器去同時接通、斷開多個獨立回路，外形圖如圖1-42所示。

DZ—10系列中間繼電器工作原理和CJ10接觸器工作原理相似，具有四對常開觸點和四對常閉觸點，瞬時動作，其動作時間不大于0.05s，接點的開斷容量可達110VA，在控制線路中被大量使用。

圖1-42中間繼電器的外形圖

（四）DX-11型信號繼電器

信號繼電器用來指示保護裝置的動作，信號繼電器動作后，一方面有機械掉牌指示，從外殼的指示窗可看見紅色標志（掉牌前是白色的），另一方面它的接點閉合接通燈光和聲響信號回路，以引起值班人員注意。

1-43DX-11型信號堆電器

1—線圈2—電磁鐵3—彈簧4一銜鉄

5-信號牌0-艦察玻璃窗口7-復位按鈕

S-動觸點9-靜魁點10-接線端

信號繼電器有兩種：一種是電流型，串聯接入電路；另一種是電壓型，并聯接入電路。其接線方式如圖1—44所示.

圖1-44信號繼電器的接線方式

（a）串聯信號繼電器并聯信號繼電器

二、時間繼電器

時間繼電器是按照所整定的時間間隔的長短來切換電路的自動電器。它的種類很多，常用的有空氣式（氣囊式）、電動式、電子式等。時間繼電器的外形如圖1-45所示。

時間繼電器的種類很多，按動作原理可分為電磁式、空氣阻尼式、電動機式、電子式；按延時方式可分為通電延時型與斷電延時型兩種。

通電延時型是指時間繼電器接受到電信號后，等待一段時間，時間繼電器的觸頭延時動作（即動合觸頭閉合，動斷觸頭斷開）；當電信號取消（斷電），其觸頭立即復原（即動合觸頭斷開，動斷觸頭閉合）。而斷電延時型是指時間繼電器接受到電信號后，其觸頭立即動作；當電信號取消（斷電）后，等待一段時間，其觸頭延時復原。下面主要介紹電磁式、空氣阻尼式、電動機式、電子式（半導體式）及新產品一一數字顯示的時間繼電器。

1$

（a）⑹5）

圖1-45時間繼電器外形圖

（a）JS7系列；（b）7PR系列；（c）JS20系列晶體管式

（一）空氣阻尼式時間繼電器

圖1—46所示為JS7—A型空氣式時間繼電器結構示意圖，它是利用空氣的阻尼作用而獲得動作延時的，主要由電磁系統、觸點、氣室和傳動機構組成。當吸引線圈通電時，動鐵心就被吸下，使鐵心與活塞桿之間有一段距離；在釋放彈簧的作用下，活塞桿就向下移動。由于在活塞上固定有一層橡皮膜，因此當活塞向下移動時，橡皮膜上方空氣變稀薄，壓力減小，而下方的壓力加大，限制了活塞桿下移的速度。只有當空氣從進氣孔進入時，活塞桿才繼續下移，直至壓下杠桿，使微動開關動作。可見，從線圈通電開始到觸點（微動開關）動作需要經過一段時間，此即繼電器的延時時間。旋轉調節螺釘，改變進氣孔的大小，就可以調節延時時間的長短。線圈斷電后復位彈簧使橡皮膜上升，空氣從單向排氣孔迅速排出，不產生延時作用。這類時間繼電器稱為通電延時式繼電器，它有兩對通電延時的觸點，一對是動合觸點，一對是動斷觸點，此外還可裝設一個具有兩對瞬時動作觸點的微動開關。該空氣式時間繼電器經過適當改裝后；還可成為斷電延時式繼電器，即通電時它的觸點動作，而斷電后要經過一段時間它的觸點才能復位。

圖1-46時間維電器的結枸示意圈

(a)通電延時型⑹斷電延時型

1-線圈；2-鐵芯；3-銜鐵；4-復位彈簧；5-推板；E_活塞桿；丁_杠桿；8-塔型彈簧；

9-弱彈簧；10-橡皮膜；11-空氣室壁；12-活13-調節螺桿；14-進氣孔；15-微動開關

時間繼電器的圖形符號如圖1—47所示。

ET

通電延時線圈常開延時閉合融點常閉延時斷開能點

RT

斷電延時線圈當開延時斷開胄塢常閉延時閉臺觸點

圖1-47時間繼電器的圖形符號

表1一5列出JS7—A型系列時間繼電器的技術數據。

電磁阻尼式時間繼電器

電磁阻尼式時間繼電器只能用于直流、延時時間較短且是斷電延時的場合。它是利用電磁系統在電磁線圈斷電后磁通延緩變化的原理工作的。其結構與電壓繼電器相似，為了達到延時的目的，在繼電器電磁系統中的鐵心柱上裝有一個阻尼銅套，如圖1-48所示。

通過改變安裝在銜鐵上的非磁性墊片的厚度及反力彈簧的松緊程度，可以調節延時時間的長短。非磁性墊片的厚度增加，使得銜鐵閉合后的氣隙增大，磁路的磁阻增大，磁通減小，這樣延時時間變短；反之，減小非磁性墊片的厚度，可以使延時時間變長。反力彈簧調松，延時時間變長；反力彈簧調緊，延時時間變短。

圖1-壯帶有阻尼銅套的鐵心示意圖

1—鐵心2—阻尼詞套3—絕絳層q—線圈

（三）電動機式時間繼電器

電動機式時間繼電器是由微型同步電動機拖動減速齒輪組，經減速齒輪帶動觸頭經過一定的延時后動作的時間繼電器。

JSD1—口M系列電動機式時間繼電器結構如圖1-49所示。其工作原理如下：當同步電動機接線端子1、2接通電源時，電動機的軸向左作軸向運動，瞬動觸頭3、4打開，3、5閉合。與此同時，電動機帶動減速齒輪旋轉，經過一段時間，由輪系帶動的杠桿推動微動開關動作，延時觸頭6、7打開，7、8閉合。當同步電動機接線端子1、2斷電時，齒輪在扭轉彈簧的作用下實現復位。

45312

Q9PII

圖1—49JSD1-口M系列電動機式時間繼電器

三、熱繼電器

1、熱繼電器的原理與結構

熱繼電器是利用電流的熱效應原理來保護電動機，使之免受長期過載的危害。

熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片和觸點三部分組成，當電動機過載時斷開使接觸器的線圈斷電，從而斷開電動機的主電路。若要使熱繼電器復位，則

按下復位按鈕6即可。

圖1-刊熱繼電器的外形圖

^1-51熱繼電器的原理圖

1—扣板2—彈簧d—熱元件

q—雙金屬片5-常閉融點e—復位按鈕

熱繼電器由于有熱慣性，當電路短路時不能立即動作將電路立即斷開，因此不能作為短路保護。

熱繼電器的圖形符號如圖1—52所示。

1

L

3H

n

r

圖1—52熱繼電器的圖形符號

（a）熱元件；（b）三熱元件；（c）觸頭

2、具有斷相保護的熱繼電器

有斷相保護功能的熱繼電器與普通的熱繼電器相比，主要區別在導板改成

了差動機構，如圖1—54所示。

動件線

6

（3）1

A

圖1—54斷相保護機構及其工作原理

（a）未通電時；（b）三相電流不大于整定電流時；（b）三相同時過載；（d）一相短路

1—補償雙金屬片；2—上導板；3—主雙金屬片；

4—下導板；5—杠桿；6—頂頭

4?熱繼電器的選擇

熱繼電器的選擇按照下列原則進行：

（1）一般情況下可選用兩相結構的熱繼電器。

（2）熱元件的額定電流等級一般應略大于電動機的額定電流。

（3）對于工作時間較短、間歇時間較長的電動機或出于安全考慮不允許設置過載保護的電動機（如消防泵），一般不設置過載保護。

（4）雙金屬片式熱繼電器一般用于輕載、不頻繁起動電動機的過載保護。

四、速度繼電器

速度繼電器是利用轉軸的一定轉速來切換電路的自動電器，它的外形如圖1-55所示。

圖1-55速度繼電器的外形

它的工作原理與異步電動機相似，轉子是一塊永久磁鐵，與電動機或機械轉軸聯在一起，隨軸轉動。它的外邊有一個可以轉動一定角度的環，裝有籠型繞組。如圖1—56，當轉軸帶動永久磁鐵旋轉時，定子外環中的籠型繞組團切割磁力線而產生感應電動勢和感應電流，該電流在轉子磁場的作用下產生電磁力和電磁轉矩，使定子外環跟隨轉子轉動一個角度。如果永久磁鐵逆時針方向轉動，則定子外環帶著擺桿靠向右邊，使右邊的常閉觸點斷開，常開觸點接通；當水久磁鐵順時針方向旋轉時，使左邊的觸點改變狀態，當電動機轉速較低時（例如小于10Or/min），觸點復位。速度繼電器的圖形符號及文字符號如圖1—57所示。

圖1-血速度繼電器原理示意圖

1一動融頭2—靜觸頭3—擺錘

4——繞組5—定子轉子丁一轉軸

第六節低壓斷路器

低壓斷路器又稱自動空氣開關，適用于不頻繁地接通和切斷電路或啟動、停止電動機，并能在電路發生過負荷、短路和欠電壓等情況下自動切斷電路，它是低壓交、直流配電系統中重要的控制和保護電器。

一、結構及工作原理

低壓斷路器主要由觸頭系統、滅弧裝置、保護裝置和傳動機構等組成。保護裝置和傳動機構組成脫扣器，主要有過流脫扣器、欠壓脫扣器和熱脫扣器等。

14

12

圖1-匾低壓斷路雜工作原理圖

1—按鈕2—欠壓脫扣器的戟芯線圉？一慚禎￡—帥熱元件呂一彈簧丘―分勵脫扣器的鐵芯線圈T—撫金屬片呂一轉軸9-Si^10-杠桿門一搭的12—過涼脫扣器的鐵芯線圈心一王觸頭同一分閘彈簧15—鉤桿

二、觸頭系統和滅弧裝置

低壓斷路器的觸頭系統包括主觸頭和輔助觸頭。

三、常用類型

常用低壓斷路器按結構分有框架式和塑料外殼式兩種類型。框架式自動開

關原稱萬能式自動開關，塑料外殼式自動開關原稱裝置式自動開關，按動作速

度分有一般型和快速型兩大類。其型號含義如下:

口□□

脫扣器斥附件代號

低壓斷路器

Z塑料外殼式（裝置式）

X框架式（萬能式）設計序號及派生代號

X—限流型L—漏電保護

級數

額定電流（A）

脫扣器及附件代號：CIO—無脫扣器；10-^脫扣器；2CI—電磁脫扣器；30—復式脫扣器

1、框架式自動開關為敞開式，一般大容量自動開關多為此結構，主要用于低壓配電系統中作為過載、短路及欠電壓保護

圖：一59曲曜萬能弍氐圧斷路器劌邢結呵隆

1—氏那罩：冋有主融心2—植砂融戈3-過苗脫扣霍4一脂扌：!旦笳調卞鑼斗

5—去壓曲打器斤—巨由尿口龍丁一擇化豐硒

2、塑料外殼式低壓斷路器

常見的有DZ系列自動開關，如圖1-60所示為DZ20系列塑料外殼式低壓斷路器結構圖。其特點是結構緊湊、體積小、重量輕，使用安全可靠，適用于獨立安裝。它是將觸頭、滅弧系統、脫扣器及操作機構都安裝在一個封閉的塑料夕卜殼內，只有板前引出的接線導板和操作手柄露在殼外。

圖1—和DZ20-25。型塑料外殼式低壓斷路器結構圖

1一觸頭2—滅弧罩d—外殼4一自由脫扣器5—脫扣器

DZ系列自動開關的保護裝置一般裝有復式脫扣器，同時具有電磁脫扣器和熱脫扣器。由于內部空間有限，失壓脫扣器和分勵脫扣器僅裝其中一種，而且額定電流較框架式自動開關要小，除用來保護容量不大的用電設備外，還可作為絕緣導線的保護及供建筑中作照明電路的控制開關。

第七節其它控制電器

一、電子式時間繼電器

1、晶體管式時間繼電器

晶體管式（也稱電子式）時間繼電器常用的是電容式時間繼電器，它是利用電容對電壓的變化的阻尼作用來實現延時的。

2、數字式時間繼電器

數字式時間繼電器具有延時精度高、延時范圍寬、觸頭容量大、調整方便、工作狀態直觀、指