電氣控制技術(shù)教程

1、濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,電氣控制技術(shù),授課人:于宏亮濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,自動空氣斷路器：,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,接觸器：,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,繼電器：,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,熔斷器：,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,行程開關(guān)：,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,其他電器：,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,,,

2、濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,§1-2 接觸器,什么是接觸器？接觸器是用來接通或切斷電動機或其他負載主電路的一種控制電器。（交流、直流）接觸器的基本參數(shù)：主觸點的額定電流（2500A）、額定電壓、觸點數(shù)、線圈電壓、操作頻率（150-1500）、動作時間、機械壽命（500-1000萬）、電壽命（50-100萬）,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,一、接觸器的結(jié)構(gòu)和原理,電磁機構(gòu)；主觸點；滅弧裝置；輔助觸

3、點；釋放彈簧或緩沖裝置；支架與底座,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,回顧：,電器的定義:電器是一種能根據(jù)外界的信號和要求，手動或自動地接通或斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調(diào)節(jié)用的電氣設(shè)備。簡言之，電器就是一種能控制電的工具。電器的分類:按工作職能\電壓等級\電器組合\有無觸點\使用系統(tǒng)\作用\使用場合接觸器:用來接通或切斷電動機或其他負載主電路的一種控制電器

4、接觸器組成：電磁機構(gòu)；主觸點；滅弧裝置；輔助觸點；釋放彈簧或緩沖裝置；支架與底座,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,,電磁機構(gòu)；主觸點；滅弧裝置；輔助觸點；釋放彈簧或緩沖裝置；支架與底座,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,第二課,一、接觸器的結(jié)構(gòu)和原理1、觸點 2、電弧與滅弧 3、電磁機構(gòu),濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,一、觸點,觸點的作用及構(gòu)成：接通或關(guān)斷電路，由靜觸點和動觸點構(gòu)成。一般選用導(dǎo)電率高的

5、金屬材料構(gòu)成。1）觸點的接觸形式：點接觸：球面對球面、球面對平面；小容量線接觸：圓柱對平面、圓柱對圓柱(可自動清楚氧化膜；且工作點不易燒灼)； 中等容量面接觸：平面對平面；大容量,,（a）點接觸,（b）線接觸,(c) 面接觸,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,只有一個斷口，一般多用于接觸器主觸點。優(yōu)點：閉合、斷開過程中有滾滑運動，能自動清除表面氧化物，接觸可靠；觸頭接觸力大，電動穩(wěn)定性高

6、；觸頭參數(shù)較易調(diào)節(jié)。缺點：觸頭開距大，從而增大了體積；觸頭閉合時沖擊能量大，并有軟連接，不利于機械壽命的提高。,,線接觸：,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,2）超（行）程,電接觸：動、靜觸點完全接觸并有工作電流通過。初壓力：當(dāng)動靜觸頭剛接觸時，由動觸頭彈簧經(jīng)預(yù)先壓縮而產(chǎn)生（F1）。終壓力：在運動機構(gòu)作用下，彈簧進一步被壓縮，運動機構(gòu)停止運動時，產(chǎn)生 的壓力為終壓力（F2)。 超 程：初壓力與終壓力之間的距離。,濟南

7、大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（二）電弧的產(chǎn)生與滅弧裝置,1）電弧的產(chǎn)生：觸點由閉合到斷開時，當(dāng)電壓超過10～20V和電流超過80～100mA，在拉開的兩個觸點之間將出現(xiàn)強烈的火花，實質(zhì)是氣體放電的現(xiàn)象，通常稱之為“電弧”。電離：撞擊電離 熱電子發(fā)射 熱電離。后果:燒觸頭、延長分?jǐn)鄷r間,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（二）電弧的產(chǎn)生與滅弧裝置,滅?。杭訌娤婋x作用（正負帶電離子的復(fù)合進行的，溫度越低，帶電質(zhì)點

8、運動越慢，越容易復(fù)合。）當(dāng)電離速度低于消電離速度時，電弧即逐漸熄滅。設(shè)法降低電弧區(qū)溫度和電場強度。常用的滅弧方式有拉長電弧、切斷或分割電弧。觸點分?jǐn)噙^程就是電弧形成與抑制的過程,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,2）滅弧裝置,1、磁吹式滅?。豪秒娀‰娏鞅旧頊缁?，電弧電流愈大，吹弧能力也越強。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,2）滅弧裝置,2、滅弧柵：有許多鍍銅薄鋼片組成，片間距離為2-3mm，安裝在滅弧罩內(nèi)。一般適合

9、于交流滅弧。3、滅弧罩：通常用耐弧陶瓷、石棉水泥或耐弧塑料制成。其作用一是分割各路電弧以防止發(fā)生短路；二是使電弧與滅弧罩的絕緣壁接觸，使電弧迅速冷卻而熄滅。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,4、多斷點滅弧,如橋式觸頭。一般交流繼電器和小電流接觸器采用此種方法。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,雙斷點橋式觸頭,優(yōu)點：a）具有兩個有效滅弧區(qū)域，滅弧效果良好。小容量交流接觸器或繼電 器采 用這種觸頭時，

10、可利用兩個斷點，增長了電弧長度，有利于熄弧。 b）觸點開距小，使電器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小 c）觸頭閉合時沖擊能量小，無軟連接，有利于提高機械壽命缺點：a）觸頭不能自動凈化，觸頭材料必須用銀或銀基合金。 b）每個觸頭接觸壓力小，電動穩(wěn)定性較低。 c）觸頭參數(shù)不易調(diào)節(jié)。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,4）幾個概念,1、接觸電阻：指觸頭接觸處

11、的電阻。其大小與觸頭的接觸形式、接觸壓力、觸頭材料電阻率、機械性能、表面狀況有關(guān)。為了減少損耗、降低溫升，希望接觸電阻盡量小些。2、機械振動：觸頭的閉合—分離—再閉合過程的重復(fù)。如圖所示。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,4）幾個概念,3、電氣磨損：觸頭的機械振動使觸頭表面產(chǎn)生電氣磨損；原因是：當(dāng)觸頭彈跳時兩觸頭之間產(chǎn)生電弧，致使觸頭表面有部分金屬被熔化，每次接觸過程中動靜頭之間的相對滑動或噴濺和蒸發(fā)將熔化金屬帶走，是觸頭材料

12、越來越少。4、熔焊現(xiàn)象：當(dāng)觸頭接觸表面有熔化金屬時，一旦機械振動結(jié)束后，融化了的金屬便因失去了電弧產(chǎn)生的大量熱量而凝固，使動靜觸頭粘在一起，再也不能分開。5、防止熔焊措施：減小振動，即適當(dāng)增加觸頭彈簧的初壓力、降低觸頭的接通速度,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（三）電磁機構(gòu),作用：將電磁能轉(zhuǎn)換為機械能，帶動觸頭使之閉合或斷開。1、電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式：由吸引線圈（激磁線圈）和磁路（包括鐵芯、鐵軛、銜鐵和空氣氣隙）兩部分組成

13、。1）按銜鐵運動方式分為：a、銜鐵沿棱角轉(zhuǎn)動的拍合式鐵芯。b、銜鐵沿軸轉(zhuǎn)動的拍合式鐵芯。c、銜鐵沿直線運動的直動式鐵芯。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,轉(zhuǎn)動式,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（2）按磁系統(tǒng)形狀分類：U形和E形。（3）按激磁線圈種類：交流線圈和直流線圈。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（4）按激磁線圈的連接方式：并聯(lián)（電壓線圈）和串（電流線圈）。,濟南大學(xué)控

14、制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,回顧：,接觸器一、接觸器的結(jié)構(gòu)和原理1、觸點 2、電弧與滅?。ù糯凳?、滅弧柵、滅弧罩、多斷點） 3、電磁機構(gòu)：作用由吸引線圈（激磁線圈）和磁路（包括鐵芯、鐵軛、銜鐵和空氣氣隙）兩部分組成分類,,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,第三課,一、接觸器的結(jié)構(gòu)和原理反力特性:吸力特性；短路環(huán)二、接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)1、接觸器的型號及代表意義,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（三）電

15、磁機構(gòu)的工作原理,吸力特性： 電磁機構(gòu)的吸力與氣隙的關(guān)系曲線。反力特性： 電磁機構(gòu)轉(zhuǎn)動部分的阻力與氣隙的關(guān)系曲線。（1）反力特性：反力由利用彈簧拉力和銜鐵自重兩種方式產(chǎn)生：彈簧反力與引起形變的位移x成正比，反力特性：F反1=K1X 自重的反力與氣隙大小無關(guān) ，反力特性：F反2=K2,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,上述二種反力特性曲線如圖所示。其

16、中?1為電磁機構(gòu)氣隙的初始值； ?2為動靜觸頭開始接觸時的氣隙長度。由于初壓力，反力特性在?2處有一突變。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（2）吸力特性,吸力特性：電磁吸力與氣隙的關(guān)系曲線。說明：吸力特性與線圈勵磁電流種類、線圈連接方式有關(guān)。電磁吸力公式：,當(dāng)端面積S為常數(shù)時，F(xiàn)與 成正比,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,a、直流電磁機構(gòu)的吸力特性,外加電壓和線圈電阻不變，則激磁電流不變，即電流不受氣隙變化的影

17、響，而： F ? ?2 ? ( 1 / ? )2即直流電磁機構(gòu)的吸力F與氣隙?的平方成反比。氣隙越小，吸力越大。,∝,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,U?E=4.44f?N； ?=U/ 4.44fN式中：U---線圈電壓（V） E---線圈感應(yīng)電勢（V） f---線圈外加電壓的頻率（Hz） ?---氣隙磁通（wb)

18、 N---線圈匝數(shù),I,b、交流電磁機構(gòu)的吸力特性,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,分析：當(dāng)f、N、U為常數(shù)時------- ?為常數(shù)-----F為常數(shù)（幅值不變）；因U與?無關(guān)，所以F亦與?無關(guān),考慮到漏磁通的影響，吸力F隨氣隙?的減小略有增加。,根據(jù)磁路定律可知：交流激磁線圈的電流與氣隙?成正比。則：線圈通電而銜鐵未吸合瞬間電流比吸合后大得多（E型10-15；U型5-6），因此：可靠性要求高或者動作頻繁時，需使用直流接觸

19、器。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,c、剩磁的吸力特性：,由于鐵磁材料有剩磁，它使電磁機構(gòu)的激磁線圈失電后仍有一定的磁性吸力存在。剩磁的吸力隨氣隙的增大而減小。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（3）吸力特性與反力特性的配合,電磁機構(gòu)欲使銜鐵吸合，吸力必須大于反力;但也不宜過大，否則會造成電器的機械壽命縮短。當(dāng)銜鐵釋放時，其反力必須大于剩磁吸力，才能可靠釋放。如圖所示.,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,作用：對于單相

20、交流電磁機構(gòu)由于交流磁通過零時吸力為零，吸合后的銜鐵在反力作用下將被拉開；磁通過零后吸力增大，當(dāng)吸力大于反力時銜鐵又吸合。這樣交流電每周期內(nèi)線鐵吸力要兩次過零，使銜鐵產(chǎn)生強烈震動和噪音，甚至使鐵心松散。為此在鐵心端面上裝一個銅制的分磁環(huán)（短路環(huán)）,（4）短路環(huán),濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,二、接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)（一）接觸器的型號及代表意義:1、型號,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,例如：CJ12—250／3:為

21、CJl2系列交流接觸器，額定電流250A，三個主觸點。CJl2T—250／3:為CJl2系列改型后的交流接觸器，額定電流250A，三個主觸點。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,例，CZ0—100／20:為CZ0系列直流接觸器，額定電流100A，二個常開主觸點。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,交流接觸器：CJ1、CJ0CJ10、CJ12（新系列，緩沖裝置、小開距、結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理）CJ20（遠距離通斷電路，及

22、頻繁起?？刂茍龊希┲绷鹘佑|器：CZ1、CZ3CZ0（新系列，壽命長、體積小、工藝性好、零部件通用性強）,國內(nèi)型號：,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,3TB\3TF（西門子）：CJ20B系列（BBC）：CJ0、CJ8、CJ10A系列（ABB）、LC1系列（施耐德）等型號樣式3TF3001-0XM0 （3TF）標(biāo)準(zhǔn)型接觸器 （30）電流9A （01）一常閉觸點 （0X）交流線圈 （M0）交流50HZ 220V,

23、國外型號：,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,回顧：,一、接觸器的結(jié)構(gòu)和原理反力特性：吸力特性；短路環(huán)二、接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)1、接觸器的型號及代表意義,CJl2T—250／3,CZ0—100／20:,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,2、接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 3、接觸器的選型三、接觸器的發(fā)展概況繼電器概述,電氣控制技術(shù) 第四課,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,2、接觸器的圖形和文字符號 接觸器的

24、圖形和文字符號如圖所示。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,各類接觸器,直流接觸器,直流接觸器,交流接觸器,交流接觸器,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（二）接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù),1、額定電壓 接觸器銘牌額定電壓是指主觸點上的額定電壓。通常用的電壓等級為：　　　　直流接觸器：220V、440V、660V　　　　交流接觸器：220V、380V、500V2、額定電流 接觸器銘牌額定電流指主觸點的額定電流（一般指在敞開安裝

25、、觸點工作不超過溫升、間斷-長期工作制（連續(xù)工作不超過8小時，超過，則空載開閉3次以上）條件下的額定電流）。常用的電流等級為： 　　　直流接觸器：25A、40A、60A、100A、　　　　　　l 50A、250A、400A、600A?！　　〗涣鹘佑|器：5A、10A、20A、40A、60A、　　　　　　100A、150A、250A、400A、600A。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,3、線圈的額定電壓 接觸器線圈正常工

26、作的電壓 常用的等級為： 直流線圈；24V、48V、110V、220V、440V（已停產(chǎn)）　　　 交流線圈：36V、127V、220V、380V說明：1）交流負載選用交流接觸器，直流負載選用直流接觸器，但交流負載頻繁動作時可采用直流吸引線圈的接觸器。2）常用的額定電壓是直流24v,110v，220v；　　　　　　　　　　交流127v，220v，380v。4、額定操作頻率 額定操作頻率是指每小時接通次數(shù)。

27、說明：交流接觸器最高為600次／h；　　　　直流接觸器可高達1200次／h。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,５、動作值：指接觸器的吸合電壓和釋放電壓。 吸合電壓：欲使接觸器主觸點吸合，線圈電壓必須大于此值釋放電壓：欲使接觸器主觸點釋放，線圈電壓必須小于此值,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,６、接通與分?jǐn)嗄芰?指接觸器主觸頭在規(guī)定條件下能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦怠Ｔ诖穗娏髦迪?，接通或分?jǐn)鄷r，不應(yīng)發(fā)生熔焊、飛弧和過分

28、磨損等。７、機械壽命和電氣壽命機械壽命是接觸器不帶電時可操作的次數(shù),電氣壽命則是帶電情況下的操作次數(shù).,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,８、工作制工作制分長期工作制、間斷----長期工作制、短時工作制、反復(fù)短時工作制四種。９、其它接觸器主觸點的極數(shù)（單極、雙極、三極、四極），主觸點的形式（常開、常閉），輔助觸點 的數(shù)量（常開 NO、常閉NC），輔助觸點的額定電壓和額定電流等。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于

29、宏亮,5、技術(shù)數(shù)據(jù)表,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（三）接觸器的選用:選擇步驟,根據(jù)負載性質(zhì)確定工作類別；根據(jù)類別確定接觸器系列根據(jù)負載額定電壓確定接觸器額定電壓根據(jù)負載額定電流確定接觸器額定電流，并根據(jù)外界條件加以修正選定吸引線圈的額定電壓根據(jù)負載情況復(fù)核操作頻率,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（三）接觸器的選用:選擇原則,１、接觸器的額定電壓 ? 主電路額定電壓。２、接觸器線圈的額定電壓必須與接入此線圈

30、的控制電路的額定電壓相等。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（1）按接觸器設(shè)計時規(guī)定的使用類別使用時按觸器的額定電流應(yīng)等于或稍大于負載額定電流。 （2）按輕任務(wù)使用類別設(shè)計的接觸器，用于重任務(wù)使用類別時，應(yīng)降低容量使用。 （3）用于反復(fù)短時工作制的接觸器，其額定電流應(yīng)大于負載的等效發(fā)熱電流，等效發(fā)熱電流 可按下式計算； I

31、d= 式中：Id----負載等效發(fā)熱電流（A ） i-----負載電流的瞬時值（A） T----每一循環(huán)的全周期（S）,３、根據(jù)負載電流確定接觸器的額定電流：,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,并根據(jù)外界實際條件加以修正,（1）接觸器安裝在箱柜內(nèi)，電流要降低10％～20％使用（冷卻條件變差）；（2）接觸器工作于長期

32、工作制，通電持續(xù)率不超過40％時，若敞開安裝，電流允許提高10％～25％，若箱拒安裝，允許提高5%～10％。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（四）接觸器的維護、常見故障及處理,1、應(yīng)定期檢查接觸器的各部件，要求可動部分不卡住，緊固無松脫，零部件如損壞應(yīng)及時檢修。2、觸頭表面應(yīng)經(jīng)常保持清潔。1）觸頭表面因電弧作用而形成金屬小球時及時鏟除。2）觸頭嚴(yán)重磨損后，超程應(yīng)及時調(diào)整，當(dāng)厚度只剩下1／3時，應(yīng)及時調(diào)換觸頭。３、原本有滅

33、弧罩的接觸器的一定要帶滅弧罩使用，以免發(fā)生短路事故。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,三、交直流接觸器的發(fā)展趨勢（一）發(fā)展現(xiàn)狀,1、轉(zhuǎn)動式交流接觸器（大中容量、重負荷工作條件） 2、直動式交流接觸器（中小容量） 3、直流接觸器（旋轉(zhuǎn)式、交流派生式）,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,(二）、交直流接觸器的發(fā)展趨勢,1、提高工作可靠性：近年來工作可靠性一躍而居眾所關(guān)注的重要地位，可靠性的研究就成為當(dāng)前的主要研究課題。目前世

34、界各生產(chǎn)廠家及研究單位圍繞接觸器的可靠性問題做了以下工作： 降低其動作電壓值； 降低其釋放電壓上限和提高釋放電壓下限； 提高其在惡劣條件下的可靠性； 提高其對傾斜、沖擊、振動的耐受能力； 提高其絕緣能力； 提高其承受短路電流的能力等等。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,通斷能力是交直流接觸器的重要技術(shù)指標(biāo)之一. 在AC4

35、工作制時為8～10倍額定電流，在AC3工作制時為10～12倍額定電流。實際上各制造廠家為保證運行可靠，其產(chǎn)品的通斷能力遠遠超出上述規(guī)定。,2、提高通斷能力：,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,3、提高使用壽命：提高使用壽命無疑對系統(tǒng)或裝置的效益有著直接關(guān)系。lEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定交流接觸器的機械壽命最高為1000萬次，至于電壽命迄今尚無明確規(guī)定。4、小型化：經(jīng)過長期改進，交流接觸器的安裝面積減小了約25％。減小觸頭開距、采用高導(dǎo)磁材料、

36、采用優(yōu)質(zhì)滅弧材料等。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,5、品種派生：為了擴大交流接觸器基本系列產(chǎn)品的適應(yīng)性許多國家的制造廠大力發(fā)展派生品種，以最大限度地滿足各種不同的使用要求。6、提高交流接觸器的額定電壓：許多工業(yè)先進國家。如德國、美國和法國從經(jīng)濟合理及技術(shù)可能性的觀點出發(fā)，把工業(yè)電網(wǎng)的配電電壓從380V提高到660V，因而交流接觸器的額定電壓相應(yīng)提高.,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,7、標(biāo)準(zhǔn)化：由于交流接觸器的產(chǎn)量很

37、大、品種繁多，要進一步發(fā)展產(chǎn)品，必須加強標(biāo)準(zhǔn)化工作8、新材料的應(yīng)用及材料的節(jié)約：隨著塑料工業(yè)和冶金工業(yè)的發(fā)展為電工產(chǎn)品（包括交直流接觸器）提供了許多物美價廉的新穎材料．,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,9、發(fā)展中的幾種接觸器：如無觸點接觸器，混合式接觸器，同步接觸器, 低真空接觸器。10、安裝和裝配：交直流接觸器一旦發(fā)生故障，應(yīng)能迅速的進行更換，因此要求易于裝卸、國外小容量接觸器的安裝已普遍采用卡軌，大容量產(chǎn)品仍采用螺釘。

38、在裝配部件上各國仍在改進。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（三）研究方向,1、可靠性研究2、觸點多點接觸的理論及觸點材料的研究3、電弧理論及電磁力理論的研究4、磁系統(tǒng)的最佳設(shè)計和計算方法及磁系統(tǒng)參數(shù)對控制回路工作可靠性影響的研究 5、采用電子計算機研究磁系統(tǒng),濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（三）研究方向,6、短路環(huán)的計算和最優(yōu)化設(shè)計7、節(jié)約能源與節(jié)約材料的研究8、廣泛采用機器人9、標(biāo)準(zhǔn)化,濟南大學(xué)控制科學(xué)與

39、工程學(xué)院 ：于宏亮,繼電器概述,繼 電 器：是一種根據(jù)特定形式輸入信號而動作的自動控制電器，主要用于反應(yīng)控制，觸點通常接在控制電路。其種類和分類方法很多。按輸入量的物理性質(zhì)分：電壓、電流、功率、時間、溫度按動作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動式、熱、電子式按動作時間分：快速、延時、一般按用途分：電器控制系統(tǒng)用、電力系統(tǒng)用,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,回顧：,2、接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)：額定電壓／額定電流／線圈額定

40、電壓／操作頻率／接通分?jǐn)嗄芰Γ瘎幼髦担瘷C械壽命／電氣壽命／工作制／其他 3、接觸器的選型根據(jù)負載性質(zhì)確定工作類別；根據(jù)類別確定接觸器系列；根據(jù)負載額定電壓確定接觸器額定電壓；根據(jù)負載額定電流確定接觸器額定電流，并根據(jù)外界條件加以修正；選定吸引線圈的額定電壓；根據(jù)負載情況復(fù)核操作頻率三、接觸器的發(fā)展概況1提高工作可靠性２提高通斷能力３提高使用壽命４小型化５品種派生６提高額定電壓７標(biāo)準(zhǔn)化８材料９新類型１０安裝與裝配繼電器：是一種

41、根據(jù)特定形式輸入信號而動作的自動控制電器，主要用于反應(yīng)控制，觸點通常接在控制電路。其種類和分類方法很多。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,繼電器概述一、電磁式繼電器二、磁電式繼電器三、舌簧繼電器四、時間繼電器,電氣控制技術(shù) 第五課繼電器,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,輸入輸出特性,動作值：繼電器吸合值、繼電器釋放值如：吸合電壓、釋放電壓當(dāng)輸入量大于吸合值時，繼電器由釋放狀態(tài)開始動作（吸合）。當(dāng)輸入量小于釋

42、放值時，繼電器由吸合狀態(tài)開始動作。釋放電壓小于吸合電壓，矩形的特性曲線稱為繼電特性曲線。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,重要參數(shù),1．返回系數(shù)K 返回系數(shù)K=X1/X2是繼電器輸入量的釋放值x1與吸合值x2 的比值，也稱為繼電器的恢復(fù)系數(shù)。K ＜1。 用途不同，對繼電器返回系數(shù)的要求也各不相同，所以繼電器的返回系數(shù)都可調(diào)，以適應(yīng)不同用途的需要。 一般繼電器要求低返回系數(shù)， K值在0

43、.1-0.4之間．這樣，當(dāng)繼電路吸合后，即使輸入量有較大波動也不致引起誤動作。 欠電壓繼電器要求高返回系數(shù)，K > 0.6.,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,重要參數(shù),例1，一般中間繼電器的K= 0.4，吸合值x2 = 0.8 xe .則x1 = X2* K = 0.32 Xe（當(dāng)此中間繼電器動作后，即使因電網(wǎng)電壓的波動或其他干擾使線圈電壓下降為額定值的50%；但因0.5 Xe> 0.32 Xe，該中

44、間繼電器電磁機構(gòu)仍不會釋放）例2，欠電壓繼電器的K= 0.66，吸合值X2 = 0.9 Xe .則X1 = ？ X1=X2* K = 0.6 Xe（此繼電器在電壓低于額定電壓的60%時即釋放，起到欠電壓 保護作用）,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,重要參數(shù),2．吸合時間與釋放時間吸合時間：從線圈接受電信號到銜鐵完全吸合所需得時間。釋放時間：從線圈失電到銜鐵完全釋放時所需得時間。一般繼電器：0.05-0.

45、15S快速繼電器：0.005-0.05S,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,電磁式繼電器:原理與接觸器類同。由觸點、電磁機構(gòu)（鐵心、銜鐵、線圈、） 、釋放彈簧、底座等構(gòu)成,一、電磁式繼電器（一）結(jié)構(gòu)與原理,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,分類,電壓繼電器:與負載并聯(lián)以反應(yīng)負載電壓，線圈匝多,線細,有過壓和欠壓繼電器之分.電流繼電器:與負載串聯(lián)以反應(yīng)負載電流，線圈匝少,線粗,有過流和欠流繼電器之分.中間繼電器:實質(zhì)就是

46、電壓繼電器,作用:1.容量放大;2.增加觸頭.時間繼電器:作用:產(chǎn)生延時,有通電延時和斷電延時之分.,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,返回系數(shù)的調(diào)節(jié),返回系數(shù)的調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)釋放彈簧松緊程度實現(xiàn)，也可調(diào)整鐵心與銜鐵間得非磁墊片得厚薄實現(xiàn)。釋放彈簧擰緊(壓縮)，K增大釋放彈簧放松(壓縮)，K減小,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（二）主要技術(shù)數(shù)據(jù),1、型號命名規(guī)則：,主要系列：JL3…；JT3…;JZ1…JZ1-41,濟

47、南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,JL3；直流繼電器JL3-。。J交流繼電器JL3- 。。S表示有兩個線圈：吸引線圈保持或釋放線圈保持線圈：繼電器通電吸合后，它也通電保持銜鐵不動，避免振動引起誤動作。釋放線圈：使繼電器釋放。銜鐵吸合后，吸引線圈斷電，靠鎖扣扣住銜鐵。要釋放時，先接通釋放線圈，打開鎖扣，銜鐵考彈簧作用而釋放復(fù)位。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,繼電器的選型因素,1地理位置氣候作用要素 ：主要指海拔高度

48、、環(huán)境溫度、濕度、和電磁干擾等要素。 2 機械作用要素 ：主要指振動、沖擊、碰撞等應(yīng)力作用要素。3　激勵線圈輸入?yún)⒘恳?：主要是指過激、欠激、電磁干擾激勵等參量要素。 4　觸點輸出(換接電路)參量要素 ：主要是指觸點負載性質(zhì)、觸點負載量值(開路電壓量值、閉路電流量值) 等。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,2、JZ4型中間繼電器,交流通用繼電器：電流電壓,3、JZ7型中間繼電器,JZ7型中間繼電器，其銜鐵為直動式結(jié)構(gòu)，軀殼

49、由塑料制成開啟式，考慮到額定電流較小，繼電器不設(shè)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(jié)構(gòu)，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)可按8常開、6常開2常閉以及4常開4常閉的方式組合。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,二、磁電式繼電器,結(jié)構(gòu)原理與與磁電式電表類似，只是在指針上附加了觸點。外磁式、內(nèi)磁式。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮

50、,性能特點,靈敏度高、功率小能反應(yīng)輸入信號極性有足夠穩(wěn)定性，但不能承受沖擊負載常用于微弱信號得檢測與傳送類型舉例：JC-2F,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,三、舌簧繼電器,具有密封接點的繼電器。按不同的密封接點分為干簧、濕簧、剩磁式繼電器。干簧繼電器由干簧管、線圈、屏蔽罩和引線等組成。,干簧管中的簧片用鐵鎳合金做成，接點端部鍍以貴金屬。它既是導(dǎo)磁體又是導(dǎo)電體。當(dāng)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

51、性而相互吸引，使兩簧片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?jǐn)唷?濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,性能特點,吸合功率小，靈敏度高；觸點密封，壽命長；結(jié)構(gòu)簡單，體積小；結(jié)構(gòu)低廉容易冷焊，過載能力低，觸點開距小，耐壓低，斷開瞬間易抖動,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,四、時間繼電器,定義：從得到輸入信號起到執(zhí)行元件動作產(chǎn)生相應(yīng)的輸出（如觸點的通斷等），有一個符合一定準(zhǔn)確度的延時過

52、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。。此延時時間與固有動作時間概念不同。延時類型：通電延時型、斷電延時型。電磁式、空氣阻尼、電動機式、半導(dǎo)體式,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（一）直流電磁式時間繼電器,與直流電磁式電壓繼電器類似，只是多了一個阻尼銅（鋁）套。銅套在繼電器通斷電時感生渦流，它反對穿過銅套得磁通變化，產(chǎn)生阻尼作用。只在斷電時作用明顯，故僅用作斷電延時。延時較短，不超過5S，且準(zhǔn)確度不高

53、。JT3、JS3,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（二）空氣阻尼式（氣囊式）時間繼電器,構(gòu)成：電磁機構(gòu)+觸頭+汽缸（活塞）原理：利用空氣阻尼的原理工作。延時范圍寬（0.4-180S)可通電延時，也可斷電延時。JS7、JS7-A,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（三）電動式時間繼電器,工作原理：當(dāng)繼電器內(nèi)的同步電機通電后，通過減速齒輪帶動動觸點經(jīng)一定延時與靜觸點閉合，并送出信號。構(gòu)成：同步機+減速器+執(zhí)行結(jié)構(gòu)（觸頭）

54、優(yōu)：延時時間長(幾S到幾h)、精度高。 缺：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,系列：JS10、JS11、DSJ-A,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,（四）半導(dǎo)體時間繼電器,利用充放電原理延時工作，小型繼電器觸點輸出。 常用系列：JSJ、JSB特點：體積小、重量輕、延時精度高、壽命長、工作穩(wěn)定可靠、安裝維護方便、觸點輸出容量打和產(chǎn)品規(guī)格全。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,工作原理圖,

55、濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,回顧：,繼電器概述：特性曲線/返回系數(shù)/動作時間一、電磁式繼電器二、磁電式繼電器三、舌（干）簧繼電器四、時間繼電器,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,繼電器五、速度繼電器六、熱繼電器熔斷器行程開關(guān)自動空氣斷路器,電氣控制技術(shù) 第六課繼電器及其他,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,五、 速度繼電器,用途：檢測轉(zhuǎn)速的過零點。多用于反接制動時，切除反相序電源。結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子（

56、磁極）+籠型空心繞組+觸頭原理：電磁感應(yīng)與鼠籠式異步機相似。轉(zhuǎn)動時，籠型繞組感生電勢，形成電流后受力而擺動，擺錘撥動觸頭系統(tǒng)工作。停轉(zhuǎn)時（N=0），擺錘垂立，觸頭復(fù)位。型號：JY1、JFZ0,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,六、熱繼電器,熱繼電器是一種能間接反映被控用電設(shè)備發(fā)熱狀況的繼電器。它主要用來保護電動機或其它負載免于過載和三相電動機斷相保護。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,六、熱繼電器,感熱元件是由膨脹系數(shù)不

57、同的兩種金屬片壓軋而成上層又稱主動．采用膨脹系數(shù)較高的鋼獲銅鎳鉻合金制成，下層又稱被動層，采用膨脹系數(shù)低的鐵鎳合金制成。它處于發(fā)熱元件的附近，使用時將發(fā)熱元件串聯(lián)在被保護電路中，當(dāng)負載電流超過允許值時，發(fā)熱元件將雙金屬片加熱超過一定溫度，雙金屬片向下彎曲，壓下壓動螺釘，扣鉤脫開，在彈簧作用下斷開觸點.JR1\JR2,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,六、熱繼電器,繼電器動作后一般不能自動復(fù)位，要等雙金屬片冷卻后，按下復(fù)位按鈕復(fù)位.

58、調(diào)節(jié)壓動螺釘，可以調(diào)節(jié)動作電流。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．雙金屬片的彎曲程度受環(huán)境溫度影響不能正確反映保護對象的發(fā)熱特性，容易引起誤動作。新系列產(chǎn)品如JR 0型繼電器采用了雙金屬片與加熱元件同時串聯(lián)在負載電路中的所謂復(fù)合加熱方式和溫度補償元件，上述缺點便得以克服．當(dāng)電流超過20％額定電流時，熱繼電器20分鐘內(nèi)動作；超過50%額定電流時，小于2分鐘動作、 JR0型熱繼電器可用于交流500V以下的電路中。

59、,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,斷相保護熱繼電器,普通熱繼電器用作感應(yīng)電動機均衡過載時的保護，但不適用于感應(yīng)電動機定子為△形接法的斷相保護。因為相電流小于線電流。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,熱繼電器的型號,JR 0 - □ / □ □熱繼電器 設(shè)計序號 額定電流 相數(shù) 有斷相保護的加DJ

60、R0-20/3,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,熔斷器,熔斷器是一種利用熔化作用而切斷電路的保護電器。在使用時，熔斷器中的熔體(也稱為保險絲)串聯(lián)在被保護的電路中，當(dāng)該電路發(fā)生過載或短路故障時，如果通過熔體的電流達到或超過了某一值，則在熔體上產(chǎn)生的熱量便會使其溫度升高到熔體的熔點，導(dǎo)致熔體自行熔斷，達到保護的目的。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,熔斷器的結(jié)構(gòu)與工作原理,熔斷器主要由熔體和安裝熔體的熔（斷）管或熔座兩部分組成

61、。熔體由熔點鉸低的材料如鉛、鋅、錫及鉛錫臺金做成絲狀、片狀或籠狀。按熱慣性分：無、大、小熔管是熔體的保護外殼，由陶瓷、絕緣鋼紙或玻璃纖維制成，在熔體熔斷時兼起滅狐作用。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,安秒特性,熔斷器熔體中的電流為熔體的額定電流時，熔體長期不熔斷；當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重過載時，熔體在較短時間內(nèi)熔斷；當(dāng)電路發(fā)生短路時，熔體能在瞬間熔斷。熔體的這個特性稱為反時限保護特性，即電流為額定值時長期不熔斷，過載電流或短路電流

62、越大，熔斷時間越短。電流與熔斷時間的關(guān)系曲線稱為安秒特性。因此：由于熔斷器對過載反應(yīng)不靈敏，不宜用于過載保護，主要用于短路保護。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,熔斷器表示符號,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,熔斷器的選擇,熔斷器的選擇主要是選擇熔斷器的種類、額定電壓、額定電流等。確定熔體電流是選擇熔斷器的主要任務(wù)，具體有下列幾條原則。 (１)對于照明線路或電阻爐等沒有沖擊件電流的負載，熔體的額定電流應(yīng)大于或等于

63、電路的工作電流。 (２)保護一臺異步電動機時，考慮電動機沖擊電流的影響．熔體的額定電流按下式計算：（３）保護頻繁啟動的電動機：（4）保護多臺異步電動機時，若各臺電動機不同時起動，則應(yīng)按下式計算式中 ——容量最大的一臺電動機的額定電流 ——其余電動機額定電流的總和。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,熔斷器外形結(jié)構(gòu),濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,熔斷器外形結(jié)構(gòu),濟

64、南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,行程開關(guān)一、普通行程開關(guān),行程開關(guān)是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器。它將機械信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?行程開關(guān)分直動式、滾輪式和微動式。 一般來說，凡是新設(shè)計的產(chǎn)品，其觸點都是瞬動型的，觸點的動作速度與操作速度無關(guān)，提高了檢測精度和分?jǐn)嗄芰?，這是老產(chǎn)品所不能及的。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,其工作原理是：當(dāng)外界機械碰壓頂桿，使它向下移動壓迫彈簧；當(dāng)項

65、桿下端低于動觸頭橋面時，在彈簧力作用下動觸頭向上跳，與靜觸頭分開而與另一靜觸頭接觸、當(dāng)外力消除以后，在復(fù)位彈簧的作用下頂桿上升，當(dāng)頂桿的下端升至高于動觸頭橋面時，動觸頭向下跳恢復(fù)原位，實現(xiàn)了觸點的瞬時通、斷． 　 LX19行程開關(guān)：,,,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,二、接近開關(guān),接近開關(guān)是一種非接觸型的行程開關(guān) 接近開關(guān)按其作用原理分，有高頻振蕩型、電容型、感應(yīng)電橋型、永久磁鐵型和霍爾效應(yīng)型等類型。其中

66、，以高額振蕩型最常用。其工作原理是當(dāng)有金屬物體進入穩(wěn)定振蕩的高頻振蕩器磁場時，由于該金屬體要產(chǎn)生渦流損耗．使振蕩器回路等效電阻增大，能量損耗增大，以致振蕩停止。,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,自動空氣斷路器,低壓斷路器 又稱自動空氣開關(guān)或自動開關(guān)。可實現(xiàn)多種電器的組合功能，是一種自動切斷電路故障用的保護電器。功能：刀閘開關(guān)、熔斷器、熱繼電器、欠電壓繼電器。分類：框架式（萬能式）—大容量；塑殼式結(jié)構(gòu)：觸頭+保護元件+操作

67、結(jié)構(gòu),濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,自動空氣斷路器,脫扣：電磁脫扣—電壓、電流（過流和短路時）熱脫扣實驗脫扣 特點：脫扣，排除故障后可重合閘（不換部件）。主要型號：DW10、15系列—萬能式斷路器（低壓）DZ10、20系列—塑殼式斷容器,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,低壓斷路器工作原理圖,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,型號示意：,DZ10-250/330DZ10系列裝置式自動開關(guān)，額定電流25

68、0A，3極，復(fù)式脫扣器，不帶附件,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,低壓斷路器符號,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,DW16系列萬能式斷路器,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,塑殼式斷路器,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,回顧：,繼電器六、速度繼電器七、熱繼電器熔斷器行程開關(guān)自動空氣斷路器,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,回顧：,濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 ：于宏亮,其他刀開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)小節(jié)第二