- 電氣控制與PLC編程入門
- 孫克軍主編
- 9367字
- 2020-05-20 15:40:49
1.6 繼電器
1.6.1 繼電器概述
(1)繼電器的用途
繼電器是一種自動和遠距離操縱用的電器,廣泛地用于自動控制系統,遙控,遙測系統,電力保護系統以及通信系統中,起著控制、檢測、保護和調節的作用,是現代電氣裝置中最基本的器件之一。
繼電器定義為:當輸入量(或激勵量)滿足某些規定的條件時,能在一個或多個電氣輸出電路中產生預定躍變的一種器件。即繼電器是一種根據電氣量(電壓、電流等)或非電氣量(熱、時間、轉速、壓力等)的變化閉合或斷開控制電路,以完成控制或保護的電器。電氣繼電器是輸入激勵量為電量參數(如電壓或電流)的一種繼電器。
繼電器的用途很多,一般可以歸納如下:
①輸入與輸出電路之間的隔離;
②信號轉換(從斷開到接通);
③增加輸出電路(即切換幾個負載或切換不同電源負載);
④重復信號;
⑤切換不同電壓或電流負載;
⑥保留輸出信號;
⑦閉鎖電路;
⑧提供遙控。
(2)繼電器的分類
繼電器的分類見表1-4。
表1-4 繼電器的分類

(3)繼電器與接觸器的區別
雖然繼電器與接觸器都用來自動閉合或斷開電路,但是它們仍有許多不同之處,其主要區別如下:
①繼電器一般用于控制小電流的電路,觸點額定電流不大于5A,所以不加滅弧裝置,而接觸器一般用于控制大電流的電路,主觸點額定電流不小于5A,有的加有滅弧裝置。
②接觸器一般只能對電壓的變化作出反應,而各種繼電器可以在相應的各種電量或非電量作用下動作。

1-4 接觸器和中間繼電器
1.6.2 中間繼電器
(1)中間繼電器的特點
中間繼電器是一種通過控制電磁線圈的通斷,將一個輸入信號變成多個輸出信號或將信號放大(即增大觸點容量)的繼電器。中間繼電器是用來轉換控制信號的中間元件,其輸入信號為線圈的通電或斷電信號,輸出信號為觸點的動作。它的觸點數量較多,觸點容量較大,各觸點的額定電流相同。
(2)中間繼電器的作用
中間繼電器的主要作用是,當其他繼電器的觸點數量或觸點容量不夠時,可借助中間繼電器來擴大它們的觸點數量或增大觸點容量,起到中間轉換(傳遞、放大、翻轉、分路和記憶等)作用。中間繼電器的觸點額定電流比其線圈電流大得多,所以可以用來放大信號。將多個中間繼電器組合起來,還能構成各種邏輯運算與計數功能的線路。
(3)中間繼電器的基本結構與工作原理
中間繼電器的種類很多,常用中間繼電器的外形如圖1-23所示。

圖1-23 中間繼電器的外形
中間繼電器也采用電磁結構,主要由電磁系統和觸點系統組成。從本質上來看,中間繼電器也是電壓繼電器,僅觸點數量較多、觸點容量較大而已。中間繼電器種類很多,而且除專門的中間繼電器外,額定電流較小的接觸器(5A)也常被用作中間繼電器。
圖1-24為JZ7系列中間繼電器的結構圖,其結構與工作原理與小型直動式接觸器基本相同,只是它的觸點系統中沒有主、輔之分,各對觸點所允許通過的電流大小是相等的。由于中間繼電器觸點接通和分斷的是交、直流控制電路,電流很小,所以一般中間繼電器不需要滅弧裝置。中間繼電器線圈在加上85%~105%額定電壓時應能可靠工作。
中間繼電器的圖形符號和文字符號如圖1-25所示。

圖1-24 JZ7系列中間繼電器的結構
1—靜鐵芯;2—短路環;3—銜鐵(動鐵芯);4—常開(動合)觸點;5—常閉(動斷)觸點;6—釋放(復位)彈簧;7—線圈;8—緩沖(反作用)彈簧

圖1-25 中間繼電器的圖形符號和文字符號
(4)中間繼電器與接觸器的區別
①接觸器主要用于接通和分斷大功率負載電路,而中間繼電器主要用于切換小功率的負載電路。
②中間繼電器的觸點對數多,且無主輔觸點之分,各對觸點所允許通過的電流大小相等。
③中間繼電器主要用于信號的傳送,還可以用于實現多路控制和信號放大。
④中間繼電器常用以擴充其他電器的觸點數目和容量。
(5)中間繼電器的選擇
①中間繼電器線圈的電壓或電流應滿足電路的需要。
②中間繼電器觸點的種類和數目應滿足控制電路的要求。
③中間繼電器觸點的額定電壓和額定電流也應滿足控制電路的要求。
④應根據電路要求選擇繼電器的交流或直流類型。

1-5 時間繼電器
1.6.3 時間繼電器
(1)時間繼電器的用途
時間繼電器是一種自得到動作信號起至觸點動作或輸出電路產生跳躍式改變有一定延時,該延時又符合其準確度要求的繼電器,即從得到輸入信號(線圈的通電或斷電)開始,經過一定的延時后才輸出信號(觸點的閉合或斷開)的繼電器。 時間繼電器被廣泛應用于電動機的啟動控制和各種自動控制系統。
(2)時間繼電器的分類與特點
①按動作原理分類 時間繼電器按動作原理可分為有電磁式、同步電動機式、空氣阻尼式、晶體管式(又稱電子式)等。
a.電磁式時間繼電器結構簡單、價格低廉,但延時較短(例如JT3型延時時間只有0.3~5.5s),且只能用于直流斷電延時。電磁式時間繼電器作為輔助元件用于保護及自動裝置中,使被控元件達到所需要的延時,在保護裝置中用以實現主保護與后備保護的選擇性配合。
b.同步電動機式時間繼電器(又稱電動機式或電動式時間繼電器)的延時精確度高、延時范圍大(有的可達幾十小時),但價格較昂貴。
c.空氣阻尼式時間繼電器又稱氣囊式時間繼電器,其結構簡單、價格低廉,延時范圍較大(0.4~180s),有通電延時和斷電延時兩種,但延時準確度較低。
d.晶體管式時間繼電器又稱電子式時間繼電器,其體積小、精度高、可靠性好。晶體管式時間繼電器的延時可達幾分鐘到幾十分鐘,比空氣阻尼式長,比電動機式短;延時精確度比空氣阻尼式高,比同步電動機式略低。隨著電子技術的發展,其應用越來越廣泛。
②按延時方式分類 時間繼電器按延時方式可分為通電延時型和斷電延時型。
a.通電延時型時間繼電器接受輸入信號后延遲一定的時間,輸出信號才發生變化;當輸入信號消失后,輸出瞬時復原。
b.斷電延時型時間繼電器接受輸入信號時,瞬時產生相應的輸出信號;當輸入信號消失后,延遲一定時間,輸出才復原。
(3)空氣阻尼式時間繼電器
①基本結構 JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器的外形如圖1-26所示。
空氣阻尼式時間繼電器主要由電磁系統、延時機構和觸點系統三部分組成,如圖1-27所示。它是利用空氣的阻尼作用進行延時的。其電磁系統為直動式雙E形,觸點系統借用微動開關,延時機構采用氣囊式阻尼器。

圖1-26 JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器的外形

圖1-27 JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器的結構
1—調節螺釘;2—推板;3—推桿;4—塔形彈簧;5—線圈;6—反力彈簧;7—銜鐵;8—鐵芯;9—彈簧片;10—杠桿;11—延時觸點;12—瞬時觸點
②類型與特點 空氣阻尼式時間繼電器的電磁機構有交流、直流兩種。延時方式有通電延時型和斷電延時型。當動鐵芯(銜鐵)位于靜鐵芯和延時機構之間位置時為通電延時型;當靜鐵芯位于動鐵芯和延時機構之間位置時為斷電延時型。
常用空氣阻尼式時間繼電器主要是JS7-A等系列產品。JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器主要適用于交流50Hz,電壓至380V的電路中,通常用在自動或半自動控制系統中,按預定的時間使被控制元件動作。
③通電延時型的工作原理 JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器通電延時的工作原理如圖1-28(a)所示。當線圈1得電后,動鐵芯3克服反力彈簧4的阻力與靜鐵芯吸合,活塞桿6在塔形彈簧8的作用下向上移動,使與活塞12相連的橡膠膜10也向上移動,由于受到進氣孔14進氣速度的限制,這時橡膠膜下面形成空氣稀薄的空間,與橡膠膜上面的空氣形成壓力差,對活塞的移動產生阻尼作用??諝庥蛇M氣孔進入氣囊(空氣室),經過一段時間,活塞才能完成全部行程而通過杠桿7壓動微動開關15,使其觸點動作,起到通電延時作用。

圖1-28 JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器的工作原理
1—線圈;2—靜鐵芯;3—動鐵芯;4—反力彈簧;5—推板;6—活塞桿;7—杠桿;8—塔形彈簧;9—弱彈簧;10—橡膠膜;11—空氣室壁;12—活塞;13—調節螺釘;14—進氣孔;15,16—微動開關;17—推桿
從線圈得電到微動開關15動作的一段時間即為時間繼電器的延時時間,其延時時間長短可以通過調節螺釘13調節進氣孔氣隙大小來改變,進氣越快,延時越短。
當線圈1斷電時,動鐵芯3在彈簧4的作用下,通過活塞桿6將活塞12推向下端,這時橡膠膜10下方氣室內的空氣通過橡膠膜、弱彈簧9和活塞的局部所形成的單向閥迅速從橡膠膜上方氣室縫隙中排掉,使活塞桿6、杠桿7和微動開關15等迅速復位。從而使得微動開關15的動斷(常閉)觸點瞬時閉合,動合(常開)觸點瞬時斷開。
在線圈通電和斷電時,微動開關16在推板5的作用下都能瞬時動作,其觸點即為時間繼電器的瞬動觸點。
④斷電延時型的工作原理 圖1-28(b)所示為斷電延時型的時間繼電器(可將通電延時型的電磁鐵翻轉180°安裝而成)。當線圈1通電時,動鐵芯3被吸合,帶動推板5壓合微動開關16,使其動斷(常閉)觸點瞬時斷開,動合(常開)觸點瞬時閉合。與此同時,動鐵芯3壓動推桿17,使活塞桿6克服塔形彈簧8的阻力向下移動,通過杠桿7使微動開關15也瞬時動作,其動斷觸點斷開,動合觸點閉合,沒有延時作用。
當線圈1斷電時,動鐵芯3在反力彈簧4的作用下瞬時釋放,通過推板5使微動開關16的觸點瞬時復位。與此同時,活塞桿6在塔形彈簧8及氣室各部分元件作用下延時復位,使微動開關15各觸點延時動作。
時間繼電器的圖形符號和文字符號如圖1-29所示,圖中延時閉合的常開觸點指的是,當時間繼電器的線圈得電時,觸點延時閉合,當時間繼電器線圈失電時,觸點瞬時斷開;圖中延時斷開的常閉觸點指的是,當時間繼電器的線圈得電時,觸點延時斷開,當時間繼電器線圈失電時,觸點瞬時閉合;圖中延時斷開的常開觸點指的是,當時間繼電器的線圈得電時,觸點瞬時閉合,當時間繼電器線圈失電時,觸點延時斷開;圖中延時閉合的常閉觸點指的是,當時間繼電器的線圈得電時,觸點瞬時斷開,當時間繼電器線圈失電時,觸點延時閉合。

圖1-29 時間繼電器的圖形符號和文字符號
(4)晶體管式時間繼電器
①結構 晶體管式時間繼電器的種類很多,常用晶體管式時間繼電器的外形如圖1-30所示。

圖1-30 晶體管式時間繼電器的外形
晶體管式時間繼電器的品種和形式很多,電路各異,下面以具有代表性的JS20系列為例,介紹晶體管式時間繼電器的結構和工作原理。
JS20系列晶體管式時間繼電器采用插座式結構,所有元件裝在印制電路板上,然后用螺釘使之與插座緊固,再裝入塑料罩殼,組成本體部分。
在罩殼頂面裝有銘牌和整定電位器的旋鈕。銘牌上標有最大延時時間的十等分刻度。使用時旋動旋鈕即可調整延時時間。并有指示燈,當繼電器吸合后指示燈亮。外接式的整定電位器不裝在繼電器的本體內,而用導線引接到所需的控制板上。
安裝方式有裝置式和面板式兩種。裝置式備有帶接線端子的膠木底座,它與繼電器本體部分采用接插連接,并用扣攀鎖緊,以防松動;面板式可直接把時間繼電器安裝在控制臺的面板上,它與裝置式的結構大體一樣,只是采用通用大8腳插座代替裝置式的膠木底座。
②類型 晶體管式時間繼電器的分類:
a.晶體管式時間繼電器按構成原理可分為阻容式和數字式兩類。
b.晶體管式時間繼電器按延時的方式可分為通電延時型、斷電延時型、帶瞬動觸點的通電延時型等。
③特點 晶體管式時間繼電器也稱為半導體式時間繼電器或電子式時間繼電器。它均由電子元件組成,沒有機械零件,因而具有壽命和精度較高、體積小、延時范圍寬、控制功率小等優點。
注意:晶體管式時間繼電器一般采用晶體管與RC(電阻與電容)構成延時電路,通過調節R的阻值來預置時間。晶體管式時間繼電器采用秒脈沖計時并用數字方式顯示,數碼撥盤預置時間。數字式電子時間繼電器的延時精度和穩定性均較高。
(5)時間繼電器的選擇
①時間繼電器延時方式有通電延時型和斷電延時型兩種,因此選用時應確定采用哪種延時方式更方便組成控制線路。
②凡對延時精度要求不高的場合,一般宜采用價格較低的電磁阻尼式(電磁式)或空氣阻尼式(氣囊式)時間繼電器;若對延時精度要求較高,則宜采用電動機式或晶體管式時間繼電器。
③延時觸點種類、數量和瞬動觸點種類、數量應滿足控制要求。
④應注意電源參數變化的影響。例如,在電源電壓波動大的場合,采用空氣阻尼式或電動機式比采用晶體管式好;而在電源頻率波動大的場合,則不宜采用電動機式時間繼電器。
⑤應注意環境溫度變化的影響。通常在環境溫度變化較大處,不宜采用空氣阻尼式和晶體管式時間繼電器。
⑥對操作頻率也要加以注意。因為操作頻率過高不僅會影響電氣壽命,還可能導致延時誤動作。
⑦時間繼電器的額定電壓應與電源電壓相同。

1-6 熱繼電器
1.6.4 熱繼電器
(1)熱繼電器的用途
熱繼電器是熱過載繼電器的簡稱,它是一種利用電流的熱效應來切斷電路的一種保護電器,常與接觸器配合使用,熱繼電器具有結構簡單、體積小、價格低和保護性能好等優點,主要用于電動機的過載保護、斷相及電流不平衡運行的保護及其他電氣設備發熱狀態的控制。
(2)熱繼電器的分類
①按動作方式分,有雙金屬片式、熱敏電阻式和易熔合金式三種。
a.雙金屬片式:利用雙金屬片(用兩種線脹系數不同的金屬,通常為錳鎳、銅板軋制成)受熱彎曲去推動執行機構動作。這種繼電器結構簡單、體積小、成本低,同時在選擇合適的熱元件的基礎上能得到良好的反時限特性(電流越大越容易動作,經過較短的時間就開始動作),因此被廣泛應用。
b.熱敏電阻式:利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成的熱繼電器。
c.易熔合金式:利用過載電流發熱使易熔合金達到某一溫度時,合金熔化而使繼電器動作。
②按加熱方式分,有直接加熱式、復合加熱式、間接加熱式和電流互感器加熱式四種。
③按極數分,有單極、雙極和三極三種。其中三極的又包括帶和不帶斷相保護裝置的兩類。
④按復位方式分,有自動復位和手動復位兩種。
(3)雙金屬片式熱繼電器的結構
雙金屬片式熱繼電器的種類很多,常用雙金屬片式熱繼電器的外形如圖1-31所示。

圖1-31 雙金屬片式熱繼電器的外形
雙金屬片式熱繼電器由雙金屬片、加熱元件、觸點系統及推桿、彈簧、整定值(電流)調節旋鈕、復位按鈕等組成,其結構如圖1-32所示。

圖1-32 雙金屬片式熱繼電器的結構
1—復位按鈕;2—電流調節旋鈕;3—觸點;4—推桿;5—加熱元件;6—雙金屬片
(4)雙金屬片式熱繼電器的工作原理
雙金屬片式熱繼電器的工作原理如圖1-33所示。
當負載發生過載時,過載電流通過串聯在供電電路中的熱元件(電阻絲)4,使之發熱過量,雙金屬片5受熱膨脹,因雙金屬片的左邊一片線脹系數較大,所以雙金屬片的下端向右彎曲,通過導板6推動溫度補償雙金屬片7,使推桿10繞軸轉動,這又推動了杠桿15使它繞轉軸14轉動,于是熱繼電器的動斷(常閉)靜觸點16斷開。在控制電路中,常閉靜觸點16串在接觸器的線圈回路中,當常閉靜觸點16斷開時,接觸器的線圈斷電,接觸器的主觸點分斷,從而切斷過載線路。
熱繼電器的圖形符號和文字符號如圖1-34所示。
雙金屬片式熱繼電器有以下特點:
①熱繼電器動作后的復位,有手動和自動兩種復位方式。
②圖1-32所示的熱繼電器均為兩個發熱元件(即兩相結構)。此外,還有裝有三個發熱元件的三相結構,其外形及原理與兩相結構類似。
③因為熱繼電器是利用電流熱效應,使雙金屬片受熱彎曲,推動動作機構切斷控制電路起保護作用的,雙金屬片受熱彎曲需要一定的時間。當電路中發生短路時,雖然短路電流很大,但熱繼電器可能還未來得及動作,就已經把熱元件或被保護的電氣設備燒壞了,因此,熱繼電器不能用作短路保護。

圖1-33 雙金屬片式熱繼電器的工作原理
1—調節旋鈕;2—偏心輪;3—復位按鈕;4—熱元件;5—雙金屬片;6—導板;7—溫度補償雙金屬片;8,9,13—彈簧;10—推桿;11—支撐桿;12—支點;14—轉軸;15—杠桿;16—常閉靜觸點;17—動觸點;18—常開靜觸點;19—復位調節螺釘

圖1-34 熱繼電器的圖形符號和文字符號
(5)熱繼電器的選擇
熱繼電器選用是否得當,直接影響著對電動機進行過載保護的可靠性。通常選用時應按電動機形式、工作環境、啟動情況及負載情況等幾方面綜合加以考慮。
①原則上熱繼電器(熱元件)的額定電流等級一般略大于電動機的額定電流。熱繼電器選定后,再根據電動機的額定電流調整熱繼電器的整定電流,使整定電流與電動機的額定電流相等。對于過載能力較差的電動機,所選的熱繼電器的額定電流應適當小一些,并且將整定電流調到電動機額定電流的60%~80%。當電動機因帶負載啟動而啟動時間較長或電動機的負載是沖擊性的負載(如沖床等)時,則熱繼電器的整定電流應稍大于電動機的額定電流。
②一般情況下可選用兩相結構的熱繼電器。對于電網電壓均衡性較差、無人看管的電動機或與大容量電動機共用一組熔斷器的電動機,宜選用三相結構的熱繼電器。定子三相繞組為三角形聯結的電動機,應采用有斷相保護的三元件熱繼電器作過載和斷相保護。
③熱繼電器的工作環境溫度與被保護設備的環境溫度的差別不應超出15~25℃。
④對于工作時間較短、間歇時間較長的電動機(例如搖臂鉆床的搖臂升降電動機等),以及雖然長期工作,但過載可能性很小的電動機(例如排風機電動機等),可以不設過載保護。
⑤雙金屬片式熱繼電器一般用于輕載、不頻繁啟動電動機的過載保護。對于重載、頻繁啟動的電動機,則可用過電流繼電器(延時動作型的)作它的過載和短路保護。因為熱元件受熱變形需要時間,故熱繼電器不能作短路保護。
1.6.5 電流繼電器
(1)電流繼電器的分類與用途
電流繼電器是一種根據線圈中(輸入)電流大小而接通或斷開電路的繼電器,即觸點的動作與否與線圈動作電流大小有關的繼電器。電流繼電器按線圈電流的種類可分為交流電流繼電器和直流電流繼電器,按用途可分為過電流繼電器和欠電流繼電器。
電流繼電器的線圈與被測量電路串聯,以反映電路電流的變化,為不影響電路的工作情況,其線圈的匝數少、導線粗、線圈阻抗小。
過電流繼電器的任務是,當電路發生短路或嚴重過載時,必須立即將電路切斷。因此,當電路在正常工作時,即當過電流繼電器線圈通過的電流低于整定值時,繼電器不動作,只要超過整定值時,繼電器才動作。瞬動型過電流繼電器常用于電動機的短路保護;延時動作型常用于過載兼具短路保護。過電流繼電器復位分自動和手動兩種。
欠電流繼電器的任務是,當電路電流過低時,必須立即將電路切斷。因此,當電路在正常工作時,即欠電流繼電器線圈通過的電流為額定電流(或低于額定電流一定值)時,繼電器是吸合的。只有當電流低于某一整定值時,繼電器釋放,才輸出信號。欠電流繼電器常用于直流電動機和電磁吸盤的失磁保護。
電流繼電器的外形如圖1-35所示,電流繼電器的圖形符號和文字符號如圖1-36所示。

圖1-35 電流繼電器的外形

圖1-36 電流繼電器的圖形符號和文字符號
(2)電流繼電器的選擇
①過電流繼電器的選擇。過電流繼電器的額定電流應當大于或等于被保護電動機的額定電流,其動作電流一般為電動機額定電流的1.7~2倍,頻繁啟動時,為電動機額定電流的2.25~2.5倍;對于小容量直流電動機和繞線式異步電動機,其額定電流應按電動機長期工作的額定電流選擇。
②欠電流繼電器的選擇。欠電流繼電器的額定電流應不小于直流電動機的勵磁電流,釋放動作電流應小于勵磁電路正常工作范圍內可能出現的最小勵磁電流.一般為最小勵磁電流的0.8倍。
1.6.6 電壓繼電器
(1)電壓繼電器的工作原理與特點
電壓繼電器用于電力拖動系統的電壓保護和控制,使用時電壓繼電器的線圈與負載并聯,為不影響電路的工作情況,其線圈的匝數多、導線細、線圈阻抗大。
一般來說,過電壓繼電器在電壓升至1.1~1.2倍額定電壓時動作,對電路進行過電壓保護;欠電壓繼電器在電壓降至0.4~0.7倍額定電壓時動作,對電路進行欠電壓保護;零電壓繼電器在電壓降至0.05~0.25倍額定電壓時動作,對電路進行零壓保護。
(2)電壓繼電器的用途
①過電壓繼電器 過電壓繼電器線圈在額定電壓時,動鐵芯不產生吸合動作,只有當線圈電壓高于其額定電壓的某一值(即整定值)時,動鐵芯才產生吸合動作,所以稱為過電壓繼電器。因為直流電路不會產生波動較大的過電壓現象,所以在產品中沒有直流過電壓繼電器。交流過電壓繼電器在電路中起過電壓保護作用。當電路一旦出現過高的電壓現象時,過電壓繼電器就馬上動作,從而控制接觸器及時分斷電氣設備的電源。
②欠電壓繼電器 與過電壓繼電器比較,欠電壓繼電器在電路正常工作(即未出現欠電壓故障)時,其銜鐵處于吸合狀態。如果電路電壓降低至線圈的釋放電壓(即繼電器的整定電壓)時,則銜鐵釋放,使觸點動作,從而控制接觸器及時斷開電氣設備的電源。
電壓繼電器的外形如圖1-37所示,電壓繼電器的圖形符號和文字符號如圖1-38所示。

圖1-37 電壓繼電器的外形

圖1-38 電壓繼電器的圖形符號和文字符號
(3)選擇方法
①電壓繼電器線圈電流的種類和電壓等級應與控制電路一致。
②根據繼電器在控制電路中的作用(是過電壓還是欠電壓)選擇繼電器的類型,按控制電路的要求選擇觸點的類型(常開或常閉)和數量。
③繼電器的動作電壓一般為系統額定電壓的1.1~1.2倍。
④零電壓繼電器一般常用電磁式繼電器或小型接觸器,因此選用時,只要滿足一般要求即可,對釋放電壓值無特殊要求。
1.6.7 速度繼電器
(1)速度繼電器的用途
速度繼電器是將電動機的轉速信號經電磁感應原理來控制觸點動作的電器,是當轉速達到規定值時動作的繼電器。它常被用于電動機反接制動的控制電路中,當反接制動的轉速下降到接近零時,它能自動地及時切斷電源。
(2)速度繼電器的基本結構
常用速度繼電器的外形如圖1-39所示。

圖1-39 速度繼電器的外形
速度繼電器主要由定子、轉子和觸點系統三部分組成。觸點系統有正向運轉時動作和反向運轉時動作的觸點各一組,每組又各有一對常閉觸點和一對常開觸點,如圖1-40(a)、(c)所示。速度繼電器的圖形符號和文字符號如圖1-40(b)所示。

圖1-40 JY1型速度繼電器的外形、符號和結構
1—可動支架;2—轉子;3,8—定子;4—端蓋;5—連接頭;6—電動機軸;7—轉子(永久磁鐵);9—定子繞組;10—膠木擺桿;11—反力簧片(動觸點);12—靜觸點
(3)速度繼電器的工作原理
速度繼電器的轉軸與電動機軸相連接,當電動機轉動時,繼電器的轉子7隨著一起轉動,使永久磁鋼的磁場變成旋轉磁場。定子繞組9因切割磁力線而產生感應電動勢并產生感應電流。載流導體與旋轉磁場相互作用產生電磁轉矩,于是定子跟著轉子相應偏轉。轉子轉速越高,定子導體內產生的電流就越大,電磁轉矩也就越大。當定子偏轉到一定角度時,帶動擺桿10推動觸點,使常閉觸點斷開,常開觸點閉合。在擺桿10推動觸點的同時,也壓縮反力簧片11,其反作用力阻止了定子繼續偏轉。當電動機轉速下降時,速度繼電器的轉子的轉速也隨之下降,定子導體內產生的電流也相應減小,因而電磁轉矩也相應減小。當速度繼電器的轉子的速度下降到一定數值時,電磁轉矩小于反力簧片的反作用力矩,定子便返回到原來的位置,使對應的觸點恢復到原來狀態。
調節反力簧片的反作用力的大小,從而可以調節觸點動作時所需轉子的轉速。
當電動機正向運轉時,定子偏轉使正向常開觸點閉合,常閉觸點斷開,同時接通、斷開與它們相連的電路;當正向旋轉速度接近零時,定子復位,使常開觸點斷開,常閉觸點閉合,同時與其相連的電路也改變狀態。當電動機反轉時,定子相反方向旋轉,使反向動作觸點動作,情況與正向時相同。
(4)速度繼電器選用注意事項
速度繼電器是用來反映轉速與轉向變化的繼電器。它可以按照被控電動機轉速的大小使控制電路接通或斷開。速度繼電器通常與接觸器配合,實現對電動機的反接制動。
①速度繼電器的選擇 速度繼電器主要根據電動機的額定轉速來選擇。
②速度繼電器的使用
a.速度繼電器的轉軸應與電動機同軸連接。
b.速度繼電器安裝接線時,正反向的觸點不能接錯,否則不能起到反接制動時接通和斷開反向電源的作用。