- 電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù):三菱FX系列
- 常輝主編
- 9807字
- 2018-12-27 14:26:22
1.1 常用低壓電器
低壓電器通常是指工作在交流電壓1200V、直流電壓1500V以下的電路中,起通斷、保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電器。低壓電器是組成低壓控制線路的基本器件。在工廠中常用繼電器、接觸器、按鈕和開關(guān)等電器組成電動機的啟動、停止、反轉(zhuǎn)和制動控制線路。
1.1.1 刀開關(guān)
刀開關(guān)也稱閘刀開關(guān),廣泛應(yīng)用在照明、電熱及小容量電動機控制線路中,作為不頻繁接通或分?jǐn)嚯娐贰?/p>
根據(jù)不同的工作原理、使用條件和結(jié)構(gòu)形式,刀開關(guān)分為開啟式負(fù)荷開關(guān)(膠蓋閘刀開關(guān))、封閉式負(fù)荷開關(guān)(鐵殼開關(guān))、組合開關(guān)等。根據(jù)刀的極數(shù)和操作方式,刀開關(guān)可分為單極、雙極和三極。常用的三極開關(guān)額定電流有100A、200A、400A、600A、1000A等。通常,除特殊的大電流刀開關(guān)由電動機操作外,一般都采用手動操作方式。
1.開啟式負(fù)荷開關(guān)
開啟式負(fù)荷開關(guān)又稱為膠蓋刀開關(guān),適用于交流50Hz、額定電壓為單相220V、三相380V及以下,額定電流至100A。其結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉,常用做電熱、照明電路的電源開關(guān)或支路開關(guān),可作為手動不頻繁接通和分?jǐn)嘤胸?fù)載電器和小容量線路短路保護之用。常見的有HK1、HK2系列。
(1)結(jié)構(gòu)特點、電氣符號及型號。開啟式負(fù)荷開關(guān)的外形及結(jié)構(gòu)如圖1-1所示,開啟式負(fù)荷開關(guān)的電氣符號及型號說明如圖1-2所示,例如HK1-30/3表示額定電壓為380V、額定電流為30A的雙極開啟式負(fù)荷開關(guān)。

圖1-1 開啟式負(fù)荷開關(guān)

圖1-2 開啟式負(fù)荷開關(guān)的電氣符號及型號說明
(2)選擇與使用。對于一般電熱照明負(fù)載,選用額定電壓為220V或250V,額定電流稍大于負(fù)載電流的兩極開啟式負(fù)荷開關(guān)。對于異步電動機負(fù)載,選用額定電壓為380V或500V,額定電流大于或等于電動機額定電流3倍的三極開啟式負(fù)荷開關(guān)。
刀開關(guān)安裝時,在合閘狀態(tài)下手柄要向上,不得倒裝或平裝。接線時,應(yīng)將電源進線接在刀開關(guān)的上端,負(fù)載線接在刀開關(guān)的下端。
由于開啟式負(fù)荷開關(guān)沒有滅弧裝置,其分?jǐn)嚯娏髦荒苓_(dá)到額定電流的1/3,所以只能用來接通和斷開小于分?jǐn)嚯娏鞯呢?fù)荷。分?jǐn)嗷蚪油娐窌r應(yīng)迅速果斷地拉合閘,以使電弧迅速熄滅。
2.封閉式負(fù)荷開關(guān)
封閉式負(fù)荷開關(guān)用于交流50Hz、額定電壓500V及以下,額定電流600A及以下的照明和電熱電路中,供手動不頻繁地接通與分?jǐn)嘭?fù)荷電路及短路保護之用,亦可用做交流異步電動機的不頻繁直接啟動及分?jǐn)嘀谩3R姷姆忾]式負(fù)荷開關(guān)有HH3、HH4、HH10。
(1)結(jié)構(gòu)、型號、符號。封閉式負(fù)荷開關(guān)主要由操作機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、熔斷器和鐵質(zhì)外殼組成,因其外殼多為鑄鐵或薄鋼板制成,俗稱鐵殼開關(guān)。其特點是外殼封閉防護性能好,內(nèi)部裝有速斷彈簧和滅弧裝置,能夠迅速熄滅電弧。為保證操作安全,其操作機構(gòu)有機械聯(lián)鎖裝置,當(dāng)外殼開啟時不能接通電源;當(dāng)外殼關(guān)閉,處于合閘狀態(tài)下,外殼不能打開。其電氣符號與開啟式負(fù)荷開關(guān)相同,外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、型號說明如圖1-3所示。

圖1-3 封閉式負(fù)荷開關(guān)
(2)選擇與使用。對于電熱和照明電路,封閉式負(fù)荷開關(guān)可以根據(jù)額定電流選擇。對于電動機,開關(guān)額定電流可選電動機額定電流的1.5倍左右。
外殼應(yīng)可靠接地,防止意外觸電造成觸電事故。接線時應(yīng)將電源進線接在靜觸點的接線端子,負(fù)荷接在熔斷器側(cè)。其他安裝事項與開啟式負(fù)荷開關(guān)相同。
3.組合開關(guān)
組合開關(guān)一般用于電氣設(shè)備中作為非頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐贰Q接電源和負(fù)載以及控制小容量異步電動機的正反轉(zhuǎn)和星形-三角形降壓啟動等,多用于機床電氣控制線路中。常見的組合開關(guān)如圖1-4所示,有HZ5、HZ10、HZW(3LB、3ST1)系列。

圖1-4 各種組合開關(guān)
(1)結(jié)構(gòu)特點、電氣符號及型號。HZ10系列組合開關(guān)如圖1-5所示,有單極、雙極、三極的。手柄能夠沿任意方向旋轉(zhuǎn)90°,并帶動三個動觸片分別與三個靜觸片接通或斷開。組合開關(guān)的電氣符號及型號說明如圖1-6所示。

圖1-6 組合開關(guān)的電氣符號及型號說明

1—手柄;2—轉(zhuǎn)軸;3—彈簧;4—凸輪;5—絕緣桿;6—絕緣墊板;7—動觸片;8—靜觸片;9—接線柱
圖1-5 HZ10系列組合開關(guān)的結(jié)構(gòu)
(2)選擇與使用。組合開關(guān)的選用應(yīng)根據(jù)電源的種類、電壓等級、所需觸點數(shù)及電動機的功率。組合開關(guān)的額定電流應(yīng)取電動機額定電流的1.5~2倍。在實際安裝時,要用螺栓將其固定在控制面板上。
1.1.2 低壓斷路器
低壓斷路器又稱為低壓自動空氣開關(guān),可用來分配電能,不頻繁地啟動異步電動機,對電源線路及電動機等實行保護,當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重的過載或短路及欠電壓等故障時能自動切斷電路。由于在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰鼡Q零部件,因而獲得了廣泛的應(yīng)用。
1.結(jié)構(gòu)特點、電氣符號及型號
常見的低壓斷路器如圖1-7所示,圖1-8所示為DZ5-20塑殼式低壓斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),圖1-9所示為低壓斷路器的電氣符號。

圖1-7 各種低壓斷路器

圖1-9 低壓斷路器的電氣符號及型號說明

1—按鈕;2—電磁脫扣器;3—自由脫扣器;4—動觸點;5—靜觸點;6—接線柱;7—熱脫扣器
圖1-8 DZ5-20塑殼式低壓斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
2.低壓斷路器的動作原理
低壓斷路器的動作原理示意圖如圖1-10所示。開關(guān)的主觸點1是靠操作機構(gòu)手動或電動合閘的,由自由脫扣機構(gòu)2將主觸點1鎖在合閘位置上。如果電路發(fā)生故障,自由脫扣機構(gòu)2在有關(guān)脫扣器的推動下動作,使鉤子脫開。主觸點1在彈簧作用下迅速分?jǐn)唷_^電

1—主觸點;2—自由脫扣機構(gòu);3—過電流脫扣器;4—熱脫扣器;5—失壓脫扣器
圖1-10 低壓斷路器動作原理圖
流脫扣器3的線圈和熱脫扣器4的熱元件與主電路串聯(lián),失壓脫扣器5的線圈與電路并聯(lián)。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時,過電流脫扣器3的銜鐵被吸合,使自由脫扣機構(gòu)2動作。當(dāng)電路過載時,熱脫扣器4的熱元件產(chǎn)生的熱量增加,使雙金屬片向上彎曲,推動自由脫扣機構(gòu)2動作。當(dāng)電路失壓時,失壓脫扣器5的銜鐵釋放,也使自由脫扣機構(gòu)2動作。
3.選擇與使用
(1)選擇低壓斷路器。低壓斷路器的額定電流和額定電壓應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流。低壓斷路器的極限通斷能力應(yīng)大于或等于電路最大短路電流。欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。過電流脫扣器的額定電流大于或等于線路的最大負(fù)載電流。
(2)安裝與使用。低壓斷路器安裝可以采用螺釘和導(dǎo)軌兩種安裝方式。在安裝低壓斷路器時應(yīng)注意把來自電源的母線接到開關(guān)滅弧罩一側(cè)的端子上,來自電氣設(shè)備的母線接到另外的一側(cè)端子。低壓斷路器投入使用時應(yīng)先進行整定,按照要求整定熱脫扣器和電磁脫扣器的動作電流,以后就不應(yīng)隨意旋動有關(guān)的螺絲和彈簧。
1.1.3 熔斷器
熔斷器是一種保護電器。在使用中,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,會導(dǎo)致熔體自行熔斷,達(dá)到保護的目的。
1.熔斷器的結(jié)構(gòu)特點、電氣符號及型號
熔斷器主要由熔斷管(或蓋、座)、熔體及導(dǎo)電部件等部分組成。熔斷管的作用是便于安裝熔體和有利于熔體熔斷時熄滅電弧。熔體(又稱為熔件)是由不同金屬材料(鉛錫合金、鋅、銅或銀)制成絲狀、帶狀、片狀或籠狀,它串接于被保護電路。
熔斷器的種類很多,按結(jié)構(gòu)來分有半封閉插入式、螺旋式、無填料密封管式和有填料密封管式。常見的熔斷器如圖1-11所示,其電氣符號及型號說明如圖1-12所示。

圖1-11 常見熔斷器外形

圖1-12 熔斷器電氣符號和型號說明
2.熔斷器主要技術(shù)參數(shù)
額定電壓是指保證熔斷器能長期正常工作的電壓。
額定電流是指熔斷器能長期正常工作的電流。應(yīng)注意的是熔斷器的額定電流應(yīng)大于或等于所裝熔體的額定電流。
極限分?jǐn)嚯娏魇侵溉蹟嗥髟陬~定電壓下所能斷開的最大短路電流。
3.選擇及使用注意事項
(1)熔體電流的選擇。照明和電熱負(fù)載時,熔體的額定電流應(yīng)稍大于負(fù)載額定電流。
電動機負(fù)載時,由于電動機啟動電流是額定電流的4~7倍,對于啟動負(fù)載重、啟動時間長的電動機,熔體額定電流相對負(fù)載額定電流的倍數(shù)應(yīng)適當(dāng)增大,反之則應(yīng)適當(dāng)減小。對于單臺電動機時,熔體的額定電流大于或等于電動機額定電流的1.5~2.5倍。對于多臺電動機時,熔體的額定電流大于或等于其中最大容量電動機額定電流的2.5倍,再加上其余電動機額定電流之和。
(2)熔斷器的選擇。熔斷器的額定電壓和額定電流應(yīng)不小于線路的額定電壓和所裝熔體的額定電流。結(jié)構(gòu)形式根據(jù)線路要求和安裝條件而定。
(3)使用注意事項。安裝時注意其安裝形式及接線方法。熔斷器的插座與插片的接觸要保持良好。熔體燒斷后,應(yīng)首先查明原因,排除故障。更換熔體或熔管時必須把電源斷開以防止觸電。安裝熔絲時,熔絲應(yīng)順時針方向彎過來,這樣在擰緊螺釘時就會越擰越緊,注意不要把熔絲碰傷也不要將螺釘擰得太緊,以免熔絲軋傷。對于有指示器的熔斷器應(yīng)經(jīng)常檢查,若發(fā)現(xiàn)熔體己燒斷,應(yīng)及時更換。螺旋式熔斷器電源線應(yīng)當(dāng)接在瓷底座的下接線端,負(fù)載線接到金屬螺紋殼的上接線端。
1.1.4 主令電器
主令電器是一種專門用來發(fā)送命令或信號的電器。如果將主令電器接入線路,即可用它接通、分?jǐn)嗫刂齐娐罚园l(fā)送命令或信號,從而達(dá)到對生產(chǎn)過程的控制或?qū)崿F(xiàn)程序的控制。主令電器的類型主要有控制按鈕、限位開關(guān)、微動開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。
1.控制按鈕
控制按鈕是發(fā)出控制指令和信號的電器開關(guān),是一種手動且一般可以自動復(fù)位的主令電器。用于對電磁啟動器、接觸器、繼電器及其他電氣線路發(fā)出指令信號控制。
(1)按鈕結(jié)構(gòu)特點、電氣符號。按鈕通常可以按照其觸點形式分為常開按鈕、常閉按鈕、復(fù)合按鈕,其結(jié)構(gòu)與電氣符號如圖1-13所示。

圖1-13 控制按鈕結(jié)構(gòu)及電氣符號
① 常開按鈕。外力未作用時(手未按下)觸點是斷開的,外力作用時觸點閉合,但外力消失后,在復(fù)位彈簧作用下自動恢復(fù)原來的斷開狀態(tài)。
② 常閉按鈕。外力未作用時(手未按下)觸點是閉合的,外力作用時觸點斷開,但外力消失后,在復(fù)位彈簧作用下自動恢復(fù)原來的閉合狀態(tài)。
③ 復(fù)合按鈕。既有常開按鈕、又有常閉按鈕的按鈕組稱為復(fù)合按鈕。按下復(fù)合按鈕時,所有的觸點都改變狀態(tài),即常開觸點要閉合,常閉觸點要斷開。但是這兩對觸點的變化是有先后次序的,按下按鈕時,常閉觸點先斷開,常開觸點后閉合;松開按鈕時,常開觸點先復(fù)位(斷開),常閉觸點后復(fù)位(閉合)。
通常電器沒有工作時處于斷開狀態(tài)的觸點是常開觸點,處于接通狀態(tài)的觸點是常閉觸點。
(2)按鈕的型號含義。目前常用按鈕有LA2、LA9、LA10、LA19、LA20等系列產(chǎn)品,按鈕開關(guān)型號表示方法及含義如下:

(3)控制按鈕的種類。控制按鈕除了按照觸點進行分類外,還可按照其結(jié)構(gòu)形式進行分類。通常為了適用于不同的場合,按鈕有按鈕式、緊急式、自鎖式、鑰匙式、旋鈕式、保護式等。
緊急式按鈕有突出的蘑菇形鈕帽,以便于緊急操作;指示燈式按鈕在透明的按鈕內(nèi)裝入信號燈,用做信號顯示;鑰匙式按鈕為了安全起見需用鑰匙插入方可旋轉(zhuǎn)操作。
此外,為了識別各個按鈕的作用,避免誤操作,一般將鈕帽做成不同的顏色以示區(qū)別,其顏色一般有紅、綠、黑、黃、藍(lán)、白等。通常紅色表示停止按鈕,綠色表示啟動按鈕,黃色表示應(yīng)急或干預(yù),紅色蘑菇形表示急停按鈕等。
常見按鈕外形如圖1-14所示。

圖1-14 常見按鈕外形
2.位置開關(guān)
位置開關(guān)包括行程開關(guān)(限位開關(guān))、微動開關(guān)、接近開關(guān)等,這里只介紹行程開關(guān)。
行程開關(guān)是用以反應(yīng)工作機械的行程,發(fā)出命令以控制其運動方向和行程大小的開關(guān),主要用于機床、自動生產(chǎn)線和其他機械的限位及程序控制。
(1)外形、結(jié)構(gòu)和電氣符號。各系列行程開關(guān)的基本結(jié)構(gòu)大體相同,都是由觸點系統(tǒng)、操作機構(gòu)和外殼組成。常見的有直動式和滾輪式。JLXKl系列行程開關(guān)的外形如圖1-15所示。

圖1-15 行程開關(guān)的外形
行程開關(guān)動作后,復(fù)位方式有自動復(fù)位和非自動復(fù)位兩種,如圖1-15(a)、(b)所示的直動式和單輪旋轉(zhuǎn)式均為自動復(fù)位式。但有的行程開關(guān)動作后不能自動復(fù)位,如圖1-15(c)所示的雙輪旋轉(zhuǎn)式行程開關(guān),只有運動機械反向移動,擋鐵從相反方向碰壓另一滾輪時,觸點才能復(fù)位。
JLXK1系列行程開關(guān)的動作原理如圖1-16所示。當(dāng)運動部件的擋鐵碰壓行程開關(guān)的滾輪1時,杠桿2連同轉(zhuǎn)軸3一起轉(zhuǎn)動,使凸輪7推動撞塊5,當(dāng)撞塊被壓到一定位置時,推動微動開關(guān)6快速動作,使其動斷觸點斷開,動合觸點閉合。

圖1-16 JLXK1-111型行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)和動作原理
(2)型號。目前國內(nèi)生產(chǎn)的行程開關(guān)有LX19、LX22、LX32、LX33、JLXK、LXK3、LXW、LXW等系列。行程開關(guān)的型號含義如下:

1.1.5 交流接觸器
接觸器主要用于頻繁接通或分?jǐn)嘟弧⒅绷麟娐罚哂锌刂迫萘看螅蛇h(yuǎn)距離操作,配合繼電器可以實現(xiàn)定時操作,聯(lián)鎖控制,各種定量控制和失壓及欠壓保護等特點,它廣泛應(yīng)用于自動控制電路,其主要控制對象是電動機。也可用于控制其他電力負(fù)載,如電熱器、照明裝置、電焊機、電容器組等。接觸器按被控電流的種類可分為交流接觸器和直流接觸器。在機床電氣控制線路中,主要采用的是交流接觸器。
1.結(jié)構(gòu)
交流接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置及輔助部件等組成。CJ10-20型交流接觸器的結(jié)構(gòu)如圖1-17所示。

圖1-17 交流接觸器的結(jié)構(gòu)
(1)電磁系統(tǒng)。交流接觸器的電磁系統(tǒng)主要由線圈、靜鐵芯和銜鐵(動鐵芯)三部分組成。其作用是利用電磁線圈的通電或斷電,使銜鐵和靜鐵芯吸合或釋放,從而帶動動觸點與靜觸點閉合或分?jǐn)啵瑢崿F(xiàn)接通或斷開電路的目的。
CJ10系列交流接觸器的銜鐵運動方式有兩種:對于額定電流為40A及以下的接觸器,采用如圖1-18(a)所示的自動式;對于額定電流為60A及以上的接觸器,采用如圖1-18 (b)所示的拍合式。

圖1-18 交流接觸器電磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
為了減少工作過程中交變磁場在鐵芯中產(chǎn)生的渦流及磁滯損耗,避免鐵芯過熱,交流接觸器的鐵芯和銜鐵一般用E形硅鋼片疊壓鉚成,盡管如此,鐵芯仍是交流接觸器發(fā)熱的主要部件。為增大鐵芯的散熱面積,避免線圈與鐵芯直接接觸而受熱燒損,交流接觸器的線圈一般做成粗而短的圓筒形,并且繞在絕緣骨架上,使鐵芯與線圈之間有一定間隙。另外,E形鐵芯的中柱端面需留有0.1~0.2mm的氣隙,以減小剩磁影響,避免線圈斷電后銜鐵粘住不能釋放。
交流接觸器在運行過程中,線圈中通入的交流電在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通,因此鐵芯與銜鐵間的吸力也是變化的,這會使銜鐵產(chǎn)生振動,發(fā)出噪聲。為消除這一現(xiàn)象,在交流接觸器鐵芯和銜鐵的兩個不同端部各開一個槽,槽內(nèi)嵌裝一個用銅、康銅或鎳鉻合金材料制成的短路環(huán),又稱減振環(huán)或分磁環(huán),如圖1-19(a)所示。鐵芯裝短路環(huán)后,當(dāng)線圈通以交流電時,線圈電流產(chǎn)生磁通Φ1,Φ1一部分穿過短路環(huán),在環(huán)中產(chǎn)生感生電流,進而會產(chǎn)生一個磁通Φ2,由電磁感應(yīng)定律知,Φ1和Φ2的相位不同,即Φ1和Φ2不同時為零,則由Φ1和Φ2產(chǎn)生的電磁吸力F1和F2不同時為零,如圖1-19(b)所示,這就保證了鐵芯與銜鐵在任何時刻都有吸力,銜鐵將始終被吸住,振動和噪聲會顯著減小。

圖1-19 加短路環(huán)后的磁通和電磁吸力圖
(2)觸點系統(tǒng)。觸點按接觸方式可分為點接觸式、線接觸式和面接觸式三種,如圖1-20所示。按觸點的結(jié)構(gòu)形式劃分,有橋式觸點和指形觸點兩種,如圖1-21所示。

圖1-20 觸點的三種接觸形式

圖1-21 觸點的結(jié)構(gòu)形式
CJ10系列交流接觸器的觸點一般采用雙斷點橋式觸點。按通斷能力劃分,交流接觸器的觸點分為主觸點和輔助觸點,主觸點用以通斷電流較大的主電路,一般由三對接觸面較大的動合觸點組成;輔助觸點用以通斷電流較小的控制電路,一般由兩對動合觸點和兩對動斷觸點組成。
(3)滅弧裝置。交流接觸器在斷開大電流或高電壓電路時,在動、靜觸點之間會產(chǎn)生很強的電弧。電弧的產(chǎn)生,一方面會灼傷觸點,減少觸點的使用壽命;另一方面會使電路切斷時間延長,甚至造成弧光短路或引起火災(zāi)事故。容量在10A以上的接觸器中都裝有滅弧裝置。在交流接觸器中常用的滅弧方法有以下幾種:
① 雙斷口電動力滅弧。雙斷口結(jié)構(gòu)的電動力滅弧裝置如圖1-22(a)所示,這種滅弧方法是將整個電弧分割成兩段,同時利用觸點回路本身的電動力F把電弧向兩側(cè)拉長,使電弧熱量在拉長的過程中散發(fā)、冷卻而熄滅。

圖1-22 滅弧裝置
② 縱縫滅弧。縱縫滅弧裝置如圖1-22(b)所示,由耐弧陶土、石棉水泥等材料制成的滅弧罩內(nèi)每相有一個或多個縱縫,縫的下部較寬,以便放置觸點;縫的上部較窄,以便壓縮電弧,使電弧與滅弧室壁有很好的接觸。當(dāng)觸點分?jǐn)鄷r,電弧被外磁場或電動力吹入縫內(nèi),其熱量傳遞給滅弧室壁,電弧被迅速冷卻熄滅。
③ 柵片滅弧。柵片滅弧裝置的結(jié)構(gòu)如圖1-23所示。當(dāng)動觸點與靜觸點分?jǐn)鄷r,在觸點間產(chǎn)生電弧,電弧電流在其周圍產(chǎn)生磁場,磁場對電弧產(chǎn)生向上的作用力,將電弧拉到柵片間隙中,柵片將電弧分割成若干個串聯(lián)的短電弧,將總電弧壓降分成幾段,柵片間的電弧電壓都低于燃弧電壓,同時柵片將電弧的熱量吸收散發(fā),使電弧迅速冷卻,促使電弧盡快熄滅。

圖1-23 柵片滅弧裝置
④ 輔助部件。交流接觸器的輔助部件有反作用彈簧、緩沖彈簧、觸點壓力彈簧、傳動機構(gòu)及底座、接線柱等。反作用彈簧的作用是線圈斷電后,推動銜鐵釋放,使各觸點恢復(fù)原狀態(tài)。緩沖彈簧的作用是緩沖銜鐵在吸合時對靜鐵芯和外殼的沖擊力。觸點壓力彈簧的作用是增加動、靜觸點間的壓力,從而增大接觸面積,以減小接觸電阻。傳動機構(gòu)的作用是在銜鐵或反作用彈簧的作用下,帶動動觸點實現(xiàn)與靜觸點的接通或分?jǐn)唷?/p>
2.型號
型號含義如下:

目前常用的交流接觸器有:CJ20、CJ24、CJ26、CJ28、CJ29、CJ40和CJX1、CJX2、CJX3、CJX4、CJX5、CJX8系列以及NC2、NC6、B、CKl、CK2、EB、HCl、CKJ5、CKJ9等系列。部分交流接觸器外形如圖1-24所示。

圖1-24 部分交流接觸器外形圖
3.工作原理
交流接觸器的工作原理如圖1-25所示。當(dāng)接觸器的線圈通電后,線圈中流過的電流產(chǎn)生磁場,使鐵芯產(chǎn)生足夠大的吸力,克服反作用彈簧的反作用力,將銜鐵吸合,通過傳動機構(gòu)帶動三對主觸點和動合輔助觸點閉合,動斷輔助觸點斷開。當(dāng)接觸器線圈斷電或電壓顯著下降時,由于電磁吸力消失或過小,銜鐵在反作用彈簧力的作用下復(fù)位,帶動各觸點恢復(fù)到原始狀態(tài)。

圖1-25 交流接觸的工作原理
常用的CJ0、CJ10等系列的交流接觸器在0.85~1.05倍的額定電壓下,能保證可靠吸合。交流接觸器在電路圖中的符號如圖1-26所示。

圖1-26 交流接觸器電氣符號
4.交流接觸器的選用
選擇接觸器時應(yīng)從其工作條件出發(fā),主要考慮下列因素:
(1)接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)相一致,可以參考一些技術(shù)手冊。
(2)主觸頭的額定工作電流應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電流。要注意的是接觸器主觸頭的額定工作電流是在規(guī)定的條件下(額定工作電壓、使用類別、操作頻率等)能夠正常工作的電流值,當(dāng)實際使用條件不同時,這個電流值也將隨之改變。
(3)主觸頭的額定工作電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電壓。
(4)吸引線圈的額定電壓應(yīng)與控制電路電壓相一致,接觸器在線圈額定電壓的85%及以上時應(yīng)能可靠地吸合
1.1.6 熱繼電器
熱繼電器是電流通過發(fā)熱元件使其發(fā)熱導(dǎo)致雙金屬片彎曲,來推動執(zhí)行機構(gòu)動作的繼電器。主要用于電動機的過載保護、斷相保護、三相電流不平衡運行的保護。
1.熱繼電器外形及型號
目前國內(nèi)生產(chǎn)的熱繼電器品種很多,常用的有JR16、JR20、JR36、JRS2、NR和T系列等。常見的幾種熱繼電器的外形如圖1-27所示。熱繼電器的型號說明如下:

圖1-27 熱繼電器的外形
2.熱繼電器的結(jié)構(gòu)、電氣符號及工作原理
(1)結(jié)構(gòu)。目前使用的熱繼電器有兩相和三相兩種類型,圖1-28所示為三相雙金屬片式熱繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖和電氣符號圖。

1—電流調(diào)節(jié)凸輪;2—片簧(2a,2b);3—手動復(fù)位按鈕;4—弓簧片;5—主金屬片;6—外導(dǎo)板;7—內(nèi)導(dǎo)板;8—常閉靜觸點;9—動觸點;10—杠桿;
11—常開靜觸點(復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘);12—補償雙金屬片;13—推桿;14—連桿;15—壓簧
圖1-28 熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖和電氣符號
(2)工作原理。使用熱繼電器對電動機進行過載保護時,將熱元件與電動機的定子繞組串聯(lián),將熱繼電器的常閉觸頭串聯(lián)在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中,并調(diào)節(jié)好整定電流。電動機正常工作時,通過熱元件的電流即為電動機的額定電流,常閉觸點處于閉合狀態(tài),交流接觸器保持吸合,電動機正常運行。
若電動機出現(xiàn)過載情況,繞組中電流增大,通過熱繼電器元件中的電流增大,使雙金屬片溫度升得更高,彎曲程度加大,推動人字形撥桿,人字形撥桿推動常閉觸頭,使觸頭斷開而斷開交流接觸器線圈電路,使接觸器釋放,切斷電動機的電源,電動機停車而得到保護。
熱繼電器的整定電流是指被保護設(shè)備正常工作時,不動作的電流。一般根據(jù)設(shè)備額定電流來定。整定電流的大小可以通過整定旋鈕來調(diào)整。
3.熱繼電器的選用與維護
(1)一般選擇兩相或普通三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器;三角形連接的電動機選用帶斷相保護裝置的三相熱繼電器。
(2)原則上熱繼電器的額定電流應(yīng)按電動機的額定電流來選擇。但對于過載能力較差的電動機,一般選取熱繼電器的發(fā)熱元件的額定電流為電動機額定電流的60%~80%。
(3)按電動機的額定電流來調(diào)整它的整定值。對于工作時間較短、間歇時間較長的電動機,以及雖然長期工作但過載的可能性很小的電動機,可以不設(shè)過載保護。
(4)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。
另外,熱繼電器必須按照產(chǎn)品說明書規(guī)定的方式安裝。當(dāng)與其他電器安裝在一起時,應(yīng)將熱繼電器安裝在其他電器的下方,以免其動作受其他電器發(fā)熱的影響。當(dāng)主電路發(fā)生短路事故后,應(yīng)檢查發(fā)熱元件和雙金屬片是否已經(jīng)發(fā)生永久性變形。在做調(diào)整時,絕不允許彎折雙金屬片。
1.1.7 中間繼電器
中間繼電器是用來增加控制電路中的信號數(shù)量或?qū)⑿盘柗糯蟮睦^電器。其輸入信號是線圈的通電和斷電,輸出信號是觸點的動作。它具有觸點多,觸點容量大,動作靈敏等特點。由于觸點的數(shù)量較多,所以用來控制多個元件或回路。
1.中間繼電器的外形結(jié)構(gòu)與電氣符號
中間繼電器的外形結(jié)構(gòu)與電氣符號如圖1-29所示。

圖1-29 中間繼電器外形結(jié)構(gòu)及電氣符號
中間繼電器的結(jié)構(gòu)和交流接觸器基本一樣,其外殼一般由塑料制成,為開啟式。外殼上的相間隔板將各對觸點隔開,以防止因飛弧而發(fā)生短路事故。觸點一般有8常開、6常開2常閉、4常開4常閉三種組合形式。
2.中間繼電器的工作原理
中間繼電器與交流接觸器相似,動作原理也相同,當(dāng)電磁線圈得電時,鐵芯被吸合,觸點動作,即常開觸點閉合,常閉觸點斷開;電磁線圈斷電后,鐵芯釋放,觸點復(fù)位。
3.中間繼電器的型號含義
中間繼電器的型號含義如下:

1.1.8 時間繼電器
1.時間繼電器基本概念
時間繼電器是一種用來實現(xiàn)觸點延時接通或斷開的控制電器。時間繼電器種類繁多,目前常用的時間繼電器主要有空氣阻尼式、電動式、晶體管式及直流電磁式等幾大類。
時間繼電器按延時方式可分為:通電延時型和斷電延時型兩種。通電延時型是指電磁線圈通電時,其觸點延時動作;電磁線圈斷電,其觸點立即恢復(fù)到未通電前的狀態(tài)。斷電延時型是指電磁線圈通電后,其觸點瞬時動作;電磁線圈斷電時,其觸點延時復(fù)位。通常時間繼電器上既有起延時作用的觸點也有瞬時動作的觸點。時間繼電器的電氣符號如圖1-30所示,圖(d)、(e)為通電延時型時間繼電器上的延時觸點;圖(f)、(g)為斷電延時型時間繼電器上的延時觸點。

圖1-30 時間繼電器的電氣符號
時間繼電器的型號含義如下:

2.空氣阻尼式時間繼電器
JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器的外形及結(jié)構(gòu)如圖1-31所示,主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)(微動開關(guān))、氣室及傳動機構(gòu)組成,它是利用空氣經(jīng)過小孔節(jié)流的原理來達(dá)到觸點延時閉合和斷開的,通常應(yīng)用在延時精度要求不高的場合,延時規(guī)格有0.4~60s、0.4~180s,有通電延時和斷電延時兩種類型。

1—調(diào)節(jié)螺絲;2—推板;3—推桿;4—寶塔彈簧;5—電磁線圈;6—反作用彈簧;7—銜鐵;8—鐵芯;9—彈簧片;10—杠桿;11—延時觸點;12—瞬動觸點
圖1-31 空氣阻尼式時間繼電器外形及結(jié)構(gòu)
觸點系統(tǒng)包括兩對瞬時動作觸點(一對常開一對常閉)和兩對延時觸點(一對常開一對常閉)。瞬時觸點動作由電磁機構(gòu)直接帶動,延時觸點延時時間的長短,靠調(diào)節(jié)延時調(diào)節(jié)螺釘改變進入空氣室的空氣流量來設(shè)置。
3.晶體管時間繼電器
晶體管時間繼電器具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、延時范圍廣、延時精度高、可靠性好、壽命長等特點,適用于機床自動控制,成套設(shè)備自動控制等要求高精度、高可靠性的自動控制系統(tǒng)作為延時控制元件。
常用的晶體管時間繼電器有JS14A、JSZ3、JSB10、JS20系列,它們的參數(shù)及接線圖一般都印在外殼上。延時規(guī)格有5s、10s、30s、60s、120s、180s、5min、10min、20min、30min、60min。有通電延時和斷電延時兩種類型,直接調(diào)節(jié)旋鈕設(shè)定延時時間。常見晶體管時間繼電器的外形及JSZ3A時間繼電器的接線圖如圖1-32所示,圖(b)中的數(shù)字為接線端子。

圖1-32 晶體管時間繼電器外形及接線圖
4.時間繼電器的選用
(1)應(yīng)綜合考慮其適用性、功能特點、額定工作電壓、額定工作電流及使用環(huán)境諸因素,做到選擇恰當(dāng),使用合理。
(2)應(yīng)考慮控制系統(tǒng)對延時時間和精度的要求。時間的精度要求不高,且延時時間較短時,宜選用價格低、維修方便的電磁式或空氣阻尼式時間繼電器。對時間控制要求精度高時應(yīng)選用晶體管式時間繼電器。
(3)根據(jù)控制線路的要求選擇時間繼電器的延時類型。
(4)時間繼電器的電磁線圈的電壓等級應(yīng)與控制線路匹配。
(5)空氣阻尼式時間繼電器的時間調(diào)整螺釘,不能經(jīng)常調(diào)整;調(diào)整時不要用力過猛,否則易失去延時作用。