【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 接觸器電磁線圈，從而斷開電動(dòng)機(jī)電源，起到了保護(hù)電動(dòng)機(jī)的目的。 當(dāng)加上或除去輸入信號(hào)時(shí)，輸出部分需延時(shí)或限時(shí)到規(guī)定的時(shí)間才閉合或斷開其被控線路的繼電器。 (1)磁時(shí)間繼電器：當(dāng)線圈加上信號(hào)后，通過減緩電磁鐵的磁場(chǎng)變化而后的延時(shí)的時(shí)間繼電器。 (2)電子時(shí)間繼電器：由分立元件組成的電子延時(shí)線路所構(gòu)成的時(shí)間繼電器，或由固體延時(shí)線路構(gòu)成的時(shí)間繼電器。 (3)混合式時(shí)間繼電器：由電子或固體延時(shí)線路和電磁繼電器組合構(gòu)成的時(shí)間繼電器。 用于切換高頻 ,射頻線路而具有最小損耗的繼電器。 光繼電器 , 聲繼電器 ,儀表式繼電器 ,霍爾效應(yīng)繼電器 ,差動(dòng)繼電器，總線耦 8 合專用繼電器等。 繼電器主要技術(shù)參數(shù)及附加電氣線路 （ 1）額定工作電壓 是指繼電器正常工作時(shí)線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號(hào)不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。 （ 2）直流電阻 是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬(wàn)能表測(cè)量。 （ 3）吸合電流 指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。在正常使用時(shí)，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對(duì)于線圈所加的工作電壓，一般不要超過額定工作電壓的 倍，否則會(huì)產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。 （ 4）釋放電流 是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時(shí)，繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。這時(shí)的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。 （ 5）觸點(diǎn)切換電壓和電流 是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時(shí)不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。 （ 1）串聯(lián) RC 電氣線路：當(dāng)電路閉合的瞬間，電流可以從電容 C 通過，使繼電器線圈兩端的電壓比正常工作高的電壓，使迅速吸合，能縮短吸合時(shí)間，當(dāng)電路穩(wěn)定后，電容不起作用。 （ 2）并聯(lián) RC 電氣線路：當(dāng)斷開電源時(shí)，線圈中因電感而產(chǎn)生的電流，通過RC 放電，使電流衰減減慢，從而延長(zhǎng)了銜鐵的釋放時(shí)間。 （ 3）并聯(lián)二極管電氣線路：當(dāng)流經(jīng)繼電器線圈的電流瞬間減少時(shí)，在它的兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，它與原電源電壓重疊，加在與繼電器串聯(lián)的輸出晶體管的 c， e 兩極，使 c， e 極有可能被擊穿。為消除感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在繼電器旁并聯(lián) 一個(gè)二極管，以吸收該電動(dòng)勢(shì)，起保護(hù)作用。二極管的負(fù)極與繼電器接電源正極相 9 連。 低壓微型斷路器（ MCB） 結(jié)構(gòu)和工作原理 低壓斷路器由操作機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)、保護(hù)裝置 (各種脫扣器 )、滅弧系統(tǒng)等組成。低壓斷路器的主觸點(diǎn)是靠手動(dòng)操作或電動(dòng)合閘的。主觸點(diǎn)閉合后，自由脫扣機(jī)構(gòu)將主觸點(diǎn)鎖在合閘位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián)，欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時(shí)，過電流脫扣器的銜鐵吸合，使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，主觸點(diǎn)斷開主電路。當(dāng)電路過載時(shí)，熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙 金屬片上彎曲，推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。當(dāng)電路欠電壓時(shí)，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放。也使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。分勵(lì)脫扣器則作為遠(yuǎn)距離控制用，在正常工作時(shí)，其線圈是斷電的，在需要距離控制時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，使線圈通電，銜鐵帶動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使主觸點(diǎn)斷開。 低壓斷路器的選擇 對(duì)于不同性質(zhì)的負(fù)載，在其電路上選用的斷路器的額定電流和保護(hù)特性也是不同的，例如，在電阻負(fù)載型回路上，對(duì)應(yīng)的負(fù)載為電燈（白熾燈）、電熱器等，理論上，所選的微型斷路器其額定電流應(yīng)大于或等于線路或電氣設(shè)備的額定電流，考慮可能發(fā)生的誤動(dòng)作，設(shè)計(jì)上 選用額定電流為（ ～ ）倍線路或電氣設(shè)備的額定電流。白熾燈和電熱回路在通電的瞬間都可能產(chǎn)生閃流（由冷態(tài)電阻逐漸形成熱態(tài)電阻的過程），最大閃流可達(dá)線路或電氣設(shè)備額定電流的 10 倍，故在選用時(shí)應(yīng)選用Ｃ型脫扣特性的微型斷路器。在選擇低壓斷路器的時(shí)候，應(yīng)遵從以下原則： （ 1）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； （ 2）極限通斷能力應(yīng)大于或等于電路最大短路電流； （ 3）欠電壓脫扣器的額定電壓應(yīng)等于線路的額定電壓； （ 4）過電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于線路的最大負(fù)載電流； 接觸器 實(shí)際上，接觸器具有繼電器所有的特點(diǎn)，應(yīng)是繼電器的一種特殊。而接觸器是一種用來頻繁地接通和分?jǐn)嘀麟娐?、輔助電路以及較大容量控制電路的自動(dòng)切 10 換電器，它的特點(diǎn)是能進(jìn)行遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制，操作頻率較高，通斷電流較大。 接觸器的結(jié)構(gòu)與工作原理與繼電器大體相同，但由于接觸其的工作性質(zhì)又與繼電器有所區(qū)別，由電磁體、觸點(diǎn)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、滅弧系統(tǒng)組成。觸頭是電器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，直接關(guān)系到電器工作的可靠性。觸頭有四種工作狀態(tài)：閉合狀態(tài)、觸頭閉合過程、觸頭斷開狀態(tài)和開斷過程。在觸頭開斷電流時(shí)，一般在兩觸頭間會(huì)產(chǎn)生電弧， 所以應(yīng)用在高壓、大電流的主電路上的接觸器都帶有滅弧柵或滅弧裝置。觸頭磨損有機(jī)械磨損、化學(xué)磨損和電氣磨損三種，而電氣磨損是主要的，發(fā)生在觸頭閉合電流的過程和觸頭開斷電流的過程。觸頭熔焊主要發(fā)生在觸頭閉合電流的過程和觸頭處于閉合狀態(tài)。觸頭熔焊后就不能執(zhí)行開斷電路的任務(wù)，甚至引起嚴(yán)重故障。如廣州地鐵列車上的較大型接觸器有 3K0 3K0 K100、 1K0 K4等，而一般中等功率的接觸器則多用于如空調(diào)系統(tǒng)控制電機(jī)的接觸器等。 11 第 3 章 城軌控制電氣線路應(yīng)用分析 任何系統(tǒng)都是由多個(gè)不同功能的 基本控制電路所組成，其基本思想都是將多個(gè)基本控制電路通過導(dǎo)線有機(jī)的按一定邏輯功能進(jìn)行連接后構(gòu)成一個(gè)完整的或部分的自動(dòng)化過程處理或執(zhí)行的電路。只要熟悉元器件的功能與特性，了解和掌握基本電路的工作原理，那么就能舉一反三地進(jìn)行分析復(fù)雜的電路。下面，我們就對(duì)在控制電路中常用的到基本電路進(jìn)行分析 。 電氣線路的控制原理以及其功能作用 啟動(dòng)停止控制電路（自鎖線路） 電氣線路的構(gòu)成 如圖 31 所示是一般三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)全壓起動(dòng)控制電氣線路，該電路為主電路、控制電路兩部。主電路有三相組合開關(guān) SA、熔斷器 FU接觸器 K 的三相主觸頭、熱繼電器 FT 和電動(dòng)機(jī) M 構(gòu)成；控制電路由熔斷器 FU熱繼電器 FR 輔助常閉觸頭、停止按鈕開關(guān) SB和啟動(dòng)開關(guān) SB2以及接觸器 K 組成。 圖 31 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)全壓起動(dòng)控制電路 電氣線路的工作過程 先合上組合開關(guān) SA，主電路即引入三相電源，然后，按下啟動(dòng)按鈕 SB2,接觸器 K 得電，其輔助觸頭閉合對(duì) SB2 模擬閉合，實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸器 K 永久得電的功能。同時(shí) K 的三相主觸頭閉合，把三相電源送入電機(jī) M，從而保證電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行。這種依靠接觸器本身輔助觸頭使其線圈保持得電的 現(xiàn)象稱為“自鎖”，這對(duì)輔助觸頭成為自鎖觸頭。 12 當(dāng)按下 SB1 的時(shí)候，輔助電路電源斷開，接觸器 K 失電，其三相主觸頭斷開，電機(jī) M 失電停止。同時(shí)接觸 K 的自鎖輔助觸頭因接觸器 K 斷電而斷開，控制回路解除自鎖功能。 控制電路的保護(hù)環(huán)節(jié) 由于電路采用了熔斷器、熱繼電器、接觸器、按鈕開關(guān)等保護(hù)電器和控制電路，所以該電路具有短路、過載、欠壓和零壓保護(hù)功能。 110V 接點(diǎn)互鎖控制電路 由控制臺(tái)的兩個(gè)帶顯示燈的按鈕，分別用來控制 2Y01 的“工作”和“停止”，它的控制原理圖見圖 33。實(shí)際上，受控設(shè)備的“工作”和“停止” 就是控制電磁閥 2Y01 的“得電”和“失電”從而相應(yīng)受控設(shè)備的動(dòng)作與否。當(dāng)按下動(dòng)作按鈕時(shí)， 2K31 繼電器得電，使得 2K33 繼電器得電自鎖， 2K33 得電又使得電磁閥2Y01 也得電，連接受控設(shè)備投入工作，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，并持續(xù)保持得電狀態(tài)，當(dāng)按下停止按鈕時(shí)， 2K32 繼電器得電， 2K32 的常閉觸頭斷開，使得 2K33和電磁閥 2Y01 失電，受控設(shè)備停止。 圖 32 簡(jiǎn)單的互鎖控制電路 這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的互鎖控制電路，實(shí)際上的電路在保護(hù)功能上會(huì)更為復(fù)雜。 多地點(diǎn)與多條件控制電路 1．多地點(diǎn)控制 在大型機(jī)械設(shè)備中，為了操作方便，常要求可在多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行控制操作，如圖 34，為了實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制，在電路中用了多組按鈕，將起動(dòng)按鈕做并聯(lián)，停止按鈕作串聯(lián)。分別把三組的按鈕開關(guān)裝置在三個(gè)不同的地點(diǎn)，就可以實(shí)現(xiàn)三地操作。 K1 線圈的通電條件為只要按鈕 SB SB SB4 三個(gè)觸點(diǎn) 13 中有任一閉合，即當(dāng)在幾個(gè)條件中，只要求具備其中任一條件，便可接通電路。這種動(dòng)合觸頭并聯(lián)構(gòu)成了邏輯“或”。 K1 線圈的斷電條件為按鈕 SB SB SB6三個(gè)觸點(diǎn)任一斷開，即當(dāng)幾個(gè)條件具備一個(gè)條件時(shí) 就可以切斷電路。這種動(dòng)斷觸點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成了邏輯“與非”，所以可以實(shí)現(xiàn)多地點(diǎn)進(jìn)行控制。 2．多條件控制 有的自動(dòng)控制電路中，為了保證操作安全，需要多個(gè)條件滿足才能開始工作。如圖 35 所示，起動(dòng)按鈕作串聯(lián)連接，停止按鈕作并聯(lián)連接，便組合成多條件控制電路。 K1 線圈通電條件為 SB SB SB6 三個(gè)觸點(diǎn)都要被閉合，即當(dāng)幾個(gè)條件同時(shí)具備時(shí)，電路才會(huì)接通。這種觸點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成邏輯“與”。K1 線圈的斷電條件為 SB SB SB3 三個(gè)觸點(diǎn)都要斷開，即當(dāng)幾個(gè)條件都具備時(shí)，才切斷電路，這些觸點(diǎn)并聯(lián)構(gòu)成邏輯“或非”。 圖 33 多地點(diǎn)控制 圖 34 多條件控制 受電弓電氣控制線路分析 必要部件。在剛性和柔性接觸網(wǎng)的線路上均能適用。目前北京、上海、廣州已經(jīng)建成地鐵系統(tǒng)，其受電制式有第三軌受電 (如北京地鐵 )和架空線受電弓受電 (如上海、廣州地鐵 )兩種，其中架空線受電弓與機(jī)車受電弓在結(jié)構(gòu)、原理等方面有諸多相似之處。 受電弓控制電氣線路圖如圖 35 所示 14 圖 35 受電弓控制電路圖 2F30 受電弓和高速斷路器控制 保護(hù)空氣開關(guān) 2K04 列車控制啟動(dòng)繼電器 2K10 緊急制動(dòng)繼電器 2S01 升弓開關(guān) 2K31 升弓啟動(dòng)繼電器 2K33 受電弓保持繼電器 （ 1）升、降弓裝置： 升、降弓裝置包含電磁閥和緩沖閥，保證實(shí)現(xiàn)下列兩個(gè)功能： 電磁閥得電，使壓縮空氣通過，從而使受電弓升起；電磁閥失電，讓壓縮空氣流出，使受電弓降弓； 緩沖閥上分別裝有調(diào)節(jié)螺栓，用來調(diào)節(jié)控制受電弓弓頭的升、降 速度與時(shí)間。 受電弓控制回路（如上圖所示）由列車電源線 (DC110V)正端 30420 提供電源，經(jīng)過受電弓和高速斷路器控制保護(hù)空氣開關(guān) 2F30。 受電弓控制回路（如上圖所示）由列車電源線 (DC110V)正端 30420 提供電源， 15 經(jīng)過受電弓和高速斷路器控制保護(hù)空氣開關(guān) 2F30。當(dāng)列車激活后列車控制系統(tǒng)進(jìn)入工作準(zhǔn)備狀態(tài)，列車控制啟動(dòng)繼電器 2K04 和緊急制動(dòng)繼電器 2K10 分別得電工作。 （ 2） 升弓控制原理：司機(jī)可以操作升弓開關(guān) 2S01 來執(zhí)行 “ 升弓 ” 指令，通過自動(dòng)空氣開關(guān) 2F3列車控制線 21103，使升弓啟動(dòng)繼電器 2K31 得電。 2K31控制各自單元車輛受電弓保持繼電器 2K33， 2K33 得電后開啟受電弓驅(qū)動(dòng)電路受電弓電磁閥 2Y01 得電，使受電弓升弓并保持受電弓處在合適工作位置。 (3)降弓控制原理：司機(jī)可以通過使用降弓控制開關(guān) 2S02 來降弓，按下降弓控制開關(guān) 2S02 的常閉觸點(diǎn) 2l22