【文章內(nèi)容簡介】 路中電壓的變化，用于電路的電壓保護(hù)。電壓繼電器常用在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中，在低壓控制電路中使用較少。電壓繼電器作為保護(hù)電器時(shí)，其圖形符號如圖114所示。圖114 電壓繼電器的圖形符號 時(shí)間繼電器 時(shí)間繼電器在控制電路中用于時(shí)間的控制。其種類很多，按其動(dòng)作原理可分為電磁式、空氣阻尼式、電動(dòng)式和電子式等；按延時(shí)方式可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型。下面以JS7型空氣阻尼式時(shí)間繼電器為例說明其工作原理。 空氣阻尼式時(shí)間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時(shí)的，它由電磁機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)3部分組成。電磁機(jī)構(gòu)為直動(dòng)式雙E型鐵心，觸頭系統(tǒng)借用LX5型微動(dòng)開關(guān)，延時(shí)機(jī)構(gòu)采用氣囊式阻尼器。 空氣阻尼式時(shí)間繼電器可以做成通電延時(shí)型，也可改成斷電延時(shí)型，電磁機(jī)構(gòu)可以是直流的，也可以是交流的，如圖115所示?，F(xiàn)以通電延時(shí)型時(shí)間繼電器為例介紹其工作原理。圖115（a）中通電延時(shí)型時(shí)間繼電器為線圈不得電時(shí)的情況，當(dāng)線圈通電后，動(dòng)鐵心吸合，帶動(dòng)Ｌ型傳動(dòng)桿向右運(yùn)動(dòng)，使瞬動(dòng)接點(diǎn)受壓，其接點(diǎn)瞬時(shí)動(dòng)作?；钊麠U在塔形彈簧的作用下，帶動(dòng)橡皮膜向右移動(dòng)，弱彈簧將橡皮膜壓在活塞上，橡皮膜左方的空氣不能進(jìn)入氣室，形成負(fù)壓，只能通過進(jìn)氣孔進(jìn)氣，因此活塞桿只能緩慢地向右移動(dòng)，其移動(dòng)的速度和進(jìn)氣孔的大小有關(guān)（通過延時(shí)調(diào)節(jié)螺絲調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔的大小可改變延時(shí)時(shí)間）。經(jīng)過一定的延時(shí)后，活塞桿移動(dòng)到右端，通過杠桿壓動(dòng)微動(dòng)開關(guān)（通電延時(shí)接點(diǎn)），使其常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，起到通電延時(shí)作用。圖115 空氣阻尼式時(shí)間繼電器示意圖及圖形符號當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，動(dòng)鐵心在反力彈簧的作用下釋放，并通過活塞桿將活塞推向左端，這時(shí)氣室內(nèi)中的空氣通過橡皮膜和活塞桿之間的縫隙排掉，瞬動(dòng)接點(diǎn)和延時(shí)接點(diǎn)迅速復(fù)位，無延時(shí)。 如果將通電延時(shí)型時(shí)間繼電器的電磁機(jī)構(gòu)反向安裝，就可以改為斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器，如圖115（c）中斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器所示。線圈不得電時(shí)，塔形彈簧將橡皮膜和活塞桿推向右側(cè)，杠桿將延時(shí)接點(diǎn)壓下（注意，原來通電延時(shí)的常開接點(diǎn)現(xiàn)在變成了斷電延時(shí)的常閉接點(diǎn)了，原來通電延時(shí)的常閉接點(diǎn)現(xiàn)在變成了斷電延時(shí)的常開接點(diǎn)），當(dāng)線圈通電時(shí)，動(dòng)鐵心帶動(dòng)L型傳動(dòng)桿向左運(yùn)動(dòng)，使瞬動(dòng)接點(diǎn)瞬時(shí)動(dòng)作，同時(shí)推動(dòng)活塞桿向左運(yùn)動(dòng)，如前所述，活塞桿向左運(yùn)動(dòng)不延時(shí)，延時(shí)接點(diǎn)瞬時(shí)動(dòng)作。線圈失電時(shí)動(dòng)鐵心在反力彈簧的作用下返回，瞬動(dòng)接點(diǎn)瞬時(shí)動(dòng)作，延時(shí)接點(diǎn)延時(shí)動(dòng)作。 時(shí)間繼電器線圈和延時(shí)接點(diǎn)的圖形符號都有兩種畫法，線圈中的延時(shí)符號可以不畫，接點(diǎn)中的延時(shí)符號可以畫在左邊也可以畫在右邊，但是圓弧的方向不能改變，如圖115（b）和（d）所示。 空氣阻尼式時(shí)間繼電器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、延時(shí)范圍大、壽命長、價(jià)格低廉，且不受電源電壓及頻率波動(dòng)的影響，其缺點(diǎn)是延時(shí)誤差大、無調(diào)節(jié)刻度指示，一般適用延時(shí)精度要求不高的場合。常用的產(chǎn)品有JS7A、JS23等系列，其中JS7A系列的主要技術(shù)參數(shù)為延時(shí)范圍，～～180s兩種，操作頻率為600次/h，觸頭容量為5A，延時(shí)誤差為177。15%。在使用空氣阻尼式時(shí)間繼電器時(shí)，應(yīng)保持延時(shí)機(jī)構(gòu)的清潔，防止因進(jìn)氣孔堵塞而失去延時(shí)作用。 時(shí)間繼電器在選用時(shí)應(yīng)根據(jù)控制要求選擇其延時(shí)方式，根據(jù)延時(shí)范圍和精度選擇繼電器的類型。 熱繼電器 熱繼電器主要是用于電氣設(shè)備（主要是電動(dòng)機(jī)）的過負(fù)荷保護(hù)。熱繼電器是一種利用電流熱效應(yīng)原理工作的電器，它具有與電動(dòng)機(jī)容許過載特性相近的反時(shí)限動(dòng)作特性，主要與接觸器配合使用，用于對三相異步電動(dòng)機(jī)的過負(fù)荷和斷相保護(hù)。 三相異步電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，常會遇到因電氣或機(jī)械原因等引起的過電流（過載和斷相）現(xiàn)象。如果過電流不嚴(yán)重，持續(xù)時(shí)間短，繞組不超過允許溫升，這種過電流是允許的；如果過電流情況嚴(yán)重，持續(xù)時(shí)間較長，則會加快電動(dòng)機(jī)絕緣老化，甚至燒毀電動(dòng)機(jī)，因此，在電動(dòng)機(jī)回路中應(yīng)設(shè)置電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置。常用的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置種類很多，使用最多、最普遍的是雙金屬片式熱繼電器。目前，雙金屬片式熱繼電器均為三相式，有帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)兩種。1．熱繼電器的工作原理 圖116（a）所示是雙金屬片式熱繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖116（b）所示是其圖形符號。由圖可見，熱繼電器主要由雙金屬片、熱元件、復(fù)位按鈕、傳動(dòng)桿、拉簧、調(diào)節(jié)旋鈕、復(fù)位螺絲、觸點(diǎn)和接線端子等組成。圖116 熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號 雙金屬片是一種將兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬用機(jī)械輾壓方法使之形成一體的金屬片。膨脹系數(shù)大的（如鐵鎳鉻合金、銅合金或高鋁合金等）稱為主動(dòng)層，膨脹系數(shù)小的（如鐵鎳類合金）稱為被動(dòng)層。由于兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬緊密地貼合在一起，當(dāng)產(chǎn)生熱效應(yīng)時(shí)，使得雙金屬片向膨脹系數(shù)小的一側(cè)彎曲，由彎曲產(chǎn)生的位移帶動(dòng)觸頭動(dòng)作。 熱元件一般由銅鎳合金、鎳鉻鐵合金或鐵鉻鋁等合金電阻材料制成，其形狀有圓絲、扁絲、片狀和帶材幾種。熱元件串接于電機(jī)的定子電路中，通過熱元件的電流就是電動(dòng)機(jī)的工作電流（大容量的熱繼電器裝有速飽和互感器，熱元件串接在其二次回路中）。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，其工作電流通過熱元件產(chǎn)生的熱量不足以使雙金屬片變形，熱繼電器不會動(dòng)作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生過電流且超過整定值時(shí)，雙金屬片的熱量增大而發(fā)生彎曲，經(jīng)過一定時(shí)間后，使觸點(diǎn)動(dòng)作，通過控制電路切斷電動(dòng)機(jī)的工作電源。同時(shí)，熱元件也因失電而逐漸降溫，經(jīng)過一段時(shí)間的冷卻，雙金屬片恢復(fù)到原來狀態(tài)。熱繼電器動(dòng)作電流的調(diào)節(jié)是通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕來實(shí)現(xiàn)的。調(diào)節(jié)旋鈕為一個(gè)偏心輪，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕可以改變傳動(dòng)桿和動(dòng)觸點(diǎn)之間的傳動(dòng)距離，距離越長動(dòng)作電流就越大，反之動(dòng)作電流就越小。 熱繼電器復(fù)位方式有自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種，將復(fù)位螺絲旋入，使常開的靜觸點(diǎn)向動(dòng)觸點(diǎn)靠近，這樣動(dòng)觸點(diǎn)在閉合時(shí)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在雙金屬片冷卻后動(dòng)觸點(diǎn)也返回，為自動(dòng)復(fù)位方式。如將復(fù)位螺絲旋出，觸點(diǎn)不能自動(dòng)復(fù)位，為手動(dòng)復(fù)位置方式。在手動(dòng)復(fù)位置方式下，需在雙金屬片恢復(fù)狀時(shí)按下復(fù)位按鈕才能使觸點(diǎn)復(fù)位。2．熱繼電器的選擇原則 熱繼電器主要用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)，使用中應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境、起動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)等因素，具體應(yīng)按以下幾個(gè)方面來選擇：（1）熱繼電器結(jié)構(gòu)型式的選擇：星形接法的電動(dòng)機(jī)可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)熱繼電器，三角形接法的電動(dòng)機(jī)應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器。（2）～。（3）對于重復(fù)短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)（如起重機(jī)電動(dòng)機(jī)），由于電動(dòng)機(jī)不斷重復(fù)升溫，熱繼電器雙金屬片的溫升跟不上電動(dòng)機(jī)繞組的溫升，電動(dòng)機(jī)將得不到可靠的過載保護(hù)。因此，不宜選用雙金屬片熱繼電器，而應(yīng)選用過電流繼電器或能反映繞組實(shí)際溫度的溫度繼電器來進(jìn)行保護(hù)。 速度繼電器 速度繼電器又稱為反接制動(dòng)繼電器，主要用于三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制。圖117為速度繼電器的原理示意圖及圖形符號，它主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸頭3部分組成。轉(zhuǎn)子是一個(gè)圓柱形永久磁鐵，定子是一個(gè)鼠籠型空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有鼠籠型繞組。其轉(zhuǎn)子的軸與被控電動(dòng)機(jī)的軸相連接，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子（圓柱形永久磁鐵）隨之轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，定子中的鼠籠型繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流和磁場，兩個(gè)磁場相互作用，使定子受力而跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，裝在定子軸上的擺錘推動(dòng)簧片觸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，使常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于某一數(shù)值時(shí)，定子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減小，觸點(diǎn)在簧片作用下復(fù)位。圖117 速度繼電器的原理示意圖及圖形符號常用的速度繼電器有JYl型和JFZ0型兩種。其中JYl型可在700～3600 r/min范圍工作，JFZ01型適用于300～1000r/min，JFZ02型適用于1000～3000r/min。一般速度繼電器都具有兩對轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，一對用于正轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)作，另一對用于反轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)作。觸點(diǎn)額定電壓為380V，額定電流為2A。通常速度繼電器動(dòng)作轉(zhuǎn)速為130r/min，復(fù)位轉(zhuǎn)速在100r/min以下。 液位繼電器 液位繼電器主要用于對液位的高低進(jìn)行檢測并發(fā)出開關(guān)量信號，以控制電磁閥、液泵等設(shè)備對液位的高低進(jìn)行控制。液位繼電器的種類很多，工作原理也不盡相同，下面介紹JYF02型液位繼電器。其結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號如圖118所示。浮筒置于液體內(nèi)，浮筒的另一端為一根磁鋼，靠近磁鋼的液體外壁也裝一根磁鋼，并和動(dòng)觸點(diǎn)相連，當(dāng)水位上升時(shí)，受浮力上浮而繞固定支點(diǎn)上浮，帶動(dòng)磁鋼條向下，當(dāng)內(nèi)磁鋼N極低于外磁鋼N極時(shí)，由于液體壁內(nèi)外兩根磁鋼同性相斥，壁外的磁鋼受排斥力迅速上翹，帶動(dòng)觸點(diǎn)迅速動(dòng)作。同理，當(dāng)液位下降，內(nèi)磁鋼N極高于外磁鋼N極時(shí)，外磁鋼受排斥力迅速下翹，帶動(dòng)觸點(diǎn)迅速動(dòng)作。液位高低的控制是由液位繼電器安裝的位置來決定的。圖118 JYF02型液位繼電器結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號 壓力繼電器 壓力繼電器主要用于對液體或氣體壓力的高低進(jìn)行檢測并發(fā)出開關(guān)量信號，以控制電磁閥、液泵等設(shè)備對壓力的高低進(jìn)行控制。圖119為壓力繼電器結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號。圖119 壓力繼電器結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號 壓力繼電器主要由壓力傳送裝置和微動(dòng)開關(guān)等組成，液體或氣體壓力經(jīng)壓力入口推動(dòng)橡皮膜和滑桿，克服彈簧反力向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓力達(dá)到給定壓力時(shí)，觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，發(fā)出控制信號，旋轉(zhuǎn)調(diào)壓螺母可以改變給定壓力。 主 令 電 器主令電器用于在控制電路中以開關(guān)接點(diǎn)的通斷形式來發(fā)布控制命令，使控制電路執(zhí)行對應(yīng)的控制任務(wù)。主令電器應(yīng)用廣泛，種類繁多，常見的有按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器、選擇開關(guān)、足踏開關(guān)等。 按鈕按鈕是一種最常用的的主令電器，其結(jié)構(gòu)簡單，控制方便。1．按鈕的結(jié)構(gòu)、種類及常用型號按鈕由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸點(diǎn)和外殼等組成，其結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號如圖120所示。觸點(diǎn)采用橋式觸點(diǎn)，額定電流在5A以下。觸點(diǎn)又分常開觸點(diǎn)（動(dòng)斷觸點(diǎn)）和常閉觸點(diǎn)（動(dòng)合觸點(diǎn)）兩種。按鈕從外形和操作方式上可以分為平鈕和急停按鈕，急停按鈕也叫蘑菇頭按鈕，如 圖120（c）所示，除此之外還有鑰匙鈕、旋鈕、拉式鈕、萬向操縱桿式、帶燈式等多種類型。 圖120 按鈕結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號從按鈕的觸點(diǎn)動(dòng)作方式可以分為直動(dòng)式和微動(dòng)式兩種，圖120中所示的按鈕均為直動(dòng)式，其觸點(diǎn)動(dòng)作速度和手按下的速度有關(guān)。而微動(dòng)式按鈕的觸點(diǎn)動(dòng)作變換速度快，和手按下的速度無關(guān)，其動(dòng)作原理如圖121所示。動(dòng)觸點(diǎn)由變形簧片組成，當(dāng)彎形簧片受壓向下運(yùn)動(dòng)低于平形簧片時(shí)，彎形簧片迅速變形，將平形簧片觸點(diǎn)彈向上方，實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)瞬間動(dòng)作。 小型微動(dòng)式按鈕也叫微動(dòng)開關(guān)，微動(dòng)開關(guān)還可以用于各種繼電器和限位開關(guān)中，如時(shí)間繼電器、壓力繼電器和限位開關(guān)等。圖121 微動(dòng)式按鈕動(dòng)作原理圖 按鈕一般為復(fù)位式，也有自鎖式按鈕，最常用的按鈕為復(fù)位式平按鈕，如圖120（a）所示，其按鈕與外殼平齊，可防止異物誤碰。2．按鈕的顏色 紅色按鈕用于“停止”、“斷電”或“事故”。綠色按鈕優(yōu)先用于“起動(dòng)”或“通電”，但也允許選用黑、白或灰色按鈕。一鈕雙用的“起動(dòng)”與“停止”或“通電”與“斷電”，即交替按壓后改變功能的，不能用紅色按鈕，也不能用綠色按鈕，而應(yīng)用黑、白或灰色按鈕。按壓時(shí)運(yùn)動(dòng)，抬起時(shí)停止運(yùn)動(dòng)（如點(diǎn)動(dòng)、微動(dòng)），應(yīng)用黑、白、灰或綠色按鈕，最好是黑色按鈕，而不能用紅色按鈕。用于單一復(fù)位功能的，用藍(lán)、黑、白或灰色按鈕。同時(shí)有“復(fù)位”、“停止”與“斷電”功能的用紅色按鈕。燈光按鈕不得用作“事故”按鈕。3．按鈕的選擇原則（1）根據(jù)使用場合，選擇控制按鈕的種類，如開啟式、防水式、防腐式等。（2）根據(jù)用途，選用合適的型式，如鑰匙式、緊急式、帶燈式等。（3）按控制回路的需要，確定不同的按鈕數(shù)，如單鈕、雙鈕、三鈕、多鈕等。（4）按工作狀態(tài)指示和工作情況的要求，選擇按鈕及指示燈的顏色。其中表11給出了按鈕顏色的含義。表11 按鈕顏色的含義顏 色含 義舉 例紅處理事故緊急停機(jī)、撲滅燃燒“停止”或“斷電”正常停機(jī)、停止一臺或多臺電動(dòng)機(jī)、裝置的局部停機(jī)切斷一個(gè)開關(guān)、帶有“停止”或“斷電”功能的復(fù)位綠“起動(dòng)”或“通電”正常起動(dòng)、起動(dòng)一臺或多臺電動(dòng)機(jī)、裝置的局部起動(dòng)接通一個(gè)開關(guān)裝置（投入運(yùn)行）黃參與防止意外情況、參子抑制反常的狀態(tài)避免不需要的變化（事故）藍(lán)上述顏色未包含的任何指定用意凡紅、黃和綠色未包含的用意，皆可用藍(lán)色黑、灰、白無特定用意除單功能的“停止”或“斷電”按鈕外的任何功能 行程開關(guān) 行程開關(guān)又叫限位開關(guān)，它的種類很多，按運(yùn)動(dòng)形式可分為直動(dòng)式、微動(dòng)式、轉(zhuǎn)動(dòng)式等；按觸點(diǎn)的性質(zhì)分可為有觸點(diǎn)式和無觸點(diǎn)式。1．有觸點(diǎn)行程開關(guān) 有觸點(diǎn)行程開關(guān)簡稱行程開關(guān)，行程開關(guān)的工作原理和按鈕相同，區(qū)別在于它不是靠手的按壓，而是利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的部件碰壓而使觸點(diǎn)動(dòng)作來發(fā)出控制指令的主令電器。它用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、速度、行程大小或位置等，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣。圖122所示為幾種操作類型的行程開關(guān)動(dòng)作原理示意圖及圖形符號。行程開關(guān)的主要參數(shù)有型式、動(dòng)作行程、工作電壓及觸頭的電流容量。目前國內(nèi)生產(chǎn)的行程開關(guān)有LXK3SELXlLXW和LX等系列。常用的行程開關(guān)有LX1LXWLXKLX32和LX33等系列。 （a）直動(dòng)式行程開關(guān)示意圖 （b）微動(dòng)式行程開關(guān)示意圖及圖形符號（c）旋轉(zhuǎn)式雙向機(jī)械碰壓限位開關(guān)示意圖及圖形符號圖122 行程開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號2．無觸點(diǎn)行程開關(guān) 無觸點(diǎn)行程開關(guān)又稱接近開關(guān)，它可以代替有觸頭行程開關(guān)來完成行程控制和限位保護(hù)，還可用于高頻計(jì)數(shù)、測速、液位控制、零件尺寸檢測、加工程序的自動(dòng)銜接等的非接觸式開關(guān)。由于它具有非接觸式觸發(fā)、動(dòng)作速度快、可在不同的檢測距離內(nèi)動(dòng)作、發(fā)出的信號穩(wěn)定無脈動(dòng)、工作穩(wěn)定可靠、壽命長、重復(fù)定位精度高以及能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境等特點(diǎn)，所以在機(jī)床、紡織、印刷、塑料等工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。 無觸點(diǎn)行程開關(guān)分為有源型和無源型兩種，多數(shù)無觸點(diǎn)行程開關(guān)為有源型，主要包括檢測元件、放大電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路3部分，一般采