【文章內容簡介】 路中電壓的變化，用于電路的電壓保護。電壓繼電器常用在電力系統(tǒng)繼電保護中，在低壓控制電路中使用較少。電壓繼電器作為保護電器時，其圖形符號如圖114所示。圖114 電壓繼電器的圖形符號 時間繼電器 時間繼電器在控制電路中用于時間的控制。其種類很多，按其動作原理可分為電磁式、空氣阻尼式、電動式和電子式等；按延時方式可分為通電延時型和斷電延時型。下面以JS7型空氣阻尼式時間繼電器為例說明其工作原理。 空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時的，它由電磁機構、延時機構和觸頭系統(tǒng)3部分組成。電磁機構為直動式雙E型鐵心，觸頭系統(tǒng)借用LX5型微動開關，延時機構采用氣囊式阻尼器。 空氣阻尼式時間繼電器可以做成通電延時型，也可改成斷電延時型，電磁機構可以是直流的，也可以是交流的，如圖115所示?，F(xiàn)以通電延時型時間繼電器為例介紹其工作原理。圖115（a）中通電延時型時間繼電器為線圈不得電時的情況，當線圈通電后，動鐵心吸合，帶動Ｌ型傳動桿向右運動，使瞬動接點受壓，其接點瞬時動作。活塞桿在塔形彈簧的作用下，帶動橡皮膜向右移動，弱彈簧將橡皮膜壓在活塞上，橡皮膜左方的空氣不能進入氣室，形成負壓，只能通過進氣孔進氣，因此活塞桿只能緩慢地向右移動，其移動的速度和進氣孔的大小有關（通過延時調節(jié)螺絲調節(jié)進氣孔的大小可改變延時時間）。經過一定的延時后，活塞桿移動到右端，通過杠桿壓動微動開關（通電延時接點），使其常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，起到通電延時作用。圖115 空氣阻尼式時間繼電器示意圖及圖形符號當線圈斷電時，電磁吸力消失，動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，這時氣室內中的空氣通過橡皮膜和活塞桿之間的縫隙排掉，瞬動接點和延時接點迅速復位，無延時。 如果將通電延時型時間繼電器的電磁機構反向安裝，就可以改為斷電延時型時間繼電器，如圖115（c）中斷電延時型時間繼電器所示。線圈不得電時，塔形彈簧將橡皮膜和活塞桿推向右側，杠桿將延時接點壓下（注意，原來通電延時的常開接點現(xiàn)在變成了斷電延時的常閉接點了，原來通電延時的常閉接點現(xiàn)在變成了斷電延時的常開接點），當線圈通電時，動鐵心帶動L型傳動桿向左運動，使瞬動接點瞬時動作，同時推動活塞桿向左運動，如前所述，活塞桿向左運動不延時，延時接點瞬時動作。線圈失電時動鐵心在反力彈簧的作用下返回，瞬動接點瞬時動作，延時接點延時動作。 時間繼電器線圈和延時接點的圖形符號都有兩種畫法，線圈中的延時符號可以不畫，接點中的延時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。 空氣阻尼式時間繼電器的優(yōu)點是結構簡單、延時范圍大、壽命長、價格低廉，且不受電源電壓及頻率波動的影響，其缺點是延時誤差大、無調節(jié)刻度指示，一般適用延時精度要求不高的場合。常用的產品有JS7A、JS23等系列，其中JS7A系列的主要技術參數為延時范圍，～～180s兩種，操作頻率為600次/h，觸頭容量為5A，延時誤差為177。15%。在使用空氣阻尼式時間繼電器時，應保持延時機構的清潔，防止因進氣孔堵塞而失去延時作用。 時間繼電器在選用時應根據控制要求選擇其延時方式，根據延時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備（主要是電動機）的過負荷保護。熱繼電器是一種利用電流熱效應原理工作的電器，它具有與電動機容許過載特性相近的反時限動作特性，主要與接觸器配合使用，用于對三相異步電動機的過負荷和斷相保護。 三相異步電動機在實際運行中，常會遇到因電氣或機械原因等引起的過電流（過載和斷相）現(xiàn)象。如果過電流不嚴重，持續(xù)時間短，繞組不超過允許溫升，這種過電流是允許的；如果過電流情況嚴重，持續(xù)時間較長，則會加快電動機絕緣老化，甚至燒毀電動機，因此，在電動機回路中應設置電動機保護裝置。常用的電動機保護裝置種類很多，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，有帶斷相保護和不帶斷相保護兩種。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構示意圖，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、復位按鈕、傳動桿、拉簧、調節(jié)旋鈕、復位螺絲、觸點和接線端子等組成。圖116 熱繼電器結構示意圖及圖形符號 雙金屬片是一種將兩種線膨脹系數不同的金屬用機械輾壓方法使之形成一體的金屬片。膨脹系數大的（如鐵鎳鉻合金、銅合金或高鋁合金等）稱為主動層，膨脹系數小的（如鐵鎳類合金）稱為被動層。由于兩種線膨脹系數不同的金屬緊密地貼合在一起，當產生熱效應時，使得雙金屬片向膨脹系數小的一側彎曲，由彎曲產生的位移帶動觸頭動作。 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。熱元件串接于電機的定子電路中，通過熱元件的電流就是電動機的工作電流（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）。當電動機正常運行時，其工作電流通過熱元件產生的熱量不足以使雙金屬片變形，熱繼電器不會動作。當電動機發(fā)生過電流且超過整定值時，雙金屬片的熱量增大而發(fā)生彎曲，經過一定時間后，使觸點動作，通過控制電路切斷電動機的工作電源。同時，熱元件也因失電而逐漸降溫，經過一段時間的冷卻，雙金屬片恢復到原來狀態(tài)。熱繼電器動作電流的調節(jié)是通過旋轉調節(jié)旋鈕來實現(xiàn)的。調節(jié)旋鈕為一個偏心輪，旋轉調節(jié)旋鈕可以改變傳動桿和動觸點之間的傳動距離，距離越長動作電流就越大，反之動作電流就越小。 熱繼電器復位方式有自動復位和手動復位兩種，將復位螺絲旋入，使常開的靜觸點向動觸點靠近，這樣動觸點在閉合時處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在雙金屬片冷卻后動觸點也返回，為自動復位方式。如將復位螺絲旋出，觸點不能自動復位，為手動復位置方式。在手動復位置方式下，需在雙金屬片恢復狀時按下復位按鈕才能使觸點復位。2．熱繼電器的選擇原則 熱繼電器主要用于電動機的過載保護，使用中應考慮電動機的工作環(huán)境、起動情況、負載性質等因素，具體應按以下幾個方面來選擇：（1）熱繼電器結構型式的選擇：星形接法的電動機可選用兩相或三相結構熱繼電器，三角形接法的電動機應選用帶斷相保護裝置的三相結構熱繼電器。（2）～。（3）對于重復短時工作的電動機（如起重機電動機），由于電動機不斷重復升溫，熱繼電器雙金屬片的溫升跟不上電動機繞組的溫升，電動機將得不到可靠的過載保護。因此，不宜選用雙金屬片熱繼電器，而應選用過電流繼電器或能反映繞組實際溫度的溫度繼電器來進行保護。 速度繼電器 速度繼電器又稱為反接制動繼電器，主要用于三相鼠籠型異步電動機的反接制動控制。圖117為速度繼電器的原理示意圖及圖形符號，它主要由轉子、定子和觸頭3部分組成。轉子是一個圓柱形永久磁鐵，定子是一個鼠籠型空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有鼠籠型繞組。其轉子的軸與被控電動機的軸相連接，當電動機轉動時，轉子（圓柱形永久磁鐵）隨之轉動產生一個旋轉磁場，定子中的鼠籠型繞組切割磁力線而產生感應電流和磁場，兩個磁場相互作用，使定子受力而跟隨轉動，當達到一定轉速時，裝在定子軸上的擺錘推動簧片觸點運動，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。當電動機轉速低于某一數值時，定子產生的轉矩減小，觸點在簧片作用下復位。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換觸點，一對用于正轉時動作，另一對用于反轉時動作。觸點額定電壓為380V，額定電流為2A。通常速度繼電器動作轉速為130r/min，復位轉速在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行檢測并發(fā)出開關量信號，以控制電磁閥、液泵等設備對液位的高低進行控制。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。其結構示意圖及圖形符號如圖118所示。浮筒置于液體內，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，并和動觸點相連，當水位上升時，受浮力上浮而繞固定支點上浮，帶動磁鋼條向下，當內磁鋼N極低于外磁鋼N極時，由于液體壁內外兩根磁鋼同性相斥，壁外的磁鋼受排斥力迅速上翹，帶動觸點迅速動作。同理，當液位下降，內磁鋼N極高于外磁鋼N極時，外磁鋼受排斥力迅速下翹，帶動觸點迅速動作。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型液位繼電器結構示意圖及圖形符號 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行檢測并發(fā)出開關量信號，以控制電磁閥、液泵等設備對壓力的高低進行控制。圖119為壓力繼電器結構示意圖及圖形符號。圖119 壓力繼電器結構示意圖及圖形符號 壓力繼電器主要由壓力傳送裝置和微動開關等組成，液體或氣體壓力經壓力入口推動橡皮膜和滑桿，克服彈簧反力向上運動，當壓力達到給定壓力時，觸動微動開關，發(fā)出控制信號，旋轉調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接點的通斷形式來發(fā)布控制命令，使控制電路執(zhí)行對應的控制任務。主令電器應用廣泛，種類繁多，常見的有按鈕、行程開關、接近開關、萬能轉換開關、主令控制器、選擇開關、足踏開關等。 按鈕按鈕是一種最常用的的主令電器，其結構簡單，控制方便。1．按鈕的結構、種類及常用型號按鈕由按鈕帽、復位彈簧、橋式觸點和外殼等組成，其結構示意圖及圖形符號如圖120所示。觸點采用橋式觸點，額定電流在5A以下。觸點又分常開觸點（動斷觸點）和常閉觸點（動合觸點）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 按鈕結構示意圖及圖形符號從按鈕的觸點動作方式可以分為直動式和微動式兩種，圖120中所示的按鈕均為直動式，其觸點動作速度和手按下的速度有關。而微動式按鈕的觸點動作變換速度快，和手按下的速度無關，其動作原理如圖121所示。動觸點由變形簧片組成，當彎形簧片受壓向下運動低于平形簧片時，彎形簧片迅速變形，將平形簧片觸點彈向上方，實現(xiàn)觸點瞬間動作。 小型微動式按鈕也叫微動開關，微動開關還可以用于各種繼電器和限位開關中，如時間繼電器、壓力繼電器和限位開關等。圖121 微動式按鈕動作原理圖 按鈕一般為復位式，也有自鎖式按鈕，最常用的按鈕為復位式平按鈕，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”或“通電”，但也允許選用黑、白或灰色按鈕。一鈕雙用的“起動”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，而應用黑、白或灰色按鈕。按壓時運動，抬起時停止運動（如點動、微動），應用黑、白、灰或綠色按鈕，最好是黑色按鈕，而不能用紅色按鈕。用于單一復位功能的，用藍、黑、白或灰色按鈕。同時有“復位”、“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，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、撲滅燃燒“停止”或“斷電”正常停機、停止一臺或多臺電動機、裝置的局部停機切斷一個開關、帶有“停止”或“斷電”功能的復位綠“起動”或“通電”正常起動、起動一臺或多臺電動機、裝置的局部起動接通一個開關裝置（投入運行）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 行程開關又叫限位開關，它的種類很多，按運動形式可分為直動式、微動式、轉動式等；按觸點的性質分可為有觸點式和無觸點式。1．有觸點行程開關 有觸點行程開關簡稱行程開關，行程開關的工作原理和按鈕相同，區(qū)別在于它不是靠手的按壓，而是利用生產機械運動的部件碰壓而使觸點動作來發(fā)出控制指令的主令電器。它用于控制生產機械的運動方向、速度、行程大小或位置等，其結構形式多種多樣。圖122所示為幾種操作類型的行程開關動作原理示意圖及圖形符號。行程開關的主要參數有型式、動作行程、工作電壓及觸頭的電流容量。目前國內生產的行程開關有LXK3SELXlLXW和LX等系列。常用的行程開關有LX1LXWLXKLX32和LX33等系列。 （a）直動式行程開關示意圖 （b）微動式行程開關示意圖及圖形符號（c）旋轉式雙向機械碰壓限位開關示意圖及圖形符號圖122 行程開關結構示意圖及圖形符號2．無觸點行程開關 無觸點行程開關又稱接近開關，它可以代替有觸頭行程開關來完成行程控制和限位保護，還可用于高頻計數、測速、液位控制、零件尺寸檢測、加工程序的自動銜接等的非接觸式開關。由于它具有非接觸式觸發(fā)、動作速度快、可在不同的檢測距離內動作、發(fā)出的信號穩(wěn)定無脈動、工作穩(wěn)定可靠、壽命長、重復定位精度高以及能適應惡劣的工作環(huán)境等特點，所以在機床、紡織、印刷、塑料等工業(yè)生產中應用廣泛。 無觸點行程開關分為有源型和無源型兩種，多數無觸點行程開關為有源型，主要包括檢測元件、放大電路、輸出驅動電路3部分，一般采