【文章內(nèi)容簡介】 ? 5．熱繼電器的選用 ? 6．熱繼電器的故障及維修 56 1．熱繼電器的作用和保護特性 ? 熱繼電器是專門用來對連續(xù)運行的電動機進行過載及斷相保護，以防止電動機過熱而燒毀的保護電器。 ? 熱繼電器中通過的過載電流和熱繼電器觸頭動作的時間關(guān)系就是熱繼電器的保護特性。 熱繼電器的保護特性電動機的過載特性tNI/I57 2．熱繼電器的分類及主要技術(shù)參數(shù)和型號 ? 按 相數(shù) 來分，熱繼電器有單相、兩相和三相式三種類型。按 功能來分，三相式的熱繼電器又有帶斷相保護裝置和不帶斷相保護裝置的。按 復位方式 分，熱繼電器有自動復位的和手動復位的，所謂自動復位是指觸頭斷開后能自動返回。按 溫度補償 分為，帶溫度補償?shù)暮筒粠囟妊a償?shù)摹? ? 熱繼電器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定電壓、額定電流、相數(shù)、整定電流等。熱繼電器的 整定電流 是指熱繼電器的熱元件允許長期通過又不致引起繼電器動作的最大電流值，超過此值熱繼電器就會動作。 ? 常用的熱繼電器有 JR JR3 JRS1系列具有斷相保護功能的熱繼電器每一系列的熱繼電器一般只能和相應(yīng)系列的接觸器配套使用，如 JR20熱繼電器和 CJ20接觸器配套使用。 58 3．熱繼電器的工作原理 1推桿 2主雙金屬片 3加熱元件 4導板 5補償雙金屬片 6常閉靜觸點 7常開靜觸點 8復位螺釘 9動觸點 10按鈕 11調(diào)節(jié)旋鈕 12支撐件 13壓簧 59 4．帶斷相保護的熱繼電器 若三相異步電動機為 D型接線，正常運行時相電流等于線電流的 ， 即流過電動機繞組的電流是流過熱繼電器熱元件電流的 = ， 而當發(fā)生斷相時，流過電動機接于全壓繞組的電流是線電流（即流過熱繼電器熱元件電流）的 ，如圖 124。 31 332L1 L2 L3I I 2/3I所以 D型接線的電動機必須采用帶 有 斷相保護的熱繼電器 。 60 帶有斷相保護的熱繼電器的工作原理 61 5．熱繼電器的選用 ? （ 1） 一般情況下可以選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器 。 對于電網(wǎng)均衡性差的電動機 ， 宜選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器 。定子繞組做 D型連接 ， 應(yīng)采用有斷相保護的三個熱元件的熱繼電器作過載和斷相保護 。 ? （ 2） 熱元件的額定電流等級一般應(yīng)等于 （ ～ ）倍電動機的額定電流 ， 熱元件選定后 ， 再根據(jù)電動機的額定電流調(diào)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 。 ? （ 3） 對于工作時間短 、 間歇時間長的電動機 ， 以及雖長期工作 ， 但過載可能性小的 （ 如風機電動機 ） ， 可不裝設(shè)過載保護 。 62 6．熱繼電器的故障及維修 ? （ 1）熱元件燒斷 ? （ 2）熱繼電器誤動作 ? （ 3）熱繼電器不動作 ? （ 4）熱繼電器常閉觸點接觸不良，將會使整個電路不工作。 63 ? 溫度繼電器用于電動機、變壓器和一般電氣設(shè)備的過載堵轉(zhuǎn)等過熱的保護。 ? 使用時將溫度繼電器埋入電機繞組或介質(zhì)，當繞組或介質(zhì)溫度超過允許溫度時，繼電器就快速動作斷開電路，將電氣設(shè)備退出運行。當溫度下降到復位溫度時，繼電器又自動復位。 ? 溫度繼電器常用的有雙金屬片式溫度繼電器和熱敏電阻式溫度繼電器。溫度繼電器的文字符號為 ST， 圖形符號 如圖 126所示。 Θ 可以標注實際的動作溫度。 64 溫度繼電器的文字符號和圖形符號 θ θ ST ST 65 雙金屬片式溫度繼電器 ? 雙金屬片式溫度繼電器是封閉式結(jié)構(gòu) ， 內(nèi)部有盤式雙金屬片 ， 雙金屬片受熱后線形膨脹 ， 雙金屬片彎曲 ，帶動觸點動作 。 ? 雙金屬片式溫度繼電器的動作溫度是以電動機繞組的絕緣等級為基礎(chǔ)來劃分的 ， 共有 50℃ ， 60℃ 、 70℃ 、80℃ 、 95℃ 、 105℃ 、 115℃ 、 125℃ 、 135℃ 、 145℃ 、165℃ 共 11個規(guī)格 。 ? 繼電器的返回溫度一般比動作溫度低 5～ 40℃ 。 66 液位繼電器的作用是根據(jù)液位的高低變化來發(fā)出控制信號的。根據(jù)工作原理不同有浮球液位繼電器，光電液位繼電器，激光液位繼電器、音叉液位繼電器等。液位繼電器的文字符號為 ST，圖形符號如圖所示。 ST 67 1．金屬小浮球液位繼電器 ? 工作原理：在密閉的非導磁性管內(nèi)安裝有一個或多個干簧管，然后將此管穿過一個或多個中空且內(nèi)部有環(huán)形磁鐵的浮球，將浮球置于被控制的液體內(nèi)，液位的上升或下降會帶動浮球一起移動，從而使該非導磁性管內(nèi)的干簧管產(chǎn)生吸合或斷開的動作，并輸出一個開關(guān)信號。 ? 技 術(shù) 參 數(shù) ： 觸 點 容 量 ： 50W ； 開 關(guān) 電 壓 ：220VAC/200VDC；開關(guān)電流： ；絕緣阻抗：100MΩ ；觸點阻抗：＜ 100mΩ ；工作溫度： 10～200℃ ；工作壓力：＜ ；介質(zhì)比重：＞ 。 68 2．光電液位繼電器 ? 電液位繼電器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、安全可靠的液位控制器，它使用紅外線探測，可避免陽光或燈光的干擾而引起誤動作。其體積小、安裝容易，有雜質(zhì)或帶粘性的液體均可使用，外殼材質(zhì)有 PC，所以耐油、耐水、耐酸堿。 ? 工作原理：利用光線的折射及反射原理，光線在兩種不同介質(zhì)的分界面將產(chǎn)生反射或折射現(xiàn)象。當被測液體處于高位時則被測液體與光電開關(guān)形成一種分界面，當被測液體處于低位時，則空氣與光電開關(guān)形成另一種分界面，這兩種分界面使光電開關(guān)內(nèi)部光接收晶體所接收的反射光強度不同，即對應(yīng)兩種不同的開關(guān)狀態(tài)。 如圖 128所示 。 69 光電液位繼電器的工作原理 70 ? 固態(tài)繼電器簡稱 SSR(Solid State Relay)，是采用固體半導體元件組裝成的無觸點開關(guān)。 ? 固態(tài)繼電器在許多自動控制裝置中替代了常規(guī)的繼電器，固態(tài)繼電器目前已廣泛應(yīng)用于計算機外圍接口裝置，電爐加熱恒溫系統(tǒng)，數(shù)控機械，遙控系統(tǒng)、工業(yè)自動化裝置；另外在化工、煤礦等需防爆、防潮、防腐蝕場合中都有大量使用。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來越廣。 71 1．固態(tài)繼電器的結(jié)構(gòu)及特點 單相的固態(tài)繼電器是一個四端有源器件，有輸入、輸出端口，中間采用隔離器件，輸入、輸出之間的隔離形式有：光電隔離、變壓器隔離和干簧繼電器隔離等。 72 變壓器隔離型固態(tài)繼電器 振蕩電路觸發(fā)電路直流輸入交流輸入輸出73 光電隔離型固體繼電器 輸入輸出觸發(fā)電路74 2．固態(tài)繼電器分類 ? 固態(tài)繼電器按輸出端負載的電源類型可分為直流型和交流型兩類。 ? 固態(tài)繼電器的輸出電路形式有常開式和常閉式兩種 。 ? 交流型的固態(tài)繼電器，按雙向三端晶閘管的觸發(fā)方式可以分為電壓過零導通型（簡稱過零型）和隨機導通型（簡稱隨機型）。按輸出開關(guān)元件分有雙向可控硅輸出型（普通型）和單向可控硅反并聯(lián)型（增強型）；按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式（自然冷卻，不必帶散熱器）和固定在金屬底板上的裝置式（靠散熱器冷卻）；另外輸入端又有寬范圍輸入（ DC3－ 32V）的恒流源型和串電阻限流型等。 75 過零型和隨機型 SSR的區(qū)別 電網(wǎng)電壓波形 控制電壓 隨機型 SSR阻性 負載上的電壓波形 過零型 SSR阻性負載 上的電壓波形 控制脈沖 隨機型 SSR阻性 負載上的電壓波形 76 ４．單相交流固態(tài)繼電器 (SSR) 單相 SSR為四端有源器件，如圖所示其中兩個輸入控制端，兩個輸出端，輸入輸出間為光隔離 ,輸入端加上直流或脈沖信號到一定電流值后 ,輸出端就能從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。 77 交流 SSR基本性能測試電路 當輸入電流為零時，電壓表測出的為電網(wǎng)電壓，電燈不亮（燈泡功率須 25W以上）；當輸入電流達到一定值以后，電燈亮，電壓表測出的 SSR導通壓降（在 3V以下）。注意：因 SSR內(nèi)部有 RC回路而帶來漏電流，因此不能等同于普通觸點式的繼電器、接觸器。 78 5． 三相交流固態(tài)繼電器 (SSR) 三相交流固態(tài)繼電器（以下簡稱三相 SSR）是集三只單相交流固態(tài)繼電器為一體，并以單一輸入端對三相負載進行直接開關(guān)切換，可方便地控制三相交流電機、加熱器等三相負載。 三相普通型 SSR是以三只雙向可控硅作為 A、 B、 C三相的輸出開關(guān)觸點，電流等級有 10A、 25A、 40A,電壓等級只有 380V一個系列，型號為 SSR3380D；三相增強型 SSR是以三組反并聯(lián)單向可控硅作為 A、 B、 C三相的輸出開關(guān)觸點，電流等級有 15A、 35A、 55A、 75A、120A，電壓等級分 380V， 480V二大系列，型號為 SSR3H380D 和 SSR3H480D。 79 6．固態(tài)繼電器的使用注意事項 ? （ 1） SSR為電流驅(qū)動型 ? （ 2） SSR輸入端的串并聯(lián) ? （ 3） RC吸收回路和斷態(tài)漏電流以及測試 SSR時應(yīng)注意的事項 ? （ 4）嚴禁負載側(cè)短路，以免損壞固態(tài)繼電器 ? （ 5） 固態(tài)繼電器電壓等級的選取及過壓保護 ? （ 6） 固態(tài)繼電器電流等級的選取及過流保護 ? （ 7） SSR的發(fā)熱與散熱 ? （ 8）電網(wǎng)頻率 80 （ 1） SSR為電流驅(qū)動型 固態(tài)繼電器的輸入端要求有幾個毫安到 20個毫安的驅(qū)動電流，最小工作電壓為 3V。 在邏輯電路驅(qū)動時應(yīng)盡可能采用低電平輸出進行驅(qū)動，以保證有足夠的帶負載能力和盡可能低的零電平。 正確的電流驅(qū)動的電路圖 13圖 136 。圖 137 則在 5V電平時盡量不要采用。 81 82 （ 2） SSR輸入端的串并聯(lián) 多個 SSR的輸入端可以串、并聯(lián)，但應(yīng)滿足每個SSR高電平時，過零型觸發(fā)電流大于 5mA，隨機型大于 10 mA， 低電平電壓小于 1V，也即并聯(lián)驅(qū)動電流應(yīng)大于多個 SSR的輸入電流之和 。串聯(lián)時驅(qū)動電壓應(yīng)大于多個開啟電壓（以 4V計算）之和。 83 （ 3） RC吸收回路和斷態(tài)漏電流以及測試 SSR時應(yīng)注意的事項 對于容性或電阻類負載，應(yīng)限制其開通瞬間的浪涌電流（一般為負載電流的 7倍），輸出端采用 RC浪涌吸收回路； RC吸收回路的作用為吸收浪涌電壓和提高 dv/dt指標，但 SSR內(nèi)部的 RC回路帶來斷態(tài)漏電流，一般來說 2A～ 6A的 SSR漏電流對 10W以上功率的負載（如電機）基本無影響， 10A以上的 SSR漏電流對 50W以上功率的負載基本無影響。另外在實際應(yīng)用大感性負載場合， 對于電感性負載，應(yīng)限制其瞬時的過電壓，以防損壞固態(tài)繼電器，輸出端采用非線形壓敏電阻吸收瞬時的過電壓， 還可以在 SSR兩輸出端再并聯(lián) RC吸收回路以保護 SSR。 有些用戶如負載功率?。ㄈ?中間繼電器、接觸器的線圈、電磁吸鐵等負載） 可以選用漏電流小于 1mA的固態(tài)繼電器。 84 （ 4）嚴禁負載側(cè)短路，以免損壞固態(tài)繼電器。 萬用表電阻檔測量出固態(tài)繼電器交流兩端電阻接近為零時，說明此固態(tài)繼電器內(nèi)部的可控硅已損壞。 除此以外，判斷固態(tài)繼電器的好壞必須采用帶負載的電路。 85 （ 5） 固態(tài)繼電器電壓等級的選取及過壓保護 ? 當加在固態(tài)繼電器交流兩端的電壓峰值超過 SSR所能承受的最高電壓峰值時，固態(tài)繼電器內(nèi)的元件便會被電壓擊穿而造成 SSR損壞，選取合適的電壓等級和并聯(lián)壓敏電阻可以較好地保護 SSR。 a、交流負載為 220V的阻性負載時可選取 220V電壓等級的SSR。 b、交流負載為 220V的感性負載或交流負載為 380V的阻性負載時可選取 380V電壓等級的 SSR。 c、交流負載為 380V的感性負載時可選取 480V電壓等級的SSR（ 480V等級的 SSR還具有更高的 dv/dt指標）； 86 （ 6） 固態(tài)繼電器電流等級的選取及過流保護 ? a、阻性負載時，選取 SSR的電流等級宜大于等于 2倍的負載額定電流。 ? b、負載為交流電動機時，選取 SSR的電流等級須大于等于 67倍的電動機額定電流。 ? c、交流電磁鐵、中間繼電器線圈、電感線圈等負載時，選取 SSR的電流等級宜大于等于 4倍的負載額定電流，變壓器則為 5倍的負載額定電流，特種感性、容性負載則應(yīng)根據(jù)實際經(jīng)驗還須放大 SSR的電流裕量。 ? d、電力補償電容器類負載時，選取 SSR的電流等級須大于 5倍的負載額定電流。 87 （ 7） SSR的發(fā)熱與散熱 當溫度超過 35℃ ，固態(tài)繼電器的負載能力隨著溫度升高而降低，因此使用時必須安裝散熱器或減低電流使用。固態(tài)繼電器的允許殼溫為 75℃ 以下。單相 SSR在導通時的最大發(fā)熱量按實際工作電流 ，在散熱設(shè)計時，應(yīng)考慮到環(huán)境溫度，通風條件（自然冷卻、風扇冷卻）及SSR安裝密度等因素。