【正文】 用。圖18 斷路器工作原理示意圖及圖形符號 熱脫扣器用于線路的過負荷保護，工作原理和熱繼電器相同。分勵脫扣器用于遠方跳閘，當在遠方按下按鈕時，分勵脫扣器得電產(chǎn)生電磁力，使其脫扣跳閘。在圖形符號中也可以標注其保護方式，如圖18所示，斷路器圖形符號中標注了失壓、過負荷、過電流3種保護方式。如一般選用塑殼式；短路電流很大時選用限流型；額定電流比較大或有選擇性保護要求時選用框架式；控制和保護含有半導(dǎo)體器件的直流電路時應(yīng)選用直流快速斷路器等。（3）斷路器極限通斷能力大于或等于電路最大短路電流。（5）過電流脫扣器的額定電流大于或等于線路的最大負載電流。常用的控制器有KT型凸輪控制器、KG型鼓型控制器和KP型平面控制器，各種控制器的作用和工作原理基本類似，下面以常用的凸輪控制器為例進行說明。 凸輪控制器主要由觸頭、轉(zhuǎn)軸、凸輪、杠桿、手柄、滅弧罩及定位機構(gòu)等組成。凸輪控制器中有多組觸點，并由多個凸輪分別控制，以實現(xiàn)對一個較復(fù)雜電路中的多個觸點進行同時控制。圖19（a）所示為1極12位凸輪控制器示意圖，圖19（b）所示圖形符號表示這一個觸點有12個位置，圖中的小黑點表示該位置觸點接通。圖19（c）所示為5極12位凸輪控制器，它是由5個1極12位凸輪控制器組合而成。例如，當手柄打到右側(cè)1號位時，4觸點接通。凸輪控制器的優(yōu)點為控制線路簡單、開關(guān)元件少、維修方便等，缺點為體積較大、操作笨重、不能實現(xiàn)遠距離控制。圖19 凸輪控制器的結(jié)構(gòu)原理示意圖及圖形符號 接 觸 器 接觸器主要用于控制電動機、電熱設(shè)備、電焊機、電容器組等，能頻繁地接通或斷開交直流主電路，實現(xiàn)遠距離自動控制。 接觸器有交流接觸器和直流接觸器兩大類型。圖110所示為交流接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號。（2）觸頭系統(tǒng)：交流接觸器的觸頭系統(tǒng)包括主觸頭和輔助觸頭。（3）滅弧裝置：容量在10A以上的接觸器都有滅弧裝置。（4）其他部件：包括反作用彈簧、緩沖彈簧、觸頭壓力彈簧、傳動機構(gòu)及外殼等。輔助觸頭用兩位數(shù)表示，前一位為輔助觸頭順序號，后一位的4表示常開觸頭，2表示常閉觸頭。當線圈失電或電壓低于釋放電壓時，電磁力小于彈簧反力，常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合。交流有220V、380V和660V，在特殊場合應(yīng)用的額定電壓高達1140V，直流主要有110V、220V和440V。它是在一定的條件 （額定電壓、使用類別和操作頻率等）下規(guī)定的，目前常用的電流等級為10A～800A。（4）機械壽命和電氣壽命：接觸器是頻繁操作電器，應(yīng)有較高的機械和電氣壽命，該指標是產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標之一。（6）動作值：動作值是指接觸器的吸合電壓和釋放電壓。常用的交流接觸器有CJl0、CJlCJ10X、CJCJXl、CJX3TB和3TD等系列。（2）額定電壓應(yīng)大于或等于主電路工作電壓。對于電動機負載，還應(yīng)根據(jù)其運行方式適當增大或減小。 控制繼電器 控制繼電器用于電路的邏輯控制，繼電器具有邏輯記憶功能，能組成復(fù)雜的邏輯控制電路，繼電器用于將某種電量（如電壓、電流）或非電量（如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、時間等）的變化量轉(zhuǎn)換為開關(guān)量，以實現(xiàn)對電路的自動控制功能。 有無繼電器是根據(jù)輸入量的有或無來動作的，無輸入量時繼電器不動作，有輸入量時繼電器動作，如中間繼電器、通用繼電器、時間繼電器等。 電磁式繼電器在控制電路中用的繼電器大多數(shù)是電磁式繼電器。常用的電磁式繼電器有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器以及各種小型通用繼電器等。電磁式繼電器也有直流和交流兩種。圖111 直流電磁式繼電器結(jié)構(gòu)示意圖1．電磁式繼電器的整定繼電器的吸動值和釋放值可以根據(jù)保護要求在一定范圍內(nèi)調(diào)整，現(xiàn)以圖111所示的直流電磁式繼電器為例予以說明。彈簧反力越大動作電流（電壓）就越大，反之就越小。非磁性墊片越厚，銜鐵吸合后磁路的氣隙和磁阻就越 大，釋放電流（電壓）也就越大，反之越小，而吸引值不變。在反作用彈簧力和非磁性墊片厚度一定 時，初始氣隙越大，吸引電流（電壓）就越大，反之就越小，而釋放值不變。當繼電器輸入量X由0增加至X2之前，輸出量Y為0。當輸入量繼續(xù)增大時，繼電器動作狀態(tài)不變。在繼電特性曲線中，X2稱為繼電器吸合值，X1稱為繼電器釋放值。 返回系數(shù)k值可以調(diào)節(jié)，不同場合對k值的要求不同。保護繼電器要求k值高些，～。 中間繼電器 中間繼電器是最常用的繼電器之一，它的結(jié)構(gòu)和接觸器基本相同，如圖112（a）所示，其圖形符號如圖112（b）所示。另外，在控制電路中還可以調(diào)節(jié)各繼電器、開關(guān)之間的動作時間，防止電路誤動作的作用。中間繼電器體積小，動作靈敏度高，一般不用于直接控制電路的負荷，但當電路的負荷電流在5A～10A以下時，也可代替接觸器起控制負荷的作用。常用的中間繼電器型號有JZJZ14等。電流繼電器的線圈串入電路中，以反映電路電流的變化，其線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗、阻抗小。 欠電流繼電器用于欠電流保護或控制，如直流電動機勵磁繞組的弱磁保護、電磁吸盤中的欠電流保護、繞線式異步電動機起動時電阻的切換控制等。需要注意的是欠電流繼電器在電路正常工作時，電流正常不欠電流時，欠電流繼電器處于吸合動作狀態(tài)，常開接點處于閉合狀態(tài)，常閉接點處于斷開狀態(tài)；當電路出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象或故障現(xiàn)象導(dǎo)致電流下降或消失時，繼電器中流過的電流小于釋放電流而動作，所以欠電流繼電器的動作電流為釋放電流而不是吸合電流。過電流繼電器在電路正常工作時流過正常工作電流，正常工作電流小于繼電器所整定的動作電流，繼電器不動作，當電流超過動作電流整定值時才動作。過電流繼電器整定范圍為（110%～400%）額定電流，其中交流過電流繼電器為（110%～400%）IN，直流過電流繼電器為（70%～300%）IN。電流繼電器作為保護電器時，其圖形符號如圖113所示。與電流繼電器類似，電壓繼電器也分為欠電壓繼電器和過電壓繼電器兩種。電壓繼電器工作時并聯(lián)在電路中，因此線圈匝數(shù)多、導(dǎo)線細、阻抗大，反映電路中電壓的變化，用于電路的電壓保護。電壓繼電器作為保護電器時，其圖形符號如圖114所示。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。 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(gòu)、延時機構(gòu)和觸頭系統(tǒng)3部分組成。 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(gòu)可以是直流的，也可以是交流的，如圖115所示。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。經(jīng)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(guān)（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。 如果將通電延時型時間繼電器的電磁機構(gòu)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。 空氣阻尼式時間繼電器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)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(diào)節(jié)刻度指示，一般適用延時精度要求不高的場合。15%。 時間繼電器在選用時應(yīng)根據(jù)控制要求選擇其延時方式，根據(jù)延時范圍和精度選擇繼電器的類型。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。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(yīng)設(shè)置電動機保護裝置。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。由圖可見，熱繼電器主要由雙金屬片、熱元件、復(fù)位按鈕、傳動桿、拉簧、調(diào)節(jié)旋鈕、復(fù)位螺絲、觸點和接線端子等組成。膨脹系數(shù)大的（如鐵鎳鉻合金、銅合金或高鋁合金等）稱為主動層，膨脹系數(shù)小的（如鐵鎳類合金）稱為被動層。 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。當電動機正常運行時，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，熱繼電器不會動作。同時，熱元件也因失電而逐漸降溫，經(jīng)過一段時間的冷卻，雙金屬片恢復(fù)到原來狀態(tài)。調(diào)節(jié)旋鈕為一個偏心輪，旋轉(zhuǎn)調(diào)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。如將復(fù)位螺絲旋出，觸點不能自動復(fù)位，為手動復(fù)位置方式。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(yīng)考慮電動機的工作環(huán)境、起動情況、負載性質(zhì)等因素，具體應(yīng)按以下幾個方面來選擇：（1）熱繼電器結(jié)構(gòu)型式的選擇：星形接法的電動機可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)熱繼電器，三角形接法的電動機應(yīng)選用帶斷相保護裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器。（3）對于重復(fù)短時工作的電動機（如起重機電動機），由于電動機不斷重復(fù)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。 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。轉(zhuǎn)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。當電動機轉(zhuǎn)速低于某一數(shù)值時，定子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減小，觸點在簧片作用下復(fù)位。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。觸點額定電壓為380V，額定電流為2A。 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(guān)量信號，以控制電磁閥、液泵等設(shè)備對液位的高低進行控制。其結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號如圖118所示。同理，當液位下降，內(nèi)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。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)備對壓力的高低進行控制。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開關(guān)等組成，液體或氣體壓力經(jīng)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(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。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。觸點又分常開觸點（動斷觸點）和常閉觸點（動合觸點）兩種。 圖120 按鈕結(jié)構(gòu)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(guān)。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。圖121 微動式按鈕動作原理圖 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。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。按壓時運動，抬起時停止運動（如點動、微動），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。同時有“復(fù)位”、“停止”與“斷電”功能的用紅色按鈕。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。（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。其中表11給出了按鈕顏色的含義。1．有觸點行程開關(guān) 有觸點行程開關(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。圖122所示為幾種操作類型的行程開關(guān)動作原理示意圖及圖形符號。目前國內(nèi)生產(chǎn)的行程開關(guān)有LXK3SELXlLXW和LX等系列。 （a）直動式行程開關(guān)示意圖 （b）微動式行程開關(guān)示意圖及圖形符號（c）旋轉(zhuǎn)式雙向機械碰壓限位開關(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．無觸點行程開關(guān) 無觸點行程開關(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，還可用于高頻計數(shù)、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(guān)。 無觸點行程開關(guān)分為有源型和無源型兩種，多數(shù)無觸點行程開關(guān)為有源型，主要包括檢測元件、放大電路、輸出驅(qū)動電路3部分，一般采用5V～24V的直流電流，或220V交流電源等。圖123 有源型接近開關(guān)結(jié)構(gòu)框圖 接近開關(guān)按檢測元件工作原理可分為高頻振蕩型、超聲波型、電容型、電磁感應(yīng)型、永磁型、霍爾元件型與磁敏元件型等。電容式接近開關(guān)可以檢測各種固體、液體或粉狀物體，其主要由電容式振蕩器及電子電路組成，它的電容位于傳感界面，當物體接近時，將因改變了電容值而振蕩，從而產(chǎn)生輸出信號。其內(nèi)部的磁敏感器件僅對垂直于傳感器端面的磁場敏感，當磁極S極正對接近開關(guān)時，接近開關(guān)的輸出產(chǎn)生正跳變，輸出為高電平，若磁極N極正對接近開關(guān)時，輸出為低電平。其主要由壓電陶瓷傳感器、發(fā)射超聲波和接收反射波用的電子裝置及調(diào)節(jié)檢測范圍用的程控橋式開關(guān)等幾個部分組成。振蕩器的振蕩和停振這兩個信號，經(jīng)整形放大后轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號輸出。 （a）槽型光電式接近開關(guān) （b）遠距分離型光電開關(guān)圖124 槽型和分離型光電開關(guān) 接近開關(guān)的主要參數(shù)有型式、動作距離范圍、動作頻率、響應(yīng)時間、重復(fù)精度、輸出型式、工作電壓及輸出觸點