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文檔簡介
常用低壓電器元件演示文稿當(dāng)前1頁,總共374頁。(優(yōu)選)常用低壓電器元件詳解.當(dāng)前2頁,總共374頁。
低壓開關(guān)電器2.1接觸器2.2繼電器2.3熔斷器2.4主令電器2.5其他電器2.6當(dāng)前3頁,總共374頁。2.1低壓開關(guān)電器 開關(guān)是指在正常情況下(含規(guī)定的過載工作條件下)能接通、承載、分?jǐn)嚯娏?,并在?guī)定的非正常電路條件下(如短路),在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)能承載電流的機(jī)械開關(guān)電器。當(dāng)前4頁,總共374頁。
2.1.1刀開關(guān)
1.刀開關(guān)的功能 低壓刀開關(guān)的作用是不頻繁地手動(dòng)接通和分?jǐn)嗳萘枯^小的交、直流低壓電路,或者起隔離作用。刀開關(guān)如圖2-1所示,其圖形及文字符號(hào)如圖2-2所示。當(dāng)前5頁,總共374頁。
圖2-1刀開關(guān)當(dāng)前6頁,總共374頁。
圖2-2刀開關(guān)的圖形及文字符號(hào)當(dāng)前7頁,總共374頁。
2.刀開關(guān)的分類 刀開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單,由手柄、刀片、觸頭、底板等組成。 刀開關(guān)的主要類型有大電流刀開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和熔斷器式刀開關(guān)。當(dāng)前8頁,總共374頁。
3.刀開關(guān)的選用原則(1)刀開關(guān)結(jié)構(gòu)形式的選擇(2)刀開關(guān)的額定電流的選擇(3)刀開關(guān)的額定電壓的選擇(4)刀開關(guān)型號(hào)的選擇當(dāng)前9頁,總共374頁。
HD11、HS11用于磁力站中,不切斷帶有負(fù)載的電路,僅起隔離電流作用。當(dāng)前10頁,總共374頁。
4.注意事項(xiàng) ①在接線時(shí),刀開關(guān)上面的接線端子應(yīng)接電源線,下方的接線端子應(yīng)接負(fù)荷線。當(dāng)前11頁,總共374頁。
②在安裝刀開關(guān)時(shí),處于合閘狀態(tài)時(shí)手柄應(yīng)向上,不得倒裝或平裝;如果倒裝,拉閘后手柄可能因自重下落引起誤合閘,造成人身和設(shè)備安全事故。當(dāng)前12頁,總共374頁。
③分?jǐn)嘭?fù)載時(shí),要盡快拉閘,以減小電弧的影響。當(dāng)前13頁,總共374頁。
④使用三相刀開關(guān)時(shí),應(yīng)保證合閘時(shí)三相觸頭同時(shí)合閘,若有一相沒有合閘或接觸不良,會(huì)造成電動(dòng)機(jī)因缺相而燒毀。 ⑤更換保險(xiǎn)絲,應(yīng)該在開關(guān)斷電的情況下進(jìn)行,不能用鐵絲或者銅絲代替保險(xiǎn)絲。當(dāng)前14頁,總共374頁。
【例2-1】刀開關(guān)和隔離開關(guān)是否可以互相替換使用?當(dāng)前15頁,總共374頁。
【解】通常不可以。隔離開關(guān)是指在斷開位置上,能符合規(guī)定的隔離功能要求的一種機(jī)械開關(guān)電器,其作用是當(dāng)電源切斷后,保持有效的隔離距離,可以保證維修人員的安全,隔離開關(guān)通常不帶載荷通斷電路。刀開關(guān)一般不用做隔離器,因?yàn)樗痪邆涓綦x功能,但刀開關(guān)可以帶小載荷通斷電路。當(dāng)前16頁,總共374頁。
2.1.2組合開關(guān) 組合開關(guān)又稱為轉(zhuǎn)換開關(guān)(Change-overSwitch),如圖2-3所示,用于電路中,從一組連接轉(zhuǎn)換至另一組連接。在機(jī)床設(shè)備和其他的電器設(shè)備中應(yīng)用十分廣泛,其體積小,接線方式多,使用十分方便。其滅弧性能比刀開關(guān)好。當(dāng)前17頁,總共374頁。
圖2-3組合開關(guān)當(dāng)前18頁,總共374頁。
1.組合開關(guān)的功能 組合開關(guān)一般在交流50Hz、380V以下或直流220V以下的電氣線路中,用于手動(dòng)不頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐?、接通電源和?fù)載、測量三相電壓、改變負(fù)載的連接方式,控制小容量電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、星形—三角形啟動(dòng)、變速換向等場合。當(dāng)前19頁,總共374頁。
2.組合開關(guān)的結(jié)構(gòu) 組合開關(guān)實(shí)質(zhì)上也是一種刀開關(guān),只不過一般的刀開關(guān)的操作手柄是在垂直于其安裝面的平面內(nèi)向上或向下轉(zhuǎn)動(dòng),而組合開關(guān)的操作手柄則是在平行于其安裝面的平面內(nèi)向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)前20頁,總共374頁。
3.組合開關(guān)的選用原則 一般應(yīng)選用等于或大于所分?jǐn)嚯娐分懈鱾€(gè)負(fù)載額定電流的總和的組合開關(guān)。對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載,考慮其啟動(dòng)電流,選用額定電流為電動(dòng)機(jī)的1.5~2.5倍。當(dāng)前21頁,總共374頁。
4.注意事項(xiàng)
①每小時(shí)的接通次數(shù)不宜超過15~20次。 ②雖然組合開關(guān)有一定的通斷能力,但畢竟還是比較低的,所以不能用來分?jǐn)喙收想娏?。?dāng)前22頁,總共374頁。
③組合開關(guān)本身不帶過載保護(hù)和短路保護(hù),所以如果需要這類保護(hù),應(yīng)該另設(shè)其他保護(hù)電器。當(dāng)前23頁,總共374頁。
④由于組合開關(guān)的通斷能力低,當(dāng)其用于電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)行時(shí),必須在電動(dòng)機(jī)完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)后才允許反向接通(即只能作為預(yù)選開關(guān)使用)。當(dāng)前24頁,總共374頁。
【例2-2】某機(jī)床上有1臺(tái)3kW的三相異步電動(dòng)機(jī)(額定電壓為380V),啟停不頻繁,請(qǐng)選用合適的組合開關(guān)控制此機(jī)床的電動(dòng)機(jī)的啟停。當(dāng)前25頁,總共374頁。
【解】控制一臺(tái)啟停不頻繁的三相異步電動(dòng)機(jī)是可以使用組合開關(guān)的,而且是三極組合開關(guān)。查表2-1,可選用HZ10-10/3組合開關(guān)。當(dāng)前26頁,總共374頁。
2.1.3低壓斷路器 斷路器(Circuit-Breaker)是指能接通、承載以及分?jǐn)嗾k娐窏l件下的電流,也能在規(guī)定的非正常電路條件(如短路)下接通、承載一定時(shí)間和分?jǐn)嚯娏鞯囊环N機(jī)械開關(guān)電器,過去叫做自動(dòng)空氣開關(guān),為了和IEC(國際電工委員會(huì))標(biāo)準(zhǔn)一致,改名為斷路器。當(dāng)前27頁,總共374頁。
1.低壓斷路器的功能 低壓斷路器是將控制電器和保護(hù)電器的功能合為一體的電器,其圖形及文字符號(hào)如圖2-6所示。在正常條件下,它常作為不頻繁接通和斷開的電路以及控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止。它常用做總電源開關(guān)或部分電路的電源開關(guān)。當(dāng)前28頁,總共374頁。
圖2-5低壓斷路器當(dāng)前29頁,總共374頁。
圖2-6低壓斷路器的圖形及文字符號(hào)當(dāng)前30頁,總共374頁。
2.低壓斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理 低壓斷路器的種類雖然很多,但結(jié)構(gòu)基本相同,主要由觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置、各種脫扣器與操作機(jī)構(gòu)、自由脫扣機(jī)構(gòu)部分組成。當(dāng)前31頁,總共374頁。
各種脫扣器包括過流、欠壓(失壓)脫扣器,熱脫扣器等。滅弧裝置因斷路器的種類不同而不同,常采用狹縫式和去離子滅弧裝置,塑料外殼式的滅弧裝置采用硬鋼紙板嵌上柵片制成。當(dāng)前32頁,總共374頁。
當(dāng)電路發(fā)生短路或過流故障時(shí),過流脫扣器的電磁鐵吸合銜鐵,使自由脫扣機(jī)構(gòu)的鉤子脫開,自動(dòng)開關(guān)觸頭在彈簧力的作用下分離,及時(shí)有效地切除高達(dá)數(shù)十倍額定電流的故障電流,如圖2-7所示。當(dāng)前33頁,總共374頁。
圖2-7低壓斷路器工作原理圖(過電流保護(hù))彈簧2—脫扣機(jī)構(gòu)3—電磁鐵線圈4—觸頭當(dāng)前34頁,總共374頁。
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,如圖2-8所示。當(dāng)前35頁,總共374頁。
圖2-8低壓斷路器工作原理圖(過載保護(hù))1—彈簧2—脫扣機(jī)構(gòu)3—雙金屬片4—觸頭當(dāng)前36頁,總共374頁。
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),按下啟動(dòng)按鈕,使線圈通電,銜鐵帶動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作,使主觸頭斷開。當(dāng)前37頁,總共374頁。
開關(guān)的主觸頭靠操作機(jī)構(gòu)手動(dòng)或電動(dòng)合閘,在正常工作狀態(tài)下能接通和分?jǐn)喙ぷ麟娏?,若電網(wǎng)電壓過低或?yàn)榱銜r(shí),電磁鐵釋放銜鐵,自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作,使斷路器觸頭分離,從而在過流與零壓、欠壓時(shí)保證了電路及電路中設(shè)備的安全。當(dāng)前38頁,總共374頁。
【例2-3】某質(zhì)量檢驗(yàn)局在監(jiān)控本地區(qū)的低壓塑殼式斷路器的質(zhì)量時(shí)發(fā)現(xiàn):單極家用斷路器的重量在60g以下的產(chǎn)品全部為不合格品。請(qǐng)從低壓塑殼式斷路器的結(jié)構(gòu)和原理入手分析產(chǎn)生以上現(xiàn)象的原因。當(dāng)前39頁,總共374頁。
【解】家用斷路器由觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置以及各種脫扣器與操作機(jī)構(gòu)組成,而滅弧裝置和脫扣器的重量較大,而且為核心部件,所以偷工減料是造成產(chǎn)品不合格的直接原因。當(dāng)前40頁,總共374頁。
該質(zhì)監(jiān)局檢查發(fā)現(xiàn),所有的低于60g短路器的滅弧柵片數(shù)量都較少,因而滅弧效果不達(dá)標(biāo),脫扣機(jī)構(gòu)的銅質(zhì)線圈線包很小或者沒有,因而幾乎起不到保護(hù)作用。通過稱量判定重量過小的斷路器為不合格品有一定的合理性,但這不能作為斷路器產(chǎn)品檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前41頁,總共374頁。
3.低壓斷路器的典型產(chǎn)品 低壓斷路器主要分類方法是以結(jié)構(gòu)形式分類,有開啟式和裝置式兩種。開啟式又稱為框架式或萬能式,裝置式又稱為塑料外殼式(簡稱塑殼式)。當(dāng)前42頁,總共374頁。
還有其他的分類方法,例如,按照用途分類,有配電用、電動(dòng)機(jī)保護(hù)用、家用和類似場所用、漏電保護(hù)用和特殊用途;按照極數(shù)分類,有單極、兩極、三極和四極;按照滅弧介質(zhì)分類,有真空式和空氣式。當(dāng)前43頁,總共374頁。
(1)裝置式斷路器。(2)萬能式斷路器。(3)智能化斷路器當(dāng)前44頁,總共374頁。
4.?dāng)嗦菲鞯募夹g(shù)參數(shù)(1)額定工作電壓。(2)額定工作電流。(3)短路通斷能力。(4)電氣壽命和機(jī)械壽命。當(dāng)前45頁,總共374頁。
5.低壓斷路器的選用原則(1)應(yīng)根據(jù)線路對(duì)保護(hù)的要求確定斷路器的類型和保護(hù)形式,如萬能式或塑殼式斷路器,通常電流在600A以下時(shí)多選用塑殼式斷路器,當(dāng)然,現(xiàn)在也有塑殼式斷路器的額定電流大于600A。當(dāng)前46頁,總共374頁。
(2)斷路器的額定電壓UN應(yīng)等于或大于被保護(hù)線路的額定電壓。(3)斷路器欠壓脫扣器額定電壓應(yīng)等于被保護(hù)線路的額定電壓。當(dāng)前47頁,總共374頁。
(4)斷路器的額定電流及過流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于被保護(hù)線路的計(jì)算電流。當(dāng)前48頁,總共374頁。
(5)斷路器的極限分?jǐn)嗄芰?yīng)大于線路的最大短路電流的有效值。當(dāng)前49頁,總共374頁。
(6)配電線路中的上、下級(jí)斷路器的保護(hù)特性應(yīng)協(xié)調(diào)配合,下級(jí)的保護(hù)特性應(yīng)位于上級(jí)保護(hù)特性的下方,并且不相交。當(dāng)前50頁,總共374頁。
(7)斷路器的長延時(shí)脫扣電流應(yīng)小于導(dǎo)線允許的持續(xù)電流。(8)選用斷路器時(shí),要考慮斷路器的用途。當(dāng)前51頁,總共374頁。
(9)在直流控制電路中,直流斷路器的額定電壓應(yīng)大于直流線路電壓。若有反接制動(dòng)和逆變條件,則直流斷路器的額定電壓應(yīng)大于2倍的直流線路電壓。當(dāng)前52頁,總共374頁。
6.注意事項(xiàng)(1)在接線時(shí),低壓斷路器上面的接線端子應(yīng)接電源線,下方的接線端子應(yīng)接負(fù)荷線。(2)照明電路的瞬時(shí)脫扣電流類型常選用C型。當(dāng)前53頁,總共374頁。
【例2-5】CA6140A車床上配有3臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),主電動(dòng)機(jī)功率為7.5kW,快速電動(dòng)機(jī)功率為275W,冷卻電動(dòng)機(jī)功率為150W,控制電路的功率約為500W,請(qǐng)選用合適的電源開關(guān)。當(dāng)前54頁,總共374頁。
【解】由于電動(dòng)機(jī)額定電壓為380V,所以選擇斷路器的額定電壓為380V。電路的額定電流為:,可選擇斷路器的額定電流為40A。當(dāng)前55頁,總共374頁。
DZ15-40系列的斷路器比較適合用做電源開關(guān),因此,最終選擇的低壓斷路器的型號(hào)為DZ15-40/40。當(dāng)前56頁,總共374頁。
2.1.4漏電保護(hù)器 漏電保護(hù)器(EarthLeakageCircuitBreaker,ELCB)是在規(guī)定的條件下,當(dāng)漏電電流達(dá)到或者超過給定數(shù)值時(shí),能自動(dòng)斷開電路的機(jī)械開關(guān)電器或者組合電器。當(dāng)前57頁,總共374頁。
1.漏電保護(hù)器的功能 漏電保護(hù)器的功能是:當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生人身(相與地之間)觸電事故時(shí),能迅速切斷電源,可以使觸電者脫離危險(xiǎn),或者使漏電設(shè)備停止運(yùn)行,從而避免觸電引起人身傷亡、設(shè)備損壞或火災(zāi)的發(fā)生,它是一種保護(hù)電器。當(dāng)前58頁,總共374頁。
漏電保護(hù)器僅僅是防止發(fā)生觸電事故的一種有效的措施,不能過分夸大其作用,最根本的措施是防患于未然。當(dāng)前59頁,總共374頁。
2.漏電保護(hù)器的分類(1)按照保護(hù)功能和結(jié)構(gòu)特征分類,漏電保護(hù)器可分為漏電繼電器、漏電開關(guān)、漏電斷路器和漏電保護(hù)插座。當(dāng)前60頁,總共374頁。
(2)按照工作原理分類,可分為電壓動(dòng)作型和電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器,前者很少使用,而后者則廣泛應(yīng)用。電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器也稱為剩余電流漏電保護(hù)器、漏電電流動(dòng)作保護(hù)器、差分電流動(dòng)作保護(hù)器或者接地故障保護(hù)器。當(dāng)前61頁,總共374頁。
(3)按照額定漏電動(dòng)作電流值分類,可分為高靈敏漏電保護(hù)器(額定漏電動(dòng)作電流小等于30mA)、中靈敏漏電保護(hù)器(額定漏電動(dòng)作電流介于30mA~1
000mA之間)和低靈敏漏電保護(hù)器(額定漏電動(dòng)作電流大于1
000mA)。家庭可選用高靈敏漏電保護(hù)器。當(dāng)前62頁,總共374頁。
(4)按照主開關(guān)的極數(shù)分類,可以分為單極二線漏電保護(hù)器、二極漏電保護(hù)器、二極三線漏電保護(hù)器、三極漏電保護(hù)器、三極四線漏電保護(hù)器和四極漏電保護(hù)器。當(dāng)前63頁,總共374頁。
(5)按照動(dòng)作時(shí)間分類,可分為瞬時(shí)型漏電保護(hù)器、延時(shí)型漏電保護(hù)器和反時(shí)限漏電保護(hù)器。其中,瞬時(shí)型的動(dòng)作時(shí)間不超過0.2s。當(dāng)前64頁,總共374頁。
3.漏電斷路器的工作原理 在介紹漏電斷路器的工作原理前,首先介紹漏電流的概念。漏電流是指被保護(hù)主電路(包括工作中性線)電流以有效值表示的相量和,即被保護(hù)主電路的電流瞬時(shí)值的代數(shù)矢量和。當(dāng)前65頁,總共374頁。
(1)三極漏電斷路器的工作原理當(dāng)前66頁,總共374頁。
當(dāng)被保護(hù)電路中出現(xiàn)漏電事故時(shí),由于有漏電的存在,三相交流電的電流矢量和不為零,零序電流互感器的二次側(cè)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,當(dāng)剩余電流脫扣器上的電流達(dá)到額定漏電動(dòng)作電流時(shí),剩余電流脫扣器動(dòng)作,使漏電斷路器切斷電源,從而達(dá)到防止觸電事故的發(fā)生。當(dāng)前67頁,總共374頁。
圖2-10三極剩余電流保護(hù)斷路器原理圖當(dāng)前68頁,總共374頁。
(2)二極漏電斷路器的工作原理 二極漏電斷路器如圖2-11所示,負(fù)載為單相電動(dòng)機(jī),和大小相等,方向相反,即當(dāng)前69頁,總共374頁。
圖2-11二極剩余電流保護(hù)斷路器原理圖當(dāng)前70頁,總共374頁。
當(dāng)有漏電時(shí),,互感器中產(chǎn)生磁通,互感器的副邊線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,使斷路器的脫扣線圈動(dòng)作,從而使電源切斷,起到保護(hù)作用。當(dāng)前71頁,總共374頁。
(3)電子式漏電保護(hù)器的工作原理 當(dāng)發(fā)生漏電事故時(shí),電流繼電器將漏電信號(hào)傳送給電子放大器,電子放大器將信號(hào)放大,從而斷路器的脫扣機(jī)構(gòu)使主開關(guān)斷開,切斷故障電路。當(dāng)前72頁,總共374頁。
4.漏電斷路器的性能指標(biāo) ①漏電動(dòng)作電流。 ②漏電分?jǐn)鄷r(shí)間。當(dāng)前73頁,總共374頁。
5.漏電斷路器的選用
①根據(jù)保護(hù)對(duì)象選用。 ②根據(jù)使用環(huán)境選用。 ③額定電流、額定電壓、極數(shù)的確定與前面介紹的低壓斷路器的選用一樣。當(dāng)前74頁,總共374頁。
通常家用漏電斷路器的漏電電流小于30mA,漏電分?jǐn)鄷r(shí)間小于0.1s。當(dāng)前75頁,總共374頁。2.2接觸器
2.2.1接觸器的功能 接觸器(Contactor)是指僅有一個(gè)起始位置,能接通、承載或分?jǐn)嗾l件(包括過載運(yùn)行條件)下電流的非手動(dòng)機(jī)械開關(guān)電器。接觸器不能切斷短路電流,它可以頻繁地接通或分?jǐn)嘟?、直流電路,并可?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。當(dāng)前76頁,總共374頁。
圖2-12交流接觸器當(dāng)前77頁,總共374頁。
圖2-13接觸器的圖形和文字符號(hào)當(dāng)前78頁,總共374頁。
2.2.2接觸器的結(jié)構(gòu)及其工作原理 接觸器主要由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成,另外,接觸器還有滅弧裝置、釋放彈簧、觸頭彈簧、觸頭壓力彈簧、支架、底座等部件。圖2-14所示為3種結(jié)構(gòu)形式的接觸器結(jié)構(gòu)簡圖。當(dāng)前79頁,總共374頁。
圖2-143種接觸器的結(jié)構(gòu)簡圖當(dāng)前80頁,總共374頁。
接觸器的工作原理是:當(dāng)線圈通電后,在鐵芯中產(chǎn)生磁通及電磁吸力,電磁吸力克服彈簧反力使得銜鐵吸合,帶動(dòng)觸頭機(jī)構(gòu)動(dòng)作,使常閉觸頭分?jǐn)?,常開觸頭閉合,互鎖或接通線路。當(dāng)前81頁,總共374頁。
線圈失電或線圈兩端電壓顯著降低時(shí),電磁吸力小于彈簧反力,使得銜鐵釋放,觸頭機(jī)構(gòu)復(fù)位,使得常開觸頭斷開,常閉觸頭閉合。當(dāng)前82頁,總共374頁。
2.2.3常用的接觸器
1.按照操作方式分類 接觸器按操作方式分類,有電磁接觸器(MC)、氣動(dòng)接觸器和液壓接觸器。當(dāng)前83頁,總共374頁。
2.按照滅弧介質(zhì)分類 接觸器按滅弧介質(zhì)分類,有空氣接觸器、油浸式接觸器和真空接觸器。當(dāng)前84頁,總共374頁。
3.按照接觸器主觸頭控制電流種類分類 接觸器按照主觸頭控制電流種類分類,有直流接觸器和交流接觸器。當(dāng)前85頁,總共374頁。
4.按照接觸器有無觸頭分類 接觸器按照有無觸頭分類,有觸頭接觸器和無觸頭接觸器。當(dāng)前86頁,總共374頁。
5.按照主觸頭的極數(shù)分類 接觸器按照主觸頭的極數(shù)分類,有單極、雙極、三極、四極和五極接觸器。當(dāng)前87頁,總共374頁。
例2-6】交流接觸器能否作為直流接觸器使用?為什么?當(dāng)前88頁,總共374頁。
【解】不能。對(duì)于同樣的主觸頭額定電流的接觸器,直流接觸器線圈的阻值較大,而交流接觸器的阻值較小。當(dāng)前89頁,總共374頁。
當(dāng)交流接觸器的線圈接入交流回路時(shí),產(chǎn)生一個(gè)很大的感抗,此數(shù)值遠(yuǎn)大于接觸器線圈的阻值,因此線圈電流的大小取決于感抗的大小。當(dāng)前90頁,總共374頁。
如果將交流接觸器的線圈接入直流回路,通電時(shí),線圈就是純電阻,此時(shí)流過線圈的電流很大,使線圈發(fā)熱,甚至燒壞。所以通常交流接觸器不作為直流接觸器使用。當(dāng)前91頁,總共374頁。
2.2.4接觸器的技術(shù)參數(shù)(1)額定工作電壓。(2)額定工作電流。(3)約定發(fā)熱電流。。(4)額定通斷能力。當(dāng)前92頁,總共374頁。
(5)接觸器的極數(shù)和電流種類。(6)線圈額定工作電壓。(7)允許操作頻率。(8)電氣壽命和機(jī)械壽命。(9)使用類別。當(dāng)前93頁,總共374頁。
當(dāng)前94頁,總共374頁。
CJX1系列交流接觸器的主要啟動(dòng)參數(shù)見表2-5。
當(dāng)前95頁,總共374頁。
2.2.5接觸器的選用 ①根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)(輕任務(wù)、一般任務(wù)或重任務(wù))來選擇相應(yīng)使用類別的接觸器。當(dāng)前96頁,總共374頁。
②交流接觸器的額定電壓(指觸頭的額定電壓)一般為500V或380V兩種,應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的電壓。 ③根據(jù)電動(dòng)機(jī)(或其他負(fù)載)的功率和操作情況來確定接觸器主觸頭的電流等級(jí)。當(dāng)前97頁,總共374頁。
接觸器的額定電流(指主觸頭的額定電流)有5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A等幾種,應(yīng)大于或等于被控回路的額定電流。 對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載,可按下列公式計(jì)算:當(dāng)前98頁,總共374頁。
式中,為接觸器主觸頭電流,單位為A;為電動(dòng)機(jī)的額定功率,單位為kW;為電動(dòng)機(jī)的額定電壓,單位為V;K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù),一般取1~1.4。當(dāng)前99頁,總共374頁。
④接觸器線圈的電流種類(交流和直流兩種)和電壓等級(jí)應(yīng)與控制電路相同。 ⑤觸頭數(shù)量和種類應(yīng)滿足電路和控制線路的要求。當(dāng)前100頁,總共374頁。
2.2.6注意事項(xiàng) ①注意理解接觸器的使用類別。當(dāng)前101頁,總共374頁。
②吸引線圈額定工作電壓和接觸器額定工作電壓不是同一個(gè)概念,一般接觸器的額定電壓標(biāo)注在外殼的銘牌上,而吸引線圈的額定電壓標(biāo)注在線圈上,兩者可以不相等。當(dāng)前102頁,總共374頁。
③在安裝接觸器前,應(yīng)先檢查線圈電壓是否符合使用要求;然后將鐵芯極面上的防銹油擦凈,以免造成線圈斷電后鐵芯不釋放;再檢查其活動(dòng)部分是否正常,觸頭是否接觸良好,有無卡阻現(xiàn)象等。當(dāng)前103頁,總共374頁。
④交流接觸器的安裝應(yīng)注意底面與安裝處平面的傾角小于5°。若有散熱孔,則應(yīng)將有孔的一面放在垂直方向上以利散熱,并按規(guī)定留有適當(dāng)?shù)娘w弧空間,以免飛弧燒壞相鄰器件。當(dāng)前104頁,總共374頁。
注意:勿將零件掉入電器內(nèi)部,以免引起卡阻或短路。安裝孔的螺釘應(yīng)裝有彈簧墊圈和平墊圈,并擰緊螺釘以防松脫。交流接觸器滅弧罩應(yīng)完整且固定牢靠,檢查接線正確無誤后,在主觸頭不帶電的情況下操作幾次,然后再將主觸頭接入負(fù)載工作。當(dāng)前105頁,總共374頁。
⑤接觸器上標(biāo)有“NO”(NormallyOpen)的輔助觸頭是常開觸頭,標(biāo)有“NC”(NormallyClose)的觸頭是常閉觸頭,其他的低壓電器如果用此標(biāo)識(shí),其含義相同。
當(dāng)前106頁,總共374頁。
【例2-7】CA6140A車床的主電動(dòng)機(jī)的功率為7.5kW,控制電路電壓為交流24V,選用其控制用接觸器。當(dāng)前107頁,總共374頁。
【解】電路中的電流,因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)不頻繁啟動(dòng),而且無反轉(zhuǎn)和反接制動(dòng),所以接觸器的使用類別為AC-3,選用的接觸器額定工作電流應(yīng)大于或等于15.2A。當(dāng)前108頁,總共374頁。
又因?yàn)槭褂玫氖侨嘟涣麟妱?dòng)機(jī),所以選用交流接觸器。選擇CJX1-16交流接觸器,接觸器額定工作電壓為380V;線圈額定工作電壓和控制電路一致,為24V;接觸器額定工作電流為16A,大于15.2A,輔助觸頭為兩個(gè)常開、兩個(gè)常閉,可見選用CJX1-16/22是合適的。當(dāng)前109頁,總共374頁。
這里若有反接制動(dòng),則應(yīng)該選用大一個(gè)級(jí)別的接觸器,即CJX1-32/22。當(dāng)前110頁,總共374頁。2.3繼電器
繼電器(Relay)是指當(dāng)控制電器的電氣激勵(lì)量(輸入量)在電路中的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí),在電器的一個(gè)或多個(gè)電氣輸出電路中,使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的開關(guān)電器。當(dāng)前111頁,總共374頁。
繼電器按使用范圍的不同可分為3類:保護(hù)繼電器、控制繼電器和通信繼電器。保護(hù)繼電器主要用于電力系統(tǒng),作為發(fā)電機(jī)、變壓器及輸電線路的保護(hù);控制繼電器。當(dāng)前112頁,總共374頁。
主要用于電力拖動(dòng)系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)控制過程的自動(dòng)化;通信繼電器,主要用于遙控系統(tǒng)。若按輸入信號(hào)的性質(zhì)不同,可分為中間繼電器、熱繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器和壓力繼電器等。繼電器的作用如下。當(dāng)前113頁,總共374頁。
圖2-16繼電器的圖形和文字符號(hào)當(dāng)前114頁,總共374頁。
①輸入與輸出電路之間的隔離。 ②信號(hào)切換(從接通到斷開)。 ③增加輸出電路(切換幾個(gè)負(fù)載或者切換不同的電源負(fù)載)。當(dāng)前115頁,總共374頁。
④切換不同的電壓或者電流負(fù)載。 ⑤閉鎖電路。 ⑥提供遙控功能。 ⑦重復(fù)信號(hào)。 ⑧保留輸出信號(hào)。當(dāng)前116頁,總共374頁。
2.3.1電磁繼電器 電磁繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理與電磁接觸器相似,也是由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和釋放電觸頭彈簧、觸頭壓力彈簧、支架及底座等組成。當(dāng)前117頁,總共374頁。
電磁繼電器根據(jù)外來信號(hào)(電流或者電壓)使銜鐵產(chǎn)生閉合動(dòng)作,從而帶動(dòng)觸頭系統(tǒng)動(dòng)作,使控制電路接通或斷開,實(shí)現(xiàn)控制電路狀態(tài)改變。電磁繼電器的外形如圖2-17所示。當(dāng)前118頁,總共374頁。
圖2-17電磁繼電器當(dāng)前119頁,總共374頁。
1.電流繼電器 電流繼電器(CurrentRelay)是反映輸入量為電流的繼電器。電流繼電器的線圈串聯(lián)在被測量電路中,用來檢測電路的電流。電流繼電器的線圈匝數(shù)少,導(dǎo)線粗,線圈的阻抗小。當(dāng)前120頁,總共374頁。
電流繼電器有欠電流型和過電流型兩類。當(dāng)前121頁,總共374頁。
(1)電流繼電器的功能 欠電流繼電器常用于直流電動(dòng)機(jī)和電磁吸盤的失磁保護(hù)。而瞬動(dòng)型過流繼電器常用于電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù),延時(shí)型繼電器常用于過載兼短路保護(hù)。過流繼電器分為手動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位兩種。當(dāng)前122頁,總共374頁。
(2)電流繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理 常見的電流繼電器有JL14、JL15、JL18等系列產(chǎn)品。電流繼電器電磁機(jī)構(gòu)、原理與接觸器相似,由于其觸頭通過控制電路的電流容量較小,所以無需加裝滅弧裝置,觸頭形式多為雙斷點(diǎn)橋式觸頭。當(dāng)前123頁,總共374頁。
2.電壓繼電器 電壓繼電器(VoltageRelay)是指反映輸入量為電壓的繼電器。它的結(jié)構(gòu)與電流繼電器相似,不同的是,電壓繼電器的線圈是并聯(lián)在被測量的電路兩端,以監(jiān)控電路電壓的變化。電壓繼電器的線圈的匝數(shù)多,導(dǎo)線細(xì),線圈的阻抗大。當(dāng)前124頁,總共374頁。
電壓繼電器按照動(dòng)作數(shù)值的不同,分為過電壓、欠電壓和零電壓3種。當(dāng)前125頁,總共374頁。
過電壓繼電器在電壓為額定電壓的110%~115%以上時(shí)動(dòng)作,欠電壓繼電器在電壓為額定電壓的40%~70%時(shí)動(dòng)作,零電壓繼電器在電壓為額定電壓的5%~25%時(shí)動(dòng)作。當(dāng)前126頁,總共374頁。
過電壓繼電器在電路正常工作條件下(未出現(xiàn)過壓),動(dòng)鐵芯不產(chǎn)生吸合動(dòng)作,而欠電壓繼電器在電路正常工作條件下(未出現(xiàn)欠壓),銜鐵處于吸合狀態(tài)。當(dāng)前127頁,總共374頁。
3.中間繼電器 中間繼電器(AuxiliaryRelay)是指用來增加控制電路中的信號(hào)數(shù)量或?qū)⑿盘?hào)放大的繼電器。它實(shí)際上是電壓繼電器的一種,它的觸頭多,有的甚至多于6對(duì),觸頭的容量大(額定電流為5A~10A),動(dòng)作靈敏(動(dòng)作時(shí)間不大于0.05s)。當(dāng)前128頁,總共374頁。
(1)中間繼電器的功能 中間繼電器主要起中間轉(zhuǎn)換(傳遞、放大、翻轉(zhuǎn)分路和記憶)作用,其輸入為線圈的通電和斷電,輸出信號(hào)是觸頭的斷開和閉合,它可將輸出信號(hào)同時(shí)傳給幾個(gè)控制元件或回路。當(dāng)前129頁,總共374頁。
中間繼電器的觸頭額定電流要比線圈額定電流大得多,因此具有放大信號(hào)的作用,一般控制線路的中間控制環(huán)節(jié)基本由中間繼電器組成。當(dāng)前130頁,總共374頁。
(2)中間繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理。 中間繼電器主要分成直流與交流兩種,也有交、直流電路中均可應(yīng)用的交直流中間繼電器,中間繼電器由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)等組成。電磁機(jī)構(gòu)與接觸器相似,由于其觸頭通過控制電路的電流容量較小,所以無需加裝滅弧裝置,觸頭形式多為雙斷點(diǎn)橋式觸頭。當(dāng)前131頁,總共374頁。
在圖2-18中,13和14是線圈的接線端子,1和2是常閉觸頭的接線端子,1和4是常開觸頭的接線端子。當(dāng)前132頁,總共374頁。
圖2-18小型繼電器結(jié)構(gòu)圖當(dāng)前133頁,總共374頁。
當(dāng)中間繼電器的線圈通電時(shí),鐵芯產(chǎn)生電磁力,吸引銜鐵,使得常閉觸頭分?jǐn)?,常開觸頭吸合在一起。當(dāng)中間繼電器的線圈不通電時(shí),沒有電磁力,在彈簧力的作用下銜鐵使常閉觸頭閉合,常開觸頭分?jǐn)?。圖2-18中的狀態(tài)是繼電器線圈不通電時(shí)的狀態(tài)。當(dāng)前134頁,總共374頁。
在圖2-18中,只有一對(duì)常開與常閉觸頭,用SPDT表示,其含義是“單刀雙擲”,若有兩對(duì)常開與常閉觸頭,則用DPDT表示,詳見表2-6。當(dāng)前135頁,總共374頁。
當(dāng)前136頁,總共374頁。
(3)中間繼電器的選型 選用中間繼電器時(shí),主要應(yīng)注意線圈額定電壓、觸頭額定電壓和觸頭額定電流。當(dāng)前137頁,總共374頁。
①線圈額定電壓必須與所控電路的電壓相符,觸頭額定電壓可為繼電器的最高額定電壓(即繼電器的額定絕緣電壓)。繼電器的最高工作電流一般小于該繼電器的約定發(fā)熱電流。當(dāng)前138頁,總共374頁。
②根據(jù)使用環(huán)境選擇繼電器,主要考慮繼電器的防護(hù)和使用區(qū)域,如對(duì)于含塵、腐蝕性氣體和易燃易爆的環(huán)境,應(yīng)選用帶罩的全封閉式繼電器;對(duì)于高原及濕熱帶等特殊區(qū)域,應(yīng)選用適合其使用條件的產(chǎn)品。當(dāng)前139頁,總共374頁。
③按控制電路的要求選擇觸頭的類型是常開還是常閉,以及觸頭的數(shù)量。當(dāng)前140頁,總共374頁。
(4)注意問題。 ①在安裝接線時(shí),應(yīng)檢查接線是否正確、接線螺釘是否擰緊;對(duì)于很細(xì)的導(dǎo)線芯應(yīng)對(duì)折一次,以增加線芯截面積,以免造成虛連。當(dāng)前141頁,總共374頁。
對(duì)于電磁式控制繼電器,應(yīng)在觸頭不帶電的情況下,使吸引線圈帶電操作幾次,觀察繼電器的動(dòng)作。對(duì)電流繼電器的整定值應(yīng)作最后的校驗(yàn)和整定,以免造成其控制及保護(hù)失靈。當(dāng)前142頁,總共374頁。
②中間繼電器的線圈額定電壓不能同中間繼電器的觸頭額定電壓混淆,兩者可以相同,也可以不同。當(dāng)前143頁,總共374頁。
③接觸器中有滅弧裝置,而繼電器中通常沒有,但電磁繼電器同樣會(huì)產(chǎn)生電弧。當(dāng)前144頁,總共374頁。
由于電弧可使繼電器的觸頭氧化或者熔化,從而造成觸頭損壞,此外,電弧會(huì)產(chǎn)生高頻干擾信號(hào),因此,直流回路中的繼電器最好要進(jìn)行滅弧處理。當(dāng)前145頁,總共374頁。
滅弧的方法有兩種:一種是在按鈕上并聯(lián)一個(gè)電阻和電容進(jìn)行滅弧,如圖2-19(a)所示;另一種是在繼電器的線圈上并聯(lián)一只二極管進(jìn)行滅弧,如圖2-19(b)所示。對(duì)于交流繼電器,不需要滅弧。當(dāng)前146頁,總共374頁。
圖2-19直流繼電器的滅弧方法當(dāng)前147頁,總共374頁。
【例2-8】想用一個(gè)小型繼電器控制一個(gè)交流接觸器CJX1-32(額定電壓為380V,額定電流為32A),采用HH52P小型繼電信是否可行?當(dāng)前148頁,總共374頁。
【解】選用的HH52P小型繼電器的觸頭的額定電壓為220V,額定電流為5A,容量足夠,此小型繼電器有2對(duì)常開觸頭和2對(duì)常閉觸頭,而控制接觸器只需要一對(duì),觸頭數(shù)量足夠。當(dāng)前149頁,總共374頁。
此外,這類繼電器目前很常用,因此可行(注意:本題中的小型繼電器的220V電壓是小型繼電器的控制電壓,不能同小型繼電器的觸頭額定電壓混淆)。小型繼電器在此起信號(hào)放大的作用,在PLC控制系統(tǒng)中這種用法比較常見。
當(dāng)前150頁,總共374頁。
【例2-9】指出圖2-21中小型繼電器的接線圖的含義。當(dāng)前151頁,總共374頁。
圖2-21小型繼電器的接線圖當(dāng)前152頁,總共374頁。
【解】小型繼電器的接線端子一般較多,用肉眼和萬用表往往很難判斷。通常,小型繼電器的外殼上印有接線圖。當(dāng)前153頁,總共374頁。
圖2-21中的13號(hào)和14號(hào)端子是由線圈引出的其中13號(hào)端子應(yīng)該和電源的負(fù)極相連,而14號(hào)端子應(yīng)該和電源的正極相連;1號(hào)端子和9號(hào)端子是由一對(duì)常閉觸頭引出的;5號(hào)端子和9號(hào)端子是由一對(duì)常開觸頭引出的。當(dāng)前154頁,總共374頁。
2.3.2時(shí)間繼電器 時(shí)間繼電器(Time-delayRelay)是指自得到動(dòng)作信號(hào)起至觸頭動(dòng)作或輸出電路產(chǎn)生跳躍式改變有一定延時(shí),該延時(shí)又符合其準(zhǔn)確度要求的繼電器。當(dāng)前155頁,總共374頁。
圖2-22時(shí)間繼電器的圖形和文字符號(hào)當(dāng)前156頁,總共374頁。
圖2-23空氣阻尼式時(shí)間繼電器當(dāng)前157頁,總共374頁。
時(shí)間繼電器的種類很多,按照工作原理可分為電磁式、空氣阻尼式、晶體管式和電動(dòng)式。按照延時(shí)方式可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型當(dāng)前158頁,總共374頁。
1.時(shí)間繼電器的功能 時(shí)間繼電器是一種利用電磁原理、機(jī)械動(dòng)作原理、電子技術(shù)或計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)觸頭延時(shí)接通或斷開的自動(dòng)控制電器。當(dāng)它的感測部分接收輸入信號(hào)后,必須經(jīng)過一定的時(shí)間延時(shí),它的執(zhí)行部分才會(huì)動(dòng)作并輸出信號(hào)以操縱控制電路。當(dāng)前159頁,總共374頁。
3.時(shí)間繼電器的選用 時(shí)間繼電器種類繁多,選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮適用性、功能特點(diǎn)、額定工作電壓、額定工作電流、使用環(huán)境等因素,做到選擇恰當(dāng),使用合理。當(dāng)前160頁,總共374頁。
(1)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。 在選擇時(shí)間繼電器時(shí),應(yīng)考慮控制系統(tǒng)對(duì)延時(shí)時(shí)間和精度的要求。當(dāng)前161頁,總共374頁。
若對(duì)時(shí)間精度的要求不高,且延時(shí)時(shí)間較短,宜選用價(jià)格低、維修方便的電磁式時(shí)間繼電器;若控制簡單且操作頻率很低,如Y-△啟動(dòng),可選用熱雙金屬片時(shí)間繼電器;若對(duì)時(shí)間控制要求精度高,應(yīng)選用晶體管式時(shí)間繼電器。
當(dāng)前162頁,總共374頁。
(2)控制方式。 被控制對(duì)象如需要周期性的重復(fù)動(dòng)作或要求多功能、高精度時(shí),可選用晶體管式或數(shù)字式時(shí)間繼電器。當(dāng)前163頁,總共374頁。
【例2-10】有一個(gè)晶體管時(shí)間繼電器,型號(hào)是JSZ3,其外殼上有圖2-27所示的示意圖,指出其含義,并說明如何實(shí)現(xiàn)延時(shí)30s后閉合的功能。當(dāng)前164頁,總共374頁。
【解】圖2-27(a)的含義是:接線端子2和7是由線圈引出的;接線端子1、3和4是“單刀雙擲”觸頭,其中,1和4是常閉觸頭端子,1和3是常開觸頭端子;同理,接線端子5、6和8是“單刀雙擲”觸頭,其中,5和8是常閉觸頭端子,6和8是常開觸頭端子。當(dāng)前165頁,總共374頁。
圖2-27(b)的含義是:當(dāng)時(shí)間繼電器上的開關(guān)指向2和4時(shí),量程為1s;當(dāng)時(shí)間繼電器上的開關(guān)指向1和4時(shí),量程為10s;當(dāng)時(shí)間繼電器上的開關(guān)指向2和3時(shí),量程為60s;當(dāng)時(shí)間繼電器上的開關(guān)指向1和3時(shí),量程為6min,圖中的黑色表示被開關(guān)選中。當(dāng)前166頁,總共374頁。
圖2-27時(shí)間繼電器的接線圖當(dāng)前167頁,總共374頁。
顯然,觸頭的接線端子可以選擇1和4或者5和8,線圈接線端子只能選擇2和7,撥指開關(guān)最好選擇指向2和3。當(dāng)前168頁,總共374頁。
2.3.3熱繼電器 熱繼電器(ThermalOverloadRelay)是熱過載繼電器的簡稱。它是利用流過繼電器的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)而反時(shí)限動(dòng)作(包括延時(shí))的繼電器。當(dāng)前169頁,總共374頁。
1.熱繼電器的功能 為了充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的潛力,電動(dòng)機(jī)短時(shí)過載是允許的,但無論過載量的大小如何,時(shí)間長了總會(huì)使繞組的溫升超過允許值,從而加劇繞組絕緣的老化,縮短電動(dòng)機(jī)的壽命,嚴(yán)重過載會(huì)很快燒毀電動(dòng)機(jī)。當(dāng)前170頁,總共374頁。
為了防止電動(dòng)機(jī)長期過載運(yùn)行,可在線路中串入按照預(yù)定發(fā)熱程度進(jìn)行動(dòng)作的熱繼電器,以有效監(jiān)視電動(dòng)機(jī)是否長期過載或短時(shí)嚴(yán)重過載,并在超額過載預(yù)定值時(shí)有效切斷控制回路中相應(yīng)接觸器的電源,進(jìn)而切斷電動(dòng)機(jī)的電源,確保電動(dòng)機(jī)的安全。當(dāng)前171頁,總共374頁。
圖2-28熱繼電器當(dāng)前172頁,總共374頁。
圖2-29熱繼電器的圖形和文字符號(hào)當(dāng)前173頁,總共374頁。
2.雙金屬片式熱繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理
按照動(dòng)作方式分類,熱繼電器可分為雙金屬片式、熱敏電阻式和易融合金屬式,其中,雙金屬片式熱繼電器最為常見。按照極數(shù)分類,熱繼電器可分為單極、雙極和三極,其中,三極最為常見。當(dāng)前174頁,總共374頁。
按照復(fù)位方式分類,熱繼電器可分為自動(dòng)復(fù)位式和手動(dòng)復(fù)位式。按照受熱方式分類,熱繼電器可分為直接加熱式、復(fù)合加熱式、間接加熱式和電流電感加熱式(主要是大容量以及重載啟動(dòng)的熱繼電器)4種。當(dāng)前175頁,總共374頁。
如圖2-30所示,其熱元件由發(fā)熱電阻絲構(gòu)成(這種熱繼電器是間接加熱方式),雙金屬片由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬碾壓而成,當(dāng)雙金屬片受熱時(shí),會(huì)出現(xiàn)彎曲變形,推動(dòng)導(dǎo)板,進(jìn)而使常閉觸頭斷開,起到保護(hù)作用。當(dāng)前176頁,總共374頁。
圖2-30熱繼電器原理示意圖1—熱元件2—雙金屬片3—導(dǎo)板4—觸頭系統(tǒng)當(dāng)前177頁,總共374頁。
在使用時(shí),把熱元件串接于電動(dòng)機(jī)的主電路中,而常閉觸頭串接于電動(dòng)機(jī)啟停接觸器的線圈的回路中。當(dāng)前178頁,總共374頁。
3.熱繼電器的選用(1)原則上,熱繼電器的額定電流應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電流選擇。當(dāng)前179頁,總共374頁。
(2)在不頻繁啟動(dòng)場合,要保證熱繼電器在電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過程中不產(chǎn)生誤動(dòng)作。通常,當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流為其額定電流的6倍,以及啟動(dòng)時(shí)間不超過6s時(shí),若很少連續(xù)啟動(dòng),就可按電動(dòng)機(jī)的額定電流選取熱繼電器。當(dāng)前180頁,總共374頁。
(3)當(dāng)電動(dòng)機(jī)用于重復(fù)的短時(shí)工作時(shí),首先注意確定熱繼電器的允許操作頻率。當(dāng)前181頁,總共374頁。
(4)對(duì)于工作時(shí)間很短、間歇時(shí)間較長的電動(dòng)機(jī)(如搖臂的鉆床電動(dòng)機(jī)、某些機(jī)床的快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī))和雖然長時(shí)間工作,但過載可能性很小的電動(dòng)機(jī)(如排風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī))可以不設(shè)計(jì)過載保護(hù)。當(dāng)前182頁,總共374頁。
(5)雙金屬片式熱繼電器一般用于輕載、不頻繁啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。當(dāng)前183頁,總共374頁。
4.注意事項(xiàng)(1)熱繼電器只對(duì)長期過載或短時(shí)嚴(yán)重過載起保護(hù)作用,對(duì)瞬時(shí)過載和短路不起保護(hù)作用。當(dāng)前184頁,總共374頁。
(2)JRl、JR2、JR0和JRl5系列的熱繼電器均為兩相結(jié)構(gòu),是雙熱元件的熱繼電器,可以用做三相異步電動(dòng)機(jī)的均衡過載保護(hù)和星形連接定子繞組的三相異步電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù),但不能用做定子繞組為三角形連接的三相異步電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)。當(dāng)前185頁,總共374頁。
(3)熱繼電器在出廠時(shí),其觸頭一般為手動(dòng)復(fù)位,若需自動(dòng)復(fù)位,可將復(fù)位調(diào)整螺釘順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),用手撥動(dòng)幾次,若動(dòng)觸頭沒有處在斷開位置,可將螺釘緊固。當(dāng)前186頁,總共374頁。
(4)為了使熱繼電器的整定電流和負(fù)載工作電流相符,可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕,將其對(duì)準(zhǔn)刻度定位標(biāo)識(shí),若整定值在兩者之間,可按照比例在實(shí)際使用時(shí)適當(dāng)調(diào)整。當(dāng)前187頁,總共374頁。
【例2-11】有一個(gè)型號(hào)為JR36-20的熱繼電器,共有5對(duì)接線端子:1/L1和2/T1,3/L2和4/T2,5/L3和6/T3,這3對(duì)接線端子比較粗大;95和96,97和98,這兩對(duì)接線端子比較細(xì)小,有如圖2-32所示的接線圖,應(yīng)該如何接線?當(dāng)前188頁,總共374頁。
圖2-32熱繼電器接線圖當(dāng)前189頁,總共374頁。
【解】1/L1和2/T1,3/L2和4/T2,5/L3和6/T3接線端子都比較粗大,說明用在主回路中,其中,1/L1、3/L2、5/L3是輸入端,2/T1、4/T2、6/T3是輸出端。當(dāng)前190頁,總共374頁。
95和96,97和98,這兩對(duì)比較細(xì)小,說明是輔助觸頭,用在控制回路中,97和98是常開觸頭的接線端子,95和96是常閉觸頭的接線端子。注意:繼電器接觸器控制系統(tǒng)多用常閉觸頭,而PLC控制的系統(tǒng)多用常開觸頭。當(dāng)前191頁,總共374頁。
【例2-12】CA6140A車床的主電動(dòng)機(jī)的額定電壓為380V,額定功率為7.5kW,請(qǐng)選用合適的熱過載繼電器。當(dāng)前192頁,總共374頁。
【解】電路中的額定電流為??蛇x3UA(JRS2)12.5/Z12.5-20A熱繼電器,再將熱繼電器的熱元件的整定電流數(shù)值整定到15.4A即可。當(dāng)前193頁,總共374頁。
2.3.4速度繼電器 速度繼電器是當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值時(shí)動(dòng)作的繼電器。它常用于電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的控制電路中,當(dāng)反接制動(dòng)的轉(zhuǎn)速下降到接近零時(shí),它自動(dòng)切斷電源,所以又稱為反接制動(dòng)繼電器。當(dāng)前194頁,總共374頁。
1.速度繼電器的功能 速度繼電器是按照預(yù)定速度快慢而動(dòng)作的繼電器,主要應(yīng)用在電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路中。當(dāng)前195頁,總共374頁。
2.速度繼電器的結(jié)構(gòu)與工作原理 感應(yīng)式速度繼電器(SpeedRelay)主要由定子、轉(zhuǎn)子和觸頭系統(tǒng)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)籠型空心圓環(huán),由硅鋼片沖壓而成,并裝有籠型繞組。速度繼電器原理圖如圖2-33所示,速度繼電器的圖形與文字符號(hào)如圖2-34所示。當(dāng)前196頁,總共374頁。
圖2-33速度繼電器原理圖1—電動(dòng)機(jī)軸2—轉(zhuǎn)子3—定子4—繞組5—擺錘6—靜觸頭7—?jiǎng)佑|頭8—簧片當(dāng)前197頁,總共374頁。
圖2-34速度繼電器的圖形與文字符號(hào)當(dāng)前198頁,總共374頁。
感應(yīng)式速度繼電器的工作原理是電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)觸頭的動(dòng)作當(dāng)前199頁,總共374頁。
3.速度繼電器的選型當(dāng)前200頁,總共374頁。
2.3.5固態(tài)繼電器
1.固態(tài)繼電器簡介 固態(tài)繼電器(SolidStateRelay,SSR),由于它是半導(dǎo)體材料制成的,故又稱半導(dǎo)體繼電器。當(dāng)前201頁,總共374頁。
圖2-35固態(tài)繼電器當(dāng)前202頁,總共374頁。
圖2-36固態(tài)繼電器的圖形及文字符號(hào)當(dāng)前203頁,總共374頁。
2.固態(tài)繼電器的分類和工作原理 單相固態(tài)繼電器是具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端的一種四端器件,按輸出端負(fù)載電源類型可分為直流型和交流型兩類當(dāng)前204頁,總共374頁。
圖2-37固態(tài)繼電器原理圖當(dāng)前205頁,總共374頁。
3.固態(tài)繼電器的選用 固態(tài)繼電器的選擇比較簡單,主要根據(jù)負(fù)載的額定工作電流和額定工作電壓來選取。當(dāng)前206頁,總共374頁。
4.固態(tài)繼電器的接線方法 圖2-38中用3只固態(tài)繼電器控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī),顯然,圖2-38(a)中3只固態(tài)繼電器的輸入端是串聯(lián)的,只要保證輸入端的電壓高于9V即可,為了保險(xiǎn)起見,輸入端可用24V電源(這個(gè)電壓值也是控制系統(tǒng)中最常用的值之一)。當(dāng)前207頁,總共374頁。
當(dāng)然,輸入端也可以采用并聯(lián)的方法,但輸入端的串聯(lián)接法要優(yōu)于輸入端的并聯(lián)接法。當(dāng)前208頁,總共374頁。
圖2-38用固態(tài)繼電器控制三相異步電動(dòng)機(jī)當(dāng)前209頁,總共374頁。
5.注意事項(xiàng)(1)固態(tài)繼電器的輸入端要求有從幾毫安至20mA的驅(qū)動(dòng)電流,最小工作電壓為3V。當(dāng)前210頁,總共374頁。
(2)使用固態(tài)繼電器時(shí),必須考慮散熱,通常使用散熱片散熱,為了增強(qiáng)散熱效果,安裝固態(tài)繼電器時(shí),散熱片和固態(tài)繼電器之間最好涂上導(dǎo)熱膏。當(dāng)前211頁,總共374頁。
(3)對(duì)于容性或電阻負(fù)載,應(yīng)限制其開通瞬間的浪涌電流值(一般為負(fù)載電流的7倍),對(duì)于電感性負(fù)載,應(yīng)限制其瞬時(shí)峰值電壓,以防止損壞固態(tài)繼電器。具體使用時(shí),可參照產(chǎn)品樣本或有關(guān)手冊(cè)。當(dāng)前212頁,總共374頁。
(4)有的工程技術(shù)人員在設(shè)計(jì)如圖2-38所示的電路時(shí),只用兩個(gè)單相固態(tài)繼電器,而把電源的第三相與電動(dòng)機(jī)直接相連,這種設(shè)計(jì)方案也是可行的,請(qǐng)讀者思考其優(yōu)缺點(diǎn)。當(dāng)前213頁,總共374頁。
2.3.6其他繼電器
1.干簧繼電器 干簧繼電器(ReedSwitches)是利用磁場作用來驅(qū)動(dòng)繼電器觸頭動(dòng)作的。其工作原理如下:當(dāng)前214頁,總共374頁。
圖2-39干簧繼電器原理圖(線圈)當(dāng)前215頁,總共374頁。
圖2-40干簧繼電器原理圖(永久磁鐵)當(dāng)前216頁,總共374頁。
【例2-13】干簧繼電器在汽缸上的應(yīng)用,如圖2-41所示。當(dāng)前217頁,總共374頁。
圖2-41干簧繼電器在汽缸上的應(yīng)用當(dāng)前218頁,總共374頁。
汽缸的活塞上有環(huán)形磁鐵,當(dāng)活塞在左位時(shí),活塞上的磁鐵使汽缸左邊的干簧繼電器的觸頭吸合,同時(shí)左邊的干簧繼電器上的指示燈亮,表明左邊的干簧繼電器的觸頭處于閉合狀態(tài),右邊的干簧繼電器的觸頭處于斷開狀態(tài)。當(dāng)前219頁,總共374頁。
同理,當(dāng)活塞在右邊時(shí),活塞上的磁鐵使汽缸右邊的干簧繼電器的觸頭吸合,同時(shí)右邊的干簧繼電器上的指示燈亮,表明右邊的干簧繼電器的觸頭處于閉合狀態(tài),左邊的干簧繼電器的觸頭處于斷開狀態(tài)。當(dāng)前220頁,總共374頁。
2.溫度繼電器 溫度繼電器(TemperatureSensitiveRelay)是當(dāng)溫度達(dá)到規(guī)定值時(shí)動(dòng)作的繼電器,是一種對(duì)于溫度變化非常敏感的熱過載保護(hù)元件。溫度繼電器大體分為兩種,一種是熱敏電阻式溫度繼電器,另一種是雙金屬片式溫度繼電器。當(dāng)前221頁,總共374頁。
溫度繼電器和熱繼電器一樣,主要是用來對(duì)電動(dòng)機(jī),特別是大、中容量異步電動(dòng)機(jī)實(shí)行過載保護(hù)。當(dāng)前222頁,總共374頁。
在使用中一般將它埋設(shè)在電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱部位(如定子槽中或繞組端部),無論是電機(jī)本身出現(xiàn)的溫度升高,還是其他原因引起的溫度升高,溫度繼電器都可以起到保護(hù)作用,所以溫度繼電器直接反映該處的發(fā)熱情況,并在溫度達(dá)到設(shè)置值時(shí)動(dòng)作,具有“全熱保護(hù)”作用。當(dāng)前223頁,總共374頁。2.4熔斷器 熔斷器(Fuse)的定義為:當(dāng)電流超過規(guī)定值足夠長時(shí)間后,通過熔斷一個(gè)或幾個(gè)特殊設(shè)計(jì)的和相應(yīng)的部件,斷開其所接入的電路,并分?jǐn)嚯娏鞯碾娖鳌H蹟嗥靼ńM成完整電器的所有部件。當(dāng)前224頁,總共374頁。
圖2-42RT23熔斷器當(dāng)前225頁,總共374頁。
圖2-43熔斷器的圖形和文字符號(hào)當(dāng)前226頁,總共374頁。
熔斷器結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,價(jià)格低廉,廣泛用于低壓配電系統(tǒng)中,主要用于短路保護(hù),也常作為電氣設(shè)備的過載保護(hù)元件。當(dāng)前227頁,總共374頁。
1.熔斷器的種類(1)瓷插式熔斷器(2)螺旋式熔斷器(3)封閉式熔斷器(4)快速熔斷器(5)自復(fù)熔斷器當(dāng)前228頁,總共374頁。
2.熔斷器的技術(shù)參數(shù)(1)額定電壓 額定電壓指熔斷器長期工作時(shí)和分?jǐn)嗪竽軌虺惺艿碾妷?,其?shù)值一般等于或大于電氣設(shè)備的額定電壓。當(dāng)前229頁,總共374頁。
(2)額定電流 額定電流指熔斷器長期工作時(shí),設(shè)備部件溫升不超過規(guī)定值時(shí)所能承受的電流。(3)極限分?jǐn)嗄芰Ξ?dāng)前230頁,總共374頁。
3.熔斷器的選用 選擇熔斷器主要是選擇熔斷器的類型、額定電壓、額定電流及熔體的額定電流。熔斷器的額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。熔斷器的額定電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流。當(dāng)前231頁,總共374頁。
①用于保護(hù)照明或電熱設(shè)備的熔斷器。因?yàn)樨?fù)載電流比較穩(wěn)定,所以熔體的額定電流應(yīng)等于或稍大于負(fù)載的額定電流,即Ire≥Ie。式中。Ire為熔體的額定電流;Ie為負(fù)載的額定電流。當(dāng)前232頁,總共374頁。
②用于保護(hù)單臺(tái)長期工作電動(dòng)機(jī)(即供電支線)的熔斷器,考慮電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)不應(yīng)熔斷,即Ire≥(1.5~2.5)Ie。式中,Ire為熔體的額定電流,Ie為電動(dòng)機(jī)的額定電流,輕載啟動(dòng)或啟動(dòng)時(shí)間比較短時(shí),系數(shù)可以取1.5,當(dāng)帶重載啟動(dòng)時(shí)間比較長時(shí),系數(shù)可以取2.5。當(dāng)前233頁,總共374頁。
③用于保護(hù)頻繁啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)(即供電支線)的熔斷器,考慮頻繁啟動(dòng)時(shí)發(fā)熱,熔斷器也不應(yīng)熔斷,即Ire≥(3~3.5)Ie。式中,Ire為熔體的額定電流,Ie為電動(dòng)機(jī)的額定電流。當(dāng)前234頁,總共374頁。
④用于保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)(即供電干線)的熔斷器,在出現(xiàn)尖峰電流時(shí)也不應(yīng)熔斷。通常,將其中功率最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng),而其余電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的電流作為其尖峰電流,為此,熔體的額定電流應(yīng)滿足Ire≥(1.5~2.5)Iemax+∑Ie。式中,Ire為熔體的額定電流,Iemax為多臺(tái)電動(dòng)機(jī)中功率最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流,∑Ie為其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和。當(dāng)前235頁,總共374頁。
⑤為防止發(fā)生越級(jí)熔斷,上、下級(jí)(即供電干、支線)熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合,為此,應(yīng)使上一級(jí)(供電干線)熔斷器的熔斷額定電流比下一級(jí)(供電支線)大1~2個(gè)級(jí)差。當(dāng)前236頁,總共374頁。
4.選擇熔斷器的注意事項(xiàng)。 ①熔斷器額定電流和熔體額定電流是不同的概念。當(dāng)前237頁,總共374頁。
②熔斷器的安裝位置及相互間的距離應(yīng)便于更換熔體。在安裝螺旋式熔斷器時(shí),必須注意將電源接到瓷底座的下線端,以保證安全。當(dāng)前238頁,總共374頁。
③熔芯的指示器應(yīng)裝在便于觀察的一側(cè)。在運(yùn)行中應(yīng)經(jīng)常檢查熔斷器的指示器,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)電路單相運(yùn)行情況。若發(fā)現(xiàn)瓷底座有瀝青類物質(zhì)流出,說明熔斷器接觸不良,溫升過高,應(yīng)及時(shí)處理。當(dāng)前239頁,總共374頁。
【例2-15】CA6140A車床的快速電動(dòng)機(jī)的功率為275W,請(qǐng)選用合適的熔斷器?!窘狻吭陔娐分械念~定電流為
當(dāng)前240頁,總共374頁。
因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)經(jīng)常啟動(dòng),而且無反轉(zhuǎn)和反接制動(dòng),熔體額定電流為,取熔體的額定電流為4A。當(dāng)前241頁,總共374頁。
又因?yàn)槿蹟嗥鞯念~定電流必須大于或等于熔體的額定電流,可選取熔斷器的額定電流為16A,確定熔斷器的型號(hào)為RT23-16/4。當(dāng)前242頁,總共374頁。2.5主令電器
在控制系統(tǒng)中,主令電器用做閉合或斷開控制電路,以發(fā)出指令或作為程序控制的開關(guān)電器。它一般用于控制接觸器、繼電器或其他電氣線路,從而使電路接通或者分?jǐn)?,來?shí)現(xiàn)對(duì)電力傳輸系統(tǒng)或者生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。當(dāng)前243頁,總共374頁。
2.5.1控制按鈕 控制按鈕又稱按鈕(Push-button),是具有手動(dòng)操作的操動(dòng)器,并具有儲(chǔ)能(彈簧)復(fù)位的控制開關(guān)。它是一種短時(shí)間接通或者斷開小電流電路的手動(dòng)控制器。當(dāng)前244頁,總共374頁。
1.按鈕的功能 按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用廣泛的手動(dòng)主令電器,一般用于發(fā)出啟動(dòng)或停止指令,它可以與接觸器或繼電器配合,對(duì)電動(dòng)機(jī)等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的自動(dòng)控制,用于實(shí)現(xiàn)控制線路的電氣聯(lián)鎖。按鈕的圖形及文字符號(hào)如圖2-49所示。當(dāng)前245頁,總共374頁。
圖2-49按鈕的圖形及文字符號(hào)當(dāng)前246頁,總共374頁。
在電氣控制線路中,常開按鈕常用來啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),也稱啟動(dòng)按鈕;常閉按鈕常用于控制電動(dòng)機(jī)停車,也稱停車按鈕;復(fù)合按鈕用于聯(lián)鎖控制電路中。當(dāng)前247頁,總共374頁。
2.按鈕的結(jié)構(gòu)和工作原理 如圖2-50所示,控制按鈕由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭、外殼等組成,通常做成復(fù)合式,即具有常閉觸頭和常開觸頭,原來就接通的觸頭稱為常閉觸頭(也稱為動(dòng)斷觸頭),原來就斷開的觸頭稱為常開觸頭(也稱為動(dòng)合觸頭)。當(dāng)前248頁,總共374頁。
圖2-50按鈕原理圖當(dāng)前249頁,總共374頁。
當(dāng)按下按鈕時(shí),先斷開常閉觸頭,后接通常開觸頭;當(dāng)按鈕釋放后,在復(fù)位彈簧的作用下,按鈕觸頭自動(dòng)復(fù)位的先后順序相反。通常,在無特殊說明的情況下,有觸頭電器的觸頭動(dòng)作順序均為“先斷后合”。按鈕的外形如圖2-51所示。當(dāng)前250頁,總共374頁。
圖2-51按鈕當(dāng)前251頁,總共374頁。
4.按鈕的選用 選擇按鈕的主要依據(jù)是使用場所、所需要的觸頭數(shù)量、種類及顏色。當(dāng)前252頁,總共374頁。
控制按鈕在結(jié)構(gòu)上有按鈕式、緊急式、鑰匙式、旋鈕式和保護(hù)式5種。當(dāng)前253頁,總共374頁。
急停按鈕裝有蘑菇形的鈕帽,便于緊急操作;旋鈕式按鈕常用于“手動(dòng)/自動(dòng)模式”轉(zhuǎn)換;指示燈按鈕則將按鈕和指示燈組合在一起,用于同時(shí)需要按鈕和指示燈的情況,可節(jié)約安裝空間;鑰匙式按鈕用于重要的不常動(dòng)作的場合。當(dāng)前254頁,總共374頁。
若將按鈕的觸頭封閉于防爆裝置中,還可構(gòu)成防爆型按鈕,適用于有爆炸危險(xiǎn)、有輕微腐蝕性氣體或有蒸汽的環(huán)境,以及雨、雪和滴水的場合。因此,在礦山及化工部門廣泛使用防爆型控制按鈕。當(dāng)前255頁,總共374頁。
由于用顏色區(qū)分按鈕的功能致使控制柜上的按鈕顏色過于繁復(fù),因此近年來又流行趨于不用顏色區(qū)分按鈕的功能,而是直接在按鈕下用標(biāo)牌標(biāo)注按鈕的功能,不過“急?!卑粹o必須選用紅色。按鈕的顏色代碼及其含義見表2-16。當(dāng)前256頁,總共374頁。
當(dāng)前257頁,總共374頁。
按鈕的尺寸系列有12mm、16mm、22mm、25mm和30mm等,其中,22mm尺寸較常用。當(dāng)前258頁,總共374頁。
5.應(yīng)用注意事項(xiàng)(1)注意按鈕顏色的含義。(2)在接線時(shí),注意分辨常開觸頭和常閉觸頭。常開觸頭和常閉觸頭的區(qū)分可以采用肉眼觀看方法,若不能確定,可用萬用表歐姆擋測量。當(dāng)前259頁,總共374頁。
【例2-16】CA6140A車床上有主軸啟動(dòng)、急停按鈕,請(qǐng)選擇合適的按鈕型號(hào)。當(dāng)前260頁,總共374頁。
【解】主軸急停按鈕可選擇紅色的急停按鈕,并且只需要一對(duì)常閉觸頭,因此選用LAY3-01M。主軸啟動(dòng)按鈕可選用綠色的按鈕,需要一對(duì)常開觸頭,因此選用LAY3-10。當(dāng)前261頁,總共374頁。
2.5.2行程開關(guān) 在生產(chǎn)機(jī)械中,常需要控制某些運(yùn)動(dòng)部件的行程,或運(yùn)動(dòng)一定的行程停止,或者在一定的行程內(nèi)自動(dòng)往復(fù)返回,這種控制機(jī)械行程的方式稱為“行程控制”。當(dāng)前262頁,總共374頁。
行程開關(guān)(TravelSwitches)又稱限位開關(guān)(LimitSwitches),用以反應(yīng)工作機(jī)械的行程,發(fā)出命令以控制其運(yùn)動(dòng)方向或行程大小的開關(guān)。它是實(shí)現(xiàn)行程控制的小電流(5A以下)的主令電器。當(dāng)前263頁,總共374頁。
圖2-53行程開關(guān)當(dāng)前264頁,總共374頁。
圖2-54微動(dòng)式行程開關(guān)當(dāng)前265頁,總共374頁。
圖2-55行程開關(guān)的圖形及文字符號(hào)當(dāng)前266頁,總共374頁。
1.行程開關(guān)的功能 行程開關(guān)用于控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件行程及限位保護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn)中,將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置,當(dāng)安裝在生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的擋塊撞擊行程開關(guān)時(shí),行程開關(guān)的觸頭動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)電路的切換。當(dāng)前267頁,總共374頁。
2.行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)和工作原理 行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動(dòng)式、滾輪式、微動(dòng)式和組合式。當(dāng)前268頁,總共374頁。
當(dāng)行程開關(guān)沒有受壓時(shí),如圖2-57(a)所示,常閉觸頭的接線端子2和共接線端子1之間接通,而常開觸頭的接線端子4和共接線端子1之間處于斷開狀態(tài);當(dāng)行程開關(guān)受壓時(shí),如圖2-57(b)所示。當(dāng)前269頁,總共374頁。
圖2-57行程開關(guān)的原理圖當(dāng)前270頁,總共374頁。
在拉桿和彈簧的作用下,常閉觸頭分?jǐn)?,接線端子2和共接線端子1之間斷開,而常開觸頭接通,接線端子4和共接線端子1接通。行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)和外形多種多樣,但工作原理基本相同。當(dāng)前271頁,總共374頁。
3.應(yīng)用注意事項(xiàng) 在接線時(shí),注意分辨常開觸頭和常閉觸頭。當(dāng)前272頁,總共374頁。
【例2-17】CA6140A車床上有一個(gè)皮帶罩,當(dāng)皮帶罩取下時(shí),車床的控制系統(tǒng)斷電,起保護(hù)作用,請(qǐng)選擇一個(gè)行程開關(guān)。當(dāng)前273頁,總共374頁。
【解】可供選擇的行程開關(guān)很多,由于起限位作用,通常只需要一對(duì)常閉觸頭,因此選擇LXK3-11K行程開關(guān)。當(dāng)前274頁,總共374頁。
2.5.3接近開關(guān) 接近式位置開關(guān)是與(機(jī)器的)運(yùn)動(dòng)部件無機(jī)械接觸而能操作的位置開關(guān)。當(dāng)前275頁,總共374頁。
當(dāng)運(yùn)動(dòng)的物體靠近開關(guān)到一定位置時(shí),開關(guān)發(fā)出信號(hào),達(dá)到行程控制及計(jì)數(shù)自動(dòng)控制的開關(guān)。也就是說,它是一種非接觸式無觸頭的位置開關(guān),是一種開關(guān)型的傳感器,簡稱接近開關(guān)(ProximitySensors),又稱接近傳感器。當(dāng)前276頁,總共374頁。
圖2-58接近開關(guān)當(dāng)前277頁,總共374頁。
圖2-59接近開關(guān)的圖形及文字符號(hào)當(dāng)前278頁,總共374頁。
1.接近開關(guān)的功能 當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件與接近開關(guān)的感應(yīng)頭接近時(shí),就使其輸出一個(gè)電信號(hào)。接近開關(guān)在電路中的作用與行程開關(guān)相同,都是位置開關(guān),起限位作用,但兩者是有區(qū)別的:行程開關(guān)有觸頭,是接觸式的位置開關(guān);而接近開關(guān)是無觸頭的,是非接觸式的位置開關(guān)。當(dāng)前279頁,總共374頁。
2.接近開關(guān)的分類和工作原理 按照工作原理區(qū)分,接近開關(guān)分為電感式、電容式、光電式和磁感式等形式。另外,根據(jù)應(yīng)用電路電流的類型分為交流型和直流型。當(dāng)前280頁,總共374頁。
3.接近開關(guān)的選型 ①接近開關(guān)類型的選擇。檢測金屬時(shí)優(yōu)先選用感應(yīng)式接近開關(guān),檢測非金屬時(shí)選用電容式接近開關(guān),檢測磁信號(hào)時(shí)選用磁感式接近開關(guān)。當(dāng)前281頁,總共374頁。
②外觀的選擇。根據(jù)實(shí)際情況選用,但圓柱螺紋形狀的最為常見。當(dāng)前282頁,總共374頁。
③檢測距離(SensingRange)的選擇。根據(jù)需要選用,但注意同一接近開關(guān)檢測距離并非恒定,接近開關(guān)的檢測距離與被檢測物體的材料、尺寸以及物體的移動(dòng)方向有關(guān)。當(dāng)前283頁,總共374頁。
表2-18列出了目標(biāo)物體材料對(duì)于檢測距離的影響。不難發(fā)現(xiàn),感應(yīng)式接近開關(guān)對(duì)于有色金屬的檢測明顯不如檢測鋼和鑄鐵。常用的金屬材料不影響電容式接近開關(guān)的檢測距離。當(dāng)前284頁,總共374頁。
當(dāng)前285頁,總共374頁。
當(dāng)前286頁,總共374頁。
目標(biāo)的尺寸同樣對(duì)檢測距離有影響。滿足以下一個(gè)條件時(shí),檢測距離不受影響。當(dāng)前287頁,總共374頁。
當(dāng)檢測距離的3倍大于接近開關(guān)感應(yīng)頭的直徑,而且目標(biāo)物體的尺寸大于或等于3倍的檢測距離×3倍的檢測距離(長×寬)。當(dāng)前288頁,總共374頁。
當(dāng)檢測距離的3倍小于接近開關(guān)感應(yīng)頭的直徑,而且目標(biāo)物體的尺寸大于或等于檢測距離×檢測距離(長×寬)。當(dāng)前289頁,總共374頁。
如果目標(biāo)物體的面積達(dá)不到推薦數(shù)值時(shí),接近開關(guān)的有效檢測距離將按照表2-19推薦的數(shù)值減少。當(dāng)前290頁,總共374頁。
當(dāng)前291頁,總共374頁。
④信號(hào)的輸出選擇。交流接近開關(guān)輸出交流信號(hào),而直流接近開關(guān)輸出直流信號(hào)。注意,負(fù)載的電流一定要小于接近開關(guān)的輸出電流,否則應(yīng)添加轉(zhuǎn)換電路解決。接近開關(guān)的信號(hào)輸出能力見表2-20。當(dāng)前292頁,總共374頁。
當(dāng)前293頁,總共374頁。
⑤觸頭數(shù)量的選擇。接近開關(guān)有常開觸頭和常閉觸頭。可根據(jù)具體情況選用。當(dāng)前294頁,總共374頁。
⑥開關(guān)頻率的確定。開關(guān)頻率是指接近開關(guān)每秒從“開”到“關(guān)”轉(zhuǎn)換的次數(shù)。直流接近開關(guān)可達(dá)200Hz;而交流接近開關(guān)要小一些,只能達(dá)到25Hz。當(dāng)前295頁,總共374頁。
⑦額定電壓的選擇。對(duì)于交流型的接近開關(guān),優(yōu)先選用220VAC和36VAC,而對(duì)于直流型的接近開關(guān),優(yōu)先選用12VDC和24VDC。當(dāng)前296頁,總共374頁。
4.應(yīng)用接近開關(guān)的注意事項(xiàng)(1)單個(gè)NPN型和PNP型接近開關(guān)的接線 在直流電路中使用的接近開關(guān)有二線式(2根導(dǎo)線)、三線式(3根導(dǎo)線)和四線式(4根導(dǎo)線)等多種,二線、三線、四線式接近開關(guān)都有NPN型和PNP型兩種。當(dāng)前297頁,總共374頁。
通常日本和美國多使用NPN型接近開關(guān),歐洲多使用PNP型接近開關(guān),而我國則二者都有應(yīng)用。當(dāng)前298頁,總共374頁。
NPN型和PNP型接近開關(guān)的接線方法不同,正確使用接近開關(guān)的關(guān)鍵就是正確接線,這一點(diǎn)至關(guān)重要。當(dāng)前299頁,總共374頁。
接近開關(guān)的導(dǎo)線有多種顏色,一般地,BN表示棕色的導(dǎo)線,BU表示藍(lán)色的導(dǎo)線,BK表示黑色的導(dǎo)線,WH表示白色的導(dǎo)線,GR表示灰色的導(dǎo)線,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn),各顏色導(dǎo)線的作用按照表2-21定義。當(dāng)前300頁,總共374頁。
對(duì)于二線式NPN型接近開關(guān),棕色線與負(fù)載相連,藍(lán)色線與零電位點(diǎn)相連;對(duì)于二線式PNP型接近開關(guān),棕色線與高電位相連,負(fù)載的一端與接近開關(guān)的藍(lán)色線相連,而負(fù)載的另一端與零電位點(diǎn)相連。當(dāng)前301頁,總共374頁。
圖2-61和圖2-62所示分別為二線式NPN型接近開關(guān)接線圖和二線式PNP型接近開關(guān)接線圖。當(dāng)前302頁,總共374頁。
圖2-61二線式NPN型接近開關(guān)接線圖當(dāng)前303頁,總共374頁。
圖2-62二線式PNP型接近開關(guān)接線圖當(dāng)前304頁,總共374頁。
表2-21中的“NO”表示常開、輸出,而“NC”表示常閉、輸出。當(dāng)前305頁,總共374頁。
當(dāng)前306頁,總共374頁。
對(duì)于三線式NPN型接近開關(guān),棕色的導(dǎo)線與一端負(fù)載,同時(shí)與電源正極相連;黑色的導(dǎo)線是信號(hào)線,與負(fù)載的另一端相連;藍(lán)色的導(dǎo)線與電源負(fù)極相連。當(dāng)前307頁,總共374頁。
對(duì)于三線式PNP型接近開關(guān),棕色的導(dǎo)線與電源正極相連;黑色的導(dǎo)線是信號(hào)線,與負(fù)載的一端相連;藍(lán)色的導(dǎo)線與負(fù)載的另一端及電源負(fù)極相連,如圖2-63和圖2-64所示。當(dāng)前308頁,總共374頁。
圖2-63三線式NPN型接近開關(guān)接線圖當(dāng)前309頁,總共374頁。
圖2-64三線式PNP型接近開關(guān)接線圖當(dāng)前310頁,總共374頁。
四線式接近開關(guān)的接線方法與三線式接近開關(guān)類似,只不過,四線式接近開關(guān)多了一對(duì)觸頭而已,其接線圖如圖2-65和圖2-66所示。當(dāng)前311頁,總共374頁。
圖2-65四線式NPN型接近開關(guān)接線圖當(dāng)前312頁,總共374頁。
圖2-66四線式PNP型接近開關(guān)接線圖當(dāng)前313頁,總共374頁。
(2)單個(gè)NPN型和PNP型接近開關(guān)的接線常識(shí) 初學(xué)者經(jīng)常不能正確區(qū)分NPN型和PNP型的接近開關(guān),其實(shí)只要記住一點(diǎn):PNP型接近開關(guān)是正極開關(guān),也就是信號(hào)從接近開關(guān)流向負(fù)載;而NPN型接近開關(guān)是負(fù)極開關(guān),也就是信號(hào)從負(fù)載流向接近開關(guān)。當(dāng)前314頁,總共374頁。
(3)接近開關(guān)的并聯(lián) 直流型接近開關(guān)允許并聯(lián)接法,但一般不推薦將交流型接近開關(guān)進(jìn)行并聯(lián)。接近開關(guān)并聯(lián)接線圖如圖2-67所示。二極管的作用是為了防止過載。當(dāng)剩余電流足夠小時(shí),可以最多并聯(lián)30個(gè)接近開關(guān)。當(dāng)前315頁,總共374頁。
圖2-67接近開關(guān)并聯(lián)接線圖當(dāng)前316頁,總共374頁。
(4)接近開關(guān)的串聯(lián) 接近開關(guān)串聯(lián)接線圖如圖2-68所示,接近開關(guān)的數(shù)量取決于串聯(lián)的接近開關(guān)的電壓降低數(shù),并與負(fù)載的要求電壓密切相關(guān)。注意,當(dāng)接近開關(guān)不適合或者不允許采用并聯(lián)或者串聯(lián)方式時(shí),可以采用其他的電路實(shí)現(xiàn)同樣的功能。當(dāng)前317頁,總共374頁。
圖2-68接近開關(guān)串聯(lián)接線圖當(dāng)前318頁,總共374頁。
【例2-18】在圖2-69中,有一只NPN型接近開關(guān)與指示燈相連,當(dāng)一個(gè)鐵塊靠近接近開關(guān)時(shí),回路中的電流會(huì)怎樣變化?當(dāng)前319頁,總共374頁。
圖2-69接近開關(guān)與指
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