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第三节 控制电器

一、时间继电器

时间继电器是控制线路中常用电器之一。它的种类很多,在交流电路中使用较多的有:空气阻尼式时间继电器、电子式时间继电器,时间继电器在电路中的符号如图2-25所示。

图2-25 时间继电器在电路中的符号

空气阻尼式时间继电器,有通电延时型和断电延时形两种,图2-26是通电延时型时间继电器,其动作过程是:线圈不通电时,线圈的衔铁释放压住动作杠杆,延时和瞬时接点不动作,当线圈得电吸合后,衔铁被吸合,衔铁上的压板首先将瞬时接点按下,触点动作发出瞬时信号,这是由于衔铁吸合动作杠杆不受压力,在助力弹簧作用下慢慢地动作(延时),动作到达最大位置杠杆上的压板按动延时接点,接点动作发出延时信号,直至线圈无电释放,动作结束。

图2-26 通电延时型时间继电器

图2-27是断电延时型时间继电器,特点是线圈是倒装的,其动作过程是:线圈得电吸合时,瞬时接点受衔铁上的压板动作,接点动作发出瞬时动作的信号,同时衔铁的尾部压下动作杠杆,延时接点复位,当线圈失电时,衔铁弹回,动作杠杆不再受压而在助力弹簧的作用下,开始动作,(延时)动作到达最大位置时,杠杆上的压板按动延时接点,接点动作发出延时信号。

图2-27 断电延时型时间继电器

电子式时间继电器如图2-28所示,它是通过电子线路控制电容器充放电的原理制成的。它的特点是体积小,延时范围宽,可达0.1~60s、1~60min。它具有体积小、重量轻、精度高、寿命长等优点。

图2-28 电子式时间继电器

二、信号灯(指示灯)

信号灯主要用于各种电气控制线路中作指示信号、预告信号、事故信号及其他指示信号之用。目前较常用的型号有XD、AD1、AD11系列等。信号灯的图形符号和文字代号如图2-29所示。

图2-29 信号灯的图形符号及文字代号

信号灯供电的电源可分为交流和直流,电压等级有6.3V、12V、24V、36V、48V、110V、127V、220V、380V多种。常用的信号灯如图2-30所示。

图2-30 常用的信号灯外形

电气装置中信号灯的颜色标志的使用规定如下。

①红色指示灯的含义是“危险和告急”。红色指示灯说明“有危险或必须立即采取行动”,“设备已经带电”。

应用举例:a.有触及带电或运动部件的危险;b.因保护器件动作而停机;c.温度已超过(安全)极限;d.润滑系统失压。

②黄色指示灯的含义是“注意”。黄色指示灯说明“情况有变化或即将发生变化”。

应用举例:a.温度(或压力)异常;b.仅能承受允许的短时过载。

③绿色指示灯的含义是“安全”。绿色指示灯说明“正常或允许进行”。

应用举例:a.机器准备启动;b.自动控制系统运行正常;c.冷却通风正常。

④蓝色指示灯的含义是“按需要指定用意”。蓝色指示灯说明“除红、黄、绿三色之外的任何指定用意”。

应用举例:a.遥控指示;b.选择开关在“设定”位置。

⑤白色指示灯的含义是“无特殊用意”。

三、中间继电器

中间继电器主要在电路中起信号传递与转换作用,用它可实现多路控制,并可将小功率的控制信号转换为大容量的触点动作。中间继电器触点多(一般四对接点),可以扩充其他电器的控制作用,中间继电器各部分的图形符号及文字符号如图2-31所示,中间继电器适用于交流50Hz、电压500V及以下及直流电压440V及以下的控制电路中,触点额定电流为5A。

图2-31 中间继电器各部分的图形符号及文字符号

选用中间继电器,主要依据控制电路的电压等级,同时还要考虑触点的数量、种类及容量应满控制线路的要求,中间继电器外形及其各接线端位置如图2-32所示。

图2-32 中间继电器外形及其各接线端位置

四、行程开关

行程开关是位置开关的主要种类。行程开关的图形符号和文字符号如图2-33所示,其作用与按钮相同,能将机械信号转换为电气信号,只是触点的动作不靠手动操作,而是用产生机械运动部件的碰撞使触点动作来实现接通和分断控制电路,其结构如图2-34所示,达到一定的控制目的。通常被用来限制机械运动的位置和行程,使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。使用时应根据机械与行程开关的传动与位移关系选择合适的操作头形式,如图2-34是常用行程开关和操作头。

图2-33 行程开关的图形符号和文字符号

图2-34 行程开关构造

五、温度继电器

当外界温度达到给定值时而动作的继电器实物如图2-35所示。它在电路图中的符号是KTP如图2-36所示。

图2-35 温度继电器

图2-36 温度控制接点图

温度继电器的构造,是将两种热膨胀系数相差悬殊的金属牢固地复合在一起形成蝶形双金属片,当温度升高到一定值,双金属片就会由于下层金属膨胀伸长大,上层金属膨胀伸长小而产生向上弯曲的力,弯曲到一定程度便能带动接点动作,实现接通或断开负载电路的功能;温度降低到一定值,双金属片逐渐恢复原状,恢复到一定程度便反向带动电触点,实现断开或接通负载电路的功能。

六、电接点温度计

电接点双金属温度计是利用温度变化时带动触点变化,当其与上下限接点接通或断开的同时,使电路中的继电器动作,从而自动控制及报警,实物如图2-37所示。

图2-37 电接点温度计

上接点的指针是温度上限,下接点的指针是温度下限,中间的黑色指针指示是实际温度的数值,同时也是控制接点的公共端,如图2-38的②,当温度达到上限时与上限接点接通如图2-38中的②、③通,当温度达到下限时,与下限接点接通,如图2-38中的②、①通,实际温度在上、下限之间时,公共端与上限、下限都断开,以达到温度控制的目的。

图2-38 电接点温度计接线

七、压力继电器

当气压、液压系统中压力达到预定值时,能使电接点动作的元件是压力继电器,符号如图2-39所示,压力继电器是利用气体或液体的压力来启动电气接点的压力电气转换元件。当系统压力达到压力继电器的调定值时,接点动作发出电信号,使电气元件(如电磁铁、电机、时间继电器、电磁离合器等)动作,迫使系统卸压、换向,或关闭电动机,使系统停止工作,起安全保护作用等。图2-40是压力继电器实物。

图2-39 压力继电器的符号

图2-40 压力继电器

压力继电器的工作原理如图2-41所示,当从继电器下端进口进入的液体或气体,压力达到调定压力值时,推动柱塞向上推进,使杠杆移动,并通过杠杆放大后推动微动开关动作。调整钮可以改变弹簧的压缩量,从而调节继电器的动作压力。

图2-41 压力继电器的构造

八、速度继电器

速度继电器是将机械的旋转信号转换为电信号的电气元件。速度继电器的转子与被控制电动机的转子相接,其辅助触点在一定转速情况下会动作,其动合触点闭合,动断触点断开,主要作用是对电动机实现反接制动的控制。在原理图中,速度继电器的图形符号和文字符号如图2-42所示。速度继电器的结构如图2-43所示。

图2-42 速度继电器的图形符号和文字符号

图2-43 速度继电器的结构

九、干簧继电器

干簧继电器主要由干式舌簧片与励磁线圈组成。干式舌簧片(触点)是密封的,由铁镍合金做成,接触良好,具有优良的导电性能。触点密封在充有氮气等惰性气体的玻璃管中,因而有效地防止了尘埃的污染,减少了触点的腐蚀,提高了工作可靠性。其结构如图2-44所示。

图2-44 干簧继电器结构

1—舌簧片;2—线圈;3—玻璃管;4—骨架

工作原理:如果把一块磁铁放到干簧管附近,如图2-45所示,或者在干簧管外面的线圈上通入电流,则两个簧片在磁场的作用下被磁化而相互吸引,使簧片接触,被控电路就会接通;把磁铁拿开或断开线圈的电流,由于磁场消失,簧片依靠自身的弹力分开,被控电路就会断开。可以套在干簧管的外面,利用线圈内磁场驱动干簧管。也可以放在干簧管的旁边,利用线圈磁场驱动干簧管。

图2-45 干簧管工作原理

十、固体继电器(SSR)

固态继电器是一种无触点通断电子开关,固体继电器的文字符号是SSR,固态继电器由三部分组成:输入电路、隔离(耦合)和输出电路。按输入电压的不同类别,输入电路可分为直流输入电路、交流输入电路和交直流输入电路三种,如图2-46所示是几种常用固体继电器,它利用电子元件(如开关三极管、双向晶闸管等半导体器件)的开关特性,可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的。固态继电器为四端有源器件,其中两个端子为输入控制端,另外两端为输出受控端。图2-47为固体继电器的图形符号,为实现输入与输出之间的电气隔离,器件中采用了高耐压的专业光电耦合器。当施加输入信号后,其主回路呈导通状态,无信号时呈阻断状态。整个器件无可动部件及触点,可实现相当于常用电磁继电器一样的功能,其封装形式也与传统电磁继电器基本相同。它问世于20世纪70年代,由于它的无触点工作特性,使其在许多领域的电控及计算机控制方面得到日益广泛的应用。

图2-46 固体继电器

图2-47 固体继电器的符号

输入控制电压为4~32V,输出电流为4~800A。 Vu6cdr5Dui4Xjk8ZezH2JR0vBanU2EASOU3jF+PiJatC6K5/OD8DZvTRSe0BO1wP

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