低压电器中间继电器,时间继电器,隔离开关祁斌新课件

低压电器
一、电器的基本知识
（一）电器的分类
电器是接通和断开电路或调节、控制和保护电路及电气设备用的电工器具。

完成由控制电器组成的自动控制系统，称为继电器—接触器控制系统，简称电器控制系统。

电器的用途广泛，功能多样，种类繁多，结构各异。

下面是几种常用的电器分类。

1．按工作电压等级分类
（1）高压电器用于交流电压1200V、直流电压1500V及以上电路中的电器。

例如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等。

（2）低压电器用于交流50Hz(或60Hz)，额定电压为1200V 以下；直流额定电压1500V及以下的电路中的电器。

例如接触器、继电器等。

2．按动作原理分类
1）手动电器用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。

2）自动电器借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。

3．按用途分类
（1）控制电器用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接
触器、继电器、电动机起动器等。

（2）主令电器用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、行程开关、万能转换开关等。

（3）保护电器用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器、各种保护继电器、避雷器等。

（4）执行电器指用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等。

（5）配电电器用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。

4．按工作原理分类
1）电磁式电器依据电磁感应原理来工作，如接触器、各种类型的电磁式继电器等。

2）非电量控制电器依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。

（二）电器的作用
低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动地改变电路的状态、参数，实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节。

低压电器的作用有：
（1）控制作用如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。

（2）保护作用能根据设备的特点，对设备、环境、以及人身实行自动保护，如电机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。

（3）测量作用利用仪表及与之相适应的电器，对设备，电网或其它非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温度、湿度等。

（4）调节作用低压电器可对一些电量和非电量进行调整，以满足用户的要求，如柴油机油门的调整、房间温湿度的调节、照度的自动调节等。

（5）指示作用利用低压电器的控制、保护等功能，检测出设备运行状况与电气电路工作情况，如绝缘监测、保护掉牌指示等。

（6）转换作用在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行，以实现功能切换，如励磁装置手动与自动的转换，供电的市电与自备电的切换等．
当然，低压电器作用远不止这些，随着科学技术的发展，新功能、新设备会不断出现，常用低压电器的主要种类和用途如表1-1所示。

表1-1 常见的低压电器的主要种类及用途
对低压配电电器要求是灭弧能力强、分断能力好，热稳定性能好、限流准确等。

对低压控制电器，则要求其动作可靠、操作频率高、寿命长并具有一定的负载能力。

2.刀开关和组合开关
刀开关属于配电类电器，因此它在电路中主要用于电源的隔离作用，即不直接带电切断或接通电路中被控制的对象（主要指电动机），只有当电动机容量很小，而且不是经常接通与断开时可用刀开关进行直接控制（例如机床上的冷却泵电动机）。

正是由于刀开关主要不用于直接切断负荷电流的这一工作特点，因此刀开关一般均用于直接进行操作，而且其不带灭弧装置或灭弧装置很简单。

所以我们在实际使用中必须注意：在断开较大负载的电源时，必须首先操作接触器（或低压断路器），只有在接触器主触点将电路断开后，才能拉动刀开关、切除电源，而不能在接触器主触点没有断开前，直接拉动刀开关去切断负载电流，此时较大的电弧不仅会烧蚀刀开关的触刀，而且对操作人员也会构成危害。

常用刀开关有胶壳刀开关（这是使用最多的一种刀开关）、铁壳开关和组合
开关，由于组合开关体积较小，安装和操作较方便，因而在机床电路中使用较多。

由于刀开关是直接用手进行操动的，因此必须十分注意操作人员饿人身安全。

3继电器
继电器是一种控制类电器，它根据外界输入信号（电信号或非电信号）来对被控设备的控制电路实现控制（接通或断开）再通过接触器的动作来对主电路实现控制。

继电器通常按反映的信号可分为：电流继电器、电压继电器、热继电器、速度继电器、压力继电器、中间继电器等。

时间继电器当继电器的感测机构接受到外界的信号后，要经过一定时间的延时以后，其触点才开始动作（一般的电器接受外界信号后，触点立即动作）的一种控制电器。

其延时的时间可按需要进行调整，从几秒到几小时，甚至几十小时均可。

时间继电器按其动作原理的不同可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式等多种
4.低压断路器
低压断路器是一种集刀开关、接触器、继电器等功能的一种综合型电器，它既可手动又可电动，既可直接接通或切断负载电流，而且又具有过载、短路、欠电压等保护功能，特别是近些年来，将漏电保护功能也扩展到低压断路器中，使低压断路器的使用范围越来越广，结构型式及种类也越来越多，目前除了在工、农业生产场所使用外，它已成为办公场所、民用建筑、住宅等领域的主型电器而被广泛采用。

低压断路器的种类繁多，常用的有框架式、塑料外壳式两大类；按用途又可分为配电用、照明用、电动机保护用、漏电保护用等多种。

在选用时，必须按实际用途选用相对应的断路器，以达到预期的效果，
不能随意使用，因为不同用途的断路器其各项的电气性能参数是不完全相同的。

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5.低压电器的选用原则
(1)安全原则使用安全可靠是对任何电器的基本要求,保证电路和用电设备的可靠运行是使生活,生产的正常进行的重要保证. (2)济济原则主要考虑电器的本身的经济价值和使用该电器产生的经济价值,要求:合理,适用.运行可靠,
(3)注意事项控制对象的分类与使用环境,确认相关技术数据
了解电器的正常工作条件,了解电器的主要技术性能. [1]使用低压电器时应注意哪些主要参数？
[解] 对大部分低压电器而言必须注意其额定工作电流,流过低压电器导电部分的电流不能超过其额定工作电流,例如流过刀开关、空气断路器、接触器主触点中的电流。

而流过按钮开关、接触器辅助触点中的电流一般则不允许超过5A。

另外是额定工作电压，通常是指主触点所控制的电路的额定电压。

对各种不同的低压电器往往还有某些特有的参数，例如加在接触器或空气阻尼式时间继电器线圈上的电压，应为线圈的额定电压，如超过此值，则使流过线圈中的电流超过线圈的额定发热电流而使线圈损坏。

对时间继电器必须注意其延时动作的时间；对热继电器必须注意其热元件与触点的整定电流；对熔断器必须注意其熔体的额定电流；对速度继电器必须注意其动作时的转速等。

[2] 断路器有哪些功能？断路器与刀开关有什么主要区别？
[解] 断路器除了可用来接通和切断主电路以外，它还有对被控设备实行过载保护、短路保护、欠电压和失压保护等功能。

它与刀开关的主要区别除上述保护功能齐全外，断路器可以手动也可以电动分合闸，而刀开关只能手动操作。

继电器的工作原理和特性
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

1、电磁继电器的工作原理和特性
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。

只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。

这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

2、热敏干簧继电器的工作原理和特性
热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。

它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。

热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。

恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。

3、固态继电器（SSR）的工作原理和特性
固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。

固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。

按开关型式可分为常开型和常闭型。

按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。

4．时间继电器
时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理实现触点延时接通或断开的自动控制电器，其种类很多，常用的有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等。

1）．直流电磁式时间继电器
在直流电磁式电压继电器的铁心上增加一个阻尼铜套，即可构成时间继电器，其结构示意图如图1-7所示。

它是利用电磁阻尼原理产生延时的，由电磁感应定律可知，在继电器线圈通断电过程中铜套内将感应电势，并流过感应电流，此电流产生的磁通总是反对原磁通变化。

电器通电时，由于衔铁处于释放位置，气隙大，磁阻大，磁通小，铜套阻尼作用相对也小，因此衔铁吸合时延时不显著(一般忽略不计)。

而当继电器断电时，磁通变化量大，铜套阻尼作用也大，使衔铁延时释放而起到延时作用。

因此，这种继电器仅用作断电延时。

这种时间继电器延时较短，JT3系列最长不超过5s，而且准确度较低，一般只用于要求不高的场合。

2）．空气式时间继电器
空气阻尼式时间继电器，是利用空气阻尼原理获得延时的。

它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成，电磁机构为直动式双E型，触点系统是借用LX5型微动开关，延时机构采用气囊式阻尼器。

空气阻尼式时间继电器，既具有由空气室中的气动机构带动的延时触点，也具有由电磁机构直接带动的瞬动触点，可以做成通电延时型，也可做成断电延时型。

电磁机构可以是直流的，也可以是交流的。

3）．半导体时间继电器
电子式时间继电器在时间继电器中已成为主流产品，电子式时间
继电器是采用晶体管或集成电路和电子元件等构成．目前已有采用单片机控制的时间继电器。

电子式时间继电器具有延时范围广、精度高、体积小、耐冲击和耐振动、调节方便及寿命长等优点，所以发展很快，应用广泛。

半导体时间继电器的输出形式有两种：有触点式和无触点式，前者是用晶体管驱动小型磁式继电器，后者是采用晶体管或晶闸管输出。

4）．单片机控制时间继电器
近年来随着微电子技术的发展，采用集成电路、功率电路和单片机等电子元件构成的新型时间继电器大量面市。

如DHC6多制式单片机控制时间继电器、J5S17、J3320、JSZl3等系列大规模集成电路数字时间继电器，J5145等系列电子式数显时间继电器．J5G1等系列固态时间继电器等。

DHC6多制式单片机控制时间继电器是为适应工业自动化控制水平越来越高的要求而生产的。

多种制式时间继电器可使用户根据需要选择最合适的制式，使用简便方法达到以往需要较复杂接线才能达到的控制功能．这样既节省了中间控制环节．又大大提高了电气控制的可靠性。

DHC6多种制式时间继电器采用单片机控制，LCD显示．具有9种工作制式、正计时、倒计时任意设定、8种延时时段、延时范围从0.01s～999.9h任意设定、键盘设定，设定完成之后可以锁定按键．防止误操作。

可按要求任意选择控制模式，使控制线路最简单可靠。

其
外貌如图1-8所示。

图l-8 DHC6多种制式时间继电器
J5S17系列时间继电器由大规模集成电路、稳压电源、拨动开关、四位LED数码显示器、执行继电器及塑料外壳几部分组成。

采用
32kHz石英晶体振荡器，安装方式有面板式和装置式两种。

装置式插座可用M4螺钉固定在安装板上．也可以安装在标准35mm安装卡轨上。

J5S20系列时间继电器是四位数字显示小型时间继电器，它采用晶体振荡作为时基基准．采用大规模集成电路技术，不但可以实现长达9999h的长延时，还可保证其延时精度。

配用不同的安装插座及附件可应用在面板安装、35mm标准安装导执及螺钉安装的场合。

5）．时间继电器的选用
选用时间继电器时应注意：其线圈(或电源)的电流种类和电压等级应与控制电路相同；按控制要求选择延时方式和触点型式；校核触点数量和容量，若不够时，可用中间继电器进行扩展。

时间继电器新系列产品JS14A系列、JS20系列半导体时间继电器、JS14P系列数字式半导体继电器等量具有体积小、延时精度高、寿命长、工作稳定可靠、安装方便、触点输出容大和产品规格全等优点，广泛用于电力拖动、顺序控制及各种生产过程的自动控制中。

5中间继电器
中间继电器作用是用来传递信号或同时控制多个电路，也可直接
用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件，它的结构和交流接触器基本相同，只是电磁系统小些，触点多些。

继电器的工作原理是当某一输入量(如电压、电流、温度、速度、压力等)达到预定数值时，使它动作，以改变控制电路的工作状态，从而实现既定的控制或保护的目的。

在此过程中，继电器主要起了传递信号的作用。

常用的中间继电器主要有JZ7系列和JZ8系列两种，后者是交直流两用的。

在选用中间继电器时，主要是考虑电压等级以及常开和常闭触点的数量。

继电器主要产品技术参数
1、额定工作电压
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。

根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。

2、直流电阻
是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。

3、吸合电流
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。

在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。

而对于线
圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。

4、释放电流
是指继电器产生释放动作的最大电流。

当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。

这时的电流远远小于吸合电流。

5、触点切换电压和电流
是指继电器允许加载的电压和电流。

它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。

如何进行继电器的测试?
1、测触点电阻
用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为0；而常开触点与动点的阻值就为无穷大。

由此可以区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。

2、测线圈电阻
可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路现象。

3、测量吸合电压和吸合电流
找来可调稳压电源和电流表，给继电器输入一组电压，且在供电回路中串入电流表进行监测。

慢慢调高电源电压，听到继电器吸合声时，记下该吸合电压和吸合电流。

为求准确，可以试多几次而求平均值。

4、测量释放电压和释放电流
也是像上述那样连接测试，当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。

一般情况下，继电器的释放电压约在吸合电压的10~50％，如果释放电压太小（小于1/10的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对电路的稳定性造成威胁，工作不可靠。

继电器的选用
1.先了解必要的条件
①控制电路的电源电压，能提供的最大电流；
②被控制电路中的电压和电流；
③被控电路需要几组、什么形式的触点。

选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。

控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。

2.查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料。

找出需要的继电器的型号和规格号。

若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利
用。

最后考虑尺寸是否合适。

3.注意器具的容积。

若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。