电气控制第二章
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用与控制回路。 ❖ 调节旋钮：整定动作电流。 ❖ 自动复位、手动复位选择旋钮：选择复位方式。 ❖ 手动复位按钮：热继电器保护后，如果选择手动复位模式，
则需要按下该按钮时，热继电器常闭触点才能闭合。 ❖ 什么情况下选手动复位，什么情况下选自动复位？
过载故障未知，必须等排除故障后手动复位，使热继电器 常闭触点闭合。故障已知，且不需要人工去排除故障，可 用自动复位，等双金属片冷却后，热继电器自动复位，常 闭触点闭合。
❖ 三角形接法的情况：流过电动机绕组的电流小于 流过热继电器的电流，必须使用带断相保护的热 继电器。
❖ 断相保护原理（图2-5）
差动机构：双金属片同时发热会导致常闭触点断 开，断相时，不发热的双金属片由于冷却反向运 动，也会导致常闭触点的断开。
2.1.4 热继电器的主要技术参数 ❖ 技术数据：表2-1
2.1.3 带断相保护的热继电器
❖ 什么情况下用断相保护 导线松开，接触器接触不良、单相熔断器熔断等 原因会造成断相。在三相中的一相断开且输出功 率不变的情况下，另外两相的电流会增大很多。
❖ 星型接法的情况：电动机绕组和热继电器是串联 的，流过绕组电流等于流过热继电器电流，所以 普通两相或三相热继电器可以对此作出保护。
❖ 电动机在不超过允许温升的条件下，电动机的过 载电流与电动机通电时间的关系。
❖ 图中，β表示电动机实际电流和额定电流的比 值，当β<或=1时，电动机处于安全工作区，当 β>1时，电动机处于过载状态，电动机的安全工 作时间随着过载程度的增加，越来越短，这就要 求热继电器的分断时间随过载程度的增加也越来 越短。
❖ 热继电器内部结构（课本图2-4）：双金属片受 热动作通过热元件的发热弯曲，额定电流时，双 金属片虽然弯曲，但不足以使常闭触点分断。如 果过载，热元件发热程度增加，双金属片的弯曲 程度也增加，弯曲的双金属片带动一系列的机械 机构使热继电器常闭触点分断。
使用热继电器需要主意的几个部分（下页附图）
❖ 发热元件部分：接线较粗，串接在电动机主回路中。 ❖ 常闭触点（图中标NC）、常开触点（图中标NO）：应
曲线下方，如果发生过载，热继电器就会在电动 机未达到允许过载极限值之前动作，分断电动机 电源。
❖ 同理，由于各种误差的影响，热继电器保护特性 曲线也是带状的。
2.1.2.2 热继电器工作原理
❖ 热元件Fra Baidu bibliotek使双金属片发热的元件，串联在电动机 主回路中使用。
❖ 双金属片受热方式：直接受热、间接受热、复合 受热、互感器受热。
电器操作频率的频繁启动不适合用热继电器，因为双金属 片热量会积累，使触点动作。可以用温度继电器保护电机。
❖ Y形接法的电动机采用普通的两相或三相热继电器保护， 三相严重不平衡，工作环境恶劣的情况下，选用三相热继 电器保护。三角形接法的电动机需要采用带断相保护的热 继电器。
❖ 热继电器不可以做短路保护，动作速度太慢。
❖ 电动机过载特性曲线是一条临界曲线，电动机的 过载电流和时间如果取在曲线上方，电动机就会 烧毁，曲线下方是安全范围。由于各种误差的影 响，电动机过载特性不可能是一条精准的曲线， 而是一条带子，带子越宽，误差越大，带子越窄， 误差越小。
热继电器保护特性
❖ 热继电器过载电流与动作时间的关系。 ❖ 热继电器的保护特性曲线应该在电动机过载特性
件的散热。
❖ 热继电器和电动机周围的环境应尽量相同。温度过高过低都会影响热 继电器的动作时间。
❖ 按照产品说明书上的规定安装，于其他器件安装在一起的时候，热继 电器要放在下面，以免受到其他设备发热的影响。
❖ 定期去除尘埃和污垢，若双金属片出现锈斑，用汽油轻轻擦拭，切忌 用砂纸打磨。
❖ 使用中每年要通电校验一次。另外当主电路发生短路事故后，应检查 发热元件和双金属片是否发生永久变形。若发生永久变形或无法判断 时，则应进行通电实验。在调整是绝不允许弯折双金属片。
2.1.6 使用主意事项
❖ 电机额定电流应取发热元件中间值，这样整定时才有上下调节的余地。 如额定电流30A的电机，选择发热元件时电流整定范围为28-3645A，先把整定值设定在36档上，再根据实际运行情况调大或者调 小整定值。
❖ 自动复位和手动复位的选择。 ❖ 外部导线选择：必须严格按照表2-1选择。导线的粗细会影响发热元
2.2 信号继电器
❖ 输入量为非电信号，且当信号达到一定值时，才 能使触头动作的继电器。常用的有：温度继电器、 速度继电器、压力继电器、液位继电器、干簧继 电器和光电继电器。
2.2.1 温度继电器
❖ 为什么使用温度继电器：热继电器是感测电流的 大小决定电机是否过载，是否发热。而电机发热 并不一定是由于过流造成的，如：电网电压升高， 导致电机铁心发热，这样也会使绕组温度升高。 电动机环境温度过高及通风不良。这时热继电器 是起不到保护作用的，此时需要以温度为直接感 测量控制触点的动作。温度继电器是按温度原则 动作的继电器。
热继电器的额定电流和其对应热元件的额定电流 不同，选择是应按热元件额定电流选择。
❖ 图形符号、文字符号：
2.1.5 热继电器的选用（课本P26）
❖ 额定电流 ：按发热元件选择。按电机的过载能力选择。 ❖ 电动机启动状况：保证电机启动时热继电器不会动作。启
动时电流为额定电流6倍，启动时间不超过6秒。 ❖ 电动机启动次数：要主意热继电器的操作频率。超过热继
第二章 其他常用低压电器
❖ 电磁式低压电器中，感测元件接受的是电压或电 流信号，但在众多的低压电器中，其感测信号还 可能是发热、温度、转速、以及机械力等不同形 式的非电量信号。对于不同形式的信号，感测元 件的结构形式与电磁式电器也有根本的不同，因 此出现了各种各样的其他低压电器。
2.1 热继电器
2.1.1 热继电器的作用与分类 ❖ 作用： ●过载保护。当电动机处在长时间过载运行状态时，切断电
路。 ●能随过载程度改变动作时间。 ●由于热惯性，对电机的过载保护不是瞬时的，不能做短路
保护，与电流继电器和熔断器不同。 ❖ 分类： 按相数分：单相、两相、三相； 在三相电路中按职能分：带断相保护、不带断相保护。
2.1.2 热继电器的保护特性和工作原理
2.1.2.1 电动机的过载特性和热继电器的保护特性 ❖ 电动机的过载特性：（课本图2-1上方曲线）
则需要按下该按钮时，热继电器常闭触点才能闭合。 ❖ 什么情况下选手动复位，什么情况下选自动复位？
过载故障未知，必须等排除故障后手动复位，使热继电器 常闭触点闭合。故障已知，且不需要人工去排除故障，可 用自动复位，等双金属片冷却后，热继电器自动复位，常 闭触点闭合。
❖ 三角形接法的情况：流过电动机绕组的电流小于 流过热继电器的电流，必须使用带断相保护的热 继电器。
❖ 断相保护原理（图2-5）
差动机构：双金属片同时发热会导致常闭触点断 开，断相时，不发热的双金属片由于冷却反向运 动，也会导致常闭触点的断开。
2.1.4 热继电器的主要技术参数 ❖ 技术数据：表2-1
2.1.3 带断相保护的热继电器
❖ 什么情况下用断相保护 导线松开，接触器接触不良、单相熔断器熔断等 原因会造成断相。在三相中的一相断开且输出功 率不变的情况下，另外两相的电流会增大很多。
❖ 星型接法的情况：电动机绕组和热继电器是串联 的，流过绕组电流等于流过热继电器电流，所以 普通两相或三相热继电器可以对此作出保护。
❖ 电动机在不超过允许温升的条件下，电动机的过 载电流与电动机通电时间的关系。
❖ 图中，β表示电动机实际电流和额定电流的比 值，当β<或=1时，电动机处于安全工作区，当 β>1时，电动机处于过载状态，电动机的安全工 作时间随着过载程度的增加，越来越短，这就要 求热继电器的分断时间随过载程度的增加也越来 越短。
❖ 热继电器内部结构（课本图2-4）：双金属片受 热动作通过热元件的发热弯曲，额定电流时，双 金属片虽然弯曲，但不足以使常闭触点分断。如 果过载，热元件发热程度增加，双金属片的弯曲 程度也增加，弯曲的双金属片带动一系列的机械 机构使热继电器常闭触点分断。
使用热继电器需要主意的几个部分（下页附图）
❖ 发热元件部分：接线较粗，串接在电动机主回路中。 ❖ 常闭触点（图中标NC）、常开触点（图中标NO）：应
曲线下方，如果发生过载，热继电器就会在电动 机未达到允许过载极限值之前动作，分断电动机 电源。
❖ 同理，由于各种误差的影响，热继电器保护特性 曲线也是带状的。
2.1.2.2 热继电器工作原理
❖ 热元件Fra Baidu bibliotek使双金属片发热的元件，串联在电动机 主回路中使用。
❖ 双金属片受热方式：直接受热、间接受热、复合 受热、互感器受热。
电器操作频率的频繁启动不适合用热继电器，因为双金属 片热量会积累，使触点动作。可以用温度继电器保护电机。
❖ Y形接法的电动机采用普通的两相或三相热继电器保护， 三相严重不平衡，工作环境恶劣的情况下，选用三相热继 电器保护。三角形接法的电动机需要采用带断相保护的热 继电器。
❖ 热继电器不可以做短路保护，动作速度太慢。
❖ 电动机过载特性曲线是一条临界曲线，电动机的 过载电流和时间如果取在曲线上方，电动机就会 烧毁，曲线下方是安全范围。由于各种误差的影 响，电动机过载特性不可能是一条精准的曲线， 而是一条带子，带子越宽，误差越大，带子越窄， 误差越小。
热继电器保护特性
❖ 热继电器过载电流与动作时间的关系。 ❖ 热继电器的保护特性曲线应该在电动机过载特性
件的散热。
❖ 热继电器和电动机周围的环境应尽量相同。温度过高过低都会影响热 继电器的动作时间。
❖ 按照产品说明书上的规定安装，于其他器件安装在一起的时候，热继 电器要放在下面，以免受到其他设备发热的影响。
❖ 定期去除尘埃和污垢，若双金属片出现锈斑，用汽油轻轻擦拭，切忌 用砂纸打磨。
❖ 使用中每年要通电校验一次。另外当主电路发生短路事故后，应检查 发热元件和双金属片是否发生永久变形。若发生永久变形或无法判断 时，则应进行通电实验。在调整是绝不允许弯折双金属片。
2.1.6 使用主意事项
❖ 电机额定电流应取发热元件中间值，这样整定时才有上下调节的余地。 如额定电流30A的电机，选择发热元件时电流整定范围为28-3645A，先把整定值设定在36档上，再根据实际运行情况调大或者调 小整定值。
❖ 自动复位和手动复位的选择。 ❖ 外部导线选择：必须严格按照表2-1选择。导线的粗细会影响发热元
2.2 信号继电器
❖ 输入量为非电信号，且当信号达到一定值时，才 能使触头动作的继电器。常用的有：温度继电器、 速度继电器、压力继电器、液位继电器、干簧继 电器和光电继电器。
2.2.1 温度继电器
❖ 为什么使用温度继电器：热继电器是感测电流的 大小决定电机是否过载，是否发热。而电机发热 并不一定是由于过流造成的，如：电网电压升高， 导致电机铁心发热，这样也会使绕组温度升高。 电动机环境温度过高及通风不良。这时热继电器 是起不到保护作用的，此时需要以温度为直接感 测量控制触点的动作。温度继电器是按温度原则 动作的继电器。
热继电器的额定电流和其对应热元件的额定电流 不同，选择是应按热元件额定电流选择。
❖ 图形符号、文字符号：
2.1.5 热继电器的选用（课本P26）
❖ 额定电流 ：按发热元件选择。按电机的过载能力选择。 ❖ 电动机启动状况：保证电机启动时热继电器不会动作。启
动时电流为额定电流6倍，启动时间不超过6秒。 ❖ 电动机启动次数：要主意热继电器的操作频率。超过热继
第二章 其他常用低压电器
❖ 电磁式低压电器中，感测元件接受的是电压或电 流信号，但在众多的低压电器中，其感测信号还 可能是发热、温度、转速、以及机械力等不同形 式的非电量信号。对于不同形式的信号，感测元 件的结构形式与电磁式电器也有根本的不同，因 此出现了各种各样的其他低压电器。
2.1 热继电器
2.1.1 热继电器的作用与分类 ❖ 作用： ●过载保护。当电动机处在长时间过载运行状态时，切断电
路。 ●能随过载程度改变动作时间。 ●由于热惯性，对电机的过载保护不是瞬时的，不能做短路
保护，与电流继电器和熔断器不同。 ❖ 分类： 按相数分：单相、两相、三相； 在三相电路中按职能分：带断相保护、不带断相保护。
2.1.2 热继电器的保护特性和工作原理
2.1.2.1 电动机的过载特性和热继电器的保护特性 ❖ 电动机的过载特性：（课本图2-1上方曲线）