控制繼電器分類作用

　　控制繼電器用途廣泛,種類繁多,習(xí)慣上按其輸入量不同分為如下幾類:

　?、匐妷豪^電器它是根據(jù)電路電壓變化而動(dòng)作的繼電器,如用于電動(dòng)機(jī)失壓、欠壓保護(hù)的交直流電壓繼電器;用于繞線式電動(dòng)機(jī)制動(dòng)和反轉(zhuǎn)控制的交流電壓繼電器;用于直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)及反接制動(dòng)的直流電壓繼電器等。

　　供增大控制電路中觸點(diǎn)數(shù)量或容量而用的中間繼電器,實(shí)質(zhì)上也是電壓繼電器,僅僅是其動(dòng)作值無需調(diào)整而已。

　?、陔娏骼^電器它是根據(jù)電路電流變化而動(dòng)作的繼電器,被用于電動(dòng)機(jī)和其他負(fù)載的過載及短路保護(hù)、以及直流電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)控制或失磁保護(hù)等。

　?、蹠r(shí)間繼電器這是從接受信號(hào)到執(zhí)行元件動(dòng)作有一定時(shí)間間隔的繼電器,如起電動(dòng)機(jī)時(shí)用以延時(shí)切換起動(dòng)電阻、電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)和生產(chǎn)過程的程序控制等所用的繼電器。

　?、軣崂^電器供交流電動(dòng)機(jī)過載及斷相保護(hù)用的繼電器。

　?、轀囟壤^電器供各種設(shè)備作過熱保護(hù)或溫度控制用的繼電器。

　?、匏俣壤^電器供電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向變化監(jiān)測(cè)的繼電器。

　　控制繼電器用途特點(diǎn)

　　控制繼電器是一種自動(dòng)電器,它適用于遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嘟?、直流小容量控制電?并在電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中供控制、保護(hù)及信號(hào)轉(zhuǎn)換用。

　　繼電器的輸入量通常是電流、電壓等電量,也可以是溫度、壓力、速度等非電量,輸出量則是觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)發(fā)出的電信號(hào)或輸出電路的參數(shù)變化。繼電器的特點(diǎn)是當(dāng)其輸入量的變化達(dá)到一定程序時(shí),輸出量才會(huì)發(fā)生階躍性的變化。

　　控制繼電器輸入輸出

　　如圖所示，以具有常開觸點(diǎn)的繼電器為例，當(dāng)輸入量x由0開始增大時(shí)，在x﹤xc的整個(gè)過程中，輸出量始終保持為y=ymin(對(duì)于有觸點(diǎn)電器，ymin=0);及至x增大到動(dòng)作值xc，輸出量就由ymin躍升為ymax。再繼續(xù)增大x到其最大值xmax或其正常工作值，輸出量仍保持為ymax而不變。若自xmax開始減小x，在x>xf(返回值，它一般大于xc)的過程中，y還是等于ymax。一旦x= xf，y便從ymax突然減小到y(tǒng)min。此后，即使再減小x直到它等于零，y亦保持為ymin。這樣的輸入-輸出特性稱為繼電特性，它是開關(guān)電器所共有的。

      繼電器的輸入-輸出特性

　　控制繼電器常規(guī)產(chǎn)品

　　通用繼電器

　　通用繼電器是可用作電壓繼電器、欠電流繼電器、中間繼電器和時(shí)間繼電器的直流電磁式繼電器。它以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、成本低而被廣泛用于低壓控制系統(tǒng)。

　　通用繼電器作為電壓繼電器使用時(shí),吸引電壓可在30%~50%Un的范圍內(nèi)調(diào)節(jié),釋放電壓可在7%~20%Un的范圍內(nèi)調(diào)節(jié);作為欠電流繼電器使用時(shí),吸引電流可在30%~65%In的范圍內(nèi)調(diào)節(jié);作為時(shí)間繼電器使用時(shí).斷電延時(shí)范圍為0.3~5s。對(duì)它的返回系數(shù)不作規(guī)定。但作過電流或過電壓繼電器使用時(shí),返回系數(shù)小于1;作欠電流或欠電壓繼電器使用時(shí),返回系數(shù)大于1。

　　常用的通用繼電器有K18型、K3型、具有雙線圈的K3-S型、高返回系數(shù)的K9、K10型、交流的K4型以及小型的KX型等產(chǎn)品。

　　K18系列產(chǎn)品的額定絕緣電壓為440V,作電壓繼電器和時(shí)間繼電器時(shí)的額定工作電壓有24、48、110、220、440V五級(jí),作欠電流繼電器時(shí)的額定電流有1.6、2.5、4、6、10、16、25、40、63、100、160、250、400、630A等十四級(jí)。額定操作頻率一般為1200次/h(作時(shí)間繼電器時(shí)除外)。觸頭的額定電壓為AC380V及DC220V,約定發(fā)熱電流為10A,機(jī)械壽命為1000萬(wàn)次,電壽命為50萬(wàn)次。

　　電流繼電器

　　電流繼電器一般可兼作過電流和欠電流繼電器,用于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制和過載保護(hù)。

　　常用的過電流繼電器產(chǎn)品有KA12、KA14及KA18等系列。KA12系列適用于額定電壓為AC380V(50Hz)、DC440V及以下的電路,供交流繞線式電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制及過載保護(hù)用。它具有以甲基硅油為阻尼系統(tǒng),故其保護(hù)特性為反時(shí)限的。其線圈電流由1A至300A分12級(jí)。觸頭額定電流為5A。KA14及KA18系列產(chǎn)品的線圈額定電流由1A至1500A分15級(jí),且有高返回系數(shù)產(chǎn)品。

　　中間繼電器

　　中間繼電器主要起擴(kuò)大觸頭數(shù)量及觸頭容量用。從本質(zhì)上來說,它仍屬電磁式電壓繼電器,但其動(dòng)作參數(shù)無需調(diào)整,對(duì)其返回系數(shù)亦無要求。

　　繼電器的電磁系統(tǒng)采用螺管式電磁鐵。線圈通電時(shí),動(dòng)鐵心被吸向錐形擋鐵,并帶動(dòng)橫梁,使兩側(cè)的動(dòng)觸頭支架向上運(yùn)動(dòng),令觸點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。線圈斷電后,在反力彈簧作用下,動(dòng)鐵心和動(dòng)觸點(diǎn)支架均恢復(fù)原位。

　　控制繼電器時(shí)間控制

　　隨工作原理的不同,時(shí)間繼電器可分為:電磁式時(shí)間繼電器、鐘表式時(shí)間繼電器、氣囊式時(shí)間繼電器、電子式時(shí)間繼電器和數(shù)字式時(shí)間繼電器。

　　隨延時(shí)方式不同,時(shí)間繼電器又分為:通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種。前者在獲得輸入信號(hào)后立即開始延時(shí),需待延時(shí)完畢,其執(zhí)行部分才輸出信號(hào)以操縱控制電路;當(dāng)輸入信號(hào)消失后,繼電器立即恢復(fù)到動(dòng)作前的狀態(tài)。后者恰恰相反,當(dāng)獲得輸入信號(hào)后,執(zhí)行部分立即有輸出信號(hào);而在輸入信號(hào)消失后,繼電器卻需要經(jīng)過一定的延時(shí),才能恢復(fù)到動(dòng)作前的狀態(tài)。

　　電子式時(shí)間繼電器

　　電子式時(shí)間繼電器按構(gòu)成原理可分為阻容式和數(shù)字式兩種。按延時(shí)的方式又可分為通電延時(shí)型、斷電延時(shí)型和帶瞬動(dòng)觸點(diǎn)的通電延時(shí)型等三種。電子式時(shí)間繼電器全部電路由延時(shí)環(huán)節(jié)、鑒幅器、輸出電路、電源和指示燈等五部分組成。

　　電子式時(shí)間繼電器產(chǎn)品種類很多,如KT13、KT14、KT15以至KT20系列等等,常用的KT20系列產(chǎn)品采用的電路有單結(jié)晶體管的和場(chǎng)效應(yīng)管的兩類。

　　KT20系列產(chǎn)品的工作電壓有AC36、110、127、220、380V(50Hz)及DC24、48、110V等。延時(shí)范圍分0.1~300s、0.1~3600s、0.1~180s等三檔。其最大延時(shí)值應(yīng)小于標(biāo)稱延時(shí)值的110%,最小延時(shí)值應(yīng)小于該等級(jí)標(biāo)稱延時(shí)值的10%。通電延時(shí)型的重復(fù)工作時(shí)間間隔不小于1s;斷電延時(shí)型的最小通電時(shí)間不大于1s。重復(fù)延時(shí)誤差不大于±3%;綜合延時(shí)誤差在正常工作條件下連續(xù)動(dòng)作時(shí)不大于±10%。產(chǎn)品具有一定的抗干擾能力。觸頭共兩對(duì),分通電延時(shí)或斷電延時(shí)2對(duì)和通電延時(shí)1對(duì)及瞬時(shí)動(dòng)作1對(duì)等搭配方式。觸頭工作電壓為AC220、380V(50Hz)及DC220V,工作電流因有無瞬動(dòng)觸頭、負(fù)載性質(zhì)、接通或分?jǐn)?、電壓種類而異,在0.5~7.5A的范圍內(nèi)。

　　控制繼電器熱繼電器

　　熱繼電器是利用電流通過發(fā)熱元件時(shí)產(chǎn)生的熱量,使雙金屬片受熱彎曲而推動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的一種電器。它主要用于電動(dòng)機(jī)的過載、斷相及電流不平衡的保護(hù),以及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。

　　熱繼電器的形式有許多種,其中常用的有:雙金屬片式、熱敏電阻式、易熔合金式三種,最常用的是雙金屬片式熱繼電器。產(chǎn)品主要有JR16及JR20兩個(gè)系列。

　　熱繼電器的熱元件加熱方式有四種:直接加熱式、間接加熱式、復(fù)合加熱式和電流互感器加熱式。

　　直接加熱式是以雙金屬片本身作為加熱元件,讓負(fù)載電流通過它,借其自身的電阻損耗產(chǎn)生熱量加熱,因而具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、省材料、發(fā)熱時(shí)間常數(shù)小和反映溫度變化快等特點(diǎn),但由于其發(fā)熱量受到雙金屬片尺寸的限制,只適用于容量較小的場(chǎng)合。間接加熱式的熱元件由電阻絲或帶制成,繞在雙金屬片四周,并且互相絕緣,故發(fā)熱時(shí)間常數(shù)大、反映溫度變化較慢,但熱元件可按發(fā)熱需要選擇,因而容量較大。復(fù)合加熱式介于上述兩種加熱方式之間,熱元件電阻值可通過與雙金屬片串聯(lián)或并聯(lián)的方式調(diào)整,應(yīng)用較廣泛。電流互感器加熱方式多用于負(fù)載電流大時(shí),以減小通過熱元件的電流。

　　熱繼電器的基本性能有:

　　①安秒特性 即電流-時(shí)間特性,它表示熱繼電器的動(dòng)作時(shí)間與通過電流之間的關(guān)系,通常為反時(shí)限特性。為了可靠地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù),熱繼電器的安秒特性應(yīng)低于電動(dòng)機(jī)的允許過載特性。

　　②溫度補(bǔ)償 為了減少因環(huán)境溫度變化引起的動(dòng)作誤差,熱繼電器應(yīng)采取溫度補(bǔ)償措施。

　?、蹮岱€(wěn)定性 即耐受過載電流的能力。對(duì)熱元件的熱穩(wěn)定性要求是:在最大整定電流時(shí),對(duì)額定電流為100A及以下的通以10倍最大整定電流、對(duì)整定電流在100A以上的通以8倍最大整定電流后,熱繼電器應(yīng)能可靠地動(dòng)作5次。

　?、芸刂朴|點(diǎn)的壽命 熱繼電器的常開、常閉觸點(diǎn)在規(guī)定的工作電流下,應(yīng)能操作交流接觸器的線圈線路1000次以上。

　?、輳?fù)位時(shí)間 熱繼電器的自動(dòng)復(fù)位時(shí)間應(yīng)不大于5min,手動(dòng)復(fù)位時(shí)間應(yīng)不大于2min。

　?、揠娏髡{(diào)節(jié)范圍 一般為66%~100%,最大為50%~100%。

　　控制繼電器選擇應(yīng)用

　　選用

　　時(shí)間繼電器的選用

　　選用時(shí)間繼電器時(shí)可從下列六個(gè)方面來考慮:

　?、俑鶕?jù)控制線路組成的需要,確定使用通電延時(shí)型或斷電延時(shí)型的繼電器;

　?、谟捎跁r(shí)間繼電器動(dòng)作后的復(fù)位時(shí)間應(yīng)比固有動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)一些,否則將增大延時(shí)誤差甚至不能產(chǎn)生延時(shí),故組成重復(fù)延時(shí)線路或動(dòng)作頻繁處,應(yīng)特別注意;

　?、鄯矊?duì)延時(shí)要求不高處,宜采用價(jià)格較低的電磁阻尼式或氣囊式時(shí)間繼電器,反之則采用電動(dòng)機(jī)式或晶體管式時(shí)間繼電器;

　?、茈娫措妷翰▌?dòng)大處,宜采用氣囊式或電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器,電源頻率變動(dòng)大處,忌用電動(dòng)機(jī)式的產(chǎn)品;

　?、輵?yīng)注意環(huán)境溫度的變化,凡變化大處,不宜采用氣囊式時(shí)間繼電器;

　?、迣?duì)操作頻率亦應(yīng)注意,若它過高則不僅影響電壽命,還會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作失調(diào)。

　　熱繼電器的選用

　　選擇熱繼電器時(shí)應(yīng)注意到:

　?、匐妱?dòng)機(jī)的型號(hào)規(guī)格和特性,從原則上來說,熱繼電器的熱元件額定電流是按電動(dòng)機(jī)額定電流選擇,但對(duì)過載能力較差的電動(dòng)機(jī),熱元件的額定電流就宜適當(dāng)小些(為電動(dòng)機(jī)額定電流的60%~80%);

　?、诟鶕?jù)電動(dòng)機(jī)定子繞組聯(lián)結(jié)方式確定熱繼電器是否帶斷相運(yùn)行保護(hù);

　　③保證熱繼電器在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中不致誤動(dòng)作;

　?、苋綦妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械不充許停車或停車會(huì)造成重大損失,就寧可使電動(dòng)機(jī)過載甚至燒壞,也不宜讓熱繼電器冒然動(dòng)作;

　?、菰跀嗬m(xù)周期工作制時(shí),應(yīng)特別注意熱繼電器的允許操作頻率。

　　控制繼電器技術(shù)參數(shù)

　?、蓬~定參數(shù)

　　它是指輸入量的額定值及觸點(diǎn)的額定電壓和額定電流,額定工作制、觸頭的通斷能力、繼電器的機(jī)械和電氣壽命等。

　?、苿?dòng)作與整定

　　動(dòng)作參數(shù)與整定參數(shù)

　　輸入量的動(dòng)作值和返回值統(tǒng)稱動(dòng)作參數(shù),如吸合電壓(電流)和釋放電壓(電流)、動(dòng)作溫度和返回溫度等?？梢哉{(diào)整的動(dòng)作參數(shù)則稱為整定參數(shù)。

　?、欠祷叵禂?shù)

　　此系數(shù)Kf是指繼電器的返回值xf與動(dòng)作值xc的比值,即Kf=xf/xc。按電流計(jì)算的返回系數(shù)為Kf=If/Ic(If為返回電流,Ic為動(dòng)作電流);按電壓計(jì)算的返回系數(shù)為Kf=Uf/Uc(Uf為返回電壓,Uc為動(dòng)作電壓)。

　　⑷儲(chǔ)備系數(shù)

　　繼電器輸入量的額定值(或正常工作值)xn與動(dòng)作值xc的比值稱為儲(chǔ)備系數(shù)Ks,亦稱安全系數(shù)。為保證繼電器運(yùn)行可靠,不發(fā)生誤動(dòng)作,儲(chǔ)備系數(shù)Ks必須大于1,一般為1.5~4。

　?、伸`敏度

　　它是指使繼電器動(dòng)作所需的功率(或線圈磁動(dòng)勢(shì))。為便于比較,有時(shí)以每對(duì)常開觸頭所需的動(dòng)作功率或動(dòng)作安匝數(shù)作為靈敏度指標(biāo)。電磁式繼電器靈敏度較低,動(dòng)作功率達(dá)0.01W;半導(dǎo)體繼電器靈敏度較高,動(dòng)作功率只需0.000001W。

　?、蕜?dòng)作時(shí)間

　　繼電器動(dòng)作時(shí)間是指其吸合時(shí)間和釋放時(shí)間。從繼電器接受控制信號(hào)起到所有觸頭均達(dá)到工作狀態(tài)為止所經(jīng)歷的時(shí)間間隔稱為吸合時(shí)間;而從接受控制信號(hào)起到所有觸頭均恢復(fù)到釋放狀態(tài)為止所經(jīng)歷的時(shí)間間隔稱為釋放時(shí)間。按動(dòng)作時(shí)間的長(zhǎng)短繼電器可以分為瞬時(shí)動(dòng)作型和延時(shí)動(dòng)作型兩大類。