PLC第二章

2.1.2.2 热继电器工作原理
热元件：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。 双金属片受热动作（课本图2-4）：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。
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） 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，电动机安全工作时间趋于无 穷（实际上不可能是无穷），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。
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 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。
2.2.2 速度继电器
工作原理：靠电磁感应使速度 继电器电机定子动作，带动机 械部分，实现触点动作。 速度传感器转子通过2与电动机 轴相连，电机转动时，速度传 感器的转子也随着转动。 速度传感器的定子中绕组感应 出电流，导体的受力方向与转 子旋转方向一致，导致定子带 动着杆5运动。 当电机达到一定转速时，杆5使 触点动作，速度传感器常闭触 点断开，常开触点闭合。
六对触点：
十能开关的图形表示（图2-21）
万能开关手柄有多个位置，每个不同位置又有多 个触点输出该触点开或断的状态，万能开关的图 形表示较普通开关要复杂，有两种方法表示万能 开关的状态： 1 开关位置用虚线，触点接通用“黑点”，触点 断开无“黑点”。 2 表格：“叉”表示触点接通。 万能开关多用于控制线路，如果直接控制电机时， 电机的容量应该较小。若用于可逆控制时，电动 机停止后才允许反向。
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。 安装位置：电动机内部。 分类：双金属片式温度继电器、热敏电阻式温度 继电器。
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 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。
依照生产机械的行程发出命令以控制其运动方向 或行程长短的主令电器。若将行程开关安装在机 械行程的终点处，以限制其行程，则称为限位开 关或终点开关。（为了安全，通常终点处不止一 个限位开关）。 应用场合：运动设备、特定的位置完成特定动作。 工作原理：类似于按钮，区别在于，按钮需要人 手动按，而行程开关是由运动着的机械设备去碰。 分类：直动式、滚轮式、微动式。
2.3.3 万能转换开关
万能开关是有多组结构相同的触点组件叠装而成 的多回路控制电器。 结构：操作机构、定位装置、触点。 按手柄操作方式分类：自复式、定位式 手柄位置：左、中、右，或者有更多的位置可以 选择。手柄拧在某个固定位置的时候，万能转换 开关众多触点的开与关也固定的。拧一下手柄就 可以向控制回路发出多个指令。
按钮种类
单式、复式按钮（具有防爆功能）
紧停按钮
控制按钮（两对常开常闭触点、一对常开常闭触 点）
指示灯
在各类电气设备及电气线路中做电源指示和指挥 信号、预告信号、运行信号、故障信号及其他信 号指示。常用的有黄、绿、红、白、蓝五种。指 示灯文字符号为HL，图形符号圆内画十字。
2.3.2 行程开关
滚轮式
符号
直动行程开关 缺点是触点分合速度取决于机械的移动速度，当 移动速度低于0.4m/min时，触点分断太慢， 易受电弧烧毁。此时应采用滚轮式行程开关（上 轮臂偏离积累到一定程度，触点瞬时分断）。
滚轮行程开关
当生产机械行程比较小作用力也很小时，采用微 动行程开关。 接近开关：非接触式行程开关，属于电子器件。
2.2.4 液位继电器（图2-12）
反映锅炉或水箱内的液位信息。利用锅炉内浮筒 的上升下落来接通断开外部触点。
2.2.5 干簧继电器
结构：导磁簧片、惰性气体管。 动作原理：受周围磁场驱动，两个导磁簧片被磁 化，相互吸引，接触，接通电路。当磁场消失后， 两个导磁簧片断开。 特点：寿命长、动作快、承受电压低。
2.3 主令电器
主令电器是用来闭合和分断控制电路的低压电器， 用以控制电力拖动系统中电动机启动、停车、制 动以及调速等。主令电器不可分断主回路，它是 专门用来发命令的电器。 常用主令电器有：控制按钮、行程开关、万能开 关、主令控制器等。
2.3.1 控制按钮
按钮符号： 按钮用字母SB表示。
按下按钮时常闭触点先断开，常开触点后闭合。 松开按钮时，由于反力弹簧的作用，常开触点先 断开，常闭触点后闭合。（注：有的按钮有松手 复位功能，有的按钮需要再次按下才复位，课本 上的按钮都有反力弹簧） 根据需要选择按钮的触点数：1常开1常闭、6常 开6常闭。 按钮颜色：红色表示停止，绿色黑色表示启动。
2.2.1.1 双金属片式温度继电器
动作原理（图2-7）：动触点直接安装在双金属 片上，温度上升，双金属片动作，带动触点分离。 缺点：工艺复杂、体积大、双金属片易老化、反 应滞后。
2.2.1.2 热敏电阻式温度继电器
感测元件热敏电阻安装在电机内部，温度升高电 阻值变化。继电器主体在电动机外部，如安装在 电动机的控制电气柜中。 工作原理（图2-8）： 电源部分 电桥部分 输出部分 晶闸管工作原理
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 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。在调整时绝不允许弯折双金属片。
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。
2.3.4 主令电器
原理和读图方式和万能转换开关相似，主令电器 的触点更多，手柄位置也更多，完成的转换更复 杂。
2.4 熔断器
作用 过载保护：过载时，流过熔体的电流使其发热， 当达到熔化温度时，熔体熔断。 短路保护：短路时，熔体快速熔断。
2.4.1 熔断器的结构和分类
结构： 熔断管（盖、座）：1安装熔体 2熔体熔断时熄灭电弧。 熔体及导电部件：熔断器的主要部分，即是感测元件又是 执行元件。 分类： 按结构分：半封闭插入式、螺旋式、无填料密封管式、有 填料密封管式。 按用途分：一般工业用熔断器、半导体器件保护用快速熔 断器。 自复式熔断器：熔体用金属钠制成，过流时，熔体熔化变 为蒸汽，和其它金属蒸汽不同，钠蒸汽电阻很高，从而使 电路分断。当钠蒸汽冷却后，变成固体，自动恢复。
2.1.3 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 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。