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软启动技术原理及应用1引言软启动器以体积小,转矩可以调节、启动平稳、冲击小并具有软停机功能等优点得到了越来越多的应用,大有取代传统的自耦减压、星-角变换降压启动的趋势。由于软启动器是近年来新发展起来的启动设备,缺少相应的设计及使用经验等,笼形异步电动机是应用最广泛的用电设备。由于电动机直接启动时的冲击电流很大，特别是大容量电动机直接启动会对电网及其他负载造成干扰甚至危害电网的安全运行，所以按不同工况，采用许多种减压启动方式。早期的方式有串联电抗或电阻、串联自耦变压器、星世纪三角转换等。从20世纪70年代起，工程上开始推广利用晶闸管交流调压技术制作的软启动器。这种软启动器是集电动机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电动机控制装置，国外称为soft starter。软启动器的构成主要是串接于电源与被控电动机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。软启动器的工作原理是，控制电路运用不同的方法，控制三相反并联晶闸管的导通角，使电动机输入电压从零以预设的函数关系逐渐上升，直至启动结束，赋予电动机全电压，实现软启动。在软启动过程中，电动机启动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。在上述基础上，把功率因数 控制技术结合进去，以及采用微处理器代替模拟控制电路，使早期的软启动器已发展成智能化软启动器。本讲座主要针对目前软启动技术原理、在工业各个领域的应用成果和问题给予讨论。2软启动技术简述2.1软启动技术应用的必要性电动机启动一般采用自耦减压、星-角变换减压启动方式,其中最常用的是星-角变换降压启动方式,该方式下电动机的转矩与加在电动机定子上的电压的平方成正比,降压启动是指电动机在启动过程中降低加在电动机定子绕组的电压,假设启动电压U =0.5Ue,则电动机启动时的转矩为0.25Mm,即启动时的转矩只有电动机最大转矩的1/4。如果在此时将电压U加大到电动机额定电压Ue,则电动机的转矩一下子就从1/4跳到Mm,这样的启动过程是跳跃的、不平滑的,所以又叫作硬启动,一般降压启动控制技术可靠性差,不稳定,每次启停都会造成对电网和机械设备的冲击,引发一系列的技术问题。例如:在这种控制方式下,水泵电动机在启动时必须将其出口阀门关严,在低负荷时才能启动,否则会造成开关跳闸,影响电动机的正常启动。总体来说,传统的启动方式存在以下几个问题:(1)对电网的冲击大,影响了电网供电质量,对变压器裕量要求较大;(2)对机械设备冲击大,降低设备使用寿命;(3) Y启动的切换时间一般根据经验设定,对生产工艺要求稳启动的场合不宜采用。软启动是使用调压装置在规定的启动时间内,自动地将启动电压连续、平滑地上升,直到达到额定电压。此时电动机的转矩就会平滑地增大,一直到转矩为最大值Mm时为止,启动过程结束。软启动可以使电动机启停自如,减少空转,有节能作用,软启动器还具有下列优点:减少冲击力,延长设备寿命;根据不同负载选用不同的启动方式以提高加/减速特性;保护功能全面;提高可靠性;通过修改参数,匹配不同的负载对象;智能化,可以与PLC等相互通讯。2.2软启动技术的分类电动机的软启动技术有磁控软启动、SCR软启动和液阻软启动等几种不同的方式,其中以SCR软启动应用最为广泛。其启动类型有:(1)不限流软启动,启动时,使启动电流以一定斜率不断上升,直至启动完毕,期间对启动电流不加任何限制。这种启动方式因为没有对启动电流进行限制,所以对电网冲击较大,一般不使用,适应重载启动场合。(2)斜坡恒流软启动。该启动方式是在电机启动的初始阶段启动电流逐渐增加,当电流达到预先所设定的值后保持恒定,直至启动完毕。在启动过程中,电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大,则启动转矩大,启动时间短。这种启动方式应用得最多,尤其适用于风机、泵类负载的启动。(3)脉冲冲击启动。启动一开始在极短的时间里,使晶闸管接近于全导通,然后恢复至较小导通角,进行正常的恒流软启动。适用于启动时静摩擦力矩较大的场合。(4)阶跃启动。阶跃启动方式是在开机时以最短时间使启动电流迅速达到设定值,通过调节启动电流的设定值,可以达到快速启动的效果。2.3 SCR软启动技术的原理软启动器结合了电力电子技术、自动控制技术和单片机技术,是专为三相异步电动机设计的一种全数字智能化启动设备。其基本原理是通过对功率器件即可控硅的控制而实现对电动机的启动和停止控制,采用电压斜率的工作原理,控制输出给电动机的电压从可整定的初始值经过可整定的斜率时间上升到供电全压。因此降低了对电动机电源的容量要求,并减少对供电电网的影响和机械传动的冲击。软启动器采用三相反向并联的晶闸管作为调压器,将其接入电源和电动机定子之间。这种电路类似三相全控桥式整流电路,通过内部的单片机调整改变触发脉冲的触发时间来改变触发角的大小,进而调节加到定子绕组上的端电压。异步电机启动性能主要有两个指标:启动电流倍数和启动转矩倍数,软启动器在启动时通过改变加在电机上的电源电压,以减小启动电流、启动转矩。电动机传统启动方式有自耦减压、Y/减压等方式,其共同特点是控制线路简单,启动转矩不可调并有二次冲击电流,对负载有冲击转矩。软启动可标准电机硬启动电流的50%,是高效电动机硬启动电流的20%。软启动的限流特性可有效限制浪涌电流,避免不必要的冲击力矩以及对配电网络的电流冲击,有效地减少线路刀闸和接触器的误触发动作;对频繁启停的电动机,可有效控制电动机的温升,延长电动机的寿命。目前应用较为广泛、工程中常见软启动器是晶闸管(SCR)软启动。SCR软启动原理:在三相电源与电机间串入三相联晶闸管,利用SCR移相控制原理，改变其触发角,启动时电机端电压随SCR的导通角从零逐渐上升,就可调节输出电压,电机转速逐渐增大,直至达到满足启动转矩的要求而结束启动过程;软起动器的输出是一个平稳的升压过程(且可具有限流功能),直到SCR全导通,电机在额定电压下工作;此时旁路接触器接通(避免电机在运行中对电网形成谐波污染,延长SCR寿命),电机进入稳定运行状态;停车时先切断旁路接触器,然后由软启动器内SCR导通角由大逐渐减小,使三相供电电压逐渐减小,电机转速由大逐渐减小到零,停车过程完成。SCR软启动器在设计上采用了电流电压矢量传感动态监控技术,不改变电机原有的运行特性;采用锁相环技术和单片机,根据压控振荡器锁定三相同步信号的逻辑关系设计出的一种可控硅触发系统,控制输出脉冲的移相,通过对电流的检测,控制输出电压按一定线性加至全压,限制起动电流,实现电机的软起动。3软启动器的性能特点软启动采用软件控制方式来平滑启动电动机，控制方式是以软（件）控强（电）。其控制结果将电动机启动特性由“硬”平滑为“软”平滑，故被称为“软启动”。软启动又分为两种：一种是采用变频恒转矩限流启动；另一种是采用晶闸管调压启动，又称智能软启动。3.1两类软启动的对比技术性能。采用变频调速启动，启动时具有良好的静、动态性能，即使是在低速情况下也能随意调节电动机转矩，能以恒转矩启动电动机，启动电流可以限制在 的额定电流以下。采用智能软启动，启动时由于转矩是按电压比的二次方减小，因此启动转矩很小。软启动器有电流反馈，也可采用恒流启动，即在启动过程中保持启动电流不变，直到电动机接近同步转速。从技术性能方面考虑，变频调速启动适用于较大启动转矩的负载，一般是大于的场合，如往复式空压机、离心分离机、带负载的输送机、破碎机、螺旋式或如旋转式空压机、离心式风机、离心泵、空载启动的输送机及各种空载启动的设备。经济性。采用变频器调速启动比智能软启动的投资费用高两倍甚至三倍。综合以上技术性能和经济性，对于工矿企业能实际推广的启动方式当数后者。3.2智能软启动器智能软启动主要由串接于电源与被控电动机之间的三对反并联晶闸管组成的调压电路构成，以微处理器为控制核心，整个启动过程在数字化程序软件控制下自动进行。智能软启动器利用三对晶闸管的电子开关特性，通过启动器中的微处理器，控制其触发脉冲的迟早来改变触发延迟角的大小，而晶闸管触发延迟角的大小，又可改变晶闸管的导通时间，从而最终改变加到定子绕组的三相电压的大小。异步电动机定子调压的特点是，电动机转矩近似与定子电压的二次方成正比，电动机的电流和定子电压成正比，因此，电动机的启动转矩和初始电流的限制可以通过定子电压的控制来实现。而电动机定子电压又是通过晶闸管的导通角来控制的，所以不同的初始相角可实现不同的端电压，以满足不同的负载启动特性。在电动机启动过程中，晶闸管的导通角逐渐增大，晶闸管的输出电压也逐渐增加，电动机从零开始加速，直到晶闸管全导通，启动完成，从而实现电动机的无级平滑启动。电动机的启动转矩和启动电流的最大值可根据负载情况设定。3.3智能软启动器的技术特性与功能3.3.1智能软启动器的基本特性采用微处理器全数字自控监控。启动时启动电流以恒定的斜率平稳上升，对电网无冲击电流，不会造成大的电压降落，保证了电网电压的稳定。启动转矩、电流、电压、时间可按负载不同而设定，可取得最佳的电流冲击和最佳的转矩控制特性，极大地减少了电动机转矩对负载的冲击，也满足了不同工作对象对启动转矩的不同要求，保护了被驱动机构。电动机启动不受电网电压波动的影响。由于在晶闸管的移相电路中，引入了电流反馈，因而使电动机在启动过程中保持恒流、平稳启动。同时，由于以启动电流为定值整定，当电网电压上下波动时，通过控制电路自动增大或减小晶闸管导通角来维持原始设定值，可保护启动电流恒定。有的软启动器还采用双电源隔离，保证控制部分不受各种强电干扰。根据工作对象的不同，电动机可选择多种启停方式，而采用不同的启动方式，其启动转矩也不同。一般电动机软启动的初始转矩范围内选择，从初始转矩，可根据用户要求在启动转矩的平开始，电动机的定子电压在斜坡加速时间内无级增加，加速的斜坡时间由用户设定。电动机可以自由停车和软停车，软停车时间可调节。软停车特性大大延长电气触点寿命。结构简单，重量轻，无噪声，占地小。作为无触点控制，软启动器使用寿命比传统的接触器大大延长，若使用得当，可长达几十年，全免维修，而且安装、操作、使用简便。软启动器平滑、渐进的启动过程可降低设备的振动和噪声，延长电动机和被驱动机械的寿命，并改善了工人的劳动环境。可选择过电流、过载、电源断相等多种保护，保证了设备和电动机的安全。软启动可提供设备的监控保护的快速故障诊断信息，如限流、过载、断相、转子堵转等。保护整定值可由用户指定，保护性能可靠。有的软启动器还具有相序自动识别、相序保护功能。6带标准的RS-232C接口，具有通信功能。智能软启动器通过标准接口传输数据，可集成网络化，实现分散控制，集中管理，它的全数字设定和外控功能大大方便用户，性能价格比高。智能软启动器人机界面友好，工作时显示工作电压，工作电流，最大电流，故障时显示故障类别，有方便的外控接口，具有数字延时启动控制、软停控制输入、启动延时继电器输出和故障继电器输出等多种功能。3.3.2智能软启动器的启动特性限流型：限制启动电流，降低启动压降，任意调整，键盘设定。电压控制型：设定允许电压降百分值，自动测量压降并限制压降，通过测量压降自适应控制启动电流，调试数据微处理器自动记忆，运行时由智能程序自动监控运行。转矩控制型：在启动和停止期间对电动机运行特性的控制，对电动机和启动器的过载保护，对传动机械的保护，清除浪涌转矩并降低冲击电流，在给定区间内控制加速转矩和按应用要求调节电动机转矩。转矩控制加突跳型：如果转矩控制启动时间长，通过转矩突跳克服静转矩，加快启动周期。3.3.3智能软启动器的停车特性自由停机：自由掉电停机，外故障停机，自复位可编程。软停机：软停机（0200s 为自由停机）自设定。电动机停车传统方式为自由停机，即通过瞬间停电来实现，但如带式运输机、升降机等许多设备并不宜突然停机，软停车功能正好能满足此要求。晶闸管在收到软停机信号后，导通角逐渐减小，经一定时间才过渡到全关，即电动机端电压逐渐减至零。停车时间可按实际需要设定。制动停机：060S自设定，强制停机。交流接触器和直流接触器不能掉换使用。如果交流接触器用在直流电路中会因为电流过大而烧坏，因为交流电有感抗，直流电没有感抗，只有线圈的直流电阻。交流接触器线圈的电阻很小。直流接触器用在交流电路中会因电流过小而不能正常工作。直流接触器的电阻很大，用在交流电路中有交流感抗会使电流减小而不能正常工作。接触器用以接通和分断负载。它与热过载继电器组合，保护运行中的电气设备。它与继电控制回路组合，远控或联锁相关电气设备。 交流接触器: 典型结构分为双断点直动式(LC1-D/F*)和单断路转动式(LC1-B*)。前者结构紧凑、体积小、重量轻；后者维护方便、易于配置成单极、二级和多极结构，但体积和安装面积大。 直流接触器: 其动作原理与交流接触器相似，但直流分断时感性负载存储的磁场能量瞬时释放，断点处产生的高能电弧，因此要求直流接触器具有一定的灭弧功能。中/大容量直流接触器常采用单断点平面布置整体结构，其特点是分断时电弧距离长，灭弧罩内含灭弧栅。小容量直流接触器采用双断点立体布置结构。 真空接触器: 真空接触器(LC1-V*)其组成部分与一般空气式接触器相似，不同的是真空接触器的触头密封在真空灭弧室中。其特点是接通/分断电流大，额定操作电压较高。 半导体式接触器:主要产品如双向晶闸管，其特点是无可动部分、寿命长、动作快，不受爆炸、粉尘、有害气体影响，耐冲击震动。交流接触器广泛用作电力的开断和控制电路。 交流接触器利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。 主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。 交流接触器的接点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。 交流接触器的动作动力来源于交流电磁铁，电磁铁由两个“山”字形的幼硅钢片叠成，其中一个固定，在上面套上线圈，工作电压有多种供选择。为了使磁力稳定，铁芯的吸合面，加上短路环。交流接触器在失电后，依靠弹簧复位。 另一半是活动铁芯，构造和固定铁芯一样，用以带动主接点和辅助接点的开短。 20安培以上的接触器加有灭弧罩，利用断开电路时产生的电磁力，快速拉断电弧，以保护接点。 交流接触器制作为一个整体，外形和性能也在不断提高，但是功能始终不变。无论技术的发展到什么程度，普通的交流接触器还是有其重要的地位1，并芯，我不知道你说的是什么意思，一般是两组或两组以上的触点并连，目的是扩容，或增加可靠性。2，在电工作业中不能光靠电笔，要学会用万用表等各种仪表。通断在有的场合说明不了什么问题。3，一次回路就是主回路也就是电源回路，二次回路就是对电机实施控制的继电控制电路。4辅助接头是继电器上参与控制的附加触头，如自锁，互锁，保护等。5，到书店买有关电工电气方面的书看看，很多啊。初级电工技术（机械工业出版社）13.00元 现场电工（中国建筑工业出版社）8.00元 安全用电（中国劳动出版社）12.00元 实用电动机控制电路350例16.00元 初级维修电工技术（机械工业出版社）接触器的组成 磁系统、触头系统、灭弧系统、释放弹簧机构、辅助触头及基座等。 接触器工作原理 接触器的基本工作原理是利用电磁原理通过控制电路的控制和可动衔铁的运动来带动触头控制主电路通断的。 接触器的主要技术参数 额定绝缘电压 Ui、额定工作电压 Ue、额定电流 Ie、每小时操作循环次数（额定操作频率） 、电寿命次数、机械寿命次数、控制回路的控制电压Us。 接触器的型号及含义 接触器产品型号规格繁多，不同的型号有不同的含义，但一般可分为接触器代号、设计序号、在AC-3使用类别额定工作电压380V下的额定工作电流值、常开辅助触头数、常闭辅助触头数和是否直流操作等。 接触器的选用 常用负载电流 通常来说,接触器的选型有诸多因素外与负载密切相关，而负载种类繁多，不同负载有不同的电流特性。我们必需了解不同负载的不同起动电流。 1）电热元件负载 1.4倍（AC-1）； 2）照明负载 15倍 （AC-5b）； 3）低压变压器负载 15-20倍 （AC-6a）； 4）电容器负载 可达20-30倍，一般在电路中串附加电感或电阻限流 （AC-6b）； 5）电动机负载 绕线式电动机切换的3-5倍 （AC-2）；鼠笼电动机起动电流为6-8倍，电压为额定电压，正常运转后分断的电流是额定电流，但电压因有反电势仅为额定电压的0.17倍（AC-3）,而AC-4类属于在起动中接通和分断类,都要在6倍电流下进行,因此使用条件最为苛刻。接触器的选用应按满足被控制设备的要求进行，除额定工作电压应与被控设备的额定电压相同外，被控设备的负载功率、使用类别、操作频率、工作寿命、安装方式及尺寸以及经济性等是选择的依据。 使用 A、 使用时，应定期检查产品各部件，要求可动部分无卡住，紧固件无松脱现象，各部件如有损坏，应及时更换。 B、 触头表面应经常保护清洁，不允许涂油，当触头表面因电弧作用而形成金属小珠时，应及时清除。当触头严重磨损后，应及时调换触头。但应注意，银及银基合金触头表面在分断电弧时生成的黑色氧化膜接触电阻很低，不会造成接触不良现象，因此不必锉修，否则将会大大缩短触头寿命。 C、 原来带有灭弧室的接触器，决不能不带灭弧室使用，以免发生短路事故，陶土灭弧罩易碎，应避免碰撞，如有碎裂，应及时调换。继电器一、继电器（relay）的工作原理和特性 当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电气量(如温度、压力、速度等)继电器两大类。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。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。 二、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。三、继电器测试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，(用更加精确方式可测得触点阻值在100毫欧以内)；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R10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1050，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。四、继电器的电符号和触点形式 继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。继电器的触点有三种基本形式：1.动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。2.动断型（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。3.转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。五、继电器的选用1.先了解必要的条件控制电路的电源电压，能提供的最大电流；被控制电路中的电压和电流；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。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。 编辑本段继电器技术的发展微电子技术、电子计算机技术、现代通讯技术、光电子技术以及空间技术的飞速发展，对继电器技术提出了新的要求，新工艺、新技术的发展无疑对继电器技术的发展起到促进作用。微电子技术和超大规模IC的飞速发展对继电器也提出了新的要求。第一是小型化和片状化。如IC封装的军用TO5(8.58.57.0mm)继电器，它具有很高的抗振性，可使设备更加可靠；第二是组合化和多功能化，能与IC兼容、可内置放大器，要求灵敏度提高到微瓦级；第三是全固体化。固体继电器灵敏度高，可防电磁干扰和射频干扰。计算机技术的普及使得微机用继电器的需求量显著增加，带微处理器的继电器将迅速发展。80年代初，美国生产的数字式时间继电器就可用指令对继电器进行控制，继电器与微处理器的组合发展，可形成一个小巧完善的控制系统。由计算机控制的工业机器人目前以每年3.5的速度增长，现在，计算机控制的生产体制已能在一条生产线上生产多种低成本的继电器，并可自动完成多种操作及测试工作。通讯技术的发展对继电器的发展具有深远的意义。一方面是由于通讯技术的迅速发展使整个继电器的应用增加。另一方面，由于光纤将是未来信息社会传输的主动脉，在光纤通讯、光传感、光计算机、光信息处理技术的推动下将出现光纤继电器、舌簧管光纤开关等新型继电器。光电子技术对于继电器技术将产生巨大的促进作用，为实现光计算机的可靠运行，目前已试制出双稳态继电器。为了提高航空、航天继电器的可靠性，期望继电器失效率应由目前的0.1PPM降至0.01PPM；载人空间站则要求达到0.001PPM。耐温要达到200以上，耐振要求高于490m/s，同时应能承受2.3210(4)C/Kg的射线辐射。为满足空间要求，必须加强可靠性研究，并建立专门的高可靠生产线。新型特殊结构材料、新分子材料、高性能复合材料、光电子材料，还有吸氧磁性材料、感温磁性材料、非晶体软磁材料的发展对研制新型磁保持继电器、温度继电器、电磁继电器都具有重要的意义，并必将出现新原理、新效应的继电器。随着微型和片式化技术的提高。继电器将向二维、三维尺寸只有几毫米的微型和表面贴装化方向发展；现在国际上有些厂家生产的继电器，体积只有510年前的1/41/8。因为电子整机在减小体积时，需要高度不超过其它电子元件的更小的继电器。通讯设备厂家对密集型继电器的需求更加热切，日本Fujitsu Takamisawa 公司生产的一种BA系列超密集信号继电器的大小只有14.9(W)7.4(D)9.7(H)mm，主要用于传真机和调制解调器，能承受3kV的波动电压。该公司推出的AS系列表面安装继电器的体积仅为14(W)9(D)6.5(H)mm。在功率继电器领域尤其需要安全可靠的继电器，如高绝缘性继电器。日本Fujitsu TaKamisawa推出的JV系列功率继电器内含五个放大器，采用高绝缘性小截面设计，尺寸为17.5(W)10(D)12.5(H)mm。由于机芯和外缘之间采用强化绝缘系统，其绝缘性能达到5kV。日本NEC 推出的MR82系列功率继电器的功耗只有200mW。在继电器内部装入各种放大、延时、消触点抖动、灭弧、遥控、组合逻辑等电路可使其具有更多的功能。随着SOP技术(Small Outline Package)的突破，生产厂家有可能把越来越多的功能集成到一起。而继电器与微处理器的组合将具备更广泛的专门控制功能，从而实现高智能化。新技术的成群崛起，将促进不同原理、不同性能、不同结构和用途的各类继电器竞相发展。在科技进步、需求牵引以及敏感、功能材料发展的推动下，特种继电器，如温度、射频、高压、高绝缘、低热电势以及非电量控制等继电器的性能将日臻完善。电磁继电器(EMR)从最初使用电话继电器算起，至今已有150多年的历史了。伴随着电子工业的发展，特别是20世纪70年代初期光耦合技术的突破，使固态继电器(SSR，亦称电子继电器)异军突起。同传统继电器相比，它具有寿命长、结构简单、重量轻、性能可靠等优点。固态继电器没有机械开关，而且具有诸如与微处理器高度兼容、速度快、抗冲击、耐振、低漏电等重要特性。同时，由于这种产品没有机械接点，不产生电磁噪声，从而不需要附加诸如电阻和电容等元件来保持静音。而传统继电器则需要这些附加元件，因此，传统继电器往往笨重而复杂，且成本较高。今后，小型密封继电器市场开发的重点是与IC兼容的TO5继电器和1/2晶体罩继电器。军用继电器将加速向工业/商业化转移。美国军用继电器约占继电器总额的20。通用继电器市场继续向小型、薄型和塑封方向发展。小型印制板用继电器仍将是通用继电器市场发展的主流产品，固体继电器将更趋广泛，价格将继续下降，并向高可靠、小体积、高抗浪涌电流冲击和抗干扰性靠拢。舌簧继电器市场将继续扩大。表面安装继电器的应用领域和需求量将呈上升之势一、继电器的定义继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。二、继电器的继电特性继电器的输入信号x从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值xx,继电器的输出信号立刻从y=0跳跃到y=ym,即常开触点从断到通。一旦触点闭合，输入量x继续增大，输出信号y将不再起变化。当输入量x从某一大于xx值下降到xf,继电器开始释放，常开触点断开。我们把继电器的这种特性叫做继电特性，也叫继电器的输入-输出特性。释放值xf与动作值xx的比值叫做反馈系数，即Kf= xf /xx触点上输出的控制功率Pc与线圈吸收的最小功率P0之比叫做继电器的控制系数，即Kc=PC/P0继电器的分类继电器的分类方法较多，可以按作用原理、外形尺寸、保护特征、触点负载、产品用途等分类。一、按作用原理分1电磁继电器在输入电路内电流的作用下，由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。它包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器,节能功率继电器。(1)直流电磁继电器：输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器。(2)交流电磁继电器：输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。(3)磁保持继电器：将磁钢引入磁回路，继电器线圈断电后，继电器的衔铁仍能保持在线圈通电时的状态，具有两个稳定状态。(4)极化继电器：状态改变取决于输入激励量极性的一种直流继电器。(5)舌簧继电器：利用密封在管内，具有触点簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧的动作来开、闭或转换线路的继电器。(6)节能功率继电器:输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器,但它的电流大(一般30-100A),体积小, 节电功能.2.固态继电器输入、输出功能由电子元件完成而无机械运动部件的一种继电器。3.时间继电器当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器。4.温度继电器当外界温度达到规定值时而动作的继电器.5.风速继电器当风的速度达到一定值时，被控电路将接通或断开。6.加速度继电器当运动物体的加速度达到规定值时，被控电路将接通或断开。7.其它类型的继电器如光继电器、声继电器、热继电器等。二、按外形尺寸分见表1。表1 继电器外形尺寸分类名 称 定 义微型继电器 最长边尺寸不大于10mm的继电器超小型继电器 最长边尺寸大于10mm，但不大于25mm的继电器小型继电器 最长边尺寸大于25mm，但不大于50mm的继电器三、按触点负载分见表2。表2 继电器触点负载分类名 称 定 义微功率继电器 小于0.2A的继电器。弱功率继电器 0.2的继电器。中功率继电器 210A的继电器。大功率继电器 10A以上继电器。节能功率继电器 20A-100A的继电器四、按防护特征分见表3。表3 继电器防护特征分类名 称 定 义密封继电器 采用焊接或其它方法，将触点和线圈等密封在金属罩内，其泄漏率较低的继电器塑封继电器 采用封胶的方法，将触点和线圈等密封在塑料罩内，其泄漏率较高的继电器防尘罩继电器 用罩壳将触点和线圈等封闭加以防护的继电器敞开继电器 不用防护罩来保护触点和线圈等的继电器五、按用途分见表4。表4 继电器用途分类名 称 定 义通讯继电器 （包括高频继电器） 该类继电器触点负载范围从低电平到中等电流，环境使用条件要求不高。机床继电器 机床中使用的继电器，触点负载功率大，寿命长。家电用继电器 家用电器中使用的继电器，要求安全性能好。汽车继电器 汽车中使用的继电器，该类继电器切换负载功率大，抗冲、抗振性高。电动机可逆带限位控制电路(组图)电动机可逆带限位控制电路 电动机可逆带限位控制电路是一种带有位置保护的控制电路，这种电路多用在具有往返于机械运动的设备上，为了防止设备在运动时超出运动位置极限，在极限位置装有限位开关SQ使之能够停止。 线路分析如下： 一、正向运动： 1、合上空气开关QF接通三相电源 2、按下正向启动按钮SB3，KM1通电吸合并自锁，主触头闭合接通电动机，电动机这时的相序是L1、L2、L3，即正向运行。如果运动到了极限位置，将碰到限位开关SQ1，SQ1的常闭断开，KM1失电不再吸合，主触点断开电动机停止。 二、反向运动： 1、合上空气开关QF接通三相电源 2、按下反向启动按钮SB2，KM2通电吸合并通过辅助触点自锁，常开主触头闭合换接了电动机三相的电源相序，这时电动机的相序是L3、L2、L1，即反向运行。如果运动到了极限位置，将碰到限位开关SQ2，SQ2的常闭断开，KM2失电不再吸合，主触点断开电动机停止 三、互锁环节：具有禁止功能在线路中起安全保护作用1、接触器互锁：KM1线圈回路串入KM2的常闭辅助触点，KM2线圈回路串入KM1的常闭触点。当正转接触器KM1线圈通电动作后，KM1的辅助常闭触点断开了KM2线圈回路，若使KM1得电吸合，必须先使KM2断电释放，其辅助常闭触头复位，这就防止了KM1、KM2同时吸合造成相间短路，这一线路环节称为互锁环节。2、按钮互锁：在电路中采用了控制按钮操作的正反传控制电路，按钮SB2、SB3都具有一对常开触点，一对常闭触点，这两个触点分别与KM1、KM2线圈回路连接。例如按钮SB2的常开触点与接触器KM2线圈串联，而常闭触点与接触器KM1线圈回路串联。按钮SB3的常开触点与接触器KM1线圈串联，而常闭触点压KM2线圈回路串联。这样当按下SB2时只能有接触器KM2的线圈可以通电而KM1断电，按下SB3时只能有接触器KM1的线圈可以通电而KM2断电，如果同时按下SB2和SB3则两只接触器线圈都不能通电。这样就起到了互锁的作用。 四、停止： 1、正常停止，按下按钮SB1，SB1的常闭接点断开，控制回路失电接触器不再吸合，电动机停止运行。 2、紧急停止，紧急停止是设备在运动过程中，运动到了位置极限碰到限位开关SQ1（SQ2）所造成的停止，这是只要启动反方向控制，即可使设备重新运行。电动机可逆带限位控制电路接线示意图电动机制动线路（一）作者：电气控制线路 来源： 中国电能质量网 2006-11-10 在定子绕组供电电源断开的同时，将定子绕组短接，由于转子存在剩磁，形成了转子旋转磁场，此磁场切割定子绕组，在定子绕组中产生感应电动势。因定子绕组己被C常闭触点短接所以在定子绕组回路中有感应电流，该电流又与旋转磁场相互作用，产生制动转矩，迫使转子减速停转。见图所示。 这种制动方法，适用于小容量的高速异步电动机及制动要求不高的场合。短接制动的优点是无需特殊的控制设备，简单易行。 用两个接触器实现Y起动控制线路作者：电气控制线路 来源： 中国电能质量网 2006-11-10 下图是用两个接触器的Y降压起动控制线路。按下起动按钮QA，1QC、SJ获电动作，1QC常开辅助触点闭合自锁，2QC无电，其接在电机星点的常闭辅助触点闭合，电动机绕组接成星形接法降压起动。经过一段时间，SJ延时断开的常闭触点断开，1QC失电释放，其常闭辅助触点闭合。同时SJ延时闭合的常开触点闭合，作临时自锁，2QC获电动作，其常闭触点打开，将主电路星形接线断开同时其常开触点闭合，使1QC得电动作，闭合其主回路常开接点，电动机由星形接法转换为三角形接法。 这种线路仅适应于功率在13kw以下的三角形接法的小容量电动机。否则，由于2QC接触器常闭辅助触点接在主电路中，容量小，很易烧损。（仅供大家参考） 起动控制线路（四）作者：电气控制线路 来源： 中国电能质量网 2006-11-10 用三个接触器的Y降压起动控制电路如图所示。按下起动按钮QA，1QC、3QC、SJ获电动作，电动机绕组接成星形接法起动。时间继电器达到设定延时时间后，延时闭合的常开触点闭合，延时断开的常闭触点断开，3QC失电释放，这时3QC常闭辅助触点闭合，使2QC获电动作电动机绕组由星形接法转换成三角形接法，起动过程结束。 这种控制电路适用于55kw以下、13kw以上的三角形接法的电动机。 起动控制线路（二）作者：电气控制线路 来源： 中国电能质量网 2006-11-10 用时间继电器自动转换Y起动电动机控制线路如图所示。当按下按钮QA时，接触器YC、QC吸台，这时电动机为Y运行。当经过一定延时，电动机起动完毕后(时间继电器一般控制在30 s)，时间继电器常闭触点断开，使YC失电释放，同时由于YC的释放又接通了SC线圈的电源，SC吸合，电动机改为运行。 起动控制线路（三）作者：电气控制线路 来源： 中国电能质量网 2006-11-10 其工作原理如图所示：在起动电动机时，先合上开关HK，按下按钮QA，接触器C得电吸合接触器自锁。星形起动接触器线圈YC和时间继电器线圈SJ保持通电，常开主触点YC接通，电动机接成Y形起动。同时，常闭辅助触点YC分断，使接三角形运行接触器线圈SC断路。待时间继电器延时到一定时间后(时间继电器可由电动机的容量和起动时负载的情况来调整)，时间继电器SJ的常闭延时分断和常开延时闭合的触点分别动作，使YC断电，使线圈SC通电，并使其触点自锁使电动机接成运行。同时常闭辅助触点SC断开，使线圈SJ和YC断电。 图中热继电器RJ与电动机的绕组串联其整定电流应为电动机线电流额定值的一半，在接法的电动机中，热继电器按上述方法连接较为可靠。 鼠笼式三相异步电动机Y降压手动控制电路(组图)作者：北京市技术交流职业技能培训学校 秦钟全 来源： 北京市总工会技术英才网 2006-11-10 鼠笼式三相异步电动机Y降压手动控制电路原理图 凡正常运行时定子绕组接成三角形的是三相鼠笼式异步电动机，在启动时临时成星形，待电动机启动后接近额定转速时，在将定子绕组通过Y降压启动装置接换成三角形运行，这种启动方法叫Y降压启动。属于电动机降压启动的一种方式，由于启动时定子绕组的电压只有原运行电压的，启动力矩较小只有原力矩的，所以这种启动电路适用于轻载或空载启动的电动机。 线路分析如下： 1、合上空气开关QF接通三相电源， 2、按下启动按钮SB2，首先交流接触器KM3线圈通电吸合，KM3的三对主触头将定子绕组尾端联在一起。KM3的辅助常开触点接通使交流接触器KM1线圈通电吸合，KM1三对主常触头闭合接通电动机定子三相绕组的首端，电动机在Y接下低压启动。 3、随着电动机转速的升高，待接近额定转速时（或观察电流表接近额定电流时），按下运行按钮SB3，此时BS3的常闭触点断开KM3线圈的回路，KM3失电释放，常开主触头释放将三相绕组尾端连接打开，SB3的常开接点接通中间继电器KA线圈通电吸合，KA的常闭接点断开KM3电路（互锁），KM3的常开接点吸合，通过SB2的常闭接点和KM1常开互锁接点实现自保，同时通过KM3常闭接点（互锁）使接触器KM2线圈通电吸合，KM2主触头闭合将电动机三相绕组连接成，使电动机在接法下运行。完成了Y接压启动的任务。 4、热继电器FR作为电动机的过载保护，热继电器FR的热元件接在三角形的里面，流过热继电器的电流是相电流，定值时应按电动机额定电流的 计算。 5、KM2及KM3常闭触点构成互锁环节，保证了电动机Y接法不可能同时出现，避免发生将电源短路事故。鼠笼式三相异步电动机Y降压手动控制接线示意图安装注意事项1、Y降压启动电路，只适用于形接线，380V的鼠笼异步电动机。不可用于Y形接线的电动机应为启动时已是Y形接线，电动机全压启动，当转入形运行时，电动机绕组会应电压过高而烧毁。2、接线时应先将电动机接线盒的连接片拆除。3、接线时应特别注意电动机的首尾端接线相序不可有错，如果接线有错，在通电运行会出现启动时电动机左转，运行时电动机右转，应为电动机突然反转电流剧增烧毁电动机或造成掉闸事故。4、如果需要调换电动机旋转方向，应在电源开关负荷侧调电源线为好，这样操作不容易造成电动机首尾端接线错误。 5、电路中装电流表的目的，是监视电动机起动、运行电流的，电流表的量程应按电动机额定电流的3倍选择。常见故障： 1、Y启动过程正常，但按下SB3后电动机发出异常声音转速也急剧下降，这是为什么？ 分析现象；接触器切换动作正常，表明控制电路接线无误。问题出现在接上电动机后，从故障现象分析，很可能是电动机主回路接线有误，使电路由Y接转到接时，送入电动机的电源顺序改变了，电动机由正常启动突然变成了反序电源制动，强大的反向制动电流造成了电动机转速急剧下降和异常声音。 处理故障；核查主回路接触器及电动机接线端子的接线顺序。 2、线路空载试验工作正常，接上电动机试车时，一起动电动机，电动机就发出异常声音，转子左右颤动，立即按SB1停止，停止时KM