1.1.3.2继电控制电器阶段
“继电保护”是输变电过程中的一种专门技术,是由各种继电器及量测设备组成的保护电路, 目的是保证持续不间断供电。“继电保护”技术的发展为电气自动控制技术的发展奠定了基础。
继电控制是利用具有继电特性的元件进行控制的自动控制系统。所谓继电特性是指,在输 入信号作用下输出仅为通、断等几个状态的特性。由于其控制方式是断续的,故称为断续控制 系统。例如,电炉温度调节中,根据炉温是否超过规定值而断开或接通电源。这种只有通、断 两个状态的控制又称双位式控制。继电控制中使用的元件并不限于电磁式继电器,也可用别的 手段来实现继电特性。例如,在双位式温度调节中,常采用双金属片作为敏感元件,温度变化 时双金属片因两部分金属的膨胀系数不同而弯曲变形,接通或断开触点。液压和气动阀等也是 具有继电特性的元件。
各种接触器、继电器的使用,对电气控制技术的发展具有决定性的意义。各种接触器、继 电器的操作方式彻底颠覆了开关设备只能近身操作的观念,开启了远距离电气操作的时代。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。继电器除具有开关功能外,还具有比较多的其他控制功能,这些功能为实现电气自 动控制立下了汗马功劳。继电器与早期的开关电器相比具有以下特点。
1. 具有记忆功能
利用继电器的接点可以连接成自保持电路,即使控制信号消失,继电器仍然可以保持控制 指令的状态,这就是继电器的记忆功能。继电器的记忆功能是实现自动控制的基本条件,在电 气自动控制中应用相当普遍。
2. 动作速度快
继电器的动作一般由电磁铁控制,其动作速度一般只有零点几秒。继电器的动作速度比其 他机械结构的开关电器快,有利于减小电弧,用于电压较高、电流较大的控制场合。
3. 可以实现较远距离控制
继电器的控制回路中电流很小,因此在控制回路导线截面积一定的情况下,电压降很小,
所以可以进行较远距离的控制。
4. 可以实现非电量的控制
利用时间继电器可以实现对时间的控制;利用速度继电器可以实现对速度的控制;利用 温度继电器可以实现对温度的控制;利用干簧式或磁保持继电器可以实现对磁场的控制;利 用步进继电器可以实现顺序控制等。继电器对非电量的控制,较大地扩展了电气自动控制的
应用领域。
5. 具有放大作用
继电器利用工作电流很小的控制回路控制通断能力很大的主接点,可以控制很大功率的电 路,因此继电器具有放大作用。
6. 可以实现各种保护
1 )失电压保护和欠电压保护
利用继电器电磁铁线圈在失电压和欠电压状态时不能吸合的特点,实现失电压保护和欠电 压保护。
2) 过电压保护
利用电压继电器可以实现过电压保护。
3) 短路保护、过电流保护和过载保护
利用热继电器可以实现短路保护、过电流保护和过载保护。
4) 断相保护
断相后其余两相的电流必然增大,利用热继电器或电流继电器可以实现断相保护。
7. 可以实现监测功能
根据每一个继电器的控制功能,其接点连接上信号灯和电铃,就可以显示控制电路各个部 分的工作状态,并可以实现故障显示、报警和监测功能。
8. 扩大控制范围
多触点继电器控制信号达到某一定值时,可以按触点组的不同形式,同时换接、断开、接 通多路电路。
9. 综合信号功能
根据电气控制逻辑的需要,将多个控制信号按规定(串联、并联或混联)的形式输入多绕 组继电器时,经过比较、综合,实现预定的控制目标。
正是由于继电器具有上述强大功能,自动装置上的继电器与其他电器一起可以组成程序控 制线路,从而实现自动化运行。正是由于继电器的出现,人类才第一次实现了电气控制自动化。 因此,继电器的运用在电气控制的发展史上具有里程碑的意义。
继电器接触式控制系统具有控制结构简单、方便实用、易于维护、控制容量大、抗千扰能 力强、价格低廉等优点,继电控制系统的主要优点是控制装置比较简单。对于冋样的功率,继 电控制装置的质量和体积在各类控制系统中是比较小的,因此广泛应用于各类设备的电气拧制.. 目前,继电器接触式控制仍然是电气控制设备最基本的控制形式之一,继电器-接触器控制系统 至今仍在许多生产机械设备中广泛采用。
继电控制系统的主要缺点是控制的非线性。但也存在接线方式固定、灵活性差、难以i5l、V: 复杂和程序可变的控制对象的要求,另外还有工作频率低的问题。由于继电控制系统的电Z C接点太多,接点的锈蚀、烧蚀、熔合及接触不良,使继电控制系统的故障率较高,存在可靠性差 的问题。同时继电器的线圈耗电量很大,既不符合当代绿色环保要求,又不易实现电气控制设 备小型化的要求。 .