| 详细介绍： AFS01-1A※AFS01-1A 脚踏开关
1只一盒
材质：铝合金外壳
内置开关：UL认证微动开关
防护等级：Ip54
额定值：10A/250VAC
线长：0.25米（需加线长价格另议 4.5元/米）
触点形式：1开1闭
机械寿命：100万次 电气寿命：10万次
上海帅淇自动化控制有限公司 021-33662397 【AFS01-1A】※AFS01-1A 脚踏开关字体如斜体字等越简洁清楚则辨识性越佳。 7 使用组织化分类说明 实验证明表格式的界面结构辨识性最优同属性的信息应归纳在同一层级下以达完善分类简易配置之功。 8 使用简明扼要的词句 言简意垓地点出重点叙述性的文字只会让使用者失去耐性并让整体界面
5 无论以色彩或字体来表示某项含意一定要前后一致红色代表危险、粗体
代表强调决不可随意应用否则会造成使用者之混淆。
一个成功的机械设备的触摸屏之界面设计与本身机械设备有着深厚的关系
特别是当相关研发能力与应用技术愈见成熟而投入市场的竞争者越来越多时
使用者界面的质量会变成产品层次区分时的一个重要指标此外自动化机械设
备之使用安全性也与界面设计的良窳有关因为设计上的缺失将会直接或间接的
造成使用时的误失严重时还可能造成使用者的伤害或死亡由此可知一项
产品尤其与人体有着密切关系的自动化机械设备在设计时绝对不可不谨慎。
当然有时因为科技技术尚未成熟或设计者对使用者的需求不完全了解在
设计时不免会有未臻完美的情况发生但无论如何完善体贴的使用者界面设计
对制造者或设计者而言都应将其视为自己应尽的职责并引以为傲。希望上述
之设计法则能让同行厂商在设计相关自动化机械设备时有更明确而完整的设
计引导与概念进而研发出更人性化、更便利的自动化机械设备以达造福人类
之功
电磁继电器、扬声器
一、一周知识概述
1电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关
2了解电磁继电器在生活中的应用
二、重难点知识归纳及讲解
1电磁继电器的构造、原理和应用
(1)图中的虚线框内是电磁继电器的结构示意图电磁继电器的主要部件是电磁铁
A、衔铁B、弹簧C、动触点D和静触点E
(2)工作原理如图低压控制电路闭合电磁铁通电时有磁性吸下衔铁使动、
静触点接触高压工作电路闭合电动机通电转动低压控制电路断开电磁铁断电失
去磁性弹簧通过杠杆作用把衔铁拉起使动、静触点分离高压工作电路断开电动
机断电停止工作
(3)应用①通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流工作
电路②进行远距离操纵③实现温度自动控制或光自动控制
2电铃的结构和工作原理
(1)结构如图所示的直流电铃由蹄形电磁铁1、弹簧片2、螺钉3、衔铁4、导线、
接线柱、开关、电源、铃和小锤等组成电磁铁、弹簧片、衔铁、螺钉、开关、电源用
导线连接组成串联电路
(2)工作原理如图所示闭合开关电路连通电磁铁通电具有磁性吸引衔铁衔
铁带动小锤敲铃铃响同时衔铁和螺钉分离切断电路电磁铁断电失去磁性弹簧片
把衔铁弹回使衔铁和螺钉重新接触连通电路电磁铁的磁性和弹簧片的弹性交替起作
用衔铁和螺钉时触时离使小锤不停地敲铃铃就—直不停地响
3、扬声器
扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。图是扬声器构造示意图它主要由固
定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成当线圈中通过图中所示的电流时线圈受到磁铁
的吸引向左运动当线圈中通过相反方向的电流时线圈受到磁铁的排斥向右运动。由
于通过线圈的电流是交变电流它的方向不断变化线圈就不断地来回振动带动纸盆
也来回振动于是扬声器就发出了声音。
电磁继电器实质上是一个由电磁铁控制工作电路通断的开关李明设计的自动防盗
报警装置在无人踩踏板时控制电路中的上踏板与下面的静触点分离(相当于开关断开)
电磁铁无磁性弹簧通过杠杆把衔铁拉上去使警铃电路的触点开关断开警铃电路断
开警铃不响当盗贼踏上踏板时控制电路中的上踏板与下面的静触点接触(相当于闭
合开关)电磁铁通电具有磁性把衔铁吸下来使警铃电路的触点开关闭合警铃电
路连通警铃通电工作铃响报警
点评
本题考查对电磁继电器的工作原理的理解和应用能力电磁继电器是自动控制电路
装置中的重要部件弄清它的工作原理和使用方法十分必要分析有关电磁继电器应用
问题时要理解以下几点①电磁继电器是利用电磁铁通电时有磁性断电时磁性消失的
特性工作的②利用电磁继电器控制工作电路通断是电磁铁的磁性和弹簧的弹性共同作
用使衔铁被吸下和拉起③电磁继电器中的电磁铁是控制电路的用电器电磁继电器中
的动、静触点是工作电路的开关控制电路和工作电路通过电磁继电器有机地联系起
来解答此类问题的顺序为控制电路开关(有些问题中开关是隐性的受光或温度或
水位自动控制)状态→电磁铁有无磁性→衔铁动作→触点开关状态→工作电路状态
例2、下图是一种防汛报警器的原理图S是触点开关B是一个漏斗形的竹片圆筒
里面有浮子A请你说明这种报警器的工作原理.
分析与解答
由图可以看出水面上升时浮子A在漏斗形的竹片圆筒内上浮顶起金属板当
水面上升达到警戒水位时使触点开关S闭合电磁铁电路连通电磁铁通电有磁性
吸下衔铁使报警电路的触点开关闭合灯亮发出防汛警报
点评
本题考查对电磁继电器工作原理的理解和应用能力解题的关键点是正确分析控制
电路的组成和工作原理本题中控制电路的开关不是人为地闭合和断开而是通过水面
升、降而自动地闭合和断开从而控制报警电路自动闭合灯亮报警和断开灯熄解除警报
具有很高的实用价值
例3、如图所示是一个限流装置的示意图图中P是电磁铁S是闸刀开关Q是衔
铁可绕O轴转动试表述当电流过大时它是怎样自动切断电路的
分析与解答
由图可以看出该装置本质上是一个电磁继电器通过开关S的电流也通过电磁铁
P当电路中电流过大时电磁铁P的磁性很强电磁铁的磁性大到一定程度时把衔
铁Q吸引过来闸刀开关S的动触片在弹簧的拉力作用下被拉起自动切断电路对
电路起保护作用
点评 本题考查对电磁继电器原理的理解解答此类题目首先要分析清楚工作电路和控
制电路本题中电磁铁P是控制电路通断的开关此限流装置就是安装在家庭照明电
路中的空气开关它是利用电磁铁中的电流越大磁性越强的特性工作 。
固态继电器
一、概述
固态继电器亦称固体继电器英文名称为Solid State Relay简称SSR。
固态继电器与机电继电器相比是一种没有机械运动不含运动零件的继电器
但它具有与机电继电器本质上相同的功能。SSR是一种全部由固态电子元件组成的
无触点开关元件他利用电子元器件的电磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离
利用大功率三极管功率场效应管单向可控硅和双向可控硅等器件的开关特性来
达到无触点无火花地接通和断开被控电路。
二、固态继电器的组成
固态继电器有三部分组成:输入电路隔离(耦合)和输出电路。安输入电压的不同
类别输入电路可分为直流输入电路交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输
入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容正负逻辑控制和反相等功能。固态继电器的
输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种。固态继电器的输出
电路也可分为直流输出电路交流输出电路和交直流输出电路等形式。交流输出时
通常使用两个可控硅或一个双向可控硅直流输出时可使用双极性器件或功率场效应
管。
三、固态继电器的优缺点
1、固态继电器的优点
1高寿命高可靠:SSR没有机械零部件有固体器件完成触点功能由于没
有运动的零部件因此能在高冲击振动的环境下工作由于组成固态继电器的元器
件的固有特性决定了固态继电器的寿命长可靠性高。
2灵敏度高控制功率小电磁兼容性好:固态继电器的输入电压范围较宽
驱动功率低可与大多数逻辑集成电路兼容不需加缓冲器或驱动器。
3快速转换:固态继电器因为采用固体器件所以切换速度可从几毫秒至几微
妙。
4电磁干扰小:固态继电器没有输入"线圈"没有触点燃弧和回跳因而减少
了电磁干扰。大多数交流输出固态继电器是一个零电压开关在零电压处导通零电
流处关断减少了电流波形的突然中断从而减少了开关瞬态效应。
2、固态继电器的缺点 1导通后的管压降大可控硅或双相控硅的正向降压可达1~2V大功率晶体
管的饱和压浆液灾1~2V之间一般功率场效应管的导通电祖也较机械触点的接触电
阻大。
2半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流因此不能实现理想的
电隔离。
3由于管压降大导通后的功耗和发热量也大大功率固态继电器的体积远
远大于同容量的电磁继电器成本也较高。
4电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差耐辐射能力也较差
如不采取有效措施则工作可靠性低。
5固态继电器对过载有较大的敏感性必须用快速熔断器或RC阻尼电路对
其进行过在保护。固态继电器的负载与环境温度明显有关温度升高负载能力将迅
速下降。
6主要不足是存在通态压降需相应散热措施有断态漏电流交直流不
能通用触点组数少另外过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。
固态继电器的工作
它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开
关器件单相SSR为四端有源器件其中两个输入控制端两个输出端输入输出
间为光隔离输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后输出端就能从断态转变成
通态。
交流固态继电器按开关方式分有电压过零导通型简称过零型和随机导通型简
称随机型
按输出开关元件分有双向可控硅输出型普通型和单向可控硅反并联型增强
型
按安装方式分有印刷线路板上用的针插式自然冷却不必带散热器和固定在
金属底板上的装置式靠散热器冷却
另外输入端又有宽范围输入DC332V的恒流源型和串电阻限流型等。
SSR固态继电器以触发形式,可分为零压型(Z)和调相型(P)两种。
在输入端施加合适的控制信号VIN时,P型SSR立即导通。当VIN撤销后,负载
电流低于双向可控硅维持电流时(交流换向),SSR关断。 Z型SSR内部包括过零检测
电路,在施加输入信号VIN时,只有当负载电源电压达到过零区时,SSR才能导通,并有
可能造成电源半个周期的最大延时。Z型SSR关断条件同P型,但由于负载工作电流
近似正弦波,高次谐波干扰小,所以应用广泛。 先锋公司电子厂SSR由于采用输出器
件不同,有普通型(S,采用双向可控硅元件)和增强型(HS,采用单向可控硅元件)之分。
当加有感性负载时,在输入信号截止t1之前,双向可控硅导通,电流滞后电源电压
90O(纯感时)。t1时刻,输入控制信号撤销,双向可控硅在小于维持电流时关断(t2),可控
硅将承受电压上升率dv/dt很高的反向电压。这个电压将通过双向可控硅内部的结电
容,正反馈到栅极。如果超过双向可控硅换向dv/dt指标(典型值10V/ s,将引起换向
恢复时间长甚至失败。 单向可控硅(增强型SSR)由于处在单极性工作状态,此时只受静态电压上升率所限制(典型值200V/ s),因此 增强型固态继电器HS系列比普通型
SSR的换向dv/dt指标提高了5 20倍。由于采用两只大功率单向可控硅反并联,改
变了电流分配和导热条件,提高了SSR输出功率。 增强型SSR在大功率应用场合,
无论是感性负载还是阻性负载,耐电压、耐电流冲击及产品的可靠性,均超过普通固态
继电器,并达到了进口产品的基本指标,是替代普通固态继电器的更新产品。
固态继电器的应用
S系列固态继电器,HS系列增强型固态继电器、可以广泛用于:计算机外围接口装
置,恒温器和电阻炉控制、交流电机控制、中间继电器和电磁阀控制、复印机和全自
动洗衣机控制、信号灯交通灯和闪烁器控制、照明和舞台灯光控制、数控机械遥控系
统、自动消防和保安系统、大功率可控硅触发和工业自动化装置等。在应用中需要考
虑下述问题。
1.器件的发热
SSR在导通时,元件将承受P耗=V有�讥有的热耗散功率,其中V有效值和I有效
值分别为饱和压降和工作电流的有效值。此时,需依据实际工作环境条件,严格参照额
定工作电流时允许的外壳温升(75℃),合理选用散热器尺寸或降低电流使用,否则将因
过热引起失控,甚至造成产品损坏。
在线路板上使用,连续负载电流2 3A时,可选用S�?3,S�?4产品,5A时,可选用
S�?08W3封装产品。10A以下,可采用散热条件良好的仪器底板。10A以上,需配散热
器。30A以下,采用自然风冷,连续负载电流大于30A时,需采用仪器风扇强制风冷。
2.封装和安装形式
卧式W型、立式L型,体积小适用于印制板直接焊接安装。立式L2型,既能适合
于线路板焊接安装,也能适用于线路板上插接安装。K型及F型,适合散热器及仪器底
板安装。大功率SSR(K型和F型封装)安装时,应注意散热器接触面应平整,并需涂复
导热硅脂(先锋T-50)。安装力矩愈大,接触热阻愈小。大电流引出线,需配冷压焊片,以
减少引出线接点电阻。
3.输入端驱动
SSR按输入控制方式,可分为电阻型、恒流源和交流输入控制型。目前主要提供
的,是供5V TTL电平用电阻输入型。使用其他控制电压时,可相应选用限流电阻。SSR
输入属于电流型器件,当输入端光耦可控硅完全导通后(微秒数量级),触发功率可控硅
导通。当激励不足或斜波式的触发电压,有可能造成功率可控硅处于临界导通边缘,并
造成主负载电流流经触发回路引起的损坏。
例如基本性能测试电路,输入为可调电压源,测试负载用100W灯泡,输入触发信号
应为阶跃逻辑电平,强触发方式。国外厂商提供的器件标准电流为10mA,考虑到全温
度工作范围(-40 +70℃),发光效率稳定和抗干扰能力,推荐最佳直流触发工作电流在
12 25mA之间。
SSR输入端可并联或串联驱动。串联使用时,一个SSR按4V电压考虑,12V电压
可驱动3个SSR。
4.干扰问题 SSR产品也是一种干扰源,导通时会通过负载产生辐射或电源线的射频干扰,干扰
程度随负载大小而不同。白炽灯电阻类负载产生的干扰较小,零压型在交流电源的过
零区(即零电压)附近导通,因此干扰也较小。减少的方法是在负载串联电感线圈。另外,
信号线与功率线之间,也应避免交叉干扰。
5.过流/过压保护
快速熔断器和空气开关,是通用的过电流保护方法。快速熔断器可按额定工作电
流的1.2倍选择,一般小容量可选用保险丝。特别注意负载短路,是造成SSR产品损坏
的主要原因。感性及容性负载,除内部RC电路保护外,建议采用压敏电阻并联在输出
端,作为组合保护。金属氧化锌压敏电阻(MOV)面积大小决定吸收功率,厚度决定保护
电压值。交流220V的SSR,选用MYH12、430V、 12的压敏电阻;380V选用MYH12、
750V压敏电阻;较大容量的电机变压器应选用MYH20、24通流容量大的压敏电阻。
6.关于负载的考虑
SSR对一般的负载应是没有问题的,但也必须考虑一些特殊的负载条件,以避免过
大的冲击电流和过电压,对器件性能造成不必要的损坏。白炽灯、电炉等类的“冷阻”
特性,造成开通瞬间的浪涌电流,超过额定工作电流值数倍。一般普通型SSR,可按电流
值的2/3选用。增强型SSR,可按厂商提供的参数选用。在恶劣条件下的工业控制现
场,建议留有足够的电压、电流余量。
某些类型的灯,在烧断瞬间会出现低阻抗。气化和放电通道以及容性负载,如切换
电容器组或电容器电源,会造成类似短路状态。可在线路中进一步串联电阻或电感,作
为限流措施。电机的开启和关闭,也会产生较大的冲击电流和电压。中间继电器、电
磁阀吸合不可靠时引起的抖动,以及电容换向式电机换向时,电容电压 和电源电压的
叠加会在SSR两端产生二倍电源的浪涌电压。
控制变压器初级时,也应考虑次级线路上的瞬态电压对初级的影响。此外,变压器
也有可能因为两个方向电流不对称,造成饱和引起的浪涌电流异常现象。上述情况,使
SSR在特殊负载的应用,多少变得有点复杂。可行的办法,就是通过示波器去测量可能
引起的浪涌电流和电压,从而选用合适的SSR和保护措施。
应用实例
1.调压应用
P型SSR调压,可采用外配移相电路来实现。例如,TW-702控温仪的触发系统,
国产SDKC-05单电源调相集成电路(见图2)。在计算机上,通常采用PIO经驱动级的
位控方式,利用50Hz电网电源的过零中断,经CTC计时,控制导通角,以达到调压之目
的。
2.交流调功应用
“交流调功”是一种Z型SSR普遍采用的方法,也能实现PID调节。即在固定周期
内,控制交流正弦电流半波个数,达到调功目的。模拟电路常采用电压比较器,将一个固
定周期的锯齿电压和来自前级误差电压作比较,输出方波实现调节,如图3所示。在计
算机上采用计时算法,产生占空比可调的方波脉冲击来实现。例如日本的SHIMADEW和OMRON公司的SR22、FD20、E5系列智能化控温产品,配合Z型SSR,实现自适
应“自动翻转”控制,即通过计算机产生扰动,算出最佳PID控制参数。
3.三相电流控制
HS系列SSR产品,可直接用于三相电机的控制。最简单的方法,是采用2只SSR
作电机通断控制,4只SSR作电机换相控制,第三相不控制。
作为电机换向时应注意,由于电机的运动惯性,必须在电机停稳后才能换向,以避
免产生类似电机堵转情况,引起的较大冲击电压和电流。在控制电路设计上,要注意任
何时刻都不应产生换相SSR同时导通的可能性。上下电时序,应采用先加后断控制电
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