学习目的

（1）掌握热继电器及按钮的结构与作用

（2）掌握热继电器及按钮的工作原理。

（3）掌握热继电器及按钮的选择方法。

（4）掌握热继电器及按钮的安装方法。

一、热继电器的结构

热继电器利用电流的热效应而动作，常用作电动机的过载保护，其外形及结构如图1-17所示。

图1-17　热继电器结构

热继电器的图形符号如图1-18 所示。

图1-18　热继电器符号

二、热继电器的工作原理

热继电器的形式多样，常用的有双金属片式和热敏电阻式，目前使用最多的是双金属片式，有的规格还同时带有断相保护功能。使用热继电器对电动机进行过载保护时，将热元件与电动机的定子绕组串联，将热继电器的常闭触头串联在交流接触器的电磁线圈的控制电路中，并调节整定电流调节旋钮。当电动机正常工作时，通过热元件的电流即为电动机的额定电流，此时热元件发热。

如图1-19 所示，热继电器由双金属片（1、2）及围绕在双金属片外面的电阻丝（3、4）组成。双金属片是由两种热膨胀系数不同的金属片焊合而成。使用时将电阻丝直接串接在异步电动机的两相电路上。常闭触头（8 与9）接于电动机控制电路的接触器线圈支路上。当电动机绕组因过载引起过电流并经过一定时间后，发热元件所产生的热量足以使双金属片（1 和2）弯曲，并推动导板（5）向右移动一定距离，导板（5）又推动温度补偿片（6）与推杆（7），使动触头（8）与静触头（9）分开，从而使电动机线路接触器断电释放，将电源切除，起到保护作用。电源切断后，热继电器开始冷却，一段时间后，双金属片恢复原状，于是触头（8）在弹簧（13）的作用下，自动复位与触头（9）闭合。

这种热继电器也可用手动复位。这时只要将螺钉（10）拧出到一定位置，使触头（8）的转动超过一定角度，在此情况下，即使双金属片冷却，触头（8）也不能自动复位，必须采用手动。即按下复位按钮（11）使触头（8）变位，这在某些故障未被排除，而需防止电动机再行启动的场合是必须的。

图1-19　热继电器工作原理图

热继电器产品型号含义如图1-20 所示。

图1-20　热继电器产品型号含义

三、热继电器的类型选用

1. 类型选择

一般情况下选用两相结构的热继电器，但当三相电压的均衡性较差、工作环境恶劣或电动机无人看管时，宜选用三相结构的热继电器。对于三角形接线的电动机，应选用带断相保护装置的热继电器。

2. 热继电器额定电流的选择

热继电器的额定电流应大于电动机额定电流，然后根据该额定电流来选择热继电器的型号。

3. 热元件额定电流的选择和整定

热元件的额定电流应略大于电动机的额定电流。当电动机启动电流为其额定电流的6 倍，且启动时间不超过5 s 时，热元件的整定电流调节到等于电动机的额定电流；当电动机的启动时间较长、拖动冲击性负载或不允许停车时，热元件整定电流调节到电动机额定电流的1.1～1.15 倍。

四、热继电器的安装及使用

热继电器安装的方向、使用环境和所用连接线都会影响动作性能，安装时应引起注意。

1. 热继电器的安装方向

热继电器的安装方向很容易被人忽视。热继电器是通过电流流过发热元件，使其发热，来推动双金属片动作的。热量的传递有对流、辐射和传导3 种方式。其中，对流具有方向性，热量自下而上传输。在安装时，如果发热元件处于在双金属片的下方，双金属片就热得快，动作时间短；如果发热元件处于双金属片的旁边，双金属片就热得较慢，动作时间长。当热继电器与其他电器装在一起时，应装在电器下方且远离其他电器50 mm 以上，以免受其他电器发热的影响。热继电器的安装方向应按产品说明书的规定进行，以确保热继电器在使用时的动作性能一致。

2. 使用环境

使用环境主要指环境温度，它对热继电器动作的快慢影响较大。热继电器周围介质的温度应和电动机周围介质的温度相同，否则会破坏已调整好的配合情况。例如，当电动机安装在高温处、而热继电器安装在温度较低处时，热继电器的动作将会滞后（或动作电流大）；反之，其动作将会提前（或动作电流小）。

对没有温度补偿的热继电器，应在热继电器和电动机两者环境温度差异不大的地方使用。对有温度补偿的热继电器，可用于热继电器与电动机两者环境温度有一定差异的地方，但应尽可能减少因环境温度变化带来的影响。

3. 连接线

热继电器的连接线除导电外，还起导热作用。如果连接线太细，连接线产生的热量会传到双金属片，加上发热元件沿导线向外散热少，从而缩短热继电器的脱扣动作时间；反之，如果连接线过粗，则会延长热继电器的脱扣动作时间。所以，连接导线截面不可太细或太粗，应尽量采用说明书规定的或相近的截面面积。

4. 热继电器的调整

投入使用前，必须对热继电器的整定电流进行调整，以保证热继电器的整定电流与被保护电动机的额定电流匹配。

例如，对于一台10 kW、380 V 的电动机，额定电流为19.9 A，可使用JR20-25 型热继电器，发热元件整定电流为17 A—21 A—25 A。先按一般情况整定在21 A，若发现热继电器经常提前动作，而电动机温升不高，可将整定电流改至25 A 继续观察；若在21 A 时，电动机温升高，而热继电器滞后动作，则可改在17 A 观察，以得到最佳效果。

五、热继电器常见故障及处理

热继电器在运行中常见的故障及处理方法如表1-8 所示。

表1-8　热继电器常见故障及处理方法

六、按钮的结构(www.daowen.com)

控制按钮是一种结构简单、应用广泛的主令电器。主要用于远距离控制接触器、电磁启动器、继电器线圈及其他控制线路，也可用于电气联锁线路等。按钮是由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳组成，如图1-21 所示。其图形符号如图1-22 所示。

图1-21　按钮的结构

图1-22　按钮的图形符号

七、按钮的分类

根据用途和结构的不同，按钮可分为启动按钮、停止按钮和复合按钮等。

八、按钮使用的注意事项

（1）交流和直流电路中按钮开关的选用有很大差异，需确认额定值。

直流的应用场合控制容量非常低。这主要是因为直流不像交流那样有零点（电流零交叉点），因此一旦产生电弧就很难消除，电弧时间很长。而且直流的电流方向不变，所以会出现接点迁移现象，接点会由于凹凸不平而无法断开，可能导致误动作。

（2）有些种类负载的恒定电流和浪涌电流相差很大，需在允许的浪涌电流值范围内使用。闭路时的浪涌电流越大，接点的消耗量和迁移量也越大，这就可能因接点的熔接和迁移导致接点无法开关的故障。

在含有电感应的情况下，会产生反向感应电压，电压越高能量越大，接点的消耗和迁移也随之增大。因此，需确认额定的条件，在额定值中标出了控制容量，但仅这样是不够的，在接通时和切断时的电压、电流波形、负载的种类等较为特殊的负载电路中，必须分别进行实际设备测试确认。微小电压、电流的应用场合需使用微小负载专用产品，使用一般用途的银质接点可能导致接触可靠性降低。

（3）负载为超出按钮开关控制范围的微小型、高负载型时，请连接适合该负载的继电器。

确定各种负载额定值的条件如下：

① 感性负载：功率因数0.4 以上（交流）、时间常数7 ms 以下（直流）。

② 灯负载：具有相当于恒定电流10 倍的浪涌电流的负载。

③ 电动机负载：具有相当于恒定电流6 倍的浪涌电流的负载。

注：感性负载在直流电路中特别重要，因此必须充分了解负载的时间常数（L/R）的值。

（4）急停按钮及其使用。

在工厂里，很多大中型机器设备或者电器上都可以看到醒目的红色按钮（见图1-23），一般标示有与“紧急停止”含义类似的红色字体。这种按钮可统称为急停按钮。此按钮只需直接向下按，让整台设备立即停止或释放一些传动部位。要想再次启动设备必须释放此按钮，用手按顺时针方向旋转大约45°后松开，按下的部分就会弹起，也就是“释放”。急停按钮的特性及使用要点如下：

图1-23　急停按钮

① 颜色：具有醒目的红色。

② 外形：按钮帽突出且为蘑菇形状。

③ 安装位置：一般布置在操作面板右上角，易于操纵且不容易误操作。

④ 接点类型：作为急停功能的触点采用常闭触点。首先，常闭触点比常开触点动作更迅速，其次，常闭触点可靠性更高。

（5）按钮颜色的使用。

为了标明各个按钮的作用，避免误操作，通常将按钮帽做成不同的颜色，以示区别，其颜色有红、绿、黑、黄、蓝、白等。例如，红色表示停止按钮，绿色表示启动按钮等。按钮开关的主要参数、型式、安装孔尺寸、触头数量及触头的电流容量在产品说明书中都有详细说明。

九、工作任务

（1）随机选择几种不同的常见热继电器，以小组形式分别记录它们所属的类别、型号及型号说明、在电路中的作用。

（2）做好使用和拆装热继电器的准备。

十、现场施工

（一）学习目标

（1）能拆解热继电器所有零件。

（2）能描述热继电器的名称、作用。

（3）能复原热继电器。

（二）学习过程

根据表1-9 所示的步骤进行试验并记录。

表1-9　实验步骤及记录

十一、总结与评价

以小组为单位，选择PPT、录像等形式向全班展示、汇报学习成果，并按表1-10 所示内容给出评分。

表1-10　评分表