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1、项目八 继电器,知识要点,继电器的定义和继电特性,1,继电器的触点形式,2,继电器的种类和工作原理,3,继电器的选用,4,机械工业出版社,任务一 继电器及其继电特性,任务二 继电器的触点形式,任务三 继电器的种类和工作原理,机械工业出版社,1. 掌握继电器的触点的使用 2掌握各种继电器的使用和基本原理 3掌握继电器的正确使用,学习目的与要点,任务一 继电器的定义和继电特性,机械工业出版社,知识目标： 继电器的定义 继电器的继电特性 技能目标： 能分清楚继电器特性，各输入量和输出量的变化关系,教学目标,机械工业出版社,复习提问,是否还记得，怎么用一个小电流来控制大电流？,机械工业出版社,新 课
2、导 入,情景模拟：电铃的工作,通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把小锤下方的弹性片吸过来，使小锤打击电铃发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声了。,机械工业出版社,任务一、继电器的定义和继电特性,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。因其具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点，被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。,新课讲解,机械工业出版社,任务一、继电器的定义和继电特性,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
3、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。,新课讲解,机械工业出版社,继电器的继电特性,继电器输出入量和输出量之间在整个变化过程中的相互关系成为继电器的继电特征或控制特征.用x表示输入回路量,y表示输出回路的输出量,如图1所示.当输出量x 连续变化到一定量xa时,输出量y发生跃变,有0增加到ya值,则是输入量,继续增加,是输出保持不变.相反,当减少到xb是,y又突然由ya减少到0.xa被称为继电器的动作值,xb被称为继电器的释放值,ya即是继电器的负载.,机械工业出版社,二、继电器的触点形式,
4、机械工业出版社,任务二 继电器的种类及工作原理,机械工业出版社,机械工业出版社,知识目标： 掌握各种继电器的基本原理。 技能目标： 知道各种继电器的使用用途。,教学目标,机械工业出版社,右图最常见的继电器 -电磁继电器。,新 课 导 入,机械工业出版社,（一）.电磁继电器,当电磁继电器线圈两端加上一定的电压或电流，线圈产生的磁通通过铁心、轭铁、衔铁、磁路工作气隙组成的磁路，在磁场的作用下，衔铁吸向铁心极面，从而推动触点常闭触点断开，常开触点闭合；当线圈两端电压或电流小于一定值时，机械反力大于电磁吸力时，衔铁回到初始状态，常开触点断开，常闭触点接通。,机械工业出版社,（一）.电磁继电器,电磁继电
5、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 (2)交流电磁继电器 (3)磁保持继电器 (4)极化继电器 (5)舌簧继电器 (6)节能功率继电器,机械工业出版社,（一）.电磁继电器,电磁继电器是自动控制电路中常用的一种元件。实际上它是用较小电流控制较大电流的一种自动开关，广泛应用于电子设备中。电磁继电器一般由一个线圈、铁芯、一组或几组带触点的簧片组成。触点有动触点和静触点之分，在工作过程中能够动作的称之为动触点，不能动作的称为静触点。,机械工业出版社
6、,（二）.热继电器,热继电器是用于电动机或其它电气设备、电气线路的过载保护的保护电器。电动机在实际运行中，如拖动生产机械进行工作过程中，若机械出现不正常的情况或电路异常使电动机遇到过载，则电动机转速下降、绕组中的电流将增大，使电动机的绕组温度升高。若过载电流不大且过载的时间较短，电动机绕组不超过允许温升，这种过载是允许的。但若过载时间长，过载电流大，电动机绕组的温升就会超过允许值，使电动机绕组老化，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会使电动机绕组烧毁。所以，这种过载是电动机不能承受的。热继电器就是利用电流的热效应原理，在出现电动机不能承受的过载时切断电动机电路，为电动机提供过载保护的保护电器。,
7、机械工业出版社,（二）.热继电器,热继电器工作原理示意图 1热元件，2双金属片，3导板，4触点,机械工业出版社,（二）.热继电器,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，并调节电流调节凸轮，使人字形拨杆与推杆相距一适当距离。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，热元件发热，双金属片受热后弯曲，使推杆刚好与人字形拨杆 接触，而又不能推动人字形拨杆。常闭触头处于闭合状态，交流接触器保持吸合，电动机正常运行。,机械工业出版社,（二）.热继电器,差动式断相保护装置示意图 （a）通电前（b）三相通
8、有额定电流（c）三相均衡过载（d）一相断电故障,机械工业出版社,（二）.热继电器,热继电器的断相保护功能是由内、外推杆组成的差动放大机构提供的。当电动机正常工作时，通过热继电器热元件的电流正常，内外两推杆均向前移至适当位置。当出现电源一相断线而造成缺相时，该相电流为零，该相的双金属片冷却复位，使内推杆向右移动，另两相的双金属片因电流增大而弯曲程度增大，使外推杆向左移动，由于差动放大作用，在出现断相故障后很短的时间内外推杆就推动常闭触头使 其断开，使交流接触器释放，电动机断电停车而得到保护。,机械工业出版社,（三）.时间继电器,时间继电器是一种实现触头延时接通或断开的自动控制电器，主要作为辅助电
9、器元件用于各种电气保护及自动装置中，使被控元件达到所需要的延时。按其延时原理有电磁式、机械空气阻尼式、电动机式、双金属片式、电子式、可编程式和数字式等。,机械工业出版社,（三）.时间继电器,当线圈通电时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动作触点接通或断开。但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹, 上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。,机械工业出版社,（三）.时间继电器,当线圈通电时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动作触点接通或断开。但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔
10、铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹, 上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。,机械工业出版社,（三）.时间继电器,经过一定时间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推动延时触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。从线圈通电到延时触点完成动作，这段时间就是继电器的延时时间。延时时间的长短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变。吸引线圈断电后，继电器依靠恢复弹簧的作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。,机械工业出版社,（四）.速度继电器,速度继电器又称反接制动继电器。它的主要结构是由转子、定子及触点三部分组成。
11、速度继电器主要用于三相异步电动机反接制动的控制电路中，它的任务是当三相电源的相序改变以后，产生与实际转子转动方向相反的旋转磁场，从而产生制动力矩。因此，使电动机在制动状态下迅速降低速度。在电机转速接近零时立即发出信号，切断电源使之停车（否则电动机开始反方向起动）。它的转子是一个永久磁铁，与电动机或机械轴连接，随着电动机旋转而旋转。,机械工业出版社,（四）.速度继电器,定子与鼠笼转子相似，内有短路条，它也能围绕着转轴转动。当转子随电动机转动时，它的磁场与定子短路条相切割，产生感应电势及感应电流，这与电动机的工作原理相同，故定子随着转子转动而转动起来。定子转动时带动杠杆，杠杆推动触点，使之闭合与分
12、断。当电动机旋转方向改变时，继电器的转子与定子的转向也改变，这时定子就可以触动另外一组触点，使之分断与闭合。当电动机停止时，继电器的触点即恢复原来的静止状态。,机械工业出版社,（四）.速度继电器,由于继电器工作时是与电动机同轴的，不论电动机正转或反转，电器的两个常开触点，就有一个闭合，准备实行电动机的制动。一旦开始制动时，由控制系统的联锁触点和速度继电器的备用的闭合触点，形成一个电动机相序反接（俗称倒相）电路，使电动机在反接制动下停车。而当电动机的转速接近零时，速度继电器的制动常开触点分断，从而切断电源，使电动机制动状态结束。,机械工业出版社,（五）.中间继电器,中间继电器是在自动控制电路中起
13、控制与隔离作用的执行部件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离、功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。,机械工业出版社,（五）.中间继电器,在实际应用中，中间继电器主要有两个作用：一是隔离作用；二是增加辅助接点。在实际应用中增加接点比较少，因为现在的接触器可以另加很多对辅助接点，而且动作也可靠，所以
14、没有必要在一般控制日路中增加辅助继电器。而隔离作用在目前的控制中用得是比较多的。笔者以为主要有两个方面的隔离：一是将一个控制回路分隔为两个甚至更多的相对独立的回路；二是将强电量的模拟信号通过中间继电器转化为开关量侑源或无源）。,机械工业出版社,（五）.中间继电器,中间继电器的工作原理是将一个输入信号变成一个或多个输出信号的电子元件。它的输入信号为线圈的通电或断电。它的输出是触头的动作（所带常开点闭合，常闭点打开），它的触点接在其他控制回路中，通过触点的变化导致控制回路发生变化（例如导通或截止），从而实现既定的控制或保护的目的。在此过程中，继电器主要起了传递信号的作用。,机械工业出版社,任务四
15、继电器的选用,机械工业出版社,知识目标： 了解继电器选用常识 技能目标： 选择使用继电器,教学目标,机械工业出版社,新 课 讲 解,继电器的选用除环境力学条件外，通常应注意以下几个方面： 1.负载切换能力：继电器的负载能力并不都是从零到额定负载，比如选取额定负载为15A的产品去切换20mA负载并不一定可靠，有时甚至会出现失误。 恰当的降额使用继电器（降额使用准则可参考GJB/Z35），可以提高继电器的使用寿命和可靠性，但降至100毫安或微安级时应慎重。对于切换1050A，1050m低电平负载，用户应在订货时注明，以便生产过程控制中特殊安排。,机械工业出版社,新 课 讲 解,2.负载性质：继电器
16、的触点负载能力是指在额定电压、电流下，负载为阻性的动作次数，当负载性质改变时，其触点负载能力将发生较大变化，用户可参照变换触点负载电流。,机械工业出版社,新 课 讲 解,3.瞬态抑制：继电器线圈失电瞬间，在线圈上可产生几倍于线圈所加电压的反峰电压（通常为8倍），这对电子线路有极大的危害，应以抑制。抑制方法较多，通常采取并联二极管的方式。但并联二极管将延长继电器的释放时间，影响继电器的使用寿命，在设计上应以注意。,机械工业出版社,新 课 讲 解,4.动作速率：继电器的动作时间和释放时间在产品标准中已有规定，使用时其动作速率不应超过这些指标，磁保持继电器线圈上施加的脉冲宽度及幅值也应符合规定，不然会危及到继电器的使用可靠性。 5.线圈功耗：线圈功耗表示了继电器向供电回路索取的能量大小，若供电回路不能提供线圈所必须的能量，其结果是继电器不能转换或转换不可靠。,机械工业出版社,新 课 讲 解,6.冗余技术：从提高继电器的接触可靠性出，在重要、关键部分采用两只继电器并联使用是必要的，这样可以使触点失效概率降低，获得高的可靠性，其一般公式为
