項(xiàng)目六繼電器

1、項(xiàng)目六項(xiàng)目六 繼電器繼電器任務(wù)一任務(wù)一 繼電器的定義和繼電特性繼電器的定義和繼電特性新新 課課 導(dǎo)導(dǎo) 入入情景模擬：電鈴的工作情景模擬：電鈴的工作通電時(shí)，電磁鐵有電流通過，產(chǎn)生了磁性，把小錘下方的彈性片吸通電時(shí)，電磁鐵有電流通過，產(chǎn)生了磁性，把小錘下方的彈性片吸過來，使小錘打擊電鈴發(fā)出聲音，同時(shí)電路斷開，電磁鐵失去了磁過來，使小錘打擊電鈴發(fā)出聲音，同時(shí)電路斷開，電磁鐵失去了磁性，小錘又被彈回，電路閉合，不斷重復(fù)，電鈴便發(fā)出連續(xù)擊打聲性，小錘又被彈回，電路閉合，不斷重復(fù)，電鈴便發(fā)出連續(xù)擊打聲了。了。 繼電器是一種當(dāng)輸入量（電、磁、聲、光、熱）達(dá)到繼電器是一種當(dāng)輸入量（電、磁、聲、光、熱）達(dá)到一定

2、值時(shí)，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動(dòng)控制器件。因一定值時(shí)，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動(dòng)控制器件。因其具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點(diǎn)，其具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)、遙控、測量和通被廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)、遙控、測量和通信等裝置中。信等裝置中。新課講解新課講解 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電自動(dòng)控制電路中，它實(shí)

3、際上是用較小的電流去控制較大電流的一種流的一種“自動(dòng)開關(guān)自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。新課講解新課講解繼電器的繼電特性繼電器的繼電特性 繼電器輸出入量和輸出量之間在整繼電器輸出入量和輸出量之間在整個(gè)變化過程中的相互關(guān)系成為繼電器的個(gè)變化過程中的相互關(guān)系成為繼電器的繼電特征或控制特征繼電特征或控制特征.用用x表示輸入回路表示輸入回路量量,y表示輸出回路的輸出量表示輸出回路的輸出量,如圖如圖1所示所示.當(dāng)輸出量當(dāng)輸出量x 連續(xù)變化到一定量連續(xù)變化到一定量xa時(shí)時(shí),輸出輸出量量y發(fā)生躍變發(fā)生躍變,由由0增加到增加到y(tǒng)

4、a值值,則是輸入量則是輸入量繼續(xù)增加繼續(xù)增加,是輸出保持不變是輸出保持不變.相反相反,當(dāng)減少到當(dāng)減少到xb時(shí)時(shí),y又突然由又突然由ya減減少到少到0.xa被稱為繼電器的動(dòng)作值被稱為繼電器的動(dòng)作值,xb被稱為繼電器的釋放值被稱為繼電器的釋放值,ya即即是繼電器的負(fù)載是繼電器的負(fù)載.二、繼電器的觸點(diǎn)形式任務(wù)二任務(wù)二 繼電器的種類及工作原理繼電器的種類及工作原理右圖最常見的繼電器-電磁繼電器。新新 課課 導(dǎo)導(dǎo) 入入（一）.電磁繼電器 當(dāng)電磁繼電器線圈兩端加上一定的電壓或電流，線圈產(chǎn)生的磁通通過鐵心、軛鐵、銜鐵、磁路工作氣隙組成的磁路，在磁場的作用下，銜鐵吸向鐵心極面，從而推動(dòng)觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸

5、點(diǎn)閉合；當(dāng)線圈兩端電壓或電流小于一定值時(shí)，機(jī)械反力大于電磁吸力時(shí)，銜鐵回到初始狀態(tài)，常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通。電磁繼電器在輸入電路內(nèi)電流的作用下，由機(jī)械部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生預(yù)定響應(yīng)的一種繼電器 。它包括直流電磁繼電器、交流電磁繼電器、磁保持繼電器、極化繼電器、舌簧繼電器,節(jié)能功率繼電器。(1)直流電磁繼電器(2)交流電磁繼電器(3)磁保持繼電器 (4)極化繼電器(5)舌簧繼電器 (6)節(jié)能功率繼電器（一）.電磁繼電器（一）.電磁繼電器 電磁繼電器是自動(dòng)控制電路中常用的一種元件。實(shí)際上它是用較小電流控制較大電流的一種自動(dòng)開關(guān)，廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中。電磁繼電器一般由一個(gè)線圈、鐵芯、一組或幾組帶觸點(diǎn)

6、的簧片組成。觸點(diǎn)有動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)之分，在工作過程中能夠動(dòng)作的稱之為動(dòng)觸點(diǎn)，不能動(dòng)作的稱為靜觸點(diǎn)。（二）.熱繼電器 熱繼電器是用于電動(dòng)機(jī)或其它電氣設(shè)備、電氣線路的過載保護(hù)的保護(hù)電器。電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，如拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行工作過程中，若機(jī)械出現(xiàn)不正常的情況或電路異常使電動(dòng)機(jī)遇到過載，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降、繞組中的電流將增大，使電動(dòng)機(jī)的繞組溫度升高。若過載電流不大且過載的時(shí)間較短，電動(dòng)機(jī)繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的。但若過載時(shí)間長，過載電流大，電動(dòng)機(jī)繞組的溫升就會(huì)超過允許值，使電動(dòng)機(jī)繞組老化，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)闺妱?dòng)機(jī)繞組燒毀。所以，這種過載是電動(dòng)機(jī)不能承受的。熱繼電器就是利用電

7、流的熱效應(yīng)原理，在出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)不能承受的過載時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電路，為電動(dòng)機(jī)提供過載保護(hù)的保護(hù)電器。（二）.熱繼電器熱繼電器工作原理示意圖熱繼電器工作原理示意圖1 1熱元件，熱元件，2 2雙金屬片，雙金屬片，3 3導(dǎo)板，導(dǎo)板，4 4觸點(diǎn)觸點(diǎn)（二）.熱繼電器 使用熱繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)時(shí)，將熱元件與電動(dòng)機(jī)的定子繞組串聯(lián)，將熱繼電器的常閉觸頭串聯(lián)在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中，并調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)凸輪，使人字形撥桿與推桿相距一適當(dāng)距離。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，通過熱元件的電流即為電動(dòng)機(jī)的額定電流，熱元件發(fā)熱，雙金屬片受熱后彎曲，使推桿剛好與人字形撥桿 接觸，而又不能推動(dòng)人字形撥桿。常閉觸頭處于閉合狀態(tài)，交

8、流接觸器保持吸合，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。（二）.熱繼電器差動(dòng)式斷相保護(hù)裝置示意圖差動(dòng)式斷相保護(hù)裝置示意圖（a）通電前（）通電前（b）三相通有額定電流（）三相通有額定電流（c）三相均衡過載（）三相均衡過載（d）一相斷電故障）一相斷電故障 （二）.熱繼電器 熱繼電器的斷相保護(hù)功能是由內(nèi)、外推桿組成的差動(dòng)放大機(jī)構(gòu)提供的。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，通過熱繼電器熱元件的電流正常，內(nèi)外兩推桿均向前移至適當(dāng)位置。當(dāng)出現(xiàn)電源一相斷線而造成缺相時(shí)，該相電流為零，該相的雙金屬片冷卻復(fù)位，使內(nèi)推桿向右移動(dòng)，另兩相的雙金屬片因電流增大而彎曲程度增大，使外推桿向左移動(dòng)，由于差動(dòng)放大作用，在出現(xiàn)斷相故障后很短的時(shí)間內(nèi)外推桿就推動(dòng)常閉

9、觸頭使 其斷開，使交流接觸器釋放，電動(dòng)機(jī)斷電停車而得到保護(hù)。（三）.時(shí)間繼電器 時(shí)間繼電器是一種實(shí)現(xiàn)觸頭延時(shí)接通或斷開的自動(dòng)控制電器，主要作為輔助電器元件用于各種電氣保護(hù)及自動(dòng)裝置中，使被控元件達(dá)到所需要的延時(shí)。按其延時(shí)原理有電磁式、機(jī)械空氣阻尼式、電動(dòng)機(jī)式、雙金屬片式、電子式、可編程式和數(shù)字式等。（三）.時(shí)間繼電器 當(dāng)線圈通電時(shí)，銜鐵及托板被鐵心吸引而瞬時(shí)下移，使瞬時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)接通或斷開。但是活塞桿和杠桿不能同時(shí)跟著銜鐵一起下落，因?yàn)榛钊麠U的上端連著氣室中的橡皮膜，當(dāng)活塞桿在釋放彈簧的作用下開始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，橡皮膜隨之向下凹, 上面空氣室的空氣變得稀薄而使活塞桿受到阻尼作用而緩慢下降。（三）.時(shí)

10、間繼電器 當(dāng)線圈通電時(shí)，銜鐵及托板被鐵心吸引而瞬時(shí)下移，使瞬時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)接通或斷開。但是活塞桿和杠桿不能同時(shí)跟著銜鐵一起下落，因?yàn)榛钊麠U的上端連著氣室中的橡皮膜，當(dāng)活塞桿在釋放彈簧的作用下開始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，橡皮膜隨之向下凹, 上面空氣室的空氣變得稀薄而使活塞桿受到阻尼作用而緩慢下降。（三）.時(shí)間繼電器 經(jīng)過一定時(shí)間，活塞桿下降到一定位置，便通過杠桿推動(dòng)延時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作，使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。從線圈通電到延時(shí)觸點(diǎn)完成動(dòng)作，這段時(shí)間就是繼電器的延時(shí)時(shí)間。延時(shí)時(shí)間的長短可以用螺釘調(diào)節(jié)空氣室進(jìn)氣孔的大小來改變。吸引線圈斷電后，繼電器依靠恢復(fù)彈簧的作用而復(fù)原?？諝饨?jīng)出氣孔被迅速排出。（四）.速度繼電器

11、速度繼電器又稱反接制動(dòng)繼電器。它的主要結(jié)構(gòu)是由轉(zhuǎn)子、定子及觸點(diǎn)三部分組成。 速度繼電器主要用于三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的控制電路中，它的任務(wù)是當(dāng)三相電源的相序改變以后，產(chǎn)生與實(shí)際轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，從而產(chǎn)生制動(dòng)力矩。因此，使電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)狀態(tài)下迅速降低速度。在電機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)立即發(fā)出信號(hào)，切斷電源使之停車（否則電動(dòng)機(jī)開始反方向起動(dòng)）。它的轉(zhuǎn)子是一個(gè)永久磁鐵，與電動(dòng)機(jī)或機(jī)械軸連接，隨著電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。（四）.速度繼電器 定子與鼠籠轉(zhuǎn)子相似，內(nèi)有短路條，它也能圍繞著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它的磁場與定子短路條相切割，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)及感應(yīng)電流，這與電動(dòng)機(jī)的工作原理相同，故定子隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)

12、而轉(zhuǎn)動(dòng)起來。定子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)杠桿，杠桿推動(dòng)觸點(diǎn)，使之閉合與分?jǐn)?。?dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向改變時(shí)，繼電器的轉(zhuǎn)子與定子的轉(zhuǎn)向也改變，這時(shí)定子就可以觸動(dòng)另外一組觸點(diǎn)，使之分?jǐn)嗯c閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，繼電器的觸點(diǎn)即恢復(fù)原來的靜止?fàn)顟B(tài)。（四）.速度繼電器 由于繼電器工作時(shí)是與電動(dòng)機(jī)同軸的，不論電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，電器的兩個(gè)常開觸點(diǎn)，就有一個(gè)閉合，準(zhǔn)備實(shí)行電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)。一旦開始制動(dòng)時(shí)，由控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖觸點(diǎn)和速度繼電器的備用的閉合觸點(diǎn)，形成一個(gè)電動(dòng)機(jī)相序反接（俗稱倒相）電路，使電動(dòng)機(jī)在反接制動(dòng)下停車。而當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，速度繼電器的制動(dòng)常開觸點(diǎn)分?jǐn)啵瑥亩袛嚯娫?，使電?dòng)機(jī)制動(dòng)狀態(tài)結(jié)束。 中間繼電器是在自動(dòng)控制電路

13、中起控制與隔離作用的執(zhí)行部件，廣泛應(yīng)用于遙控、遙測、通訊、自動(dòng)控制、機(jī)電一體化及電力電子設(shè)備中，是最重要的控制元件之一。繼電器一般都有能反映一定輸入變量（如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等）的感應(yīng)機(jī)構(gòu)（輸入部分）；有能對(duì)被控電路實(shí)現(xiàn)“通”、“斷”控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（輸出部分）；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對(duì)輸入量進(jìn)行耦合隔離、功能處理和對(duì)輸出部分進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的中間機(jī)構(gòu)（驅(qū)動(dòng)部分）。（五）.中間繼電器（五）.中間繼電器 在實(shí)際應(yīng)用中，中間繼電器主要有兩個(gè)作用：一是隔離作用；二是增加輔助接點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中增加接點(diǎn)比較少，因?yàn)楝F(xiàn)在的接觸器可以另加很多對(duì)輔助接點(diǎn)，而且動(dòng)作也可靠，

14、所以沒有必要在一般控制日路中增加輔助繼電器。而隔離作用在目前的控制中用得是比較多的。主要有兩個(gè)方面的隔離：一是將一個(gè)控制回路分隔為兩個(gè)甚至更多的相對(duì)獨(dú)立的回路；二是將強(qiáng)電量的模擬信號(hào)通過中間繼電器轉(zhuǎn)化為開關(guān)量侑源或無源）。（五）.中間繼電器 中間繼電器的工作原理是將一個(gè)輸入信號(hào)變成一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)的電子元件。它的輸入信號(hào)為線圈的通電或斷電。它的輸出是觸頭的動(dòng)作（所帶常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)打開），它的觸點(diǎn)接在其他控制回路中，通過觸點(diǎn)的變化導(dǎo)致控制回路發(fā)生變化（例如導(dǎo)通或截止），從而實(shí)現(xiàn)既定的控制或保護(hù)的目的。在此過程中，繼電器主要起了傳遞信號(hào)的作用。任務(wù)三任務(wù)三 繼電器的選用繼電器的選用新新 課課

15、 講講 解解繼電器的選用除環(huán)境力學(xué)條件外，通常應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：1.負(fù)載切換能力：繼電器的負(fù)載能力并不都是從零到額定負(fù)載，比如選取額定負(fù)載為15A的產(chǎn)品去切換20mA負(fù)載并不一定可靠，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)失誤。恰當(dāng)?shù)慕殿~使用繼電器（降額使用準(zhǔn)則可參考GJB/Z35），可以提高繼電器的使用壽命和可靠性，但降至100毫安或微安級(jí)時(shí)應(yīng)慎重。對(duì)于切換1050A，1050m低電平負(fù)載，用戶應(yīng)在訂貨時(shí)注明，以便生產(chǎn)過程控制中特殊安排。新新 課課 講講 解解2.負(fù)載性質(zhì)：繼電器的觸點(diǎn)負(fù)載能力是指在額定電壓、電流下，負(fù)載為阻性的動(dòng)作次數(shù)，當(dāng)負(fù)載性質(zhì)改變時(shí)，其觸點(diǎn)負(fù)載能力將發(fā)生較大變化，用戶可參照變換觸點(diǎn)負(fù)載電流。

16、（ ）新新 課課 講講 解解3.瞬態(tài)抑制：繼電器線圈失電瞬間，在線圈上可產(chǎn)生幾倍于線圈所加電壓的反峰電壓（通常為8倍），這對(duì)電子線路有極大的危害，應(yīng)以抑制。抑制方法較多，通常采取并聯(lián)二極管的方式。但并聯(lián)二極管將延長繼電器的釋放時(shí)間，影響繼電器的使用壽命，在設(shè)計(jì)上應(yīng)以注意。新新 課課 講講 解解4.動(dòng)作速率：繼電器的動(dòng)作時(shí)間和釋放時(shí)間在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中已有規(guī)定，使用時(shí)其動(dòng)作速率不應(yīng)超過這些指標(biāo)，磁保持繼電器線圈上施加的脈沖寬度及幅值也應(yīng)符合規(guī)定，不然會(huì)危及到繼電器的使用可靠性。5.線圈功耗：線圈功耗表示了繼電器向供電回路索取的能量大小，若供電回路不能提供線圈所必須的能量，其結(jié)果是繼電器不能轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)換不

17、可靠。新新 課課 講講 解解6.冗余技術(shù)：從提高繼電器的接觸可靠性出，在重要、關(guān)鍵部分采用兩只繼電器并聯(lián)使用是必要的，這樣可以使觸點(diǎn)失效概率降低，獲得高的可靠性，其一般公式為：RT=1(1R)n（n冗余單元數(shù)）比如某繼電器的可靠度R=90%，則兩只繼電器并聯(lián)使用后其R =1(10.9)2=0.99=99%。這種方式在溫度繼電器的使用上非常有效，從可靠性出發(fā)，應(yīng)推廣采用。新新 課課 講講 解解7、安裝與保護(hù)：密封繼電器的引線腳都是通過玻璃絕緣子支承的，若隨意扳動(dòng)容易造成玻璃絕緣子的碎裂，輕則使繼電器密封受損，重則由于引線腳的松動(dòng)而使繼電器失效。這就要求印制板孔距要正確，孔徑不能太小。當(dāng)必須扳動(dòng)引

18、線腳時(shí)，應(yīng)首先將引線腳靠底板3mm處固定再扳動(dòng)。新新 課課 講講 解解7、安裝與保護(hù)：焊線的產(chǎn)品絞線用力要恰當(dāng)，以免用力不當(dāng)造成引線腳松動(dòng)。繼電器不慎掉落地，由于受強(qiáng)沖擊，內(nèi)部可能受損，應(yīng)隔離，檢測確認(rèn)合格后才能使用。繼電器引出端焊接應(yīng)使用中性焊劑，以免污染玻璃絕緣子而使產(chǎn)品絕緣性降低。同時(shí)焊接的時(shí)間不宜過長，一般連續(xù)焊接時(shí)間不應(yīng)超過3秒鐘。城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中的安全繼電器城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中的安全繼電器拓展與提高拓展與提高一、直流無極繼電器拓展與提高拓展與提高1、結(jié)構(gòu) 安全型直流無極繼電器結(jié)構(gòu)，由直流電磁系統(tǒng)和觸點(diǎn)系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。 直流電路系統(tǒng)由線圈、鐵心、軛鐵組成。線圈分為前圈和后圈，可根據(jù)電路需要設(shè)置單線圈、雙線圈串聯(lián)和雙線圈并聯(lián)控制。通電時(shí)產(chǎn)生磁通，吸引銜鐵；斷電后線圈失磁，銜鐵依靠重力作用可靠釋放。2.工作原理當(dāng)線圈通以直流電后，產(chǎn)生磁通，經(jīng)鐵心、軛鐵、銜鐵和氣隙，形成閉合磁路，使鐵心對(duì)銜鐵產(chǎn)生吸引力。當(dāng)此吸引力增大到足以克服重錘片盒拉桿重力時(shí)就能將銜鐵吸向鐵心，于是銜鐵帶動(dòng)拉桿推動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)向上動(dòng)作，使動(dòng)觸點(diǎn)和前觸點(diǎn)閉合，此時(shí)稱繼電器處于勵(lì)磁狀態(tài)。當(dāng)線圈中的電流減少或斷電時(shí)，磁路