****學院單元教學設計****學年第**學期課程名稱：電機與電氣控制技術授課班級：****任課教師：所在系部及教研室：研室

第7講標題：電磁式繼電器（2學時）授課班級上課時間上課地點多媒體教室教學目的了解電磁式繼電器的結構，中間繼電器與接觸器的區別。掌握電磁式繼電器的輸入/輸出特性及返回系數的實用意義；整定值的意義；過電壓（電流）、欠電壓（電流）的動作值及釋放值，適用場合；中間繼電器的作用；時間繼電器的原理及作用；電磁式繼電器的選擇與使用方法、注意事項。教學目標能力（技能）目標知識目標能正確選擇各種電磁式繼電器；能正確完成各種電磁式繼電器在線路中的接線；能正確對各種電磁式繼電器維護和檢修。掌握電磁式繼電器的作用；了解電磁式繼電器的種類；了解電磁式繼電器的結構；理解電磁式繼電器的主要參數；掌握電磁式繼電器的使用和選擇方法；掌握各種電磁式繼電器的圖形和文字符號。重點難點及解決方法重點:中間繼電器與接觸器的區別；電磁式繼電器的輸入/輸出特性及返回系數的實用意義；整定值的意義；過電壓（電流）、欠電壓（電流）的動作值及釋放值，適用場合；中間繼電器的作用；時間繼電器的原理及作用；電磁式繼電器的選擇與使用方法、注意事項。難點：過電壓（電流）、欠電壓（電流）的動作值及釋放值，適用場合；時間繼電器的原理及作用；電磁式繼電器的選擇與使用方法、注意事項。解決方法：通過理論分析，總結輸入/輸出特性及返回系數的實用意義、整定值的意義、過電壓（電流）與欠電壓（電流）的動作值及釋放值之間的關系。參考資料【步驟一】說明主要教學內容、目的（時間：5分鐘）了解電磁式繼電器的結構，中間繼電器與接觸器的區別。掌握電磁式繼電器的輸入/輸出特性及返回系數的實用意義；整定值的意義；過電壓（電流）、欠電壓（電流）的動作值及釋放值，適用場合；中間繼電器的作用；時間繼電器的原理及作用；電磁式繼電器的選擇與使用方法、注意事項。【步驟二】新知識講解（時間：75分鐘）一、電磁式繼電器的基本結構和分類1.電磁式繼電器的基本結構電磁式繼電器廣泛應用于電力拖動控制系統中，其結構及工作原理與接觸器類似，也是由電磁機構和觸頭系統等組成。與接觸器的區別主要表現在繼電器只能用于切換電流較小的控制電路或保護電路（各觸頭允許通過的電流多為5A），而不能控制主電路；繼電器可對多種輸入信號量的變化作出反應，而接觸器只能對電壓信號作出反應；繼電器不設專門的滅弧裝置且觸頭無主、輔之分。另外，繼電器一般還具有改變釋放彈簧松緊和改變銜鐵打開后磁路氣隙大小的調節裝置。2.電磁式繼電器的種類電磁式繼電器的種類很多，按用途分有控制繼電器、保護繼電器和通信繼電器。按輸入量分有電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器和中間繼電器。按通人電磁線圈電流種類不同有交流繼電器和直流繼電器。二、電磁式繼電器的特性和主要參數1.電磁式繼電器的特性繼電器的特性是用輸入—輸出特性來表示的，當改變繼電器輸入量大小時，對于輸出量的觸頭只有“通”與“斷”兩個狀態，所以繼電器的輸出量也只有“有”和“無”兩個量。圖2-11為繼電器的繼電特性。2.電磁式繼電器的主要參數（1）額定電壓或額定電流電壓繼電器的額定電壓指的是線圈的額定電壓；電流繼電器的額定電流指的是其線圈的額定電流。（2）動作電壓或動作電流電壓繼電器的動作電壓指的是使其銜鐵開始運動時線圈兩端的電壓；電流繼電器的動作電流則是指使電流繼電器銜鐵開始運動時通過其線圈的電流。（3）返回電壓或返回電流返回電壓是指電壓繼電器銜鐵開始返回動作時線圈兩端的電壓；返回電流是指電流繼電器銜鐵開始返回動作時流過線圈的電流。（4）返回系數是指繼電器的釋放值與吸合值的比值，以K表示。對于電壓繼電器，電壓返回系數KV為：KV=Ur/U0對于電流繼電器，電流返回系數KI為：KI=Ir/I0返回系數實際上反映了繼電器吸力特性和反力特性配合的緊密程度。不同場合要求不同的Ｋ值，返回系數是可以調節的。（5）整定值按控制需要，預先給繼電器設置并能達到的一個動作值或返回值。。三、電壓繼電器用來反映電壓變化的繼電器叫電壓繼電器。電壓繼電器的線圈為電壓線圈，在使用時并聯在電路中，其匝數多、導線細、阻抗大。1.過電壓、欠電壓和零電壓繼電器電壓繼電器分為過電壓繼電器、欠電壓繼電器和零電壓繼電器。過電壓繼電器是在電壓為額定電壓的105%~120%以上時動作（正常電壓時處于釋放狀態）。零電壓繼電器是欠電壓繼電器的一種特殊形式，當端電壓降至或接近零時方動作的電壓繼電器。欠電壓繼電器和零電壓繼電器在電路正常工作時，銜鐵與鐵心是吸合的,當電壓降到額定電壓的40%~70%時，欠電壓繼電器的銜鐵釋放，當電壓降低至額定電壓的10~25%時，零電壓繼電器動作。2.電壓繼電器動作電壓的整定方法（1）吸合電壓的整定方法交直流電壓繼電器均可采用滑線變阻器分壓的方法來獲取繼電器的吸合電壓U0，如圖2-12所示。合上電源開關QS，接通電源，移動滑線變阻器，將輸出電壓調節到電壓繼電器要求的吸合電壓值，并保持滑動端頭A不再改變。這時，改變電壓繼電器KV釋放彈簧的松緊程度，直至銜鐵剛好吸合動作為準。圖中指示燈HL用于指示繼電器動作。（2）釋放電壓的整定方法釋放電壓Ur的整定實驗電路與圖2-12相同。先將滑線變阻器滑動端點置于吸合電壓位置，然后合上電源開關QS，此時繼電器銜鐵吸合，再移動滑線變阻器滑動端，使變阻器輸出電壓降低，當線圈電壓減小到所要求的釋放電壓值時若銜鐵不釋放，則拉開電源開關，移動滑動端點返回吸合電壓位置，在繼電器銜鐵內側面加裝非磁性墊片后，重新合上QS使銜鐵吸合，再移動滑動端點使變阻器輸出電壓減小至所要求的釋放電壓值。若銜鐵還不釋放，重復上述過程，直至銜鐵在所要求的釋放電壓值剛好產生釋放動作時為止。這時指示燈HL由亮轉為不亮，表示銜鐵從吸合狀態轉為釋放狀態。四、電流繼電器用來反映電流變化的繼電器叫電流繼電器。其線圈為電流線圈，串聯在被測電路中，匝數少、導線粗、阻抗小；可分為過電流繼電器和欠電流繼電器。1.過電流繼電器過電流繼電器主要用于電路的過電流保護。在電路正常工作時，過電流繼電器不動作，當電流超過某一整定值時才動作。通常，交流過電流繼電器的吸合電流I0=（1.1~3.5）IN，直流過電流繼電器的吸合電流I0=（0.75~3）IN。JT4系列繼電器結構及工作原理如圖2-14所示。2.欠電流繼電器當通過繼電器的電流減小到低于其整定值時動作的繼電器稱為欠電流繼電器。正常工作時，銜鐵處于吸合狀態。當電流降低至繼電器釋放電流時，則銜鐵釋放，使觸頭動作。認為欠電流不需要保護，這是錯誤的。如直流電動機勵磁回路斷路或勵磁電流過小，將會造成直流電動機飛車等事故。欠電流繼電器的動作電流為線圈額定電流的30~65%，釋放電流為線圈額定電流的10~20%。3.電流繼電器動作電流的整定方法（略）4.電流繼電器的圖形和文字符號（略）5.電流繼電器的選擇觸頭種類、數量、額定電流及復位方式應滿足控制電路的要求，其中過電流繼電器的整定值一般取電動機額定電流的1.7~2倍，對于頻繁起動場合可取2.25~2.5倍。五、中間繼電器中間繼電器的結構及工作原理與接觸器基本相同，因此又叫接觸器式繼電器。但中間繼電器的觸頭對數多，且沒有主輔之分，各對觸頭允許通過的電流大小相同（多為5A）。常用的中間繼電器有JZ7、JZ14等系列。其主要用途是用來增加控制電路中的信號數量或將信號放大，對于工作電流小于5A的電氣控制電路，可用中間繼電器取代接觸器來控制。六、時間繼電器自得到動作信號起至觸頭動作或輸出電路發生改變經過一定時間，且該時間符合其準確度要求的繼電器叫時間繼電器。按動作原理分有電磁式、電動式、空氣阻尼式、晶體管式等；按延時方式分有通電延時型和斷電延時型兩種。1.電磁式時間繼電器電磁式時間繼電器結構簡單、價格低廉、壽命長，但體積較大、延時時間較短、且只能用于直流斷電延時。2.電動式時間繼電器電動式時間繼電器的延時精度高、延時可調范圍大（由幾分鐘到幾小時），但結構復雜、價格高。有通電延時型和斷電延時型兩種。3.空氣阻尼式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器又稱氣囊式時間繼電器，是利用空氣阻尼的原理獲得延時的。根據觸頭延時的特點，可分為通電延時動作型和斷電延時復位型兩種。現以JS7-A系列為例介紹其工作原理，其結構如圖2-19所示，其中圖2-19a所示為通電延時型，圖2-19b為斷電延時型。當線圈通電后，產生吸力，銜鐵吸合，帶動推板立即動作，使微動開關受壓，其觸點瞬時動作，同時活塞桿在寶塔形彈簧的作用下向上移動，帶動活塞及橡皮膜向上移動，運動速度受進氣孔進氣速度的限制，所以活塞桿只能緩慢地向上移動，經過一段時間后，活塞才能完成全部行程而壓動行程開關，使其常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，達到通電延時的目的。當線圈斷電時，銜鐵在反力彈簧的作用下釋放，并通過活塞桿將活塞推向下端，這時橡皮膜下方氣室內的空氣通過橡皮膜、弱彈簧和活塞的局部所形成的單向閥迅速從橡皮膜上方的氣室縫隙中排掉，使微動開關各對觸頭迅速復位。5.時間繼電器的圖形和文字符號時間繼電器的圖形符號如圖2-20所示，其文字符號為KT。6.時間繼電器的選用對于延時要求不高的場合，一般選用空氣阻尼式時間繼電器；對于延時要求較高的場合，可選用電動式或電子式時間繼電器。對于空氣阻尼式時間繼電器，其線圈電流種類和電壓等級應與控制電路相同；對于電動式和電子式時間繼電器，其電源的種類和電壓等級應與控制電路相同。按控制電路要求選擇通電延時型和斷電延時型，以及觸頭延時形式和觸頭數量。同時還要考慮操作頻率是否符合要求。七、電磁式繼電器的選擇與使用1.使用類別的選選擇使用類別決定了繼電器所控制的負載性質及通斷條件，因此這是選用繼電器的主要依據。2.額定工作電壓、額定工作電流的確定繼電器的最高工作電壓可為該繼電器的額定絕緣電壓，最高工作電流一般小于該繼電器的額定發熱電流。對于線圈額定電壓的選用則要做到與電源電壓相匹配。3.考慮不同工作制4.返回系數的調節電壓和電流繼電器，應根據控制要求進行返回系數的調節。【步驟三】知識和能力的歸