课题六 继电器（P67）
【教学目标】
1、正确识别、选择、使用热继电器、时间继电器、中间继电器，对其他继电器有个大概的了解。
2、熟知热继电器、时间继电器、中间继电器的分类、功能、基本结构。 3、熟知热继电器、时间继电器、中间继电器的工作原理及型号含义。 4、熟记热继电器、时间继电器、中间继电器的图形符号和文字符号。 【教学重点和难点】
1. 热继电器、时间继电器、速度继电器的功能、结构、图形及文字符号。 2. 热继电器、时间继电器、速度继电器、中间继电器的选用与维修。 【课时分配】10课时
【教学过程】
继电器：是一种根据输入信号（电量和非电量）的变化来接通或分断小电流电
路，实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。 继电器的种类很多：
（１）按输入信号的性质分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电
器、速度继电器、压力继电器等。
（２）按工作原理分：电磁式继电器、电动式继电器、感应式继电器、晶体管式
继电器和热继电器等。
（３）按输出方式分：有触点电器和无触点电器。 继电器的结构：感测机构、中间机构、执行机构。 1. 中间继电器
1.1中间继电器的功能：用来增加控制电路中的信号数量或将信号放大的继电器。 1.2中间继电器的结构原理、符号及型号含义：中间继电器的结构及工作原理与接触器基本相同，因而称为接触器式继电器。但中间继电器的触头对数多，且没有主辅之分，各对触头允许通过的电流大小相同，多数为5A。
触点触点绝缘连杆反力弹簧铁心线圈KAKA 线圈A1A2(b)中间继电器图形符号(a)中间继电器示意图
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1.3选用中间继电器主要依据被控制电路的电压等级、所需触头的数量、种类、容量等要求来选择。中间继电器的安装、使用、与接触器类似。 2.电流继电器
2.1电流继电器的输入量是电流，它是根据输入电流大小而动作的继电器。电流继电器的线圈串入电路中，以反映电路电流的变化，其线圈匝数少、导线粗、阻抗小。
2.2电流继电器可分为欠电流继电器和过电流继电器。 （1）欠电流继电器用于欠电流保护或控制，如直流电动机励磁绕组的弱磁保护、电磁吸盘中的欠电流保护、绕线式异步电动机起动时电阻的切换控制等。欠电流继电器的动作电流整定范围为线圈额定电流的30%～65%。需要注意的是欠电流继电器在电路正常工作时，欠电流继电器处于吸合动作状态，常开触点处于闭合状态，常闭触点处于断开状态；当电路出现不正常现象或故障现象导致电流下降或消失时，继电器中流过的电流小于释放电流而动作，所以欠电流继电器的动作电流为释放电流而不是吸合电流。
（2）过电流继电器用于过电流保护或控制，如起重机电路中的过电流保护。过电流继电器在电路正常工作时流过正常工作电流，正常工作电流小于继电器所整定的动作电流，继电器不动作，当电流超过动作电流整定值时才动作。过电流继电器动作时其常开接点闭合，常闭接点断开。过电流继电器整定范围为（110%～400%）额定电流，其中交流过电流继电器为（110%～400%）IN，直流过电流继电器为（70%～300%）IN。
常用的电流继电器的型号有JL12、JL15等。
电流继电器作为保护电器时，其图形符号如图1-13所示。
Ｉ＜ＦＡＩ＞
ＦＡ(a)欠电流继电器(b)过电流继电器
图1-13 电流继电器的图形符号
2.3选用
（1）电流继电器的额定电流一般可按电动机长期工作的额定电流来选择。（2）电流继电器的种类、数量、额定电流及复位方式应满足控制线路的要求。 过电流继电器的整定电流一般取电动机额定电流的1.7～2倍。
3.时间继电器（P73）
3.1时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理来实现触头延时闭合或分断的自动控制电器。它从得到动作信号到触头动作有一定延时，广泛用于按时间顺序控制的电气线路中。 3.2时间继电器的种类很多：
（1）按其动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、晶体管式等；
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（2）按延时方式可分为通电延时型和断电延时型。 3.3JS7—A系列空气阻尼式时间继电器
空气阻尼式时间继电器又称气囊式时间继电器，是利用气囊中的空气通过小孔节流的原理获得延时动作的。 3.3.1型号及含义
3.3.2结构
空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼原理获得延时的，它由电磁机构、延时机构和触头系统3部分组成。电磁机构为直动式双E型铁心，触头系统借用LX5型微动开关，延时机构采用气囊式阻尼器。
空气阻尼式时间继电器可以做成通电延时型，也可改成断电延时型，电磁机构可以是直流的，也可以是交流的，如图：
通电延时接点杠杆延时调节螺丝进气孔气室活塞杆瞬动接点或KTKT线圈线圈传动杆KT橡皮膜或KTKTKT通电延时接点弱弹簧弹簧动铁心铁心KTKT瞬动接点(a)通电延时继电器示意图(b)通电延时继电器图形符号断电延时接点或延时调节螺丝气室KT瞬动接点KTKT线圈进气孔或KTKTKT断电延时接点橡皮膜传动杆弱弹簧铁心动铁心KTKT瞬动接点(c)断电延时继电器示意图 (d)断电延时继电器图形符号
空气阻尼式时间继电器的结构原理和图形符号 3.3.3工作原理
现以通电延时型时间继电器为例介绍其工作原理。
图（a）中通电延时型时间继电器为线圈不得电时的情况，当线圈通电后，动铁
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心吸合，带动Ｌ型传动杆向右运动，使瞬动接点受压，其接点瞬时动作。活塞杆在塔形弹簧的作用下，带动橡皮膜向右移动，弱弹簧将橡皮膜压在活塞上，橡皮膜左方的空气不能进入气室，形成负压，只能通过进气孔进气，因此活塞杆只能缓慢地向右移动，其移动的速度和进气孔的大小有关（通过延时调节螺丝调节进气孔的大小可改变延时时间）。经过一定的延时后，活塞杆移动到右端，通过杠杆压动微动开关（通电延时接点），使其常闭触头断开，常开触头闭合，起到通电延时作用。
当线圈断电时，电磁吸力消失，动铁心在反力弹簧的作用下释放，并通过活塞杆将活塞推向左端，这时气室内中的空气通过橡皮膜和活塞杆之间的缝隙排掉，瞬动接点和延时接点迅速复位，无延时。
如果将通电延时型时间继电器的电磁机构反向安装，就可以改为断电延时型时间继电器，如图C中断电延时型时间继电器所示。线圈不得电时，塔形弹簧将橡皮膜和活塞杆推向右侧，杠杆将延时接点压下（注意，原来通电延时的常开触头现在变成了断电延时的常闭触头了，原来通电延时的常闭触头现在变成了断电延时的常开触头），当线圈通电时，动铁心带动L型传动杆向左运动，使瞬动触头瞬时动作，同时推动活塞杆向左运动，如前所述，活塞杆向左运动不延时，延时触头瞬时动作。线圈失电时动铁心在反力弹簧的作用下返回，瞬动触头瞬时动作，延时触头延时动作。
3.3.4空气阻尼式时间继电器的优点：是结构简单、延时范围大、寿命长、价格低廉，且不受电源电压及频率波动的影响。
缺点：是延时误差大、无调节刻度指示，一般适用延时精度要求不高的场合。常用的产品有JS7-A、JS23等系列，其中JS7-A系列的主要技术参数为延时范围，分0.4s～60s和0.4s～180s两种，操作频率为600次/h，触头容量为5A，延时误差为±15%。在使用空气阻尼式时间继电器时，应保持延时机构的清洁，防止因进气孔堵塞而失去延时作用。 3.4时间继电器的选用
（1）根据系统的延时范围和精度选择时间继电器的类型和系列。 （2）根据控制线路的要求选择继电器的延时方式。
（3）根据控制线路的电压选择时间继电器吸引线圈的电压。 3.5安装与使用
（1）时间继电器应按说明书规定 安装。无论是通电型还是断电延时型，都必须使继电器在断电后，释放时衔铁的运动方向垂直向下，其倾斜度不得超过5度。 （2）时间继电器的整定值，应预先在不通电时整定好，并在试车时校正。 （3）时间继电器金属底版上的接地螺钉必须与接地线可靠连接。 （4）通电延时型和断电延时型可在整定时间内自行调换。
（5）使用时，应经常清除灰尘及油垢，否则延时误差将更大。
4.热继电器
4.1热继电器的功能：热继电器是一种利用电流热效应而反时限动作的自动保护电器。主要与接触器配合使用，用作电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护及其他电器设备发热状态的控制。
反时限动作：是指电器的延时动作时间随电流的增大而缩短。 4．2热继电器的型号及含义
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4.3热继电器的结构及工作原理
图（a）所示是双金属片式热继电器的结构示意图，（b）所示是其图形符号。由图可见，热继电器主要由双金属片、热元件、传动机构、常闭触头、电流整定装置、复位按钮等组成。
双金属片热元件手动/自动复位螺丝复位按钮调节旋钮传动杆 触点FR热元件FRFRFR触点FR(a)热继电器结构示意图(b)热继电器图形符号
图1-16 热继电器结构示意图及图形符号
双金属片是一种将两种线膨胀系数不同的金属用机械辗压方法使之形成一体的金属片。膨胀系数大的（如铁镍铬合金、铜合金或高铝合金等）称为主动层，膨胀系数小的（如铁镍类合金）称为被动层。由于两种热膨胀系数不同的金属紧密地贴合在一起，当产生热效应时，使得双金属片向膨胀系数小的一侧弯曲，由弯曲产生的位移带动触头动作。
热元件一般由铜镍合金、镍铬铁合金或铁铬铝等合金电阻材料制成，其形状有圆丝、扁丝、片状和带状几种。
热继电器使用时，热元件串联在主电路中，通过热元件的电流就是电动机的工作电流（大容量的热继电器装有速饱和互感器，热元件串接在其二次回路中）。常闭触头串联在控制电路中。当电动机过载时，流过电阻丝的电流超过整定电流，主双金属片的热量增加，温度升高而发生弯曲，通过传动机构推动常闭触头断开，分断控制电路，实现对电动机的过载保护。切断电源后，主双金属片逐渐冷却复位。
热继电器动作电流的调节是通过旋转调节旋钮来实现的。热继电器复位方式有自动复位和手动复位两种。将复位螺丝旋入，使常开的静触点向动触点靠近，这样动触点在闭合时处于不稳定状态，在双金属片冷却后动触点也返回，为自动复位方式。如将复位螺丝旋出，触点不能自动复位，为手动复位置方式。在手动复位置方式下，需在双金属片恢复状时按下复位按钮才能使触点复位。
4.4热继电器的选择原则
热继电器主要用于电动机的过载保护，使用时主要根据所保护电动机的额定电流来确定热继电器的规格和热元件的电流等级。
（1）根据电动机的额定电流选择热继电器的规格。一般使热继电器的额定电流略大于电动机的额定电流。
（2）根据需要的整定电流值选择热元件的编号和电流等级。一般情况下取电动机额定电流
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的0.95～1.05倍。
（3）根据电动机定子绕组的连接方式选择热继电器的结构形式，即星形连接的电动机选用普通的热继电器，而作△形连接的电动机应选用三相结构带断相保护的热继电器。
作业：习题册P（19～23） 一（1～19）、二（1～16）、三（1～12）、四、五（3.4）
晶体管式时间继电器 气囊式时间继电器 双金属片式热继电器
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