激光設(shè)備控制技術(shù)教材——第二章第三節(jié)講解

1、第三節(jié)電磁式繼電器一、電磁式繼電器的基本結(jié)構(gòu)和分類1. 電磁式繼電器的基本結(jié)構(gòu)電磁式繼電器廣泛應(yīng)用于電力拖動控制系統(tǒng)中，其結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器類似，也是由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)等組成。與接觸器的區(qū)別主要表現(xiàn)在繼電器只能用于切換電流較小的 控制電路或保護(hù)電路 (各觸頭允許通過的電流最多為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(yīng)，而接觸器只能對電壓信號作出反應(yīng)；由于通斷的電流較小，繼電器不設(shè)專門的滅弧裝置且觸頭無主、輔之分。另外，為了改變繼電器的動作參數(shù)，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(diào)節(jié)裝置。2. 電磁式繼電器的種類電磁式繼電器的種類很多，

2、按用途分有控制繼電器、保護(hù)繼電器等。按輸入量分有電 壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器和中間繼電器。 按通入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(shù)1. 電磁式繼電器的特性繼電器的特性是用輸入一輸出特性來表示的，當(dāng)改變繼電器輸入量大小時(shí)，對于輸出 量的觸頭只有“通”與“斷”兩個(gè)狀態(tài)，所以繼電器的輸出量也只有“有”和“無”兩個(gè)量。 圖1-22為繼電器的繼電特性。當(dāng)輸入量 X從零開始增加時(shí)，在 X v X 0的過程中，輸出量 Y為零；當(dāng)X = X 0時(shí)，銜鐵吸合，通過其觸頭的輸出量由零躍變?yōu)檠救试僭黾覺時(shí)，Yi4值不變。而當(dāng)輸入量減小時(shí)， 在X X r的過程中

3、，丫仍保持丫1值不變，當(dāng)X減小到X r時(shí)， 銜鐵打開，輸出量由 丫1突降為零；X再減小，丫值保持為零。圖中 X。為繼電器的吸合值， X r為繼電器的釋放值。XtX圖2-22繼電器的輸入-輸岀特性2. 電磁式繼電器的主要參數(shù)(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(yùn)動時(shí)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(yùn)動時(shí)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(shí)線圈兩端的 電壓；返回電流是指電流繼電器

4、銜鐵開始返回動作時(shí)流過線圈的電流。(4) 返回系數(shù) 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(shù)Kv為：Kv =Ur / Uo(2-1)式中：Ur為釋放電壓(V) ； Uo為吸合電壓(V)。對于電流繼電器，電流返回系數(shù) Ki為:(2-2)Ki =lr/lo式中：lr為釋放電流（A）; l0為動作電流（A）。返回系數(shù)實(shí)際上反映了繼電器吸力特性和反力特性配合的緊密程度，是電壓和電流繼電器的重要參數(shù)，不同場合要求不同的K值，因此，繼電器的返回系數(shù)是可以調(diào)節(jié)的。（5）整定值 按控制需要，預(yù)先給繼電器設(shè)置并能達(dá)到的一個(gè)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

5、壓繼電器。電壓繼電器的線圈為電壓線圈，在使用時(shí)并聯(lián)在電路中，其匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)、阻抗大。1. 過電壓、欠電壓和零電壓繼電器根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求，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(shí)動作（正常電壓時(shí)處于釋放狀態(tài)），常用的過電壓繼電器為 JT4-A系列。零電壓繼電器是欠電壓繼電器的一種特殊形式，是指 當(dāng)繼電器的端電壓降至或接近零時(shí)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(shí)，銜鐵與鐵心是吸合的，當(dāng)電壓降到額定電壓的40%70%時(shí)，欠電壓繼電器的銜鐵釋放；當(dāng)電壓降低至額定電壓的1025%時(shí)，零電壓繼電器動作。2.

6、 電壓繼電器動作電壓的整定方法（1）吸合電壓的整定方法對于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 U。，如圖2-23所示。合上電源開關(guān) QS,接通電源，移動滑線變阻 器，將輸出電壓調(diào)節(jié)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(shí)，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(zhǔn)。圖中指示燈HL用于指示繼電器動作。圖2-23 電壓繼電器吸合電壓的整定電路（2）釋放電壓的整定方法釋放電壓U r的整定實(shí)驗(yàn)電路與圖 2-23相同，但整定方法不同。先將滑線變阻器滑動端點(diǎn)置于吸合電壓位置，然后合上電源開關(guān)QS，此時(shí)繼電器銜鐵吸合，再移動滑線變阻器

7、滑動端，使變阻器輸出電壓降低，當(dāng)線圈電壓減小到所要求的釋 放電壓值時(shí)若銜鐵不釋放，則拉開電源開關(guān)，移動滑動端點(diǎn)返回吸合電壓位置，在繼電器銜鐵內(nèi)側(cè)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(diǎn)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，則再斷開QS,增加非磁性墊片厚度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，直至銜鐵在所要求的釋放電壓值剛好產(chǎn)生釋放動作時(shí)為止。這時(shí)指示燈HL由亮轉(zhuǎn)為不亮，表示銜鐵從吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)為釋放狀態(tài)。3. 電壓繼電器圖形和文字符號吁K7v KV1KV+ IV壓線圈過電 壓線圈(C片1篇閉 電頭圖 2-24電壓繼電器的符號電壓繼電器的圖形符號如圖2-24所示（零電壓繼電器在表示線

8、圈的方框內(nèi)標(biāo)注U=0字樣，欠電壓繼電器和過電壓繼電器可以在表示線圈的方框內(nèi)“U”后面標(biāo)注電壓的范圍），文字符號用KV。4. 電壓繼電器的選擇主要依據(jù)繼電器的觸頭數(shù)目，線圈額定電壓及繼電器觸頭種類等進(jìn)行。四、電流繼電器用來反映電流變化的繼電器叫電流繼電器。電流繼電器的線圈為電流線圈，串聯(lián)在被測電路中，其匝數(shù)少、導(dǎo)線粗、阻抗小。電流繼電器可分為過電流繼電器和欠電流繼電器兩種。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(hù)。在電路正常工作時(shí)，過電流繼電器不動作， 當(dāng)電流超過某一整定值時(shí)才動作。通常，交流過電流繼電器的吸合電流1。=（ 1.1 3.5）In,直流過電流繼電器的吸合電流Io= （

9、 0.753）1 n。常用的過電流繼電器有 JT4系列交流通用繼電器和JL14系列交直流通用繼電器。在JT4系列過電流繼電器的電磁系統(tǒng)上安裝不同的線圈，便可制成過電流、 欠電流、過電壓或欠電壓等繼電器。JT4系列通用繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù)見表2-6,其結(jié)構(gòu)及工作原理如圖2-25所示。（b）結(jié)構(gòu)圖圖2-25 JT4系列過電流繼電器1-鐵心2-磁軛3-反作用彈簧4-銜鐵5-線圈6-觸頭表2-6 JT4系列通用繼電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)型號可調(diào)參數(shù) 調(diào)整范圍標(biāo)稱 誤差返回 系數(shù)接點(diǎn) 數(shù)量吸引線圈復(fù)位方式機(jī)械 壽命/ 萬次電壽 命/萬 次質(zhì)量/kg額定電壓（或電流）消耗 功率JT4口A過電壓 繼電器吸合電壓(1.

10、051.20)Un10%0.10.31常開1常閉110、220、380V75W自 動1.51.52.1JT4口P零電壓 （或中間 繼電器）吸合電壓(0.600.85) UN釋放電壓(0.100.35) UN0.20.41常開1常閉或2常開或2常閉110、127、220、 380V100101.8JT4口L過電流繼 電器吸合電流(1.103.50) In0.10.35、10、15、20、40、80、150、 300、5W1.51.51.7600AJT4口 S手動過電流繼電器2. 欠電流繼電器當(dāng)通過繼電器的電流減小到低于其整定值時(shí)動作的繼電器稱為欠電流繼電器。正常工 作時(shí)，由于流過電磁線圈的負(fù)載電

11、流大于繼電器的吸合電流，所以銜鐵處于吸合狀態(tài)。當(dāng)負(fù)載電流降低至繼電器釋放電流時(shí)，則銜鐵釋放，使觸頭動作。一般認(rèn)為欠電流不需要保護(hù)， 這是錯(cuò)誤的。如直流電動機(jī)勵磁回路斷路或勵磁電流過小，將會造成直流電動機(jī)飛車等事故。交流電路的欠電流一般不需要保護(hù)才是正確的。因此，在電器產(chǎn)品中有直流欠電流繼電器而無交流欠電流繼電器。欠電流繼電器的動作電流為線圈額定電流的3065%，釋放電流為線圈額定電流的1020%。3. 電流繼電器動作電流的整定方法（1）吸合電流I。的整定方法對于直流電流繼電器，在其線圈中通入直流電并逐漸增大，直到達(dá)到所要求的吸合電流值，最后調(diào)節(jié)電流繼電器釋放彈簧的松緊，直到銜鐵剛好產(chǎn)生吸合動作

12、將銜鐵吸合。至此，吸合電流整定完成。對于交流電流繼電器，可采用大電流發(fā)生器來進(jìn)行整定，如圖2-26所示。單相交流電源經(jīng)單相調(diào)壓器供給大電流發(fā)生器的原邊，大電流發(fā)生器的副邊串接交流電流繼電器線圈。整定方法是：先將單相調(diào)壓器滑動端點(diǎn)置于調(diào)壓器輸出電壓為零的位置，合上電源開關(guān) QS,移動調(diào)壓器滑動觸頭，使調(diào)壓器輸出電壓由零逐漸增加，這時(shí)，大電流發(fā)生器的副邊電流也逐漸增加，直至增加到所要求的吸合電流值為止。調(diào)節(jié)釋放彈簧的松緊，直至銜鐵剛產(chǎn)生吸T1T2合動作為止。圖2-26 交流電流繼電器吸合電流的整定電路T1-單相調(diào)壓器 T2-大電流發(fā)生器 KA-交流電流繼電器（2）釋放電流Ir的整定方法交、直流電流

13、繼電器釋放電流整定的電路與相應(yīng)的吸合整定電路相同，但具體的釋放電流整定方法類似于電壓繼電器釋放電壓的整定，故此不再重復(fù)。由于過電流繼電器對釋放電流無固定要求，可不需整定；但對于欠電流繼電器，釋放 電流是一個(gè)重要參數(shù)，必須進(jìn)行整定。4. 電流繼電器的圖形和文字符號電流繼電器有時(shí)使用中間繼電器的圖形符號和文字符號，也可使用如圖2-27所示的圖形符號（欠電流繼電器和過電流繼電器可以在表示線圈的方框內(nèi)“1”后面標(biāo)注電流的范圍），文字符號為KA。5. 電流繼電器的選擇電流繼電器的觸頭種類、數(shù)量、額定電流及復(fù)位方式應(yīng)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(jī)額定電流的1.72倍，對于頻繁起動

14、場合可取2.252.5倍。fsj=tr 電蠱(c) DZ-10系列中間電器圖2-32 繼電器實(shí)物圖1. 使用類別的選擇繼電器的典型用途是控制交、直流電路，如用于控制交、直流接觸器的線圈等。由于使用類別決定了繼電器所控制的負(fù)載性質(zhì)，因此這是選用繼電器的主要依據(jù)。2. 額定工作電壓、額定工作電流的確定繼電器在相應(yīng)使用類別下觸頭的額定工作電壓Un和額定工作電流In，表征了該繼電器觸頭所能切換電路的能力。選用時(shí)，繼電器的最高工作電壓可為該繼電器的額定絕緣電壓， 繼電器的最高工作電流一般小于該繼電器的額定發(fā)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. 考慮不同工作制繼電器一般適用于 8小時(shí)工作制(間斷長期工作制)、反復(fù)短時(shí)工作制和短時(shí)工作制等 不同工作制的場合， 工作制不