激光设备控制技术教材——第二章第三节讲解

1、第三节电磁式继电器一、电磁式继电器的基本结构和分类1. 电磁式继电器的基本结构电磁式继电器广泛应用于电力拖动控制系统中，其结构及工作原理与接触器类似，也是由电磁机构和触头系统等组成。与接触器的区别主要表现在继电器只能用于切换电流较小的 控制电路或保护电路 (各触头允许通过的电流最多为5A)，而不能控制主电路； 继电器可对多种输入信号量的变化作出反应，而接触器只能对电压信号作出反应；由于通断的电流较小，继电器不设专门的灭弧装置且触头无主、辅之分。另外，为了改变继电器的动作参数，继电器一般还具有改变释放弹簧松紧和改变衔铁打开后磁路气隙大小的调节装置。2. 电磁式继电器的种类电磁式继电器的种类很多，

2、按用途分有控制继电器、保护继电器等。按输入量分有电 压继电器、电流继电器、时间继电器和中间继电器。 按通入电磁线圈电流种类不同有交流继 电器和直流继电器。二、电磁式继电器的特性和主要参数1. 电磁式继电器的特性继电器的特性是用输入一输出特性来表示的，当改变继电器输入量大小时，对于输出 量的触头只有“通”与“断”两个状态，所以继电器的输出量也只有“有”和“无”两个量。 图1-22为继电器的继电特性。当输入量 X从零开始增加时，在 X v X 0的过程中，输出量 Y为零；当X = X 0时，衔铁吸合，通过其触头的输出量由零跃变为丫仁再增加X时，Yi4值不变。而当输入量减小时， 在X X r的过程中

3、，丫仍保持丫1值不变，当X减小到X r时， 衔铁打开，输出量由 丫1突降为零；X再减小，丫值保持为零。图中 X。为继电器的吸合值， X r为继电器的释放值。XtX图2-22继电器的输入-输岀特性2. 电磁式继电器的主要参数(1) 额定电压或额定电流电压继电器的额定电压指的是线圈的额定电压；电流继电 器的额定电流指的是其线圈的额定电流。(2) 动作电压或动作电流电压继电器的动作电压指的是使其衔铁开始运动时线圈两 端的电压；电流继电器的动作电流则是指使电流继电器衔铁开始运动时通过其线圈的电流。(3) 返回电压或返回电流返回电压是指电压继电器衔铁开始返回动作时线圈两端的 电压；返回电流是指电流继电器

4、衔铁开始返回动作时流过线圈的电流。(4) 返回系数 是指继电器的释放值与吸合值的比值，以K表示。对于电压继电器，电压返回系数Kv为：Kv =Ur / Uo(2-1)式中：Ur为释放电压(V) ； Uo为吸合电压(V)。对于电流继电器，电流返回系数 Ki为:(2-2)Ki =lr/lo式中：lr为释放电流（A）; l0为动作电流（A）。返回系数实际上反映了继电器吸力特性和反力特性配合的紧密程度，是电压和电流继电器的重要参数，不同场合要求不同的K值，因此，继电器的返回系数是可以调节的。（5）整定值 按控制需要，预先给继电器设置并能达到的一个动作值或返回值。三、电压继电器用来反映电压变化的继电器叫电

5、压继电器。电压继电器的线圈为电压线圈，在使用时并联在电路中，其匝数多、导线细、阻抗大。1. 过电压、欠电压和零电压继电器根据实际应用的要求，电压继电器分为过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器。过电压继电器是在电压为额定电压的105%120%以上时动作（正常电压时处于释放状态），常用的过电压继电器为 JT4-A系列。零电压继电器是欠电压继电器的一种特殊形式，是指 当继电器的端电压降至或接近零时方动作的电压继电器。欠电压继电器和零电压继电器在电路正常工作时，衔铁与铁心是吸合的，当电压降到额定电压的40%70%时，欠电压继电器的衔铁释放；当电压降低至额定电压的1025%时，零电压继电器动作。2.

6、 电压继电器动作电压的整定方法（1）吸合电压的整定方法对于交直流电压继电器均可采用滑线变阻器分压的方法来获取继电器的吸合电压 U。，如图2-23所示。合上电源开关 QS,接通电源，移动滑线变阻 器，将输出电压调节到电压继电器要求的吸合电压值，并保持滑动端头A不再改变。这时，改变电压继电器 KV释放弹簧的松紧程度，直至衔铁刚好吸合动作为准。图中指示灯HL用于指示继电器动作。图2-23 电压继电器吸合电压的整定电路（2）释放电压的整定方法释放电压U r的整定实验电路与图 2-23相同，但整定方法不同。先将滑线变阻器滑动端点置于吸合电压位置，然后合上电源开关QS，此时继电器衔铁吸合，再移动滑线变阻器

7、滑动端，使变阻器输出电压降低，当线圈电压减小到所要求的释 放电压值时若衔铁不释放，则拉开电源开关，移动滑动端点返回吸合电压位置，在继电器衔铁内侧面加装非磁性垫片后，重新合上QS使衔铁吸合，再移动滑动端点使变阻器输出电压减小至所要求的释放电压值。若衔铁还不释放，则再断开QS,增加非磁性垫片厚度，重复上述实验，直至衔铁在所要求的释放电压值刚好产生释放动作时为止。这时指示灯HL由亮转为不亮，表示衔铁从吸合状态转为释放状态。3. 电压继电器图形和文字符号吁K7v KV1KV+ IV压线圈过电 压线圈(C片1篇闭 电头图 2-24电压继电器的符号电压继电器的图形符号如图2-24所示（零电压继电器在表示线

8、圈的方框内标注U=0字样，欠电压继电器和过电压继电器可以在表示线圈的方框内“U”后面标注电压的范围），文字符号用KV。4. 电压继电器的选择主要依据继电器的触头数目，线圈额定电压及继电器触头种类等进行。四、电流继电器用来反映电流变化的继电器叫电流继电器。电流继电器的线圈为电流线圈，串联在被测电路中，其匝数少、导线粗、阻抗小。电流继电器可分为过电流继电器和欠电流继电器两种。1. 过电流继电器过电流继电器主要用于电路的过电流保护。在电路正常工作时，过电流继电器不动作， 当电流超过某一整定值时才动作。通常，交流过电流继电器的吸合电流1。=（ 1.1 3.5）In,直流过电流继电器的吸合电流Io= （

9、 0.753）1 n。常用的过电流继电器有 JT4系列交流通用继电器和JL14系列交直流通用继电器。在JT4系列过电流继电器的电磁系统上安装不同的线圈，便可制成过电流、 欠电流、过电压或欠电压等继电器。JT4系列通用继电器的技术数据见表2-6,其结构及工作原理如图2-25所示。（b）结构图图2-25 JT4系列过电流继电器1-铁心2-磁轭3-反作用弹簧4-衔铁5-线圈6-触头表2-6 JT4系列通用继电器的主要技术数据型号可调参数 调整范围标称 误差返回 系数接点 数量吸引线圈复位方式机械 寿命/ 万次电寿 命/万 次质量/kg额定电压（或电流）消耗 功率JT4口A过电压 继电器吸合电压(1.

10、051.20)Un10%0.10.31常开1常闭110、220、380V75W自 动1.51.52.1JT4口P零电压 （或中间 继电器）吸合电压(0.600.85) UN释放电压(0.100.35) UN0.20.41常开1常闭或2常开或2常闭110、127、220、 380V100101.8JT4口L过电流继 电器吸合电流(1.103.50) In0.10.35、10、15、20、40、80、150、 300、5W1.51.51.7600AJT4口 S手动过电流继电器2. 欠电流继电器当通过继电器的电流减小到低于其整定值时动作的继电器称为欠电流继电器。正常工 作时，由于流过电磁线圈的负载电

11、流大于继电器的吸合电流，所以衔铁处于吸合状态。当负载电流降低至继电器释放电流时，则衔铁释放，使触头动作。一般认为欠电流不需要保护， 这是错误的。如直流电动机励磁回路断路或励磁电流过小，将会造成直流电动机飞车等事故。交流电路的欠电流一般不需要保护才是正确的。因此，在电器产品中有直流欠电流继电器而无交流欠电流继电器。欠电流继电器的动作电流为线圈额定电流的3065%，释放电流为线圈额定电流的1020%。3. 电流继电器动作电流的整定方法（1）吸合电流I。的整定方法对于直流电流继电器，在其线圈中通入直流电并逐渐增大，直到达到所要求的吸合电流值，最后调节电流继电器释放弹簧的松紧，直到衔铁刚好产生吸合动作

12、将衔铁吸合。至此，吸合电流整定完成。对于交流电流继电器，可采用大电流发生器来进行整定，如图2-26所示。单相交流电源经单相调压器供给大电流发生器的原边，大电流发生器的副边串接交流电流继电器线圈。整定方法是：先将单相调压器滑动端点置于调压器输出电压为零的位置，合上电源开关 QS,移动调压器滑动触头，使调压器输出电压由零逐渐增加，这时，大电流发生器的副边电流也逐渐增加，直至增加到所要求的吸合电流值为止。调节释放弹簧的松紧，直至衔铁刚产生吸T1T2合动作为止。图2-26 交流电流继电器吸合电流的整定电路T1-单相调压器 T2-大电流发生器 KA-交流电流继电器（2）释放电流Ir的整定方法交、直流电流

13、继电器释放电流整定的电路与相应的吸合整定电路相同，但具体的释放电流整定方法类似于电压继电器释放电压的整定，故此不再重复。由于过电流继电器对释放电流无固定要求，可不需整定；但对于欠电流继电器，释放 电流是一个重要参数，必须进行整定。4. 电流继电器的图形和文字符号电流继电器有时使用中间继电器的图形符号和文字符号，也可使用如图2-27所示的图形符号（欠电流继电器和过电流继电器可以在表示线圈的方框内“1”后面标注电流的范围），文字符号为KA。5. 电流继电器的选择电流继电器的触头种类、数量、额定电流及复位方式应满足控制电路的要求，其中过电流继电器的整定值一般取电动机额定电流的1.72倍，对于频繁起动

14、场合可取2.252.5倍。fsj=tr 电蛊(c) DZ-10系列中间电器图2-32 继电器实物图1. 使用类别的选择继电器的典型用途是控制交、直流电路，如用于控制交、直流接触器的线圈等。由于使用类别决定了继电器所控制的负载性质，因此这是选用继电器的主要依据。2. 额定工作电压、额定工作电流的确定继电器在相应使用类别下触头的额定工作电压Un和额定工作电流In，表征了该继电器触头所能切换电路的能力。选用时，继电器的最高工作电压可为该继电器的额定绝缘电压， 继电器的最高工作电流一般小于该继电器的额定发热电流。对于线圈额定电压的选用则要做到与电源电压相匹配。3. 考虑不同工作制继电器一般适用于 8小时工作制(间断长期工作制)、反复短时工作制和短时工作制等 不同工作制的场合， 工作制不