罗来义
一、引言
时间继电器是一种具有延时作用的继电器,广泛应用于需要按时间顺序进行控制的电气控制线路中。
按延时方式分类,时间继电器有通电延时型和断电延时型两类。对于初学者尤其是中职学生而言,学习时间继电器会遇到两个很困难的问题:一是如何区分两种延时方式的时间继电器的功能——什么情况下有延时?什么情况下没有延时?二是如何区分时间继电器的电气符号,尤其是其中很容易混淆的延时触头符号。为了帮助学生弄懂这两个问题,笔者经过多年探索,找到了以下教学方法。
二、如何区分时间继电器的延时功能
区分两种延时方式的时间继电器的延时功能,关键在于掌握其触头的工作规律。目前常见的教材表达得不清晰、不完整,造成读者难以把握要领。虽然教师在处理教材时,可以加以总结,但由于不够直观,导致学生听得云里雾里,不能真正理解。为此,笔者设计了图1所示的演示电路辅助教学,并依此制作了动画演示课件,可以反复演示、观察。
FU—熔断器;SA—开关;KA—中间继电器;KT1—通电型时间继电器;
KT2—断电型时间继电器;HL1、HL2、HL3—指示灯
在图1中,中间继电器KA学生已经学习过,此处用于对比。三个线圈会同时通电或断电,通过观察并总结三个指示灯的亮、灭情况,即可得出两种延时方式时间继电器常开触头的工作规律,进而推广得出时间继电器全部触头的工作规律。
学生已经掌握了中间继电器触头的工作规律:线圈通电,触头立即动作;线圈断电,触头立即复位。由此加以推广:任何有线圈的继电器,线圈通电,触头都要动作,但可能是立即动作也可能是延时动作;线圈断电,触头都要复位,但可能是立即复位也可能是延时复位。很显然,中间继电器属于“立即”的情况。时间继电器的情形如何,是我们要探究的问题。
通过反复观察,得出实验现象如表1所列。
根据表1的实验现象,就可以引导学生总结出如表2所列的时间继电器触头工作规律。由于这些规律是在观察实验现象的基础上总结而得,比较直观,学生容易理解。表2所列的规律虽然是从常开触头总结出来的,同样适用于常闭触头,因为二者是“成对”的。
最后,为了让学生在理解的基础上真正掌握时间继电器的触头工作规律,区分两种延时方式的时间继电器的功能,总结成下列两句话(以下简称为“两句话”):
1.所谓通电延时型时间继电器,是指线圈通电瞬间,触头延时动作;而线圈断电瞬间,触头是立即复位的,没有延时。
2.所谓断电延时型时间继电器,是指线圈断电瞬间,触头延时复位;而线圈通电瞬间,触头是立即动作的,没有延时。
三、如何区分时间继电器的电气符号
常见的教材给出的时间继电器电气符号,如图2所示。可见时间继电器的电气符号数量较多,也有点乱。对此,按下列方法进行引导学生进行梳理:
1.对于图2中的“线圈一般符号”(既可代表通电延时型,也可代表断电延时型),以及瞬时动作的“常开触头”和“常闭触头”符号,与已经学习过的中间继电器完全一样,只是文字代号不同,稍加说明,学生很容易掌握。
2.对于图2中的“通电延时线圈”和“断电延时线圈”符号,区别只在于符号中长方形左边的特征符号不同。根据学生已有的生活常识:晚上断电以后,到处一片漆黑。将此引申到线圈的特征符号——漆黑一片代表断电延时,学生即很容易将二者加以区分。
3.图2中剩余的4个延时触头,按照图中的注释,学生是很难理解的,往往有两方面的困惑:
(1)哪些是通電延时型的符号?哪些是断电延时型的符号?
(2)有何区分的方法?
必须要明确:在符号的左侧,有形如横着画的雨伞符号(正、反两种),这是特征符号,用来区分延时方式;剩余部分是基本符号,用来表示常开或常闭状态,这是我们很熟悉的。
如何通过特征符号来区分延时方式呢?不能靠死记硬背(因为很容易混淆),而是要找到可以理解的分析方法。为此,首先要进行以下两方面的约定:
(1)根据学生已有的生活常识:①对于符号中横着正画的雨伞,如果从左往右快速运动,遇到的空气阻力较大,引申为有延时;如果从右往左快速运动,遇到的空气阻力较小,引申为没有延时。②对于图中横着反画的雨伞,如果从左往右快速运动,遇到的空气阻力较小,引申为没有延时;如果从右往左快速运动,遇到的空气阻力较大,引申为有延时。
(2)触头的基本符合都是按照“左开右闭”的原则画的:①继电器线圈通电后,常开和常闭触头都要动作,其中斜着画的动触头就要带着雨伞从左往右运动;②继电器线圈断电后,常开和常闭触头都要复位,其中斜着画的动触头就要带着雨伞从右往左运动。
有了上述约定,下面用推理分析的方法对延时触头的符号加以区分:
(1)对于图2中的“延时断开瞬时闭合常闭触头”:线圈通电瞬间,常闭触头要断开,其中斜着画的动触头就要带着正画雨伞从左往右快速运动,遇到的空气阻力较大,引申为有延时;线圈断电瞬间,常闭触头要复位闭合,其中斜着画的动触头就要带着正画雨伞从右往左快速运动,遇到的空气阻力较小,引申为没有延时。根据前面总结的 “两句话”,这是通电延时型时间继电器的常闭触头。
(2)对于图2中的“瞬时断开延时闭合常开触头”,由于其上的特征符号——左侧横着正画的雨伞画法与“延时断开瞬时闭合常闭触头”相同,所以对应的延时方式也是通电延时型,这是通电延时型时间继电器的常开触头。
也可以加以分析:线圈通电瞬间,常开触头要闭合,其中斜着画的动触头就要带着正画雨伞从左往右快速运动,遇到的空气阻力较大,引申为有延时;线圈断电瞬间,常开触头要复位断开,其中斜着画的动触头就要带着正画雨伞从右往左快速运动,遇到的空气阻力较小,引申为没有延时。根据前面总结的“两句话”,这是通电延时型时间继电器的常开触头。
其余类推。
四、结束语
准确理解时间继电器的延时功能,正确区分时间继电器的电气符号,是学习时间继电器必须掌握的内容。虽然有一定难度,但采用上述教学方法,学生比较容易掌握。因此,为了让学生巩固所学的内容,给出几张实际的电气控制线路图,让学生从电气符号入手,区分时间继电器的延时方式。再让学生亲自动手画一下这些电气符号,加深印象,达到真正掌握的目标。
责任编辑 朱守锂