羅來義
一、引言
時間繼電器是一種具有延時作用的繼電器,廣泛應用于需要按時間順序進行控制的電氣控制線路中。
按延時方式分類,時間繼電器有通電延時型和斷電延時型兩類。對于初學者尤其是中職學生而言,學習時間繼電器會遇到兩個很困難的問題:一是如何區分兩種延時方式的時間繼電器的功能——什么情況下有延時?什么情況下沒有延時?二是如何區分時間繼電器的電氣符號,尤其是其中很容易混淆的延時觸頭符號。為了幫助學生弄懂這兩個問題,筆者經過多年探索,找到了以下教學方法。
二、如何區分時間繼電器的延時功能
區分兩種延時方式的時間繼電器的延時功能,關鍵在于掌握其觸頭的工作規律。目前常見的教材表達得不清晰、不完整,造成讀者難以把握要領。雖然教師在處理教材時,可以加以總結,但由于不夠直觀,導致學生聽得云里霧里,不能真正理解。為此,筆者設計了圖1所示的演示電路輔助教學,并依此制作了動畫演示課件,可以反復演示、觀察。
FU—熔斷器;SA—開關;KA—中間繼電器;KT1—通電型時間繼電器;
KT2—斷電型時間繼電器;HL1、HL2、HL3—指示燈
在圖1中,中間繼電器KA學生已經學習過,此處用于對比。三個線圈會同時通電或斷電,通過觀察并總結三個指示燈的亮、滅情況,即可得出兩種延時方式時間繼電器常開觸頭的工作規律,進而推廣得出時間繼電器全部觸頭的工作規律。
學生已經掌握了中間繼電器觸頭的工作規律:線圈通電,觸頭立即動作;線圈斷電,觸頭立即復位。由此加以推廣:任何有線圈的繼電器,線圈通電,觸頭都要動作,但可能是立即動作也可能是延時動作;線圈斷電,觸頭都要復位,但可能是立即復位也可能是延時復位。很顯然,中間繼電器屬于“立即”的情況。時間繼電器的情形如何,是我們要探究的問題。
通過反復觀察,得出實驗現象如表1所列。
根據表1的實驗現象,就可以引導學生總結出如表2所列的時間繼電器觸頭工作規律。由于這些規律是在觀察實驗現象的基礎上總結而得,比較直觀,學生容易理解。表2所列的規律雖然是從常開觸頭總結出來的,同樣適用于常閉觸頭,因為二者是“成對”的。
最后,為了讓學生在理解的基礎上真正掌握時間繼電器的觸頭工作規律,區分兩種延時方式的時間繼電器的功能,總結成下列兩句話(以下簡稱為“兩句話”):
1.所謂通電延時型時間繼電器,是指線圈通電瞬間,觸頭延時動作;而線圈斷電瞬間,觸頭是立即復位的,沒有延時。
2.所謂斷電延時型時間繼電器,是指線圈斷電瞬間,觸頭延時復位;而線圈通電瞬間,觸頭是立即動作的,沒有延時。
三、如何區分時間繼電器的電氣符號
常見的教材給出的時間繼電器電氣符號,如圖2所示??梢姇r間繼電器的電氣符號數量較多,也有點亂。對此,按下列方法進行引導學生進行梳理:
1.對于圖2中的“線圈一般符號”(既可代表通電延時型,也可代表斷電延時型),以及瞬時動作的“常開觸頭”和“常閉觸頭”符號,與已經學習過的中間繼電器完全一樣,只是文字代號不同,稍加說明,學生很容易掌握。
2.對于圖2中的“通電延時線圈”和“斷電延時線圈”符號,區別只在于符號中長方形左邊的特征符號不同。根據學生已有的生活常識:晚上斷電以后,到處一片漆黑。將此引申到線圈的特征符號——漆黑一片代表斷電延時,學生即很容易將二者加以區分。
3.圖2中剩余的4個延時觸頭,按照圖中的注釋,學生是很難理解的,往往有兩方面的困惑:
(1)哪些是通電延時型的符號?哪些是斷電延時型的符號?
(2)有何區分的方法?
必須要明確:在符號的左側,有形如橫著畫的雨傘符號(正、反兩種),這是特征符號,用來區分延時方式;剩余部分是基本符號,用來表示常開或常閉狀態,這是我們很熟悉的。
如何通過特征符號來區分延時方式呢?不能靠死記硬背(因為很容易混淆),而是要找到可以理解的分析方法。為此,首先要進行以下兩方面的約定:
(1)根據學生已有的生活常識:①對于符號中橫著正畫的雨傘,如果從左往右快速運動,遇到的空氣阻力較大,引申為有延時;如果從右往左快速運動,遇到的空氣阻力較小,引申為沒有延時。②對于圖中橫著反畫的雨傘,如果從左往右快速運動,遇到的空氣阻力較小,引申為沒有延時;如果從右往左快速運動,遇到的空氣阻力較大,引申為有延時。
(2)觸頭的基本符合都是按照“左開右閉”的原則畫的:①繼電器線圈通電后,常開和常閉觸頭都要動作,其中斜著畫的動觸頭就要帶著雨傘從左往右運動;②繼電器線圈斷電后,常開和常閉觸頭都要復位,其中斜著畫的動觸頭就要帶著雨傘從右往左運動。
有了上述約定,下面用推理分析的方法對延時觸頭的符號加以區分:
(1)對于圖2中的“延時斷開瞬時閉合常閉觸頭”:線圈通電瞬間,常閉觸頭要斷開,其中斜著畫的動觸頭就要帶著正畫雨傘從左往右快速運動,遇到的空氣阻力較大,引申為有延時;線圈斷電瞬間,常閉觸頭要復位閉合,其中斜著畫的動觸頭就要帶著正畫雨傘從右往左快速運動,遇到的空氣阻力較小,引申為沒有延時。根據前面總結的 “兩句話”,這是通電延時型時間繼電器的常閉觸頭。
(2)對于圖2中的“瞬時斷開延時閉合常開觸頭”,由于其上的特征符號——左側橫著正畫的雨傘畫法與“延時斷開瞬時閉合常閉觸頭”相同,所以對應的延時方式也是通電延時型,這是通電延時型時間繼電器的常開觸頭。
也可以加以分析:線圈通電瞬間,常開觸頭要閉合,其中斜著畫的動觸頭就要帶著正畫雨傘從左往右快速運動,遇到的空氣阻力較大,引申為有延時;線圈斷電瞬間,常開觸頭要復位斷開,其中斜著畫的動觸頭就要帶著正畫雨傘從右往左快速運動,遇到的空氣阻力較小,引申為沒有延時。根據前面總結的“兩句話”,這是通電延時型時間繼電器的常開觸頭。
其余類推。
四、結束語
準確理解時間繼電器的延時功能,正確區分時間繼電器的電氣符號,是學習時間繼電器必須掌握的內容。雖然有一定難度,但采用上述教學方法,學生比較容易掌握。因此,為了讓學生鞏固所學的內容,給出幾張實際的電氣控制線路圖,讓學生從電氣符號入手,區分時間繼電器的延時方式。再讓學生親自動手畫一下這些電氣符號,加深印象,達到真正掌握的目標。
責任編輯 朱守鋰