地鐵公司運營培訓(xùn)課件：信號基礎(chǔ) 繼電器電路

信號基礎(chǔ)信號繼電器電路要了解的內(nèi)容：

一、繼電器概述二、安全型繼電器三、其他類型的繼電器四、繼電器的接點五、繼電器電路的設(shè)計及應(yīng)用地鐵運營總部通號中心

信號繼電器繼電器是一種當控制參數(shù)變化時，能引起被控制參數(shù)突然變化的電器。它具有能以小的電信號來控制執(zhí)行電路中相當大功率的對象，能控制數(shù)個或數(shù)個回路，以完成復(fù)雜的邏輯關(guān)系的功能。由于具有這樣的功能，成為自動控制與遠程控制必不可少的器件。鐵路信號設(shè)備大量應(yīng)用各種類型的信號繼電器。地鐵運營總部通號中心作用一、繼電器的基本原理繼電器是一種電勵開關(guān)。繼電器類型很多，性能各不相同，結(jié)構(gòu)形式各種各樣，但都是由電磁系統(tǒng)和接點系統(tǒng)兩大主要部分組成。其中電磁系統(tǒng)由線圈、固定的鐵芯和軛鐵以及可動的銜鐵構(gòu)成，接點系統(tǒng)由動接點和靜接點構(gòu)成。當線圈中通入一定數(shù)值的電流后，由于電磁作用或感應(yīng)方法產(chǎn)生電磁吸引力，吸引銜鐵，由銜鐵帶動接點系統(tǒng)，改變其狀態(tài)，從而反映輸入電流的狀況。第一節(jié)繼電器概述二、繼電器的繼電特性繼電器的特性是當輸入量達到一定值時，輸出量發(fā)生突變，如圖2-1所示。地鐵運營總部通號中心三、繼電器的分類1、按輸入量的物理性質(zhì)分：電流和電壓繼電器2、按動作電流分：直流、交流和交直流繼電器3、按動作原理分：電磁和感應(yīng)繼電器4、按動作時間分：快動、正常動作和緩動繼電器地鐵運營總部通號中心第二節(jié)安全繼電器繼電器的類型很多，性能各有不同，結(jié)構(gòu)形式也是多種多樣，但是，都是由電磁系統(tǒng)和接點系統(tǒng)兩大主要部分組成的。電磁系統(tǒng)由磁路和線圈組成，是繼電器的感受機構(gòu)，專門用來接受和反映輸入物理量的性質(zhì)。接點系統(tǒng)是繼電器的執(zhí)行機構(gòu)，用來實現(xiàn)控制的目的。繼電器是直流24V的AX型（安全型）信號繼電器。地鐵運營總部通號中心安全型繼電器型號用漢字拼音字母和數(shù)字表示，字母表示繼電器種類，數(shù)字表示線圈的電阻值。一、安全型繼電器的型號表示法地鐵運營總部通號中心無極繼電器加強接點（普通接點不標插入式（非插入式不標）緩放（非緩放不標）信號前圈電阻值后圈電阻值（兩線圈阻值相同時，取兩者之和）

繼電器型號的文字符號含義如下表2—1所示。地鐵運營總部通號中心1、安全型繼電器的品種及用途：如表1-2所示。安全型繼電器具有無極、無極加強接點、無極緩放、無極加強接點緩放、整流式、有極、有極加強、偏極、單閉磁5種9類20個品種及3個派生品種。2、繼電器插座：1）結(jié)構(gòu)，如圖1-4所示；2）插孔，如圖1-5所示；3）鑒別銷孔位置及型別蓋外形，如圖1-6所示；4）鑒別銷號碼詳見表1—2所示。參考其他教材的內(nèi)容，包括圖表。地鐵運營總部通號中心地鐵運營總部通號中心繼電器的插座、插頭地鐵運營總部通號中心下圖分別是無極、有極、偏極繼電器插座接點編號對照地鐵運營總部通號中心鑒別銷孔位置及型別蓋外形，如圖1-6所示。地鐵運營總部通號中心二、安全型繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理1、直流無極繼電器1）結(jié)構(gòu)，外型如圖2-2所示。地鐵運營總部通號中心2）原理：在線圈上加上直流電壓后，線圈中的電流I使鐵芯磁化，在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生工作磁通，它由鐵心極靴處經(jīng)過主工作氣隙進入銜鐵，又經(jīng)以第二工作氣隙進入軛鐵，然后回到鐵芯，形成一閉合回路。在工作氣隙處，由于磁通的作用，鐵芯與銜鐵間產(chǎn)生電磁吸引力，當F大到足以克服機械負載的阻力時，銜鐵即與鐵芯吸合。此時銜鐵通過拉桿帶動接點運動，使后接點斷開，前接點閉合。當線圈中的電流減小時，鐵芯中的磁通按一定規(guī)律隨之減小，吸引力也隨著減小。當電流小到一定值時，它所產(chǎn)生的吸引力小于機械力時，銜鐵離開鐵芯，被釋放。此時拉桿帶動接點運動，使前接點斷開，后接點閉合。F吸引力>F重力,吸起!F吸引力<F重力,落下!地鐵運營總部通號中心2、偏極繼電器1）結(jié)構(gòu)偏極繼電器具有反應(yīng)電流極性的性能，較多使用在道岔表示電路及半自動閉塞電路、計算機聯(lián)鎖接口電路中。結(jié)構(gòu)如右圖所示永久磁鐵地鐵運營總部通號中心2）原理磁路系統(tǒng)由永磁磁路與電磁磁路兩部分組合而成，如圖2-5所示。地鐵運營總部通號中心3、有極繼電器1）結(jié)構(gòu)有極繼電器是一種能反應(yīng)電流極性，并能保持其極性狀態(tài)（切斷電流后能保持原來電流極性工作狀態(tài)）的繼電器。它的結(jié)構(gòu)特殊之處，是用一塊端部呈刃形的長條形永久磁鋼代替無極繼電器的部分軛鐵，永久磁鐵與軛鐵間用螺釘連接，如圖2-6所示。地鐵運營總部通號中心2）特點在磁路結(jié)構(gòu)中有永久磁鐵；銜鐵動作受兩種獨立的電磁系統(tǒng)控制；靈敏度較高；動作時間較快。3）工作原理有極繼電器的磁路系統(tǒng)由永磁磁路與電磁磁路兩部分組合而成，為不對稱的并聯(lián)磁路結(jié)構(gòu)，如圖2-6所示。地鐵運營總部通號中心地鐵運營總部通號中心4、整流式繼電器用于交流電路中。它通過內(nèi)部的半波或全波整流電路將交流電變?yōu)橹绷麟姸鴦幼?。之所以如此，是為了避免在AX系列繼電器中采用結(jié)構(gòu)形式完全不同的交流繼電器，以提高產(chǎn)品的系列化、通用化程度。整流式繼電器的電磁系統(tǒng)與無極繼電器相同，只是磁路結(jié)構(gòu)參數(shù)有所不同。更主要的是，在接點組上方安裝由二極管組成的半波或全波整流電路，如圖2-7所示。地鐵運營總部通號中心三、安全型繼電器的特性1、電氣特性：不同類型的繼電器特性，可以用繼電器的參數(shù)來反映。1）額定值：繼電器在運用狀態(tài)時的電壓值或電流值；2）工作值：使繼電器動作，前接點全部閉合，并滿足規(guī)定的接點壓力所需的最小電流或電壓值；3）釋放值：繼電器從規(guī)定值降低到前接點斷開時的電壓值或電流值；4）轉(zhuǎn)極值：有極繼電器的動接點由定位轉(zhuǎn)換到反位或反到定所需的電壓或電流值；5）充磁值：為測試繼電器的釋放值或轉(zhuǎn)極值，預(yù)先使繼電器系統(tǒng)磁化，向其線圈通以4倍的工作值或轉(zhuǎn)極值，這樣可以使繼電器磁路飽和，在此條件下測試釋放值或轉(zhuǎn)極值；6）反向工作值：向繼電器線圈反向通電，全部前接點閉合，并滿足接點壓力時所需的最小電壓或電流值；7）反向不工作值：向偏極繼電器線圈反向通電，繼電器不動作的最大電壓值。地鐵運營總部通號中心2、時間特性：1）繼電器的時間特性電磁繼電器線圈，因為是有鐵芯的，所以它不僅僅是電感量大，而且是一個非線性電感，再加上繼電器磁路中的工作氣隙在動作過程中是變化的，所以繼電器線圈接上電源或短路時，繼電器線圈中的電流變化規(guī)定，并不按一般的指數(shù)曲線規(guī)律變化。當K閉合時，如圖2-8所示，曲線變化規(guī)律，如圖2-9所示。地鐵運營總部通號中心2）改變無極繼電器時間參數(shù)的方法①改變繼電器的結(jié)構(gòu)的方法a、在鐵芯上加一個短路線圈使其緩動，如圖2-10所示。b、用銅線圈架代替銅套，如圖2-11所示。地鐵運營總部通號中心②改變電路的方法（略）a、提高繼電器端電壓使繼電器快吸b、與繼電器線圈串聯(lián)RC并聯(lián)電路使繼電器快吸，如圖產(chǎn)2-12所示。c、并聯(lián)電阻或二極管使繼電器緩放，如圖2-13所示。d、并聯(lián)RC串聯(lián)電路使繼電器緩放，如圖2-15、2-16、2-17、2-18所示。地鐵運營總部通號中心第三節(jié)其他類型的繼電器

一、時間繼電器JSBXC-850、JSBXC1-850型時間繼電器是一種緩吸繼電器，借助電子電路，獲得180、30、13、3S等四種延時，以滿足信號電路的需要。

JSBXC1-850型時間繼電器電路，電路由4部分組成：Ⅰ輸入電路、Ⅱ控制電路、Ⅲ動態(tài)輸出電路，Ⅳ電源電路，如圖2-20所示。地鐵運營總部通號中心Ⅰ輸入部分Ⅱ控制電路Ⅲ動態(tài)部分Ⅳ電源部分二、交流二元繼電器交流二元繼電器中的二元指有兩個互相獨立又互相作用的交變電磁系統(tǒng)。1、交流二元繼電器的結(jié)構(gòu)，如圖2-21所示。地鐵運營總部通號中心2、交流二元繼電器的工作原理1）交流二元繼電器的相位選擇性，如圖2-23所示。地鐵運營總部通號中心當局部線圈和軌道線圈中分別通以一定相位差的交流電流和時，形成交變磁通和，磁通穿過翼板時就形成了磁極J和G，在翼板中分別產(chǎn)生感應(yīng)電流，可看做是許多環(huán)繞磁通的電流環(huán)所組成，故稱為渦流，以和表示。渦流和分別與磁通和作用，產(chǎn)生電磁力F1和F2，即軌道線圈的磁通在翼板中感應(yīng)的電流，在局部線圈磁通作用下產(chǎn)生電磁力F1；局部線圈的磁通在翼板中感應(yīng)的電流，在軌道線圈磁通作用下產(chǎn)生力F2。F1和F2的方向可由左手法則決定，如圖2-24所示。地鐵運營總部通號中心2）交流二元繼電器的頻率選擇性當牽引電流不平衡時，將有50Hz電壓加在軌道線圈上，這時所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩力的在一個周期內(nèi)平均值為零。即軌道線圈混入干擾電流與固定的25Hz局部電流相作用，翼板不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，不能使繼電器誤動。同時，由于翼板的慣性較大，使繼電器緩動，跟不上轉(zhuǎn)矩力變化的速率，使繼電器保持原來的位置而不致誤動。由于交流二元繼電器具有頻率選擇性，不僅可以防止牽引電流的干擾，而且對于其他頻率也有同樣的作用?？梢宰C明，當軌道線圈電流頻率為局部電流頻率N倍時，不論電壓有多高，翼板均不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩使繼電器誤動。地鐵運營總部通號中心第四節(jié)繼電器的接點（簡述）繼電器接點是繼電器的執(zhí)行機構(gòu)，用來實現(xiàn)接通或斷開電路的目的在實際應(yīng)用中，大部分故障往往發(fā)生在接點系統(tǒng)，因此，自控制設(shè)備工作的可靠性，在很大程度上決定于接點系統(tǒng)的工作的可靠性。為保證繼電器在各種自動控制設(shè)備中能可靠工作，必須對接點系統(tǒng)有一定的要求，這些要求是：1）接點閉合時，接觸可靠，接觸電阻小而穩(wěn)定；2）接點斷開時，要可靠分斷，接點間電阻為無窮大；3）接點在閉合和斷開過程中沒有勯動；4）不生熔接；5）耐各種腐蝕；6）導(dǎo)熱率和電導(dǎo)率要高；7）使用壽命長。地鐵運營總部通號中心一、繼電器接點工作狀態(tài)的分析1、繼電器接點的閉合狀態(tài)繼電器接點的接觸面，無論如何精細加工，總不可能絕對平滑，影響因素有：接點材料；接點間壓力；接點接觸形式；接點間電壓降和溫度；化學(xué)腐蝕；電腐蝕等。2、接點的斷開過程接點的化學(xué)和電腐蝕會導(dǎo)致接點變形、損壞、接觸不良等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象發(fā)生接點斷開過程中。3、接點的閉合過程接點在閉合過程中會產(chǎn)生電火花，會發(fā)生電腐蝕。地鐵運營總部通號中心二、熄滅接點電弧和消滅接點火花的方法1、熄滅接點電弧的方法限制電路的功率；增大接點間距；幾個接點串聯(lián)；磁吹?。ㄈ鐖D2-28所示）。2、消滅接點火花的方法為提高接點的使用壽命，應(yīng)設(shè)法避免接點間發(fā)生火花，具體方法是采用滅火花電路，如圖2-29所示。地鐵運營總部通號中心第五節(jié)繼電器電路的設(shè)計及應(yīng)用（重點）一、繼電器的圖形符號（重點）繼電器在電路圖中表示出來的就是繼電器的線圈和接點兩部分，線圈和接點在一個具體的繼電器上是裝成一個整體，但在使用時，線圈與接點所構(gòu)成的電路是互不相關(guān)的兩個回路，彼此間沒有什么聯(lián)系。在電路圖中為了繪圖的方便和需要，繼電器的線圈和接點可以分別畫在幾張不同的圖中，但該繼電器的代號是相同的。地鐵運營總部通號中心1、電路中選擇繼電器的一般原則1）繼電器類型、線圈電阻，應(yīng)滿足電路具體要求；2）電路串聯(lián)使用繼電器時，串聯(lián)數(shù)量應(yīng)滿足工作電壓要求；3）繼電器的接點最大允許電流不小于電路的工作電流，必要時可采用接點并聯(lián)的方法；4）繼電器的接點數(shù)量不能滿足電路要求時，應(yīng)設(shè)復(fù)示繼電器，且應(yīng)能及時反映主繼電器的動作狀態(tài)；5）電路中串聯(lián)繼電器接點時，要使串聯(lián)繼電器接點的接觸電阻不影響電路的正常工作。地鐵運營總部通號中心2、繼電器的表述1）繼電器的名稱符號一般是根據(jù)它的主要用途和功能來命名的2）繼電器的定位繼電器有兩個狀態(tài)，吸起和落下狀態(tài)。在電路圖中只能表達其中的一種，電路圖中繼電器呈現(xiàn)的狀態(tài)稱為定位狀態(tài)?！矶ㄎ唬弧矸次?。3、繼電器圖表符號在繼電電路中，涉及繼電器的線圈和接點組，它們的圖形分別見表2-3、2-4所列。4、繼電器線圈的使用--滿足工作電壓即可線圈有4個電源片，1-2后線圈、3-4前線圈線圈的使用有：串、并和串并三種，見表2-3所列。地鐵運營總部通號中心地鐵運營總部通號中心二、繼電器基本電路1、串并聯(lián)電路地鐵運營總部通號中心2、自閉電路凡是有自身前接點參與保持該繼電器吸起的，稱為自閉電路，如圖2-33所示。地鐵運營總部通號中心3、時序電路在一個由繼電電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，包括有若干個繼電器的電路。這些繼電電路不僅相互作用，而且必然遵循一定的動作順序，才能完成賦予它們的功能。把具有相互作用且按一定時間順序動作的繼電電路的總和，稱作時序電路，如圖2-34，它由10個繼電器構(gòu)成的時序電路，電路的輸入信號為，用以控制奇數(shù)繼電器吸起；另一輸入信號為，用以控制偶數(shù)繼電器吸起，但究竟哪一個繼電器吸起或落下，還取決于電路的內(nèi)部狀態(tài)。例如，開始來臨時是1↑，隨后來臨時是2↑→1↓，前進一步是3↑→2↓，一直到10↑→9↓。然后，再從頭循環(huán)動作。時序電路的目的是：在繼電聯(lián)鎖中，對應(yīng)每一階段必然設(shè)計相應(yīng)的若干繼電器電路，以完成該階段電路的要求。時序電路在安全控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用研究。地鐵運營總部通號中心

繼電器X的前接點使奇數(shù)繼電器吸起；繼電器X后接點使偶數(shù)繼電器吸起。地鐵運營總部通號中心4、極性繼電器電路能鑒別繼電器激磁電流極性的繼電器電路，叫極性繼電器電路。它由偏極或有極繼電器組成。如圖2-35是偏極繼電器電路的一個例子（偏極繼電器與無極繼電器相配合使用）。極性電路具有非常好的斷線和混線防護性能，還能節(jié)省控制線條數(shù)。圖b使用兩個無極J要用三條控制線，圖a只用二條控制線即可。其他電路略。地鐵運營總部通號中心三、繼電電路的分析法1、動作程序法動作程序法用來表示繼電器的動作過程，著重反映繼電器的時序關(guān)系，而不是嚴格地表達邏輯功能。用↑表示繼電器吸起，↓表示繼電器落下，→表促使某J繼電器吸起或落下。2、時間圖解法3、接通徑路法接通徑路法用來描述繼電器勵磁電流的徑路。地鐵運營總部通號中心四、繼電器電路安全措施1、用繼電器的勵磁狀態(tài)作為開放信號的條件根據(jù)故障—安全原則的要求，必須選用繼電器的勵磁狀態(tài)（前接點閉合）作為信號開放的條件，如圖2-40所示。而圖2-41電路就不安全了。地鐵運營總部通號中心2、電源與繼電器設(shè)在不同端對于控制較遠距離的繼電器等元件，一般控制線路用電纜，這就要考