鐵路信號繼電器

1、鐵路信號繼電器,授課人:劉利芳,信號繼電器概述 鐵路信號對繼電器的要求 繼電器的基本原理 繼電器的繼電特性 鐵路信號繼電器的分類 鐵路常用的安全型繼電器 安全型繼電器概述 無極繼電器 偏極繼電器 有極繼電器,安全型繼電器的特性 電氣特性 時間特性 機械特性與牽引特性 安全型繼電器的應(yīng)用 繼電器的符號描述 繼電器的基本電路 繼電電路分析法 繼電電路的安全措施,信號繼電器概述,動作必須可靠、準(zhǔn)確； 使用壽命長； 有足夠的閉合和斷開電路的能力； 有穩(wěn)定的電氣特性和時間特性； 在周圍介質(zhì)溫度和濕度變化很大的情況下，均能保持很高的電氣絕緣強度。,繼電器的基本原理,繼電器是一種電磁開關(guān)，由電磁系統(tǒng)和接點系

2、統(tǒng)兩大主要部分組成。 電磁系統(tǒng)由線圈、固定的鐵芯和扼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。 線圈通電產(chǎn)生磁通（銜鐵、鐵心）產(chǎn)生吸引力克服銜鐵阻力銜鐵吸向鐵心銜鐵帶動動接點動作前接點閉合、后接點斷開 電流減少吸引力下降銜鐵依靠重力落下動接點與前接點斷開，后接點閉合。,繼電器的基本原理,繼電器的繼電特性,繼電器是一種當(dāng)控制參數(shù)變化時，能引起被控制參數(shù)突然變化的電器元件。 具有繼電特性。,鐵路信號繼電器的分類,按動作原理分：電磁、感應(yīng)繼電器、熱力繼電器、固態(tài)繼電器 按動作電流分：直流（無極、偏極、有極）、交流繼電器 按輸入物理量：電流、電壓、功率、頻率、非電量繼電器 按動作速度：正常、

3、緩動繼電器 按接點結(jié)構(gòu)：普通接點、加強接點繼電器 按工作可靠度：安全型、非安全型（前者稱為N，重力式繼電器，后者稱為C型彈力式繼電器）,鐵路常用的安全型繼電器,安全型繼電器概述,AX系列安全型繼電器是直流24V系列的重彈力式直流電磁繼電器，其典型結(jié)構(gòu)為無極繼電器，其它各型號都是由其派生而成。因此，絕大部分零件都能通用。 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（單位n)，例如：,安全型繼電器概述,安全型繼電器概述,安全型繼電器概述,安全型繼電器的特點： 前接點代表危險側(cè)信息 后接點代表安全側(cè)信息 接點符合:故障安全原則：發(fā)生安全側(cè)故障的可能性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)

4、生危險側(cè)故障的可能性，處于禁止運行的狀態(tài)的故障有利于性車的安全稱為安全側(cè)，處于允許運行狀態(tài)的故障可能危及性車安全，稱為危險側(cè)故障。由于其在故障情況下，使前接點閉合的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于后接點閉合的概率。,無極繼電器,電磁系統(tǒng)：線圈、鐵心、軛鐵、銜鐵 接點系統(tǒng)：拉桿、動靜接點組,偏極繼電器,特點： 鑒別電流的極性，在方形極靴前裝有L形永久磁鐵。只有線圈中的電源極性1+、4-，繼電器才勵磁。一般使用在道岔表示電路及單復(fù)線半自動閉塞電路中。,偏極繼電器,極化磁通路徑,有極繼電器,具有定位和反位兩種穩(wěn)定狀態(tài)。刃形的長條形永久磁鋼代替了部分軛鐵。由于有永久磁鋼的存在，于是使得磁路系統(tǒng)中有了兩條固定磁路由其保持在

5、斷電后繼電器的狀態(tài)。,有極繼電器,反位打落狀態(tài)磁路,有極繼電器,定位吸起狀態(tài)磁路,安全性繼電器的特性,電氣特性,額定值 滿足繼電器安全系數(shù)所必須接入的電壓或電流值。AX系列繼電器的額定電壓為直流24V。 釋放值 向繼電器通以規(guī)定的充磁值，然后逐漸降低電壓或電流，至全部前接點斷開時的最大電壓或電流值。 工作值 向繼電器線圈通電，直到銜鐵止片與鐵芯接觸、全部前接點閉合，并滿足規(guī)定接點壓力所需要的最小電壓或電流值。此值是繼電器的磁系統(tǒng)及接點系統(tǒng)剛好能工作的狀態(tài)，一般規(guī)定工作值不大于額定值的70。,電氣特性,轉(zhuǎn)極值 使有極繼電器銜鐵轉(zhuǎn)極的最小電壓或電流值，又分為正向轉(zhuǎn)極值和反向轉(zhuǎn)極值。 正向轉(zhuǎn)極值 使

6、有極繼電器的銜鐵轉(zhuǎn)極，全部定位接點閉合，并滿足規(guī)定接點壓力時的正向最小電壓或電流值。 反向轉(zhuǎn)極值 使有極繼電器的銜鐵轉(zhuǎn)極，全部反位接點閉合，并滿足規(guī)定接點壓力時的反向最小電壓或電流值。 過負(fù)載值 繼電器允許接入的最大電壓或電流值（一般為工作值的四倍），接入過負(fù)載值后，線圈不受損傷，電氣特性亦不變化；,返還系數(shù) 釋放值與工作值之比稱為返還系數(shù)。返還系數(shù)對于信號繼電器有著特別重要的意義，返還系數(shù)越高，標(biāo)志著繼電器的落下越靈敏。（規(guī)定普通繼電器的返還系數(shù)不小于30%，緩放型繼電器不小于20%，軌道繼電器不小于50。） 吸起時間 從繼電器線圈接通規(guī)定的電壓或電流時起至全部前接點閉合的時間； 釋放時間

7、切斷供以規(guī)定的電壓或電流的電源時起至全部動接點與后接點閉合的時間；,電氣特性,時間特性,吸起時間,時間特性,落下時間,時間特性,改變繼電器時間參數(shù)的方法 改變繼電器結(jié)構(gòu)的方法 改變銜鐵與鐵心磁吸間止片的厚度，以改變繼電器的落下時間，止片增厚，落下時間減小，止片減薄，落下時間增大。 磁路系統(tǒng)選用電阻率較高的鐵磁性材料，使渦流影響減小從而縮短繼電器的動作時間。 在保證工作安匝的前提下增大線圈導(dǎo)線的線徑，以此來提高電流的儲備系數(shù)，使額定電流提高，加速電流的增長速度使其減小吸起時間。 在鐵心上套銅套（銅環(huán)）使繼電器達(dá)到緩動（緩吸和緩放）。,改變電路的方法 提高繼電器的端電壓使繼電器快吸 。 在繼電器線

8、圈電路中串聯(lián)一個燈泡使繼電器快吸。,時間特性,與繼電器線圈串聯(lián)RC并聯(lián)電路使繼電器快吸,時間特性,并聯(lián)電阻或二極管使繼電器緩放,并聯(lián)rc串聯(lián)電路使繼電器緩放，并聯(lián)rc串聯(lián)電路又串聯(lián)電阻r0,使繼電器緩吸又緩放。,時間特性,機械特性,對于安全型繼電器來說是由銜鐵（及重錘片）的重力和接點簧片的彈力組成的的力稱為機械力。 繼電器的機械力FJ是隨著銜鐵與鐵芯間的氣隙的變化而變化的，F(xiàn)J=f（）的變化關(guān)系稱為繼電器的機械特性。表示這種變化關(guān)系的曲線，稱為機械特性曲線。,機械特性,電磁繼電器的工作過程是電流通過線圈，在磁路中產(chǎn)生磁通，磁通在銜鐵氣隙中產(chǎn)生電磁力吸引銜鐵帶動接點動作，以完成接通、斷開或轉(zhuǎn)接電

9、路的任務(wù)，這稱為電磁吸力（牽引力）。 牽引力與所加安匝及氣隙大小等有關(guān)，當(dāng)氣隙一定時，牽引力與安匝（IW）的平方成正比（拋物線），當(dāng)安匝（IW）一定時，牽引力與工作氣隙的平方成反比，即牽引力隨呈雙曲線規(guī)律的變化而變，這種牽引力隨工作氣隙而變化的關(guān)系， 我們稱它為牽引特性。,牽引特性,牽引特性,機械特性與牽引特性,為要繼電器能吸起，使前接點閉合后接點分離，必須要求繼電器銜鐵在整個運動過程中，牽引力處處大于或等于機械力，也就是說，牽引特性曲線必須在機械特性曲線之上，至少也要與機械特性曲線相切 。,安全型繼電器的應(yīng)用,繼電器類型、線圈電阻，應(yīng)滿足各種電路的具體要求。 電路中串聯(lián)使用繼電器時，串聯(lián)的繼

10、電器的數(shù)量應(yīng)滿足各繼電器正常工作電壓的要求。 繼電器的接點最大允許電流不應(yīng)小于電路的工作電流，必要時可采用接點并聯(lián)的方法。 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，復(fù)示繼電器應(yīng)能及時反映主繼電器的動作狀態(tài)。 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。,電路中選擇繼電器的一般原則,繼電器的表述,繼電器的名稱符號：根據(jù)主要用途和功能命名。如：按鈕繼電器為AJ等。 繼電器的定位狀態(tài)：繼電電路圖中繼電器呈現(xiàn)的狀態(tài)稱為通常狀態(tài)（簡稱常態(tài)），或稱為定位狀態(tài)。 在鐵路信號系統(tǒng)中遵循以下原則來規(guī)定定位狀態(tài)。 （1）繼電器的定位狀態(tài)應(yīng)與設(shè)備的定位狀態(tài)相一致，信號設(shè)備平

11、面布置圖中所反映的設(shè)備狀態(tài)約定為設(shè)備的定位狀態(tài)。 （2）根據(jù)故障一安全原則，繼電器的落下狀態(tài)必須與設(shè)備的安全側(cè)相一致。 繼電器的圖形符號,繼電器基本電路,串并聯(lián)電路,繼電器基本電路,自閉電路（自保電路） 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。,繼電器基本電路,時序電路 在一個由繼電電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)中具有相互作用且按一定時間順序動作的繼電電路的總和，稱做時序電路。,繼電器基本電路,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，叫做極性繼電器電路。它由偏極繼電器或極性保持繼電器組成。,繼電器基本電路,脈動偶電路,繼電電路分析法,動作程序法 動作程序法用來表示繼電器的動作過

12、程，著重反映繼電器的時序關(guān)系，而不嚴(yán)格地表達(dá)邏輯功能。 用符號表示各繼電器狀態(tài)的變化， “”表示繼電器的吸起; “”表示繼電器落下; “”表示促使繼電器吸起與落下?！皘”表示邏輯“與”。,繼電電路分析法,時間圖解法 整個電路動作過程與繼電器的時間特性（如緩放時間的長短）密切相關(guān)。,繼電電路分析法,接通徑路法 接通徑路法用來描述繼電器勵磁電流的徑路，即由電源正極經(jīng)繼電器接點、線圈及其他器件（按鈕接點、二極管等）流向電源負(fù)極的回路，它是在分析繼電器電路中常用的方法（俗稱跑電路）。,繼電電路的安全措施,常見的故障：熔斷器熔斷、斷線、脫焊、螺絲松脫、線圈燒壞、接點接觸不良、線路混入電源等。 電路開路（斷線故障）使繼電器錯誤落下，或不能吸起 電路短路（短路故障）使繼電器錯誤吸起，或不能落下,繼電電路的安全措施,斷線防護(hù)電路 電路的斷線故障遠(yuǎn)多于混線故障，據(jù)此必須按閉合電路法（以電路斷開對應(yīng)安全側(cè)，以電路閉合對應(yīng)危險側(cè)）設(shè)計繼電電路