繼電器的應(yīng)用

1、九、繼電器的應(yīng)用應(yīng)用繼電器可構(gòu)成各種控制和表示電路，統(tǒng)稱繼電電路。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，涉及如何選用繼電器、如何識(shí)讀繼電電路、如何分析繼電電路以及如何判斷繼電器故障等方面。（一）、電路中選擇繼電器的一般原則根據(jù)電路要求，按繼電器的主要參數(shù)和指標(biāo)進(jìn)行選擇。具體如下：（1）繼電器類型、線圈電阻，應(yīng)滿足各種電路的具體要求。（2）電路中串聯(lián)使用繼電器時(shí)，串聯(lián)的繼電器的數(shù)量應(yīng)滿足各繼電器正常工作電壓的要求。（3）繼電器的接點(diǎn)最大允許電流不應(yīng)小于電路的工作電流，必要時(shí)可采用接點(diǎn)并聯(lián)的方法。（4）繼電器的接點(diǎn)數(shù)量不能滿足電路要求時(shí)，應(yīng)設(shè)復(fù)示繼電器，復(fù)示繼電器應(yīng)能及時(shí)反映主繼電器的動(dòng)作狀態(tài)。（5）電路中串聯(lián)繼電

2、器接點(diǎn)時(shí)，要使串聯(lián)繼電器接點(diǎn)的接觸電阻不影響電路的正常工作。二、繼電器的表述1繼電器的名稱符號(hào)繼電器一般是根據(jù)它的主要用途和功能來(lái)命名的，例如反映按鈕動(dòng)作的繼電器稱為按鈕繼電器，控制信號(hào)的繼電器稱為信號(hào)繼電器。為了便于標(biāo)記，繼電器符號(hào)用漢語(yǔ)拼音字頭來(lái)表示，例如按鈕繼電器表示為AJ，信號(hào)繼電器表示為XJ。在一個(gè)控制系統(tǒng)中會(huì)用到許多繼電器，同一作用和功能的繼電器也不止一個(gè)，它們的名稱必須有所區(qū)別。例如以XLAJ代表下行進(jìn)站信號(hào)機(jī)的列車進(jìn)路按鈕繼電器，STAJ代表上行通過(guò)按鈕繼電器。同一個(gè)繼電器的線圈和接點(diǎn)必須用該繼電器的名稱符號(hào)來(lái)標(biāo)記，以免互相混淆。同一個(gè)繼電器的各接點(diǎn)組還需用其編號(hào)注明，以防重復(fù)

3、使用。2繼電器的定位繼電器有兩個(gè)狀態(tài)：吸起狀態(tài)和落下狀態(tài)。在電路圖中只能表達(dá)這兩種狀態(tài)中的一種，應(yīng)有所規(guī)定。電路圖中繼電器呈現(xiàn)的狀態(tài)稱為通常狀態(tài)（簡(jiǎn)稱常態(tài)），或稱為定位狀態(tài)。在鐵路信號(hào)系統(tǒng)中遵循以下原則來(lái)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(hào)設(shè)備平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)。例如一般信號(hào)機(jī)以關(guān)閉為定位狀態(tài)，道岔以開通定位為定位狀態(tài)，軌道電路以空閑為定位狀態(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。例如，信號(hào)繼電器的落下應(yīng)與信號(hào)關(guān)閉相一致，軌道繼電器落下應(yīng)與軌道電路占用相一致。這樣，才能實(shí)現(xiàn)電路發(fā)生斷線故障時(shí)導(dǎo)向安全側(cè)。

4、根據(jù)以上兩條原則就可確定繼電器的定位狀態(tài)了。例如，信號(hào)繼電器XJ落下與信號(hào)關(guān)閉相對(duì)應(yīng)，規(guī)定XJ落下為定位狀態(tài)；道岔定位表示繼電器DBJ吸起與道岔處于定位相對(duì)應(yīng)，規(guī)定DBJ吸起為定位狀態(tài)，而道岔反位表示繼電器FBJ吸起應(yīng)與道岔處于反位相對(duì)應(yīng)，故規(guī)定FBJ落下為定位狀態(tài)。軌道繼電器GJ吸起與軌道電路空閑相對(duì)應(yīng)，規(guī)定GJ吸起為定位狀態(tài)。在電路圖中，凡以吸起為定位狀態(tài)的繼電器，其線圈和接點(diǎn)處均以“”符號(hào)標(biāo)記之；凡以落下為定位狀態(tài)的繼電器，其線圈和接點(diǎn)處均以“”符號(hào)標(biāo)記之。3繼電器圖形符號(hào)在繼電電路中，涉及繼電器線圈和接點(diǎn)組，它們的圖形符號(hào)分別如表1一12和表1一13所列，這些圖形符號(hào)反映了繼電器的某些

5、特性，因此繪圖時(shí)必須正確選用，以免混淆。表中的接點(diǎn)圖形符號(hào)有工程圖用和原理圖用兩種。工程圖用的符號(hào)略為復(fù)雜，但能準(zhǔn)確表達(dá)接點(diǎn)的狀態(tài)，且不致因筆誤而造成誤解，所以工程圖必須采用工程圖用符號(hào)。原理圖用的接點(diǎn)符號(hào)比較簡(jiǎn)單，但稍有筆誤即易造成誤認(rèn)，僅限于設(shè)計(jì)草圖和教學(xué)中使用。對(duì)于初學(xué)者要注意的是，為繪圖方便，一個(gè)繼電器的線圈符號(hào)和它的接點(diǎn)符號(hào)可以分別畫在電路圖的不同位置，也可以畫在不同的圖紙上，當(dāng)然它們的名稱符號(hào)要標(biāo)記清楚。在繼電器線圈符號(hào)上要注明其定位狀態(tài)的箭頭和線圈端子號(hào)。對(duì)于繼電器的前接點(diǎn)和后接點(diǎn)，只標(biāo)出其接點(diǎn)組號(hào)，而不必詳細(xì)表明動(dòng)接點(diǎn)、前接點(diǎn)、后接點(diǎn)號(hào)。但從圖中可看出，例如第一組接點(diǎn)，其動(dòng)接點(diǎn)

6、片為11，前接點(diǎn)為11一12，后接點(diǎn)為1113。而對(duì)于有極繼電器，因無(wú)法用箭頭表示其狀態(tài)，所以必須表明其接點(diǎn)號(hào)，如111一112表示定位接點(diǎn)，111一113表示反位接點(diǎn)，百分?jǐn)?shù)1是為了區(qū)別于其他繼電器而增加的。（三）、繼電器線圈的使用對(duì)于有兩個(gè)線圈參數(shù)相同的繼電器，它的線圈有多種使用方法：可以兩個(gè)線圈串聯(lián)使用，連接2一3電源片，使用1一4電源片；可以兩個(gè)線圈并聯(lián)使用，電源片1一3連接，2一4連接，也可以兩個(gè)線圈分別使用或單線圈單獨(dú)使用，使用1一2或3一4電源片。無(wú)論哪一種使用方法，都要保證繼電器的工作安匝和釋放安匝，才能使繼電器可靠工作。例如JWXC一1000型繼電器，它的前后線圈均為8000

7、匝，兩個(gè)線圈串聯(lián)使用時(shí)，工作電壓不大14.4v，故工作電流不大于14.4/1000=0.0144A，工作安匝不大于280000.0144=. 230.4安匝。當(dāng)單線圈使用時(shí)，為了得到同樣的安匝，加在兩線圈的工作電壓應(yīng)分別為230.4/8000500=14.4V。當(dāng)兩線圈并聯(lián)時(shí)，為獲得同樣的安匝，所需工作電壓為115.2 2250=7.2V?？梢?jiàn)，單線圈使用時(shí)，為了保證得到與兩線圈串聯(lián)使用時(shí)同樣的工作安匝，通過(guò)線圈的電流必須比串聯(lián)時(shí)大一倍，所消耗功率也大一倍。此時(shí)，電源容量要大，線圈易發(fā)熱。因此，繼電器大多采用兩線圈串聯(lián)使用的方法。但當(dāng)電路需要時(shí)，也采用分線圈使用的方法。兩線圈并聯(lián)使用時(shí)，所需電

8、壓比串聯(lián)時(shí)低一半，一般使用在較低電壓的電路中。（四）、繼電器基本電路1串聯(lián)電路和并聯(lián)電路根據(jù)繼電器接點(diǎn)在電路中的連接方式，繼電電路可分為串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)三種基本形式。（1）串聯(lián)電路串聯(lián)電路指繼電器接點(diǎn)串聯(lián)連接的電路，其功能是實(shí)現(xiàn)邏輯“與”的運(yùn)算。圖l一55所示為一串聯(lián)電路，3個(gè)接點(diǎn)必須同時(shí)閉合才能使繼電器DJ吸起。從邏輯功能來(lái)看，接點(diǎn)在電路中的串接順序是任意的，而且動(dòng)接點(diǎn)是否接向電源也是任意的。但從工程角度出發(fā)，應(yīng)考慮接點(diǎn)的有效使用，如A的后接點(diǎn)可用在別的電路中。156并聯(lián)電路圖155串聯(lián)電路（2）并聯(lián)電路由幾個(gè)繼電器接點(diǎn)并聯(lián)連接的電路稱為并聯(lián)電路，它的功能是實(shí)現(xiàn)邏輯“或”運(yùn)算。如圖1一56

9、所示為3個(gè)接點(diǎn)并聯(lián)的例子，其中任一個(gè)接點(diǎn)閉合都會(huì)使繼電器DJ吸起。從工程角度看，也要考慮接點(diǎn)組的有效利用。（3）串并聯(lián)電路根據(jù)邏輯功能的要求，在電路中有些接點(diǎn)串聯(lián)，有些是并聯(lián)，這類電路稱為串并聯(lián)電路，如圖1一57所示。圖158自閉電路圖157串并聯(lián)電路2自閉電路在繼電器構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，常需要將某一動(dòng)作記錄下來(lái)為以后的過(guò)程做準(zhǔn)備。例如圖l一58所示的按鈕繼電器電路，按下自復(fù)式按鈕A后，繼電器AJ經(jīng)過(guò)勵(lì)磁電路吸起。但松開按鈕后，繼電器就不能保持吸起。為此，增加由自身前接點(diǎn)構(gòu)成的電路，使按鈕松開后，繼電器不落下。這條由自身前接點(diǎn)構(gòu)成的電路稱為自閉電路。有了自閉電路后繼電器就有了記憶功能。當(dāng)然，當(dāng)它

10、完成任務(wù)后，就必須由表示該任務(wù)完成的繼電器接點(diǎn)使其復(fù)原。（五）、繼電電路的分析法在設(shè)計(jì)和分析繼電電路時(shí)，為了便于認(rèn)識(shí)和掌握電路的邏輯功能、繼電器動(dòng)作順序、繼電器動(dòng)作時(shí)機(jī)和繼電器勵(lì)磁回路，需采用一些簡(jiǎn)便的分析方法，通常有動(dòng)作程序法、時(shí)間圖解法和接通徑路法。1動(dòng)作程序法動(dòng)作程序法用來(lái)表示繼電器的動(dòng)作過(guò)程，著重反映繼電電路的時(shí)序關(guān)系因果關(guān)系，而不嚴(yán)格地表達(dá)邏輯功能。用符號(hào)表示各繼電器狀態(tài)的變化，“”表示繼電器吸起，“”表達(dá)繼電器落下，（這里、表示繼電器的動(dòng)作，不要和電路圖中表示繼電器定位狀態(tài)的、相混淆）?！啊北硎敬偈估^電器吸起、落下?！啊北硎具壿嫛芭c”。例如對(duì)于圖1一59所示的脈動(dòng)偶電路（由兩個(gè)繼電

11、器組成的脈沖形成電路），可寫出它的動(dòng)作程序。2時(shí)間圖解法有些繼電電路的時(shí)間特性要求較嚴(yán)格，整個(gè)電路動(dòng)作過(guò)程與繼電器的時(shí)間特性（如緩放時(shí)間的長(zhǎng)短）密切相關(guān)。這時(shí)，可用時(shí)間圖解法來(lái)較準(zhǔn)確地進(jìn)行分析。時(shí)間圖解法能很清楚地表示出各繼電器的工作情況、相互關(guān)系和時(shí)間特性，能正確地反映整個(gè)電路的動(dòng)作過(guò)程。160脈動(dòng)偶電路時(shí)間圖解圖159脈動(dòng)偶電路圖時(shí)間圖解法把繼電器線圈通電、后接點(diǎn)斷開、前接點(diǎn)閉合、線圈斷電、前接點(diǎn)斷開、后接點(diǎn)閉合等都用時(shí)間圖，如圖1一60所示表示出來(lái)。繼電器之間的互相關(guān)系，在時(shí)間圖上用箭頭表示。如圖1一59所示的脈動(dòng)偶電路，它的動(dòng)作過(guò)程的時(shí)間圖如圖1一60所示。3接通徑路法接通徑路法（曾稱

12、接通公式法）用來(lái)描述繼電器勵(lì)磁電流的徑路，即由電源正極經(jīng)繼電器接點(diǎn)、線圈及其他器件（按鈕接點(diǎn)、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，不一定寫下來(lái)）。例如，對(duì)于圖1一59所示的脈動(dòng)偶電路，其勵(lì)磁電路如下：KZ一K11-12一BJ11-13一AJ 1-4一KFKZ一K11-12一AJ11-12一BJ 1-4一KF式中各接點(diǎn)及其器件的下標(biāo)是它們?cè)陔娐分芯唧w連接的接點(diǎn)號(hào)或端子號(hào)，接點(diǎn)之間用“一”聯(lián)系，它表示經(jīng)由，而不用“，沒(méi)有促使的含義，以避免和動(dòng)作程序法中的“”相混淆。一個(gè)繼電器可能有多條勵(lì)磁電路，需分別寫出接通徑路予以描述。接通徑路法僅表達(dá)了繼電電路的導(dǎo)通路徑

13、，而不能反映電路的邏輯功能。對(duì)于復(fù)雜的繼電電路，在對(duì)其邏輯功能不熟悉的情況下，可先用接通徑路來(lái)加以描述。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，通常將動(dòng)作程序法和接通徑路法結(jié)合起來(lái)使用，一方面，在掌握繼電電路動(dòng)作程序的情況下，能方便地跑通電路；另一方面，在跑通電路的過(guò)程中，加深對(duì)動(dòng)作程序的理解。（六）、繼電器電路安全措施在繼電器電路中常見(jiàn)故障有：熔斷器熔斷、斷路器脫扣、斷線、脫焊、螺絲松脫、線圈燒壞、接點(diǎn)接觸不良、器件失效、插接件接觸不良、線間絕緣不良、線路混人電源等，故障種類很多。但就其對(duì)電路的影響可以歸納為兩大類：一類使電路開路，稱為斷線故障；另一類使電路短路，稱為短路故障。斷線故障會(huì)導(dǎo)致吸起的繼電器錯(cuò)誤落下或

14、使應(yīng)吸起的繼電器不能吸起。混線故障可能使不應(yīng)吸起的繼電器錯(cuò)誤吸起或使已吸起的繼電器不能及時(shí)落下，繼電器電路的安全性主要是解決斷線防護(hù)和混線防護(hù)問(wèn)題。1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(duì)應(yīng)安全側(cè)，以電路閉合對(duì)應(yīng)危險(xiǎn)側(cè)）設(shè)計(jì)繼電電路，即發(fā)生斷線故障時(shí)使繼電器落下以滿足故障一安全的要求。圖1一61所示的兩個(gè)電路是等效的。即AJF是AJ的復(fù)示繼電器，但兩者結(jié)構(gòu)不一樣，圖（a）符合閉合電路原理，無(wú)論何處發(fā)生斷線故障都導(dǎo)致AJF在落下狀態(tài)，具有故障一安全性能。圖（b)是利用AJ的后接點(diǎn)構(gòu)成AJF線圈的旁路而使AJF落下，稱為旁路控制電路，其發(fā)生斷線故障時(shí)AJF反而

15、錯(cuò)誤吸起而導(dǎo)向危險(xiǎn)側(cè)，所以安全電路不能采用旁路控制電路。按閉合電路原理設(shè)計(jì)的電路是斷線保護(hù)的基本方法，它能對(duì)任何斷線故障有反映，故可認(rèn)為它具有斷線故障自檢能力。2混線防護(hù)電路繼電電路按閉合電路原理設(shè)計(jì)，在混線故障情況下就有可能使繼電器錯(cuò)誤吸起而導(dǎo)向危圖l61斷線防護(hù)電路險(xiǎn)側(cè)。因此盡管混線故障遠(yuǎn)少于斷線故障，也必須慎重地采取防護(hù)措施。實(shí)際上，要使電路的各點(diǎn)都進(jìn)行混線防護(hù)，是困難的，也是不可能的。室內(nèi)環(huán)境較好，只要采取嚴(yán)格的施工工藝，電路極少發(fā)生混線故障，一般不采取防護(hù)措施。（1）位置法位置法也稱遠(yuǎn)端供電法，是針對(duì)室外電路之間混線而采取的措施。例如，在圖1一62中兩電路的邏輯功能是等同的，但電路結(jié)

16、構(gòu)不同，圖l一62(a）的繼電器和電源均在電路的同一側(cè)，發(fā)生混線故障時(shí)繼電器將無(wú)條件地錯(cuò)誤吸起，這十分危險(xiǎn)。而在圖1一62(b）中，繼電器和電源分設(shè)在電路兩側(cè)，發(fā)生混線故障時(shí)，一方面使繼電器短路，另一方面在接點(diǎn)DB（轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)）閉合的情況下使電源處的熔斷器熔斷，從而使繼電器落下，導(dǎo)向了安全側(cè)。所以，位置法的關(guān)鍵是繼電器和電源必須分別設(shè)在可能混線位置的兩側(cè)。圖163極性法混線防護(hù)電路圖162混線防護(hù)電路（2）極性法極性法是針對(duì)室外電路混人電源而采取的措施。如圖1一63所示，電路中采用偏極繼電器。當(dāng)Q線上混入正電時(shí)，與電源極性一致，則繼電器1JGJ仍保持吸起，Q線上混入負(fù)電時(shí)，則熔斷器熔斷，使繼電

17、器1JGJ落下導(dǎo)向安全側(cè)。在H線上混入電源情況同樣如此。如果在列車占用1JG時(shí)，IG，此時(shí)若在Q上混入負(fù)電，H線上混入正電，則1JGJ因極性不符，不吸起，而如果采用無(wú)極繼電器就不能達(dá)到此目的。（3）雙斷法圖164雙斷法混線防護(hù)（1）雙斷法是在電路的Q線和H線上都接人同樣的控制接點(diǎn)。來(lái)防止混線混電故障。如圖1一64所示，如不采用雙斷，則當(dāng)a、b兩點(diǎn)同時(shí)發(fā)生接地或控制接點(diǎn)引出端子間發(fā)生短路等故障時(shí)，盡管控制接點(diǎn)未閉合，也能使繼電器錯(cuò)誤吸起。但若采用雙斷法，這種可能性就大大減小。Q線或H線混入電源，也可防護(hù)。又如圖1一65(a）所示，若不采用雙斷法，繼電器1DBJ和3FBJ的Q線之間發(fā)生混線故障，則3FBJ將錯(cuò)誤吸起，若采用雙斷法，如圖1一65(b）所示，則Q線間發(fā)生混線故障時(shí)也不會(huì)使3FBJ錯(cuò)誤吸起。圖165雙斷法混線防護(hù)（2）（4）獨(dú)立電源法獨(dú)立電源法也稱為電源隔離法。從上述雙斷法分析中可以看出，在混線故障情況下導(dǎo)致繼電器錯(cuò)誤吸起的原因在于繼電器未采用獨(dú)立電源或