城市轨道交通通讯与信号项目一信号基础设备-继电器.ppt

1、2022/11/101城市轨道交通通信与信号教 师：李绍杰项目一项目一信号基础设备信号基础设备继电器继电器知识要点知识要点1 1了解直流无极继电器、整流继电器、有极继了解直流无极继电器、整流继电器、有极继电器、偏极继电器、交流二元继电器的工作原理。电器、偏极继电器、交流二元继电器的工作原理。2 2以信号机控制电路为例掌握继电器在控制电路以信号机控制电路为例掌握继电器在控制电路中的作用。中的作用。3 3了解故障一安全原则的基本要求；了解信号设了解故障一安全原则的基本要求；了解信号设备应怎样实现故障一安全原则。备应怎样实现故障一安全原则。2022/11/102 一、继电器的基本原理一、继电器的基本

2、原理 继电器是一种电磁开关，能以较小的电信号控制继电器是一种电磁开关，能以较小的电信号控制执行电路中的大功率设备，是实现自动控制和远程控执行电路中的大功率设备，是实现自动控制和远程控制的重要设备。制的重要设备。继电器类型有很多，都由电磁系统和触点系统两继电器类型有很多，都由电磁系统和触点系统两部分组成。其中电磁系统主要包括线圈、铁心以及可部分组成。其中电磁系统主要包括线圈、铁心以及可动的衔铁等；触点系统由动触点和静触点组成。动的衔铁等；触点系统由动触点和静触点组成。2022/11/103 继电器工作原理如图继电器工作原理如图1 11 1所示。当线圈中通人规所示。当线圈中通人规定的电流后，根据电

3、磁原理，线圈中产生磁性，衔铁定的电流后，根据电磁原理，线圈中产生磁性，衔铁被吸引；当线圈中没有电流时，衔铁由于重力作用被被吸引；当线圈中没有电流时，衔铁由于重力作用被释放。衔铁上的触点称为动触点。随着衔铁的动作，释放。衔铁上的触点称为动触点。随着衔铁的动作，动触点与静触点接通或断开，从而实现对其他设备的动触点与静触点接通或断开，从而实现对其他设备的控制。控制。图图1-1 1-1 继电器原理继电器原理继电器工作原理继电器工作原理直流继电器直流继电器2022/11/104 二、继电器的分类二、继电器的分类1 1按动作原理分类按动作原理分类 (1)(1)电磁继电器电磁继电器 是利用电流通过线圈产生的

4、磁场是利用电流通过线圈产生的磁场来实现动作的继电器。信号设备中使用的大多是这类来实现动作的继电器。信号设备中使用的大多是这类继电器。继电器。(2)(2)感应继电器感应继电器 是利用电流通过线圈产生的交变是利用电流通过线圈产生的交变磁场与其翼板中的另一交变磁场所感应的电流相互作磁场与其翼板中的另一交变磁场所感应的电流相互作用，使翼板转动而动作的继电器。例如，相敏轨道电用，使翼板转动而动作的继电器。例如，相敏轨道电路所使用的交流二元继电器。路所使用的交流二元继电器。电磁继电器与自动控制电磁继电器与自动控制光控发声光控发声光控开关光控开关实验实验2022/11/105 2 2按动作电流分类按动作电流

5、分类 (1)(1)直流继电直流继电 器是由直流器是由直流电源供电的继电器。大部分信号电源供电的继电器。大部分信号继电器都是直流继电器。继电器都是直流继电器。(2)(2)交流继电器交流继电器 是由交流是由交流电源供电的继电器。例如，信电源供电的继电器。例如，信号机点灯电路中用于监督信号号机点灯电路中用于监督信号机是否灭灯的灯丝继电器，用机是否灭灯的灯丝继电器，用于信号机灯泡主、副灯丝转换于信号机灯泡主、副灯丝转换的灯丝转换继电器等。的灯丝转换继电器等。直流继电器直流继电器交流固态继电器交流固态继电器直流继电器直流继电器2022/11/106 3按动作时间分类 (1)(1)正常动作继电器正常动作继

6、电器 衔铁动衔铁动作时间作时间0 01 10 03s3s，大部分信号，大部分信号继电器属于此范围。继电器属于此范围。(2)(2)缓动继电器缓动继电器 包括缓吸和缓包括缓吸和缓放两种，衔铁动作时间超过放两种，衔铁动作时间超过0 03s3s。时间继电器时间继电器晶体管时间继电器晶体管时间继电器JWXC-H310型无极缓动继电器型无极缓动继电器 缓动继电器：延缓缓动继电器：延缓继电器继电器动作时间的一类继动作时间的一类继电器。用改变继电器的结构或改变输入电路电器。用改变继电器的结构或改变输入电路的方法可使继电器由线圈通电或断电到接点的方法可使继电器由线圈通电或断电到接点良好地转接，要经过一定时间延迟

7、。良好地转接，要经过一定时间延迟。2022/11/1074按工作可靠程度分类 (1)(1)安全型继电器安全型继电器 依依靠自身结构满足系统的安全靠自身结构满足系统的安全要求，主要是依靠重力作用要求，主要是依靠重力作用释放衔铁。释放衔铁。(2)(2)非安全型继非安全型继 电器断电后依靠弹力电器断电后依靠弹力保证继电器落下，又保证继电器落下，又称为弹力式继电器。称为弹力式继电器。2022/11/108三、三、安全型安全型继电器继电器 城市轨道城市轨道交通信号系统交通信号系统大多使用大多使用安全型继电器安全型继电器以以确保设备具有确保设备具有“故障一安全故障一安全”特性。安全型继电器一特性。安全型继

8、电器一般为般为电磁继电器电磁继电器，可采用直流电也可采用交流电，根，可采用直流电也可采用交流电，根据需要还可使继电器具有缓动功能。据需要还可使继电器具有缓动功能。1直流无极继电器 我国轨道交通信号中应用我国轨道交通信号中应用较多的是较多的是AXAX系列继电器，其基系列继电器，其基本结构属于本结构属于直流无极继电器直流无极继电器。2022/11/109 (1)(1)结构结构 安全型直流无极继电器结构如图安全型直流无极继电器结构如图1-21-2所示，所示，由直流电磁系统和触点系统两部分构成。由直流电磁系统和触点系统两部分构成。图图12直流无极继电器结构示意图直流无极继电器结构示意图直流电磁系统直流

9、电磁系统触点系统触点系统2022/11/1010 直流电磁系统由直流电磁系统由线圈、铁心、轭铁线圈、铁心、轭铁等组成。线圈分为前圈等组成。线圈分为前圈和后圈，可根据电路需要设置单线圈控制、双线圈串联控制或和后圈，可根据电路需要设置单线圈控制、双线圈串联控制或双线圈并联控制。双线圈并联控制。通电通电时线圈产生时线圈产生磁通磁通，吸引，吸引衔铁衔铁；断电断电后线后线圈圈失磁失磁，衔铁依靠，衔铁依靠重力重力作用可靠作用可靠释放释放。触点系统包括拉杆和触点组。触点组分为静止的触点系统包括拉杆和触点组。触点组分为静止的前触点前触点、后触点后触点和固定在拉杆上的和固定在拉杆上的动触点动触点。触点的接通情况

10、可以反映继。触点的接通情况可以反映继电器的状态，同时用于控制其他设备。直流无极继电器一般有电器的状态，同时用于控制其他设备。直流无极继电器一般有8 8组触点，彼此独立但组触点，彼此独立但动作一致动作一致。2022/11/1011 (2)(2)工作原理工作原理 当线圈通以直流电后，产生当线圈通以直流电后，产生磁通磁通，经，经铁心铁心、轭铁轭铁、衔铁衔铁和气隙，形成和气隙，形成闭合闭合磁路，使铁心对衔铁产生磁路，使铁心对衔铁产生吸引力吸引力。当此吸引力增大到足以克服重锤片和拉杆等重力时，就能将衔铁当此吸引力增大到足以克服重锤片和拉杆等重力时，就能将衔铁吸向铁心，于是衔铁带动拉杆推动动触点向上动作，

11、使动触点与吸向铁心，于是衔铁带动拉杆推动动触点向上动作，使动触点与前触点闭合，此时称继电器处于前触点闭合，此时称继电器处于励磁状态励磁状态(又称为又称为吸起吸起状态状态)。当线圈中的电流减少或当线圈中的电流减少或断电断电时，磁路的磁通随之减少，铁心时，磁路的磁通随之减少，铁心对衔铁的吸引力相应减少，当吸引力对衔铁的吸引力相应减少，当吸引力不足以不足以克服重锤片和拉杆的克服重锤片和拉杆的重力重力时，衔铁即释放，使动触点与前触点断开并与时，衔铁即释放，使动触点与前触点断开并与后触点闭合后触点闭合，此时称继电器处于此时称继电器处于失磁状态失磁状态(又称为又称为落下落下状态状态)。2022/11/10

12、12 这种继电器使用这种继电器使用直流电直流电，同时继电器的动作与通入线圈的，同时继电器的动作与通入线圈的电电流方向无关流方向无关，故称，故称直流无极继电器直流无极继电器。其线圈及触点的图形符号参。其线圈及触点的图形符号参见表见表l ll l和表和表1-21-2。表表1 11 1 继电器线圈的图形符号继电器线圈的图形符号(部分部分)2022/11/1013表表1-2继电器触点的图形符号继电器触点的图形符号(部分部分)2022/11/10142整流式继电器图图13桥式整流电路桥式整流电路 整流式继电器应用于整流式继电器应用于交流交流电路中，其电磁系统、触点系电路中，其电磁系统、触点系统、动作原理

13、与直流无极继电统、动作原理与直流无极继电器基本相同，在直流无极继电器基本相同，在直流无极继电器的基础上器的基础上增加整流电路增加整流电路，一，一般采用四个般采用四个二极管二极管组成桥式整组成桥式整流电路，如图流电路，如图1 13 3所示，将交所示，将交流电源整流后输入继电器线圈。流电源整流后输入继电器线圈。整流式继电器线圈符号参见表整流式继电器线圈符号参见表1 11 1，其触点符号与直流无极，其触点符号与直流无极继电器相同。继电器相同。2022/11/1015 3有极继电器 有极继电器根据线圈中电流有极继电器根据线圈中电流极性不同而具有极性不同而具有定位和反位定位和反位两种两种稳定状态，这两种

14、稳定状态在线稳定状态，这两种稳定状态在线圈中电流消失后，仍能继续保持，圈中电流消失后，仍能继续保持，所以又称为极性保持继电器。它所以又称为极性保持继电器。它的特点是在电磁系统中增加了的特点是在电磁系统中增加了永永久磁钢久磁钢。在线圈中通以规定极性。在线圈中通以规定极性的电流时，继电器吸起，断电后的电流时，继电器吸起，断电后衔铁仍能保持在吸起位置；通以衔铁仍能保持在吸起位置；通以反向电流时，继电器落下，断电反向电流时，继电器落下，断电后仍保持在落下位置。后仍保持在落下位置。永久磁钢永久磁钢2022/11/1016 有极继电器的触点系统与直流无极继电器相同，其线圈及有极继电器的触点系统与直流无极继

15、电器相同，其线圈及触点的图形符号参见表触点的图形符号参见表1 1一一l l和表和表1-21-2。当电路的电流较大时，触点断开过程中在当电路的电流较大时，触点断开过程中在触点间触点间会产生电会产生电弧。电弧弧。电弧温度过高温度过高，会引起触点，会引起触点表面氧化表面氧化，造成，造成接触不良接触不良。为。为了通断较大电流，可采用改进型的有极继电器，其主要特点是了通断较大电流，可采用改进型的有极继电器，其主要特点是动触点片改为动触点片改为面接触面接触，以增大接触面积，触点系统配备永久磁，以增大接触面积，触点系统配备永久磁钢材料的磁吹弧装置，如图钢材料的磁吹弧装置，如图1 14 4所示。所示。图图14

16、磁吹弧装置磁吹弧装置2022/11/1017 4 4偏极继电器偏极继电器 偏极继电器是为了满足信号电路偏极继电器是为了满足信号电路中鉴别电流极性的需要而设计的。它中鉴别电流极性的需要而设计的。它与无极继电器不同，与无极继电器不同，衔铁的吸起与线衔铁的吸起与线圈中电流的极性有关圈中电流的极性有关，只有通过规定，只有通过规定方向的电流时，衔铁才吸起，电流方方向的电流时，衔铁才吸起，电流方向与要求的方向向与要求的方向相反相反时，衔铁时，衔铁不动作不动作。它只有一种稳定状态，衔铁靠电磁力它只有一种稳定状态，衔铁靠电磁力吸起，若断电立即落下。吸起，若断电立即落下。偏极继电器的两组线圈串联使用，偏极继电器的两组线圈串联使用，接线方式与无极继电器相同。接线方式与无极继电器相同。偏极继电器的触点系统与无极继偏极继电器的触点系统与无极继电器完全相同，具有电器完全相同，具有8 8组触点。组触点。偏极与无极继电器偏极与无极继电器偏极继电器偏极继电器2022/11/1018 5 5交流二元继电器交流二元继电器图图1-5交流二元继电器交流二元继电器 交流二元继电器属交流二元继电器属于于交流感应式继电器交流感应式