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安全型继电器安全型继电器 一一. .概述概述 AX 系列继电器是铁路信号设备的主要元件之一,在铁路信号的 自动控制和远程控制系统中, 用它可构成逻辑电路或作为执行元件直 接监督和控制列车的运行。AX 系列继电器是我国自己设计和制造的 直流 24V 系列重弹力式直流电磁继电器。具有动作可靠、性能稳定, 使用寿命长,品种齐全,通用化程度高等特点,能满足信号电路对继 电器提出的各种要求。 1.1.继电器正常工作环境条件继电器正常工作环境条件 a) 环境温度:-40+60; b) 相对湿度:不大于 90%(温度+25) ; c) 气 压:不低于 70 ka(相当于海拔高度 3000m 以下); d) 振 动: 振频不大于 15Hz,振幅不大于 0.45mm; e) 工作位置:水平(如图 1 所示) ; f) 周围无引起爆炸危险和腐蚀性有害气体, 并应有良好的防尘措 施。 图图 1 1 继电器的外形尺寸继电器的外形尺寸 2 2、铁路信号对继电器的要求、铁路信号对继电器的要求 1)安全、可靠 2)动作可靠、准确 3)使用寿命长 4)有足够的闭合和断开电路的能力 5)有稳定的电气特性和时间特性 6)保持良好的电气绝缘强度。 3 3、信号继电器的分类、信号继电器的分类 1 1)按动作原理分:电磁、感应继电器 2)按动作电流分:直流(无极、偏极、有极)交流继电器 3)按输入物理量:电流、电压继电器 4)按动作速度:正常、缓动继电器 5)按接点结构:普通接点、加强接点继电器 二二. .继电器的基本知识继电器的基本知识 1 继电器按工作特征分为以下四种 a)无极继电器; b)整流继电器; c)偏极继电器; d)有极继电器; 2 继电器结构形式 1)插座的外形及安装尺寸如图 2 所示。 图图 2 2 插座的外形及安装尺寸插座的外形及安装尺寸 2) 继电器代号字母的含义及型号示例 a 、继电器代号字母的含义见表 1。 表 1 继电器代号字母的含义 序 号 代 号 含义 序号 代号 含义 1 A 安全 7 P 偏极 2 C 插入 8 Q 动合接点(前接 点) 3 D 定位 9 W 无极 4 F 反位 10 X 信号、熄弧 5 H 缓放、动断接点(后接点) 11 Y 有极 6 J 继电器、加强接点、派生 序号 12 Z 整流 b、继电器型号示例: W J X C H 1250.44 前圈电阻值/后圈电阻值 缓 放 插 入 信 号 加强接点 无 极 继 电 器 3)型号的表示法 采用汉字拼音字母和数字表示,字母表示继电器种类,数字表示 线圈的阻值。 4)插入式和非插入式 外观上是否有防尘罩,前者单独使用,后者装于匣内使用。 3 3、安全型继电器的特点:、安全型继电器的特点: 前接点代表危险侧信息 后接点代表安全侧信息 接点符合:故障安全原则:发生安全侧故障的可能性远远大于发生 危险侧故障的可能性, 处于禁止运行的状态的故障有利于性车的安全 称为安全侧,处于允许运行状态的故障可能危及性车安全,称为危险 侧故障。由于其在故障情况下,使前接点闭合的概率远远小于后接点 闭合的概率。 三三. .继电器的结构和工作原理继电器的结构和工作原理 1 1 、无极继电器、无极继电器 无极继电器有 JWXC-1000、JWXC-7、JWXC-1700、JWXC-2.3、 JWXC-2000、JWXC-H340、JWXC-310、JWXC-600 和 JWXC-500/H300 等 九种型号。 1.1 无极继电器的结构 无极继电器的典型结构如图 3 所示。 它由直流电磁系统和接点系 统两大部分组成。 图图 3 3 无极继电器的典型结构无极继电器的典型结构 电磁系统包括线圈、 铁心、 轭铁和衔铁。 线圈水平安装在铁心上, 分为前圈和后圈,采用双线圈是为了增强控制电路的适应性和灵活 性, 可根据电路需要单线圈控制、 双线圈串联控制或双线圈并联控制。 衔铁靠蝶形钢丝卡固定在轭铁的刀刃上,动作灵活。在衔铁的传动部 分铆有重锤片,以保证继电器衔铁靠重力可靠返回,其安装的重锤片 的数量则由继电器接点系统的结构而定, 并能保证继电器可靠释放的 需要。在衔铁与铁心闭合处安装止片,保证继电器磁路的最小空气间 隙, 防止磁路的铁磁零件磁化, 保证继电器可靠落下。 继电器的铁心、 轭铁和衔铁由电磁纯铁制成,具有较高的导磁率和较小的剩磁。 接点系统处于电磁系统的上方, 通过接点架、 螺钉紧固在轭铁上, 两者成为一个整体。用螺钉将下止片、电源片单元、银接点单元、动 接点单元以及压片按顺序组装在接点架上。 继电器通过挂钩、夹板和螺钉固定在底座上,阻燃外罩通过螺钉 固定在底座上。为防止继电器错误插接设有型别盖。 1.2 无极继电器工作原理 无极继电器的磁路系统为无分支磁路,如图 4 所示。在继电器线 圈加上直流电压后,线圈中电流 I 使铁心磁化,在铁心内产生工作磁 通,它由铁心极靴处经过主工作气隙进入衔铁,又经过第二工作 气隙进入轭铁,然后回到铁心,形成一闭合回路。在工作气隙 处,由于磁通的作用,铁心与衔铁间产生电磁吸引力 FD,当 FD大到 足以克服机械负载的阻力 Fj(主要是衔铁的自重及动接点的预压力) 时,衔铁即与铁心吸合。此时衔铁通过拉杆带动动接点运动,使后接 点断开,前接点闭合。 。 当线圈中的电流减小时,铁心中的磁通随之减小,吸引力也随着 减小。当电流小到一定值时,它所产生的吸引力小于机械力时,衔铁 离开铁心,继电器处于释放状态。此时拉杆带动动接点运动,使前接 点断开,后接点闭合。 图图 4 4 无极继电器磁路无极继电器磁路 总结: 线圈通电产生磁通(衔铁、铁心)产生吸引力克服衔铁阻 力衔铁吸向铁心衔铁带动动接点动作前接点闭合、 后接点断开 电流减少吸引力下降衔铁依靠重力落下动接点与前接点 断开,后接点闭合。 可见,继电器具有开关特性,利用其接点的通、断电路,从而构 成各种控制表示电路。 2 2 、无极缓放(缓动)继电器、无极缓放(缓动)继电器 无极缓放(缓动)继电器为了增加缓放时间,采用了铜质阻尼线 圈架,表面用环氧粉末进行绝缘封闭,使其具有很好的绝缘强度。缓 放继电器线圈接通电源或断开电源时,铁心中的磁通发生变化,在铜 线圈架中产生感应电流(涡流) ,感应电流所产生的磁通阻止原磁通 的变化,使铁心中的磁化变化减慢(即接通电源时感应电流产生的磁 通与原磁通方向相反,使磁通增长减慢;切断电源时感应电流产生的 磁通与原磁通方向相同,使磁通减小变慢) ,从而使继电器缓吸缓放。 2.1 无极加强接点继电器(六种型号) 无极加强接点继电器是为通断功率较大的信号电路而设计的。 无极加强接点继电器有:JWJXC-480 无极加强接点缓放继电器: 44. 0 125 HJWJXC、 13. 0 125 HJWJXC、 80 125 HJWJXC、 06. 0 80 HJWJXC、 17. 0 120 HJWJXC。 无极加强接点继电器的接点系统如图 5 所示。 它的普通接点与无 极继电器相同, 加强接点组由加强动接点单元和带熄弧器的加强接点 单元组成。为了防止接点组间的飞弧短路,在两组加强接点间安装既 耐高温、又具有良好绝缘性能的云母隔弧片,隔弧片铆在拉杆上。为 保证加强接点的安装空间,增加了空白单元。 图图 5 5 无极加强接点继电器的接点系统无极加强接点继电器的接点系统 熄弧磁钢由铝镍钴合金制成。其熄弧原理是利用电弧在磁场中受 力运动(受力方向由左手定则确定) ,产生一种吹弧作用,使电弧拉 长后迅速冷却而熄灭。 为了避免电弧高温烧损接点及对熄弧磁钢的去 磁作用,加强接点端部设有导弧角,使电弧快速地移到接点及磁钢的 前部位置。 由于磁钢吹弧的方向与极性有关,因此,熄灭弧磁钢极性的安装 有特定的要求,主要考虑下列原则: (1) 磁钢的极性与接点电流方向相配合,使电弧向接点外侧吹。 (2) 接点电流产生的磁场方向与永久磁钢的磁场方向一致,这样 保证接点在断开大电流时, 不会产生使熄弧磁钢去磁的作用。 (3) 无极继电器接点熄弧器安装与接点电流方向如图 6 所示。 图图 6 6 熄弧磁钢的极性安装熄弧磁钢的极性安装 3 3、整流继电器、整流继电器 3.1 整流继电器结构 整流继电器有 JZXC-480、JZXC-0.14、JZXC-H156、JZXC-H18、 JZXC-H62 和派生的 JZXC-H18F、JZXC-H18F1、JZXC-16/16 八种型号。 整流继电器 JZXC-H18 的典型结构如图 7 所示。 图图 7 7 整流继电器的典型结构整流继电器的典型结构 整流继电器的电磁系统与无极继电器相同。只是磁路结构参数有 所不同。主要是在接点组上方安装由二极管组成的半波(JZXC-0.14) 或全波整流电路。 3.2 整流继电器的工作原理 整流继电器用于交流信号电路, 交流电通过半波或全波整流电路 变为直流电,以驱动直流电磁继电器。脉动直流通过继电器线圈在铁 芯内产生磁通,由于磁通的作用,铁芯与衔铁间产生电磁吸力,当电 磁吸力大到足以克服接点负载与衔铁的重量时,衔铁就吸向铁芯。衔 铁动作时,通过拉轴推动拉杆,使前接点闭合,后接点断开。 + - 5 3 1 6 4 2 前圈 后圈 3.3 JZXC-16/16、JZXC-H18F、和 JZXC-H18F1 型继电器的结构和工作 原理 JZXC-16/16、JZXC-H18F 和 JZXC-H18F1 继电器前圈用一个二极 管封闭,后圈直接与外电路交流电相连,没有二极管与外电路相连, 因此,它具有抗雷击性能。 整流继电器 JZXC-H18F 的典型结构如图 8 所示。 JZXC-16/16、JZXC-H18F 型继电器前圈中串联整流二极管使之成 为一个单向闭合的线圈,后圈通入交流电后,使铁心磁化,产生的交变 磁通使前圈产生感应磁通, 后圈的交变磁通与前圈感应磁通共同产生 总的电磁吸引力,总的电磁吸引力大于等于机械反作用力时,衔铁即 与铁心吸合。因前圈的感应磁通与后圈交变磁通相差一定的角度,产 生的电磁吸力不会同时为零,有效的解决了交流电过零点问题。 4 4、 偏极继电器偏极继电器 JPXC-1000型偏极继电器是为了满足信号电路中鉴别电流极性的 需要设计的。它与无极继电器不同,衔铁的吸起与线圈中电流的极性 有关,当通过线圈的电流为规定的方向(1 端正、4 端负)时,衔铁 才吸起;而电流的方向相反时(反向电压小于 200V) ,衔铁保持不动 (处于落下位置) 。继电器断电就落下,始终偏向落下的状态,这是 因为永磁保持力是单方向的缘故。 4. 1 偏极继电器的结构 偏极继电器的结构如图 9 所示。 偏极继电器的电磁系统与无极继电器基本相同。 但铁心的极靴是 方形的,在方极靴上用两个螺钉固定永久磁钢,使衔铁处于极靴和永 久磁钢之间,受永磁力的作用偏于落下位置。由于永磁力的存在,衔 铁只安装一块重锤片,后接点的压力由永磁力和重锤片共同作用产 生。 由于铁心为方形极靴,衔铁也由半圆形改为方形,以增加受磁面 积,降低气隙磁阻。 永久磁钢由铝镍钴材料制成,其上部为 N 极,下部为 S 极。 两线线圈串联使用,连接 2、3,使用 1、4;1 接正极,4 接负极。 接点系统与无极继电器完全相同,具有 8QH 接点组。 4. 2 偏极继电器工作原理 偏极继电器的磁路系统由永磁磁路与电磁磁路两部分组成, 如图 9 所示。永磁的磁通M从 N 极出发,经第三工作气隙进入衔铁后 分为两条并联支路:一部分磁通M1经第一工作气隙进入方形极 靴, 然后直接返回 S 极; 另一部分磁通M2穿过第二工作气隙进入 轭铁,再经铁心至方形极靴,返回 S 极。由于,所以M2 M1,而M=M1+M2,故MM1。这样,处由M产生的永磁力 FM远大于
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