安全性繼電器

1、第二節(jié)第二節(jié) 安全型繼電器安全型繼電器 AX系列安全型繼電器，是在座式繼電器和大插入式繼電器的基礎(chǔ)上，由我國自行設(shè)計和制造的。它與座式和大插入式相比，結(jié)構(gòu)新穎、重量輕、體積小。經(jīng)現(xiàn)場幾十年的運(yùn)用考驗(yàn)，證明其安全可靠、性能穩(wěn)定，能滿足信號電路對繼電器提出的各種要求。它是我國鐵路信號繼電器的主要定型產(chǎn)品，應(yīng)用最為廣泛。 一、安全型繼電器概述一、安全型繼電器概述 安全型繼電器是直流24 V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，其他各型繼電器由無極繼電器派生。因此，絕大部分零件都能通用。 1插入式和非插入式插入式和非插入式 安全型繼電器分為插入式和非插入式。插入式多為單獨(dú)使用，非插入式

2、常使用于有防塵外殼的組匣中。兩者的區(qū)別僅在于，插入式繼電器帶有透明性能很好的外罩，用以密封防塵，同時為了與插座配合使用，插入式繼電器安裝在膠木底座上。 圖1-3 插入式無極繼電器提把外罩 2安全型繼電器的型號表示法 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)，例如。J W J X CH1250.44繼電器無極加強(qiáng)接點(diǎn)(普通接點(diǎn)不標(biāo))信號插入式緩放(非緩放不標(biāo))后圈電阻值前圈電阻值3安全型繼電器的品種及用途 安全型繼電器具有無極、無極加強(qiáng)接點(diǎn)、無極緩放、無極加強(qiáng)接點(diǎn)緩放、整流式、有極、有極加強(qiáng)、偏極、單閉磁5種9類，如表l-2所示。它們的特性和線圈

3、電阻值各不相同，在信號電路中有不同的作用。 4繼電器插座 安全型繼電器組成插 入式，需加裝繼電器插座板。圖1-4安全型繼電器插座 插座插孔旁所注接點(diǎn)編號系無極繼電器的接點(diǎn)編號，其他各型繼電器的接點(diǎn)系統(tǒng)的位置及使用編號與之不同，而實(shí)際使用的插座僅此一種，所以必須按圖1-5所示符號對照使用。 安全型繼電器有多種類型，為防止不同類型的繼電器錯誤插接，在插座下部鑒別孔內(nèi)鉚以鑒別銷。鑒別銷號碼詳見表1-2中所列。 不同類型的繼電器由型別蓋上的鑒別孔進(jìn)行鑒別，根據(jù)規(guī)定的鑒別孔逐個鉆成，以與鑒別銷相吻合。鑒別孔位置及型別蓋外形如圖1-6所示。 (圖1-5 表1-2 圖1-6略) 5安全型繼電器的特點(diǎn) 在鐵路

4、信號系統(tǒng)中，凡是涉及行車安全的繼電電路都必須采用安全型繼電器。所謂安全型繼電器是指它的結(jié)構(gòu)必須符合故障安全原則(發(fā)生安全側(cè)故障的可能性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)生危險側(cè)故障的可能性；處于禁止運(yùn)行狀態(tài)的故障有利于行車安全，稱為安全側(cè)故障；處于允許運(yùn)行狀態(tài)的故障可能危及行車安全，稱為危險側(cè)故障)。它是一種故障不對稱器件，在故障情況下使前接點(diǎn)閉合的概率遠(yuǎn)小于后接點(diǎn)閉合的概率。這樣，就可以用前接點(diǎn)代表危險側(cè)信息，用后接點(diǎn)代表安全側(cè)信息。 為了達(dá)到故障一安全要求，安全型繼電器在結(jié)構(gòu)上有以下特點(diǎn)： 前接點(diǎn)采用熔點(diǎn)高、不會因熔化而使前接點(diǎn)粘連的導(dǎo)電性能良好的材料。 增加銜鐵重量，采用“重力恒定”原理在線圈斷電時強(qiáng)制將前接點(diǎn)

5、斷開。 采用剩磁極小的鐵磁材料構(gòu)成磁路系統(tǒng)，并在銜鐵與極靴之間設(shè)有一定厚度的非磁性止片，當(dāng)銜鐵吸起時仍有一定的氣隙以防剩磁吸力將銜鐵吸住。 銜鐵不致因機(jī)械故障而卡在吸起狀態(tài)。 二、安全型繼電器的結(jié)構(gòu)和動作原理 1無極繼電器 無極繼電器有JWXC-2000、JWXC-1700、JWXC-1000、JWXC-7、JWXC-2.3、JWXC- 型及緩放的JWXC-H600、JWXC-JWXC-H340型等品種。 (1)直流無極繼電器的結(jié)構(gòu) 無極繼電器由電磁系統(tǒng)和接點(diǎn)系統(tǒng)兩大部分組成。電磁系統(tǒng)包括線圈、鐵芯、軛鐵和銜鐵。如圖1-7所示，具有結(jié)構(gòu)緊湊、加工方便等特點(diǎn)。 480370300500H圖1-7

6、無極繼電器的電磁系統(tǒng)線圈 角型銜鐵重錘片線圈 線圈水平安裝在鐵芯上，分為前圈和后圈，之所以采用雙線圈，主要是為了增強(qiáng)控制電路的適應(yīng)性和靈活性，可根據(jù)電路需要單線圈控制、雙線圈串聯(lián)控制或雙線圈并聯(lián)控制。線圈繞在線圈架上，緩放型無極繼電器為了增加緩放時間，采用銅質(zhì)阻尼線圈架。線圈用高強(qiáng)度漆包線密排繞制，抽頭焊有引線片。1前圈后圈324+-鐵芯 鐵芯由電工純鐵制成，其為軟磁材料，具有較高的磁通密度和較小的剩磁，以利于繼電器的工作。外層鍍鋅防護(hù)。它的尺寸大小，根據(jù)繼電器的規(guī)格不同而有區(qū)別。緩放型繼電器、靈敏繼電器尺寸大些，以加大緩放時間或減小工作值。極靴在鐵芯頭部，用冷鐓法加粗。在極靴正面，鉆有兩個圓

7、孔，是為了組裝和檢修時，緊固和拆裝鐵芯用的。軛鐵 軛鐵呈L形，由電工純鐵板沖壓成型，外表鍍多層鉻防護(hù)。 銜鐵 銜鐵為角形，靠蝶形鋼絲卡固定在軛鐵的刀刃上，動作靈活。銜鐵由電工純鐵沖壓成型，銜鐵上鉚有重錘片，以保證銜鐵靠重力返回。重錘片由薄鋼板制成，其片數(shù)由接點(diǎn)組的多少決定，使銜鐵的重量基本上滿足后接點(diǎn)壓力的需要。一般8組后接點(diǎn)用三片，6組用兩片，4組用一片，2組不用。 銜鐵上有止片，止片由黃銅制成，安裝在銜鐵與鐵芯閉合處。止片有6種厚度，因繼電器規(guī)格不同而異，可取下按規(guī)格更換。止片用以增大繼電器在吸起狀態(tài)的磁阻，減小剩磁影響，保證繼電器可靠落下。 在電磁系統(tǒng)中，除銜鐵和鐵芯間工作氣隙外，在軛鐵

8、的刀口處尚有第二工作氣隙，以減小磁路的磁勢降，從而提高繼電器的靈敏度。 接點(diǎn)系統(tǒng) 接點(diǎn)系統(tǒng)如圖110所示。處于電磁系統(tǒng)上方，通過接點(diǎn)架、螺釘緊固在銜鐵上，兩者成為一個整體。用螺釘將下止片、電源片單元、銀接點(diǎn)單元、動接點(diǎn)單元以及壓片按順序組裝在接點(diǎn)架上。在緊固螺釘前，應(yīng)將拉桿、絕緣軸、動接點(diǎn)軸與動接點(diǎn)組裝好。 無極繼電器接點(diǎn)系統(tǒng)采用兩排縱列式聯(lián)動結(jié)構(gòu)，因此，接點(diǎn)組數(shù)只能成偶數(shù)增減。拉桿傳動中心線與接點(diǎn)中心線一致，以減少不必要的傳動損失。為減少接點(diǎn)組組裝時的積累公差，將接點(diǎn)片與托片組合壓在酚醛塑料內(nèi)以形成單元塊。單元塊之間為平面接觸，易于控制公差，同時提高了接點(diǎn)組之間的絕緣強(qiáng)度。圖110 銀接點(diǎn)單

9、元由錫磷青銅帶制成的接點(diǎn)片與由黃銅制成的托片，兩組對稱地壓制在膠木內(nèi)。在接點(diǎn)簧片的端部焊有銀接點(diǎn)。 接點(diǎn)接觸時碰撞會產(chǎn)生顫動，顫動將形成電弧，對接點(diǎn)有較大的破壞作用，為消除這種顫動必須設(shè)置托片。在調(diào)整繼電時，可在接點(diǎn)片和托片間加一個初壓力，保證接點(diǎn)剛接觸時可動部分的動能被接點(diǎn)片吸收，這樣既可消除顫動，又可縮短接點(diǎn)的完全閉合時間，大大減輕了接點(diǎn)的燒損。 動接點(diǎn)單元由錫磷青銅帶制成的動接點(diǎn)簧片與黃銅板制成的補(bǔ)助片壓制在酚醛塑料膠木內(nèi)。動接點(diǎn)簧片端部焊有動接點(diǎn)。動接點(diǎn)由銀氧化鎘制成。 電源片單元由黃銅制成的電源片壓在膠木內(nèi)。 拉桿有鐵制的和塑料制的，銜鐵通過拉桿帶動接點(diǎn)組。 絕緣軸用凍石瓷料(一種新

10、型陶瓷材料)制成，抗沖擊強(qiáng)度足夠。動接點(diǎn)軸由錫磷青銅線制成。壓片由彈簧鋼板沖壓成弓形，分上、下兩片，其作用是保證接點(diǎn)組的穩(wěn)固性。 下止片由錫磷青銅板制成，外層鍍鎳。它在銜鐵落下時起限位作用。 接點(diǎn)架由鋼板制成，用穩(wěn)釘與軛鐵固定，保證接點(diǎn)架不變位。接點(diǎn)架的安裝尺寸是否標(biāo)準(zhǔn)，角度是否準(zhǔn)確，對繼電器的調(diào)整有很大影響。 (2)無極繼電器的動作原理無極繼電器的磁系統(tǒng)為無分支磁路。在線圈上加上直流電壓后，線圈中的電流使鐵芯磁化，在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生工作磁通，它由鐵芯極靴處經(jīng)過主工作氣隙進(jìn)入銜鐵，又經(jīng)過第二工作氣隙進(jìn)入軛鐵，然后回到鐵芯，形成一閉合磁路。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FD，

11、當(dāng)FD大到足以克服機(jī)械負(fù)載的阻力FJ(主要是銜鐵自重)時，銜鐵即與鐵芯吸合。此時銜鐵通過拉桿帶動動接點(diǎn)運(yùn)動，使后接點(diǎn)斷開，前接點(diǎn)閉合。 當(dāng)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(dāng)電流小到一定值時，它所產(chǎn)生的吸引力小于機(jī)械力時，銜鐵離開鐵芯，被釋放。此時拉桿帶動動接點(diǎn)運(yùn)動，使前接點(diǎn)斷開，后接點(diǎn)閉合。2無極加強(qiáng)接點(diǎn)繼電器 加強(qiáng)接點(diǎn)繼電器是為通斷功率較大的信號電路而設(shè)計的。 無極加強(qiáng)接點(diǎn)繼電器有JWJXC-480型、緩放的JWJXC-H 和JWJXC-H 型等品種。 JWJXC-480型繼電器，其磁系統(tǒng)具有加大尺寸的無極磁路，接點(diǎn)系統(tǒng)由兩組普通接點(diǎn)和兩組加強(qiáng)接點(diǎn)組成，

12、表示為2QH和2QHJ。普通接點(diǎn)與無極繼電器相同，加強(qiáng)接點(diǎn)則具有特殊設(shè)計的大功率接點(diǎn)和磁吹弧器。 JWJXC-H 和JWJXC-H 型無極加強(qiáng)接點(diǎn)緩放繼電器，其電磁系統(tǒng)和無極緩放繼電器(JWXC-H340)相同。接點(diǎn)系統(tǒng)由兩組帶磁吹弧器的加強(qiáng)前接點(diǎn)、兩組不帶磁吹弧器的加強(qiáng)后接點(diǎn)和兩組普通接點(diǎn)組成，即2QJ、2H、2QH。前圈為主線圈，后線圈為電流保持線圈。44. 012513. 012544. 012513. 0125JWJXC-H 型繼電器則是專為交流轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)計的緩放繼電器，其后線圈為電壓保持線圈。JWJXC-H 型繼電器主要用于駝峰調(diào)車場五線制道岔電路，其電壓線圈(120)的緩放時間不小于

13、0.55s，電流線圈(0.17)的緩放時間不小于0.4s，由于延長了緩放時間，較好地解決道岔四開的間題。 無極加強(qiáng)接點(diǎn)繼電器電磁系統(tǒng)雖與無極繼電器相同，但由于接點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變，引起磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)有較大變化。無極加強(qiáng)接點(diǎn)繼電器的線圈與電源片連接方式與無極繼電器相同。8012517. 0120 無極加強(qiáng)接點(diǎn)繼電器的接點(diǎn)系統(tǒng)如圖1-12所示。它的普通接點(diǎn)與無極繼電器相同。加強(qiáng)接點(diǎn)組由加強(qiáng)動接點(diǎn)單元和帶磁吹弧器的加強(qiáng)接點(diǎn)單元組成。為了防止接點(diǎn)組間的飛弧短路，在兩組加強(qiáng)接點(diǎn)間安裝既耐高溫、又具有良好絕緣性能的云母隔弧片。隔弧片鉚在拉桿上。為保證加強(qiáng)接點(diǎn)的安裝空間，增加了空白單元。圖中用虛線表示的熄弧

14、磁鋼，說明只有帶熄弧器的加強(qiáng)后接點(diǎn)才有。 由錫磷青銅片沖壓成型的加強(qiáng)動接點(diǎn)片頭部，鉚有由銀氧化鎘制成的動接點(diǎn)。而加強(qiáng)靜接點(diǎn)片頭部，同樣鉚接銀氧化鎘接點(diǎn)，在接點(diǎn)的同一位置點(diǎn)焊了安裝磁鋼的熄弧器夾。圖1-12空白單元加強(qiáng)動接點(diǎn)單元磁吹弧器云母隔弧片 熄弧磁鋼由鋁鎳鈷合金或鐵鎳鋁合金制成。其熄弧原理是利用電弧在磁場中受力運(yùn)動而產(chǎn)生吹弧作用，使電弧迅速冷卻而熄滅。為避免電弧燒損接點(diǎn)及對磁鋼去磁，加強(qiáng)接點(diǎn)端部設(shè)有導(dǎo)弧角，使電弧迅速移到接點(diǎn)及磁鋼的前部位置。 由于磁鋼吹弧方向與極性有關(guān)，因此，熄弧磁鋼極性的安裝有特定的要求。3.整流式繼電器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

15、變?yōu)橹绷麟姸鴦幼?。之所以是為了避免在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(diǎn)組上方安裝由二極管組成的半波或全波整流電。 整流式繼電器有JZXC-480、JZXC-0.14、JZXC-H156、JZXC-H18型及派生的JZXC-H18F型等品種。 JZXC-480型繼電器的磁路具有加大的尺寸(加大止片厚度)，是為了增大返還系數(shù)而不使工作值增加很多。它具有不規(guī)則的4QH與2Q接點(diǎn)組。在接點(diǎn)組上，安裝有二極管2CP25組成的橋式全波整流電路。 JZXC-0.14型繼電器磁系

16、統(tǒng)與JZXC-480相同。兩線圈并聯(lián)連接，有4QH接點(diǎn)組，接點(diǎn)組上方安裝由2CZ-1型二極管組成的半波整流電路。 JZXC-H156與JZXC-H18型繼電器為具有緩放特性的整流式繼電器，其采用銅線圈架，接點(diǎn)系統(tǒng)為4QH接點(diǎn)組。在接點(diǎn)組上方，安裝由二極管2CP25組成的橋式全波整流電路。JZXC-H18F是JZXC-H18的派生型號，具有防雷性能，以保護(hù)整流二極管免遭擊穿。 JZXC-H142型、JZXC-Hl38型和JZXC-H60型整流式繼電器用于LED為光源的信號點(diǎn)燈電路。JZXCl616型整流式繼電器具有較高的返還系數(shù)，用于自動閉塞區(qū)間信號點(diǎn)燈電路，可解決長距離供電電纜漏泄電流大，燈絲

17、斷電器釋放不可靠的間題。其前圈為二極管封閉的短路線圈，無整流單元與電源線直接連接，具有一定的防雷功能。 JZXC-H0.140.14型繼電器主要用于道口信號點(diǎn)燈電路中的燈絲繼電器。 整流式繼電器的接點(diǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與無極繼電器相同，零部件全部通用，只是接點(diǎn)的編號有區(qū)別。 整流式繼電器動作原理與無極繼電器相同，但由于交流電源通過整流后動作繼電器，在線圈上加上的是全波或半波的脈動直流電，其中存在交變成分，使電磁吸引力產(chǎn)生脈動，工作時發(fā)出響聲，對繼電器正常工作帶來不利影響。4有極繼電器 有極繼電器根據(jù)線圈中電流極性不同而具有定位和反位兩種穩(wěn)定狀態(tài)，這兩種穩(wěn)定狀態(tài)在線圈中電流消失后，仍能繼續(xù)保持，故又稱極

18、性保持繼電器。它的特點(diǎn)是磁系統(tǒng)中增加了永久磁鋼。在線圈中通以規(guī)定極性的電流時，繼電器吸起，斷電后仍保持在吸起位置；通以反方向電流時，繼電器打落，斷電后保持在打落位置。 有極繼電器有JYXC-660、JYXC-270型和加強(qiáng)接點(diǎn)的JYJXC-J3000和JYJXC- 型等品種。 220135(1)有極繼電器的結(jié)構(gòu) 有極繼電器的磁路結(jié)構(gòu)與無極繼電器基本相同，不同的只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。磁鋼與軛鐵間用螺釘聯(lián)結(jié)。 永久磁鋼的外形見圖1-16。在與軛鐵聯(lián)結(jié)的部位有兩個大于螺釘?shù)膱A孔，便于與軛鐵安裝時適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)磁鋼的前后位置。磁鋼上部的中間位置有一臺面，以形成均勻的

19、第二工作氣隙。臺面的中間有一凹槽，使拉桿下部不致與磁鋼抵觸而影響第二工作氣隙的調(diào)整。 有極繼電器的角形銜鐵的尾部加裝兩個青銅螺釘，用來調(diào)節(jié)第二工作氣隙的大小。在鐵芯部位沒有加裝止片。圖1-16有極繼電器的線圈引線與電源片的連接與無極繼電器相同。 有極繼電器銜鐵位置的定位、反位規(guī)定為：銜鐵與鐵芯極靴之間的間隙最小時(即吸起狀態(tài))的位置規(guī)定為定位,此時閉合的接點(diǎn)叫做定位接點(diǎn)(符號為D，相當(dāng)于前接點(diǎn))；銜鐵與鐵芯極靴之間的間隙最大時(即打落狀態(tài))的位置規(guī)定為反位，此時閉合的接點(diǎn)叫做反位接點(diǎn)(符號為F，相當(dāng)于后接點(diǎn))。 對于兩線圈串聯(lián)使用的有極繼電器，如JYXC-660、JYXC-270、JYJXC-

20、J3000，電源片1接電源正極，4接電源負(fù)極，為定位吸起，反之為反位打落。對于分線圈使用的有極繼電器JYJXC- 則規(guī)定前圈的電源片3接電源正極，4接電源負(fù)極時為定位吸起；而后圈的電源片2接電源正極，l接電源負(fù)極時，為反位打落。 有極繼電器的接點(diǎn)系統(tǒng)與無極繼電器相同。220135 (2)有極繼電器的工作原理 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1-16所示。 永久磁鋼的磁通分為M1和M2兩條并聯(lián)支路。 M1從N極出發(fā)，經(jīng)銜鐵、第一工作氣隙、鐵芯、軛鐵，到S極； M2從N極出發(fā)，經(jīng)銜鐵上部、重錘片、第二工作氣隙，到S極。這兩條支路不對稱，磁路的不平

21、衡就形成有極繼電器的正向轉(zhuǎn)極值與反向轉(zhuǎn)極值的較大差別。 當(dāng)銜鐵處于打落狀態(tài)時(反位)，由于 ，因此M2 M1 。由M2所產(chǎn)生的吸引力FM與銜鐵重力、動接點(diǎn)預(yù)壓力共同作用，克服了M1產(chǎn)生的吸引力FM與后接點(diǎn)壓力，使銜鐵保持在穩(wěn)定的打落位置。反之，當(dāng)銜鐵處于吸合狀態(tài)(定位)時，由于，因此M1 M2 , M1的吸引力 FM將克服M2產(chǎn)生的吸引力FM、銜鐵重力及接點(diǎn)的反作用力，使銜鐵處于穩(wěn)定的吸合位置。圖1-6 有極繼電器的磁路 顯然，有極繼電器從一種穩(wěn)定位置轉(zhuǎn)變到另一種穩(wěn)定的位置，只有依靠磁力的作用。 如圖1-16所示，電磁磁通D經(jīng)過的是一個無分支的磁路，即鐵芯、軛鐵、重錘片、銜鐵、極靴。磁通的方向

22、由線圈中的電流極性決定。對于電磁通來說，永久磁鋼是一個很大的磁阻，如同氣隙一般。 圖1-16(a)表示有極繼電器由反位轉(zhuǎn)換到定位的過程。繼電器原處于反位狀態(tài)，現(xiàn)在線圈中通以正極性電流，產(chǎn)生電磁通D的方向是極靴處為S極。這時在處D與M，方向一致，磁通是加強(qiáng)的，等于D +M 。而在處D與M方向相反，磁通是削弱的，等于M - D ，當(dāng)D增到足夠大時， D +M M - D ，則FMDFMD，F(xiàn)MD將克服FMD、銜鐵重力及接點(diǎn)反作用力，使銜鐵開始吸合。在銜鐵吸合過程中，隨著的不斷減小、 的不斷增大，F(xiàn)MDFMD，銜鐵便迅速運(yùn)動到吸合位置。 如果改變線圈電流極性，如圖1-16(b)所示。則鐵芯中電磁通D

23、的方向隨之改變，極靴處為N極。則在處D與M方向相反，磁通削弱，等于M - D ；在處D與M方向相同，磁通加強(qiáng)，等于M + D,當(dāng)M + D M - D時，F(xiàn)MDFMD，在FMD、銜鐵重力、接點(diǎn)作用力的共同作用下，銜鐵返回到打落位置。 5偏極繼電器 JPXC-l000型偏極繼電器是為了滿足信號電路中鑒別電流極性的需要設(shè)計的。它與無極繼電器不同，銜鐵的吸起與線圈中電流的極性有關(guān)，只有通過規(guī)定方向的電流時，銜鐵才吸起，而電流方向相反時，銜鐵不動作。但它又不同于有極繼電器，只有一種穩(wěn)態(tài)，即銜鐵靠電磁力吸起后，斷電就落下，落下是穩(wěn)定狀態(tài)。 (1)偏極繼電器的結(jié)構(gòu) 偏極繼電器的磁系統(tǒng)與無極繼電器基本相同，

24、但鐵芯的極靴是方形的，在方極靴下方用兩個螺釘固定永久磁鋼，使銜鐵處于極靴和永久磁鋼之間，受永磁力的作用偏于落下位置。由于永磁力的存在，銜鐵只安裝一塊重錘片，后接點(diǎn)的壓力由永磁力和重錘片共同作用產(chǎn)生。 鐵芯由電工純鐵制成，方形極靴是先沖壓成型后再與鐵芯焊成整體的。 由于鐵芯為方形極靴，銜鐵也由半圓形改為方形，以增加受磁面積，降低氣隙磁阻。 永久磁鋼由鋁鎳鈷材料制成，其上部為N極，下部為S極。 兩線圈串聯(lián)使用，接線方式同無極繼電器。 接點(diǎn)系統(tǒng)與無極繼電器完全相同，具有8QH接點(diǎn)組。(2)偏極繼電器的工作原理 偏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。永磁的磁通M從N極出發(fā)，經(jīng)第三工作

25、氣隙進(jìn)入銜鐵后分為兩條并聯(lián)支路：一部分磁通M經(jīng)第一工作氣隙進(jìn)入方形極靴，然后直接返回S極；另一部分磁通M穿過第二工作氣隙進(jìn)入軛鐵，再經(jīng)鐵芯至方形極靴，返回S極。由于，所以M M ，而M =M +M 。，故M M 。這樣，處由M產(chǎn)生的永磁力FM遠(yuǎn)大于處由M產(chǎn)生的永磁力，使銜鐵處于穩(wěn)定的落下位置。 線圈通電后，鐵芯中產(chǎn)生電磁磁通D， D的磁路與無極繼電器相同，見圖117(a)。若線圈中電流方向使電磁磁通在極靴處為S極，這時，在處D和M方向相同，總磁通為兩者之和，相應(yīng)的總電磁吸引力FMD增大；在處， D和M方向相反，總磁通為兩者之差，相應(yīng)的總電磁吸引力FMD減小。由于力臂相差較大， FMD的增大較F

26、MD的減小作用要大得多，因此，對銜鐵的總吸引力FMD增大。當(dāng)FMDFM時，F(xiàn)MD克服FM與接點(diǎn)的反作用力，使銜鐵被吸合。 銜鐵吸合后，磁路氣隙發(fā)生變化， ，永磁磁通在磁路中大大減小，F(xiàn)M顯著減小，這時只要有一定值的電流存在，銜鐵即保持在吸起狀態(tài)。 (a)銜鐵吸合時的永磁及電磁磁路圖117偏極繼電器磁路及工作原理 斷開線圈電源時，銜鐵重力和接點(diǎn)的反作用力使銜鐵返回。在銜鐵返回的過程中， 增大， 減小，永磁磁通M迅速增加，加速銜鐵的返回，直到銜鐵被下止片阻擋為止。 當(dāng)線圈通以反極性電流時，見圖1-17(b)，由于電磁通D改變了方向，在處， D與M1相減。而在處D與M2相加，總的電磁吸引力反而下降，

27、因此銜鐵不會吸合，從而具有鑒別電流極性的功能。 (b)通以反極性電源時的永磁及電磁磁路圖1-17偏極繼電器磁路及工作原理但是，反極性不吸起是有條件的，如果不斷增大反極性電流，使電磁磁通足以克服永磁的作用，即FDFM1FM，則銜鐵可在反極性電流作用下吸合，這是不允許的。因此，在偏極繼電器的電氣特性上加上一條特殊的標(biāo)準(zhǔn)，即反向加200 V電壓，銜鐵不能吸起，以保證其工作的可靠性。 6單閉磁繼電器 JDBXC-550550型、JDBXC-A550550型和JDBXC-1500型單閉磁繼電器在信號電路中常作為雙命令控制繼電器使用。它的外觀與無極繼電器完全一樣，但磁系統(tǒng)有較大差別。如圖l-18所示。磁系

28、統(tǒng)由L形軛鐵、U形鐵芯及T形軛根組成。裝配時先在U形鐵芯上套上兩個方形線圈，再用螺釘緊固在T形軛根上。L形軛鐵與軛根鉚成一個整體。單閉磁繼電器的接點(diǎn)系統(tǒng)同無極繼電器。單閉磁繼電器的線圈為扁平形，是專為配合U形鐵芯而設(shè)計的，線圈與電源片的連接如上圖所示。圖1-18單閉磁繼電器的磁系統(tǒng) 第一線圈第二線圈3124單閉磁繼電器的磁路工作原理：單閉磁繼電器的磁路工作原理：U形鐵芯與軛根組成一個閉合磁路，鐵芯的兩個心柱上各繞一個線圈。當(dāng)兩個線圈中一個通電時，它產(chǎn)生的磁通被封閉在閉合磁路中，工作氣隙、中沒有磁通存在，銜鐵不受電磁力的作用。如下圖當(dāng)兩個線圈同時通電且它們產(chǎn)生的磁通在U形鐵芯內(nèi)方向一致(兩線圈電

29、流方向相反)時，仍被封閉在閉合磁路中，工作氣隙艿、中仍然沒有磁通，銜鐵不會動作。如上圖局部線圈中通以固定極性的電流局部線圈工作線圈工作線圈通以與局部線圈相反極性的電流只有當(dāng)兩線圈同時通電，且在U形鐵芯中產(chǎn)生的磁通方向相反(兩線圈中電流方向相同)時，磁通通過氣隙 、銜鐵、氣隙、軛鐵、軛根、鐵芯構(gòu)成閉合回路，磁通在氣隙處產(chǎn)生吸引力，使銜鐵吸合。當(dāng)一個線圈斷電時，則另一個線圈的磁通又立即回到U形鐵芯的閉合磁路中，銜鐵不能保持而釋放。如左圖工作線圈通以與局部線圈相同極性的電流 如果使單閉磁繼電器的一個線圈(稱其為局部線圈)通以固定極性電流，而另一個線圈的電流極性是正負(fù)變化的，它就成為一個不帶永久磁鋼的

30、偏極繼電器，具有反映外加信號極性的功能，以此來檢查兩個控制命令之間的極性關(guān)系。如果將單閉磁繼電器的一個線圈通以固定方向的電流，作為局部線圈，則可當(dāng)線路繼電器使用。此外，還作為與門繼電器使用。 三、安全型繼電器的特性 安全型繼電器的特性包括電氣特性、時間特性和機(jī)械特性。這些特性用來表征繼電器的性能，是使用和檢修繼電器的重要依據(jù)。 1電氣特性 電氣特性是安全型繼電器的基本要求，也是設(shè)計和實(shí)現(xiàn)信號邏輯電路的依據(jù)。 電氣特性包括額定值、充磁值、釋放值、工作值、反向工作值、轉(zhuǎn)極值。 (1)額定值 額定值是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24 V，作為軌道繼電器

31、、燈絲繼電器、道岔啟動繼電器時除外。 (2)充磁值 為了測試?yán)^電器的釋放值或轉(zhuǎn)極值，預(yù)先使繼電器磁系統(tǒng)磁化，向其線圈通以4倍的工作值或轉(zhuǎn)極值。這樣可使繼電器磁路飽和，在此條件下測試釋放值或轉(zhuǎn)極值。 (3)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(diǎn)斷開時的最大電壓或電流值。(4)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(diǎn)閉合，并滿足規(guī)定接點(diǎn)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(diǎn)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。(5)反向工作值 向繼電器線圈反向通電，直到銜鐵止片與鐵芯接觸、全部前接點(diǎn)閉合，并滿足接點(diǎn)壓力時所需要

32、的最小電壓或電流值。造成反向工作值大于工作值的原因是磁路剩磁影響所致，反向工作值一般不大于工作值的120。(6)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)極值是使有極繼電器的銜鐵轉(zhuǎn)極，全部定位接點(diǎn)閉合，并滿足規(guī)定接點(diǎn)壓力時的正向最小電壓或電流值。 反向轉(zhuǎn)極值是使有極繼電器的銜鐵轉(zhuǎn)極，全部反位接點(diǎn)閉合，并滿足規(guī)定接點(diǎn)壓力時的反向最小電壓或電流值。 (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。 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

33、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。 2時間特性 電磁繼電器的電磁系統(tǒng)是具有鐵芯的電感，在接通或斷開電源時，由于電磁感應(yīng)作用，在鐵芯中產(chǎn)生渦流，在線路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。這些電流產(chǎn)生的磁通阻礙鐵芯中原來的磁通的變化，所以電磁繼電器或多或少地都具有一些緩動的時間特性。 在各種繼電器控制的電路中，由于它們完成的作用不一樣，對繼電器的時間特性要求也不一樣，如果不能滿足對時間特性的要求，控制電路便不能正常工作。因此不僅要了解繼電器固有的時間特性，而且還要按電路的要求，設(shè)法改變繼電器的時間特性。(1)繼電器的時間特性 電磁繼電器線圈所具有的電感不僅電感量大，而且是非線性的。再加上繼

34、電器磁路中的工作氣隙在動作過程中是變化的。因此繼電器線圈中的電流變化規(guī)律較為復(fù)雜。 當(dāng)線圈通電到銜鐵動作，帶動后接點(diǎn)斷開，前接點(diǎn)接通，需要一定的時間。當(dāng)線圈斷電到銜鐵動作，帶動前接點(diǎn)斷開，后接點(diǎn)接通，也需要一定的時間。即吸合需要時間，釋放也需要時間。 吸合時間指向繼電器通入額定值起至全部前接點(diǎn)閉合所需的時間(包括通電至后接點(diǎn)斷開的吸起啟動時間和從后接點(diǎn)斷開到前接點(diǎn)閉合的銜鐵運(yùn)動時間)。 返回時間指向繼電器通入額定值，從線圈斷電時至后接點(diǎn)閉合所需的時間(包括斷電至前接點(diǎn)斷開的緩放時間和從前接點(diǎn)斷開至后接合閉合的銜鐵運(yùn)動時間)。例如JWXC-1000型繼電器的吸合時間為0.10-0.15 s，返回

35、時間為0.015-0.02 s。 可見繼電器都是緩動的，但其緩吸、緩放時間都非常短。通電后接點(diǎn)斷開前接點(diǎn)閉合斷電前接點(diǎn)斷開后接點(diǎn)閉合吸合時間返回時間圖1-21 繼電器動作時間 (2)改變繼電器時間特性的方法 繼電器用于控制電路中，要滿足不同控制對象對時間特性的要求，光依靠繼電器的固有時間特性是不行的，必須根據(jù)需要改變繼電器的時間特性。改變繼電器時間特性的方法，一是改變繼電器的結(jié)構(gòu)；二是用電路來實(shí)現(xiàn)。 改變繼電器結(jié)構(gòu)以獲得繼電器的緩動 改變銜鐵與鐵芯間止片厚度，來改變繼電器的返回時間選用電阻率較高的鐵磁材料，以縮短繼電器的動作時間增大線圈導(dǎo)線的線徑來減小繼電器的吸合時間等方法。在繼電器鐵芯上套短

36、路銅環(huán)使繼電器緩動，構(gòu)成緩放型繼電器。 這樣的繼電器，當(dāng)其線圈接通電源或斷開電源時，鐵芯中的磁通發(fā)生變化，在銅線圈架中產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦流)，感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁通阻止原磁通的變化，使鐵芯中的磁通變化減慢(即接通電源時感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通與原磁通方向相反，使磁通增長減慢；切斷電源時感應(yīng)電流的磁通與原磁通方向相同，使磁通減小變慢)，從而使繼電器緩吸緩放。在具體電路中，最多利用的是它的緩放特性。 同樣的繼電器在不同的工作電壓下，緩放時間是不同的，如JWXC-H340型繼電器在18 V時緩放時間為0.45 s，而在24 V時為0.5 s。 構(gòu)成緩放電路以獲得繼電器的緩放通過電路的方法，改變繼電器時間特性的

37、方法有：提高繼電器端電壓使其快吸；與繼電器線圈串聯(lián)RC并聯(lián)電路使其快吸；在繼電器線圈兩端并聯(lián)電阻或二極管使其緩放；短路繼電器一個線圈使其緩放等;在繼電器線圈兩端并聯(lián)RC串聯(lián)電路，使繼電器緩吸緩放。繼電器線圈兩端并聯(lián)RC電路 在繼電器通電時，電容器充電，因充電電流一開始很大，在R上產(chǎn)生較大壓降， 降低了繼電器的端電壓，使繼電器線圈中的電流增長減緩，起到緩吸作用。在繼電器斷電時依靠電容器C的放電，使繼電器緩放。 緩放時間長短與電容器的容量、放電回路中的電阻值及繼電器的釋放值有關(guān)?？赏ㄟ^改變C的電容量和R的電阻值來獲得所需要的緩放時間。 電路中尺的作用除上述調(diào)節(jié)緩放時間外，還限制電容器的充電電流，以

38、及防止電路振蕩。 緩放型繼電器的緩放時間最長僅0.5 s，不能滿足一些信號電路對時間的要求，因此常用在繼電器線圈兩端并聯(lián)RC電路的方法來獲得所需要的緩放時間。圖1-23繼電器線圈兩端并聯(lián)Rc電路JCRUK 3安全型繼電器的機(jī)械特性與牽引特性 在繼電器銜鐵的動作過程中，銜鐵上受到電磁吸引力和反作用力。電磁吸引力又稱牽引力。反作用力與之方向相反，對于安全型繼電器來說是由銜鐵(及重錘片)的重力和接點(diǎn)簧片的彈力組成的。所以稱為機(jī)械力。要使繼電器可靠工作，牽引力必須大于機(jī)械力。因此牽引力的大小要根據(jù)機(jī)械力來確定。 四、安全型繼電器接點(diǎn) 繼電器接點(diǎn)是繼電器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過接點(diǎn)來反映繼電器的狀態(tài)，進(jìn)行電路的

39、控制。對于繼電器接點(diǎn)有較高的要求，從接點(diǎn)材質(zhì)到接點(diǎn)結(jié)構(gòu)，從接點(diǎn)組數(shù)到接點(diǎn)容量。對頻繁通斷大電流的接點(diǎn)，還必須采取滅火花措施。 1對接點(diǎn)系統(tǒng)的要求 在實(shí)際應(yīng)用過程中，繼電器的大部分故障發(fā)生在接點(diǎn)系統(tǒng)上，因此繼電電路的可靠性在很大程度上決定于接點(diǎn)系統(tǒng)工作的可靠性。為保證繼電器的可靠工作，必須對接點(diǎn)系統(tǒng)有一定的要求，這些要求包括： (1)接點(diǎn)閉合時，接觸可靠，接觸電阻小而且穩(wěn)定； (2)接點(diǎn)斷開時，要可靠分開，接點(diǎn)間電阻為無窮大，即有一定的間隙； (3)接點(diǎn)在閉合和斷開過程中沒有顫動； (4)不發(fā)生熔接； (5)耐各種腐蝕； (6)導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率要高； (7)使用壽命長。2接點(diǎn)參數(shù) (1)接點(diǎn)材質(zhì)

40、對接點(diǎn)材質(zhì)的基本要求是機(jī)械強(qiáng)度高、導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率高、耐腐蝕、熔點(diǎn)較高、加工容易、價格適宜。 (2)接點(diǎn)電阻 接點(diǎn)接觸時兩導(dǎo)體間的連接是接觸表面間若干個接觸過渡段的結(jié)合，因此它的電阻比同樣形狀、尺寸的整個導(dǎo)體要大得多，這種接觸連接所形成的電阻叫做接觸電阻。接點(diǎn)電阻與接點(diǎn)材料、接點(diǎn)間壓力、接點(diǎn)的接觸形式、接點(diǎn)間電壓降、溫度及化學(xué)腐蝕、電腐蝕等因素有關(guān)。 接點(diǎn)電阻由接觸電阻及接點(diǎn)本身的電阻兩部分組成。 由于接觸電阻的存在，使通過接點(diǎn)的電流在接觸過渡區(qū)產(chǎn)生功率損失，使接點(diǎn)發(fā)熱。接點(diǎn)發(fā)熱后增大了材料的電阻系數(shù)，減低了機(jī)械強(qiáng)度。由于發(fā)熱和散熱是同時進(jìn)行且取得平衡的，所以接點(diǎn)通電后，能產(chǎn)生一定的溫升(接點(diǎn)溫

41、度與周圍環(huán)境溫度之差)，使接點(diǎn)電阻和機(jī)械強(qiáng)度保持在一定范圍內(nèi)。 總的要求是盡量減小接點(diǎn)電阻，以避免過高的接點(diǎn)溫升與電壓降。因此對接點(diǎn)電阻均要提出不允許超過的電阻值。(3)接點(diǎn)壓力 接觸點(diǎn)之間的壓力和材質(zhì)，在很大程度上決定著接點(diǎn)電阻的大小。開始接觸的瞬間，接點(diǎn)壓力加在為數(shù)不多的接觸點(diǎn)上，這些接觸點(diǎn)被壓平，使兩接觸表面更加接近一些，產(chǎn)生一些新的接觸點(diǎn)，總的接觸電阻就會降低。但當(dāng)壓力達(dá)到某數(shù)值時，再增大壓力。也不會使接點(diǎn)電阻有明顯減小。 接點(diǎn)間存在壓力，接點(diǎn)支撐件(接點(diǎn)彈片等，一般采用彈性元件)能產(chǎn)生彈性變形，避免因震動等因素造成接觸分離，所以對接點(diǎn)壓力有明確的最低值。(4)接點(diǎn)齊度 同一繼電器的所

42、有接點(diǎn)用于電路中，理論上要求同時接觸。但在接點(diǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)過程中，從工藝上不可能做到?jīng)]有誤差，因而接點(diǎn)很難做到完全同時接觸。繼電器各組接點(diǎn)同時接觸的誤差稱為接點(diǎn)不齊度，要求其越小越好。 (5)接點(diǎn)間隙 在動接點(diǎn)和靜接點(diǎn)開始分離的瞬間，接點(diǎn)間產(chǎn)生很高的電場，在接點(diǎn)間隙中的自由電子在此電場力的作用下從陰極向陽極高速移動，這樣就產(chǎn)生了接點(diǎn)間的電弧。另外，這些電子與氣體中的自由電子撞擊，使氣體電離，進(jìn)一步使電弧加劇。電弧的產(chǎn)生使接點(diǎn)迅速氧化和點(diǎn)燃，加速接點(diǎn)的損耗，縮短使用壽命。但當(dāng)接點(diǎn)間隔增大后，拉長了電弧，可使電弧熄滅。此外，接點(diǎn)間隙小，雷電效應(yīng)亦可能使接點(diǎn)間產(chǎn)生放電現(xiàn)象。故要求接點(diǎn)間有足夠大的間隙。

43、 (6)接點(diǎn)滑程 接點(diǎn)表面的腐蝕、氧化和灰塵等對接觸電阻有很大影響，為了保證接點(diǎn)的可靠工作，當(dāng)接點(diǎn)開始接觸后，要求接點(diǎn)相互之間有一定程度的位移，該位移叫做接點(diǎn)滑程。 3接點(diǎn)容量 繼電器接點(diǎn)所允許通過的最大電流稱為接點(diǎn)容量，繼電器使用時嚴(yán)禁超出接點(diǎn)允許容量，以保證各類接點(diǎn)達(dá)到規(guī)定的接點(diǎn)壽命動作次數(shù)。超出接點(diǎn)容量使用時，而造成接點(diǎn)接觸面拉弧燒損，使接點(diǎn)接觸電阻增大，壽命縮短，嚴(yán)重時造成器材或設(shè)備燒損。4接點(diǎn)材料 一般繼電器要求接點(diǎn)材料的電阻系數(shù)小，抗壓強(qiáng)度低，而且選用不易氧化或其氧化物電阻率小的材料。因?yàn)椋佑|材料電阻系數(shù)越小，接點(diǎn)本身的電阻越小，接觸電阻越??；材料的抗壓強(qiáng)度越小，在一定的接點(diǎn)壓力

44、下，接觸面積就越大，接觸電阻越小。 銀的電阻率最低，銀的氧化膜的導(dǎo)電率與純銀幾乎相等，且抗壓強(qiáng)度不高，因此幾乎所有類型的繼電器，都采用銀和銀合金作為接點(diǎn)材料。 對控制大電流和高電壓的接點(diǎn)，應(yīng)選擇耐電腐蝕和難熔的材料，例如鎢和金屬陶瓷等。鎢熔點(diǎn)高，硬度也很高，不會熔合，幾乎沒有機(jī)械磨損，耐電腐蝕能力強(qiáng)，但它在大氣中易氧化。 金屬陶瓷，大部分是由兩種互相不能熔成合金的成分，用金屬陶制法(粉末冶金法)制成的。它磨損小，熔點(diǎn)非常高，耐電腐蝕能力強(qiáng)，不易熔合，導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好，很適宜作為接點(diǎn)材料。銀氧化鎘就是其中的一種，其基本物質(zhì)為銀(8580)，起導(dǎo)電作用，氧化鎘(1215)起導(dǎo)熱作用，獲得了最佳配合。

45、它在高溫下(990)還能以爆炸形式分解出氧與鎘的蒸汽，起到對電弧的吹動和消除游離的效應(yīng)，形成自動吹弧作用，提高了接點(diǎn)的熄弧性能。特別是它與銀接點(diǎn)配合使用時，具有防粘連、接觸電阻小等特點(diǎn)。 安全型繼電器的普通接點(diǎn)，靜接點(diǎn)常用銀或銀氧化鎘制成，動接點(diǎn)用銀氧化鎘制成。加強(qiáng)接點(diǎn)的靜接點(diǎn)、動接點(diǎn)均用銀氧化鎘制成。 鐵路信號維修規(guī)則規(guī)定，普通接點(diǎn)的接觸電阻，銀一銀應(yīng)不大于0.03，銀一銀氧化鎘應(yīng)不大于0.05 ，銀一銀碳應(yīng)不大于0.3，銀氧化鎘一銀氧化鎘應(yīng)不大于0.1 。加強(qiáng)接點(diǎn)的接觸電阻，銀氧化鎘一銀氧化鎘應(yīng)不大于0.1 。 5接點(diǎn)的接觸形式 接點(diǎn)的接觸形式，有面接觸、線接觸和點(diǎn)接觸三種。 從表面上看，面接觸的接觸面最大，接觸電阻最小。但實(shí)際上并非如此，由于接點(diǎn)的接觸面稍有歪斜，兩個接點(diǎn)的接觸面就不能全面接觸，往往只能在一個點(diǎn)或一個不大的面積上接觸，因此接觸電阻仍然較大。而且接觸的部分每次閉合都有不同，加上接點(diǎn)表面的氧化物層自動凈化不良，所以接觸電阻很不穩(wěn)定。 線接觸的壓力比較集中，在接點(diǎn)閉合和斷開過程中，線接觸的接點(diǎn)表面能沿另一接點(diǎn)表面滑動，表面氧化層和灰塵會自動脫落，起到自動凈化的作用，使接觸電阻減小，而