軌道交通基本元器件之——信號繼電器

繼電器主要是通過觸點的閉合和斷開來實現(xiàn)電路控制。

繼電器在城市軌道交通車輛控制電路中有著廣泛的應(yīng)用。地鐵車輛的信號傳遞、邏輯控制大多數(shù)由繼電器實現(xiàn)，如車門狀態(tài)、氣制動狀態(tài)、受電弓控制、司機臺激活、牽引控制等都是由繼電器實現(xiàn)控制。

由于繼電器的使用數(shù)量眾多，繼電器的狀態(tài)將直接影響車輛的運行情況。繼電器在控制電路中有著至關(guān)重要的作用，繼電器的可靠性直接影響到地鐵信號系統(tǒng)的可靠性和安全性。

一、信號繼電器的組成

繼電器是由電磁系統(tǒng)和觸點系統(tǒng)兩大系統(tǒng)組成的。具體由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。

電磁系統(tǒng)(感受系統(tǒng))：由線圈、鐵心、銜鐵等組成。

觸點系統(tǒng)(執(zhí)行機構(gòu))：由動觸點、靜觸點組成。

繼電器的符號表示

繼電器在電路中用一個長方框符號表示線圈，同時在長方框內(nèi)或長方框旁標上繼電器的文字符號“K”。

繼電器的觸點有兩種表示方法：

一是把它們直接畫在長方框一側(cè)，這種表示法較為直觀;

另一是按照電路連接的需要，把各個觸點分別畫到各自的控制電路中，通常在同一繼電器的觸點與線圈旁分別標注上相同的文字符號，并將觸點組編上號碼，以示區(qū)別。

常開觸點：常態(tài)時動觸點與靜觸點斷開。

常閉觸點：常態(tài)時動觸點與靜觸點接通。

繼電器型號的命名和標志方法

1、繼電器的型號一般由主稱代號、外形符號、短劃線、序號 和防特征符號組成。

2、繼電器的規(guī)格號由型號和規(guī)格序號組成。型號與規(guī)格序號之間用斜線分隔，規(guī)格序號不能單獨使用。

3、繼電器的規(guī)格序號須根據(jù)形成其系列的主要特征，如線圈額定電壓、安裝方式、引出端形式或觸點組數(shù)等進行命名。

二、繼電器的基本原理

繼電器通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。

⑴ 圈通電→產(chǎn)生磁通→電磁吸引力→銜鐵吸向鐵心→銜鐵帶動動接點動作→繼電器勵磁(吸起↑)

⑵ 線圈斷電→吸引力下降→銜鐵依靠重力落下→繼電器失磁(落下↓ )

繼電器的“常開、常閉”觸點的區(qū)分：

繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”，用字母H表示;

處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”，用字母D表示。

還有一種是一個動觸點與一個靜觸點常閉，而同時與一個靜觸點常開，形成一開一閉的轉(zhuǎn)換觸點形式，用字母I表示。

繼電器一般有兩組電路，分別為低壓控制電路和髙壓工作電路。

三、繼電器的工作特性

1、額定工作電壓。

繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。

根據(jù)繼電器的型號不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。

2、直流電阻。

繼電器中線圈的直流電阻，可以用萬用表測試。

3、吸合電流。

繼電器能夠產(chǎn)生吸合動作的最小電流。

在正常使用時，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對于線圈所加的工作電壓，一般不要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。

4、釋放電流。

繼電器產(chǎn)生釋放動作的最大電流。當繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。這時的電流遠遠小于吸合電流。

5、觸點切換電壓和電流。

繼電器允許加載的電壓和電流，它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點。

四、繼電器的分類

按動作原理分類

電磁繼電器：通過線圈產(chǎn)生磁場，信號設(shè)備中常用。

感應(yīng)繼電器：通過線圈產(chǎn)生的交變磁場與翼板中的另一交變磁場所感應(yīng)的電流相互作用，翼板轉(zhuǎn)動。如，相敏軌道電路所使用的交流二元繼電器。

按動作電流分類

直流繼電器：直流電源供電，信號繼電器常用。

交流繼電器：交流電源供電，如信號機點燈電路中用于監(jiān)督信號機是否滅燈的燈絲繼電器，用于信號機燈泡主、副燈絲轉(zhuǎn)換的燈絲轉(zhuǎn)換繼電器等。

按動作時間分類

正常動作繼電器：銜鐵動作時間0.1-0.3秒，大部分信號繼電器屬于此范圍。

緩動繼電器：包括緩吸和緩放兩種，銜鐵動作時間超過0.3秒。

按工作可靠度分類

安全型繼電器(N型)：依靠重力作用釋放銜鐵。

非安全型繼電器(C型)：依靠彈力保證繼電器落下，又稱彈力式繼電器。

城市軌道交通系統(tǒng)大多使用安全型繼電器!

關(guān)于安全繼電器

1、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Q)。

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)故障的可能性遠遠大于發(fā)生危險側(cè)故障的可能性。

處于禁止運行狀態(tài)的故障有利于行車安全，稱為安全側(cè)故障;處于允許運行狀態(tài)的故障可能危及行車安全，稱為危險側(cè)故障。

在故障情況下使前接點閉合的概率遠小于后接點閉合的概率。這樣，就可以用前接點代表危險側(cè)信息，用后接點代表安全側(cè)信息。

五、信號繼電器的作用

1)擴大控制范圍。

例如，多觸點繼電器控制信號達到某一定值時，可以按觸點組的不同形式，同時換接、開斷、接通多路電路。

2)放大。

例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。

3)綜合信號。

例如，當多個控制信號按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時，經(jīng)過比較綜合，達到預(yù)定的控制效果。

4)自動、遙控、監(jiān)測。

例如，自動裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程序控制線路，從而實現(xiàn)自動化運行。

六、信號繼電器的優(yōu)點

信號繼電器具有動作響應(yīng)快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于電力保護、自動化、運動、遙控、測量和通信等裝置中。