轨道交通基本元器件及其用法

R2单元二继电器轨道电路计轴器应答器教学内容信号继电器、轨道电路、计轴器、应答器基本原理机械结构与电气参数、电路分析与应用教学重难点继电器的基本原理、分类、应用方法及电路分析轨道电路的基本原理、状态、作用道岔区段轨道电路的电流分析计轴器、应答器基本使用原理2.1继电器各种继电器的工作原理继电器在控制电路中的作用。故障—安全原则的基本要求及实现。有关继电器的一些符号表示知识要点：继电器铁路信号继电器用于接通和断开电路，用以发布控制命令和反映设备状态，以构成自动控制和远程控制电路。地铁信号系统技术中广泛采用继电器，称为信号继电器（简称继电器），通常作为自动控制系统的接口部件。继电器是自动控制系统中常用的电器。继电器的可靠性直接影响到地铁信号系统的可靠性和安全性。信号继电器的组成：继电器是由电磁系统和触点系统两大系统组成的。具体由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。继电器电磁系统（感受系统）：线圈、铁心、衔铁等触点系统（执行机构）：动触点、静触点一、继电器的基本原理继电器的“常开、常闭”触点，的区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器一般有两组电路，分别为低压控制电路和高压工作电路。当线圈中通入一定的的电流后，根据电磁原理，线圈中因为电流产生磁性，衔铁被吸引。当线圈中没有足够的电流时，衔铁由于重力作用被释放。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控制。继电器工作原理总结⑴线圈通电→产生磁通→电磁吸引力→衔铁吸向铁心→衔铁带动动接点动作→继电器励磁（吸起）⑵线圈断电→吸引力下降→衔铁依靠重力落下→继电器失磁（落下）继电器通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”;用字母H表示处于接通状态的静触点称为“常闭触点”，用字母D表示继电器的“常开、常闭”触点的区分：还有一种是一个动触点与一个静触点常闭，而同时与一个静触点常开，形成一开一闭的转换触点形式.用字母I表示。继电器工作原理总结二、继电器的工作特性1、额定工作电压。继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。2、直流电阻。继电器中线圈的直流电阻，可以用万用表测试。3、吸合电流。继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。4、释放电流。继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。5、触点切换电压和电流。继电器允许加载的电压和电流，它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。主要技术参数继电器的符号表示继电器在电路中用一个长方框符号表示线圈，同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“K”。继电器的触点有两种表示方法：一是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观；另一是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。常开触点：常态时动触点与静触点断开。常闭触点：常态时动触点与静触点接通。继电器的触点一般有三种基本形式：继电器的触点一般有三种基本形式：1、动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头+H表示。2、动断型（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后，两个触点就断开。以断字的拼音字头+D,表示。3、转换型（Z型）是触点组。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上、下各一个静触点。线圈不通电时，边触点和其中一个静触点断开且与另一个触点闭合，线圈通电后，动触点移动，使原来断开的闭合，原来闭合的断开，从而达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“Z表示。继电器型号的命名和标志方法1、继电器的型号一般由主称代号、外形符号、短划线、序号和防特征符号组成。2、继电器的规格号由型号和规格序号组成。型号与规格序号之间用斜线分隔，规格序号不能单独使用。3、继电器的规格序号须根据形成其系列的主要特征，如线圈额定电压、安装方式、引出端形式或触点组数等进行命名。一般国产继电器的型号命名由四部分组成：第一部分+第二部分+第三部分+第四部分第一部分用字母表示继电器的主称类型。JR----小功率继电器JZ----中功率继电器JQ----大功率继电器JC----磁电式继电器JU----热继电器或温度继电度JT----特种继电器JM----脉冲继电器JS----时间继电器JAG----干簧式继电器第二部分用字母表示继电器的形状特征。W----微型X----小型C----超小型第三部分用数字表示产品序号。用数字表示产品序号第四部分用字母表示防护特征。F----封闭式M----密封式例如：JRX-13F（封闭式小功率小型继电器）JR——小功率继电器X——小型13——序号三、信号继电器的作用1）扩大控制范围。例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。2）放大。例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。3）综合信号。例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。4）自动、遥控、监测。例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。四、信号继电器的优点信号继电器具有动作响应快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。五、继电器的分类按动作原理分类•电磁继电器、感应继电器按动作电流分类•直流继电器、交流继电器按动作时间分类•正常动作继电器、缓动继电器按工作可靠度分类•安全型继电器、非安全型继电器1、按动作原理分电磁继电器感应继电器通过线圈产生磁场，信号设备中常用通过线圈产生的交变磁场与翼板中的另一交变磁场所感应的电流相互作用，翼板转动。如，相敏轨道电路所使用的交流二元继电器直流继电器交流继电器直流电源供电，信号继电器常用2、按动作电流分直流继电器与交流继电器主要区别在于：直流继电器线圈的电阻较大，匝数较多、体积较大。交流电源供电，如，信号机点灯电路中用于监督信号机是否灭灯的灯丝继电器，用于信号机灯泡主、副灯丝转换的灯丝转换继电器等3、按动作时间分正常动作继电器缓动继电器衔铁动作时间0.1-0.3秒,大部分信号继电器属于此范围包括缓吸和缓放两种,衔铁动作时间超过0.3秒晶体管时间继电器数字式时间继电器缓动继电器：延缓继电器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。4、按工作可靠度分安全型继电器（N型）非安全型继电器（C型）依靠重力作用释放衔铁依靠弹力保证继电器落下，又称弹力式继电器城市轨道交通系统大多使用安全型继电器！！六、安全继电器1、安全型继电器的型号表示法安全型继电器型号用汉字拼音字母和数字表示，字母表示继电器种类，数字表示线圈的电阻值（单位Ω）例如J-继电器，W-无极，J加强接点（普通接点不标），X-信号，C-插入（非插入式不标），H-缓放（非缓放不标），125-前圈电阻值，0.44-后圈电阻值表2-1继电器型号的文字符号含义代号含义代号含义安全型其他类型安全型其他类型A安全RB半导体S时间、灯丝、双门C插入插入、传输、差动T通用、弹力D动态W无极DB单闭磁X信号H缓放缓放Y有极信号、小型J继电器，加强接点继电器、加强接点、交流Z整流整流、转换P偏极安全型继电器是指它的结构必须符合故障-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；处于禁止运行状态的故障有利于行车安全，称为安全侧故障；处于允许运行状态的故障可能危及行车安全，称为危险侧故障。在故障情况下使前接点闭合的概率远小于后接点闭合的概率。这样，就可以用前接点代表危险侧信息，用后接点代表安全侧信息。热敏干簧继电器的工作原理和特性：热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。2、安全继电器的原理固态继电器（简称SSR，SolidStateRelay）工作原理和特性：固态继电器是一种由固态电子组件组成的新型无触点开关，利用电子组件（如开关三极管、双向可控硅等半导体组件）的开关特性，达到无触点、无火花、而能接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”。单相SSR为四端有源器件，其中◇两个输入控制端，◇两个输出端，◇输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。例：过零触发型AC—SSR工作原理过零触发型AC—SSR为四端器件，其内部电路如图示，1、2为输入端，3、4为输出端。R0为限流电阻，光耦合器将输入与输出电路在电气上隔离开，V1构成反相器，R4、R5、V2和晶闸管V3组成过零检测电路，UR为双向整流桥，由V3和UR用以获得使双向晶闸管V4开启的双向触发脉冲，R3、R7为分流电阻，分别用来保护V3和V4，R8和C组成浪涌吸收网络，以吸收电源中带有的尖峰电压或浪涌电流，防止对开关电路产生冲击或干扰。无极继电器◇无极继电器由电磁系统和接点系统两大部分组成。电磁系统由铁心、L形轭铁、角形衔铁、前后线圈组成。铁心是用个蝶形钢丝卡压在轭铁刀口上，结构简单、动作灵活。衔铁上铆有重锤片，方便继电器强断电后主要靠重力保证衔铁可靠落下。◇无极继电器的接点系统采用两排纵列式联动结构。它是由银接点单元、动接点单元、电源片单元、拉杆、中接点轴、绝缘螺钉及弓形弹簧压板所组成。下止片也同时组装在接点架上。1—铁心；2—止片；3—衔铁；4—钢丝卡；5—重锤片；6—轭铁；7—前后线圈；8—前后线圈架。电磁系统1—银接点单元；2—螺钉；3—压板；4—电源片单元；5—下止片；6—拉杆；7，8—中接点轴和绝缘轴；9—动接点单元。接点系统（1）结构直流电磁系统：线圈、铁心、轭铁等触点系统：拉杆、触点组（8组触点）（2）工作原理励磁状态（吸起状态）失磁状态（落下状态）整流式继电器整流式继电器应用于交流电路中，其电磁系统、触点系统、动作原理与直流无极继电器基本相同，在直流无极继电器的基础上增加整流电路，一般采用四个二极管组成桥式整流电路。桥式整流电路整流式继电器JZXC-480•作用：用于交流电路中。•特点：电磁系统与无极继电器相同。•不同：在接点组上安装了二极管组成的半波或全•波整流电路。•规格：•半波JZXC-480全波、JZXC-0.14•全波JZXC-156、JZXC-H18、JZXC-H18F•使用中电源端子1、4短接！！有极继电器（polarizedrelay）有极继电器具有反映外来输入信号电极（正负极）方向的功能。在线圈中通以规定极性的电流时，继电器吸起，断电后仍保持在吸起位置；通以反方向电流时，继电器打落，断电后保持在打落位置。这种继电器根据线圈中电流极性不同而具有定位和反位两种稳定状态，这两种稳定状态在线圈中电流消失后，仍能继续保持，故又称极性保持继电器。主要特点:◇灵敏度高。有极继电器只需较少的安匝值就能动作。例如：有的动作安匝为1～4，而无极继电器一般需要50～200安匝。◇动作时间较快。最快的有极继电器只需要1~2ms，甚至更少。而无极继电器则需要10~100ms，有些大型继电器动作时间还要慢些。◇有机继电器的类型一般按磁路结构来分类，可分为串联式、并联式（或称差接式）和桥式