《继电器基础及电磁继电器3-1》由会员分享,可在线阅读,更多相关《继电器基础及电磁继电器3-1(39页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、电力机车电器 继电器 relay,继电器,任务一 概述 一、继电器的定义及组成 1.继电器的定义和作用 继电器是根据某种输入信号(输入量)接通或断开小电流控制电路,实现远距离控制自动控制和保护的自动控制电器。 接触器是在工业控制中应用非常广泛的一种电器。在电力机车上是用来频繁地接通或切断带有负载的主电路、辅助电路或大容量的控制电路。 在电力机车上,继电器用于控制电路中,具有控制、保护或转换信号的作用。,继电器,2.继电器的组成 (1)结构组成 对于有触点的继电器,从其结构组成方面可认为是由触头装置和传动装置(一般没有灭弧装置)组成。 (2)原理组成 所有继电器,不论其形状,动作原理有何不同,均
2、可认为是由测量机构,比较机构和执行机构等组成,其原理组成方框如下图所示。,第三章 继电器,继电器根据外界输入的一定信号来控制响应电路中电流的“通”与“断”,对于大部分继电器来说输入量可以是电量,如电压、电流、阻抗、功率等,也可以是非电量,如压力、速度、温度等。输人量可以是一个量,也可以是两个或多个量。 测量机构(亦称环节或部分的作用是反应输入量并进行物理量的相应转换。比如电磁型继电器,测量机构是线圈和铁心构成的磁系统,用来测量输人电量的大小,并在衔铁上将电量的大小转换成相应的电磁吸力。,继电器,比较机构的作用是将输入量(或转换量)与其预设的整定值进行比较,根据比较结果决定执行机构是否动作。如:
3、电磁继电器的反力弹簧等。当电磁力大于反力时,衔铁吸合,接点动作;当电磁力小于反力时,衔铁不吸合,接点不动作,没有输出。一般可以在比较环节上调整(整定)继电器的动作值。 执行机构的作用是根据比较结果决定是否动作,执行机构对有触点电器来说是接点。对无触点电器来说一般是晶体管的导通和截止,执行机构的动作与否能实现对电路的“通”“断”控制。 输出量是根据比较结果来决定有无的。不管输人是何物理量,输出量往往是电量。,继电器,二、继电器的工作原理,继电器,继电器,继电特性:输入量用X来表示,输出量用Y表示。当输入量从零增加时,在XXdz的过程中,衔铁不吸合,常开接点保持打开,继电器不动作,输出量Y0;当X
4、Xdz时,衔铁吸合,常开接点闭合,输出量即达到YY1,继续增加X到Xe(额定输入量),输出仍保持Y1(常开接点继续闭合)。当输入量X从Xe减少时,在Xfh XXe过程中,常开接点继续闭合,输出保持Y1不变。当XXfh时,输入量产生的吸力不足以吸合衔铁,衔铁释放,常开触头打开,继电器返回,输出量Y为零,继续减少输入量X到零,输出均保持在Y为零状态。,继电器,可见,继电特性由连续输入、跃变输出的折线组成,只要某装置有该输入输出特性就能称为继电器。图中 Xdz称为继电器动作值,Xfh称为继电器的返回值。,继电器,三、继电器的特点 在电力机车上,继电器一般不直接控制主电路(或辅助电路),而是通过其他较
5、大的电器来控制主辅电路。 与其他开关电器相比,接触器具有可动作频繁,能通断较大电流,可以实现一定距离的控制等特点。 同接触器等较大的电器相比,继电器具有以下几个特点:,第三章 继电器,继电器,四、继电器的分类 继电器的用途广,种类多,有时对同一类型继电器,也常从不同的方面去说明它的特性。因此继电器有很多种分类方法,下面仅根据目前电力机车上使用的情况来分类继电器。,继电器,第三章 继电器,继电器,五、继电器的参数 在继电器的选用、维护和维修工作中,需要对继电器的一般参数有一定的了解和掌握。 1、额定值 指输入量的额定值及输出量的额定值。如额定电压、电流、额定气压等。 2、动作值 能使接点闭合的输
6、人物理量中的最小值。有时也称整定值。 3、释放值 能使接点打开的输人物理量中的最大值。对于具有常开接点的继电器而言,其释放值也是返回值。需要注意的是衔铁的释放值不一定是继电器的返回值(如常闭接点来说)。,继电器,4、返回系数 继电器的返回值 Xfh与动作值Xdz之比,称为返回系数,用 Kfh表示,即: 返回系数是继电器的重要参数之一对继电器来说一般Kfhl,Kfh越接近于1,继电器动作越灵敏,但抗干扰能力就差,所以返回系数也不完全是越高越好,对控制继电器来说,返回系数要求不高,对保护继电器要求有较高的返回系数。 5、额定工作制 对于继电器,一般有三种额定工作制,即长期工作制、短时工作制、间断工
7、作制,第三章 继电器,长期工作制:电器接通电源后连续工作到发热稳定的工作机制。 短时工作制:电器短时通电,温升未达到稳定就停止工作,并且下一次工作要等到电器冷却到介质温度以后。 间断工作制:电器一会儿通电一会儿断电的反复循环的工作过程。,继电器,6、使用寿命 使用寿命包括机械寿命和电气寿命,是继电器的重要技术指标。目前控制继电器的机械寿命可高达一千万次以上,它与使用条件有关。 7、动作时间和释放时间 对于电磁式继电器,动作时间是指继电器通电起,到所有触点达到工作状态止所经过的时间间隔。释放时间是指继电器断电起,到所有触点恢复到释放状态止所经过的时间间隔。按动作时间或释放时间的长短,继电器可分为
8、快速动作、正常动作和延时动作三种类型。 接触器基本参数除额定电压和电流外还有、切换能力 、动作值和释放值、操作频率、机械寿命和电气寿命,继电器,五、继电器在电路中的表示方法 不同车型的代号编制方法不同。国产电力机车的继电器触点表示方法“上开下闭,左开右闭”。,继电器,任务二 电磁继电器Electromagnetic relay 电磁式继电器的测量机构是电磁铁,执行机构是触头。它具有工作可靠,结构简单,易于制造等优点,所以在电力机车上得到广泛应用。 电磁式继电器可以分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等。 电压继电器:当继电器线圈两端电压达到规定值时动作的继电器,其吸引
9、线圈与电路并联,故线圈直径较细,匝数较多,主要作控制用。 电流继电器:当继电器线圈中流过的电流达到规定值时动作的继电器,其吸引线圈与电路串联,故线圈直径较粗,匝数较少,多作过载或者短路保护之用。,继电器,中间继电器:是指用来增加控制电路数目或将信号放大的继电器,它实际上也属于电压继电器。 时间继电器:时间继电器是指从接受信号至触头动作(或使输出电路的电参数产生跳跃和改变)具有一定的延时,该延时又符合其准确度要求的继电器。 按照电流种类的不同,电磁式继电器还可以分为直流电磁式继电器和交流电磁式继电器。 一、直流继电器 1.JZ1544Z型中间继电器 (1)型号 SS型电力机车上装有JZ1544Z
10、型中间继电器。 其中;J一继电器;Z一中间;15一设计序号;444常开、4常闭接点数;Z一直流控制。,继电器,(2)作用 该型继电器用在直流控制电路中,用来控制各种控制电器的电磁线圈,以使信号放大或用一个信号控制几个电器。 (3)组成 主要由传动装置和触头(接点)装置组成。,继电器,继电器,该型继电器的接点容量为10A,为了保证继电器体积小,结构紧凑,及大电流的分断能力,触头系统采用永磁钢吹弧以提高触头直流分断能力。小型化的永磁钢嵌装在静触头的下部,采用无极性布置法,可加强直流电弧的拉长,实现吹弧的目的。 在检修时特别注意以下两点: 永磁钢极性不能改变,应保证两个静触头下的永磁钢极性相反,若装
11、成同极性,则可能在某一电流方向时发生两弧隙电弧拉向内侧,造成静触头间飞弧的事故。 若永磁钢丢失,则分断能力要降低一倍,触头必须降容量使用。 (4)主要技术参数 见P69 表3-1,第三章 继电器,2、JT3215型时间继电器 (1)型号 JT3215型时间继电器。其中:J继电器;T 通用;3 设计序号在;21 2开1闭接点数目,5 表示动作值(s)(延时时间)。 (2)作用 作为控制电路中时间控制环节元件,作衔铁延时释放用。如控制通风机间隔启动的延时继电器,使两台通风机间隔3s启动,以避免同时启动带来的过电流的叠加。该型继电器有3个时间等级:1s(0.30.9s),3s(0.83s),5s(2
12、.55s)。,继电器,(3)组成 该型继电器的铁芯和磁轭采用圆柱整体电工钢,使铁芯与磁轭成为一体,再用铝基座浇铸而成,从而减小了装配气隙,降低磁阻,有利于提高继电器的灵敏度,极靴为一圆环,套在铁芯端部,衔铁制成板状,装在磁轭端部,可绕棱角转动,继电器在不通电释放状态情况下,借助于反力弹簧的作用使衔铁打开,铁芯上套有线圈,而在磁轭上套装有阻尼铜套(或阻尼铝套)起延时作用。在衔铁内侧与铁芯相接触处,装有一非磁性垫片,可减少伤铁释放时剩磁的影响。继电器的联锁触头装置装在前侧,衔铁支件与联锁触头支架联接,衔铁的动作即带动联锁触头支架上下动作,使联锁触头相应的开或阅。触头采用标准的CI1型组件。,继电器
13、,又称为磁极头,其作用是为了获得磁场较好的线性分布,是用两个结构相同的磁路组成,继电器,(4)动作原理(延时原理) 当继电器的线圈通电时,在磁路中产生磁通。当磁通增加到能使衔铁吸动的数值时,衔铁开始动作,随着衔铁与铁芯之间气隙的减小,磁通也增加。当衔铁与铁芯吸合以后,磁通最大(此时的磁通大于将衔铁吸住时所需的磁通)。在线圈通电时,因为磁通的增长和衔铁的动作时间很短,所以联锁触头的动作几乎是瞬时的。当线圈断电时,电流将瞬时下降为零,相应于电流的主磁通亦迅速减小;但因其变化率很大,根据楞次定律,在阻尼铜套(或阻尼铝套)内部将产生感应电势,并流过感应电流,此电流产生与原主磁通相同方向的磁通以阻止主磁
14、通下降,这样就使磁路中的主磁通缓慢地衰减,直到磁通衰减到不能吸住衔铁时,衔铁才释放,接点才相应地打开(或闭合),这样就得到了所需的延时。,第三章 继电器,为保证继电器延时的准确性,在使用时间继电器时必须保证有足够的充电时间(即线圈通电时间),使衔铁和铁芯中的磁通完全达到稳定值,若充电不足没有建立起稳定的磁通,延时作用将大大削减。JT3系列时间继电器的充电器充电时间不能小于0.8s, 故继电器通电时间必须大于1s。 (5)延时时间的调整 时间继电器的延时整定必须符合所选继电器相对应的时间等级范围,否则将不能保证时间精度。 时间继电器不同延时时间等级之间的调节(又称大范围调节)可以用更换阻尼套的办
15、法来实现。时间继电器的延时等级取决于阻尼套的材质和参数,电阻愈小,延时愈长。5s级的时间继电器一般采用大截面铜套以降低电阻值,3s级的时间继电器则采用吕套或者小截面的铜套以增加电阻值。,继电器,时间继电器相对应的阻尼套都是专用的,由制造厂配给,不能随意拆换。若确需改变继电器的使用等级,则可调换相应等级的阻尼套,以确保整定延时的足够精度。 在允许范围内,延时的调节方法有两种:,继电器,3、TJJ21821型接地继电器 (1)型号 TJJ21821型接地继电器,其中T铁路;JJ接地继电器;2设计序号;18一动作值(18 V);212主触头数1联锁触头数。 ( 2)作用 该继电器用作主电路接地保护。
16、SS4改电力机车上共装有两个该型继电器,分别在1,2号高压柜内,对1,2号主电路进行接地保护。 (3)组成 主要由传动装置、触头装置、指示装置和机械联锁等组成,组装在由酚醛玻璃纤维的有机玻璃透明外罩上。,继电器,第三章 继电器,传动装置:由拍合式电磁铁构成,带有吸引线圈。 触头装置:有两对主触头和一对联锁触头,均为桥式双断点,主触头由衔铁控制,联锁触头由指示杆带动。 指示装置:带有恢复线圈,螺管式电磁铁和指示杆。 机械联锁:由钩子和扭簧组成。 (4)工作原理 正常工作时,红色指示杆埋在罩内,接地继电器的控制线圈无电流,衔铁处于释放位置,指示杆被钩子勾住,接地继电器的联锁触头处于常开位置。当机车主电路发生接地故障时,控制电磁铁吸合动作带动触头切换有关电路,使主断路器跳闸切断机车总电源,保护了主电路。与此同时,衔铁与钩子的尾部相接触,迫使钩子克服扭簧的作用力,而使其顺时针旋转,使得钩子不再钩住指示杆并在弹簧的作用下跳出罩外,显示机械动作信号,同时联锁触头相应闭合,司机台上显示故障信号。,继电器,当故障消失