电力机车电器检查与维护第六章.docx
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第六章 继电器本章在讲述继电器基本知识的基础上，对电力机车常用(电磁式、机械式)继电器的种类、 作用、型号、结构、工作原理、特点和主要技术参数进行介绍，并简单地介绍继电器的选用 和维修方法学习目标与要求：(1) 熟悉电力机车常用继电器的功能作用(2) 掌握各常用继电器的结构(3) 掌握各常用继电器的工作原理(4) 了解各常用继电器的技术参数电力机车应用案例：继电器在电力机车中的应用非常广泛，其种类也很多电力机车常用电磁式继电器与 通用电磁式继电器的工作原理一样，只是其功能作用满足电力机车运行控制及保护的要求 图6 — 1 (a)是电力机车常用的接地继电器，它用作主电路接地保护图6 — 1 (b)为SS4G 型电力机车主电路接地保护电路原理图图 6－1 (a )接地继电器第一节 概 述一、继电器的定义及组成继电器是一种根据某一输入量来换接执行机构的电器，用于控制电路继电器也可认为 是传递讯号的电器在电力机车控制电路中，继电器具有控制、保护或转换信号的作用任何一种继电器，不论它的动作原理、结构形式、使用场合如何千差万别，都是根据外 界输入的一定信号来控制电路中电流的“通”与“断”的，这就是继电器的共性。
这种共性 说明，任何一种继电器为了完成它的特定使命，一般都应由测量机构、比较机构和执行机构 等部分组成，其原理组成方框图如图6—2所示整定输f —彳比较］一甌石］巡雯.图6 — 2继电器原理组成方框图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、温度等输入量可以是一个量，也可以是两个或多个量测量机构是反应继电器输入量的装置，用于接收输入量，并将其转换成继电器工作所必 须的物理量比如电磁型继电器，测量机构是线圈和铁心构成的磁系统，用来测量输入电量 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：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是反应继电器输出的装置，它作用于被继电器控制的相关电路中，以得到必须 的输出量执行机构根据比较的结果决定是否动作：有触点电器中触点的分、合动作，无触 点电器中晶体管的饱和、截止两种状态，都能实现对电路的“通”、“断”控制。
输出量是根据比较结果来决定有无的不管输入是何物理量，输出量往往是电量 需要说明的是，对于有触点的继电器来说，也可按前面电器基本理论所述，由触头装置 和传动装置（一般没有灭弧装置）组成二、继电器的分类继电器的用途很广，种类繁多，对不同类型的继电器要求不同，有时对同一类型的继电 器，也需要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：1．按用途分，有控制继电器和保护继电器2．按输入物理量的性质分，有电磁式继电器（反应电量的继电器）、机械式继电器（反 应非电量的继电器）3．按执行机构的种类分，可分为有触点继电器和无触点继电器 4．按输入电流性质来分，有直流继电器和交流继电器5．按作用分，有电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、压力继电器等三、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，而是通过接触器或主、辅电 路中的其它电器对主电路及辅助电路进行控制的同接触器相比较，继电器具有以下特点：1．继电器触头容量小，采用点接触形式，没有灭弧装置，体积和重量也比较小 2．继电器的灵敏度要求极高，输入、输出量应易于调节。
3．继电器能反应多种信号（如各种电量、速度、压力等），其用途很广，外形多样化 4．继电器不能用来开断主电路及大容量的控制电路四、继电器的动作原理和继电器特性继电器的输入量与输出量之间有一特定的关系，这就是继电器最基本的输入－输出特 性，亦称继电特性继电特性可以通过分析继电器的工作过程来得到下面我们分析电磁继电器的工作过程 （可参见第四章电磁传动装置的工作原理）图6 — 3为具有常开接点继电器的继电特性，输入量用X来表示，输出量用Y表示当 输入量X从零增加时，在X
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 X 称为继电器的动作值， X 称为继电器的返回值dz fh图 6 －3 继电特性五、继电器的基本参数1．额定参数 指输入量的额定值及触点的额定电压、额定电流等2．动作值 使继电器吸合动作所需要的最小物理量的数值，如电流继电器的动作电流，电压继电器 的动作电压，风压继电器的动作风压等有时也称整定值3．返回值 使接点打开所需要的最大物理量的数值 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）4．返回系数指继电器输入量的返回值X与动作值X之比，用K表示，即：fh dz fhK Xf^fh Xdz返回系数是继电器的重要参数之一，对继电器来说一般K <1K越接近于1,继电器fh fh 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.动作值的调整 继电器的动作值（或返回值）的调整，也称继电器参数的整定对电磁继电器的整定，可 通过改变反力弹簧和工作气隙来实现对电子继电器来说，可改变比较环节的电位器的阻值 等来实现。
六、继电器在电路中的表示方法继电器和接触器的符号表示方法，在电路图中一般都有说明，同一电器的输入（如线圈） 和输出（如接点）往往不画在一起，但代号是相同的，以表示控制和被控制的关系不同车型 的代号编制方法是不同的另外国产车和进口车的常开、常闭接点的表示方法一般也相反 国产电力机车的电器接点表示方法为“上开下闭，左开右闭”第二节 电磁继电器电磁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了广泛的应用电磁式继电器可分为电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器和信号继电器 等按照电流种类的不同，电磁继电器还可以分为直流电磁继电器和交流电磁继电器电压继电器是指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是指当继电器线圈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，多作过载或短路保护之用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或改变）具有 一定的延时，该延时又符合其准确度要求的继电器。
为了与接触器对比认识，并利用电器学的基本理论，在以后介绍有关有触点继电器的组 成时，我们有时会按传动装置和触头（接点）装置两部分来认识有关继电器一、直流继电器（一）JZ15—44Z型中间继电器1．型号及含义SS型电力机车上装有JZ15-44Z型中间继电器其中：J 一继电器；Z 一中间；15 一设计序号；44—4 常开、4 常闭接点数；Z 一直流控制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．组成如图6－4所示，主要由传动装置和触头（接点）装置组成 传动装置：由直流螺管式电磁铁构成（螺管直动式），铁心和线圈布置在继电器中央 为了获得较平坦的吸力特性和足够的开距，铁心采用锥形止铁继电器的反力特性依靠动触 头支架上的一对拉伸弹簧调节，衔铁上还装有一个手动按钮，以供检查及故障操作使用触头装置：为 8 对双断点桥式触头，分别布置在磁轭两侧可根据需要任意组合成 2 开6闭，4开4闭，6开2闭的方式，但必须注意两个触头盒中的常开常闭接点数应对称布 置为了防尘和便于观察接点，继电器带有透明的防尘罩图 6 － 4 JZ15 继电器结构1－线圈；2－磁轭；3－铁心；4－衔铁；5－按钮；6－触头组；7－防尘罩；8－反力弹簧；9－支座。
该型继电器的接点容量为10A,为了既实现体积小，结构紧凑，又保证大电流分断能力， 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在静触头的下部，采 用无极性布置法，可以将直流电弧拉长，实现吹弧的目的在检修时要特别注意以下两点：（1） 永磁钢极性不能任意改变，应保证两个静触头下的永磁钢极性相反，若装成同极 性，则可能在某一电流方向发生两弧隙电弧拉向内侧，造成静触头间飞弧的事故2） 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 该型继电器的参数见表6—1（109 页）该型继电器还用在功率因数补偿装置（PFC ）中，用来控制并联电阻，使电容尽快放电， 结构要求有些不同，也称为放电接触器，型号为JD15D-22ZF型二）JT3-21 / 5型时间继电器1．型号及含义JT3-21/ 5其中：J—继电器；T —通用；3－设计序号；2、1—2开1闭接点数目；5—表示动作值（s）（延时时间）2．作用 该型继电器作为控制电路中的时间控制环节元件，作衔铁延时释放用有3个时间等级： 1s（0.3〜0.9s） 3s（0.8〜3s）, 5s（2.5〜5s）图 6 －5 JT3 系列时间继电器结构简图1－底座；2－阻尼套筒；3－铁心；4－反力弹簧；5－反力调节螺母；6－衔铁；7－非磁性垫片；8－触头组；9－极靴；10－线圈。
3．结构如图 6－5 所示，该型继电器的铁心和磁轭采用圆柱整体电工钢，使铁心与磁轭成为一 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 衔铁制成板状，装在磁轭端部，可绕棱形支点转动，形成拍合式动作铁心端部套有圆环状 的极靴在衔铁内侧与铁心相接触处，装有一磷铜皮制成的非磁性垫片，此垫片使衔铁闭合 时与铁心间保持一定的距离，即衔铁与铁心间有一定数值的磁阻，以防止衔铁在闭合状态下， 当吸引线圈断电时，剩磁将衔铁“粘住”，引起继电器不能正常释放而造成事故时间继电 器的延时作用是依靠套装在磁轭上的阻尼套筒来保证的继电器断电时，可借助于反力弹簧 的作用使衔铁打开继电器的联锁触头采用标准的 CI-1 型组件，更换方便，且常开和常闭联锁触头的数量 可按需要组合它装在继电器的前侧其杆状胶木的动触头支架由与衔铁机械固定在一起的 拨叉控制，衔铁动作即通过拨叉带动触头支架上、下动作，使联锁触头作相应的开闭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。
