第十七章继电器 本章主要介绍继电器的最基本知识,以及电力机车上常用(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,并简单地 介绍继电器的选用和维修方法。 第一节概述 、继电器的定义及组成 继电器是一种根据输人量变化来控制输出量跃变的自动电器,可实现控制、 保护有关电器设备,是一种应用非常多的电器。 所有继电器,不论其形状,动作原理有何不同,均可认为是由测量机构,比 较机构和执行机构等组成,其原理组成方框图如图17-1所示。 整定 地人量测量一比较一执行输出 图17—1继电器原理组成方框图 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 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。 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。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, 将其分为触头装置和传动装置(一般没有灭弧装置)
第十七章 继电器 本章主要介绍继电器的最基本知识，以及电力机车上常用（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，并简单地 介绍继电器的选用和维修方法。 第一节 概 述 一、继电器的定义及组成 继电器是一种根据输人量变化来控制输出量跃变的自动电器，可实现控制、 保护有关电器设备，是一种应用非常多的电器。 所有继电器，不论其形状，动作原理有何不同，均可认为是由测量机构，比 较机构和执行机构等组成，其原理组成方框图如图 17—1 所示。 图 17—1 继电器原理组成方框图 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。 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。 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。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， 将其分为触头装置和传动装置（一般没有灭弧装置）
继电器的分类 继电器的用途广,种类多,有时对同一种继电器,也常从不同的方面去说明 它的特点,仅根据目前电力机车上使用的情况来分: 1.按用途分,有控制用继电器和保护用继电器。 2.按输入的物理量分,有电量和非电量。如电压、电流继电器。风压、风速 继电器等。 3.按动作原理分,有电磁式、电子式、机械式等 4.按输人电流性质来分,有直流继电器和交流继电器 5.按接点情况分,有有触点继电器和无触点继电器。 6.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),而是通过其 他较大的电器来控制主辅电路。同接触器等较大的电器相比,继电器一般没有灭 弧装置,体积小、重量轻、动作灵敏。 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17-2为继电器的继电特性,输入量用Ⅹ来表示,输出量用Y表示。当输 入量从零增加时,在ⅹ<Xdz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Y=0;当X=Xdz时,衔铁吸合,常开接点闭合,输出量即达 到Y=Ⅵ,继续増加.X到Ⅺe(额定输入量),输岀仍保持Y(常开接点继续闭 合)。当输入量X从Xe减少时,在X<Kih过程中,常开接点继续闭合,输出保 持Y1不变。当X=Kfh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
二、继电器的分类 继电器的用途广，种类多，有时对同一种继电器，也常从不同的方面去说明 它的特点，仅根据目前电力机车上使用的情况来分： 1.按用途分，有控制用继电器和保护用继电器。 2.按输入的物理量分，有电量和非电量。如电压、电流继电器。风压、风速 继电器等。 3.按动作原理分，有电磁式、电子式、机械式等。 4.按输人电流性质来分，有直流继电器和交流继电器。 5.按接点情况分，有有触点继电器和无触点继电器。 6.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），而是通过其 他较大的电器来控制主辅电路。同接触器等较大的电器相比，继电器一般没有灭 弧装置，体积小、重量轻、动作灵敏。 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 17—2 为继电器的继电特性，输入量用 X 来表示，输出量用 Y 表示。当输 入量从零增加时，在 X＜Xdz 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 Y＝0；当 X＝Xdz 时，衔铁吸合，常开接点闭合，输出量即达 到 Y＝Y1，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 X＜Xfh 过程中，常开接点继续闭合，输出保 持 Y1 不变。当 X＝Xfh 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
图17-2继电特性 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 一输出特性就能称为继电器。图中Xdz称为接点动作值,Xfh称为接点的返回值 、继电器的基本参数 (一)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 (二)动作值 能使接点闭合的输人物理量中的最小值。有时也称整定值。 (三)返回值 能使接点打开的输人物理量中的最大值。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)。 (四)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Kih表示,即: 场场m (17-1) 返回系数是继电器的重要参数之一.对继电器来说一般Kfh<1,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 (五)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
图 17—2 继电特性 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 称为接点动作值，Xfh 称为接点的返回值。 一、继电器的基本参数 （一）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。 （二）动作值 能使接点闭合的输人物理量中的最小值。有时也称整定值。 （三）返回值 能使接点打开的输人物理量中的最大值。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）。 （四）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： Xdz Xfh Kfh = （17—1） 返回系数是继电器的重要参数之一．对继电器来说一般 Kfh＜l，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。 （五）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 电磁继电器具有工作可靠,结构简单及易于制造等优点,所以在电力机车上 被大量采用。 电磁继电器又分为直流和交流两种。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,我们有时还按传动装置和 触头(接点)装置两部分来认识有关继电器。 、宜流继电器 (一)JZ15-442型中间继电器 1.型号 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17-3所示,主要由传动装置和触头(接点)装置组成。 瞿A 图17-3J15继电器结构 1—线圈:2一磁:3一铁心:4一衔铁:5一按钮:6—触头组:7一防尘罩:8一反力弹簧:9一支座
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 电磁继电器具有工作可靠，结构简单及易于制造等优点，所以在电力机车上 被大量采用。 电磁继电器又分为直流和交流两种。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，我们有时还按传动装置和 触头（接点）装置两部分来认识有关继电器。 一、直流继电器 （一）JZ15－442 型中间继电器 1.型号 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 17—3 所示，主要由传动装置和触头（接点）装置组成。 图 17—3 JZ15 继电器结构 1—线圈；2—磁；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
传动装置:由直流螺管式电磁铁构成。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,铁心采用锥形衔铁,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,衔铁上还有手动按钮,以供检査及故障操 作之用。 触头装置:接点(联锁触头)为8对桥式,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。 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,静接点下采用永磁钢,以使电弧拉长熄灭。 该型继电器的参数见表17-1。 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 JT3-21/5型时间继电器。其中:J一继电器:T一通用;3一设计序号在 21一2开1闭接点数目,5一表示动作值(s)(延时时间)。 图17-4JT3系列时间继电器结构简图 l一底座:2—阻尼套筒:3—铁心:4一反力弹簧:5一反力调节螺母: 6一衔铁:7一非磁性垫片:8—触头组:9一极靴:10—线圈 2.作用 该型继电器作为直流控制电路中的延时控制环节。有3个时间等级: (0.3~0.9s),3s(0.8~3s),5s(2.5~5s)
传动装置：由直流螺管式电磁铁构成。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，铁心采用锥形衔铁，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，衔铁上还有手动按钮，以供检查及故障操 作之用。 触头装置：接点（联锁触头）为 8 对桥式，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。 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，静接点下采用永磁钢，以使电弧拉长熄灭。 该型继电器的参数见表 17—l。 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 JT3－21／5 型时间继电器。其中：J—继电器；T 一通用；3 一设计序号在； 21 一 2 开 1 闭接点数目，5 一表示动作值（s）（延时时间）。 图 17—4 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。 2.作用 该型继电器作为直流控制电路中的延时控制环节。有 3 个时间等级：1s （0.3～0.9s），3s（0.8～3s），5s（2.5～5s）