城市轨道交通通讯与信号项目一信号基础设备-继电器讲解

交流二元二位继电器结构和磁系统图
1型继电器由翼板、电磁系统和接点等主要部件组成。在主轴1
上安有翼板5，在副轴12上安装有动接点组11，副轴通过连杆2
受主轴推动。在主轴上还安装有止挡片3。为了限制翼板上下活
动的极限位置，在支架6 上安装有上、下止挡轮4。电磁系统7、
静接点10和9 安装在支架6 上，支架再安装在底座8上。整体结
2020/3/1
JWXC-H310型无极缓动继电7 器
4．按工作可靠程度分类
(1)安全型继电器 依靠自 身结构满足系统的安全要求， 主要是依靠重力作用释放衔 铁。
(2)非安全型继 电器 断电后依靠弹力保证 继电器落下，又称为 弹力式继电器。
2020/3/1
8
三、安全型继电器
城市轨道交通信号系统大多使用安全型继电器以确 保设备具有“故障一安全”特性。安全型继电器一般 为电磁继电器，可采用直流电也可采用交流电，根据 需要还可使继电器具有缓动功能。
比例相当大，但仍需要将继电器电路作为系统主机与
信202号0/3/机1 、轨道电路、转辙机的接口电路。
27
目前轨道交通信号设备中，继电器的作用主要表现 在以下几方面。
(1)表示功能 利用不同继电器表示线路的占用和空 闲、信号的开放和关闭、道岔是否在规定位置、区间 是否闭塞等状态。例如，车站每组联锁道岔均设置定 位表示继电器(DBJ)和反位表示继电器(FBJ)，当有关 继电器吸起时表示该道岔在定位或在反位，进而利用 继电器触点接通控制台或显示屏的相关表示灯，并实 现有关设备间的相互控制关系。
2020/3/1
图1—3 桥式整流电路
15
3．有极继电器
有极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， 所以又称为极性保持继电器。它 的特点是在电磁系统中增加了永 久磁钢。在线圈中通以规定极性 的电流时，继电器吸起，断电后 衔铁仍能保持在吸起位置；通以 反向电流时，继电器落下，断电 后仍保持在落下位置。
使翼板转动而动作的继电器。例如，相敏轨道电路所
使用的交流二元继电器。
2020/3/1
光控发声 光控开关 实验
5
2．按动作电流分类
(1)直流继电 器是由直流电 源供电的继电器。大部分信号继 电器都是直流继电器。
直流继电器
(2)交流继电器 是由交流电 源供电的继电器。例如，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。
工作电 压（A）
工作电 流（A）
释放电 压（V）
滞后于局 部电压的 相位角（º）
原
110
0.08
≤15
型
≤0.038
≤7.5
160±8
1型
110
0.1
≤15
≤0.04
≤8.6
17±8
25Hz交流二元二位继电器广泛用于交流电气化区段内的车站 轨道电路中。有原型(JRJC-66/345)及1型（JRJC1-70/240） 2 种型式。电气特性见表1。
触2点020，/3/1彼此独立但动作一致。
11
(2)工作原理 当线圈通以直流电后，产生磁通，经铁心、轭
铁、衔铁和气隙，形成闭合磁路，使铁心对衔铁产生吸引力。当
此吸引力增大到足以克服重锤片和拉杆等重力时，就能将衔铁吸
向铁心，于是衔铁带动拉杆推动动触点向上动作，使动触点与前
触点闭合，此时称继电器处于励磁状态(又称为吸起状态)。
2020/3/1
直流继电器 交流固态继电器 6
3．按动作时间分类
(1)正常动作继电器 衔铁动作 时间0．1～0．3s，大部分信号 继电器属于此范围。
时间继电器
晶体管时间继电器
(2)缓动继电器 包括缓吸和缓放 两种，衔铁动作时间超过0．3s。
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。
工作原理 交流感应式二元继电器的原理图见图1
2020/3/1
图１交流感应二元二位继电器工作原理图
20
图中有2个互相独立的由硅钢 片叠成的电磁线圈，产生两个 交变磁通φ1和φ2。使两磁通 穿过一可旋转的铝圆盘，每一 个交变磁通都将在圆盘内感应 出电势和电流。每个感应电流 分别作用于另一交变磁通而产 生九，该力与至圆盘轴心的力 臂乘积，产生的旋转力矩使圆 盘转动。
交流二元继电器的结 构如图l-5所示，由电磁 系统、翼板、触点等组 成。 2020/3/1
图1-5 交流二元继电器
19
交流二元二位继电器
交流二元二位继电器 交流感应式继电器的一种。交流感 应继电器是利用交变磁通穿过可转动的金属圆盘（或扇形翼片） 上感应的涡流与交变磁通相互作用而产生的转矩来带动接点动 作的一种继电器。所谓二元是指有两个互相独立又相互作用的 电磁系统。
件尤其是计算机以其速度快、体积小、容量大、功能
强等技术优势，在相当大程度上逐渐取代继电器构成
自动控制和远程控制系统，使技术水准大大提高。但
与电子器件相比，继电器仍存在一定优势，尤其是具
有“故障-安全”性能，因此不仅现在，而且在未来一
定时期内，继电器在轨道交通信号领域仍将起着重要
作用。例如在计算机联锁设备中，尽管电子器件所占
2020/3/1
继电器工作原理
图1-1 继电器原理
直流继电器
4
二、继电器的分类
1．按动作原理分类
(1)电磁继电器 是利用电流通过线圈产生的磁场来
实现动作的继电器。信号设备中使用的大多是这类继
电器。
电磁继电器与自动控制
(2)感应继电器 是利用电流通过线圈产生的交变磁
场与其翼板中的另一交变磁场所感应的电流相互作用，
构2紧020凑/3/1,而且改善了观察接点的条件。
24
交流二元继电器 的电磁系统包括局部 电磁系统和轨道电磁 系统。局部电磁系统 由局部线圈和局部铁 心组成；轨道电磁系 统由轨道线圈和轨道 铁心组成。
交流二元继电器与前面介绍的继电器工作原理完全不同，只
有在其局部线圈和轨道线圈中输入电流频率相同、且局部线圈
随着我国城市轨道交通中逐渐引进国外信号设备，相应配套 了一定数量的国外继电器。国外继电器设备与国产设备工作原 理2基020本/3/1一致，但关键器件强度更大，具有更高的可靠性。 26
四、继电器的作用
“故障-安全”原则是轨道交通信号设备必须遵循的
原则，当系统任何部分发生故障时，应确保系统的输
出导向安全状态。随着电子技术的迅速发展，电子器
50Hz交流二元二位继电器主要用于矿山、地铁等直流电气化
牵引区段的轨道电路中，作为接收端轨道继电器使用。有JRJC-
40/265，JRJC-45/300，JRJC1 -42/275 3种继电器。电气
特性见表2。
2020/3/1
22
表2 50Hz交流二元二位继电器的电气特性
类型
接点 组数
JRJC-40/265 JRJC-45/300 JRJC1-42-275
2020/3/1
图1—4 磁吹弧装置
17
4．偏极继电器
偏极继电器是为了满足信号电路 中鉴别电流极性的需要而设计的。它 与无极继电器不同，衔铁的吸起与线 圈中电流的极性有关，只有通过规定 方向的电流时，衔铁才吸起，电流方 向与要求的方向相反时，衔铁不动作。 它只有一种稳定状态，衔铁靠电磁力 吸起，若断电立即落下。
偏极继电器的两组线圈串联使用， 接线方式与无极继电器相同。
偏极继电器的触点系统与无极继 电器完全相同，具有8组触点。
2020/3/1
偏极继电器
18
偏极与无极继电器
5．交流二元继电器
交流二元继电器属于 交流感应式继电器，具 有两个既相互独立又相 互作用的交变电磁系统， 故称二元继电器，有吸 起和落下两种状态。根 据不同频率，交流二元 继电器分为25Hz和 50Hz两种。
后圈，可根据电路需要设置单线圈控制、双线圈串联控制或双
线圈并联控制。通电时线圈产生磁通，吸引衔铁；断电后线圈
失磁，衔铁依靠重力作用可靠释放。
触点系固定在拉杆上的动触点。触点的接通情况可以反映继电
器的状态，同时用于控制其他设备。直流无极继电器一般有8组
4QH 2Q,2H 2Q,2H
局部线圈
电压 （V）
电流 （A）
220
0.11
220
0.08
220
0.1
工作 电压 （A） ≤14
≤14
≤14
轨道线圈 工作电 流（A）
≤0.028 ≤0.028 ≤0.026
释放 电压 （V） ≤7
≤7
≤7
理想 相位 角 （º ） 162
162
160
2020/3/1
23
图１交流感应二元二位继电器工作原理图
交流二元二位感应继电器只有吸起与落下2 个位置，其动
作的翼片除圆盘形外，还有翼片结构。
分类 根据频率的不同，交流二无二位继电器分为25Hz和
5020H20/z3/12种。
21
表1 25Hz交流二元二位继电器的电气特性
局部线圈
轨道线圈
轨道电流
类 型
电压 （V）
电流 （A）
2020/3/1
永久磁钢
16
有极继电器的触点系统与直流无极继电器相同，其线圈及触 点的图形符号参见表1一l和表1-2。
当电路的电流较大时，触点断开过程中在触点间会产生电弧。 电弧温度过高，会引起触点表面氧化，造成接触不良。为了通 断较大电流，可采用改进型的有极继电器，其主要特点是动触 点片改为面接触，以增大接触面积，触点系统配备永久磁钢材 料的磁吹弧装置，如图1．4所示。