铁道信号基础第二章信号继电器课件

主讲：安春兰铁路信号基础主讲：安春兰铁路信号基础1继电器概述安全型继电器继电器的特性其他类型的继电器继电器的工作原理继电器的接点继电器电路的设计及应用信号继电器教学内容继电器概述信号继电器2一、继电器的定义

继电器是一种当控制参数变化时，能引起被控制参数突然变化的电器元件。2.1继电器概述有接点继电特性无接点继电特性一、继电器的定义2.1继电器概述有接点继电特性无接点继电特3二、继电器的基本原理1、组成：由接点系统和电磁系统两大部分组成，电磁系统由线圈、固定的铁心、轭铁以及可动的衔铁。接点系统由动接点、静接点构成。

电磁系统由磁路和线圈组成，是继电器的感受机构，专门用来接受和反映输入物理量的性质，接点系统是继电器的执行机构，用来实现控制的目的。2.1继电器概述二、继电器的基本原理2.1继电器概述42.1继电器概述前接点后接点中接点

拉杆2.1继电器概述前接点后接点中接点拉杆52、动作原理当线圈中通入一定数值的电流后，由于电磁作用或感应方法产生电磁吸引力，吸引衔铁，由衔铁带动接点系统，改变其状态、从而反映输入电流的状况。2.1继电器概述动接点前接点后接点2、动作原理2.1继电器概述动接点前接点后接点6最基本的工作原理：

吸起：线圈通电→产生磁通（衔铁、铁心）→产生吸引力→克服衔铁阻力→衔铁吸向铁心→衔铁带动动接点动作→前接点闭合、后接点断开

落下：电流减少→吸引力下降→衔铁依靠重力落下→动接点与前接点断开，后接点闭合。可见，继电器具有开关特性，利用其接点的通、断电路，从而构成各种控制表示电路。2.1继电器概述最基本的工作原理：2.1继电器概述7三、继电器的作用能够以极小的电信号控制执行电路中相当大的对象，

能够控制数个对象或数个回路，以此来完成由人工难以达到的复杂的逻辑关系要求。

能控制远距离的对象。2.1继电器概述三、继电器的作用2.1继电器概述8四、铁路信号对继电器的要求

安全、可靠

动作可靠、准确

使用寿命长

有足够的闭合和断开电路的能力

有稳定的电气特性和时间特性

保持良好的电气绝缘强度。

2.1继电器概述四、铁路信号对继电器的要求2.1继电器概述9五、信号继电器的分类

按动作原理分：电磁、感应继电器

按动作电流分：直流、交流、交直流继电器

按输入物理量：电流、电压继电器

按动作速度：快速、正常、缓动继电器

按接点结构：普通接点、加强接点继电器

按工作可靠度：安全型、非安全型

2.1继电器概述五、信号继电器的分类2.1继电器概述10六、继电器的参数1．额定值——继电器在运用状态时的电压值或电流值；2．吸起值——使继电器动作（动接点与前接点接触）所需要的最小电流或电压值；3．工作值——使继电器动作，前接点全部闭合，井满足规定的接点压力所需的最小电流或电压值；4.释放值——继电器从规定值降低到前接点断开时的电压或电流值；5．转极值——有极继电器的动接点由定位转换到反位或由反位转换到定位所需要的电压或电流值；

2.1继电器概述六、继电器的参数2.1继电器概述116．过负载值——继电器允许接入的最大电压或电流值（一般为工作值的四倍），接入过负载值后，线圈不受损伤，电气特性亦不变化；7．吸起时间——从继电器线圈接通规定的电压或电流时起至全部前接点闭合的时间；8．释放时间——切断供以规定的电压或电流的电源时起至全部动接点与后接点闭合的时间；9．安全系数——额定值与工作值之比；10．返还系数——释放值与工作值之比称为返还系数

2.1继电器概述6．过负载值——继电器允许接入的最大电压或电流值（一般为工作122.2安全型继电器 信号继电器作为铁路信号设备中最主要而又大量采用的元件之一，必须保证安全可靠。信号继电器的安全可靠性，主要体现在利用“重力恒定’原则和确保接点不熔结，这就给信号继电器的结构提出了一个高标准的要求：衔铁要加重，接点材料要采用熔点高和不会熔解而导电性能又好的材料。为了满足这些要求，我国技术人员自己设计制造了一种直流24V的AX型（安全型）信号继电器系列，满足了铁路信号设备对继电器所提出的要求，成为我国铁路信号继电器的主要定型产品。2.2安全型继电器 信号继电器作为铁路信号设备中最主要而又13安全型继电器概述安全型继电器的结构2.2安全型继电器安全型继电器概述2.2安全型继电器14AX系列安全型继电器是直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器，其典型结构为无极继电器，其它各型号都是由其派生而成，因此它们中的大部分零件都可以通用。插入式和非插入式前者单独使用，后者常用于有防尘外壳的组匣式设备中。安全型继电器概述AX系列安全型继电器是直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器15安全型继电器概述（a）非插入式（b）插入式图2-3AX型无极继电器AX系列安全型继电器是直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器，其典型结构为无极继电器，其它各型号都是由其派生而成，因此它们中的大部分零件都可以通用。插入式和非插入式前者单独使用，后者常用于有防尘外壳的组匣式设备中。安全型继电器概述（a）非插入式16型号的表示法采用汉字拼音字母和数字表示，字母表示继电器种类，数字表示线圈的阻值。安全型继电器概述型号的表示法安全型继电器概述17安全型继电器的品种及用途无极、无极加强接点、无极缓放、无极加强接点缓放、整流式、有极、有极加强、偏极、单闭磁等5种9类20品种及3个派生品种。安全型继电器概述安全型继电器的品种及用途安全型继电器概述18

继电器插座

安全型继电器概述继电器插座安全型继电器概述19

安全型继电器的特点：前接点代表危险侧信息后接点代表安全侧信息接点符合:故障—安全原则有利于行车安全的故障称为安全侧故障可能危及行车安全的故障称为危险侧故障

安全性继电器的寿命——接点寿命电寿命2×10（5-6）次、机械寿命10×106次安全型继电器概述安全型继电器的特点：安全型继电器概述20JWX型直流无极电磁继电器JPX型偏极继电器JYX型有极继电器JZX型整流式继电器安全型继电器的结构JWX型直流无极电磁继电器安全型继电器的结构211.结构电磁系统接点系统JWX型直流无极电磁继电器电磁系统接点系统1.结构JWX型直流无极电磁继电器电磁系统接点系统22前圈后圈JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁①

线圈线圈水平安装在铁芯上，分为前圈和后圈。前圈后圈JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭23JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁①

线圈线圈水平安装在铁芯上，分为前圈和后圈。根据电路需要可采用单线圈控制、双线圈串联控制或双线圈并联控制JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁24极靴方便铁芯的紧固和拆装JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁②铁芯极靴方便铁芯的紧固和拆装JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包25JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁③轭铁轭铁呈L形，由电工纯铁板冲压成型，外表镀多层铬防护。JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁26JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁④街铁

重锤片：由薄钢板制成，其片数由接点组的多少决定，使衔铁的重量基本上满足后接点压力的需要。

止片：用以增大继电器在吸起状态的磁阻，减小剩磁影响，保证继电器可靠落下。JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁27JWX型直流无极电磁继电器接点系统

接点系统包括拉杆和接点组。接点组分为静止的前接点、后接点和固定在拉杆上的动接点。

直流无极继电器一般有8组接点，彼此独立但动作一致。JWX型直流无极电磁继电器接点系统28JWX型直流无极电磁继电器动作原理：①电→磁→力→动作拉杆，F吸引力＞F重力为吸其状态。②F吸引力＜F重力为落下状态。③无极特性JWX型直流无极电磁继电器动作原理：29JPX型偏极继电器

偏极继电器具有反应电流极性的性能。

磁路系统中铁芯极靴为方形，衔铁为方形，方形极靴下端装有L型永久磁铁

偏极继电器只能在规定方向的电流通入线圈时吸起，反方向就不能吸起，无电时衔铁落下。衔铁只安装一块重锤片永久磁钢方形极靴JPX型偏极继电器偏极继电器具有反应电流极性的性能。衔铁只30JYX型有极继电器

有极继电器能反映电流极性，并能保持其极性状态（切断电流后能保持原来电流极性工作的状态）的继电器。

结构除了磁路有特殊部分之外，其余部分都与无极继电器基本相同，磁路的特殊部分就是用一块端部呈刀形的长条形永久磁铁代替了无极继电器的部分轭铁，永久磁铁与轭铁间用螺钉联结。JYX型有极继电器有极继电器能反映电流极性，并能保持其极性31JZX型整流式继电器与无极型基本一致，仅在接点组上安装了二极管组成的半波或全波整流电路。输入的是交流电源，经整流后再送入线圈。JZX型整流式继电器与无极型基本一致，仅在接点组上安装了二极32本讲小结继电器的概念和工作原理安全性继电器：JWX、JPX、JYX、JZX本讲小结继电器的概念和工作原理33内容回顾铁路信号概述继电器的概念和工作原理安全性继电器：JWX、JPX、JYX、JZX内容回顾铁路信号概述34JWXJPXJWXJPX35JYXJZXJYXJZX36继电器概述安全型继电器继电器的特性其他类型的继电器继电器的工作原理继电器的接点继电器电路的设计及应用信号继电器教学内容继电器概述信号继电器37

机械特性

牵引特性时间特性2.3安全型继电器的特性机械特性2.3安全型继电器的特性38继电器的机械特性继电器的牵引特性机械特性与牵引特性的配合（安匝的确定）授课内容继电器的机械特性授课内容39机械特性

电磁继电器的工作过程是电流通过线圈，在磁路中产生磁通，磁通在衔铁气隙中产生电磁力吸引衔铁带动接点动作，以完成接通、断开或转接电路的任务。

继电器衔铁的动作过程中，衔铁上受有两种作用力：电磁吸力（牵引力）和与吸力相反的反作用力。

反作用力是由接点簧片的弹性力和衔铁上的重锤片重力等机械反作用力组成，称为机械力。机械特性电磁继电器的工作过程是电流通过线圈，在磁路中产生磁40机械特性

牵引力的大小由机械力的大小来确定。

机械力的大小是一个不确定的值，不仅与接点片的多少、重锤片的数目等有关，还与衔铁的动程有关。

衔铁在整个运动过程中所受到的机械力不是固定不变的。1.继电器可靠工作的条件：牵引力>机械力机械特性牵引力的大小由机械力的大小来确定。1.继电器可靠工41机械特性继电器的机械力FJ是随着衔铁与铁芯磁极间的气隙δ的变化而变的，这种变化关系FJ=f(δ)称为继电器的机械特性，变化关系的曲线称为机械特性曲线。不同类型的继电器，结构不同，机械特性也不同2.继电器机械特性的定义机械特性继电器的机械力FJ是随着衔铁与铁芯磁极间的气隙δ的42机械特性3.继电器机械特性曲线：FJ=f(δ)机械特性3.继电器机械特性曲线：FJ=f(δ)43机械特性oa：整个气隙的值oδ0：代表止片的厚度

δ0a：代表衔铁的动程值3.继电器机械特性曲线：FJ=f(δ)继电器释放时气隙最大机械特性oa：整个气隙的值3.继电器机械特性曲线：FJ=44机械特性a点：FJ

=0，δ最大ab段：δ逐渐减小，后接点片给动接点的支撑力逐渐减小，FJ逐渐增大。（线段ab的陡度由后接点片和动接点的弹性变形来决定）

bc段：动接点离开后接点，后接点的支撑力=0，FJ

突然增大。（FJ

的大小取决于重锤片的数量和动接点预先弯曲所产生的弹力之和）

cd段：衔铁继续运动，FJ逐渐增大

。de段：当动接点接触前接点时，动接点上增加了前接点的预压力，致使FJ突然增大。

ef段：为使动接点与前接点接触良好，衔铁继续向上运动，前接点与动接点一起向上弯曲，直到衔铁运动完毕，由于两者共同弹性变形，FJ增大。3.继电器机械特性曲线：FJ=f(δ)机械特性a点：FJ=0，δ最大3.继电器机械特性曲线：F45机械特性结论：c、e两点的FJ变化最大电磁吸力在c、e两点能克服FJ，则继电器就能工作机械特性曲线可以根据材料力学计算，也可以通过实验方法求得。3.继电器机械特性曲线：FJ=f(δ)机械特性结论：3.继电器机械特性曲线：FJ=f(δ)46牵引特性

电流通过继电器线圈，在铁心磁极与衔铁的空气隙中产生磁通，这磁通对衔铁产生吸力（牵引力）。

可从衔铁运动过程中磁系统的能量平衡方程来讨论，并得出吸力公式。1.磁能的计算牵引特性电流通过继电器线圈，在铁心磁极与衔铁的空气隙中产生47牵引特性当继电器线圈通入直流电压U时，线圈电路的方程式为：1.磁能的计算将两端各乘以idt，时间从0到t,线圈中电流从0到稳定值I，即磁链从0达到进行积分得到如下磁系统的能量平衡方程式：总能量损耗能量磁能牵引特性当继电器线圈通入直流电压U时，线圈电路的方程式为：148牵引特性在时间t内电源供给电路的能量，除去发热损耗的能量之外，其余都转变为磁系统的磁能：1.磁能的计算能量可用图中阴影线面积0a来表示。这讨论的只是在继电器衔铁处于静止状态下，在磁系统储存的能量，当衔铁处于运动情况时，磁系统的磁能将随衔铁的运动发生变化。牵引特性在时间t内电源供给电路的能量，除去发热损耗的能量之外49牵引特性2.衔铁运动时磁能的变化牵引特性2.衔铁运动时磁能的变化50牵引特性2.衔铁运动时磁能的变化接通电源至衔铁运动前，在磁系统中储存的磁能为衔铁运动过程中，磁系统获得的磁能为

衔铁运动终了后，磁系统中储存的磁能为牵引特性2.衔铁运动时磁能的变化接通电源至衔铁运动前，在磁系51牵引特性2.衔铁运动时磁能的变化消耗在衔铁运动的磁能，由输入磁系统的磁能与衔铁运动终了后磁系统中剩余磁能的差来确定即Soa1a2

△Wm是消耗在衔铁运动中的能量，那么对衔铁的平均吸力为当衔铁的动程取极限时，对衔铁的吸力为

牵引特性2.衔铁运动时磁能的变化消耗在衔铁运动的磁能，由输入52牵引特性3.线性继电器特性曲线磁化曲线是非线性的，不能用数学分析，只能图解法才能准确地计算吸力。如果继电器运用在离磁化曲线饱和点以下较远的范围内，可以近似地认为继电器的磁特性曲线是线性的，曲线可以用下图的直线来代替。牵引特性3.线性继电器特性曲线磁化曲线是非线性的，不能用数学53牵引特性当取△I和△φ非常小时

3.线性继电器特性曲线牵引特性当取△I和△φ非常小时3.线性继电器特性曲线54牵引特性3.线性继电器特性曲线可得对衔铁的吸力为

如果衔铁运动时（空气隙变化时），电流I不改变，这时上式就可改为若漏磁通忽略不计，则（W为线圈匝数）牵引特性3.线性继电器特性曲线可得对衔铁的吸力为如果衔铁运55牵引特性3.线性继电器特性曲线继电器吸力与安匝的平方成正比，与工作气隙的平方成反比。牵引特性3.线性继电器特性曲线继电器吸力与安匝的平方成正比，56牵引特性与机械特性配合继电器的机械特力FJ是随δ的减小呈折线变化的，要使继电器可靠吸起，FQ>FJ1.确定FQ大小的方法当安匝（IW)一定时，FQ与δ的平方成反比，即牵引力FQ随δ呈双曲线规律的变化而变化，这种牵引力FQ随工作气隙δ而变化的关系FQ=f(δ)，称它为牵引特性。牵引特性与机械特性配合继电器的机械特力FJ是随δ的减小呈折线57牵引特性与机械特性配合2.牵引特性与机械特性配合FQ牵引特性曲线与C、E中的一个点相切和在另一个点之上的曲线安匝即作为继电器吸起的安匝。（IW）2为临界安匝。牵引特性与机械特性配合2.牵引特性与机械特性配合FQ牵引特58牵引特性与机械特性配合3.继电器安匝的确定为使继电器可靠吸起，继电器的安匝应大于临界安匝。因此(IW)G=K(IW)2，即为工作安匝注意：K愈大，吸起时间愈短K不宜过大，过大不但造成不必要的功耗，还影响接点工作K一般取1.1-1.3牵引特性与机械特性配合3.继电器安匝的确定为使继电器可靠吸59小结继电器的机械特性和机械特性曲线继电器的牵引和牵引特性曲线牵引特性与机械特性的配合小结继电器的机械特性和机械特性曲线60内容回顾继电器的机械特性和机械特性曲线继电器的牵引特性和牵引力的计算方法安匝的确定内容回顾继电器的机械特性和机械特性曲线61继电器概述安全型继电器继电器的特性继电器的工作原理其他类型的继电器继电器的接点继电器电路的设计及应用信号继电器教学内容继电器概述信号继电器62继电器常用的几种参数说明直流无极继电器的工作原理有极继电器的工作原理偏极继电器的工作原理继电器的工作原理继电器常用的几种参数说明继电器的工作原理631．额定值——继电器在运用状态时的电压值或电流值；2．吸起值——使继电器动作（动接点与前接点接触）所需要的最小电流或电压值；3．工作值——使继电器动作，前接点全部闭合,并满足规定的接点压力所需的最小电流或电压值；4.释放值——继电器从规定值降低到前接点断开时的电压或电流值；5．转极值——有极继电器的动接点由定位转换到反位或由反位转换到定位所需要的电压或电流值；6．过负载值——继电器允许接入的最大电压或电流值（一般为工作值的四倍），接入过负载值后，线圈不受损伤，电气特性亦不变化；继电器常用的几种参数说明1．额定值——继电器在运用状态时的电压值或电流值；继电器常用647．吸起时间——从继电器线圈接通规定的电压或电流时起至全部前接点闭合的时间；8．释放时间——切断供以规定的电压或电流的电源时起至全部动接点与后接点闭合的时间；9．安全系数——额定值与工作值之比；10．返还系数——释放值与工作值之比称为返还系数

继电器常用的几种参数说明返还系数一般在0.2--0.99之间，铁路信号用的安全继电器的返还系数在0.2-0.5之间

7．吸起时间——从继电器线圈接通规定的电压或电流时起至全部前65

特点：无论什么极性只要达到它的规定电压或电流值，继电器就励磁吸起。无极继电器的吸引力大小直接决定于通过工作气隙的磁通大小，磁通增大到一定值时衔铁就吸合，磁通减小到略小于吸起的磁通值时衔铁就释放。直流无极继电器的工作原理特点：无论什么极性只要达到它的规定电压或电流值，继电器就励66但是当无极继电器线圈中的电流减小到略小于吸起值的电流值时却不能使继电器衔铁释放。直流无极继电器的工作原理但是当无极继电器线圈中的电流减小到略小于吸起值的电流值时却67继电器吸起状态与释放状态时工作气隙大小不同,工作气隙不同，所需的安匝不同为什么无极继电器释放值（电流或电压）小于吸起值，以及返还系数小于1？直流无极继电器的工作原理继电器吸起状态与释放状态时工作气隙大小不同,为什么无极继电器68铁磁材料的磁滞影响铁心中磁通的变化总是滞后于线圈中电流的变化，电流增大时的值小于电流下降时的值直流无极继电器的工作原理为什么无极继电器释放值（电流或电压）小于吸起值，以及返还系数小于1？铁磁材料的磁滞影响直流无极继电器的工作原理为什么无极继电器69磁化曲线直流无极继电器的工作原理继电器的释放安匝比还要小，即释放电流值比还要小。由上可知无极继电器的释放值不仅小于吸起值，而且比吸起值小很多。返还系数小于1。

铁路信号继电器的返还系数越接近1越安全

为了提高释放值，在衔铁与磁极之间加一止片，以增大继电器吸起状态的磁阻，减小剩磁影响，保证继电器可靠释放磁化曲线直流无极继电器的工作原理70有极继电器的工作原理特点反应电流极性，并能保持其极性状态（切断电流后能保持原电流极性工作的状态）的继电器

在磁路结构中有永久磁铁

衔铁动作是受两种独立的磁系统控制的，这两个磁系统：一是由线圈电流产生的电磁系统，这种磁通称为控制磁通ΦK；二是由永久磁铁磁势所形成的磁通，称为极化磁通ΦJ。有极继电器的工作原理特点71有极继电器的工作原理特点

灵敏度较高，即只要较少的安匝就能动作，如有的动作安匝为1-4安匝。而无极继电器却需要50-200安匝。

动作时间较快，如最快的继电器只需要1-2ms。无极继电器则需要10-l00ms,有些甚至还要慢些。有极继电器的工作原理特点72有极继电器的工作原理反位打落状态磁路定位吸起状态磁路有极继电器的工作原理反位打落状态磁路73偏极继电器的工作原理特点：具有反应外来信号极性的性能,只有通规定方向的电流，继电器才可以吸起。偏极继电器的工作原理特点：具有反应外来信号极性的性能,只有通74偏极继电器的工作原理+-ΦJ2ΦJ1通入1正4负的电流偏极继电器的工作原理+-ΦJ2ΦJ1通入1正4负的电流75偏极继电器的工作原理41+-φK通入1负4正的电流偏极继电器的工作原理41+-φK通入1负4正的电流76机械特性牵引特性时间特性继电器特性机械特性继电器特性77电磁继电器的电磁系统在接通电源或切断电源时，由于电磁感应的作用，在线圈中产生感应电流。这些电流产生的磁通对铁心中原来磁通的变化起了一定程度的影响。即原磁通增大时反对增大，减小时反对减小，使原磁通变化缓慢。因此，电磁继电器或多或少地都有一些缓动的时间特性。利用继电器控制的各种电路中，由于完成的作用不同，对继电器的时间特性要求也不一样，有些要求继电器动作快，有些要求慢一点，如果满足不了时间特性的要求，整个控制电路就不能正常工作。继电器的时间特性电磁继电器的电磁系统在接通电源或切断电源时，由于电磁感应的作78一、直流无极电磁继电器的时间特性分析吸起和落下时间的电路继电器的时间特性一、直流无极电磁继电器的时间特性分析吸起和落下时间的电路79吸起与落下时过渡过程

一、直流无极电磁继电器的时间特性继电器的时间特性吸起与落下时过渡过程一、直流无极电磁继电器的时间特性继电器80继电器的时间特性继电器在各种控制电路中应用时，由于控制对象和要求不同，需要完成的作用也不同，所以对继电器的动作时间要求也不一样，为此需要改变继电器的时间参数来满足控制电路的要求。继电器的时间特性继电器在各种控制电路中应用时，由于控制对象81二、改变继电器时间参数的方法继电器的时间特性改变继电器结构的方法电路方法二、改变继电器时间参数的方法继电器的时间特性改变继电器结构82改变继电器结构的方法继电器的时间特性改变衔铁与铁心磁吸间止片的厚度，以改变继电器的落下时间，止片增厚，落下时间减小，止片减薄，落下时间增大。磁路系统选用电阻率较高的铁磁性材料，使涡流影响减小从而缩短继电器的动作时间。在保证工作安匝的前提下增大线圈导线的线径，以此来提高电流的储备系数，使额定电流提高，加速电流的增长速度使其减小吸起时间。在铁心上套铜套（铜环）使继电器达到缓动（缓吸和缓放）。改变继电器结构的方法继电器的时间特性改变衔铁与铁心磁吸间止片83释放方法与落下启动时间短路线圈方法继电器的时间特性改变继电器结构的方法释放方法与落下启动时间84继电器的时间特性改变继电器结构的方法继电器的时间特性改变继电器结构的方法85继电器的时间特性（1）提高继电器的端电压使继电器快吸（2）在继电器线圈电路中串联一个灯泡使继电器快吸电路方法继电器与灯泡串联后的时间特性继电器的时间特性（1）提高继电器的端电压使继电器快吸电路方86继电器的时间特性（3）与继电器线圈串联RC并联电路使继电器快吸电路方法继电器的时间特性（3）与继电器线圈串联RC并联电路使继电器快87继电器的时间特性（4）并联电阻或二极管使继电器缓放电路方法继电器的时间特性（4）并联电阻或二极管使继电器缓放电路方法88继电器的时间特性（5）并联rC串联电路使继电器缓放，并联rC串联电路又串联电阻r0，使继电器缓吸又缓放。电路方法缓吸过程曲线继电器的时间特性（5）并联rC串联电路使继电器缓放，并联rC89继电器的时间特性（5）并联rC串联电路使继电器缓放，并联rC串联电路又串联电阻r0，使继电器缓吸又缓放。电路方法缓放过程曲线继电器的时间特性（5）并联rC串联电路使继电器缓放，并联rC90内容回顾继电器的工作原理无极继电器:无极性有极继电器：反应电流极性偏极继电器：通入规定方向电流继电器才吸起继电器的时间特性及改变继电器时间特性参数的方法:快吸、缓放、缓吸又缓放内容回顾继电器的工作原理91继电器概述安全型继电器继电器的特性继电器的工作原理其他类型的继电器继电器的接点继电器电路的设计及应用信号继电器教学内容继电器概述信号继电器92继电器接点工作状态的分析熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法继电器的接点继电器接点工作状态的分析继电器的接点93继电器接点的要求

接点闭合时，接触可靠，接触电阻小而稳定；

接点断开时，要可靠分开，接点间电阻为无穷大，即有一定的间隙；

接点在闭合和断开过程中没有颤动；

不发生熔接；

耐各种腐蚀；

导热率和导电率要高；

使用寿命长。继电器接点的要求接点闭合时，接触可靠，接触电阻小而稳定；94继电器接点工作状态的分析继电器接点的工作可分四个阶段：

接点闭合状态

接点断开过程

接点断开状态

接点闭合过程继电器接点工作状态的分析继电器接点的工作可分四个阶段：95接点闭合状态

当继电器接点闭合时，在接触处呈现出一定的接触电阻，接点电阻就由接点金属材料本身的电阻和接触电阻两部分组成。接点电阻也就近似为接触电阻。

接点闭合就是接通电路。接通电路质量的好坏，取决于接触电阻的大小和稳定性，总希望接点的接触电阻小而稳定。接点闭合状态当继电器接点闭合时，在接触处呈现出一定的接触电96接点闭合状态影响接点接触电阻的因素：接点的材料接点间的压力接点接触的形式接点间电压降和温度接点受腐蚀等情况有关。接点闭合状态影响接点接触电阻的因素：97接点闭合状态接点材料的影响接点材料的电阻系数愈小，接点本身的电阻愈小，接触电阻也小接点间压力的影响有一定的抗压强度的材料，接点压力愈大，接触电阻愈小接点闭合状态接点材料的影响98接点闭合状态

接点接触形式的影响接触形式：点接触、面接触、线接触面接触的接触电阻最小，但接触电阻不稳定；线接触的压力比较集中，接触电阻小且稳定点接触压力最集中，接触电阻最稳定，但接触电阻大，只适用于小功率控制电路中接点闭合状态接点接触形式的影响99接点闭合状态

接点间电压降和温度的影响接点间存在接触电阻，当通入电流时，接点间产生压降---接触处发热---接点温度升高---接触电阻增大---压降升高---温度升高---电阻增大---

化学腐蚀的影响接点间存在的化学气体或物质在接点间产生火花放电或电弧，从而使接点表面产生氧化膜，影响接触电阻的大小，因此，应选择用不易氧化或氧化后对导电性能没有影响的材料做接点，如银和银合金接点闭合状态接点间电压降和温度的影响100接点闭合状态

电腐蚀的影响当接点接触电阻上电压降超过融化电压，或接点断开过程中接点间电压超过270-330V时发生火花放电，或当电路中电流较大发生电弧时都引起电腐蚀。因此应选择耐电腐蚀和难熔材料，如金属陶瓷等接点闭合状态电腐蚀的影响101接点断开过程接点的化学腐蚀和电腐蚀会导致接点变形、损坏、接触不良或熔接等现象。而引起这些腐蚀的主要起因是接点间的液态桥，火花放电与电弧放电。这些现象主要发生在接点断开过程中。电弧产生的条件：I>I0,UJ>U0火花放电的条件：I<I0接点断开过程接点的化学腐蚀和电腐蚀会导致接点变形、损坏、接触102如果在接点闭合过程中，接点发生颤动，那么，第一次闭合后就会发生电弧。因为这时接点间的距离很小，电弧对接点的损坏要比接点在断开过程时大得多。因此，要求继电器接点在动作过程中不能颤动。接点闭合状态如果在接点闭合过程中，接点发生颤动，那么，第一次闭合后就会发103

熄灭接点电弧的方法熄灭接点火花的方法熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点电弧的方法熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法104熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点电弧的方法

熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点电弧的方法105熄灭接点电弧的条件是：接点断开时电路中的电流值必须都在di/dt<0的情况下，也就是负载直线必须在电弧伏安特性曲线之下。要满足这个条件，有两个途径：(1)降低负载直线。(2)抬高电弧伏安特性曲线。熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点电弧的方法熄灭接点电弧的条件是：接点断开时电路中的电流值必须都在di/106(1)

降低负载直线降低电源电压U，使U-iR=f(i)负载伏安特性直线下降；增大电阻

熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点电弧的方法(1)降低负载直线熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点107(2)

抬高电弧伏安特性曲线。

单纯增大接点间距离

几个接点串联

磁吹弧：利用磁场的电磁力把电弧拉长，起到增大接点间距离的作用，使其电弧拉长到加在接点间电压不足以维持电弧燃烧所需的电压而自行熄灭熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点电弧的方法(2)抬高电弧伏安特性曲线。熄灭接点电弧和消灭接点火花的方108熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点电弧的方法熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点电弧的方法109熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点电弧的方法熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点电弧的方法110采用灭火花电阻与接点并联是最常用的方法，在接点断开瞬间，电感负载所产生的感应电流流经并联在接点上的电容和电阻串联电路，使接点上的电压降至击穿空气隙电压之下，而避免发生火花。此时，磁场能量消耗在回路电阻上。这样接点间的电压U就有可能低于300V，避免接点火花出现

熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点火花的方法采用灭火花电阻与接点并联是最常用的方法，在接点断开瞬间，电感111熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点火花的方法熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法熄灭接点火花的方法112继电器图形符号继电器基本电路继电器电路分析法继电器电路安全措施继电器电路的设计及应用继电器图形符号继电器电路的设计及应用1131.继电器线圈有电（指通过工作值以上的电流），继电器吸起则该继电器的所有前接点都闭合，后接点都离开。线圈断电（无电），该继电器的所有前接点都离开，后接点都闭合，不能错误的理解为有电流通过接点时，就认为该接点的继电器是吸起的。2．继电器吸起，前接点闭合后，不一定有电流通过前接点，因为线圈与接点所构成的电路是两个不同的电的回路，该前接点是否有电流通过，这要看该接点所构成的电路是否构通。如果该接点根本就没有接入电路，那么接点只是象不接入电路的开关，扳动一下而已。继电器图形符号1.继电器线圈有电（指通过工作值以上的电流），继电器吸起则该114继电器图形符号继电器图形符号115继电器图形符号继电器图形符号116接点编号中的个位数1表示中接点、2表示前接点、3表示后接点，十位数表示接点组的排号。极性保持继电器接点编号多了一个百位数1，以区别无极继电器的接点；箭头方向表示该继电器在整个设备使用时经常所处的状态，箭头向上表示经常处于吸起状态，箭头向下表示经常处于落下状态；继电器接点的工作状态：实线表示接点闭合，虚线表示接点断开；极性保持继电器接点的状态一般总是处于定位接点的闭合状态。继电器图形符号继电器在铁路信号电路图中所用的图形符号表示原则接点编号中的个位数1表示中接点、2表示前接点、3表示后接点，117继电器的名称符号：根据主要用途和功能命名。如：按钮继电器为AJ。继电器的定位（1）继电器的定位状态必须和设备的定位状态一致。如：信号机以关闭为定位状态；道岔以开通定位为定位状态，轨道电路以空闲为定位状态。（2）继电器的落下状态必须与设备的安全侧相一致，满足故障——安全原则。如：信号继电器落下---信号机的关闭，轨道继电器的落下----轨道电路被占用。（3）对于线圈必须注明其定位状态箭头和线圈端子号。对于其接点只须标出其接点组号，而不必详细标明动、前、后接点号。但必须标出箭头方向。继电器图形符号继电器的名称符号：根据主要用途和功能命名。如：按钮继电器为A1181、串联电路串联电路指继电器接点串联连接的电路，其功能是实现逻辑“与”的运算，如图所示。继电器基本电路1、串联电路串联电路指继电器接点串联连接的电路，其功能是实现119由几个继电器接点并联连接的电路称为并联电路，它的功能是实现逻辑“或”运算，如图所示。2、并联电路继电器基本电路由几个继电器接点并联连接的电路称为并联电路，它的功能是实现逻1203、串并联电路继电器基本电路3、串并联电路继电器基本电路121凡是有自身前接点参与保持该继电器吸起的，称为自闭电路4、自闭电路继电器基本电路凡是有自身前接点参与保持该继电器吸起的，称为自闭电路4、自闭122凡是有自身前接点参与保持该继电器吸起的，称为自闭电路4、自闭电路继电器基本电路凡是有自身前接点参与保持该继电器吸起的，称为自闭电路4、自闭123在一个由继电电路构成的控制系统中具有相互作用且按一定时间顺序动作的继电电路的总和，称做时序电路。

5、时序电路继电器基本电路在一个由继电电路构成的控制系统中具有相互作用且按一定124能鉴别继电器激磁电流极性的继电器电路，叫做极性继电器电路。它由偏极继电器或极性保持继电器组成。5、极性继电器电路继电器基本电路能鉴别继电器激磁电流极性的继电器电路，叫做极性继电器电125内容回顾继电器的接点继电器接点工作状态的分析熄灭接点电弧和消灭接点火花的方法继电器在电路中的设计及应用继电器图形符号（线圈符号和接点符号）基本电路（串联、并联、串并联和自闭电路）内容回顾继电器的接点126继电器图形符号继电器基本电路继电器电路分析法继电器电路安全措施继电器电路的设计及应用继电器图形符号继电器电路的设计及应用127动作程序法时间图解法接通径路法继电电路分析法动作程序法继电电路分析法128动作程序法用来表示继电器的动作过程，着重反映继电电路的时序关系(因果关系)，而不严格地表达逻辑功能。“↑”表示继电器吸起“↓”表示继电器落下“→”表示促使继电器吸起、落下“|”表示逻辑“与”。继电电路分析法1．动作程序法动作程序法用来表示继电器的动作过程，着重反映继电电路的时序关129继电电路分析法1．动作程序法继电电路分析法1．动作程序法130继电器具体应用分析举例继电器具体应用分析举例131整个电路动作过程与继电器的时间特性（如缓放时间的长短）密切相关。这时，可用时间图解法来较准确地进行分析。继电电路分析法2．时间图解法整个电路动作过程与继电器的时间特性（如缓放时间的长短）密切相132整个电路动作过程与继电器的时间特性（如缓放时间的长短）密切相关。这时，可用时间图解法来较准确地进行分析。继电电路分析法2．时间图解法继电器动作时间整个电路动作过程与继电器的时间特性（如缓放时间的长短）密切相133整个电路动作过程与继电器的时间特性（如缓放时间的长短）密切相关。这时，可用时间图解法来较准确地进行分析。继电电路分析法2．时间图解法整个电路动作过程与继电器的时间特性（如缓放时间的长短）密切相134接通径路法（曾称接通公式法）用来描述继电器励磁电流的径路，即由电源正极经继电器接点、线圈及其他器件（按钮接点、二极管等）流向电源负极的回路，它是在分析继电器电路中常用的方法（俗称跑电路，不一定写出来）。继电电路分析法3．接通径路法（曾称接通公式法）KZ—K11-12—BJ11-13—AJ1-4—KFKZ—K11-12—AJ11-12—BJ1-4—KF接通径路法（曾称接通公式法）用来描述继电器励磁电流的径路，即135继电器具体应用分析举例继电器具体应用分析举例136继电器电路的基本防护原则：故障---安全原则继电器电路安全措施在构成继电器电路时，采取哪些措施才能满足故障--安全原则？继电器电路的基本防护原则：故障---安全原则继电器电路安全措1371．信号点灯电路前接点控制绿灯电路后接点控制绿灯电路继电器电路安全措施用继电器的励磁状态作为开放信号的条件1．信号点灯电路前接点控制绿灯电路后接点控制绿灯电路继电1382．断线、短路、接地继电器电路安全措施对于控制较远距离的继电器等元件，一般控制线路用电缆或架空线，这就要考虑到控制线路发生断线、短路、接地等故障的可能，一下讨论的电路就是在这种情况下如何满足故障---安全原则2．断线、短路、接地继电器电路安全措施对于控制较远距离的继电1392．断线、短路、接地继电器电路安全措施（a）（b）

电源与继电器设在不同端2．断线、短路、接地继电器电路安全措施（a）（b）电源与继140双极接通与单极接通比较2．断线、短路、接地

继电器电路安全措施

采用双极接通电路双极接通与单极接通比较2．断线、短路、接地继电器电路安全1412．断线、短路、接地继电器电路安全措施

继电器不工作时分路继电器线圈2．断线、短路、接地继电器电路安全措施继电器不工作时分路继1422．断线、短路、接地继电器电路安全措施

避免对几个继电器电路采用共用回线2．断线、短路、接地继电器电路安全措施避免对几个继电器电路143章节总结安全型继电器的结构和工作原理

无极继电器有极继电器偏极继电器整流继电器安全型继电器的特性机械特性牵引特性时间特性改变继电器时间参数的方法（改变电路）章节总结安全型继电器的结构和工作原理144章节总结继电器的接点产生电弧和火花放电的条件熄灭电弧和火花的方法继电器在电路中的设计及应用继电器在电路中的图形符号表示继电器基本电路继电器电路分析法动作程序法时间图解法接通径路法

继电器电路所采取的安全措施章节总结继电器的接点145思考题设计一个受三个接受元件（继电器接点）A、B、C控制三个执行元件（继电器线圈）X、Y、Z的电路。控制条件：A或B吸起使X吸起，B或C吸起使Y吸起，A或B或C吸起使Z吸起，要求接受元件的接点数不超过一组。（至少设计两种）思考题设计一个受三个接受元件（继电器接点）A、B、C控制三个146主讲：安春兰铁路信号基础主讲：安春兰铁路信号基础147继电器概述安全型继电器继电器的特性其他类型的继电器继电器的工作原理继电器的接点继电器电路的设计及应用信号继电器教学内容继电器概述信号继电器148一、继电器的定义

继电器是一种当控制参数变化时，能引起被控制参数突然变化的电器元件。2.1继电器概述有接点继电特性无接点继电特性一、继电器的定义2.1继电器概述有接点继电特性无接点继电特149二、继电器的基本原理1、组成：由接点系统和电磁系统两大部分组成，电磁系统由线圈、固定的铁心、轭铁以及可动的衔铁。接点系统由动接点、静接点构成。

电磁系统由磁路和线圈组成，是继电器的感受机构，专门用来接受和反映输入物理量的性质，接点系统是继电器的执行机构，用来实现控制的目的。2.1继电器概述二、继电器的基本原理2.1继电器概述1502.1继电器概述前接点后接点中接点

拉杆2.1继电器概述前接点后接点中接点拉杆1512、动作原理当线圈中通入一定数值的电流后，由于电磁作用或感应方法产生电磁吸引力，吸引衔铁，由衔铁带动接点系统，改变其状态、从而反映输入电流的状况。2.1继电器概述动接点前接点后接点2、动作原理2.1继电器概述动接点前接点后接点152最基本的工作原理：

吸起：线圈通电→产生磁通（衔铁、铁心）→产生吸引力→克服衔铁阻力→衔铁吸向铁心→衔铁带动动接点动作→前接点闭合、后接点断开

落下：电流减少→吸引力下降→衔铁依靠重力落下→动接点与前接点断开，后接点闭合。可见，继电器具有开关特性，利用其接点的通、断电路，从而构成各种控制表示电路。2.1继电器概述最基本的工作原理：2.1继电器概述153三、继电器的作用能够以极小的电信号控制执行电路中相当大的对象，

能够控制数个对象或数个回路，以此来完成由人工难以达到的复杂的逻辑关系要求。

能控制远距离的对象。2.1继电器概述三、继电器的作用2.1继电器概述154四、铁路信号对继电器的要求

安全、可靠

动作可靠、准确

使用寿命长

有足够的闭合和断开电路的能力

有稳定的电气特性和时间特性

保持良好的电气绝缘强度。

2.1继电器概述四、铁路信号对继电器的要求2.1继电器概述155五、信号继电器的分类

按动作原理分：电磁、感应继电器

按动作电流分：直流、交流、交直流继电器

按输入物理量：电流、电压继电器

按动作速度：快速、正常、缓动继电器

按接点结构：普通接点、加强接点继电器

按工作可靠度：安全型、非安全型

2.1继电器概述五、信号继电器的分类2.1继电器概述156六、继电器的参数1．额定值——继电器在运用状态时的电压值或电流值；2．吸起值——使继电器动作（动接点与前接点接触）所需要的最小电流或电压值；3．工作值——使继电器动作，前接点全部闭合，井满足规定的接点压力所需的最小电流或电压值；4.释放值——继电器从规定值降低到前接点断开时的电压或电流值；5．转极值——有极继电器的动接点由定位转换到反位或由反位转换到定位所需要的电压或电流值；

2.1继电器概述六、继电器的参数2.1继电器概述1576．过负载值——继电器允许接入的最大电压或电流值（一般为工作值的四倍），接入过负载值后，线圈不受损伤，电气特性亦不变化；7．吸起时间——从继电器线圈接通规定的电压或电流时起至全部前接点闭合的时间；8．释放时间——切断供以规定的电压或电流的电源时起至全部动接点与后接点闭合的时间；9．安全系数——额定值与工作值之比；10．返还系数——释放值与工作值之比称为返还系数

2.1继电器概述6．过负载值——继电器允许接入的最大电压或电流值（一般为工作1582.2安全型继电器 信号继电器作为铁路信号设备中最主要而又大量采用的元件之一，必须保证安全可靠。信号继电器的安全可靠性，主要体现在利用“重力恒定’原则和确保接点不熔结，这就给信号继电器的结构提出了一个高标准的要求：衔铁要加重，接点材料要采用熔点高和不会熔解而导电性能又好的材料。为了满足这些要求，我国技术人员自己设计制造了一种直流24V的AX型（安全型）信号继电器系列，满足了铁路信号设备对继电器所提出的要求，成为我国铁路信号继电器的主要定型产品。2.2安全型继电器 信号继电器作为铁路信号设备中最主要而又159安全型继电器概述安全型继电器的结构2.2安全型继电器安全型继电器概述2.2安全型继电器160AX系列安全型继电器是直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器，其典型结构为无极继电器，其它各型号都是由其派生而成，因此它们中的大部分零件都可以通用。插入式和非插入式前者单独使用，后者常用于有防尘外壳的组匣式设备中。安全型继电器概述AX系列安全型继电器是直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器161安全型继电器概述（a）非插入式（b）插入式图2-3AX型无极继电器AX系列安全型继电器是直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器，其典型结构为无极继电器，其它各型号都是由其派生而成，因此它们中的大部分零件都可以通用。插入式和非插入式前者单独使用，后者常用于有防尘外壳的组匣式设备中。安全型继电器概述（a）非插入式162型号的表示法采用汉字拼音字母和数字表示，字母表示继电器种类，数字表示线圈的阻值。安全型继电器概述型号的表示法安全型继电器概述163安全型继电器的品种及用途无极、无极加强接点、无极缓放、无极加强接点缓放、整流式、有极、有极加强、偏极、单闭磁等5种9类20品种及3个派生品种。安全型继电器概述安全型继电器的品种及用途安全型继电器概述164

继电器插座

安全型继电器概述继电器插座安全型继电器概述165

安全型继电器的特点：前接点代表危险侧信息后接点代表安全侧信息接点符合:故障—安全原则有利于行车安全的故障称为安全侧故障可能危及行车安全的故障称为危险侧故障

安全性继电器的寿命——接点寿命电寿命2×10（5-6）次、机械寿命10×106次安全型继电器概述安全型继电器的特点：安全型继电器概述166JWX型直流无极电磁继电器JPX型偏极继电器JYX型有极继电器JZX型整流式继电器安全型继电器的结构JWX型直流无极电磁继电器安全型继电器的结构1671.结构电磁系统接点系统JWX型直流无极电磁继电器电磁系统接点系统1.结构JWX型直流无极电磁继电器电磁系统接点系统168前圈后圈JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁①

线圈线圈水平安装在铁芯上，分为前圈和后圈。前圈后圈JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭169JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁①

线圈线圈水平安装在铁芯上，分为前圈和后圈。根据电路需要可采用单线圈控制、双线圈串联控制或双线圈并联控制JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁170极靴方便铁芯的紧固和拆装JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁②铁芯极靴方便铁芯的紧固和拆装JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包171JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁③轭铁轭铁呈L形，由电工纯铁板冲压成型，外表镀多层铬防护。JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁172JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁④街铁

重锤片：由薄钢板制成，其片数由接点组的多少决定，使衔铁的重量基本上满足后接点压力的需要。

止片：用以增大继电器在吸起状态的磁阻，减小剩磁影响，保证继电器可靠落下。JWX型直流无极电磁继电器电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁173JWX型直流无极电磁继电器接点系统

接点系统包括拉杆和接点组。接点组分为静止的前接点、后接点和固定在拉杆上的动接点。

直流无极继电器一般有8组接点，彼此独立但动作一致。JWX型直流无极电磁继电器接点系统174JWX型直流无极电磁继电器动作原理：①电→磁→力→动作拉杆，F吸引力＞F重力为吸其状态。②F吸引力＜F重力为落下状态。③无极特性JWX型直流无极电磁继电器动作原理：175JPX型偏极继电器

偏极继电器具有反应电流极性的性能。

磁路系统中铁芯极靴为方形，衔铁为方形，方形极靴下端装有L型永久磁铁

偏极继电器只能在规定方向的电流通入线圈时吸起，反方向就不能吸起，无电时衔铁落下。衔铁只安装一块重锤片永久磁钢方形极靴JPX型偏极继电器偏极继电器具有反应电流极性的性能。衔铁只176JYX型有极继电器

有极继电器能反映电流极性，并能保持其极性状态（切断电流后能保持原来电流极性工作的状态）的继电器。

结构除了磁路有特殊部分之外，其余部分都与无极继电器基本相同，磁路的特殊部分就是用一块端部呈刀形的长条形永久磁铁代替了无极继电器的部分轭铁，永久磁铁与轭铁间用螺钉联结。JYX型有极继电器有极继电器能反映电流极性，并能保持其极性177JZX型整流式继电器与无极型基本一致，仅在接点组上安装了二极管组成的半波或全波整流电路。输入的是交流电源，经整流后再送入线圈。JZX型整流式继电器与无极型基本一致，仅在接点组上安装了二极178本讲小结继电器的概念和工作原理安全性继电器：JWX、JPX、JYX、JZX本讲小结继电器的概念和工作原理179内容回顾铁路信号概述继电器的概念和工作原理安全性继电器：JWX、JPX、JYX、JZX内容回顾铁路信号概述180JWXJPXJWXJPX181JYXJZXJYXJZX182继电器概述安全型继电器继电器的特性其他类型的继电器继电器的工作原理继电器的接点继电器电路的设计及应用信号继电器教学内容继电器概述信号继电器183

机械特性

牵引特性时间特性2.3安全型继电器的特性机械特性2.3安全型继电器的特性184继电器的机械特性继电器的牵引特性机械特性与牵引特性的配合（安匝的确定）授课内容继电器的机械特性授课内容185机械特性

电磁继电器的工作过程是电流通过线圈，在磁路中产生磁通，磁通在衔铁气隙中产生电磁力吸引衔铁带动接点动作，以完成接通、断开或转接电路的任务。

继电器衔铁的动作过程中，衔铁上受有两种作用力：电磁吸力（牵引力）和与吸力相反的反作用力。

反作用力是由接点簧片的弹性力和衔铁上的重锤片重力等机械反作用力组成，称为机械力。机械特性电磁继电器的工作过程是电流通过线圈，在磁路中产生磁186机械特性

牵引力的大小由机械力的大小来确定。

机械力的大小是一个不确定的值，不仅与接点片的多少、重锤片的数目等有关，还与衔铁的动程有关。

衔铁在整个运动过程中所受到的机械力不是固定不变的。1.继电器可靠工作的条件：牵引力>机械力机械特性牵引力的大小由机械力的大小来确定。1.继电器可靠工187机械特性继电器的机械力FJ是随着衔铁与铁芯磁极间的气隙δ的变化而变的，这种变化关系FJ=f(δ)称为继电器的机械特性，变化关系的曲线称为机械特性曲线。不同类型的继电器，结构不同，机械特性也不同2.继电器机械特性的定义机械特性继电器的机械力FJ是随着衔铁与铁芯磁极间的气隙δ的188机械特性3.继电器机械特性曲线：FJ=f(δ)机械特性3.继电器机械特性曲线：FJ=f(δ)189机械特性oa：整个气隙的值oδ0：代表止片的厚度

δ0a：代表衔铁的动程值3.继电器机械特性曲线：FJ=f(δ)继电器释放时气隙最大机械特性oa：整个气隙的值3.继电器机械特性曲线：FJ=190机械特性a点：FJ

=0，δ最大ab段：δ逐渐减小，后接点片给动接点的支撑力逐渐减小，FJ逐渐增大。（线段ab的陡度由后接点片和动接点的弹性变形来决定）

bc段：动接点离开后接点，后接点的支撑力=0，FJ

突然增大。（FJ

的大小取决于重锤片的数量和动接点预先弯曲所产生的弹力之和）

cd段：衔铁继续运动，FJ逐渐增大

。de段：当动接点接触前接点时，动接点上增加了前接点的预压力，致使FJ突然增大。

ef段：为使动接点与前接点接触良好，衔铁继续向上运动，前接点与动接点一起向上弯曲，直到衔铁运动完毕，由于两者共同弹性变形，FJ增大。3.继电器机械特性曲线：FJ=f(δ)机械特性a点：FJ=0，δ最大3.继电器机械特性曲线：F191机械特性结论：c、e两点的FJ变化最大电磁吸力在c、e两点能克服FJ，则继电器就能工作机械特性曲线可以根据材料力学计算，也可以通过实验方法求得。3.继电器机械特性曲线：FJ=f(δ)机械特性结论：3.继电器机械特性曲线：FJ=f(δ)192牵引特性

电流通过继电器线圈，在铁心磁极与衔铁的空气隙中产生磁通，这磁通对衔铁产生吸力（牵引力）。

可从衔铁运动过程中磁系统的能量平衡方程来讨论，并得出吸力公式。1.磁能的计算牵引特性电流通过继电器线圈，在铁心磁极与衔铁的空气隙中产生193牵引特性当继电器线圈通入直流电压U时，线圈电路的方程式为：1.磁能的计算将两端各乘以idt，时间从0到t,线圈中电流从0到稳定值I，即磁链从0达到进行积分得到如下磁系统的能量平衡方程式：总能量损耗能量磁能牵引特性当继电器线圈通入直流电压U时，线圈电路的方程式为：1194牵引特性在时间t内电源供给电路的能量，除去发热损耗的能量之外，其余都转变为磁系统的磁能：1.磁能的计算能量可用图中阴影线面积0a来表示。这讨论的只是在继电器衔铁处于静止状态下，在磁系统储存的能量，当衔铁处于运动情况时，磁系统的磁能将随衔铁的运动发生变化。牵引特性在时间t内电源供给电路的能量，除去发热损耗的能量之外195牵引特性2.衔铁运动时磁能的变化牵引特性2.衔铁运动时磁能的变化196牵引特性2.衔铁运动时磁能的变化接通电源至衔铁运动前，在磁系统中储存的磁能为衔铁运动过程中，磁系统获得的磁能为

衔铁运动终了后，磁系统中储存的磁能为牵引特性2.衔铁运动时磁能的变化接通电源至衔铁运动前，在磁系197牵引特性2.衔铁运动时磁能的变化消耗在衔铁运动的磁能，由输入磁系统的磁能与衔铁运动终了后磁系统中剩余磁能的差来确定即Soa1a2

△Wm是消耗在衔铁运动中的能量，那么对衔铁的平均吸力为当衔铁的动程取极限时，对衔铁的吸力为

牵引特性2.衔铁运动时磁能的变化消耗在衔铁运动的磁能，由输入198牵引特性3.线性继电器特性曲线磁化曲线是非线性的，不能用数学分析，只能图解法才能准确地计算吸力。如果继电器运用在离磁化曲线饱和点以下较远的范围内，可以近似地认为继电器的磁特性曲线是线性的，曲线可以用下图的直线来代替。牵引特性3.线性继电器特性曲线磁化曲线是非线性的，不能用数学199牵引特性当取△I和△φ非常小时

3.线性继电器特性曲线牵引特性当取△I和△φ非常小时3.线性继电器特性曲线200牵引特性3.线性继电器特性曲线可得对衔铁的吸力为

如果衔铁运动时（空气隙变化时），电流I不改变，这时上式就可改为若漏磁通忽略不计，则（W为线圈匝数）牵引特性3.线性继电器特性曲线可得对衔铁的吸力为如果衔铁运201牵引特性3.线性继电器特性曲线继电器吸力与安匝的平方成正比，与工作气隙的平方成反比。牵引特性3.线性继电器特性曲线继电器吸力与安匝的平方成正比，202牵引特性与机械特性配合继电器的机械特力FJ是随δ的减小呈折线变化的，要使继电器可靠吸起，FQ>FJ1.确定FQ大小的方法当安匝（IW)一定时，FQ与δ的平方成反比，即牵引力FQ随δ呈双曲线规律的变化而变化，这种牵引力FQ随工作气隙δ而变化的关系FQ=f(δ)，称它为牵引特性。牵引特性与机械特性配合继电器的机械特力FJ是随δ的减小呈折线203牵引特性与机械特性配合2.牵引特性与机械特性配合FQ牵引特性曲线与C、E中的一个点相切和在另一个点之上的曲线安匝即作为继电器吸起的安匝。（IW）2为临界安匝。牵引特性与机械特性配合2.牵引特性与机械特性配合FQ牵引特204牵引特性与机械特性配合3.继电器安匝的确定为使继电器可靠吸起，继电器的安匝应大于临界安匝。因此(IW)G=K(IW)2，即为工作安匝注意：K愈大，吸起时间愈短K不宜过大，过大不但造成不必要的功耗，还影响接点工作K一般取1.1-1.3牵引特性与机械特性配合3.继电器安匝的确定为使继电器可靠吸205小结继电器的机械特性和机械特性曲线继电器的牵引和牵引特性曲线牵引特性与机械特性的配合小结继电器的机械特性和机械特性曲线206内容回顾继电器的机械特性和机械特性曲线继电器的牵引特性和牵引力的计算方法安匝的确定内容回顾继电器的机械特性和机械特性曲线207继电器概述安全型继电器继电器的特性继电器的工作原理其他类型的继电器继电器的接点继电器电路的设计及应用信号继电器教学内容继电器概述信号继电器208继电器常用的几种参数说明直流无极继电器的工作原理有极继电器的工作原理偏极继电器的工作原理继电器的工作原理继电器常用的几种参数说明继电器的工作原理2091．额定值——继电器在运用状态时的电压值或电流值；2．吸起值——使继电器动作（动接点与前接点接触）所需要的最小电流或电压值；3．工作值——使继电器动作，前接点全部闭合,并满足规定的接点压力所需的最小电流或电压值；4.释放值——继电器从规定值降低到前接点断开时的电压或电流值；5．转极值——有极继电器的动接点由定位转换到反位或由反位转换到定位所需要的电压或电流值；6．过负载值——继电器允许接入的最大电压或电流值（一般为工作值的四倍），接入过负载值后，线圈不受损伤，电气特性亦不变化；继电器常用的几种参数说明1．额定值——继电器在运用状态时的电压值或电流值；继电器常用2107．吸起时间——从继电器线圈接通规定的电压或电流时起至全部前接点闭合的时间；8．释放时间——切断供以规定的电压或电流的电源时起至全部动接点与后接点闭合的时间；9．安全系数——额定值与工作值之比；10．返还系数——释放值与工作值之比称为返还系数

继电器常用的几种参数说明返还系数一般在0.2--0.99之间，铁路信号用的安全继电器的返还系数在0.2-0.5之间

7．吸起时间——从继电器线圈接通规定的电压或电流时起至全部前211

特点：无论什么极性只要达到它的规定电压或电流值，继电器就励磁吸起。无极继电器的吸引力大小直接决定于通过工作气隙的磁通大小，磁通增大到一定值时衔铁就吸合，磁通减小到略小于吸起的磁通值时衔铁就释放。直流无极继电器的工作原理特点：无论什么极性只要达到它的规定电压或电流值，继电器就励212但是当无极继电器线圈中的电流减小到略小于吸起值的电流值时却不能使继电器衔铁释放。直流无极继电器的工作原理但是当无极继电器线圈中的电流减小到略小于吸起值的电流值时却213继电器吸起状态与释放状态时工作气隙大小不同,工作气隙不同，所需的安匝不同为什么无极继电器释放值（电流或电压）小于吸起值，以及返还系数小于1？直流无极继电器的工作原理继电器吸起状态与释放状态时工作气隙大小不同,为什么无极继电器214铁磁材料的磁滞影响铁心中磁通的变化总是滞后于线圈中电流的变化，电流增大时的值小于电流下降时的值直流无极继电器的工作原理为什么无极继电器释放值（电流或电压）小于吸起值，以及返还系数小于1？铁磁材料的磁滞影响直流无极继电器的工作原理为什么无极继电器215磁化曲线直流无极继电器的工作原理继电器的释放安匝比还要小，即释放电流值比还要小。由上可知无极继电器的释放值不仅小于吸起值，而且比吸起值小很多。返还系数小于1。

铁路信号继电器的返还系数越接近1越安全

为了提高释放值，在衔铁与磁极之间加一止片，以增大继电器吸起状态的磁阻，减小剩磁影响，保证继电器可靠释放磁化曲线直流无极继电器的工作原理216有极继电器的工作原理特点反应电流极性，并能保持其极性状态（切断电流后能保持原电流极性工作的状态）的继电器

在磁路结构中有永久磁铁

衔铁动作是受两种独立的磁系统控制的，这两个磁系统：一是由线圈电流产生的电磁系统，这种磁通称为控制磁通ΦK；二是由永久磁铁磁势所形成的磁通，称为极化磁通ΦJ。有极继电器的工作原理特点217有极继电器的工作原理特点

灵敏度较高，即只要较少的安匝就能动作，如有的动作安匝为1-4安匝。而无极继电器却需要50-200安匝。

动作时间较快，如最快的继电器只需要1-2ms。无极继电器则需要