2.5 继电器城市轨道

第二章

轨道交通低压供电系统常用开关与计量设备2.5继电器2.5.1继电器的分类电磁继电器固体继电器热继电器感应继电器1.按工作原理或结构特征分类控制继电器保护继电器2.按用途分类电压继电器电流继电器时间继电器速度继电器3.按输入量分类微功率继电器：适用于小功率负载。弱功率继电器：适用于中等功率负载。中功率继电器：适用于大功率负载。4.按负载类型分类密封继电器封闭式继电器敞开式继电器5.按防护特征分类电磁型继电器感应型继电器整流型继电器6.按动作原理分类电流继电器阻抗继电器频率继电器7.按反应的物理量分类插拔式继电器贴片式继电器插件式继电器8.按安装方式分类2.5.2电磁继电器1.电磁继电器的分类

电压继电器电流继电器中间继电器按功能分类1.电磁继电器的分类

直动式电磁继电器转辙式电磁继电器按结构分类通用电磁继电器专用电磁继电器按用途分类1.电磁继电器的分类

小型电磁继电器大型电磁继电器按尺寸分类2.电磁继电器的结构

图

电磁继电器结构示意图1—线圈

2—铁心

3—磁轭

4—弹簧

5—调节螺母

6—调节螺钉

7—衔铁

8—非磁性垫片

9—动断触点

10—动合触点2.电磁继电器的结构

电磁继电器的结构主要包括以下几个部分：（1）电磁系统电磁系统是电磁继电器的核心部分，由线圈和铁芯组成。当线圈通电时，电流通过线圈产生磁场，吸引铁芯进行运动。（2）触点系统触点系统由动触点和静触点组成，用于实现电路的通断控制。触点系统通常包括常开触点和常闭触点。2.电磁继电器的结构

电磁继电器的结构主要包括以下几个部分：（3）复位机构复位机构用于在电磁力消失时，使铁芯和触点系统复位到初始状态。常见的复位机构包括弹簧和重锤等。（4）外壳和支架外壳用于保护电磁继电器的内部结构，防止灰尘、潮气等外界因素的侵入。支架则用于支撑和固定电磁继电器的各个部分，确保其在工作过程中稳定可靠。3.电磁继电器的工作原理

当电磁继电器的线圈通电时，电流产生磁场，吸引铁芯运动，带动动触点与静触点接触，闭合电路。当线圈断电时，磁场消失，铁芯在复位机构（如弹簧）的作用下返回到初始位置，动触点与静触点分离，电路断开。3.电磁继电器的工作原理

图

电磁式继电器图形、文字符号4.电磁继电器的特性

当继电器输入量由零增至x2以前，继电器输出量为零。当输入量增加到x2时，继电器吸合，输出量为y1，若再增大，值保持不变。当减小到x1时，继电器释放，输出量由y1降到零，再减小，值均为零。继电器的继电特性曲线如图所示。图

继电特性曲线4.电磁继电器的特性

图中，X2称为继电器吸合值，欲使继电器吸合，输入量必须等于或大于x2；X1称为继电器释放值，欲使继电器释放，输入量必须等于或小于X1。K=X1/X2称为继电器的返回系数，它是继电器重要参数之一。图

继电特性曲线5.电磁继电器的用途

（1）电路控制电磁继电器最基本的功能是实现对电路的控制。通过控制线圈的通断，可以实现对触点系统的控制，从而改变电路的通断状态。（2）信号传递电磁继电器可以传递和转换信号。当接收到外部信号（如电压、电流、温度等）时，电磁继电器可以将其转换为触点动作，进而实现对电路的控制。5.电磁继电器的用途

（3）隔离作用电磁继电器在电路中起到隔离作用，可以将控制电路和被控电路隔离开来。这不仅可以保护控制电路不受被控电路的影响，还可以提高电路的安全性。在高压、大电流等危险环境中，电磁继电器的隔离作用尤为重要。（4）自动、遥控和监测电磁继电器可以与传感器、控制器等设备配合使用，实现电路的自动、遥控和监测功能。例如，在智能家居系统中，电磁继电器可以接收来自传感器的信号，自动控制家电设备的开关；在工业自动化系统中，电磁继电器可以接收来自控制器的指令，实现对机械设备的远程控制。5.电磁继电器的用途

（5）安全保护电磁继电器还可以用于电路的安全保护。例如，在电动机保护电路中，当电动机过载、短路或欠压时，电磁继电器可以自动切断电路，保护电动机不受损坏。此外，电磁继电器还可以用于电力系统的过流、过压等保护电路中。6.电磁继电器的主要技术参数

（1）额定工作电压继电器在正常工作状态下，线圈所需的电压值。（2）额定工作电流继电器在正常工作状态下，线圈所需的电流值。（3）线圈直流电阻继电器线圈的直流电阻值，通常使用万用表等仪器进行测量。反映继电器线圈的电气性能，对于电路设计中的匹配和计算有重要意义。6.电磁继电器的主要技术参数

（4）吸合电压和吸合电流继电器能够产生吸合动作的最小电压和电流值。吸合电流一般略小于额定工作电流，而吸合电压也略低于额定工作电压。确保继电器在给定电压和电流下可靠吸合。（5）释放电压和释放电流使继电器从吸合状态转换到释放状态所需的最大电压和电流值。释放电压和电流通常远低于吸合值。确保继电器在需要时能够可靠释放。6.电磁继电器的主要技术参数

（6）触点额定电流和额定电压继电器触点在正常工作状态下所能承受的最大电流和电压值。触点额定电流通常在几安培到数百安培之间，额定电压可以是几十伏到数千伏。防止触点过载和损坏，确保继电器安全稳定运行。（7）动作时间和复位时间继电器从接收到激励信号到触点完全接通或断开所需的时间，以及从接收激励信号到触点恢复到正常状态所需的时间。动作时间和复位时间通常以毫秒为单位，反映继电器的响应速度和恢复能力，对于需要快速响应和精确控制的场合至关重要。6.电磁继电器的主要技术参数

（8）机械寿命继电器触点在开合运动中能够经受的电气操作次数。机械寿命因继电器类型和制造质量而异，通常可达数万次至数百万次。衡量继电器使用寿命和可靠性的重要指标。7.电磁继电器的选型

在进行电磁继电器的选型时，主要考虑以下几个方面：（1）电路参数要求1）额定电压：继电器的额定电压应等于或大于电路的额定电压。2）额定电流：继电器的额定电流应大于或等于电路中可能流过的最大电流。3）线圈参数：根据电源的性质和输出功率的要求，选用适当的线圈电压和线圈电阻，以确保继电器能够正常动作。7.电磁继电器的选型

在进行电磁继电器的选型时，主要考虑以下几个方面：（2）负载类型要求1）负载类型：继电器的额定负载类型必须与实际负载类型相适应，如感性负载、纯阻性负载、电容性负载等。2）触点参数：在选择触点参数时，需要考虑触点形式和触点负载。触点形式包括常开触点、常闭触点、转换触点等。触点负载的选择需要综合考虑负载类型、开端负载频率、负载电压电流以及电耐久性次数等要求。8.电磁继电器的安装

（1）选型：根据应用需求选择合适的电磁继电器，包括电压、电流容量、触点类型和数量等。考虑使用环境、工作频率、寿命等因素。（2）断电：在进行安装之前，确保电路处于断电状态，以防止触电事故。（3）确定安装位置：选择干燥、通风、无腐蚀性气体和阳光直射的地方进行安装。避免安装在振动、冲击和温度变化大的环境中。（4）接线：根据电路设计，将继电器的控制端（通常是继电器的控制线圈）与控制信号源（如开关、传感器或PLC）相连接。将继电器的输出端（触点）与负载设备（如灯具、电机或其他电气设备）相连接。确保正确连接负载电源线、负载回路线和地线。8.电磁继电器的安装

（5）供电：连接电磁继电器的电源线，并确保电源电压符合继电器的额定电压要求。（6）固定安装：使用合适的固定工具（如螺丝或支架）将继电器固定在安装位置上。（7）接地：确保继电器和电路的正确接地，以提供安全性和干扰抑制。（8）通电测试：在完成安装后，重新接通电源，并进行必要的测试，以确保继电器正常工作。8.电磁继电器的维护

（1）日常检查定期检查继电器的外观是否完好，有无破损、烧焦等现象。检查继电器的触点是否接触良好，有无松动或磨损现象。检查继电器的线圈是否正常工作，有无断线、短路等现象。检查继电器的控制电路是否正常工作，有无故障现象。8.电磁继电器的维护

（2）清洁与保养定期对继电器进行清理和保养，保持其内部的清洁和干燥。使用柔软的布擦拭继电器表面，避免使用腐蚀性清洁剂。（3）更换磨损部件对于磨损严重的触点、弹簧等部件，应及时更换以保证继电器的正常工作。（4）维修与故障排除对于出现故障的继电器，应根据故障现象进行排查和维修。维修时应遵循相关安全规范，确保操作安全。10.电磁继电器常见故障及检修方法

故障现象故障原因检修方法接触不良由于接线松动、接触面脏污等原因造成的。接触不良会导致电磁继电器在工作过程中失灵（1）定期检查接线是否接触良好，如有松动应及时紧固。（2）清洁接触面，去除污垢和异物，保持接触面平整光滑磁路故障磁路中磁芯、线圈、移动铁芯等构件出现松动、断裂、缺损等故障，会导致电磁继电器工作不正常。（1）检查磁路各部件是否完好，如有松动、断裂、缺损应及时维修或更换。（2）确保磁路中各部件的间隙和位置正确，以保证电磁继电器正常工作。10.电磁继电器常见故障及检修方法

故障现象故障原因检修方法线圈故障包括线圈开路、短路、绝缘破损等情况。线圈故障会导致电磁继电器无法正常工作。（1）使用万用表测试线圈的连通性，检查是否有开路或短路现象。（2）检查线圈的绝缘层是否破损，如有破损应及时更换。（3）对于线圈开路或短路的故障，应重新绕制线圈或更换新的线圈。触点故障包括触点烧焦、粘连、磨损等。触点故障会影响电磁继电器的正常开关控制。（1）清洁触点表面，去除氧化物和污垢。（2）检查触点是否粘连或磨损，如有粘连应更换触点或整个继电器；如有磨损应修复或更换触点。（3）调整触点压力，确保触点在吸合和断开时能够正常运动。2.5.3时间继电器1.时间继电器的分类

空气阻尼式时间继电器电子式时间继电器电动机式时间继电器电磁式时间继电器按工作原理分类1.时间继电器的分类

通电延时型时间继电器断电延时型时间继电器按延时方式分类1.时间继电器的分类

精密延时继电器故障延时继电器循环延时继电器渐变延时继电器程序延时继电器按特殊功能分类1.时间继电器的结构

图

JS7-A系列时间继电器原理图a）通电延时型

b）断电延时形1－线圈

2—铁心

3—衔铁

4—反力弹簧

5—推板

6—活塞杆

7—杠杆

8—塔形弹簧

9—弱弹簧10—像皮膜

11—空气室壁

12—活塞

13—调节螺钉

14—进气孔

15、16—微动开关2.时间继电器的结构

空气阻尼式时间继电器是一种利用空气阻尼原理获得延时的电气控制元件。其结构主要包括以下几个部分：（1）电磁系统电磁系统主要由线圈、铁心和衔铁组成，还有反力弹簧和弹簧片。（2）延时机构延时机构是空气阻尼式时间继电器的核心部分，其采用气囊式阻尼器。2.时间继电器的结构

（3）触头系统触头系统由微动开关组成，包括两副瞬时动作触头（一副常开，一副常闭）和两副延时动作触头。（4）气室和传动机构气室是延时和中间传递作用的关键部分，其中有一块橡皮薄膜，随空气的增减而移动。传动机构由推杆、活塞杆、杠杆及宝塔形弹簧组成，负责将延时机构的动作传递到触头系统。2.时间继电器的结构

（3）触头系统触头系统由微动开关组成，包括两副瞬时动作触头（一副常开，一副常闭）和两副延时动作触头。（4）气室和传动机构气室是延时和中间传递作用的关键部分，其中有一块橡皮薄膜，随空气的增减而移动。传动机构由推杆、活塞杆、杠杆及宝塔形弹簧组成，负责将延时机构的动作传递到触头系统。3.时间继电器的工作原理空气阻尼式时间继电器的工作原理主要基于空气阻尼原理，通过改变空气流动的阻力来实现延时控制。以通电延时型为例说明其工作原理:当线圈1得电后衔铁（动铁心）3吸合，活塞杆6在塔形弹簧8作用下带动活塞12及橡皮膜10向上移动，橡皮膜下方空气室空气变得稀薄形成负压，活塞杆只能缓慢移动，其移动速度由进气孔气隙大小来决定。经一段延时后，活塞杆通过杠杆7压动微动开关15，使其触头动作，起到通电延时作用。3.时间继电器的工作原理断电过程：当线圈断电时，衔铁释放，橡皮膜下方空气室内的空气通过活塞肩部所形成的单向阀迅速地排出，使活塞杆、杠杆、微动开关等迅速复位。由线圈得电到触头动作的一段时间即为时间继电器的延时时间，其大小可以通过调节螺钉13调节进气孔气隙大小来改变。在线圈通电和断电时，微动开关16在推板5的作用下都能瞬时动作，其触头即为时间继电器的瞬动触头。3.时间继电器的工作原理图

时间继电器的图形文字符号(a)线圈一般符号

(b)通电延时线圈

(c)断电延时线圈

(d)通电延时闭合动合（常开）触点

(e)通电延时断开动断（常闭）触点（f）断电延时断开动合（常开）触点（g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点4.时间继电器的用途（1）延时控制（2）定时控制（3）间隔控制（4）循环控制（5）安全保护（6）程序控制5.时间继电器的主要技术参数（1）延时精度指时间继电器的实际延时时间与设定时间之间的误差。一些高精度的时间继电器的延时精度可以达到±0.1%~±0.5%，而SJ23系列的延时精度不超过9%。（2）延时范围指时间继电器的最小设定时间到最大设定时间之间的范围。（3）电源电压指时间继电器正常工作所需的电源电压。时间继电器的电源电压一般为直流12V、24V或交流220V，SJ23系列支持多种电压等级，包括AC380V/220V和DC220V/110V。5.时间继电器的主要技术参数（4）输出方式指时间继电器的输出信号方式。一般为电平输出和脉冲输出。（5）触点容量指时间继电器触点的负载能力，包括触点的最大电压、最大电流等。在交流380V时，触头工作电流为0.79A，在直流220V时，瞬间动作电流为0.27A，持续动作电流为0.14A。（7）吸合电压指确保时间继电器可靠吸合所需的电压。通常情况下，吸合电压不得高于继电器额定电压的85%，同时在额定电压110%的条件下也应确保可靠释放。5.时间继电器的主要技术参数（8）寿命包括机械寿命和电寿命，分别描述时间继电器机械结构和电气部分的耐久性。SJ23系列的机械寿命至少为100万次，电寿命为100万次或延迟头部直流寿命50万次。6.时间继电器的选型（1）延时范围与精度根据控制系统的要求，确定所需的时间继电器的延时范围和精度。（2）控制电压与电流时间继电器应使用与控制电路匹配的电压和电流，以确保正常工作。（3）功能要求明确时间继电器的目标功能，如通电延时、断电延时、定时控制等。（4）接口类型时间继电器的接口类型有不同规格和数量的插针、引脚、接线端子等。6.时间继电器的选型（5）联动方式时间继电器可通过不同的联动方式控制其他设备，如触点输出、信号输出、串口通讯等。（6）安装方式时间继电器可通过不同的安装方式固定在不同的位置，如板式安装、导轨安装、独立式安装等。6.时间继电器的选型（7）技术参数时间继电器的技术参数包括额定电压、额定电流、绝缘电阻、使用寿命等。（8）环境要求考虑时间继电器的工作环境，如温度、湿度、振动等因素。选择能够在这些条件下稳定工作的时间继电器，以确保其长期可靠性。（9）负载能力根据实际负载要求选择合适的负载能力，以确保时间继电器能够适应所需的负载。7.时间继电器的安装（1）准备工作确定参数：根据电气控制系统的需求，确定时间继电器的额定电压、额定电流等参数。选择合适位置：选择一个通风良好、干燥、无尘、无腐蚀性气体、无强烈震动的位置进行安装。准备工具：准备必要的安装工具，如螺丝刀、钳子等。7.时间继电器的安装（2）安装步骤固定继电器：将时间继电器固定在安装位置上，确保稳固可靠。接线：连接控制电源、输入信号、输出信号等线路，注意正负极性和接线正确性。具体如下，控制接线：3、7脚用于接12V控制电压，其中7脚为负极；2、7脚用于接24V控制电压，2脚接220V火线。负载接线：电源的零线或负极接用电器的零线或负极端；电源的火线或正极接8脚，用电器的火线端或正极接6脚，5脚空闲不用。设置参数：根据实际需求，设置时间继电器的延时时间等参数。调试与固定：确认时间继电器工作正常后，进行固定安装。7.时间继电器的安装（3）注意事项严格按照产品说明书的要求进行安装。确保接线正确，避免接错