一、繼電器的定義及組成

繼電器是一種根據(jù)某一輸入量來換接執(zhí)行機構的電器，用于控制電路。繼電器也可認為是傳遞訊號的電器。在電力機車控制電路中，繼電器具有控制、保護或轉換信號的作用。

任何一種繼電器，不論它的動作原理、結構形式、使用場合如何千差萬別，都是根據(jù)外界輸入的一定信號來控制電路中電流的“通”與“斷”的，這就是繼電器的共性。這種共性說明，任何一種繼電器為了完成它的特定使命，一般都應由測量機構、比較機構和執(zhí)行機構等部分組成，其原理組成方框圖如圖6－2所示。

圖6－2　繼電器原理組成方框圖

對于大部分繼電器來說，輸入量可以是電量，如電壓、電流、阻抗、功率等，也可以是非電量，如壓力、速度、溫度等。輸入量可以是一個量，也可以是兩個或多個量。

測量機構是反應繼電器輸入量的裝置，用于接收輸入量，并將其轉換成繼電器工作所必須的物理量。比如電磁型繼電器，測量機構是線圈和鐵心構成的磁系統(tǒng)，用來測量輸入電量的大小，并在銜鐵上將電量的大小轉換成相應的電磁吸力。

比較機構的作用是將輸入量(或轉換量)與其預設的整定值進行比較，根據(jù)比較結果決定執(zhí)行機構是否動作。如：電磁繼電器的反力彈簧等。當電磁力大于反力時，銜鐵吸合，接點動作；當電磁力小于反力時，銜鐵不吸合，接點不動作，沒有輸出。一般可以在比較環(huán)節(jié)上調整(整定)繼電器的動作值。

執(zhí)行機構是反應繼電器輸出的裝置，它作用于被繼電器控制的相關電路中，以得到必須的輸出量。執(zhí)行機構根據(jù)比較的結果決定是否動作：有觸點電器中觸點的分、合動作，無觸點電器中晶體管的飽和、截止兩種狀態(tài)，都能實現(xiàn)對電路的“通”、“斷”控制。

輸出量是根據(jù)比較結果來決定有無的。不管輸入是何物理量，輸出量往往是電量。

需要說明的是，對于有觸點的繼電器來說，也可按前面電器基本理論所述，由觸頭裝置和傳動裝置(一般沒有滅弧裝置)組成。

二、繼電器的分類

繼電器的用途很廣，種類繁多，對不同類型的繼電器要求不同，有時對同一類型的繼電器，也需要從不同的方面去說明它的特性，因此，繼電器有很多種分類方法，下面僅根據(jù)目前電力機車上使用的情況來分類：

1．按用途分，有控制繼電器和保護繼電器。

2．按輸入物理量的性質分，有電磁式繼電器（反應電量的繼電器）、機械式繼電器（反應非電量的繼電器）。

3．按執(zhí)行機構的種類分，可分為有觸點繼電器和無觸點繼電器。

4．按輸入電流性質來分，有直流繼電器和交流繼電器。

5．按作用分，有電流繼電器、電壓繼電器、時間繼電器、中間繼電器、壓力繼電器等。

三、繼電器的特點

在電力機車上，繼電器一般不直接控制主電路或輔助電路，而是通過接觸器或主、輔電路中的其它電器對主電路及輔助電路進行控制的。同接觸器相比較，繼電器具有以下特點：

• 繼電器觸頭容量小，采用點接觸形式，沒有滅弧裝置，體積和重量也比較小。
• 繼電器的靈敏度要求極高，輸入、輸出量應易于調節(jié)。
• 繼電器能反應多種信號（如各種電量、速度、壓力等），其用途很廣，外形多樣化。
• 繼電器不能用來開斷主電路及大容量的控制電路。

四、繼電器的動作原理和繼電器特性

繼電器的輸入量與輸出量之間有一特定的關系，這就是繼電器最基本的輸入－輸出特性，亦稱繼電特性。

繼電特性可以通過分析繼電器的工作過程來得到。下面我們分析電磁繼電器的工作過程(可參見第四章電磁傳動裝置的工作原理)。

圖6－3為具有常開接點繼電器的繼電特性，輸入量用X來表示，輸出量用Y表示。當輸入量X從零增加時，在X﹤X_dz的過程中，銜鐵不吸合，常開接點保持打開，繼電器不動作，輸出量Y=0；當輸入量達到X=X_dz時，繼電器立即動作，銜鐵吸合，常開接點閉合，輸出量由0躍變，即達到了Y=Y₁，繼續(xù)增加X到X_e(額定輸入量)，繼電器保持該狀態(tài)不變，輸出仍為Y₁(常開接點繼續(xù)閉合)。當輸入量X從X_e 減少時，在X﹥X_fh過程中，繼電器仍然保持該狀態(tài)不變，常開接點繼續(xù)閉合，輸出還是Y₁。只有當輸入量減少到X= X_fh時，輸入量產(chǎn)生的吸力不足以吸合銜鐵，銜鐵釋放，常開觸頭打開，繼電器返回，輸出量Y由Y1躍變到0，繼續(xù)減少輸入量X到零，輸出均保持在Y為零狀態(tài)。

可見，繼電特性由連續(xù)輸入、躍變輸出的折線組成，只要某裝置有該輸入－輸出特性就能稱為繼電器。圖中X_dz稱為繼電器的動作值，X_fh稱為繼電器的返回值。

圖6－3　繼電特性

五、繼電器的基本參數(shù)

1．額定參數(shù)

指輸入量的額定值及觸點的額定電壓、額定電流等。

2．動作值

使繼電器吸合動作所需要的最小物理量的數(shù)值，如電流繼電器的動作電流，電壓繼電器的動作電壓，風壓繼電器的動作風壓等。有時也稱整定值。

3．返回值

使接點打開所需要的最大物理量的數(shù)值。

需要注意的是銜鐵的釋放值不一定是繼電器的返回值(如常閉接點來說)。

4．返回系數(shù)

指繼電器輸入量的返回值X_fh與動作值X_dz之比，用K_fh表示，即：

返回系數(shù)是繼電器的重要參數(shù)之一，對繼電器來說一般K_fh﹤1。K_fh越接近于1，繼電器動作越靈敏，但抗干擾能力就差，所以返回系數(shù)也不完全是越高越好，對控制繼電器來說，返回系數(shù)要求不高，對保護繼電器要求有較高的返回系數(shù)。

5.動作值的調整

繼電器的動作值(或返回值)的調整，也稱繼電器參數(shù)的整定。對電磁繼電器的整定，可通過改變反力彈簧和工作氣隙來實現(xiàn)。對電子繼電器來說，可改變比較環(huán)節(jié)的電位器的阻值等來實現(xiàn)。

六、繼電器在電路中的表示方法

繼電器和接觸器的符號表示方法，在電路圖中一般都有說明，同一電器的輸入(如線圈)和輸出(如接點)往往不畫在一起，但代號是相同的，以表示控制和被控制的關系。不同車型的代號編制方法是不同的。另外國產(chǎn)車和進口車的常開、常閉接點的表示方法一般也相反。國產(chǎn)電力機車的電器接點表示方法為“上開下閉，左開右閉”。