【正文】 第二章 信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備 、信號(hào) 機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)、軌道電路和操作與表示設(shè)備等。 統(tǒng)可靠、高效的基礎(chǔ)。 第二章 信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備 ?第一節(jié) 信號(hào)繼電器原理 ?第二節(jié) 色燈信號(hào)機(jī) ?第三節(jié) 動(dòng)力轉(zhuǎn)轍機(jī) ?第四節(jié) 軌道電路 第一節(jié) 信號(hào)繼電器原理 ?一 直流無(wú)極電磁繼電器工作原理 ?二 直流繼電器的電特性 ?三 其它類(lèi)型安全型繼電器 ?四 安全型繼電器的特點(diǎn) ?五 繼電器的應(yīng)用 ?六 繼電器接點(diǎn)電路邏輯基礎(chǔ) 一 直流無(wú)極電磁繼電器工作原理 ? 信號(hào)繼電器是軌道交通信號(hào)繼電式控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，也是電子式控制系統(tǒng)的主要接口部件。 ? 它的基本原理是在線(xiàn)圈中通以一定數(shù)量的電流，繼電器勵(lì)磁，吸合銜鐵，帶動(dòng)動(dòng)接點(diǎn)運(yùn)動(dòng)與前接點(diǎn)接通。 ? 當(dāng)線(xiàn)圈中的電流減小到一定值時(shí)，繼電器失磁，銜鐵依靠重力和接點(diǎn)彈力復(fù)位，帶動(dòng)動(dòng)接點(diǎn)運(yùn)動(dòng)與前接點(diǎn)斷開(kāi)，接通后接點(diǎn)。 (一 )磁路系統(tǒng)與牽引特性 ? 它的磁路系統(tǒng)由鐵心、銜鐵和軛鐵三部分組成。 ? 當(dāng)接通線(xiàn)圈的電源后，在鐵心中產(chǎn)生磁通 Φ，它通過(guò)由軛鐵、銜鐵和工作氣隙 δ構(gòu)成的閉合磁路對(duì)銜鐵產(chǎn)生電磁吸力 。 JWXC1700型直流無(wú)極繼電器結(jié)構(gòu)示意圖 (一 )磁路系統(tǒng)與牽引特性 ? 當(dāng)吸力增到足以克服銜鐵上的機(jī)械力時(shí)，銜鐵就被吸動(dòng)并經(jīng)由連桿帶動(dòng)接點(diǎn)組動(dòng)作到吸起狀態(tài)。 ? 當(dāng)切斷線(xiàn)圈電源時(shí)，電流逐漸減小，磁通也隨之減弱，銜鐵就釋放。接點(diǎn)組也隨之恢復(fù)到落下?tīng)顟B(tài)。 (二 ) 繼電器的接點(diǎn)系統(tǒng) ? 繼電器的工作就是控制若干接點(diǎn)組的閉合和斷開(kāi)。 ? 其中包括前接點(diǎn)、中接點(diǎn)、后接點(diǎn)以及上下兩個(gè)托片。 (二 ) 繼電器的接點(diǎn)系統(tǒng) ? 銜鐵吸合時(shí)，推動(dòng)中接點(diǎn)和前接點(diǎn)閉合，并使中接點(diǎn)與后接點(diǎn)斷開(kāi)； ? 銜鐵釋放時(shí)，使中接點(diǎn)與前接點(diǎn)斷開(kāi)，與后接點(diǎn)閉合。 ? 銜鐵在釋放狀態(tài)時(shí)，中接點(diǎn)與后接點(diǎn)閉合并使后接點(diǎn)承受一定壓力以保證接點(diǎn)接觸良好。 二 直流繼電器的電特性 ? 直流繼電器的電特性是指關(guān)于繼電器的輸入電壓或電流與繼電器工作狀態(tài)的一組參數(shù)。 ? (一 ) 吸起值。使繼電器中接點(diǎn)與前節(jié)點(diǎn)接觸所需的最小電壓或電流值。 ? (二 ) 工作值。使繼電器動(dòng)作并滿(mǎn)足規(guī)定的節(jié)點(diǎn)壓力的電壓或電流。 ? (三 ) 額定值。繼電器工作時(shí)的電源電壓或電流值，一般為工作值與安全系數(shù)之積。 ? (四 ) 釋放值。向繼電器線(xiàn)圈供以過(guò)負(fù)載值的電壓或電流，使前接點(diǎn)閉合后再逐漸降低電壓或電流，當(dāng)前接點(diǎn)剛斷開(kāi)時(shí)的電壓或電流值。 ? (五 ) 過(guò)負(fù)載值。繼電器線(xiàn)圈不受損壞，電特性不受影響的最大允許接入的電壓或電流值。此值一般為工作值的 4倍。 ? (六 ) 安全系數(shù)。額定值與工作值之比。此值愈大，繼電器工作愈穩(wěn)定。 ? (七 ) 返還系數(shù)。釋放值與工作值之比。返還系數(shù)范圍在 0． 2～ 0． 99之間。返還系數(shù)愈大繼電器對(duì)于電壓或電流的變化反應(yīng)愈靈敏。 三 其它類(lèi)型安全型繼電器 ? 偏極繼電器具有 反應(yīng)電流極性 的性能，一般使用在道岔表示電路及半自動(dòng)閉塞電路中。 ? 偏極繼電器 磁路系統(tǒng)中存在特殊部分為鐵心極靴為方形，銜鐵為方形，方形極靴下端裝有 L形永久磁鐵。 三 其它類(lèi)型安全型繼電器 ? JYX型有極繼電器 ? 有極繼電器也能反應(yīng)電流極性 ,并能保持極性狀態(tài) ,即 當(dāng)電流切斷后它能保持原來(lái)電流極性工作的狀態(tài)。 ? 磁路特殊部分用一塊端部為刀形的長(zhǎng)條永久磁鐵帶替部分軛鐵，永久磁鐵與軛鐵用螺釘聯(lián)結(jié)。 四 安全型繼電器的特點(diǎn) ? 在鐵路信號(hào)系統(tǒng)中，凡是涉及到行車(chē)安全的繼電電路都必須采用安全型繼電器。 ? 安全型繼電器在結(jié)構(gòu)上有以下特點(diǎn)： ? (一 ) 前接點(diǎn)采用熔點(diǎn)高，不會(huì)因熔化而使前接點(diǎn)粘連的導(dǎo)電性能良好的材料。 ? (二 ) 增加銜鐵重量，采用“重力恒定 原理在線(xiàn)圈斷電時(shí)強(qiáng)制將前接點(diǎn)斷開(kāi)。 ? (三 ) 采用剩磁極小的鐵磁材料構(gòu)成磁路系統(tǒng)，并在銜鐵與極靴之間設(shè)有一定厚度的非磁性止片，當(dāng)銜鐵吸起時(shí)仍有一定的氣隙以防剩磁吸力將銜鐵吸住。 ? (四 ) 銜鐵不致因機(jī)械故障而卡在吸起狀態(tài)。 五 繼電器的應(yīng)用 ? （一）繼電器的圖形符號(hào)和使用 ? （二）繼電器接點(diǎn)電路的幾種基本形式 ? （三） 繼電器接點(diǎn)電路的分析方法 （一）繼電器的圖形符號(hào)和使用 ? 繼電器在電路圖中表示出來(lái)的就是繼電器的線(xiàn)圈和接點(diǎn)二部分 。 ? 繼電器線(xiàn)圈有電 ( 指通過(guò)工作值以上的電流 ) ，繼電器吸起則該繼電器件的所有前接點(diǎn)都閉合，后接點(diǎn)都離開(kāi)。 ? 線(xiàn)圈斷電 (無(wú)電 )，該繼電器的所有前接點(diǎn)都離開(kāi)，后接點(diǎn)都閉合。 ? 不能錯(cuò)誤的理解為有電流通過(guò)接點(diǎn)時(shí)，就認(rèn)為該接點(diǎn)的繼電器是吸起的 （一）繼電器的圖形符號(hào)和使用 ? 繼電器吸起，前接點(diǎn)閉合后，不一定有電流通過(guò)前接點(diǎn)。 ? 因?yàn)?線(xiàn)圈與接點(diǎn)所構(gòu)成的電路是兩個(gè)不同的電的回路 ，該前接點(diǎn)是否有電流通過(guò)，這要看該接點(diǎn)所構(gòu)成的電路是否連通。 ? 如果該接點(diǎn)根本就沒(méi)有接入電路，那么接點(diǎn)只是象不接入電路的開(kāi)關(guān)扳動(dòng)一下面已 （一）繼電器的圖形符號(hào)和使用 （一）繼電器的圖形符號(hào)和使用 ? 安全型電磁繼電器線(xiàn)圈有兩個(gè)線(xiàn)圈四個(gè)引出片(即電源片 ) 構(gòu)成。 ? 電源片 1和 3一般為后、前線(xiàn)圈的正極， 2和 4一般為后，前線(xiàn)圈的負(fù)極 。 無(wú)極 緩放 有極 偏極 整流式 安全型電磁繼電器線(xiàn)圈的圖形符號(hào) （一）繼電器的圖形符號(hào)和使用 ? 對(duì)于兩線(xiàn)圈參數(shù)相同的繼電器的線(xiàn)圈使用，可以?xún)蓚€(gè)線(xiàn)圈串聯(lián)使用 (連接 2— 3電源片，使用 1— 4電源片 )。 ? 可以?xún)蓚€(gè)線(xiàn)圈并聯(lián)使用 (電源片 1— 3連接， 2— 4連接，使用 1— 2 或 3一 4電源片 )。 ? 可以?xún)蓚€(gè)線(xiàn)圈分別使用成單線(xiàn)圈單獨(dú)使用。 ? 這種繼電器無(wú)論哪一種使用方法都要保證繼電器的工作安匝 和 釋放安匝 ，才能使繼電器可靠工作和落下。 （一）繼電器的圖形符號(hào)和使用 ? 單線(xiàn)圈使用或兩個(gè)線(xiàn)圈分別使用時(shí)，為了保證得到與串聯(lián)使用同樣的工作安匝，則通過(guò)線(xiàn)圈的電流必須比串聯(lián)使用時(shí)大一倍，所以消耗的功率也要大一倍。 ? 兩個(gè)線(xiàn)圈分別使用或單獨(dú)使用時(shí)，對(duì)于供給它的電源容量要大，同時(shí)繼電器的線(xiàn)圈也容易發(fā)熱損壞。 ? 繼電器線(xiàn)圈的使用方法盡可能采用串聯(lián)使用的方法 。 ? 兩個(gè)線(xiàn)圈并聯(lián)使用的，這種方法所需的電壓比串聯(lián)使用時(shí)的電壓低一半，因此，可用于低電壓（如12V）電路。 (二 ) 繼電器接點(diǎn)電路的幾種基本形式 ? 按工作特點(diǎn)來(lái)分的繼電器接點(diǎn)電路： 單拍電路 ? 單拍電路是指它所組成的電路在完成一定的控制目的時(shí)，與組成該電路的各元件的 動(dòng)作順序無(wú)關(guān) 。 (二 ) 繼電器接點(diǎn)電路的幾種基本形式 ? 典型單拍電路 ? 用按鈕 A和繼電器 BJ、CJ的接點(diǎn)等三個(gè)元件共同來(lái)控制繼電器 DJ。 ? 要控制 DJ使其吸起 (↑)，只要 A按下， BJ吸起 (↑)和 CJ吸起 (↑)即可 , 而與它們?nèi)齻€(gè)元件的動(dòng)作順序無(wú)關(guān)。 (二 ) 繼電器接點(diǎn)電路的幾種基本形式 ? 該電路中的各元件必須按照一定的先后動(dòng)作順序才能達(dá)到既定的控制目的。 ? ① 非周期多拍電路 ：它共有四拍，每 — 拍節(jié)里有一個(gè)繼電器的工作狀態(tài)發(fā)生變化。 非周期多拍電路 (二 ) 繼電器接點(diǎn)電路的幾種基本形式 拍節(jié) 工作狀態(tài) 0 BJ↓ CJ↓ DJ↓ 1 BJ↑ CJ↓ DJ↓ 2 BJ↑ CJ↑ DJ↓ 3 BJ↑ CJ↑ DJ↑ (二 ) 繼電器接點(diǎn)電路的幾種基本形式 ? ② 周期性多拍電路： ? 從 0拍開(kāi)始經(jīng)過(guò) 13拍動(dòng)作后又回到 0拍。 ? 周而復(fù)始的動(dòng)作利用 AJ或 BJ的接點(diǎn) , 可以得到一個(gè)脈沖輸出電路。 拍節(jié) 工作狀態(tài) 0 AJ↓ BJ↓ 1 AJ↑ BJ↓ 2 AJ↑ BJ↑ 3 AJ↓ BJ↑ 4 AJ↓ BJ↓ (二 ) 繼電器接點(diǎn)電路的幾種基本形式 ? 由繼電器所組成的信號(hào)設(shè)備電路，差不多都是復(fù)雜程度不同的多拍電路。 ? 但不管電路怎樣復(fù)雜，都是由較為簡(jiǎn)單的單拍電路所組成。 ? 因此，多拍電路都可以分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單的單拍電路來(lái)研究。 脈動(dòng)偶電路分解 (二 ) 繼電器接點(diǎn)電路的幾種基本形式 ?按有無(wú)記憶作用來(lái)分的繼電器接點(diǎn)電路 ?分為無(wú)自閉電路和有自閉電路兩種。 (二 ) 繼電器接點(diǎn)電路的幾種基本形式 ? 無(wú)自閉電路 ? 按鈕 A是自復(fù)式的 ,當(dāng)按下按鈕時(shí)， AJ通電吸起，當(dāng)松開(kāi)按鈕時(shí)，按鈕自動(dòng)復(fù)原，AJ電路切斷， AJ落下。 ? 這種電路對(duì)曾按壓過(guò)按鈕的動(dòng)作沒(méi)有記憶作用。前面所討論的電路就屬于這種電路。 (二 ) 繼電器接點(diǎn)電路的幾種基本形式 ? 有自閉電路 ? 凡是有自身前接點(diǎn)參與保持該繼電器吸起的，稱(chēng)為自閉電路 。 ? 當(dāng)按下按鈕 A， AJ通電吸起，當(dāng)松開(kāi)按扭，按鈕自動(dòng)復(fù)原。 ? 此時(shí)雖然按鈕接點(diǎn)已斷開(kāi)，但 AJ自身的前接點(diǎn)巳經(jīng)構(gòu)成了 AJ線(xiàn)圈的供電回路，所以 AJ仍保持在吸起狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)按鈕按壓過(guò)的記憶 (記錄 )作用。 ? 當(dāng)記憶任務(wù)完成以后 , 依靠復(fù)原繼電器 FUJ的吸起，其后接點(diǎn)斷開(kāi)將 AJ線(xiàn)圈的供電回路切斷，使AJ落下恢復(fù)原狀。 (二 ) 繼電器接點(diǎn)電路的幾種基本形式 ?繼電器接點(diǎn)電路按連接形式來(lái)分，可分為的串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián) 和 橋形 等幾種基本電路。 ?無(wú)論哪種連接形式的接點(diǎn)電路，都由 前接點(diǎn)和后接點(diǎn) 組成 。 ?串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)電路都很簡(jiǎn)明，橋形電路是一種非串并聯(lián)的電路，這種形式的電路，在實(shí)際信號(hào)設(shè)備的電路中也常用到。只是繁簡(jiǎn)不同而已。 (二 ) 繼電器接點(diǎn)電路的幾種基本形式 ? 如圖所示的是最簡(jiǎn)單的橋形電路。 ? 實(shí)際就是下圖所示的串并聯(lián)電路的簡(jiǎn)化。 ? 很明顯上圖所用的接點(diǎn)數(shù)比下圖省一半。 ? 由此可見(jiàn)，串并聯(lián)電路如果有條件能變換為某種形式的橋形電路，就能達(dá)到簡(jiǎn)化電路，節(jié)省接點(diǎn)的目的。 (三 ) 繼電器接點(diǎn)電路的分析方法 ? 1. 接通公式法 ? 這種方法先用符號(hào)表出電路中各元件的初始狀態(tài) (定位狀態(tài) ) ，以便在分析過(guò)程中進(jìn)行對(duì)照，然后用符號(hào)依次表示各元件狀態(tài)的變化。 ? 元件的狀態(tài)符號(hào)一般用“ ↑”表示繼電器吸起，用“ ↓”表示繼電器落下。元件之間作用聯(lián)系用箭頭“ →”表示。 ? 例如圖所示的電路，它的動(dòng)作過(guò)程就可以用以下接通公式來(lái)表示： A↓ (按鈕按下 ) →BJ↑→CJ↑→DJ↑ A↑ (按鈕拉出 ) →BJ↓→CJ↓→DJ↓ (三 ) 繼電器接點(diǎn)電路的分析方法 ? 2. 時(shí)間圖解法 ? 時(shí)間圖解法能很清楚地表示出各繼電器的工作情況，相互關(guān)系及時(shí)間特性，能正確反映整個(gè)電路的動(dòng)作過(guò)程。 ? 這種方法主要是把繼電器線(xiàn)圈通電、后接點(diǎn)離開(kāi)、前接點(diǎn)閉合、線(xiàn)圈斷電、前接點(diǎn)離開(kāi)及后接點(diǎn)閉合的時(shí)間都用時(shí)間圖表示出來(lái) 。 六 繼電器接點(diǎn)電路邏輯基礎(chǔ) ? （一）接點(diǎn)電路邏輯理論的運(yùn)用概況 ? （二）接點(diǎn)電路的元件 ? （三）接點(diǎn)電路的結(jié)構(gòu)形式 ? （四）接點(diǎn)電路邏輯代數(shù)的基本定律 ? （五）接點(diǎn)電路變換的一般公式 （一）接點(diǎn)電路邏輯理論的運(yùn)用概況 ? 在自動(dòng)控制與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，應(yīng)用的繼電器是非常多的，用繼電器接點(diǎn)所構(gòu)成的接點(diǎn)電路也是很復(fù)雜的。應(yīng)用接點(diǎn)電路邏輯理論去設(shè)計(jì)接點(diǎn)電路，其優(yōu)點(diǎn)是： ? 1. 根據(jù)條件和任務(wù)進(jìn)行綜合、變換、簡(jiǎn)化，這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的接點(diǎn)電路，既簡(jiǎn)單、元件又用得少，而所花的時(shí)間也少，還不易出錯(cuò) 。 ? 2. 在滿(mǎn)足電路的要求下，可以減少電路中某一個(gè)繼電器接點(diǎn)，變換簡(jiǎn)化至最少 。 ? 3. 利用接點(diǎn)電路邏輯理論，可幫助我們分析已有電路的工作條件，和檢查設(shè)計(jì)電路的正確性。 （二）接點(diǎn)電路的元件 ? 繼電器接點(diǎn)電路中有各種元件，如開(kāi)關(guān)、按鈕，繼電器、信號(hào)燈、電磁鐵、電動(dòng)機(jī)等 ,但按其所起的作用可以分為以下三類(lèi)： ? 1. 接收元件： 用來(lái)接收外來(lái)信息的元件 ，如開(kāi)關(guān)，按鈕、轉(zhuǎn)換器及繼電器等，這種元件隨電路的復(fù)雜程度不同，數(shù)量有一個(gè)至幾個(gè)不等； ? 2. 執(zhí)行元件： 用來(lái)完成預(yù)定控制任務(wù)的元件 ，如繼電器、接觸器，電磁鐵，信號(hào)燈，電動(dòng)機(jī)等，這