在韶山系列电力机车上使用的机械式继电器有风道(风速)继电器、风压继电器、油流继电器等,以下分别加以介绍。
一、风道(风速)继电器
风道继电器安装在硅整流装置柜、制动电阻柜及牵引电机通风系统的风道里,用来反映通风系统的工作状态是否正常,以确保通风系统有足够的风量。目前采用风道继电器的有TJV1-7/10型和TJY5(TJY5A)型。
(一)TJV1-7/10型风速继电器
1.型号及含义
TJV1-7/10型继电器。
T-铁路机车用;
J-继电器;
V-速度;
1-设计序号;
7-动作值(m/s);
1、0-常开常闭联锁触头数。
2.作用
该型继电器装在各通风系统的风道里,用来反映通风系统的工作状态是否正常,以确保通风系统有一定的风量,保护发热设备。
3.组成
主要由测量、比较、执行三个环节组成,如图6-9所示。
测量环节由风叶组成,用以感测风速。比较环节由扭簧和反力弹簧等组成,以决定继电器是否有输出(动作)。执行环节由LW-11型微动开关来担任。
在风叶的转轴上套有轴套,并固定有传动块和传动板。传动板可通过它右侧的拨杆使传动块与套在轴套上的扭簧相连,左侧则可通过滚轮与弹性传动件接触。弹性传动件的上端即套在微动开关的支架上。通过扭簧和传动块、风叶的力矩就可传递到由传动板、滚轮和弹性传动件组成的传动组件上,进而通过弹性传动件来控制微动开关的按钮。
4.动作原理
当通风系统的工作正常时,风量足够,风叶在风压力作用下转动,传动块随着转动,并通过扭簧拨动传动板,使其克服反力弹簧的作用而向下运动,滚轮受压后带动弹性传动件移动,触动微动开关按钮,使其常开联锁触头速动闭合,接通相应的控制电路正常工作。
当通风系统发生故障时,风量很小或为零,风叶在扭簧和反力弹簧的作用下恢复到原位,使继电器返回,微动开关释放,其常开触头打开,从而切断相应的控制电路。
继电器的动作整定风速值靠调节反力弹簧来整定。反力弹簧的反力通过改变弹簧挂勾的上下位置来调节。其返回值约为6m/s。
图6-9 TJV1-7/10型风速继电器结构简图
1-底座;2-微动开关;3-挡块;4-风叶;5-转轴;6-盖;7-反力弹簧;8-传动板;
9-传动块;10-扭簧;11-拨杆;12-滚轮;13-弹性传动件;14-微动开关按钮。
5.参数
TJVl-7/10型风速继电器主要技术参数
触头额定电压 ……………………………………………………………………DC110V
触头额定电流 …………………………………………………………………………3A
触头对数 …………………………………………………………………………1常开
风速整定值 ………………………………………………………………7m/s ±10%
(二)风道继电器
1.型号及含义
TJY5-0.3/10型,TJY5A-0.3/10型
T-铁路机车用;
J-继电器;
Y-压力型;
5、5A-设计序号;
0.3-动作整定风压值(kPa);
1-1个常开触头;
0-0个常开触头。
2.作用
在SS8型和SS4G型电力机车上,安装在牵引电机,硅整流装置柜和制动电阻柜的通风系统风道中,用来反映通风系统的工作状态,保护发热设备。
3.组成及结构
新型风道继电器外形为圆丘型。可分为触头装置和传动装置。亦可分为测量环节、比较环节、执行环节。铸铝合金壳体,电器各部件封闭其内,如图6-10所示。其测量机构是膜片;比较机构为反力弹簧;执行机构是一对常开联锁触头。整个继电器封装在铸铝合金壳体内。取下继电器盖,在壳体上部铸有一筋条,筋条中间安装有常开静触头。该静触头为螺栓状,拧入一塑料体中,塑料体安装在筋条上,可上、下调节,故静触头对地绝缘,并可调节触头开距及压力大小。在筋条的一侧装有引线端子座,用于连接内部动触头接线与外部连线。
风道继电器膜片为一很薄的尼龙编织制品,上、下铆以膜式铝片,起支承上部动触头和传递风压的作用。上铝片安装有塑料座,塑料座上装有常开动触头。下铝片面对盖板,盖板上开有孔,用于传递风压。无风压时,膜片在反力弹簧的作用下处于平直状态,其常开触头断开。
风道继电器应垂直安装,即膜片处于垂直状态,安装位置可以比较灵活,它与TJV1风速继电器不同,可以不安装在风道上。
图6-10 TJY5型风道继电器结构简图
1-盖板;2-壳体;3-常开动触头;4-盖;5-常开静触头;
6-塑料体;7-出线环;8-反力弹簧;9-塑料座;10-膜式铝片
4.动作原理
(1)TJY5A型风道继电器
TJY5A型风道继电器一般用于监视牵引电机和制动电阻通风设备的工作情况。
牵引电动机和制动电阻柜是依靠牵引风机和制动风机吹入的压缩空气将热量带走而进行冷却的。TJY5A型风道继电器的风压取自牵引、制动风机风道,为正压力。吹进牵引电动机或制动电阻柜的压缩空气从盖板的小孔经管道进入膜片下方的空腔内,当风机正常工作时,风道某处的压力达到继电器的动作值时,膜片下方与上方的压力差足以克服反力弹簧的反力,推动膜片向上移动,带动常开动触头与静触头闭合并保持一定的接触压力,接通相应的控制电路正常工作;当通风系统发生故障时,风量很小或为零,膜片下方与上方的风压差很小或为零,膜片在反力弹簧的作用下复位,使常开联锁触头断开,从而切断相应的控制电路。
(2)TJY5型风道继电器
安装于SS8型电力机车,用于监视硅整流装置通风系统的工作。
硅整流装置柜与牵引电动机和制动电阻柜不同,它是依靠硅风机吸出压缩空气来进行冷却的。装在硅整流装置柜风道内的TJY5型风道继电器和TJY5A型风道继电器的结构相似,只是在它的盖上有一管道,使膜片上方的空腔通过这一管道与硅整流装置柜相连,膜片下方的空腔则通过继电器盖板上的小孔与大气相通。由于硅风机正常工作时将硅整流装置柜内的空气吸向了大气,故硅整流装置柜风道内的压力(膜片上方)低于大气压力(膜片下方),当风机正常工作,风道内的风压达到其动作值时,压力继电器产生一负压力,即吸力,使膜片在该吸力的作用下由下向上移动,推动塑料座克服反力弹簧的作用力运动,带动常开联锁触头闭合并保持一定的接触压力,接通相应的控制电路正常工作;当通风系统发生故障时,风力不足或为零,膜片在反力弹簧的作用下复位,常开联锁触头断开,切断相应的控制电路。
可见,TJY5A型风道继电器是由压缩空气将膜片向大气侧推动,是借助于正压力来工作的;而TJY5型风道继电器风道继电器则是由大气将膜片推向低于大气压力侧,是借助于负压力来工作的。
5.特点
该继电器与TJV1型风速继电器相比有以下优点:
(1)TJY5型风道继电器取的控制量为压力,且在风道内的采样范围小,因而可以将风道内的涡流及外界变化对继电器的影响减小到很小程度;
(2)它动作可靠,不会发生象TJV1型风速继电器那样的抖动现象
(3)维护方便,一般不需要维修,若有尘埃进入堆积,清除即可;
(4)安装方式灵活,通用性强。
6.参数
触头额定电压……………………………………………………………………DC110V
触头额定电流…………………………………………………………………………3A
触头数量 …………………………………………………………………………1常开
风压整定值…………………………………………………………………0.3kPa±10%
质量………………………………………………………………………………0.75㎏
二、风压继电器
(一)型号及含义
TJY3-1.5/11型和TJY3A-4.5/11型风压继电器。
T-铁路机车用;
J-继电器;
Y-压力型;
3(3A)-设计序号;
1.5(4.5)-动作整定风压值(kPa);
11-常开常闭联锁触头数。
(二)作用
TJY3-1.5/11型是作为电力机车电阻制动和空气制动间的安全联锁,在电阻制动时,电制动力并非恒定,需加一点空气制动来限速。但空气制动力不能太强,以免车轮被抱死,造成滑行而擦伤车轮。
TJY3A-4.5/11型是作为主断路器的欠气压保护,避免在低气压下动作主断路器。
(三)组成
两种型号的继电器结构基本相同,主要由传动装置和联锁触头组成(当然亦可分为测量、比较和执行三部分)。TJY3型压力继电器结构如图6-11所示。
图6-11 TJY3型压力继电器结构简图
1-壳体;2-上盖;3-下盖;4-橡皮环;5-弹簧;6-反力弹簧;7-止销;8-调节螺母;
9-行程开关;10-支架组装;11-活塞;12-阀体;13-橡胶薄膜;14-拉力弹簧。
如图所示,空气传动装置由橡胶薄膜、活塞、反力弹簧、调节螺母及拉力弹簧等组成。反力弹簧套装在铜质活塞上,其一端压装在基座上;另一端与调节螺母相接。可旋转调节螺母来调整反力弹簧对活塞的作用力,从而达到对该继电器的整定值的调整。调整完毕,止销弹出,防止调节螺母的误动作,影响该继电器的整定值。
联锁触头采用LX19K行程开关。
TJY3A-4.5型的结构与TJY3-1.5型相似,只是行程开关换成微动开关,安装支架、反力弹簧和阀体也略有不同。
(四)动作原理
当气压达到动作值时,空气压力大于反力弹簧的反力,推动橡胶薄膜及活塞上行,通过传动件使接点动作。
(1)TJY3-1.5型风压继电器
当电力机车制动缸压力低于150kPa时,在反力弹簧的作用下,空气压力不足以推动橡胶薄膜及活塞向上移动,行程开关的常闭联锁触头处于闭合状态,该继电器接通有关电阻制动电路。此时,电力机车使用的是电、空联合制动来限制运行速度。
当司机操作空气制动,补充电力机车制动缸压力达到150kPa及以上时,被视为补充制动力过大。此时橡胶薄膜在空气压力的作用下,克服反力弹簧的作用力推动活塞上移,并通过支架组装带动行程开关动作,其常闭触头切断电阻制动中的励磁电路,电阻制动自动解除。
当制动缸压力下降到释放值100kPa时,橡胶薄膜在反力弹簧的作用下复位,行程开关的常闭联锁触头恢复闭合状态,电阻制动电路重新接好,可再次施行电阻制动。
(2)TJY3A-4.5型风压继电器
当主断路器储风缸压力超过450kPa时,该压力继电器动作,触头闭合,接通主断路器合闸电路,主断路器方能合闸。如果无此保护,主断路器就有可能在过低气压下动作,造成不能可靠合闸,烧坏主断路器合闸线圈,或者在过低气压下合闸后不能保证可靠分闸的危险,甚至更大的故障。现在,主断路器分闸电路也受此风压继电器控制,以确保主断路器能可靠动作,保证电力机车出现故障时能可靠分闸,切断机车总电源,防止故障范围扩大。
SS8型机车上:
一个TJY3-1.5/11型风压继电器,是电阻制动和空气制动间的安全联锁。
一个TJY3-4.5/11型风压继电器,作主断路器的欠气压保护。
另一个TJY3-4.5/11型风压继电器,用来检测机车蓄能制动器供风的停车制动风管的风压,当停车制动风管压力低于450kPa时,蓄能制动器会上闸抱轮,若司机不注意就会引起动轮迟缓。它的作用是当停车制动风管风压低于450 kPa时,继电器触头闭合,司机台上“停车制动”信号灯亮,提醒司机风管压力偏低应采取措施。
(五)主要技术参数
触头型式……………………………………………………………………桥式双断点
触头数量…………………………………………………………………1常开1常闭
触头额定电压……………………………………………………………………DC110V
触头额定电流…………………………………………………………………………5A
额定气压…………………………………………………………………………900kPa
TJY3型
触头接通风压……………………………………………………………………150kPa
触头断开风压………………………………………………………………100±10kPa
TJY3A型
触头接通风压 ……………………………………………………………450~465kPa
触头断开风压 ……………………………………………………………400~425kPa
三、油流继电器
(一)型号及含义
TJV2型油流继电器。
T-铁路机车用;
J-继电器;
V-速度;
2-设计序号。
此外还有LJ-38和YJ-100等型号,结构基本相同。
(二)作用
油流继电器是电力机车牵引变压器的附件,用来监视变压器循环系统的工作情况,当油流停止或不正常时,给司机发出警告信号。在牵引主变压器两端的循环油管内,各设置有一个TJV2-1/11型油流继电器。
(三)组成
如图6-12所示,由叶片、扭簧和接线柱组成。
其测量机构由绕球轴承转动的叶片和扭簧组成,执行机构为由叶片和接线柱9组成的常闭联锁触头承担。
(四)动作原理
当油流正常循环时,油流推动叶片克服扭簧的扭力而转动,使常闭联锁触头(叶片3和接线柱9)断开,司机台上无电信号显示;当油流停滞时,叶片在扭簧作用下返回,同接线柱9接触,电信号电路经接线柱9、叶片、扭簧和接线柱10而接通,司机台上显示相应的电信号,表示油流不正常。
该型油流继电器管体上标有油流方向箭头,分左、右两方向,不能装错。
图6-12 TJV2型油流继电器
1-连管;2-外罩;3-叶片;4-扭簧;5-橡胶垫;
6-底板;7-球轴承;8-转轴;9、10-接线柱。
近几年来,在电力机车上还采用了新型的电子继电器(晶体管保护装置),它具有功能好,体积小,动作灵敏,可靠等优点。其组成亦可分为测量环节、比较环节和执行环节等三大部分。通过触发器的翻转状态变化(晶体管的导通和截止)来完成控制电路的通和断,由于电路的通或断是靠晶体管的导通和截止来实现,无明显的开断点,所以也称无触点电器(实际上,为了扩大输出功率,有时晶体管继电器的最终输出用的是小型中间继电器)。
一般电子继电器中还采用了大量的电阻、电容和二极管等,用来组成各功能电路。