棘輪繼電器等效電路設(shè)計(jì)

楊貴勛，吳 浩，劉鳳杰

(中國衛(wèi)星海上測(cè)控部，江蘇 江陰 214431)

1 棘輪繼電器的工作現(xiàn)狀

棘輪繼電器是一類特殊繼電器，在電路中的作用是鎖定脈沖信號(hào)，其觸點(diǎn)具有鎖定與解鎖的功能。H2203輪主機(jī)凸輪軸滑油波爾濾器控制電路應(yīng)用了棘輪繼電器，當(dāng)其出現(xiàn)故障時(shí)，就會(huì)影響到波爾濾器轉(zhuǎn)換電磁閥的運(yùn)行，直接導(dǎo)致濾器不能更換沖洗，最終導(dǎo)致主機(jī)停車。此型號(hào)的棘輪繼電器工作現(xiàn)狀概括為以下3點(diǎn)。①由于機(jī)艙環(huán)境的濕熱強(qiáng)振和長時(shí)間的運(yùn)行，H2203輪波爾濾器控制電路中的棘輪繼電器的工作狀態(tài)已經(jīng)不穩(wěn)定。②該型號(hào)的棘輪繼電器為十余年前的進(jìn)口電子產(chǎn)品，已達(dá)到使用壽命。但該型號(hào)繼電器已經(jīng)停產(chǎn)，導(dǎo)致備件無法補(bǔ)給，給設(shè)備的維修保養(yǎng)帶來了嚴(yán)重困難。③棘輪繼電器是電子產(chǎn)品，為整體模塊化設(shè)計(jì)，內(nèi)部電路損壞后無法修復(fù)。

目前迫切需要設(shè)計(jì)等效電路來實(shí)現(xiàn)棘輪繼電器在原有電路中的功能。

2 等效電路設(shè)計(jì)

2.1 棘輪繼電器在原有控制電路中功能簡(jiǎn)介

棘輪繼電器在H2203輪主機(jī)凸輪軸滑油波爾濾器控制電路的主要功能是鎖定與解鎖。下面結(jié)合波爾濾器控制電路來說明其在電路中的作用。

以手動(dòng)操作為例。如圖1所示，當(dāng)時(shí)間繼電器觸點(diǎn)d32延時(shí)閉合后，按一下啟動(dòng)按鈕b1，棘輪繼電器得到一個(gè)觸發(fā)脈沖，工作觸點(diǎn)鎖定為閉合狀態(tài)，電磁閥s2得電后波爾濾器進(jìn)行轉(zhuǎn)換沖洗。需要再次沖洗時(shí)，再按一下啟動(dòng)按鈕b1，棘輪繼電器再次得到一個(gè)觸發(fā)脈沖，它的工作觸點(diǎn)解鎖為斷開狀態(tài)，電磁閥s2失電后波爾濾器再次進(jìn)行轉(zhuǎn)換沖洗［1］。

自動(dòng)功能與手動(dòng)功能除了啟動(dòng)方式不同以外，其工作原理如上所述。

2.2 設(shè)計(jì)過程

1)設(shè)計(jì)思路。為了取代精密的棘輪繼電器，可以使用備件充足的普通繼電器進(jìn)行邏輯組合，使其實(shí)現(xiàn)鎖定與解鎖的功能［2］。

2)設(shè)計(jì)要求。①電路總功率不超過原有電路的變壓器和線路容量;②實(shí)現(xiàn)原有控制功能，電路運(yùn)行要穩(wěn)定;③電路再次出現(xiàn)故障時(shí)維修要簡(jiǎn)便。

3)設(shè)計(jì)步驟。要實(shí)現(xiàn)棘輪繼電器鎖定與解鎖的功能，需要逐步進(jìn)行設(shè)計(jì)。①需要1只普通繼電器提供1個(gè)常開觸點(diǎn)來代替棘輪繼電器的1個(gè)觸點(diǎn);②利用這只繼電器設(shè)計(jì)1個(gè)啟動(dòng)與停止的基本電路。

圖1 原有控制電路圖

由于鎖定時(shí)電磁閥得電長時(shí)間工作，繼電器觸點(diǎn)容易發(fā)熱，因此增加1個(gè)具有較大容量觸點(diǎn)的繼電器A4與上述繼電器并聯(lián)。如圖2所示。

圖2 增加了較大容量繼電器的電路圖

因?yàn)樵O(shè)計(jì)的基本啟動(dòng)電路中有啟動(dòng)和停止2個(gè)觸點(diǎn)，所以需要再增加2只中間繼電器A1、A2。由于2個(gè)觸點(diǎn)不可同時(shí)動(dòng)作，利用繼電器A3的常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)分別控制繼電器A1、A2，讓A1、A2線圈依次得電，同時(shí)用其觸點(diǎn)聯(lián)鎖。

綜上所述，在原電路的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出等效電路，如圖3所示。

圖3 設(shè)計(jì)修改后的電路圖

其工作原理為:常開觸點(diǎn)d3延時(shí)閉合后，按下啟動(dòng)按鈕，中間繼電器A1線圈得電，常開觸點(diǎn)A11閉合，A1線圈得電自鎖，繼電器A4線圈得電，常開觸點(diǎn)A4閉合，轉(zhuǎn)換電磁閥s2線圈得電，波爾濾器開始工作。如果需要再次沖洗，按下啟動(dòng)按鈕，中間繼電器A2線圈得電，常閉觸點(diǎn)A23斷開，繼電器A4線圈失電，常開觸點(diǎn)A4斷開，轉(zhuǎn)換電磁閥s2線圈失電，波爾濾器再次工作。

因此，本電路實(shí)現(xiàn)了原有棘輪繼電器鎖定與解鎖的功能。

2.3 等效電路優(yōu)點(diǎn)

1)增加的4只中間繼電器啟動(dòng)瞬時(shí)總功率為60 VA，維持功率為9 W。原有控制變壓器容量為200 VA，滿足改進(jìn)后控制電路中所有繼電器的工作容量，原電路元器件不需改動(dòng)。

2)等效電路中所采用的中間繼電器為普通元器件，備件充足，改造費(fèi)用低。

3)普通繼電器比原有電子類棘輪繼電器更能適應(yīng)機(jī)艙的高溫強(qiáng)振。

3 結(jié)束語

電路元器件老化是影響設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素，尤其對(duì)于已經(jīng)停產(chǎn)的電器元件，必須熟悉其電器原理和基本性能，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障而無備件時(shí)，我們必須進(jìn)行相應(yīng)處理，保證船舶航行安全。本文結(jié)合H2203輪一例電器元器件老化而無法找到備件的現(xiàn)狀，提出合理改進(jìn)方案，這種思路和做法對(duì)于維護(hù)裝備具有普遍借鑒價(jià)值，可增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，對(duì)于全面提高裝備保障能力具有十分重要的意義。

［1］諸林裕.電子技術(shù)基礎(chǔ)［M］.北京:中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001.

［2］史際昌.船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)［M］.大連:大連海事大學(xué)出版社，1998.