棘輪繼電器等效電路設計

楊貴勛，吳 浩，劉鳳杰

(中國衛星海上測控部，江蘇 江陰 214431)

1 棘輪繼電器的工作現狀

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，其觸點具有鎖定與解鎖的功能。H2203輪主機凸輪軸滑油波爾濾器控制電路應用了棘輪繼電器，當其出現故障時，就會影響到波爾濾器轉換電磁閥的運行，直接導致濾器不能更換沖洗，最終導致主機停車。此型號的棘輪繼電器工作現狀概括為以下3點。①由于機艙環境的濕熱強振和長時間的運行，H2203輪波爾濾器控制電路中的棘輪繼電器的工作狀態已經不穩定。②該型號的棘輪繼電器為十余年前的進口電子產品，已達到使用壽命。但該型號繼電器已經停產，導致備件無法補給，給設備的維修保養帶來了嚴重困難。③棘輪繼電器是電子產品，為整體模塊化設計，內部電路損壞后無法修復。

目前迫切需要設計等效電路來實現棘輪繼電器在原有電路中的功能。

2 等效電路設計

2.1 棘輪繼電器在原有控制電路中功能簡介

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

以手動操作為例。如圖1所示，當時間繼電器觸點d32延時閉合后，按一下啟動按鈕b1，棘輪繼電器得到一個觸發脈沖，工作觸點鎖定為閉合狀態，電磁閥s2得電后波爾濾器進行轉換沖洗。需要再次沖洗時，再按一下啟動按鈕b1，棘輪繼電器再次得到一個觸發脈沖，它的工作觸點解鎖為斷開狀態，電磁閥s2失電后波爾濾器再次進行轉換沖洗［1］。

自動功能與手動功能除了啟動方式不同以外，其工作原理如上所述。

2.2 設計過程

1)設計思路。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行邏輯組合，使其實現鎖定與解鎖的功能［2］。

2)設計要求。①電路總功率不超過原有電路的變壓器和線路容量;②實現原有控制功能，電路運行要穩定;③電路再次出現故障時維修要簡便。

3)設計步驟。要實現棘輪繼電器鎖定與解鎖的功能，需要逐步進行設計。①需要1只普通繼電器提供1個常開觸點來代替棘輪繼電器的1個觸點;②利用這只繼電器設計1個啟動與停止的基本電路。

圖1 原有控制電路圖

由于鎖定時電磁閥得電長時間工作，繼電器觸點容易發熱，因此增加1個具有較大容量觸點的繼電器A4與上述繼電器并聯。如圖2所示。

圖2 增加了較大容量繼電器的電路圖

因為設計的基本啟動電路中有啟動和停止2個觸點，所以需要再增加2只中間繼電器A1、A2。由于2個觸點不可同時動作，利用繼電器A3的常閉觸點和常開觸點分別控制繼電器A1、A2，讓A1、A2線圈依次得電，同時用其觸點聯鎖。

綜上所述，在原電路的基礎上設計出等效電路，如圖3所示。

圖3 設計修改后的電路圖

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

因此，本電路實現了原有棘輪繼電器鎖定與解鎖的功能。

2.3 等效電路優點

1)增加的4只中間繼電器啟動瞬時總功率為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。

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，改造費用低。

3)普通繼電器比原有電子類棘輪繼電器更能適應機艙的高溫強振。

3 結束語

電路元器件老化是影響設備穩定運行的重要因素，尤其對于已經停產的電器元件，必須熟悉其電器原理和基本性能，當設備出現故障而無備件時，我們必須進行相應處理，保證船舶航行安全。本文結合H2203輪一例電器元器件老化而無法找到備件的現狀，提出合理改進方案，這種思路和做法對于維護裝備具有普遍借鑒價值，可增強設備運行穩定性，對于全面提高裝備保障能力具有十分重要的意義。

［1］諸林裕.電子技術基礎［M］.北京:中國勞動社會保障出版社，2001.

［2］史際昌.船舶電氣設備及系統［M］.大連:大連海事大學出版社，1998.