棘轮继电器等效电路设计

杨贵勋，吴 浩，刘凤杰

(中国卫星海上测控部，江苏 江阴 214431)

1 棘轮继电器的工作现状

棘轮继电器是一类特殊继电器，在电路中的作用是锁定脉冲信号，其触点具有锁定与解锁的功能。H2203轮主机凸轮轴滑油波尔滤器控制电路应用了棘轮继电器，当其出现故障时，就会影响到波尔滤器转换电磁阀的运行，直接导致滤器不能更换冲洗，最终导致主机停车。此型号的棘轮继电器工作现状概括为以下3点。①由于机舱环境的湿热强振和长时间的运行，H2203轮波尔滤器控制电路中的棘轮继电器的工作状态已经不稳定。②该型号的棘轮继电器为十余年前的进口电子产品，已达到使用寿命。但该型号继电器已经停产，导致备件无法补给，给设备的维修保养带来了严重困难。③棘轮继电器是电子产品，为整体模块化设计，内部电路损坏后无法修复。

目前迫切需要设计等效电路来实现棘轮继电器在原有电路中的功能。

2 等效电路设计

2.1 棘轮继电器在原有控制电路中功能简介

棘轮继电器在H2203轮主机凸轮轴滑油波尔滤器控制电路的主要功能是锁定与解锁。下面结合波尔滤器控制电路来说明其在电路中的作用。

以手动操作为例。如图1所示，当时间继电器触点d32延时闭合后，按一下启动按钮b1，棘轮继电器得到一个触发脉冲，工作触点锁定为闭合状态，电磁阀s2得电后波尔滤器进行转换冲洗。需要再次冲洗时，再按一下启动按钮b1，棘轮继电器再次得到一个触发脉冲，它的工作触点解锁为断开状态，电磁阀s2失电后波尔滤器再次进行转换冲洗［1］。

自动功能与手动功能除了启动方式不同以外，其工作原理如上所述。

2.2 设计过程

1)设计思路。为了取代精密的棘轮继电器，可以使用备件充足的普通继电器进行逻辑组合，使其实现锁定与解锁的功能［2］。

2)设计要求。①电路总功率不超过原有电路的变压器和线路容量;②实现原有控制功能，电路运行要稳定;③电路再次出现故障时维修要简便。

3)设计步骤。要实现棘轮继电器锁定与解锁的功能，需要逐步进行设计。①需要1只普通继电器提供1个常开触点来代替棘轮继电器的1个触点;②利用这只继电器设计1个启动与停止的基本电路。

图1 原有控制电路图

由于锁定时电磁阀得电长时间工作，继电器触点容易发热，因此增加1个具有较大容量触点的继电器A4与上述继电器并联。如图2所示。

图2 增加了较大容量继电器的电路图

因为设计的基本启动电路中有启动和停止2个触点，所以需要再增加2只中间继电器A1、A2。由于2个触点不可同时动作，利用继电器A3的常闭触点和常开触点分别控制继电器A1、A2，让A1、A2线圈依次得电，同时用其触点联锁。

综上所述，在原电路的基础上设计出等效电路，如图3所示。

图3 设计修改后的电路图

其工作原理为:常开触点d3延时闭合后，按下启动按钮，中间继电器A1线圈得电，常开触点A11闭合，A1线圈得电自锁，继电器A4线圈得电，常开触点A4闭合，转换电磁阀s2线圈得电，波尔滤器开始工作。如果需要再次冲洗，按下启动按钮，中间继电器A2线圈得电，常闭触点A23断开，继电器A4线圈失电，常开触点A4断开，转换电磁阀s2线圈失电，波尔滤器再次工作。

因此，本电路实现了原有棘轮继电器锁定与解锁的功能。

2.3 等效电路优点

1)增加的4只中间继电器启动瞬时总功率为60 VA，维持功率为9 W。原有控制变压器容量为200 VA，满足改进后控制电路中所有继电器的工作容量，原电路元器件不需改动。

2)等效电路中所采用的中间继电器为普通元器件，备件充足，改造费用低。

3)普通继电器比原有电子类棘轮继电器更能适应机舱的高温强振。

3 结束语

电路元器件老化是影响设备稳定运行的重要因素，尤其对于已经停产的电器元件，必须熟悉其电器原理和基本性能，当设备出现故障而无备件时，我们必须进行相应处理，保证船舶航行安全。本文结合H2203轮一例电器元器件老化而无法找到备件的现状，提出合理改进方案，这种思路和做法对于维护装备具有普遍借鉴价值，可增强设备运行稳定性，对于全面提高装备保障能力具有十分重要的意义。

［1］诸林裕.电子技术基础［M］.北京:中国劳动社会保障出版社，2001.

［2］史际昌.船舶电气设备及系统［M］.大连:大连海事大学出版社，1998.