2017-07-15 17:31:13

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时间继电器(time relay)是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的自动开关装置。当加入(或去掉)输入的动作信号后,其输出电路需经过规定的准确时间才产生跳跃式变化(或触头动作)的一种继电器。是一种使用在较低的电压或较小电流的电路上,用来接通或切断较高电压、较大电流的电路的电气元件。同时,时间继电器也是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。它的种类很多,有空气阻尼型、电动型和电子型等。

基本信息

  • 中文名

    时间继电器

  • 外文名

    Time Relay

  • 常见型号

    HTM1-MWM、HTM1-MWS、HTM1-SWG

  • 常见厂家

    ABB、悍客、Humcore、施耐德

折叠 编辑本段 简介

时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。它的种类很多,有空气阻尼型、电动型和电子型和其他型等。 

折叠 编辑本段 类型特点

折叠 特点

1、空气阻尼式时间继电器又称为气囊式时间继电器,它是根据空气压缩产生的阻力来进行延时的,其结构简单,价格便宜,延时范围大(0.4~180s),但延时精确度低。

2、电磁式时间继电器延时时间短(0.3~1.6s),但它结构比较简单,通常用在断电延时场合和直流电路中。

3、电动式时间继电器的原理与钟表类似,它是由内部电动机带动减速齿轮转动而获得延时的。这种继电器延时精度高,延时范围宽(0.4~72h),但结构比较复杂,价格很贵。

4、晶体管式时间继电器又称为电子式时间继电器,它是利用延时电路来进行延时的。这种继电器精度高,体积小。

时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型。

以空气阻尼式时间继电器为例来说明时间继电器的工作原理接线图接线图空气阻尼型时间继电器的延时范围大(有0.4~60s和0.4~180s两种) ,它结构简单,但准确度较低。

当线圈通电时,衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移,使瞬时动作触点接通或断开。但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落,因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜,当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时,橡皮膜随之向下凹, 上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。经过一定时间,活塞杆下降到一定位置,便通过杠杆推动延时触点动作,使动断触点断开,动合触点闭合。从线圈通电到延时触点完成动作,这段时间就是继电器的延时时间。延时时间的长短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变。

吸引线圈断电后,继电器依靠恢复弹簧的作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。

时间继电器:当加上或除去输入信号时,输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器。

折叠 分类

a,电磁时间继电器:当线圈加上信号后,通过减缓电磁铁的磁场变化而后的延时的时间继电器。

b,电子时间继电器:由分立元件组成的电子延时线路所构成的时间继电器,或由固体延时线路构

成的时间继电器。

c,混合式时间继电器:由电子或固体延时线路和电磁继电器组合构成的时间继电器。

折叠 编辑本段 工作原理

在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器,它是利用空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。

时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型。

空气阻尼型时间继电器的延时范围大(有0.4~60s和0.4~180s两种) ,它结构简单,但准确度较低。

当线圈通电(电压规格有ac380v、ac220v或dc220v、dc24v等)时,衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移,使瞬时动作触点接通或断开。但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落,因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜,当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时,橡皮膜随之向下凹, 上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。经过一定时间,活塞杆下降到一定位置,便通过杠杆推动延时触点动作,使动断触点断开,动合触点闭合。从线圈通电到延时触点完成动作,这段时间就是继电器的延时时间。延时时间的长短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变。吸引线圈断电后,继电器依靠恢复弹簧的作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。

折叠 编辑本段 现实应用

折叠 典型时间继电器线路

原理分析:

该延时电路的核心IC是由14位二进制串行计数器/分频器构成,IC内部由振荡器和14级分频器组成,振荡器部分可由电阻Rt和电容Cr构成振荡器,产生固定的振荡频率,主振产生的矩形波可进入14级分频器,并通过10个输出端得到不同的分频系数(分频最小可得到16分频Q4,最大可得到16384分频Q14),便可得到所需的定时控制。待分频延时到达后,输出端的高电平使驱动电路三极管导通工作,从而使执行继电器工作,相应的延时触点对所需外围线路进行定时控制,IC振荡也随输出的高电平经V6使之停振。发光管V1也随继电器同时工作,起到延时到达指示。时间继电器时间继电器集成的公共清零端Cr(12脚)在电路上电的同时由C4、R3组成的微分电路上产生瞬间尖脉冲,使计数器的输出端复位清零,并同时使振荡停振。待上电瞬间结束后,振荡器开始振荡工作,电路即进入分频延时工作状态。

折叠 振荡器参数设置

振荡频率f 与RC有以下近似关系f=1/2.2Rt?Cr(Vdd=10V)。如考虑振荡器的稳定性,减少由于器件参数的差异而引起的振荡周期的变化Rs>Rt(Rs=10Rt时,振荡周期基本上不随Vdd的变化而变化)为保证振荡能可靠起振。在选择Rt与Ct时应注意其条件,Rt>1KΩ?Cr>1000Pf,否则很难保证振荡电路可靠起振。

在实际使用的时间继电器,往往需要控制时间连续可调,为保证时间可调,则振荡回路Rt可选择线性较好X型可调电位器。延时电容可选择稳定性好的CBB聚丙烯电容,时间继电器标牌延时刻度可根据所选择的可调电位器机械行程的偏转角度来定,从而使设定时间值(标牌刻度示值)与实际延时值相吻合,以减少整定误差。

譬如要设置10s,可将Rt选择,1MΩ可调电位器,Ct可选择104 pF,输出分频端从15脚Q10引出,则最大

延时值为11S,因集成是在时钟脉冲下降沿的作用下作增量计数,则最大延时时间Tmax=2 n-1 ? t= 2 10-1 ?2?2? RtCt= 2 9 ?2?2? 106×104×10-12 =11s。

当4060集成振荡器部分也可配晶振,使之构成典型的晶体振荡器,在此就不多加赘述。

该专用芯片采用CMOS工艺,具有微功耗,抗干扰能力强(内部采用硬件编程),外配石英振荡器,多种时基选择,具有通电延时和间隔定时两种工作模式。四位延时整定,具有BCD码输出,可配译码器LED数码管驱动显示延时时间。具有延时精度高、显示直观、延时整定方便等优点。现有逐步替代常规的CMOS计时分频集成电路的趋势。

在专用芯片OSC1、OSC2、OSC3外接晶振以及电阻构成并联晶体振荡器产生32768Hz主脉冲,主脉冲分别进入芯片内置的时序电路和分频器时基选择电路,使之产生时序脉冲,并在P1、P2、P3、P4输出BCD码,P5产生相应的秒脉冲。P5产生的秒脉冲在配相应的元器件后可反映时间继电器的工作状态,当延时来到时,秒脉冲可使线路的LED发光管处于闪烁状态,待延时到达后,LED为常亮状态,而在此时,D1、D2、D3、D4产生位置显示扫描脉冲以及时基脉冲。

时间设置可通过SA1、SA2、SA3、SA4拨码开关进行个、十、百、千的“8、4、2、1”设定至芯片寄存器中,以备在芯片内部比较电路中进行比较。K3与K4分别可设定工作模式和时基选择,并将设定输入到芯片内部工作模式寄存器和时基寄存器中,在芯片外部配相应的电源和7段锁存译码驱动器,则可显示延时值。当延时显示值与拨码设定值相吻合后,芯片内部所设定的比较电路工作使芯片12端OUT输出高电平来驱动三极管V1导通,从而使执行继电器吸合工作,延时触头对外围线路进行控制。

另外,该专用芯片有7种时基供选择,分别由D1、D2、D3与P5构成相应的二进制码来进行设定。设定选择时基可用符合下述二进制码的特制拨码开关完成,以方便用户的时基选择。如用户有特殊需求,片1脚GATE还具有累加计时功能,1脚在低电平时分频器连续工作,当接入高电平时计数器分频器暂停工作。当外接2变成低电平后,计时显示又可在原计时显示基础上累加计时,从而可实现累加计时功能。在工作原理图中开关K2可实现此功能。

K3为工作模式选择,当K3接通时,时间继电器的工作模式为间隔定时,也就是当时间继电器接通工作电源后,芯片OUT输出端先输出高电平,致使内部执行继电器工作,待所设定的延时到达后OUT无高电平输出,执行继电器释放;如K3不接通,时间继电器为常规的通电延时型,

工作状态与间隔定时相反。

总之,针对时间继电器的工作特点而研制的时间专用芯片有其多时基选择、时间预置方便、显示直观、时间整定误差小等优点,是常规的CMOS计数分频集成电路无法来实现的。

典型应用控制线路分析

在常规Y-△的电动机控制线路中,时间继电器的延时控制使电机在Y形启动切换至△形运行起到有效的控制。

按下Y-△控制回路启动按钮SB2,时间继电器KT得电,在得电的同时KT的瞬动触点对SB2形成自锁,KM3接触器线圈得电,KM3主触头闭合,其常开辅助触头闭合,主回路KM1接触器得电,主回路接通;KM3常闭辅助触头断开,确保接触器KM3工作时,KM2不能投入工作,此时电动机处于Y形启动状态。

当时间继电器KT延时到达后(KT的时间设置可根据所控制Y-△启动电动机的功率来设定)。时间继电器的延时常开和延时常闭触头转换,致使交流接触器KM3线圈失电,主触头断开,交流接触器KM2得电,其辅助触头对KM1、KT触点进行自锁,保证交流接触器KM2吸合工作,使电机在△形运行。

折叠 时间继电器电磁兼容性

时间继电器的使用环境

时间继电器作为自动控制器件应用较广泛,尤其是在涉及低压电器控制网络中有较多电器设备环境中使用时电磁干扰问题更趋于严重。组成时间继电器的内部元器件的损坏这时已不是引起时间继电器故障(失效)的主要原因,而在于应用场合中的各种干扰通过电磁耦合、电容耦合直接进入时间继电器,干扰其正常的延时控制。时间继电器在此干扰环境下能否正常工作往往会影响到整个自动控制系统的正常逻辑功能,甚至还可能造成大的质量事故和经济损失。所以时间继电器在各种恶劣环境都应有较高的可靠性和抗干扰能力,也就是说时间继电器必须有良好的电磁兼容性能,只有这样才能完善其产品质量,提高自身的市场竞争能力。

折叠 抗电磁干扰措施

工作电源部分的抑制措施

在实际工作使用中,一般采用下述方法来进行抑制,提高其产品的抗干扰能力。

采用隔离变压器;选择合适的压敏电阻;在供电输出口加高频旁路电容等方法提高产品的抗干扰能力。

折叠 执行继电器的抗干扰

当执行继电器的绕组(感性负载)被接通和断开时。线圈中会产生一连串上升速度快,频率和幅度都相当高的尖峰脉冲电磁振荡辐射,对直流继电器绕组通常采用以下方法来减少干扰:

在线圈两端反并二极管或RC器件,如控制触点对交流感性负载的控制,也可考虑在触点并接RC 器件,从而能对触点在通断时产生的干扰进行有效的吸收。

折叠 屏蔽

屏蔽能有效地抑制通过空间传播的电磁干扰,一则可限制内部产生的电磁能辐射出去;二则可防止外来 辐射进入,在对内部电子线路采用整体屏蔽措施,也可对内部信号线采用屏蔽线,增强其抗干扰能力。

折叠 编辑本段 相关信息

折叠 时间继电器的接线方法

时间继电器的电气控制系统中是一个非常重要的元器件。一般分为通电延时和断电延时两种类型。 从动作的原理上有电子式、机械式等。电子式的是采用电容充放电再配合电子元件的原理来实现延时动作。机械式的样式较多,有利用气囊、弹簧的气囊式.[1]

时间继电器的接线方法

第一、控制接线:你把它看成直流继电器来考虑。3、7用来接12V控制电压;2、7用来接24V控制电压。其中的7当成直流电的负极,使用时接到零线。2接220V的火线。

第二、工作控制:虽然控制电压接上了,但是是否起控制作用,由面板上的计时器决定。

第三、功能理解:它就是一个开关,单刀双掷的,有一个活动点活动臂,就像常见的闸刀开关的活动刀臂一样。8是活动点,5是常闭点,继电器不动时,他们两个相连。动作时,8、6相连。

第四:负载接线:电源的零线或负极接用电器的零线或负极端。电源的火线或正极接8脚,用电器的火线端或正极接6脚,5脚空闲不用。

第五、工作原理:计时无效期间,8、5相连,相当于我们平常电灯开关断开状态。有效时,继电器动作,8、6相连,用电器得电工作,相当于我们平常电灯开关接通状态

接线插头:8针圆插头

针脚定义:

接线方式1(国内常规)

针号 针定义

1 继电器B公共端 1 外部开关公共端

2 电源零线N(AC85-265V)

3 继电器B常开触点 3 时间复位端子(RESET)/接通有效

4 继电器B常闭触点 4 计时允许端子(GATE)/断开有效

5 继电器A常闭触点

6 继电器A常开触点

7 电源火线L(AC85-265V)

8 继电器A公共端 8 继电器A公共端

接线方式2(OMRON、德力西等等国外常规)

普通型的都是1.2线圈。34常开、35常闭、67常开、68常闭(通电延时型)1,2是电源,第一组3,4是常开,3,5是常闭,,,第二组6,7是常开,68是常闭。

折叠 概述

电力系统继电保护时间继电器分为电磁式时间继电器和集成电路静态时间继电器两种,专用于电力系统二次回路继电保护及自动控制回路中,作为延时装置, 使被控元件得到所需延时。

折叠 电磁式时间继电器

继电器是带有延时机构的螺管线圈式继电器,具有交流和直流规格。继电器的交流规格继电器内部装有桥式整流器,将交流电源整流后供给电磁机构,每台继电器具有两副瞬时转换触点,一副滑动延时触点,一副延时主触点。当加电压于线圈两端时,唧子(铁心)克服塔形弹簧的反作用力被吸入,瞬时转换触点进行瞬时转换,同时延时机构启动,经过一定的延时,然后闭合滑动延时触点和延时主触点。主触点接触后由于上挡限制机构的转动,机构停止,从而得到所需延时。当线圈断电时,在塔形弹簧的作用下,使唧子和延时机构返回原位。

折叠 静态时间继电器

继电器通常不带电,施加额定电压后,继电器内部瞬动继电器动作、同时晶振起振, 产生时钟脉冲,经分频后由计数器计脉冲数,当所计脉冲数达到延时整 定值时,触发器翻转,驱动出口继电器动作,实现所需延时,由于采用了晶体振荡器并增加时间补偿预置电路,对于极短的延时值也严格符合整定值,具有极高的精度。

折叠 选型方法

1、确定继电器是用在直流回路还是交流回路里,并确定额定电压等级,常用为220V、110VDC/AC;

2,确定安装方式,如:导轨式,凸出式,嵌入式等(是柜内安装还是面板开孔安装,抽屉柜一般选用导轨式)

3,确定所需延时种类,为通电延时或断电延时,以及延时时间范围等。    

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继电保护与自动化

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