斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器的研究與設(shè)計(jì)

1、斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器的研究與設(shè)計(jì)時(shí)光是一種延時(shí)功能由線路來實(shí)現(xiàn)的控制器。按照控制場(chǎng)合可挑選用法如：通電延時(shí)型a;斷電延時(shí)型f;星三角延時(shí)型y;帶瞬動(dòng)輸出的通電延時(shí)型c;間隔延時(shí)型g;往復(fù)延時(shí)型r;斷開延時(shí)信號(hào)型k等規(guī)格以滿足所需控制場(chǎng)合。在上述延時(shí)類型應(yīng)用中，在許多場(chǎng)合都需要用斷電延時(shí)型繼電器舉行控制。例如需要控制一臺(tái)電機(jī)，要求在按下停止按鈕需要延時(shí)一段時(shí)光后，電機(jī)再重新啟動(dòng)工作，則就需用到斷電延時(shí)繼電器來實(shí)現(xiàn)以上功能。所謂斷電延時(shí)繼電器，是當(dāng)初間繼電器線圈通電時(shí)，各延時(shí)觸頭瞬時(shí)動(dòng)作，而線圈斷電以后觸頭呈延時(shí)置位工作狀態(tài)，當(dāng)所設(shè)延時(shí)到達(dá)后，延時(shí)觸頭又復(fù)原為初始狀態(tài)。斷電延時(shí)型因其工作狀態(tài)(在延

2、時(shí)過程中不需外接工作電源)以及控制觸點(diǎn)在斷電延時(shí)過程中吸合觸點(diǎn)(常開觸點(diǎn)變?yōu)榻油顟B(tài)應(yīng)保持接通狀態(tài);常閉觸點(diǎn)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，應(yīng)呈保持?jǐn)嚅_狀態(tài))轉(zhuǎn)換特別性(與常規(guī)通電延時(shí)型時(shí)光繼電器觸點(diǎn)工作狀態(tài)正巧相反)來滿足其控制要求。斷電延時(shí)型時(shí)光繼電器由最早分別器件構(gòu)成(延時(shí)精度低、延時(shí)時(shí)光短);現(xiàn)用相應(yīng)可編程定時(shí)或計(jì)數(shù)分頻集成來完成延時(shí)，與之相比，具有延時(shí)精度高，延時(shí)時(shí)光長(zhǎng)的特點(diǎn)。以此滿足斷電長(zhǎng)延時(shí)的控制場(chǎng)合。典型斷電延時(shí)繼電器整體構(gòu)成包括斷電延時(shí)繼電器電源部分(經(jīng)降壓、整流、濾波)以提供斷電延時(shí)繼電器內(nèi)置瞬動(dòng)電磁繼電器和2繞組閉鎖型r復(fù)位線圈工作);二次電源部分(供斷電后延時(shí)部分與2繞組閉鎖型s置位線圈

3、工作);延時(shí)工作部分(可編程定時(shí)集成或cmos計(jì)數(shù)分頻集成);驅(qū)動(dòng)部分;執(zhí)行繼電器部分組成(圖1)。圖1 控制框圖圖2 分立器件原理圖由v2 p溝道、v3、v4以及繼電器為主要器件構(gòu)成的斷電延時(shí)型繼電器示于圖2。如下：端加入工作電源后，c1"c5都按其回路完成充電過程(充電時(shí)光應(yīng)參照產(chǎn)品規(guī)定的時(shí)光)。同時(shí)內(nèi)部2繞組閉鎖繼電器r復(fù)位線圈得電工作(虛框內(nèi)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)4與6由電源接通轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài)，4與8接通)，相應(yīng)外部觸點(diǎn)舉行轉(zhuǎn)換端接通，呈延時(shí)工作狀態(tài))。當(dāng)工作電源呈斷電時(shí)，則相應(yīng)繼電器進(jìn)入延時(shí)工作狀態(tài)。對(duì)v2 p溝道場(chǎng)效應(yīng)管而言，隨著c4經(jīng)r6、rp2的放電，致使其源極s不斷降低(在通電狀態(tài)

4、時(shí)，因ugs較小，id為零，v2為截止工作狀態(tài))，按照?qǐng)鲂?yīng)管相應(yīng)轉(zhuǎn)移特性(漏極id與柵源電壓vgs間的關(guān)系曲線)當(dāng)vgs電壓達(dá)到vgs(th)(開啟電壓)時(shí)，v2導(dǎo)通。隨著v2導(dǎo)通，則漏電流id經(jīng)r4產(chǎn)生相應(yīng)電壓降，使v3三極管導(dǎo)通工作，終于致使v4也導(dǎo)通。當(dāng)v4導(dǎo)通后，c5器上的儲(chǔ)能將使2繞組閉鎖繼電器置位線圈通電工作，使延時(shí)觸點(diǎn)又復(fù)原原始狀態(tài)，從而完成了斷電延時(shí)工作。該電路的缺點(diǎn)是延時(shí)參數(shù)不易于設(shè)定，通常要對(duì)rp2調(diào)節(jié)(控制c4放電回路)、rp1調(diào)節(jié)(確定v2柵極電壓)，并對(duì)c4、c3電容容量參數(shù)舉行計(jì)算，再加上器件的離散性使延時(shí)誤差較大，調(diào)節(jié)也不便利，現(xiàn)在基本上很少用法。集成cd406

5、0構(gòu)成的延時(shí)電路示于圖3。該電路核心延時(shí)由cd4060構(gòu)成，延時(shí)設(shè)定由rp1與配置的c3來設(shè)定。內(nèi)部2繞組閉鎖繼電器采納dc24v(采納較高工作電壓的繼電器，可降低其驅(qū)動(dòng)電流，使驅(qū)動(dòng)部分較為容易)。端加入工作電源，v1三極管工作，使其r復(fù)位線圈吸合工作，內(nèi)部觸點(diǎn)回至原始狀態(tài)。c2、c4完成充電工作。圖3 cd4060集成原理圖當(dāng)工作電源斷電時(shí)，則進(jìn)入相應(yīng)的斷電延時(shí)工作狀態(tài)。ic12引腳因c1放電在r3產(chǎn)生一個(gè)電平經(jīng)r4加至12引腳清零引腳清零，使其延時(shí)開頭，延時(shí)時(shí)光經(jīng)q4"q14(按照需求延時(shí)時(shí)光)來驅(qū)動(dòng)v2工作，待延時(shí)到達(dá)后經(jīng)vd7使其振蕩停止。按照延時(shí)狀況，對(duì)c2電容可舉行相應(yīng)的

6、增大或減小(通過并聯(lián)來完成c2的容量的增大或減小)c4電容來完成s置位線圈的工作。該線路特點(diǎn)是延時(shí)設(shè)定便利，延時(shí)精度高，產(chǎn)品調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便，目前用法較為廣泛。集成ic4541構(gòu)成的延時(shí)電路示于圖4。圖4 ic4541集成原理圖該電路核心部分由ic4541構(gòu)成，延時(shí)設(shè)定由rp2、c*設(shè)定，a-b端按照需求接相應(yīng)高、低電平(設(shè)定端)內(nèi)部2繞組閉鎖繼電器采納dc12v(因繼電器工作電壓與ic4060組成延時(shí)電器要低，則為保證其驅(qū)動(dòng)則分離由v6、v7、v1、v3構(gòu)成)。其中c2為二次儲(chǔ)能器件，可按照延時(shí)的長(zhǎng)短予以調(diào)節(jié)，c4為完成s置位線圈工作?？傊杉{由相應(yīng)集成電路來完成延時(shí)的斷電延時(shí)繼電器，通常在挑選集成

7、上應(yīng)考慮功耗低，閉鎖繼電器挑選工作電壓較高的繼電器，從而使繼電器在斷電延時(shí)過程中的電能耗最小，以保證延時(shí)精確并牢靠的工作。工作時(shí)序圖(圖5)中延時(shí)t為在工作電源斷開后，延時(shí)分?jǐn)嘤|點(diǎn)延時(shí)時(shí)光;如在延時(shí)過程中加入復(fù)位信號(hào)，則延時(shí)結(jié)束。用法器件因斷電延時(shí)繼電器控制觸電觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換要求，通常采納雙穩(wěn)態(tài)極化電磁繼電器(又稱為2繞組閉鎖型繼電器)來完成和滿足其觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部線圈以及觸點(diǎn)見圖 所示。該繼電器內(nèi)部擁有置位線圈s和復(fù)位線圈r，是一種可以保持置位狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài)的閉鎖結(jié)構(gòu)繼電器。當(dāng)置位線圈s中有電流流過時(shí)，由內(nèi)部鐵芯、磁體、銜鐵組成線圈和工作氣隙組成磁路內(nèi)產(chǎn)生磁通，并在工作氣隙內(nèi)建立起磁場(chǎng)，產(chǎn)生電

8、磁吸力，吸引銜鐵。在線圈中的電流達(dá)到一定值(即動(dòng)作值)時(shí)，產(chǎn)生的電磁吸力足以克服磁體吸力和接觸簧片產(chǎn)生的阻力時(shí)，驅(qū)動(dòng)銜鐵組動(dòng)作，銜鐵組兩端推進(jìn)卡推進(jìn)接觸簧片，使動(dòng)合觸點(diǎn)組閉合和動(dòng)斷觸點(diǎn)組斷開，從而完成觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換，并保持置位狀態(tài)。當(dāng)斷電延時(shí)結(jié)束后，此時(shí)復(fù)位線圈r有電流流過(置位線圈已無電流)，工作狀態(tài)于置位線圈工作相同，在終于使閉合的動(dòng)合觸點(diǎn)斷開、斷開的動(dòng)斷觸點(diǎn)又重新閉合。在此用法時(shí)應(yīng)注重置位線圈s與復(fù)位線圈r的極性。鑒于斷電延時(shí)繼電器的應(yīng)用場(chǎng)合，通常在選用內(nèi)部閉鎖型繼電器時(shí)，應(yīng)參考下列條件為挑選標(biāo)準(zhǔn)：功耗低、敏捷度高、大負(fù)載、高絕緣耐壓、耐振動(dòng)與沖擊;惟獨(dú)如此才干保證斷電延時(shí)工作牢靠。尤其在耐震

9、驚和抗沖擊方面，因其自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)特別性，所以與之相配套的斷電延時(shí)型繼電器在安裝用法時(shí)，應(yīng)注重其方面，以避開閉鎖型繼電器觸點(diǎn)因振動(dòng)或沖擊造成觸點(diǎn)誤轉(zhuǎn)換。在繼電器工作電壓挑選上，猶如功耗的繼電器，原則上挑選線圈的工作電壓較高的電磁繼電器，這樣可以減小加至置位線圈s和復(fù)位線圈r電流淌作值，從而保證了電磁繼電器在延時(shí)后加至復(fù)位線圈的動(dòng)作電流滿足其額定所需動(dòng)作值，也充分保證了觸點(diǎn)工作的牢靠轉(zhuǎn)換。在有些斷電延時(shí)時(shí)光繼電器中，內(nèi)部執(zhí)行繼電器也有采納1繞組閉鎖型繼電器，該繼電器擁有一個(gè)線圈(s、r)并用)，是一種可按照外加電壓極性切換并保持置位或復(fù)位狀態(tài)的閉鎖繼電器。但因自身工作線圈外加電壓極性必需切換，則使

10、控制線路較為復(fù)雜，目前基本上很少用法。通常采納2繞組閉鎖型繼電器，使內(nèi)部控制線路容易，且工作牢靠?？刂凭€路分析用于電機(jī)制動(dòng)電路示于圖5。圖5 電機(jī)控制電路正常起動(dòng)過程：按起動(dòng)按鈕sb2km1通電，主觸點(diǎn)km1閉合，電機(jī)工作，km1輔助常開觸點(diǎn)自鎖，km1輔助常閉觸點(diǎn)斷開;kt通電，kt常開延時(shí)打開觸頭閉合，km2斷電。制動(dòng)過程：按下停止按鈕sb1km1斷電，km1主觸點(diǎn)斷開，電機(jī)脫離電源，km1輔助常閉觸點(diǎn)復(fù)原閉合，km2通電，接入直流電源，制動(dòng)開頭，同時(shí)km1輔助常開觸點(diǎn)又復(fù)原斷開，則kt線圈呈斷電狀態(tài)，延時(shí)開頭，待所設(shè)延時(shí)時(shí)光到達(dá)后，kt的延時(shí)斷開常開觸點(diǎn)復(fù)原斷開，km2失電，切斷直流電源

11、，制動(dòng)結(jié)束。在時(shí)光繼電器控制線路中，應(yīng)對(duì)其工作電源以及涉及觸頭在相應(yīng)控制線路中應(yīng)規(guī)范化，以便于更好的反映其在工作中的用法。用法注重事項(xiàng)·繼電器電源電壓應(yīng)在允許電壓波動(dòng)范圍內(nèi)工作，通常為額定值85%"110%;直流電壓峰值紋波系數(shù)不大于5%。如繼電器工作電源有強(qiáng)的感性負(fù)載頻繁工作，則應(yīng)考慮在繼電器工作電源端增強(qiáng)和用法浪涌汲取裝置，以承受較高的(1500v)的浪涌電壓，防止繼電器電源擊穿燒毀。·繼電器在用法時(shí)，電源接通時(shí)光必需大于1s，以便使繼電器內(nèi)部二次電源有充沛的能量?jī)?chǔ)備而保證在斷開電源后按預(yù)設(shè)時(shí)光接通或分?jǐn)嘭?fù)載;如需用法繼電器外部復(fù)位信號(hào)功能，則接通持續(xù)時(shí)光不小

12、于50ms，以保證其復(fù)位功能正常工作，嚴(yán)禁在復(fù)位信號(hào)端接入電源、有源信號(hào)或接地，否則會(huì)損壞繼電器。·繼電器電源回路普通狀況下是高阻抗的，因此在詳細(xì)用法上應(yīng)保證切斷電源后漏電流要盡可能小，以免產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電壓而呈假關(guān)斷引起誤動(dòng)作(斷電延時(shí)后延時(shí)時(shí)光到但繼電器浮現(xiàn)不釋放的現(xiàn)象)。為避開上述狀況發(fā)生，對(duì)斷電延時(shí)型電源端殘留電壓應(yīng)小于額定電壓的7%，而通電延時(shí)型所允許的殘留電壓小于額定電壓的20%。·斷電延時(shí)繼電器因內(nèi)部采納2繞組閉鎖繼電器，該繼電器與通常繼電器相比較而言，適應(yīng)環(huán)境能力較差，尤其在強(qiáng)磁場(chǎng)、高沖擊振動(dòng)場(chǎng)所對(duì)其影響更為突出，所以在用法時(shí)應(yīng)盡可能避開在上述環(huán)境中用法。·在控制負(fù)載上，不要用其挺直控制大容量負(fù)載(內(nèi)部所用2繞組閉鎖繼電器通常負(fù)載能力不強(qiáng))應(yīng)在額定允許狀況下用法，并考慮負(fù)載形式和留有相應(yīng)的裕量。·