天水二一三時間繼電器

中文名稱：時間繼電器 英文名稱：time relay 定義：當加入(或去掉)輸入的動作信號後，其輸出電路需經過規定的準確時間才產生跳躍式變化(或觸頭動作)的一種繼電器。 套用學科：電力（一級學科）；繼電保護與自動化（二級學科）

基本介紹

• 中文名：天水二一三時間繼電器
• 外文名：time relay
• 工作原理：利用空氣通過小孔節流的原理
• 分類：通電延時型和斷電延時型

基本概述

因為繼電器是由線圈和觸點組兩部分組成的，所以繼電器在電路圖中的圖形符號也包括兩部分：一個長方框表示線圈；一組觸點符號表示觸點組合。當觸點不多電路比較簡單時，往往把觸點組直接畫線上圈框的一側，這種畫法叫集中表示法。時間繼電器是一種利用電磁原理或機械原理實現延時控制的自動開關裝置。它的種類很多，有空氣阻尼型、電動型和電子型和其他型等。

當輸入量（如電壓、電流、溫度等）達到規定值時，繼電器所控制的輸出電路導通或斷開。

輸入量可分為電氣量（如電流、電壓、頻率、功率等）及非電氣量（如溫度、壓力、速度等）兩大類。

繼電器具有動作快、工作穩定、使用壽命長、體積小等優點。廣泛套用於電力保護、自動化、運動、遙控、測量和通信等裝置中。

時間繼電器原理

早期在交流電路中常採用空氣阻尼型時間繼電器 ,它是利用空氣通過小孔節流的原理來獲得延時動作的。它由電磁系統、延時機構和觸點三部分組成。凡是繼電器感測元件得到動作信號後，其執行元件（觸頭）要延遲一 定時間才動作的繼電器稱為時間繼電器

目前最常用的為大規模積體電路型成的時間繼電器，它是利用阻容原理來實現延時動作。在交流電路中往往採用變壓器來降壓，積體電路做為核心器件，其輸出採用小型電磁繼電器，使得產品的性能及可靠性比早期的空氣阻尼型時間繼電器要好的多，產品的定時精度及可控性也提高很多。

隨著單片機的普及，目前各廠家相繼採用單片機為時間繼電器的核心器件，而且產品的可控性及定時精度完全可以由軟體來調整，所以未來的時間繼電器將會完全由單片機來取代。

工作原理

在交流電路中常採用空氣阻尼型時間繼電器,它是利用空氣通過小孔節流的原理來獲得延時動作的。它由電磁系統、延時機構和觸點三部分組成。

時間繼電器可分為通電延時型和斷電延時型兩種類型。

空氣阻尼型時間繼電器的延時範圍大(有0.4～60s和0.4～180s兩種) ，它結構簡單,但準確度較低。

當線圈通電（電壓規格有ac380v、ac220v或dc220v、dc24v等）時，銜鐵及托板被鐵心吸引而瞬時下移，使瞬時動作觸點接通或斷開。但是活塞桿和槓桿不能同時跟著銜鐵一起下落，因為活塞桿的上端連著氣室中的橡皮膜，當活塞桿在釋放彈簧的作用下開始向下運動時，橡皮膜隨之向下凹, 上面空氣室的空氣變得稀薄而使活塞桿受到阻尼作用而緩慢下降。經過一定時間，活塞桿下降到一定位置，便通過槓桿推動延時觸點動作，使動斷觸點斷開，動合觸點閉合。從線圈通電到延時觸點完成動作，這段時間就是繼電器的延時時間。延時時間的長短可以用螺釘調節空氣室進氣孔的大小來改變。吸引線圈斷電後，繼電器依靠恢復彈簧的作用而復原。空氣經出氣孔被迅速排出。

技術參數

振盪器參數設定

振盪頻率f 與RC有以下近似關係f=1/2.2Rt?Cr（Vdd=10V）。如考慮振盪器的穩定性，減少由於器件參數的差異而引起的振盪周期的變化Rs>Rt（Rs=10Rt時，振盪周期基本上不隨Vdd的變化而變化）為保證振盪能可靠起振。在選擇Rt與Ct時應注意其條件，Rt>1KΩ?Cr>1000Pf，否則很難保證振盪電路可靠起振。

在實際使用的時間繼電器，往往需要控制時間連續可調，為保證時間可調，則振盪迴路Rt可選擇線性較好X型可調電位器。延時電容可選擇穩定性好的CBB聚丙烯電容，時間繼電器標牌延時刻度可根據所選擇的可調電位器機械行程的偏轉角度來定，從而使設定時間值（標牌刻度示值）與實際延時值相吻合，以減少整定誤差。

譬如要設定10s，可將Rt選擇，1MΩ可調電位器，Ct可選擇104 pF，輸出分頻端從15腳Q10引出，則最大

延時值為11S，因集成是在時鐘脈衝下降沿的作用下作增量計數，則最大延時時間Tmax=2 n-1 ? t= 2 10-1 ?2?2? RtCt= 2 9 ?2?2? 106×104×10-12 =11s。

當4060集成振盪器部分也可配晶振，使之構成典型的晶體振盪器，在此就不多加贅述。

該專用晶片採用CMOS工藝，具有微功耗，抗干擾能力強（內部採用硬體編程），外配石英振盪器，多種時基選擇，具有通電延時和間隔定時兩種工作模式。四位延時整定，具有BCD碼輸出，可配解碼器LED數碼管驅動顯示延時時間。具有延時精度高、顯示直觀、延時整定方便等優點。現有逐步替代常規的CMOS計時分頻積體電路的趨勢。

在專用晶片OSC1、OSC2、OSC3外接晶振以及電阻構成並聯晶體振盪器產生32768Hz主脈衝，主脈衝分別進入晶片內置的時序電路和分頻器時基選擇電路，使之產生時序脈衝，並在P1、P2、P3、P4輸出BCD碼，P5產生相應的秒脈衝。P5產生的秒脈衝在配相應的元器件後可反映時間繼電器的工作狀態，當延時來到時，秒脈衝可使線路的LED發光管處於閃爍狀態，待延時到達後，LED為常亮狀態，而在此時，D1、D2、D3、D4產生位置顯示掃描脈衝以及時基脈衝。

時間設定可通過SA1、SA2、SA3、SA4撥碼開關進行個、十、百、千的“8、4、2、1”設定至晶片暫存器中，以備在晶片內部比較電路中進行比較。K3與K4分別可設定工作模式和時基選擇，並將設定輸入到晶片內部工作模式暫存器和時基暫存器中，在晶片外部配相應的電源和7段鎖存解碼驅動器，則可顯示延時值。當延時顯示值與撥碼設定值相吻合後，晶片內部所設定的比較電路工作使晶片12端OUT輸出高電平來驅動三極體V1導通，從而使執行繼電器吸合工作，延時觸頭對外圍線路進行控制。

另外，該專用晶片有7種時基供選擇，分別由D1、D2、D3與P5構成相應的二進制碼來進行設定。設定選擇時基可用符合下述二進制碼的特製撥碼開關完成，以方便用戶的時基選擇。如用戶有特殊需求，片1腳GATE還具有累加計時功能，1腳在低電平時分頻器連續工作，當接入高電平時計數器分頻器暫停工作。當外接2變成低電平後，計時顯示又可在原計時顯示基礎上累加計時，從而可實現累加計時功能。在工作原理圖中開關K2可實現此功能。

K3為工作模式選擇，當K3接通時，時間繼電器的工作模式為間隔定時，也就是當時間繼電器接通工作電源後，晶片OUT輸出端先輸出高電平，致使內部執行繼電器工作，待所設定的延時到達後OUT無高電平輸出，執行繼電器釋放；如K3不接通，時間繼電器為常規的通電延時型，

工作狀態與間隔定時相反。

總之，針對時間繼電器的工作特點而研製的時間專用晶片有其多時基選擇、時間預置方便、顯示直觀、時間整定誤差小等優點，是常規的CMOS計數分頻積體電路無法來實現的。

典型套用控制線路分析

在常規Y-△的電動機控制線路中，時間繼電器的延時控制使電機在Y形啟動切換至△形運行起到有效的控制。

按下Y-△控制迴路啟動按鈕SB2，時間繼電器KT得電，在得電的同時KT的瞬動觸點對SB2形成自鎖，KM3接觸器線圈得電，KM3主觸頭閉合，其常開輔助觸頭閉合，主迴路KM1接觸器得電，主迴路接通；KM3常閉輔助觸頭斷開，確保接觸器KM3工作時，KM2不能投入工作，此時電動機處於Y形啟動狀態。

當時間繼電器KT延時到達後（KT的時間設定可根據所控制Y-△啟動電動機的功率來設定）。時間繼電器的延時常開和延時常閉觸頭轉換，致使交流接觸器KM3線圈失電，主觸頭斷開，交流接觸器KM2得電，其輔助觸頭對KM1、KT觸點進行自鎖，保證交流接觸器KM2吸合工作，使電機在△形運行。

時間繼電器電磁兼容性

時間繼電器的使用環境

時間繼電器作為自動控制器件套用較廣泛，尤其是在涉及低壓電器控制網路中有較多電器設備環境中使用時電磁干擾問題更趨於嚴重。組成時間繼電器的內部元器件的損壞這時已不是引起時間繼電器故障（失效）的主要原因，而在於套用場合中的各種干擾通過電磁耦合、電容耦合直接進入時間繼電器，干擾其正常的延時控制。時間繼電器在此干擾環境下能否正常工作往往會影響到整個自動控制系統的正常邏輯功能，甚至還可能造成大的質量事故和經濟損失。所以時間繼電器在各種惡劣環境都應有較高的可靠性和抗干擾能力，也就是說時間繼電器必須有良好的電磁兼容性能，只有這樣才能完善其產品質量，提高自身的市場競爭能力。

抗電磁干擾措施

工作電源部分的抑制措施

在實際工作使用中，一般採用下述方法來進行抑制，提高其產品的抗干擾能力。

採用隔離變壓器；選擇合適的壓敏電阻；在供電輸出口加高頻旁路電容等方法提高產品的抗干擾能力。

執行繼電器的抗干擾

當執行繼電器的繞組（感性負載）被接通和斷開時。線圈中會產生一連串上升速度快，頻率和幅度都相當高的尖峰脈衝電磁振盪輻射，對直流繼電器繞組通常採用以下方法來減少干擾：

線上圈兩端反並二極體或RC器件，如控制觸點對交流感性負載的控制，也可考慮在觸點並接RC 器件，從而能對觸點在通斷時產生的干擾進行有效的吸收。

禁止

禁止能有效地抑制通過空間傳播的電磁干擾，一則可限制內部產生的電磁能輻射出去；二則可防止外來 輻射進入，在對內部電子線路採用整體禁止措施，也可對內部信號線採用禁止線，增強其抗干擾能力。