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控制電器。它的種類很多,有空氣阻尼型、電動型和電子型等。時間繼電器(time relay)是指當加入(或去掉)輸入的動作信號后,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。是一種使用在較低的電壓或較小電流的電路上,用來接通或切斷較高電壓、較大電流的電路的電氣元件。同時,時間繼電器也是一種利用電磁原理或機械原理實現延時控制的控制電器。它的種類很多,有空氣阻尼型、電動型和電子型等。
時間繼電器的主要功能是作為簡單程序控制中的一種執行器件,當它接受了啟動信號后開始計時,計時結束后它的工作觸頭進行開或合的動作,從而推動后續的電路工作。一般來說,時間繼電器的延時性能在設計的范圍內是可以調節的,從而方便調整它的延時時間長短。單憑一只時間繼電器恐怕不能做到開始延時閉合,閉合一段時間后,再斷開,先實現延時閉合后延時斷開,但總體上說,通過配置一定數量的時間繼電器和中間繼電器都是可以做到的。
工作原理:
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控制電器。它的種類很多,有空氣阻尼型、電動型和電子型等。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范圍大(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。但是活塞桿和杠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,便通過杠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。吸引線圈斷電后,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。
特性:
繼電器的工作特點是具有階躍式的輸入/輸出特性,如圖1所示。在繼電器獲得一個輸入信號X時,不論信號幅椎多大,只要沒有達到動作值X1,繼電器不動作,輸出信號Y=0((記為Y0),對應特性曲線的0 點-a點之間。當X值達到X1,繼電器就立即動作,其工作點瞬時地從a點跳到b點,就得到Ymax的輸出信號。此后,即使繼續增大輸入信號,輸出信號仍為Ymax不變。如果輸入信號減弱,只要輸入信號X不小于釋放值Xr,輸出信號也為Ymax不變,工作點沿b、c變化。但當X減小到Xr時,繼電器才釋放,即輸出信號為Y0,此時,繼電器的工作點是沿著b,c,d,0變化,恢復原狀。
時間繼電器的分類:
時間繼電器是一種利用電磁原理或機械動作原理實現觸點延時接通或斷開的自動控制電器,其種類很多,常用的有電磁式、空氣阻尼式、電動式和晶體管式等。
(1)空氣阻尼式時間繼電器又稱為氣囊式時間繼電器,它是根據空氣壓縮產生的阻力來進行延時的,其結構簡單,價格便宜,延時范圍大(0.4~180s),但延時精確度低。
(2)電磁式時間繼電器延時時間短(0.3~1.6s),但它結構比較簡單,通常用在斷電延時場合和直流電路中。
(3)電動式時間繼電器的原理與鐘表類似,它是由內部電動機帶動減速齒輪轉動而獲得延時的。這種繼電器延時精度高,延時范圍寬(0.4~72h),但結構比較復雜,價格很貴。
(4)晶體管式時間繼電器又稱為電子式時間繼電器,它是利用延時電路來進行延時的。這種繼電器精度高,體積小。
1.直流電磁式時間繼電器
在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上增加一個阻尼銅套,即可構成時間繼電器,其結構示意圖如圖2所示。它是利用電磁阻尼原理產生延時的,由電磁感應定律可知,在繼電器線圈通斷電過程中銅套內將感應電勢,并流過感應電流,此電流產生的磁通總是反對原磁通變化。
電器通電時,由于銜鐵處于釋放位置,氣隙大,磁阻大,磁通小,銅套阻尼作用相對也小,因此銜鐵吸合時延時不顯著(一般忽略不計)。 而當繼電器斷電時,磁通變化量大,銅套阻尼作用也大,使銜鐵延時釋放而起到延時作用。因此,這種繼電器僅用作斷電延時。 這種時間繼電器延時較短,JT3系列最長不超過5s,而且準確度較低,一般只用于要求不高的場合。
2.空氣式時間繼電器
空氣阻尼式時間繼電器,是利用空氣阻尼原理獲得延時的。它由電磁系統、延時機構和觸點三部分組成,電磁機構為直動式雙E型,觸點系統是借用LX5型微動開關,延時機構采用氣囊式阻尼器。 空氣阻尼式時間繼電器,既具有由空氣室中的氣動機構帶動的延時觸點,也具有由電磁機構直接帶動的瞬動觸點,可以做成通電延時型,也可做成斷電延時型。電磁機構可以是直流的,也可以是交流的。
3.半導體時間繼電器
電子式時間繼電器在時間繼電器中已成為主流產品,電子式時間繼電器是采用晶體管或集成電路和電子元件等構成.目前已有采用單片機控制的時間繼電器。電子式時間繼電器具有延時范圍廣、精度高、體積小、耐沖擊和耐振動、調節方便及壽命長等優點,所以發展很快,應用廣泛。 半導體時間繼電器的輸出形式有兩種:有觸點式和無觸點式,前者是用晶體管驅動小型磁式繼電器,后者是采用晶體管或晶閘管輸出。
4.單片機控制時間繼電器
近年來隨著微電子技術的發展,采用集成電路、功率電路和單片機等電子元件構成的新型時間繼電器大量面市。如DHC6多制式單片機控制時間繼電器、J5S17、J3320、JSZl3等系列大規模集成電路數字時間繼電器,J5145等系列電子式數顯時間繼電器.J5G1等系列固態時間繼電器等。 DHC6多制式單片機控制時間繼電器是為適應工業自動化控制水平越來越高的要求而生產的。多種制式時間繼電器可使用戶根據需要選擇最合適的制式,使用簡便方法達到以往需要較復雜接線才能達到的控制功能.這樣既節省了中間控制環節.又大大提高了電氣控制的可靠性。DHC6多種制式時間繼電器采用單片機控制,LCD顯示.具有9種工作制式、正計時、倒計時任意設定、8種延時時段、延時范圍從0.01s~999.9h任意設定、鍵盤設定,設定完成之后可以鎖定按鍵.防止誤操作。可按要求任意選擇控制模式,使控制線路最簡單可靠。其外貌如圖3所示。
圖3 DHC6多種制式時間繼電器
J5S17系列時間繼電器由大規模集成電路、穩壓電源、撥動開關、四位LED數碼顯示器、執行繼電器及塑料外殼幾部分組成。采用32kHz石英晶體振蕩器,安裝方式有面板式和裝置式兩種。裝置式插座可用M4螺釘固定在安裝板上.也可以安裝在標準35mm安裝卡軌上。 J5S20系列時間繼電器是四位數字顯示小型時間繼電器,它采用晶體振蕩作為時基基準.采用大規模集成電路技術,不但可以實現長達9999h的長延時,還可保證其延時精度。配用不同的安裝插座及附件可應用在面板安裝、35mm標準安裝導執及螺釘安裝的場合。
時間繼電器的選用:
選用時間繼電器時應注意:其線圈(或電源)的電流種類和電壓等級應與控制電路相同;按控制要求選擇延時方式和觸點型式;校核觸點數量和容量,若不夠時,可用中間繼電器進行擴展。
時間繼電器新系列產品JS14A系列、JS20系列半導體時間繼電器、JS14P系列數字式半導體繼電器等量具有體積小、延時精度高、壽命長、工作穩定可靠、安裝方便、觸點輸出容大和產品規格全等優點,廣泛用于電力拖動、順序控制及各種生產過程的自動控制中。
1、確定繼電器是用在直流回路還是交流回路里,并確定額定電壓等級,常用為220V、110VDC/AC;
2、確定安裝方式,如:導軌式,凸出式,嵌入式等(是柜內安裝還是面板開孔安裝,抽屜柜一般選用導軌式);
3、確定所需延時種類,為通電延時或斷電延時,以及延時時間范圍等。