時(shí)間繼電器現(xiàn)實(shí)應(yīng)用

原理分析:

該延時(shí)電路的核心IC是由14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器/分頻器構(gòu)成，IC內(nèi)部由振蕩器和14級(jí)分頻器組成，振蕩器部分可由電阻Rt和電容Cr構(gòu)成振蕩器，產(chǎn)生固定的振蕩頻率,主振產(chǎn)生的矩形波可進(jìn)入14級(jí)分頻器，并通過10個(gè)輸出端得到不同的分頻系數(shù)（分頻最小可得到16分頻Q4，最大可得到16384分頻Q14），便可得到所需的定時(shí)控制。待分頻延時(shí)到達(dá)后，輸出端的高電平使驅(qū)動(dòng)電路三極管導(dǎo)通工作，從而使執(zhí)行繼電器工作，相應(yīng)的延時(shí)觸點(diǎn)對所需外圍線路進(jìn)行定時(shí)控制，IC振蕩也隨輸出的高電平經(jīng)V6使之停振。發(fā)光管V1也隨繼電器同時(shí)工作，起到延時(shí)到達(dá)指示。 集成的公共清零端Cr（12腳）在電路上電的同時(shí)由C4、R3組成的微分電路上產(chǎn)生瞬間尖脈沖，使計(jì)數(shù)器的輸出端復(fù)位清零，并同時(shí)使振蕩停振。待上電瞬間結(jié)束后，振蕩器開始振蕩工作，電路即進(jìn)入分頻延時(shí)工作狀態(tài)。

振蕩頻率f 與RC有以下近似關(guān)系f=1/2.2Rt?Cr（Vdd=10V）。如考慮振蕩器的穩(wěn)定性，減少由于器件參數(shù)的差異而引起的振蕩周期的變化Rs>Rt（Rs=10Rt時(shí)，振蕩周期基本上不隨Vdd的變化而變化）為保證振蕩能可靠起振。在選擇Rt與Ct時(shí)應(yīng)注意其條件，Rt>1KΩ?Cr>1000Pf，否則很難保證振蕩電路可靠起振。

在實(shí)際使用的時(shí)間繼電器，往往需要控制時(shí)間連續(xù)可調(diào)，為保證時(shí)間可調(diào)，則振蕩回路Rt可選擇線性較好X型可調(diào)電位器。延時(shí)電容可選擇穩(wěn)定性好的CBB聚丙烯電容，時(shí)間繼電器標(biāo)牌延時(shí)刻度可根據(jù)所選擇的可調(diào)電位器機(jī)械行程的偏轉(zhuǎn)角度來定，從而使設(shè)定時(shí)間值（標(biāo)牌刻度示值）與實(shí)際延時(shí)值相吻合，以減少整定誤差。

譬如要設(shè)置10s，可將Rt選擇，1MΩ可調(diào)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(shí)值為11S，因集成是在時(shí)鐘脈沖下降沿的作用下作增量計(jì)數(shù)，則最大延時(shí)時(shí)間Tmax=2 n-1 ? t= 2 10-1 ?2?2? RtCt= 2 9 ?2?2? 106×104×10-12 =11s。

當(dāng)4060集成振蕩器部分也可配晶振，使之構(gòu)成典型的晶體振蕩器，在此就不多加贅述。

該專用芯片采用CMOS工藝，具有微功耗，抗干擾能力強(qiáng)（內(nèi)部采用硬件編程），外配石英振蕩器，多種時(shí)基選擇，具有通電延時(shí)和間隔定時(shí)兩種工作模式。四位延時(shí)整定，具有BCD碼輸出，可配譯碼器LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)顯示延時(shí)時(shí)間。具有延時(shí)精度高、顯示直觀、延時(shí)整定方便等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)有逐步替代常規(guī)的CMOS計(jì)時(shí)分頻集成電路的趨勢。

在專用芯片OSC1、OSC2、OSC3外接晶振以及電阻構(gòu)成并聯(lián)晶體振蕩器產(chǎn)生32768Hz主脈沖，主脈沖分別進(jìn)入芯片內(nèi)置的時(shí)序電路和分頻器時(shí)基選擇電路，使之產(chǎn)生時(shí)序脈沖，并在P1、P2、P3、P4輸出BCD碼，P5產(chǎn)生相應(yīng)的秒脈沖。P5產(chǎn)生的秒脈沖在配相應(yīng)的元器件后可反映時(shí)間繼電器的工作狀態(tài)，當(dāng)延時(shí)來到時(shí)，秒脈沖可使線路的LED發(fā)光管處于閃爍狀態(tài)，待延時(shí)到達(dá)后，LED為常亮狀態(tài)，而在此時(shí)，D1、D2、D3、D4產(chǎn)生位置顯示掃描脈沖以及時(shí)基脈沖。

時(shí)間設(shè)置可通過SA1、SA2、SA3、SA4撥碼開關(guān)進(jìn)行個(gè)、十、百、千的“8、4、2、1”設(shè)定至芯片寄存器中，以備在芯片內(nèi)部比較電路中進(jìn)行比較。K3與K4分別可設(shè)定工作模式和時(shí)基選擇，并將設(shè)定輸入到芯片內(nèi)部工作模式寄存器和時(shí)基寄存器中，在芯片外部配相應(yīng)的電源和7段鎖存譯碼驅(qū)動(dòng)器，則可顯示延時(shí)值。當(dāng)延時(shí)顯示值與撥碼設(shè)定值相吻合后，芯片內(nèi)部所設(shè)定的比較電路工作使芯片12端OUT輸出高電平來驅(qū)動(dòng)三極管V1導(dǎo)通，從而使執(zhí)行繼電器吸合工作，延時(shí)觸頭對外圍線路進(jìn)行控制。

另外，該專用芯片有7種時(shí)基供選擇，分別由D1、D2、D3與P5構(gòu)成相應(yīng)的二進(jìn)制碼來進(jìn)行設(shè)定。設(shè)定選擇時(shí)基可用符合下述二進(jìn)制碼的特制撥碼開關(guān)完成，以方便用戶的時(shí)基選擇。如用戶有特殊需求，片1腳GATE還具有累加計(jì)時(shí)功能，1腳在低電平時(shí)分頻器連續(xù)工作，當(dāng)接入高電平時(shí)計(jì)數(shù)器分頻器暫停工作。當(dāng)外接2變成低電平后，計(jì)時(shí)顯示又可在原計(jì)時(shí)顯示基礎(chǔ)上累加計(jì)時(shí)，從而可實(shí)現(xiàn)累加計(jì)時(shí)功能。在工作原理圖中開關(guān)K2可實(shí)現(xiàn)此功能。

K3為工作模式選擇，當(dāng)K3接通時(shí)，時(shí)間繼電器的工作模式為間隔定時(shí)，也就是當(dāng)時(shí)間繼電器接通工作電源后，芯片OUT輸出端先輸出高電平，致使內(nèi)部執(zhí)行繼電器工作，待所設(shè)定的延時(shí)到達(dá)后OUT無高電平輸出，執(zhí)行繼電器釋放；如K3不接通，時(shí)間繼電器為常規(guī)的通電延時(shí)型，

工作狀態(tài)與間隔定時(shí)相反。

總之，針對時(shí)間繼電器的工作特點(diǎn)而研制的時(shí)間專用芯片有其多時(shí)基選擇、時(shí)間預(yù)置方便、顯示直觀、時(shí)間整定誤差小等優(yōu)點(diǎn)，是常規(guī)的CMOS計(jì)數(shù)分頻集成電路無法來實(shí)現(xiàn)的。

典型應(yīng)用控制線路分析

在常規(guī)Y-△的電動(dòng)機(jī)控制線路中，時(shí)間繼電器的延時(shí)控制使電機(jī)在Y形啟動(dòng)切換至△形運(yùn)行起到有效的控制。

按下Y-△控制回路啟動(dòng)按鈕SB2，時(shí)間繼電器KT得電，在得電的同時(shí)KT的瞬動(dòng)觸點(diǎn)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，主回路KM1接觸器得電，主回路接通；KM3常閉輔助觸頭斷開，確保接觸器KM3工作時(shí)，KM2不能投入工作，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于Y形啟動(dòng)狀態(tài)。

當(dāng)時(shí)間繼電器KT延時(shí)到達(dá)后（KT的時(shí)間設(shè)置可根據(jù)所控制Y-△啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率來設(shè)定）。時(shí)間繼電器的延時(shí)常開和延時(shí)常閉觸頭轉(zhuǎn)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(diǎn)進(jìn)行自鎖，保證交流接觸器KM2吸合工作，使電機(jī)在△形運(yùn)行。

時(shí)間繼電器的使用環(huán)境

時(shí)間繼電器作為自動(dòng)控制器件應(yīng)用較廣泛，尤其是在涉及低壓電器控制網(wǎng)絡(luò)中有較多電器設(shè)備環(huán)境中使用時(shí)電磁干擾問題更趨于嚴(yán)重。組成時(shí)間繼電器的內(nèi)部元器件的損壞這時(shí)已不是引起時(shí)間繼電器故障（失效）的主要原因，而在于應(yīng)用場合中的各種干擾通過電磁耦合、電容耦合直接進(jìn)入時(shí)間繼電器，干擾其正常的延時(shí)控制。時(shí)間繼電器在此干擾環(huán)境下能否正常工作往往會(huì)影響到整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的正常邏輯功能，甚至還可能造成大的質(zhì)量事故和經(jīng)濟(jì)損失。所以時(shí)間繼電器在各種惡劣環(huán)境都應(yīng)有較高的可靠性和抗干擾能力，也就是說時(shí)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(chǎn)品質(zhì)量，提高自身的市場競爭能力。

工作電源部分的抑制措施

在實(shí)際工作使用中，一般采用下述方法來進(jìn)行抑制，提高其產(chǎn)品的抗干擾能力。

采用隔離變壓器；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(chǎn)品的抗干擾能力。

當(dāng)執(zhí)行繼電器的繞組（感性負(fù)載）被接通和斷開時(shí)。線圈中會(huì)產(chǎn)生一連串上升速度快，頻率和幅度都相當(dāng)高的尖峰脈沖電磁振蕩輻射，對直流繼電器繞組通常采用以下方法來減少干擾：

在線圈兩端反并二極管或RC器件，如控制觸點(diǎn)對交流感性負(fù)載的控制，也可考慮在觸點(diǎn)并接RC 器件，從而能對觸點(diǎn)在通斷時(shí)產(chǎn)生的干擾進(jìn)行有效的吸收。

屏蔽能有效地抑制通過空間傳播的電磁干擾，一則可限制內(nèi)部產(chǎn)生的電磁能輻射出去；二則可防止外來 輻射進(jìn)入，在對內(nèi)部電子線路采用整體屏蔽措施，也可對內(nèi)部信號(hào)線采用屏蔽線，增強(qiáng)其抗干擾能力。

在交流電路中常采用空氣阻尼型時(shí)間繼電器,它是利用空氣通過小孔節(jié)流的原理來獲得延時(shí)動(dòng)作的。它由電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)三部分組成。

時(shí)間繼電器可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種類型。

空氣阻尼型時(shí)間繼電器的延時(shí)范圍大(有0.4～60s和0.4～180s兩種) ，它結(jié)構(gòu)簡單,但準(zhǔn)確度較低。

當(dāng)線圈通電（電壓規(guī)格有ac380v、ac220v或dc220v、dc24v等）時(shí)，銜鐵及托板被鐵心吸引而瞬時(shí)下移，使瞬時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)接通或斷開。但是活塞桿和杠桿不能同時(shí)跟著銜鐵一起下落，因?yàn)榛钊麠U的上端連著氣室中的橡皮膜，當(dāng)活塞桿在釋放彈簧的作用下開始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(jīng)過一定時(shí)間，活塞桿下降到一定位置，便通過杠桿推動(dòng)延時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作，使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。從線圈通電到延時(shí)觸點(diǎn)完成動(dòng)作，這段時(shí)間就是繼電器的延時(shí)時(shí)間。延時(shí)時(shí)間的長短可以用螺釘調(diào)節(jié)空氣室進(jìn)氣孔的大小來改變。吸引線圈斷電后，繼電器依靠恢復(fù)彈簧的作用而復(fù)原?？諝饨?jīng)出氣孔被迅速排出。

1、空氣阻尼式時(shí)間繼電器又稱為氣囊式時(shí)間繼電器，它是根據(jù)空氣壓縮產(chǎn)生的阻力來進(jìn)行延時(shí)的，其結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，延時(shí)范圍大（0.4~180s），但延時(shí)精確度低。

2、電磁式時(shí)間繼電器延時(shí)時(shí)間短（0.3~1.6s），但它結(jié)構(gòu)比較簡單，通常用在斷電延時(shí)場合和直流電路中。

3、電動(dòng)式時(shí)間繼電器的原理與鐘表類似，它是由內(nèi)部電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)而獲得延時(shí)的。這種繼電器延時(shí)精度高，延時(shí)范圍寬（0.4~72h），但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價(jià)格很貴。

4、晶體管式時(shí)間繼電器又稱為電子式時(shí)間繼電器，它是利用延時(shí)電路來進(jìn)行延時(shí)的。這種繼電器精度高，體積小。

時(shí)間繼電器可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種類型。

以空氣阻尼式時(shí)間繼電器為例來說明時(shí)間繼電器的工作原理 空氣阻尼型時(shí)間繼電器的延時(shí)范圍大(有0.4～60s和0.4～180s兩種) ，它結(jié)構(gòu)簡單,但準(zhǔn)確度較低。

當(dāng)線圈通電時(shí)，銜鐵及托板被鐵心吸引而瞬時(shí)下移，使瞬時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)接通或斷開。但是活塞桿和杠桿不能同時(shí)跟著銜鐵一起下落，因?yàn)榛钊麠U的上端連著氣室中的橡皮膜，當(dāng)活塞桿在釋放彈簧的作用下開始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(jīng)過一定時(shí)間，活塞桿下降到一定位置，便通過杠桿推動(dòng)延時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作，使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。從線圈通電到延時(shí)觸點(diǎn)完成動(dòng)作，這段時(shí)間就是繼電器的延時(shí)時(shí)間。延時(shí)時(shí)間的長短可以用螺釘調(diào)節(jié)空氣室進(jìn)氣孔的大小來改變。

吸引線圈斷電后，繼電器依靠恢復(fù)彈簧的作用而復(fù)原?？諝饨?jīng)出氣孔被迅速排出。

時(shí)間繼電器：當(dāng)加上或除去輸入信號(hào)時(shí)，輸出部分需延時(shí)或限時(shí)到規(guī)定的時(shí)間才閉合或斷開其被控線路的繼電器。

a,電磁時(shí)間繼電器：當(dāng)線圈加上信號(hào)后，通過減緩電磁鐵的磁場變化而后的延時(shí)的時(shí)間繼電器。

b,電子時(shí)間繼電器：由分立元件組成的電子延時(shí)線路所構(gòu)成的時(shí)間繼電器，或由固體延時(shí)線路構(gòu)

成的時(shí)間繼電器。

c,混合式時(shí)間繼電器：由電子或固體延時(shí)線路和電磁繼電器組合構(gòu)成的時(shí)間繼電器。

時(shí)間繼電器是一種利用電磁原理或機(jī)械原理實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制的控制電器。它的種類很多，有空氣阻尼型、電動(dòng)型和電子型和其他型等?！?/p>

時(shí)間繼電器的電氣控制系統(tǒng)中是一個(gè)非常重要的元器件。一般分為通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種類型。 從動(dòng)作的原理上有電子式、機(jī)械式等。電子式的是采用電容充放電再配合電子元件的原理來實(shí)現(xiàn)延時(shí)動(dòng)作。機(jī)械式的樣式較多，有利用氣囊、彈簧的氣囊式.

時(shí)間繼電器的接線方法

第一、控制接線：你把它看成直流繼電器來考慮。3、7用來接12V控制電壓；2、7用來接24V控制電壓。其中的7當(dāng)成直流電的負(fù)極，使用時(shí)接到零線。2接220V的火線。

第二、工作控制：雖然控制電壓接上了，但是是否起控制作用，由面板上的計(jì)時(shí)器決定。

第三、功能理解：它就是一個(gè)開關(guān)，單刀雙擲的，有一個(gè)活動(dòng)點(diǎn)活動(dòng)臂，就像常見的閘刀開關(guān)的活動(dòng)刀臂一樣。8是活動(dòng)點(diǎn)，5是常閉點(diǎn)，繼電器不動(dòng)時(shí)，他們兩個(gè)相連。動(dòng)作時(shí)，8、6相連。

第四：負(fù)載接線：電源的零線或負(fù)極接用電器的零線或負(fù)極端。電源的火線或正極接8腳，用電器的火線端或正極接6腳，5腳空閑不用。

第五、工作原理：計(jì)時(shí)無效期間，8、5相連，相當(dāng)于我們平常電燈開關(guān)斷開狀態(tài)。有效時(shí)，繼電器動(dòng)作，8、6相連，用電器得電工作，相當(dāng)于我們平常電燈開關(guān)接通狀態(tài)

接線插頭：8針圓插頭

針腳定義：

接線方式1（國內(nèi)常規(guī)）

針號(hào) 針定義

1 繼電器B公共端 1 外部開關(guān)公共端

2 電源零線N（AC85-265V）

3 繼電器B常開觸點(diǎn) 3 時(shí)間復(fù)位端子(RESET)/接通有效

4 繼電器B常閉觸點(diǎn) 4 計(jì)時(shí)允許端子(GATE)/斷開有效

5 繼電器A常閉觸點(diǎn)

6 繼電器A常開觸點(diǎn)

7 電源火線L（AC85-265V）

8 繼電器A公共端 8 繼電器A公共端

接線方式2（OMRON、德力西等等國外常規(guī)）

普通型的都是1.2線圈。34常開、35常閉、67常開、68常閉（通電延時(shí)型）1，2是電源，第一組3，4是常開，3，5是常閉，，，第二組6，7是常開，68是常閉。

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)時(shí)間繼電器分為電磁式時(shí)間繼電器和集成電路靜態(tài)時(shí)間繼電器兩種，專用于電力系統(tǒng)二次回路繼電保護(hù)及自動(dòng)控制回路中，作為延時(shí)裝置, 使被控元件得到所需延時(shí)。

繼電器是帶有延時(shí)機(jī)構(gòu)的螺管線圈式繼電器，具有交流和直流規(guī)格。繼電器的交流規(guī)格繼電器內(nèi)部裝有橋式整流器，將交流電源整流后供給電磁機(jī)構(gòu)，每臺(tái)繼電器具有兩副瞬時(shí)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，一副滑動(dòng)延時(shí)觸點(diǎn)，一副延時(shí)主觸點(diǎn)。當(dāng)加電壓于線圈兩端時(shí)，唧子（鐵心）克服塔形彈簧的反作用力被吸入，瞬時(shí)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)進(jìn)行瞬時(shí)轉(zhuǎn)換，同時(shí)延時(shí)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，經(jīng)過一定的延時(shí)，然后閉合滑動(dòng)延時(shí)觸點(diǎn)和延時(shí)主觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)接觸后由于上擋限制機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)停止，從而得到所需延時(shí)。當(dāng)線圈斷電時(shí)，在塔形彈簧的作用下，使唧子和延時(shí)機(jī)構(gòu)返回原位。

繼電器通常不帶電，施加額定電壓后，繼電器內(nèi)部瞬動(dòng)繼電器動(dòng)作、同時(shí)晶振起振, 產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，經(jīng)分頻后由計(jì)數(shù)器計(jì)脈沖數(shù)，當(dāng)所計(jì)脈沖數(shù)達(dá)到延時(shí)整 定值時(shí)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)出口繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)所需延時(shí)，由于采用了晶體振蕩器并增加時(shí)間補(bǔ)償預(yù)置電路，對于極短的延時(shí)值也嚴(yán)格符合整定值，具有極高的精度。

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(jí)，常用為220V、110VDC/AC；

2，確定安裝方式,如：導(dǎo)軌式，凸出式，嵌入式等（是柜內(nèi)安裝還是面板開孔安裝，抽屜柜一般選用導(dǎo)軌式）

3，確定所需延時(shí)種類，為通電延時(shí)或斷電延時(shí)，以及延時(shí)時(shí)間范圍等。 ? ?

氣囊式時(shí)間繼電器又稱空氣阻尼式時(shí)間繼電器，它是利用空氣通過小孔時(shí)產(chǎn)生阻尼的原理獲得延時(shí)的。它由電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)三部分構(gòu)成。電磁機(jī)構(gòu)為雙E直動(dòng)型，觸點(diǎn)系統(tǒng)借用LX5型微動(dòng)開關(guān)，延時(shí)機(jī)構(gòu)采用氣囊式阻尼器。 空氣阻尼式時(shí)間繼電器可以做成通電延時(shí)型，也可做成斷電延時(shí)型。電磁機(jī)構(gòu)可以是直流的，也可以是交流的。

空氣阻尼式時(shí)間繼電器的特點(diǎn)是:延時(shí)范圍可達(dá)0.4~180s，結(jié)構(gòu)簡單，受電磁干擾小，壽命長，價(jià)格低。但其延時(shí)誤差大(±10%~±20%)，無調(diào)節(jié)刻度指示，難以精確整定延時(shí)值，且延時(shí)值易受周圍介質(zhì)溫度、塵埃及安裝方向的影響。因此，空氣阻尼式時(shí)間繼電器只適用于對延時(shí)精度要求不高的場合。

常見的電磁型時(shí)間繼電器的機(jī)構(gòu)如圖5所示。原理是:當(dāng)線圈上電后驅(qū)動(dòng)鐘表機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)動(dòng)觸頭以恒定速度轉(zhuǎn)動(dòng)。延時(shí)時(shí)間與動(dòng)觸頭轉(zhuǎn)過的行程成正比關(guān)系。

通過對靜態(tài)型和電磁型時(shí)間繼電器的原理比較后，很容易看出，靜態(tài)型時(shí)間繼電器比電磁型時(shí)間繼電器多了一個(gè)繼電器工作電源部分。因此，這兩種繼電器的應(yīng)用接線時(shí)不同的，靜態(tài)型時(shí)間繼電器的工作電源在任何時(shí)候都應(yīng)上電，與啟動(dòng)接點(diǎn)是否閉合沒有關(guān)系。