時間繼電器

1 基本介紹

　　早期在交流電路中常采用空氣阻尼型時間繼電器，它是利用空氣通過小孔節(jié)流的原理來獲得延時動作的。它由電磁系統(tǒng)、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后，其執(zhí)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(guī)模集成電路型成的時間繼電器，它是利用阻容原理來實現(xiàn)延時動作。在交流電路中往往采用變壓器來降壓，集成電路做為核心器件，其輸出采用小型電磁繼電器，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，目前各廠家相繼采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件來調整，所以未來的時間繼電器將會完全由單片機來取代。

2 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(xiàn)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(jié)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?？諝饨洺鰵饪妆谎杆倥懦?。

3 主要特點

　　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(jù)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。

4 主要分類

　　分類方式

　　從驅動時間繼電器工作的電源要求（驅動線包工作電壓）來分，一般繼電器

　　分交流繼電器與直流繼電器，分別用于交流電路和直流電路，另外，依據(jù)其工作電壓的高低，有6、9、12、24、36、110、220、380等不同的工作電壓，使用于不同的控制電路上。時間繼電器另一個區(qū)分點是它的觸點（執(zhí)行接通或斷開被控制電路的開關），分別有常開、常閉、轉換的區(qū)別，另外還有觸點多少的區(qū)別，可以控制多大的工作電壓及電流（即觸點允許控制的功率）的區(qū)別，供不同用途選用；另外特殊觸點還有帶自鎖（動作后即使控制電壓消失，觸點自己保持失去控制時的狀態(tài)），帶延時吸合或延時釋放功能等種類，供特殊情況下使用。

　　從繼電器外形來區(qū)分，有密封、小型、微型等區(qū)別。有時候，比如說，一個控制電路從按鈕控制開始，到最后控制負荷的時間繼電器中間，還使用了其他繼電器，因為這些繼電器只起控制其他繼電器工作的作用，其觸點負荷不需要很大，用在這些部位的繼電器，常稱為中間繼電器。比如，使用三個按鈕與繼電器（交流接觸器）及熱保護等可以組成控制三相電動機的正、翻轉及停止電路。洗衣機內，繼電器在微電腦控制下，接合、斷開控制電機使波輪正、反轉等，都是繼電器的任務，因為微電腦的輸出不能直接驅動洗衣機馬達工作，所以請了“繼電器”。使用各種傳感器檢測的電路檢測溫度、壓力、時間等不同物理量，檢測的輸出接上繼電器，就分別組成所謂電壓繼電器、壓力繼電器等等。這類繼電器，實際上是包含繼電器在內的電子器件，并非獨立的繼電器。

　　特殊種類

　　步進繼電器：以前自動電話總機使用很多，繼電器本身就可以根據(jù)輸入控制線圈的脈沖個數(shù)自動將動觸點移動到相應的位置，比如輸入6個脈沖，動觸點就接通6號定觸點，輸入9個脈沖，就接到9號觸點，這樣。電話就自動根據(jù)撥號脈沖數(shù)字轉接到需要的線路。

　　諧振繼電器：繼電器本身有多個不同長短、厚薄的、如簧片的動觸點，各觸點本身的諧振頻率不同且合理分布，當輸入繼電器線圈的電流頻率正好與某一簧片觸點的諧振頻率相同時，由于共振，該簧片產生大震動，從而與對應的定觸點閉合，輸入另一頻率信號時，可以使另一觸點動作，這相當于將不同頻率的信號翻譯成對應的電路連接動作，這與現(xiàn)在電子譯碼完全不同，是通過機械原理實現(xiàn)的。

　　比例繼電器：能夠區(qū)分輸入線包驅動繼電器工作的脈沖信號占空比，并自動調整輸出（接通不同的觸點）；等等?，F(xiàn)在使用可控硅元件構成的開關電路，獨立封裝起來，稱固態(tài)繼電器（無觸點繼電器），在使用上部分可替代傳統(tǒng)繼電器，但也有其不足之處。所以普通繼電器還大量被應用。

5 主要功能

　　時間繼電器的主要功能是作為簡單程序控制中的一種執(zhí)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(xù)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(jié)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(xiàn)延時閉合后延時斷開，但總體上說，通過配置一定數(shù)量的時間繼電器和中間繼電器都是可以做到的。

6 使用環(huán)境

　　時間繼電器作為自動控制器件應用較廣泛，尤其是在涉及低壓電器控制網絡中有較多電器設備環(huán)境中使用時電磁干擾問題更趨于嚴重。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，而在于應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(huán)境下能否正常工作往往會影響到整個自動控制系統(tǒng)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(huán)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。

　　在實際工作使用中，一般采用下述方法來進行抑制，提高其產品的抗干擾能力。

　　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品的抗干擾能力。

　　當執(zhí)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，如控制觸點對交流感性負載的控制，也可考慮在觸點并接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。

　　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，在對內部電子線路采用整體屏蔽措施，也可對內部信號線采用屏蔽線，增強其抗干擾能力。

7 接線方法　

　　時間繼電器的電氣控制系統(tǒng)中是一個非常重要的元器件。一般分為通電延時和斷電延時兩種類型。從動作的原理上有電子式、機械式等。電子式的是采用電容充放電再配合電子元件的原理來實現(xiàn)延時動作。機械式的樣式較多，有利用氣囊、彈簧的氣囊式。

　　時間繼電器的接線方法：

　　1、控制接線：把它看成直流繼電器來考慮；

　　2、工作控制：雖然控制電壓接上了，但是是否起控制作用，由面板上的計時器決定；

　　3、功能理解：它就是一個開關，單刀雙擲的，有一個活動點活動臂，就像常見的閘刀開關的活動刀臂一樣；

　　4：負載接線：電源的零線或負極接用電器的零線或負極端；

　　5、工作原理：計時無效期間，相當于平常電燈開關斷開狀態(tài)。有效時，繼電器動作，用電器得電工作，相當于平常電燈開關接通狀態(tài)。

8 繼電保護

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

　　繼電器是帶有延時機構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)格繼電器內部裝有橋式整流器，將交流電源整流后供給電磁機構，每臺繼電器具有兩副瞬時轉換觸點，一副滑動延時觸點，一副延時主觸點。當加電壓于線圈兩端時，唧子（鐵心）克服塔形彈簧的反作用力被吸入，瞬時轉換觸點進行瞬時轉換，同時延時機構啟動，經過一定的延時，然后閉合滑動延時觸點和延時主觸點。主觸點接觸后由于上擋限制機構的轉動，機構停止，從而得到所需延時。當線圈斷電時，在塔形彈簧的作用下，使唧子和延時機構返回原位。

　　繼電器通常不帶電，施加額定電壓后，繼電器內部瞬動繼電器動作、同時晶振起振,產生時鐘脈沖，經分頻后由計數(shù)器計脈沖數(shù)，當所計脈沖數(shù)達到延時整定值時，觸發(fā)器翻轉，驅動出口繼電器動作，實現(xiàn)所需延時，由于采用了晶體振蕩器并增加時間補償預置電路，對于極短的延時值也嚴格符合整定值，具有極高的精度。

9 選型方法

　　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。