德國PILZ延時繼電器工作原理

因斷電延時繼電器控制觸電觸點轉(zhuǎn)換要求,，通常采用雙穩(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轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部線圈以及觸 點見圖 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,，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,，產(chǎn)生電磁吸力,，吸引銜鐵。在線圈中的電流達到一定值(即動作值)時,，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,，驅(qū)動銜鐵組動作，銜鐵組兩端推動卡推動接觸簧片,，使動合觸點組閉合和動斷觸點組斷開,，從而完成觸點轉(zhuǎn)換，并保持 置位狀態(tài),。當(dāng)斷電延時結(jié)束后,，此時復(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zui終使閉合的動合觸點斷開,、斷開的動斷觸點 又重新閉合。在此使用時應(yīng)注意置位線圈S與復(fù)位線圈R的極性,。
　　鑒于斷電延時繼電器的應(yīng)用場合,，通常在選用內(nèi)部閉鎖型繼電器時，應(yīng)參考下列條件為選擇標準：功耗低,、靈敏度高,、大負載、高絕緣耐壓,、耐振動與沖擊;只 有如此才能保證斷電延時工作可靠,。尤其在耐震動和抗沖擊方面，因其自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)特殊性,，所以與之相配套的斷電延時型繼電器在安裝使用時,，應(yīng)注意其方面，以 避免閉鎖型繼電器觸點因振動或沖擊造成觸點誤轉(zhuǎn)換,。
　　在繼電器工作電壓選擇上,，如同功耗的繼電器，原則上選擇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電流動作值,，從而保證了電磁繼電器在延時后加至復(fù)位線圈的動作電流滿足其額定所需動作值，也充分保證了觸點工作的可靠轉(zhuǎn)換,。
　　在有些斷電延時時間繼電器中，內(nèi)部執(zhí)行繼電器也有采用1繞組閉鎖型繼電器,，該繼電器擁有一個線圈(S,、R)并用)，是一種可根據(jù)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須切換,，則使控制線路較為復(fù)雜，目前基本上很少使用。通常采用2繞組閉鎖型繼電器,，使內(nèi)部 控制線路簡單,，且工作可靠。
　　控制線路分析

　　用于電機制動電路示于圖7,。
                                                                           圖7 電機控制電路
　　正常起動過程：按起動按鈕SB2→KM1通電,，主觸點KM1閉合，電機工作,，KM1輔助常開觸點自鎖,，KM1輔助常閉觸點斷開;KT通電，KT常開延時打開觸頭閉合,，KM2斷電,。
　　制動過程：按下停止按鈕SB1→KM1斷電，KM1主觸點斷開,，電機脫離電源,，KM1輔助常閉觸點恢復(fù)閉合，KM2通電,，接入直流電源,，制動開始，同 時KM1輔助常開觸點又恢復(fù)斷開,，則KT線圈呈斷電狀態(tài),，延時開始，待所設(shè)延時時間到達后,，KT的延時斷開常開觸點恢復(fù)斷開,，KM2失電，切斷直流電源,， 制動結(jié)束,。
　　在時間繼電器控制線路中，應(yīng)對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使用,。
　　使用注意事項
　　·繼電器電源電壓應(yīng)在允許電壓波動范圍內(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的感性負載頻繁 工作,，則應(yīng)考慮在繼電器工作電源端增加和使用浪涌吸收裝置，以承受較高的(1500V)的浪涌電壓,，防止繼電器電源擊穿燒毀,。
　　·繼電器在使用時，電源接通時間必須大于1s,，以便使繼電器內(nèi)部二次電源有充足的能量儲備而保證在斷開電源后按預(yù)設(shè)時間接通或分斷負載;如需使用繼電 器外部復(fù)位信號功能,，則接通持續(xù)時間不小于50ms,，以保證其復(fù)位功能正常工作，嚴禁在復(fù)位信號端接入電源,、有源信號或接地,，否則會損壞繼電器。
　　·繼電器電源回路一般情況下是高阻抗的,，因此在具體使用上應(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)斷引起誤動作(斷電延時 后延時時間到但繼電器出現(xiàn)不釋放的現(xiàn)象)。為避免上述情況發(fā)生,，對斷電延時型電源端殘留電壓應(yīng)小于額定電壓的7%,，而通電延時型所允許的殘留電壓小于額定 電壓的20%。
　　·斷電延時繼電器因內(nèi)部采用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，尤其在強磁場,、高沖擊振動場所對其影響更為突出,，所以在使用時應(yīng)盡可能避免在上述環(huán)境中使用。
　　·在控制負載上,，不要用其直接控制大容量負載(內(nèi)部所用2繞組閉鎖繼電器通常負載能力不強)應(yīng)在額定允許情況下使用,，并考慮負載形式和留有相應(yīng)的裕量。
　　·繼電器在使用環(huán)境,、安裝形式,、溫度、濕度,、污染等級等方面要求應(yīng)按繼電器所規(guī)定的要求下工作,。
　　隨著時間繼電器在自動控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，不僅常規(guī)的通電延時時間繼電器使用越來越多,，而且斷電延時型繼電器也頻繁在特定的場合得以應(yīng)用,，以此滿足控 制之需。所以具有延時精密高,、斷電延時長,、可控制較大負載、抗干擾能力強等特點的斷電延時型繼電器定會在自動控制領(lǐng)域中起到更為重要的作用,。
　　集成CD4060構(gòu)成的延時電路示于圖3,。該電路核心延時由CD4060構(gòu)成，延時設(shè)定由RP1與配置的C3來設(shè)定,。內(nèi)部2繞組閉鎖繼電器采用 DC24V(采用較高工作電壓的繼電器,，可降低其驅(qū)動電流，使驅(qū)動部分較為簡單),。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)部觸點回 至原始狀態(tài),。C2、C4完成充電工作,。
圖3 CD4060集成原理圖
　　端工作電源斷電時,，則進入相應(yīng)的斷電延時工作狀態(tài)。IC○12引腳因C1放電在R3產(chǎn)生一個電平經(jīng)R4加至○12引腳清零引腳清零,，使其延時開始,，延 時時間經(jīng)Q4~Q14(根據(jù)需求延時時間)來驅(qū)動V2工作，待延時到達后經(jīng)VD7使其振蕩停止,。根據(jù)延時情況,，對C2電容可進行相應(yīng)的增大或減小(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。
　　該線路特點是延時設(shè)定方便,，延時精度高,，產(chǎn)品調(diào)整簡便，目前使用較為廣泛,。
　　集成IC4541構(gòu)成的延時電路示于圖4,。
圖4 IC4541集成原理圖
斷電延時型德國pilz皮爾茲時間繼電器的研究與設(shè)計 　　該電路核心部分由IC4541構(gòu)成，延時設(shè)定由RP2,、 C*設(shè)定,，A-B端根據(jù)需求接相應(yīng)高、低電平(設(shè)定端)內(nèi)部2繞組閉鎖繼電器采用DC12V(因繼電器工作電壓與IC4060組成延時電器要低,，則為保證 其驅(qū)動則分別由V6,、V7、V1,、V3構(gòu)成),。其中C2為二次儲能器件，可根據(jù)延時的長短予以調(diào)整,，C4為完成S置位線圈工作,。
　　總之采用由相應(yīng)集成電路來完成延時的斷電延時繼電器，通常在選擇集成上應(yīng)考慮功耗低,，閉鎖繼電器選擇工作電壓較高的繼電器,，從而使繼電器在斷電延時過程中的電能耗zui小，以保證延時精確并可靠的工作,。
　　工作時序圖(圖5)中延時t為在工作電源斷開后,，延時分斷觸點延時時間;如在延時過程中加入復(fù)位信號，則延時結(jié)束,?！　嚯娧訒r繼電器整體構(gòu)成包括斷 電延時繼電器電源部分(經(jīng)降壓,、整流、濾波)以提供斷電延時繼電器內(nèi)置瞬動電磁繼電器和2繞組閉鎖型R復(fù)位線圈工作);二次電源部分(供斷電后延時部分與 2繞組閉鎖型S置位線圈工作);延時工作部分(可編程定時集成或CMOS計數(shù)分頻集成);驅(qū)動部分;執(zhí)行繼電器部分組成(圖1),。

                                                                     圖1 控制框圖

　　使用器件
　　因斷電延時繼電器控制觸電觸點轉(zhuǎn)換要求,，通常采用雙穩(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轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部線圈以及觸點 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,，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,，產(chǎn)生電磁吸力，吸引銜鐵,。在線圈中的電流達到一定值(即動作值)時,，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，驅(qū)動銜鐵組動作,，銜鐵組兩端推動卡推動接觸簧片,，使動合觸點組閉合和動斷觸點組斷開，從而完成觸點轉(zhuǎn)換,，并保持 置位狀態(tài),。當(dāng)斷電延時結(jié)束后，此時復(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zui終使閉合的動合觸點斷開、斷開的動斷觸點 又重新閉合,。在此使用時應(yīng)注意置位線圈S與復(fù)位線圈R的極性,。
　　鑒于斷電延時繼電器的應(yīng)用場合，通常在選用內(nèi)部閉鎖型繼電器時,，應(yīng)參考下列條件為選擇標準：功耗低,、靈敏度高、大負載,、高絕緣耐壓,、耐振動與沖擊;只 有如此才能保證斷電延時工作可靠。尤其在耐震動和抗沖擊方面,，因其自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)特殊性,，所以與之相配套的斷電延時型繼電器在安裝使用時，應(yīng)注意其方面，以 避免閉鎖型繼電器觸點因振動或沖擊造成觸點誤轉(zhuǎn)換,。
　　在繼電器工作電壓選擇上,，如同功耗的繼電器，原則上選擇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電流動作值,，從而保證了電磁繼電器在延時后加至復(fù)位線圈的動作電流滿足其額定所需動作值,，也充分保證了觸點工作的可靠轉(zhuǎn)換,。

德國PILZ延時繼電器工作原理在有些斷電延時時間繼電器中，內(nèi)部執(zhí)行繼電 器也有采用1繞組閉鎖型繼電器,，該繼電器擁有一個線圈(S,、R)并用)，是一種可根據(jù)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 圈外加電壓極性必須切換,，則使控制線路較為復(fù)雜，目前基本上很少使用,。通常采用2繞組閉鎖型繼電器,，使內(nèi)部控制線路簡單，且工作可靠,。
　　控制線路分析
　　用于電機制動電路示于圖7,。
圖7 電機控制電路
　　正常起動過程：按起動按鈕SB2→KM1通電，主觸點KM1閉合,，電機工作,，KM1輔助常開觸點自鎖，KM1輔助常閉觸點斷開;KT通電,，KT常開延時打開觸頭閉合,，KM2斷電。
　　制動過程：按下停止按鈕SB1→KM1斷電,，KM1主觸點斷開,，電機脫離電源，KM1輔助常閉觸點恢復(fù)閉合,，KM2通電,，接入直流電源，制動開始,，同 時KM1輔助常開觸點又恢復(fù)斷開,，則KT線圈呈斷電狀態(tài)，延時開始,，待所設(shè)延時時間到達后,，KT的延時斷開常開觸點恢復(fù)斷開，KM2失電,，切斷直流電源,， 制動結(jié)束,。
　　在時間繼電器控制線路中，應(yīng)對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使用,。
　　使用注意事項
　　·繼電器電源電壓應(yīng)在允許電壓波動范圍內(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的感性負載頻繁 工作,，則應(yīng)考慮在繼電器工作電源端增加和使用浪涌吸收裝置，以承受較高的(1500V)的浪涌電壓,，防止繼電器電源擊穿燒毀,。
　　·繼電器在使用時，電源接通時間必須大于1s,，以便使繼電器內(nèi)部二次電源有充足的能量儲備而保證在斷開電源后按預(yù)設(shè)時間接通或分斷負載;如需使用繼電 器外部復(fù)位信號功能,，則接通持續(xù)時間不小于50ms，以保證其復(fù)位功能正常工作,，嚴禁在復(fù)位信號端接入電源,、有源信號或接地，否則會損壞繼電器,。
　　·繼電器電源回路一般情況下是高阻抗的,，因此在具體使用上應(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)斷引起誤動作(斷電延時 后延時時間到但繼電器出現(xiàn)不釋放的現(xiàn)象),。為避免上述情況發(fā)生,，對斷電延時型電源端殘留電壓應(yīng)小于額定電壓的7%，而通電延時型所允許的殘留電壓小于額定 電壓的20%,。
　　·斷電延時繼電器因內(nèi)部采用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,，尤其在強磁場,、高沖擊振動場所對其影響更為突出，所以在使用時應(yīng)盡可能避免在上述環(huán)境中使用,。
　　·在控制負載上,，不要用其直接控制大容量負載(內(nèi)部所用2繞組閉鎖繼電器通常負載能力不強)應(yīng)在額定允許情況下使用，并考慮負載形式和留有相應(yīng)的裕量,。
　　·繼電器在使用環(huán)境,、安裝形式、溫度,、濕度,、污染等級等方面要求應(yīng)按繼電器所規(guī)定的要求下工作。
　　結(jié)語
　　隨著時間繼電器在自動控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，不僅常規(guī)的通電延時時間繼電器使用越來越多,，而且斷電延時型繼電器也頻繁在特定的場合得以應(yīng)用,，以此滿足控 制之需。所以具有延時精密高,、斷電延時長,、可控制較大負載、抗干擾能力強等特點的斷電延時型繼電器定會在自動控制領(lǐng)域中起到更為重要的作用