时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理实现触头延时接通或断开的电器。时间继电器主要作为辅助电气元件用于各种电气保护及自动装置中,使被控元件达到所需要的延时效果,应用十分广泛。时间继电器种类很多,按其动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、电动式、电子式等几种类型。按延时方式可分为通电延时型与断电延时型两种。本小节主要介绍空气阻尼式时间继电器和电子式时间继电器。
1.JS7-A系列空气阻尼式时间继电器
空气阻尼式时间继电器又称气囊式时间继电器,它是利用气囊中的空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。根据触头延时的特点,可分为通电延时动作型和断电延时复位型两种。
(1)结构。
JS7-A系列时间继电器的外形和结构如图1-22所示,它主要由以下几部分组成:
图1-22 JS7-A系列时间继电器的外形与结构
1—线圈;2—反力弹簧;3—衔铁;4—铁心;5—弹簧片;6—瞬时触头;7—杠杆;8—延时触头;9—调节螺钉;10—推杆;11—活塞杆;12—宝塔型弹簧。
① 电磁系统——由线圈、铁心和衔铁组成。
② 触头系统——包括两对瞬时触头(一常开、一常闭)和两对延时触头(一常开、一常闭),瞬时触头和延时触头分别是两个微动开关的触头。
③ 空气室——为一空腔,由橡皮膜、活塞等组成。橡皮膜可随空气的增减而移动,顶部的调节螺钉可调节延时时间。
④ 传动机构——由推杆、活塞杆、杠杆及各种类型的弹簧等组成。
⑤ 基座——用金属板制成,用以固定电磁机构和气室。
(2)工作原理。
JS7-A系列时间继电器的工作原理如图1-23所示。其中,图1-23(a)所示为通电延时型,图1-23(b)所示为断电延时型。
图1-23 气阻尼式时间继电器的结构
1—铁心;2—线圈;3—衔铁;4—反力弹簧;5—推板;6—活塞杆;7—宝塔型弹簧;8—弱弹簧;9—橡皮膜;10—螺旋;11—调节螺钉;12—进气孔;13—活塞;14,16—微动开关;15—杠杆;17—推杆
① 通电延时型时间继电器的工作原理。
当线圈2通电后,铁心1产生吸力,衔铁3克服反力弹簧4的阻力与铁心吸合,带动推板5立即动作,压合微动开关SQ2,使其常闭触头瞬时断开,常开触头瞬时闭合。同时活塞杆6在宝塔形弹簧7的作用下向上移动,带动与活塞13相连的橡皮膜9向上运动,运动的速度受进气孔12进气速度的限制。这时橡皮膜下面形成空气较稀薄的空间,与橡皮膜上面的空气形成压力差,对活塞的移动产生阻尼作用。活塞杆带动杠杆15只能缓慢地移动。经过一段时间,活塞才完成全部行程而压动微动开关SQl,使其常闭触头断开,常开触头闭合。由于从线圈通电到触头动作需延时一段时间,因此SQl的两对触头分别被称为延时闭合瞬时断开的常开触头和延时断开瞬时闭合的常闭触头。当线圈2断电时,衔铁3在反力弹簧4的作用下,通过活塞杆6将活塞推向下端,这时橡皮膜9下方腔内的空气通过橡皮膜9、弱弹簧8和活塞13局部所形成的单向阀迅速从橡皮膜上方的气室缝隙中排掉,使微动开关SQ1、SQ2的各对触头均瞬时复位。这种时间继电器延时时间的长短取决于进气的快慢,旋动调节螺钉11可调节进气孔的大小,即可达到调节延时时间长短的目的。JS7-A系列时间继电器的延时有0.4~60 s和0.4~180 s两种。(www.daowen.com)
② 断电延时型时间继电器。
JS7-A系列断电延时型和通电延时型时间继电器的组成元件是通用的。如果将通电延时型时间继电器的电磁机构翻转 180°安装即成为断电延时型时间继电器。其工作原理读者可自行分析。
空气阻尼式时间继电器的优点是延时范围较大(0.4~180 s),且不受电压和频率波动的影响;可以做成通电和断电两种延时形式;结构简单、寿命长、价格低。其缺点是延时误差大,难以精确地整定延时值,且延时值易受周围环境温度、尘埃等的影响。因此,对延时精度要求较高的场合不宜采用。
2.电子式时间继电器
电子式时间继电器也称为半导体时间继电器,具有机械结构简单、延时范围广、精度高、消耗功率小、调整方便及寿命长等优点,其应用越来越广泛。电子式时间继电器按结构分为阻容式和数字式两类;按延时方式分为通电延时型、断电延时型及带瞬动触点的通电延时型。常用的 JS20系列电子式时间继电器是全国推广的统一设计产品,适用于交流50 Hz、电压380 V及以下或直流110 V及以下的控制电路,作为时间控制元件,按预定的时间延时,周期性地接通或分断电路。
(1)结构。
JS20系列时间继电器的外形及接线如图1-24所示。
图1-24 JS20系列时间继电器的外形与接线
(2)工作原理。
JS20系列通电延时型时间继电器的线路如图1-25所示。它由电源、电容充放电电路、电压鉴别电路、输出和指示电路五部分组成。电源接通后经整流滤波和稳压后的直流电经过RP1和R2向电容C2充电。当场效应管V6的栅源电压Ugs低于夹断电压Up时,V6截止,因而V7、V8也处于截止状态。随着充电的不断进行,电容C2的电位按指数规律上升,当满足Ugs高于Up时,V6导通,V7、V8也导通,中间继电器KA吸合,输出延时信号。同时电容C2通过R8和KA的常开触头放电,为下次动作做好准备。当切断电源时,继电器KA释放,电路恢复原始状态,等待下次动作。调节RPl和RP2即可调整延时时间。
图1-25 JS20系列通电延时型继电器的电路
电子式时间继电器适用于以下场合:
① 当电磁式时间继电器不能满足要求时。
② 当要求的延时精度较高时。
③ 控制回路相互协调需要无触点输出时。
时间继电器在电路图中的符号如图1-26所示。
图1-26 时间继电器的电气符号
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