文档介绍：课程设计名称: 电器学课程设计
题目: 断电延时继电器设计
专业: 电气技术
班级: 电技08-1班
姓名: 秦希望
学号: 0805040414
简介
继电器是一种自动电器,它适用于远距离接通和分断交直流小容量控制电路,并在电力驱动系统中供控制、保护及信号转换用。继电器的输入量通常是电流、电压等电量,也可以是温度、压力、速度等非电量,输出量则是触点动作时发出的电信号或者输出电路的参数变化。继电器的特点是当其输入量的变化达到一定程度时,输出量才会发生阶跃性的变化。时间继电器是一种延时功能由电子线路来实现的控制器。在许多场合都需要用断电延时型继电器进行控制。例如需要控制一台电机,要求在按下停止按钮需要延时一段时间后,电机再重新启动工作,则就需用到断电延时继电器来实现以上功能。所谓断电延时继电器,是当时间继电器线圈通电时,各延时触头瞬时动作,而线圈断电以后触头呈延时置位工作状态,当所设延时到达后,延时触头又恢复为初始状态。断电延时型因其工作状态(在延时过程中不需外接工作电源)以及控制触点在断电延时过程中吸合触点(常开触点变为接通状态应保持接通状态;常闭触点变为断开状态,应呈保持断开状态)转换特殊性(与常规通电延时型时间继电器触点工作状态正好相反)来满足其控制要求。断电延时型时间继电器由最早分离器件构成(延时精度低、延时时间短);现用相应可编程定时集成电路或CMOS计数分频集成来完成延时,与之相比,具有延时精度高,延时时间长的特点。以此满足断电长延时的控制场合。
断电延时继电器
断电延时继电器分类
继电器是一种自动电器,它适用于远距离接通和分断交直流小容量控制电路,并在电力驱动系统中供控制、保护及信号转换用。继电器的输入量通常是电流、电压等电量,也可以是温度、压力、速度等非电量,输出量则是触点动作时发出的电信号或者输出电路的参数变化。继电器的特点是当其输入量的变化达到一定程度时,输出量才会发生阶跃性的变化。根据其延时原理延时继电器可以分为直流电磁式延时继电器、空气阻尼式延时继电器、同步电动机式延时继电器、电子式延时继电器。本文介绍的是一种电子式延时继电器。下图为ATS断电延图:
图1 断电延时继电器实物图
断电延时继电器原理分析
断电延时继电器整体构成包括断电延时继电器电源部分(经降压、整流、滤波)以提供断电延时继电器内置瞬动电磁继电器和2绕组闭锁型R复位线圈工作);二次电源部分(供断电后延时部分与2绕组闭锁型S置位线圈工作);延时工作部分(可编程定时集成或CMOS计数分频集成);驱动部分;执行继电器部分组成(图1)。
图2 控制框图
图3 分立器件原理图
由V2 P沟道场效应管、V3、V4三极管以及继电器为主要器件构成的断电延时型继电器示于图2。如下:端加入工作电源后,C1~C5都按其回路完成充电过程(充电时间应参照产品规定的时间)。同时内部2绕组闭锁继电器R复位线圈得电工作(虚框内转换触点4与6由电源接通转为断开状态,4与8接通),相应外部触点进行转换端接通,呈延时工作状态)。
端工作电源呈断电时,则相应继电器进入延时工作状态。对V2 P沟道场效应管而言,随着C4经R6、RP2的放电,致使其源极S电压不断降低(在通电状态时,因UGS较小,ID为零,V2为截止工作状态),根据场效应管相应转移特性(漏极电流ID与栅源电压VGS间的关系曲线)当VGS电压达到VGS(Th)(开启电压)时,V2导通。随着V2导通,则漏电流ID经R4产生相应电压降,使V3三极管导通工作,最终致使V4也导通。当V4导通后,C5电容器上的储能将使2绕组闭锁继电器置位线圈通电工作,使延时触点又恢复原始状态,从而完成了断电延时工作。
该电路的缺点是延时参数不易于设定,通常要对RP2调整(控制C4放电回路)、RP1调整(确定V2栅极电压),并对C4、C3电容容量参数进行计算,再加上器件的离散性使延时误差较大,调整也不方便,现在基本上很少使用。
集成CD4060构成的延时电路示于图3。该电路核心延时由CD4060构成,延时设定由RP1与配置的C3来设定。内部2绕组闭锁继电器采用DC24V(采用较高工作电压的继电器,可降低其驱动电流,使驱动部分较为简单)。端加入工作电源,V1三极管工作,使其R复位线圈吸合工作,内部触点回至原始状态。C2、C4完成充电工作。
图4 CD4060集成原理图
端工作电源断电时,则进入相应的断电延时工作状态。IC○12引脚因C1放电在R3产生一个电平经R4加至○12引脚清零引脚清零,使其延时开始,延时时间经Q4~Q14(根据需求延时时间)来驱动V2工作,待延时到达后经VD7使其振荡停止。根据延时情况,对C2电容可进行相应的增大或减小(通过并联来完成C2