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断电延时继电器工作原理、技术要点及推荐选型

        发布时间:2016-09-26

断电延时继电器工作原理、技术要点及推荐选型

一、什么是断电延时继电器

1定义:断电延时继电器是指继电器在线圈失电的情况下能按预设的时间值保持一段时间继电器触点动作状态然后再返回的继电器。

2断电延时继电器与信号断开延时继电器的区别:

1断电延时继电器是整个继电器无任何工作电压的情况下实现延时的继电器,通常为区别于信号断开延时继电器一般叫无辅源断电延时继电器。

2信号断开延时继电器有一个常有电的辅助电源,只是检测控制端断开信号开始延时,根据设定的时间到了动作返回的继电器。一般为区别于无辅源断电延时继电器信号断开延时继电器也通常叫做有辅源断电延时继电器。

3)无辅源断电延时继电器只能实现一个相对较短的时间延时。

4)信号断开延时继电器只要辅助电源不消失,原理上可以实现任意时间长度的延时。

3、无辅源断电延时继电器的特点

1)无辅源断电延时继电器一般工作在常通电状态。

2)无辅源断电延时继电器失电后延时及返回的能量供给由继电器内部储存的能量实现。

3)无辅源断电延时继电器最大延时由储存的能量及能量在断电时的消耗决定。

二、无辅源断电延时继电器工作原理

1、无辅源断电延时继电器设计方案

1)整流+高压储能+单位置继电器设计方案

如图:

该方案的核心是通过高压电容进行储能,增加掉电检测回路,在掉电时由储的能量给继电器和延时回路供电,实现断电延时。

该方案是国产静态断电延时时间继电器主流电路,具有以下优缺点:

A、体积超大

由于高压储能采用高压电解电容,容量一般在470UF/400V左右,需要较大空间安放;继电器采用电阻降压,电阻必须用大功率电阻,且考虑发热散热因素,需要较大空间。

B、发热严重

由于断电延时继电器常期工作在带电状态,因此出口继电器常期带电,在高电压的情况下,要适配大功率的电阻来降压,长期运行,发热相当严重,功耗一般都不小于8W

C、有上电电源冲击

由于采用高压电容储能,外部电源上电瞬间给电容充电,这样的好处是储能迅速,坏处是电容上电瞬间相当于短路一样,会有瞬间短路的大电流,对输入电源造成冲击。

D、延时精度高,但延时时间短

由于采用数字电路延时,因此延时精度可以做到小于0.1%,但由于高压储能电容在断电后既要维持继电器的动作还要给延时电路供电,因此,虽然采用了大容量的高压储能电容,但一般常规断电延时只做到5S,特规在加大储能电容容量的情况下,最多做到10S

E、最大延时受电源波动影响大

如图所示,输入电源的高或低直接决定了高压储能电容储能的两端端电压,电压高则储的能量大,延时时间长,但继电器本身功耗更大,发热更严重;电容两端电压低,储的能量小,延时时间短,发热相对较小。因此,对于不稳定的输入电压,会造成两种情况,一是电压偏高,长期运行由于发热容易烧坏继电器,另一种是电压偏低,断电后可能达不到设定的延时就会返回。

2)电阻降压电源+低压储能+双位置继电器设计方案

如图:

该方案的核心是采用了双位置继电器,使得在断电后不用考虑用储存的能量保持继电器的动作状态(双位置继电器动作后,即使没电也保持动作态,除非给复归线圈激励)。因此,采用了低压二次储能,储存的能量也不用太大,只要能保证在断电后延时回路的工作电流和复归线圈两端的复位电压,则就可以实现断电延时返回。

该方案是中国改革开放早期引进的日本断电延时早期产品电路,其优缺点如下:

A、体积较小

虽然仍然是电阻降压电路,降压电阻长期工作会发热,但由于采用了双位置继电器,储能设计到低压回路,因此大大降低了功耗,小型化了产品。

B、发热较小

相对国产原理的电路,由于采用双位置继电器,功耗由原来不小于8W,直接降到不大于4W,极大的降低的产品的功耗。

C、无上电冲击,但充电时间相对长

由于采用二次储能,电阻降压,储能回路必须通过串联的电阻限流充电,这样的好处是避免了对电源的冲击,但损失了充电的快速性,一般情况下,需要充电不小于2S时间,才能保证断电最大延时的范围。若定制更长时间的产品,增加储能容量,则充电时间相应要延长。

D、延时时间长

该电路延时时间可做到180S的延时,增加储能电容最大能达到600S

E、工作性能受电源波动影响较大

由于还是电阻降压,因此电源波动的影响直接会影响继电器的性能,电压过高容易发热,电压过低,容易充电时间变长,或充电不足,影响最大延时时间。

由于充电时间长,且采用双位置继电器,该原理继电器在某些上电时间短,断电延时时间长的应用场合,容易拒动。因此使用时一定要注意继电器的通电时间在有效的充电时间内,还有注意电源波动是否在继电器要求的范围内。

3)高效开关电源+低压储能+双位置继电器设计方案

如图:

采用高效开关电源,效率达到95%,电压输入范围100-690V,低压储能,CPU智能控制双位置继电器动作线圈和返回线圈,达到最佳的功耗和动作特性。

该方案为欧美ABB、西门子、施耐德最新型原理,其特点如下:

A、产品体积极小

由于采用了国际最先进的开关电源,全贴片电子元件,低压储能,使得继电器产品体积极小。

B、不发热

由于效率高达95%的开关电路,且双位置继电器在上电动作后不再激励,使得该继电器功耗极小,正常工作情况下,只需要CPU工作电流,不大于0.2W,没有任何的长期功率元件,产品几乎不发热,因此也可以将产品做的更小。

C、无上电冲击的同时储能充电时间短

由于采用恒流恒压开关电路,加上低压回路储能电容容量本身不大,产品可在任何电压下在0.2S内保证储能充电和双位置动作线圈激励同步完成,对供电电源无任何冲击。

D、延时时间长

常规储能电容轻松做到180S,若要更常延时,加大储能电容容量和调整延时程序即可,最大可做到600S

E、工作性能不受电源波动影响

该方案开关电路为全球最先进的开关电路,输入电压范围极宽,最大可达到24-690V AC/DC通用,适用全球任意电压等级,输入电源只要在参数要求范围内,低压侧直流12V稳压就不受影响,延时性能和工作特性就不受影响。

2、无辅源断电延时继电器原理技术要点

1)需要储能

2)只能做有限的延时(根据储能的多少)

3)上电瞬时动作有迟滞(由于上电瞬间要完成储能跟动作,上电瞬间功率最大)

4)原理相对复杂

3、无辅源断电延时继电器的发展历史及现状

无辅源断电延时继电器由于其原理的特殊性,在时间继电器领域中属于技术难度较高产品,最早无电子电路时一般通过给电磁线圈增加阻尼环(就是在磁路上增加短路线圈)在掉电后,根据磁场的变化在短路线圈上产生感应电流,增加继电器返回时间,这种延时方式精度差,延时时间很短,最长不超过3S,一般在1S以内。该原理产品国家已列为淘汰产品。

随着电子器件的兴起,早期国产电力时间继电器使用一次高压储能的技术方案,虽不完美,但基本能适应电力系统控制回路的要求。这种方案的断电延时继电器由于发热严重,内部降压电阻长期运行后容易失效,且高压电解电容在高温高压下容易损耗容量,产品运行失效率较高,需要定期更换校验。

随着微电子,智能CPU器件的不断进步,国内引进了一批日本,欧美的断电延时继电器产品,国际上断电延时继电器往更加小型化,长寿命,宽适应电压发展。高效开关电源供电方案为当下断电延时继电器主流。解决了发热,上电冲击等关键问题,使继电器寿命和适应性有极大提高。

国内随着改革开放三十多年极速增长,现在的局面是从最老到最新的产品全部百花齐放。相对来说由于使用习惯和技术革新的滞后,国内现在大量使用的还是以高压储能和引进日本分立元件二次储能的较老式产品。这些产品在国际上已是二三十年前的产品,大部分已停产或输出到不发达国家。高端装备或新型设备上采用的是最新一代的小型化,环保型,长寿命高可靠性的最新原理产品。

中国改革开放三十多年,经济从一穷二白到今天面临产业升级转型,要跟上发达国家脚步,必然要在高端装备和新型设备上与发达国家进行竞争,我们需要以更新的技术和产品来支撑这个阶段发展。我们做为一个跟随者,至少做到我们的产品不低于他们现有产品水准,这样我们才能发挥我们其它的竞争优势,取得发展,没有同档次的产品何谈竞争发展!

三、无辅源断电延时继电器的推荐选型

悍客电气(上海)有限公司专业研发无辅源断电延时继电器,博采国际领先企业主长,学习和自主研发了HTM2-SWD系列断电延时继电器,其性能,指标,外形均已达到ABB、西门子、施耐德等国际知名企业产品。

选择悍客电气(上海)有限公司HTM2-SWD系列断电延时继电器产品的理由:

1、技术原理不低于ABB、西门子、施耐德等国际知名企业产品

2、性能不低于ABB、西门子、施耐德等国际知名企业产品

3、外观不输于ABB、西门子、施耐德等国际知名企业产品

4、价格不仅远远低于ABB、西门子、施耐德等国际知名企业产品,还跟国产老式断电延时继电器相近,花同样或更少的钱,享用最先进产品带来的便利。

 

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