時(shí)間繼電器　　　時(shí)間繼電器是一種利用電磁原理或機(jī)械原理實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制的控制電器。它的種類很多，有空氣阻尼型、電動(dòng)型和電子型和其他型等。
時(shí)間繼電器原理
　　在交流電路中常采用空氣阻尼型時(shí)間繼電器 ,它是利用空氣通過(guò)小孔節(jié)流的原理來(lái)獲得延時(shí)動(dòng)作的。它由電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)三部分組成。
　　凡是繼電器感測(cè)元件得到動(dòng)作信號(hào)后，其執(zhí)行元件（觸頭）要延遲一段時(shí)間才動(dòng)作的繼電器稱為時(shí)間繼電器
時(shí)間繼電器類型及特點(diǎn)
　　1、空氣阻尼式時(shí)間繼電器又稱為氣囊式時(shí)間繼電器，它是根據(jù)空氣壓縮產(chǎn)生的阻力來(lái)進(jìn)行延時(shí)的，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，延時(shí)范圍大（0.4~180s），但延時(shí)精確度低。
　　2、電磁式時(shí)間繼電器延時(shí)時(shí)間短（0.3~1.6s），但它結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，通常用在斷電延時(shí)場(chǎng)合和直流電路中。
　　3、電動(dòng)式時(shí)間繼電器的原理與鐘表類似，它是由內(nèi)部電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)而獲得延時(shí)的。這種繼電器延時(shí)精度高，延時(shí)范圍寬（0.4~72h），但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價(jià)格很貴。
　　4、晶體管式時(shí)間繼電器又稱為電子式時(shí)間繼電器，它是利用延時(shí)電路來(lái)進(jìn)行延時(shí)的。這種繼電器精度高，體積小。
　　時(shí)間繼電器可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種類型。
　　以空氣阻尼式時(shí)間繼電器為例來(lái)說(shuō)明時(shí)間繼電器的工作原理
　　空氣阻尼型時(shí)間繼電器的延時(shí)范圍大(有0.4～60s和0.4～180s兩種) ，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但準(zhǔn)確度較低。
　　當(dāng)線圈通電時(shí)，銜鐵及托板被鐵心吸引而瞬時(shí)下移，使瞬時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)接通或斷開(kāi)。但是活塞桿和杠桿不能同時(shí)跟著銜鐵一起下落，因?yàn)榛钊麠U的上端連著氣室中的橡皮膜，當(dāng)活塞桿在釋放彈簧的作用下開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(jīng)過(guò)一定時(shí)間，活塞桿下降到一定位置，便通過(guò)杠桿推動(dòng)延時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作，使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。從線圈通電到延時(shí)觸點(diǎn)完成動(dòng)作，這段時(shí)間就是繼電器的延時(shí)時(shí)間。延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短可以用螺釘調(diào)節(jié)空氣室進(jìn)氣孔的大小來(lái)改變。
　　吸引線圈斷電后，繼電器依靠恢復(fù)彈簧的作用而復(fù)原。空氣經(jīng)出氣孔被迅速排出。
　　時(shí)間繼電器：當(dāng)加上或除去輸入信號(hào)時(shí)，輸出部分需延時(shí)或限時(shí)到規(guī)定的時(shí)間才閉合或斷開(kāi)其被控線路的繼電器。
　　a,電磁時(shí)間繼電器：當(dāng)線圈加上信號(hào)后，通過(guò)減緩電磁鐵的磁場(chǎng)變化而后的延時(shí)的時(shí)間繼電器。
　　b,電子時(shí)間繼電器：由分立元件組成的電子延時(shí)線路所構(gòu)成的時(shí)間繼電器，或由固體延時(shí)線路構(gòu)
　　成的時(shí)間繼電器。
　　c,混合式時(shí)間繼電器：由電子或固體延時(shí)線路和電磁繼電器組合構(gòu)成的時(shí)間繼電器。
時(shí)間繼電器的應(yīng)用
　　2.典型時(shí)間繼電器線路
　　原理分析:
　　該延時(shí)電路的核心IC是由14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器/分頻器構(gòu)成，IC內(nèi)部由振蕩器和14級(jí)分頻器組成，振蕩器部分可由電阻Rt和電容Cr構(gòu)成振蕩器，產(chǎn)生固定的振蕩頻率,主振產(chǎn)生的矩形波可進(jìn)入14級(jí)分頻器，并通過(guò)10個(gè)輸出端得到不同的分頻系數(shù)（分頻最小可得到16分頻Q4，最大可得到16384分頻Q14），便可得到所需的定時(shí)控制。待分頻延時(shí)到達(dá)后，輸出端的高電平使驅(qū)動(dòng)電路三極管導(dǎo)通工作，從而使執(zhí)行繼電器工作，相應(yīng)的延時(shí)觸點(diǎn)對(duì)所需外圍線路進(jìn)行定時(shí)控制，IC振蕩也隨輸出的高電平經(jīng)V6使之停振。發(fā)光管V1也隨繼電器同時(shí)工作，起到延時(shí)到達(dá)指示。
　　集成的公共清零端Cr（12腳）在電路上電的同時(shí)由C4、R3組成的微分電路上產(chǎn)生瞬間尖脈沖，使計(jì)數(shù)器的輸出端復(fù)位清零，并同時(shí)使振蕩停振。待上電瞬間結(jié)束后，振蕩器開(kāi)始振蕩工作，電路即進(jìn)入分頻延時(shí)工作狀態(tài)。
　　振蕩器參數(shù)設(shè)置
　　振蕩頻率f 與RC有以下近似關(guān)系f=1/2.2Rt?Cr（Vdd=10V）。如考慮振蕩器的穩(wěn)定性，減少由于器件參數(shù)的差異而引起的振蕩周期的變化Rs＞Rt（Rs=10Rt時(shí)，振蕩周期基本上不隨Vdd的變化而變化）為保證振蕩能可靠起振。在選擇Rt與Ct時(shí)應(yīng)注意其條件，Rt＞1KΩ?Cr＞1000Pf，否則很難保證振蕩電路可靠起振。
　　在實(shí)際使用的時(shí)間繼電器，往往需要控制時(shí)間連續(xù)可調(diào)，為保證時(shí)間可調(diào)，則振蕩回路Rt可選擇線性較好X型可調(diào)電位器。延時(shí)電容可選擇穩(wěn)定性好的CBB聚丙烯電容，時(shí)間繼電器標(biāo)牌延時(shí)刻度可根據(jù)所選擇的可調(diào)電位器機(jī)械行程的偏轉(zhuǎn)角度來(lái)定，從而使設(shè)定時(shí)間值（標(biāo)牌刻度示值）與實(shí)際延時(shí)值相吻合，以減少整定誤差。
　　譬如要設(shè)置10s，可將Rt選擇，1MΩ可調(diào)電位器，Ct可選擇104 pF，輸出分頻端從15腳Q10引出，則最大
　　延時(shí)值為11S，因集成是在時(shí)鐘脈沖下降沿的作用下作增量計(jì)數(shù)，則最大延時(shí)時(shí)間Tmax=2 n-1 ? t= 2 10-1 ?2?2? RtCt= 2 9 ?2?2? 106×104×10-12 =11s。
　　當(dāng)4060集成振蕩器部分也可配晶振，使之構(gòu)成典型的晶體振蕩器，在此就不多加贅述。
　　該專用芯片采用CMOS工藝，具有微功耗，抗干擾能力強(qiáng)（內(nèi)部采用硬件編程），外配石英振蕩器，多種時(shí)基選擇，具有通電延時(shí)和間隔定時(shí)兩種工作模式。四位延時(shí)整定，具有BCD碼輸出，可配譯碼器LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)顯示延時(shí)時(shí)間。具有延時(shí)精度高、顯示直觀、延時(shí)整定方便等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)有逐步替代常規(guī)的CMOS計(jì)時(shí)分頻集成電路的趨勢(shì)。
　　在專用芯片OSC1、OSC2、OSC3外接晶振以及電阻構(gòu)成并聯(lián)晶體振蕩器產(chǎn)生32768Hz主脈沖，主脈沖分別進(jìn)入芯片內(nèi)置的時(shí)序電路和分頻器時(shí)基選擇電路，使之產(chǎn)生時(shí)序脈沖，并在P1、P2、P3、P4輸出BCD碼，P5產(chǎn)生相應(yīng)的秒脈沖。P5產(chǎn)生的秒脈沖在配相應(yīng)的元器件后可反映時(shí)間繼電器的工作狀態(tài)，當(dāng)延時(shí)來(lái)到時(shí)，秒脈沖可使線路的LED發(fā)光管處于閃爍狀態(tài)，待延時(shí)到達(dá)后，LED為常亮狀態(tài)，而在此時(shí)，D1、D2、D3、D4產(chǎn)生位置顯示掃描脈沖以及時(shí)基脈沖。
　　時(shí)間設(shè)置可通過(guò)SA1、SA2、SA3、SA4撥碼開(kāi)關(guān)進(jìn)行個(gè)、十、百、千的“8、4、2、1”設(shè)定至芯片寄存器中，以備在芯片內(nèi)部比較電路中進(jìn)行比較。K3與K4分別可設(shè)定工作模式和時(shí)基選擇，并將設(shè)定輸入到芯片內(nèi)部工作模式寄存器和時(shí)基寄存器中，在芯片外部配相應(yīng)的電源和7段鎖存譯碼驅(qū)動(dòng)器，則可顯示延時(shí)值。當(dāng)延時(shí)顯示值與撥碼設(shè)定值相吻合后，芯片內(nèi)部所設(shè)定的比較電路工作使芯片12端OUT輸出高電平來(lái)驅(qū)動(dòng)三極管V1導(dǎo)通，從而使執(zhí)行繼電器吸合工作，延時(shí)觸頭對(duì)外圍線路進(jìn)行控制。
　　另外，該專用芯片有7種時(shí)基供選擇，分別由D1、D2、D3與P5構(gòu)成相應(yīng)的二進(jìn)制碼來(lái)進(jìn)行設(shè)定。設(shè)定選擇時(shí)基可用符合下述二進(jìn)制碼的特制撥碼開(kāi)關(guān)完成，以方便用戶的時(shí)基選擇。如用戶有特殊需求，片1腳GATE還具有累加計(jì)時(shí)功能，1腳在低電平時(shí)分頻器連續(xù)工作，當(dāng)接入高電平時(shí)計(jì)數(shù)器分頻器暫停工作。當(dāng)外接2變成低電平后，計(jì)時(shí)顯示又可在原計(jì)時(shí)顯示基礎(chǔ)上累加計(jì)時(shí)，從而可實(shí)現(xiàn)累加計(jì)時(shí)功能。在工作原理圖中開(kāi)關(guān)K2可實(shí)現(xiàn)此功能。
　　K3為工作模式選擇，當(dāng)K3接通時(shí)，時(shí)間繼電器的工作模式為間隔定時(shí)，也就是當(dāng)時(shí)間繼電器接通工作電源后，芯片OUT輸出端先輸出高電平，致使內(nèi)部執(zhí)行繼電器工作，待所設(shè)定的延時(shí)到達(dá)后OUT無(wú)高電平輸出，執(zhí)行繼電器釋放；如K3不接通，時(shí)間繼電器為常規(guī)的通電延時(shí)型，
　　工作狀態(tài)與間隔定時(shí)相反。
　　總之，針對(duì)時(shí)間繼電器的工作特點(diǎn)而研制的時(shí)間專用芯片有其多時(shí)基選擇、時(shí)間預(yù)置方便、顯示直觀、時(shí)間整定誤差小等優(yōu)點(diǎn)，是常規(guī)的CMOS計(jì)數(shù)分頻集成電路無(wú)法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
　　典型應(yīng)用控制線路分析
　　在常規(guī)Y-△的電動(dòng)機(jī)控制線路中，時(shí)間繼電器的延時(shí)控制使電機(jī)在Y形啟動(dòng)切換至△形運(yùn)行起到有效的控制。
　　按下Y-△控制回路啟動(dòng)按鈕SB2，時(shí)間繼電器KT得電，在得電的同時(shí)KT的瞬動(dòng)觸點(diǎn)對(duì)SB2形成自鎖，KM3接觸器線圈得電，KM3主觸頭閉合，其常開(kāi)輔助觸頭閉合，主回路KM1接觸器得電，主回路接通；KM3常閉輔助觸頭斷開(kāi)，確保接觸器KM3工作時(shí)，KM2不能投入工作，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于Y形啟動(dòng)狀態(tài)。
　　當(dāng)時(shí)間繼電器KT延時(shí)到達(dá)后（KT的時(shí)間設(shè)置可根據(jù)所控制Y-△啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率來(lái)設(shè)定）。時(shí)間繼電器的延時(shí)常開(kāi)和延時(shí)常閉觸頭轉(zhuǎn)換，致使交流接觸器KM3線圈失電，主觸頭斷開(kāi)，交流接觸器KM2得電，其輔助觸頭對(duì)KM1、KT觸點(diǎn)進(jìn)行自鎖，保證交流接觸器KM2吸合工作，使電機(jī)在△形運(yùn)行。
　　時(shí)間繼電器電磁兼容性
　　時(shí)間繼電器的使用環(huán)境
　　時(shí)間繼電器作為自動(dòng)控制器件應(yīng)用較廣泛，尤其是在涉及低壓電器控制網(wǎng)絡(luò)中有較多電器設(shè)備環(huán)境中使用時(shí)電磁干擾問(wèn)題更趨于嚴(yán)重。組成時(shí)間繼電器的內(nèi)部元器件的損壞這時(shí)已不是引起時(shí)間繼電器故障（失效）的主要原因，而在于應(yīng)用場(chǎng)合中的各種干擾通過(guò)電磁耦合、電容耦合直接進(jìn)入時(shí)間繼電器，干擾其正常的延時(shí)控制。時(shí)間繼電器在此干擾環(huán)境下能否正常工作往往會(huì)影響到整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的正常邏輯功能，甚至還可能造成大的質(zhì)量事故和經(jīng)濟(jì)損失。所以時(shí)間繼電器在各種惡劣環(huán)境都應(yīng)有較高的可靠性和抗干擾能力，也就是說(shuō)時(shí)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(chǎn)品質(zhì)量，提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
　　時(shí)間繼電器的抗電磁干擾措施
　　工作電源部分的抑制措施
　　在實(shí)際工作使用中，一般采用下述方法來(lái)進(jìn)行抑制，提高其產(chǎn)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(chǎn)品的抗干擾能力。
　　執(zhí)行繼電器的抗干擾
　　當(dāng)執(zhí)行繼電器的繞組（感性負(fù)載）被接通和斷開(kāi)時(shí)。線圈中會(huì)產(chǎn)生一連串上升速度快，頻率和幅度都相當(dāng)高的尖峰脈沖電磁振蕩輻射，對(duì)直流繼電器繞組通常采用以下方法來(lái)減少干擾：
　　在線圈兩端反并二極管或RC器件，如控制觸點(diǎn)對(duì)交流感性負(fù)載的控制，也可考慮在觸點(diǎn)并接RC 器件，從而能對(duì)觸點(diǎn)在通斷時(shí)產(chǎn)生的干擾進(jìn)行有效的吸收。
　　屏蔽
　　屏蔽能有效地抑制通過(guò)空間傳播的電磁干擾，一則可限制內(nèi)部產(chǎn)生的電磁能輻射出去；二則可防止外來(lái) 輻射進(jìn)入，在對(duì)內(nèi)部電子線路采用整體屏蔽措施，也可對(duì)內(nèi)部信號(hào)線采用屏蔽線，增強(qiáng)其抗干擾能力。