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斷電延時繼電器工作原理、技術要點及推薦選型

        發布時間:2016-09-26

斷電延時繼電器工作原理、技術要點及推薦選型

一、什么是斷電延時繼電器

1定義:斷電延時繼電器是指繼電器在線圈失電的情況下能按預設的時間值保持一段時間繼電器觸點動作狀態然后再返回的繼電器。

2斷電延時繼電器與信號斷開延時繼電器的區別:

1斷電延時繼電器是整個繼電器無任何工作電壓的情況下實現延時的繼電器,通常為區別于信號斷開延時繼電器一般叫無輔源斷電延時繼電器。

2信號斷開延時繼電器有一個常有電的輔助電源,只是檢測控制端斷開信號開始延時,根據設定的時間到了動作返回的繼電器。一般為區別于無輔源斷電延時繼電器信號斷開延時繼電器也通常叫做有輔源斷電延時繼電器。

3)無輔源斷電延時繼電器只能實現一個相對較短的時間延時。

4)信號斷開延時繼電器只要輔助電源不消失,原理上可以實現任意時間長度的延時。

3、無輔源斷電延時繼電器的特點

1)無輔源斷電延時繼電器一般工作在常通電狀態。

2)無輔源斷電延時繼電器失電后延時及返回的能量供給由繼電器內部儲存的能量實現。

3)無輔源斷電延時繼電器最大延時由儲存的能量及能量在斷電時的消耗決定。

二、無輔源斷電延時繼電器工作原理

1、無輔源斷電延時繼電器設計方案

1)整流+高壓儲能+單位置繼電器設計方案

如圖:

該方案的核心是通過高壓電容進行儲能,增加掉電檢測回路,在掉電時由儲的能量給繼電器和延時回路供電,實現斷電延時。

該方案是國產靜態斷電延時時間繼電器主流電路,具有以下優缺點:

A、體積超大

由于高壓儲能采用高壓電解電容,容量一般在470UF/400V左右,需要較大空間安放;繼電器采用電阻降壓,電阻必須用大功率電阻,且考慮發熱散熱因素,需要較大空間。

B、發熱嚴重

由于斷電延時繼電器常期工作在帶電狀態,因此出口繼電器常期帶電,在高電壓的情況下,要適配大功率的電阻來降壓,長期運行,發熱相當嚴重,功耗一般都不小于8W

C、有上電電源沖擊

由于采用高壓電容儲能,外部電源上電瞬間給電容充電,這樣的好處是儲能迅速,壞處是電容上電瞬間相當于短路一樣,會有瞬間短路的大電流,對輸入電源造成沖擊。

D、延時精度高,但延時時間短

由于采用數字電路延時,因此延時精度可以做到小于0.1%,但由于高壓儲能電容在斷電后既要維持繼電器的動作還要給延時電路供電,因此,雖然采用了大容量的高壓儲能電容,但一般常規斷電延時只做到5S,特規在加大儲能電容容量的情況下,最多做到10S

E、最大延時受電源波動影響大

如圖所示,輸入電源的高或低直接決定了高壓儲能電容儲能的兩端端電壓,電壓高則儲的能量大,延時時間長,但繼電器本身功耗更大,發熱更嚴重;電容兩端電壓低,儲的能量小,延時時間短,發熱相對較小。因此,對于不穩定的輸入電壓,會造成兩種情況,一是電壓偏高,長期運行由于發熱容易燒壞繼電器,另一種是電壓偏低,斷電后可能達不到設定的延時就會返回。

2)電阻降壓電源+低壓儲能+雙位置繼電器設計方案

如圖:

該方案的核心是采用了雙位置繼電器,使得在斷電后不用考慮用儲存的能量保持繼電器的動作狀態(雙位置繼電器動作后,即使沒電也保持動作態,除非給復歸線圈激勵)。因此,采用了低壓二次儲能,儲存的能量也不用太大,只要能保證在斷電后延時回路的工作電流和復歸線圈兩端的復位電壓,則就可以實現斷電延時返回。

該方案是中國改革開放早期引進的日本斷電延時早期產品電路,其優缺點如下:

A、體積較小

雖然仍然是電阻降壓電路,降壓電阻長期工作會發熱,但由于采用了雙位置繼電器,儲能設計到低壓回路,因此大大降低了功耗,小型化了產品。

B、發熱較小

相對國產原理的電路,由于采用雙位置繼電器,功耗由原來不小于8W,直接降到不大于4W,極大的降低的產品的功耗。

C、無上電沖擊,但充電時間相對長

由于采用二次儲能,電阻降壓,儲能回路必須通過串聯的電阻限流充電,這樣的好處是避免了對電源的沖擊,但損失了充電的快速性,一般情況下,需要充電不小于2S時間,才能保證斷電最大延時的范圍。若定制更長時間的產品,增加儲能容量,則充電時間相應要延長。

D、延時時間長

該電路延時時間可做到180S的延時,增加儲能電容最大能達到600S

E、工作性能受電源波動影響較大

由于還是電阻降壓,因此電源波動的影響直接會影響繼電器的性能,電壓過高容易發熱,電壓過低,容易充電時間變長,或充電不足,影響最大延時時間。

由于充電時間長,且采用雙位置繼電器,該原理繼電器在某些上電時間短,斷電延時時間長的應用場合,容易拒動。因此使用時一定要注意繼電器的通電時間在有效的充電時間內,還有注意電源波動是否在繼電器要求的范圍內。

3)高效開關電源+低壓儲能+雙位置繼電器設計方案

如圖:

采用高效開關電源,效率達到95%,電壓輸入范圍100-690V,低壓儲能,CPU智能控制雙位置繼電器動作線圈和返回線圈,達到最佳的功耗和動作特性。

該方案為歐美ABB、西門子、施耐德最新型原理,其特點如下:

A、產品體積極小

由于采用了國際最先進的開關電源,全貼片電子元件,低壓儲能,使得繼電器產品體積極小。

B、不發熱

由于效率高達95%的開關電路,且雙位置繼電器在上電動作后不再激勵,使得該繼電器功耗極小,正常工作情況下,只需要CPU工作電流,不大于0.2W,沒有任何的長期功率元件,產品幾乎不發熱,因此也可以將產品做的更小。

C、無上電沖擊的同時儲能充電時間短

由于采用恒流恒壓開關電路,加上低壓回路儲能電容容量本身不大,產品可在任何電壓下在0.2S內保證儲能充電和雙位置動作線圈激勵同步完成,對供電電源無任何沖擊。

D、延時時間長

常規儲能電容輕松做到180S,若要更常延時,加大儲能電容容量和調整延時程序即可,最大可做到600S

E、工作性能不受電源波動影響

該方案開關電路為全球最先進的開關電路,輸入電壓范圍極寬,最大可達到24-690V AC/DC通用,適用全球任意電壓等級,輸入電源只要在參數要求范圍內,低壓側直流12V穩壓就不受影響,延時性能和工作特性就不受影響。

2、無輔源斷電延時繼電器原理技術要點

1)需要儲能

2)只能做有限的延時(根據儲能的多少)

3)上電瞬時動作有遲滯(由于上電瞬間要完成儲能跟動作,上電瞬間功率最大)

4)原理相對復雜

3、無輔源斷電延時繼電器的發展歷史及現狀

無輔源斷電延時繼電器由于其原理的特殊性,在時間繼電器領域中屬于技術難度較高產品,最早無電子電路時一般通過給電磁線圈增加阻尼環(就是在磁路上增加短路線圈)在掉電后,根據磁場的變化在短路線圈上產生感應電流,增加繼電器返回時間,這種延時方式精度差,延時時間很短,最長不超過3S,一般在1S以內。該原理產品國家已列為淘汰產品。

隨著電子器件的興起,早期國產電力時間繼電器使用一次高壓儲能的技術方案,雖不完美,但基本能適應電力系統控制回路的要求。這種方案的斷電延時繼電器由于發熱嚴重,內部降壓電阻長期運行后容易失效,且高壓電解電容在高溫高壓下容易損耗容量,產品運行失效率較高,需要定期更換校驗。

隨著微電子,智能CPU器件的不斷進步,國內引進了一批日本,歐美的斷電延時繼電器產品,國際上斷電延時繼電器往更加小型化,長壽命,寬適應電壓發展。高效開關電源供電方案為當下斷電延時繼電器主流。解決了發熱,上電沖擊等關鍵問題,使繼電器壽命和適應性有極大提高。

國內隨著改革開放三十多年極速增長,現在的局面是從最老到最新的產品全部百花齊放。相對來說由于使用習慣和技術革新的滯后,國內現在大量使用的還是以高壓儲能和引進日本分立元件二次儲能的較老式產品。這些產品在國際上已是二三十年前的產品,大部分已停產或輸出到不發達國家。高端裝備或新型設備上采用的是最新一代的小型化,環保型,長壽命高可靠性的最新原理產品。

中國改革開放三十多年,經濟從一窮二白到今天面臨產業升級轉型,要跟上發達國家腳步,必然要在高端裝備和新型設備上與發達國家進行競爭,我們需要以更新的技術和產品來支撐這個階段發展。我們做為一個跟隨者,至少做到我們的產品不低于他們現有產品水準,這樣我們才能發揮我們其它的競爭優勢,取得發展,沒有同檔次的產品何談競爭發展!

三、無輔源斷電延時繼電器的推薦選型

悍客電氣(上海)有限公司專業研發無輔源斷電延時繼電器,博采國際領先企業主長,學習和自主研發了HTM2-SWD系列斷電延時繼電器,其性能,指標,外形均已達到ABB、西門子、施耐德等國際知名企業產品。

選擇悍客電氣(上海)有限公司HTM2-SWD系列斷電延時繼電器產品的理由:

1、技術原理不低于ABB、西門子、施耐德等國際知名企業產品

2、性能不低于ABB、西門子、施耐德等國際知名企業產品

3、外觀不輸于ABB、西門子、施耐德等國際知名企業產品

4、價格不僅遠遠低于ABB、西門子、施耐德等國際知名企業產品,還跟國產老式斷電延時繼電器相近,花同樣或更少的錢,享用最先進產品帶來的便利。

 

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