電磁繼電器組合電路競爭及改進

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摘要:電磁繼電器電組合電路在設計使用過程中會由于繼電器動作時間競爭導致實際電路執行達不到預期效果,對存在競爭的電路實例進行分析并給出改進方案。

關鍵詞:電磁繼電器；組合；競爭

引言

電磁繼電器串并聯、并串聯組合配合延時電路能夠實現多樣電路通斷控制模式,應用靈活,使用廣泛,但是由于繼電器觸點動作過程需要一定時間,會導致一些電路設計存在競爭問題,電路實現結果達不到預期目的,降低了電路的可靠性。本文列舉了2個電路實例對電磁繼電器組合電路的競爭問題進行分析、總結,并給出改進方法。

1關于繼電器競爭電路的說明

1.1存在原因

由于電磁繼電器觸點動作屬于機械運動,從感測到執行需要一定時間,而這個時間無論是同一個電磁繼電器的不同觸點還是不同繼電器的不同觸點,都是無法做到完全同步的,尤其是不同繼電器的觸點動作時間會存在較大差異。

1.2分析依據

對于同一電磁繼電器的不同觸點,總是遵循這樣一條原則:當電磁繼電器線圈無論出于通電吸合或斷電釋放的瞬間,觸點總是遵循先斷后通原則,即動觸點在與所有閉合觸點斷開前不得與任何斷開觸點閉合。對于不同電磁繼電器的觸點,動作過程、時間則不遵循上述原則,相對獨立。實際應用中會出現一個電磁繼電器的觸點已完成動作,而另一個電磁繼電器觸點還未開始動作。同時繼電器線包并聯使用時,由于線包儲能的差異,在釋放時會加劇兩個繼電器的釋放時間差異。

2繼電器競爭電路1

2.1原理

圖1中“啟動電壓”為脈沖信號,控制信號有效后,K1繼電器動作,并通過K2繼電器觸點常閉點自保,同時接通K2繼電器線包,輸出“延時啟動”信號至延時電路,經過延時后,“延時到”信號接通K2繼電器負端,K2繼電器動作,切斷K1繼電器自保通路,K1、K2繼電器線包正端失電,兩個繼電器均釋放。

2.2競爭

圖1電路設計的本意是K1繼電器收到“緊急關機”信號后立即動作,K2繼電器延時一段時間再動作,然后兩個繼電器均釋放。由于K2繼電器線包電壓受自身觸點控制,因此K2繼電器動觸點無法可靠完成從常閉點到常開點的完整動作,因為動觸點一離開常閉點,就會因為線包失電而回到常閉點,若K1繼電器動作時間比K2慢,則可能出現K2繼電器動觸點已完成離開常開點又回到常開點的動作,而K2動觸點還停留在常開點未釋放。此時,將會出現K2反復動作,而K1始終無法釋放的現象。

2.3改進

分析圖1電路,產生競爭的主要原因是電K1、K2雖然在動作時序上是串行過程,但在釋放時序上為并行過程,從而動作時間差異導致電路紊亂。對線路進行改進設計,如圖2,更改K2繼電器線包正端的連線,使K1、K2繼電器在動作和釋放都是串行時序。在動作時序上,K1先動作,啟動延時,同時給K2線包正端準備電壓,延時到時K2動作;在釋放時序上,K2動作后,切斷了K1線包電壓,K1釋放,K1釋放后,切斷K2線包電壓,從而K2釋放。K1、K2繼電器動作時間的差異不再影響電路功能的實現,從而消除競爭隱患。

3繼電器競爭電路2

3.1原理

圖3電路接收“啟動電壓”信號,輸出“輸出電壓”信號,接收“解除電壓”信號,撤“輸出電壓”輸出,允許再次響應“啟動電壓”信號。“啟動電壓”和“解除電壓”信號為脈沖信號,收到“啟動電壓”信號后,K1繼電器動作,輸出“延時啟動”信號、“輸出電壓”信號,同時通過解爆繼電器K3常閉觸點自保?！把訒r到”信號輸出后,K2繼電器動作,斷開“輸出電壓”信號。收到“解除電壓”信號時,K3繼電器動作,斷開K1、K2繼電器線包正端電壓,K1、K2繼電器釋放,恢復初始狀態,允許再次接收“啟動”信號。

3.2競爭

分析圖3電路,動作時序是串行的,K1先動作接通“輸出電壓”信號,然后K2動作,切斷“輸出電壓”信號,但在釋放時序上出現并行現象,即K3動作后,K1、K2同時失電釋放。此時,若K2釋放時間快于K1釋放時間,則會造成“輸出電壓”信號在繼電器動作瞬間輸出瞬時脈沖,脈沖寬度則是K1、K2繼電器觸點釋放時間之差。

3.3改進

分析圖3電路競爭原因,“輸出電壓”信號是由K2繼電器的常閉觸點和K1繼電器的常開觸點共同控制,“解除電壓”輸入時,要求遵循K1先釋放、K2后釋放的原則,才能保證無異常脈沖輸出,而實際電路K1、K2繼電器采用了并行釋放時序。根據該分析,對電路進行改進設計,如圖4所示。更改K2繼電器線包正端連線,使K1、K2繼電器在釋放時為串行時序:收到“解除電壓”信號后,K3繼電器動作,K1繼電器線包正端失電,K1繼電器釋放,然后K2繼電器線包正端失電,K2繼電器釋放,確保繼電器動作時不出現“輸出電壓”脈沖。

4結語

通過對上述安全控制器競爭電路的分析,競爭電路一般發生在繼電器常開觸點和常閉觸點混用的電路,對于這種電路應重點關注繼電器的動作時序和釋放時序,盡量采用串行時序,當必須采用并行時序時,應參考本文1.2節中兩條分析依據對電路進行分析。消除繼電器競爭電路的手段有多種,包括改進電路設計以消除觸點間的制約關系,增加延時裝置以強制設置繼電器的工作時序等,不推薦通過匹配繼電器動作、釋放時間的方式來處理競爭電路,一是并不能完全消除競爭隱患,二是繼電器性能指標相近,很難挑選出符合時序要求的繼電器。

作者：于硯 張焱 汪小麗 張丹楓 崔穎升 單位：上海航天電子技術研究所