浅析电磁继电器组合电路的竞争与改进

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　　摘要：电磁继电器电组合电路在设计使用过程中会由于继电器动作时间竞争导致实际电路执行达不到预期效果，对存在竞争的电路实例进行分析并给出改进方案。
　　关键词：电磁继电器;组合;竞争
　　中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）03-0047-02
　　0 引言
　　电磁继电器串并联、并串联组合配合延时电路能够实现多样电路通断控制模式，应用灵活，使用广泛，但是由于继电器触点动作过程需要一定时间，会导致一些电路设计存在竞争问题，电路实现结果达不到预期目的，降低了电路的可靠性。本文列举了2个电路实例对电磁继电器组合电路的竞争问题进行分析、总结，并给出改进方法。
　　1 关于继电器竞争电路的说明
　　1.1 存在原因
　　由于电磁继电器触点动作属于机械运动，从感测到执行需要一定时间，而这个时间无论是同一个电磁继电器的不同触点还是不同继电器的不同触点，都是无法做到完全同步的，尤其是不同继电器的触点动作时间会存在较大差异。
　　1.2 分析依据
　　对于同一电磁继电器的不同触点，总是遵循这样一条原则：当电磁继电器线圈无论出于通电吸合或断电释放的瞬间，触点总是遵循先断后通原则，即动触点在与所有闭合触点断开前不得与任何断开触点闭合。
　　对于不同电磁继电器的触点，动作过程、时间则不遵循上述原则，相对独立。实际应用中会出现一个电磁继电器的触点已完成动作，而另一个电磁继电器触点还未开始动作。同时继电器线包并联使用时，由于线包储能的差异，在释放时会加剧两个继电器的释放时间差异。
　　2 继电器竞争电路1
　　2.1 原理
　　图1中“启动电压”为脉冲信号，控制信号有效后，K1继电器动作，并通过K2继电器触点常闭点自保，同时接通K2继电器线包，输出“延时启动”信号至延时电路，经过延时后，“延时到”信号接通K2继电器负端，K2继电器动作，切断K1继电器自保通路，K1、K2继电器线包正端失电，两个继电器均释放。
　　2.2 竞争
　　图1电路设计的本意是K1继电器收到“紧急关机”信号后立即动作，K2继电器延时一段时间再动作，然后两个继电器均释放。由于K2继电器线包电压受自身触点控制，因此K2继电器动触点无法可靠完成从常闭点到常开点的完整动作，因为动触点一离开常闭点，就会因为线包失电而回到常闭点，若K1继电器动作时间比K2慢，则可能出现K2继电器动触点已完成离开常开点又回到常开点的动作，而K2动触点还停留在常开点未释放。此时，将会出现K2反复动作，而K1始终无法释放的现象。
　　2.3 改进
　　分析图1电路，产生竞争的主要原因是电K1、K2虽然在动作时序上是串行过程，但在释放时序上为并行过程，从而动作时间差异导致电路紊乱。对线路进行改进设计，如图2，更改K2继电器线包正端的连线，使K1、K2继电器在動作和释放都是串行时序。在动作时序上，K1先动作，启动延时，同时给K2线包正端准备电压，延时到时K2动作;在释放时序上，K2动作后，切断了K1 线包电压，K1释放，K1释放后，切断K2线包电压，从而K2释放。K1、K2继电器动作时间的差异不再影响电路功能的实现，从而消除竞争隐患。
　　3 继电器竞争电路2
　　3.1 原理
　　图3电路接收“启动电压”信号，输出“输出电压”信号，接收“解除电压”信号，撤“输出电压”输出，允许再次响应“启动电压”信号。“启动电压”和“解除电压”信号为脉冲信号，收到“启动电压”信号后，K1继电器动作，输出“延时启动”信号、“输出电压”信号，同时通过解爆继电器K3常闭触点自保。“延时到”信号输出后，K2继电器动作，断开“输出电压”信号。收到“解除电压”信号时，K3继电器动作，断开K1、K2继电器线包正端电压，K1、K2继电器释放，恢复初始状态，允许再次接收“启动”信号。
　　3.2 竞争
　　分析图3电路，动作时序是串行的，K1先动作接通“输出电压”信号，然后K2动作，切断“输出电压”信号，但在释放时序上出现并行现象，即K3动作后，K1、K2同时失电释放。此时，若K2释放时间快于K1释放时间，则会造成“输出电压”信号在继电器动作瞬间输出瞬时脉冲，脉冲宽度则是K1、K2继电器触点释放时间之差。
　　3.3 改进
　　分析图3电路竞争原因，“输出电压”信号是由K2继电器的常闭触点和K1继电器的常开触点共同控制，“解除电压”输入时，要求遵循K1先释放、K2后释放的原则，才能保证无异常脉冲输出，而实际电路K1、K2继电器采用了并行释放时序。根据该分析，对电路进行改进设计，如图4所示。更改K2继电器线包正端连线，使K1、K2继电器在释放时为串行时序：收到“解除电压”信号后，K3继电器动作，K1继电器线包正端失电，K1继电器释放，然后K2继电器线包正端失电，K2继电器释放，确保继电器动作时不出现“输出电压”脉冲。
　　4 结语
　　通过对上述安全控制器竞争电路的分析，竞争电路一般发生在继电器常开触点和常闭触点混用的电路，对于这种电路应重点关注继电器的动作时序和释放时序，尽量采用串行时序，当必须采用并行时序时，应参考本文1.2节中两条分析依据对电路进行分析。
　　消除继电器竞争电路的手段有多种，包括改进电路设计以消除触点间的制约关系，增加延时装置以强制设置继电器的工作时序等，不推荐通过匹配继电器动作、释放时间的方式来处理竞争电路，一是并不能完全消除竞争隐患，二是继电器性能指标相近，很难挑选出符合时序要求的继电器。
　　Abstract：In the process of design and application of electromagnetic relay combinational circuit，due to the delay competition of relay action， the actual circuit execution can not achieve the expected effect. This paper analyzes the circuit example with competition， and gives the improvement scheme.
　　Key words：electromagnetic relay; combination; competition
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