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[摘 要]电器元件电源的释放产生的短路和触电动作的混乱等现象出现在传统的空操遥控两用起重机中，会给操作人员及电动机等产生重大影响，导致重大危害，因此加强对时间继电器在起重机电器改造中的应用，对于加强起重机的安全性和可靠性意义重大。本文就从时间继电器含义、工作原理及典型线路入手分析，对其在起重机电力改造中的应用进行了探索。
[关键词]时间继电器；原理；线路；起重机电气改造
中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0310-01
一、时间继电器
1.时间继电器
时间继电器是一种延时功能由电子线路来实现的控制器，可广泛应用于自控电路中作时间控制及指示用。时间继电器具有多延时功能（通电延时、接通延时、断电延时、断开延时、往复延时、间隔定时、星三角启动延时、程序式延时）、多设定方式（电位器设定、数字拨码开关、按键等）、多时基选择（0.01s、1s、1min、1h等）、多工作模式、LED显示等特性[1]。
2.典型时间继电器线路
1）常用CMOS计数分频集成电路CD4060构成时间继电器
原理分析：该延时电路的核心IC是由14位二进制串行计数器/分频器构成，IC内部由振荡器和14级分频器组成，振荡器部分可由电阻Rt和电容Cr构成振荡器，产生固定的振荡频率，主振产生的矩形波可进入14级分频器，并通过10个输出端得到不同的分频系数（分频最小可得到16分频Q4，最大可得到16384分频Q14），便可得到所需的定时控制。
2）时间专用芯片B9707EP构成的时间继电器
①原理分析：在专用芯片OSC1、OSC2、OSC3外接晶振以及电阻构成并联晶体振荡器产生32768Hz主脉冲，主脉冲分别进入芯片内置的时序电路和分频器时基选择电路，使之产生时序脉冲，并在P1、P2、P3、P4输出BCD码，P5产生相应的秒脉冲。P5产生的秒脉冲在配相应的元器件后可反映时间继电器的工作状态，当延时来到时，秒脉冲可使线路的LED发光管处于闪烁状态，待延时到达后，LED为常亮状态，而在此时，D1、D2、D3、D4产生位置显示扫描脉冲以及时基脉冲（见图1）。
②时间设置：可通过SA1、SA2、SA3、SA4拨码开关进行个、十、百、千的“8、4、2、1”设定至芯片寄存器中，以备在芯片内部比较电路中进行比较。K3与K4分别可设定工作模式和时基选择，并将设定输入到芯片内部工作模式寄存器和时基寄存器中，在芯片外部配相应的电源和7段锁存译码驱动器，则可显示延时值。
③其它辅助功能：片1脚GATE还具有累加计时功能，1脚在低电平时分频器连续工作，当接入高电平时计数器分频器暂停工作。当外接2变成低电平后，计时显示又可在原计时显示基础上累加计时，从而可实现累加计时功能。在工作原理图中开关K2可实现此功能。K3为工作模式选择，当K3接通时，时间继电器的工作模式为间隔定时，也就是当时间继电器接通工作电源后，芯片OUT输出端先输出高电平，致使内部执行继电器工作，待所设定的延时到达后OUT无高电平输出，执行继电器释放。
二、时间继电器在起重机改造中的应用
1.时间继电器在空操遥控两用起重机中的改造上的应用
传统两用起重机的空操遥控由电气控制和换向接触器的连锁控制，当应用时间过长，一部分电气元件会发生老化，会造成起重机电气系统短路及触点动作混乱，存在很大的安全隐患。在遥控操作时，起重机在一个正常的工作循环之间，如果有人打开任何一个门开关，则遥控器就不会马上断电，那么总接触器就不能及时失电，这时操作起重机大车运行，就会导致危险发生。当正常遥控操作中，如果有人将转换开关打到空操位置，空操中间继电器带电，由于总电源接触器自保的功能发生动作，空操的操作就会有效、可行，而工作人员可能其运行，就存在危险。
对其进行改造，将中间继电器改为通电延时继电器，将时间继电器串联到总电源自保回路中，就能有效解决了误操作问题，在正常工作时，将门开关导通时间继电器延时时间设置为1s左右；通过时间差来控制就能解决这个问题。
2.时间继电器在真空接触器线路改造中的应用
真空接触器分断能力大、寿命长、维修量小、电弧不外漏、安全、可靠，体积小、重量轻，噪声低。由于机械动作快，真空接触器是在恶劣的环境中的绝好选择，适用于煤炭、石油、化工、冶金、电力、机械、交通等领域。由于工作环境恶劣抓斗起重机设计中采用真空接触器控制起升机构电动机的启动、换向与制动主电路。当控制抓斗起重机工作频繁时，升降电动机不仅要完成抓斗的上升和下降工作，还要调整钢丝绳的松紧，配合开闭工作，起升和关闭交替使用，间隔很短。因此，在运行中短期内接触器和电动机很容易就被烧坏。经过多次试验研究发现，真空接触器本身有缺陷，即真空管电弧拉弧长，无机械连锁装置，在接触器断电约100ms后真空管电弧才能完全熄灭。在起升、下降交替使用频繁的情况下，若起升转向接触器01动力触头没有分断而升降转向接触器02又吸合，则动力回路短路，造成接触器和电动机短路损坏[2]。对此，改造后的控制电路如圖2所示，在2台控制电动机正、反换向真空接触器上加断电延时断开，使延时时间大于100ms，保证了真空管电弧完全熄灭才换向，避免出现电动机和接触器的短路现象的发生。
3.冶金起重机中时间继电器改造应用
冶金起重机电源一般为三相交流，频率多为50Hz，电压常用380V。电动机和电器上允许电压波动的上限为+10%额定电压，下限为-15%额定电压。冶金起重机的电气控制系统在工作过程中，大吨位冶金起重机起升机构操作速度一般较快，升降换向次数较多。传统的接触器采用电子线圈，由于操作人员动作较快，线圈得失电会发生混乱，造成非常严重安全隐患，改造后，由于时间继电器有顺序动作，保证线圈得、失电的稳定性，能够很好的完成操作人员的指令，这样起重机的安全得到保障。
三、结语
总之，时间继电器是一种有效的控制器，并具有良好的电磁兼容性能、安全性能和高效性能，将其改造应用于起重机械中，可以有效借助时间继电器的特有功能弥补电器元件缺陷导致的安全问题，为起重机的安全使用提供了必要的保障。
参考文献：
[1] 原宇光，于波.关于时间继电器的应用分析[J].黑龙江科技信息，2007，02：36.
[2] 丁高耀.桥式起重机变频改造与对比测试[D].浙江工业大学，2014.
[关键词]时间继电器；原理；线路；起重机电气改造
中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0310-01
一、时间继电器
1.时间继电器
时间继电器是一种延时功能由电子线路来实现的控制器，可广泛应用于自控电路中作时间控制及指示用。时间继电器具有多延时功能（通电延时、接通延时、断电延时、断开延时、往复延时、间隔定时、星三角启动延时、程序式延时）、多设定方式（电位器设定、数字拨码开关、按键等）、多时基选择（0.01s、1s、1min、1h等）、多工作模式、LED显示等特性[1]。
2.典型时间继电器线路
1）常用CMOS计数分频集成电路CD4060构成时间继电器
原理分析：该延时电路的核心IC是由14位二进制串行计数器/分频器构成，IC内部由振荡器和14级分频器组成，振荡器部分可由电阻Rt和电容Cr构成振荡器，产生固定的振荡频率，主振产生的矩形波可进入14级分频器，并通过10个输出端得到不同的分频系数（分频最小可得到16分频Q4，最大可得到16384分频Q14），便可得到所需的定时控制。
2）时间专用芯片B9707EP构成的时间继电器
①原理分析：在专用芯片OSC1、OSC2、OSC3外接晶振以及电阻构成并联晶体振荡器产生32768Hz主脉冲，主脉冲分别进入芯片内置的时序电路和分频器时基选择电路，使之产生时序脉冲，并在P1、P2、P3、P4输出BCD码，P5产生相应的秒脉冲。P5产生的秒脉冲在配相应的元器件后可反映时间继电器的工作状态，当延时来到时，秒脉冲可使线路的LED发光管处于闪烁状态，待延时到达后，LED为常亮状态，而在此时，D1、D2、D3、D4产生位置显示扫描脉冲以及时基脉冲（见图1）。
②时间设置：可通过SA1、SA2、SA3、SA4拨码开关进行个、十、百、千的“8、4、2、1”设定至芯片寄存器中，以备在芯片内部比较电路中进行比较。K3与K4分别可设定工作模式和时基选择，并将设定输入到芯片内部工作模式寄存器和时基寄存器中，在芯片外部配相应的电源和7段锁存译码驱动器，则可显示延时值。
③其它辅助功能：片1脚GATE还具有累加计时功能，1脚在低电平时分频器连续工作，当接入高电平时计数器分频器暂停工作。当外接2变成低电平后，计时显示又可在原计时显示基础上累加计时，从而可实现累加计时功能。在工作原理图中开关K2可实现此功能。K3为工作模式选择，当K3接通时，时间继电器的工作模式为间隔定时，也就是当时间继电器接通工作电源后，芯片OUT输出端先输出高电平，致使内部执行继电器工作，待所设定的延时到达后OUT无高电平输出，执行继电器释放。
二、时间继电器在起重机改造中的应用
1.时间继电器在空操遥控两用起重机中的改造上的应用
传统两用起重机的空操遥控由电气控制和换向接触器的连锁控制，当应用时间过长，一部分电气元件会发生老化，会造成起重机电气系统短路及触点动作混乱，存在很大的安全隐患。在遥控操作时，起重机在一个正常的工作循环之间，如果有人打开任何一个门开关，则遥控器就不会马上断电，那么总接触器就不能及时失电，这时操作起重机大车运行，就会导致危险发生。当正常遥控操作中，如果有人将转换开关打到空操位置，空操中间继电器带电，由于总电源接触器自保的功能发生动作，空操的操作就会有效、可行，而工作人员可能其运行，就存在危险。
对其进行改造，将中间继电器改为通电延时继电器，将时间继电器串联到总电源自保回路中，就能有效解决了误操作问题，在正常工作时，将门开关导通时间继电器延时时间设置为1s左右；通过时间差来控制就能解决这个问题。
2.时间继电器在真空接触器线路改造中的应用
真空接触器分断能力大、寿命长、维修量小、电弧不外漏、安全、可靠，体积小、重量轻，噪声低。由于机械动作快，真空接触器是在恶劣的环境中的绝好选择，适用于煤炭、石油、化工、冶金、电力、机械、交通等领域。由于工作环境恶劣抓斗起重机设计中采用真空接触器控制起升机构电动机的启动、换向与制动主电路。当控制抓斗起重机工作频繁时，升降电动机不仅要完成抓斗的上升和下降工作，还要调整钢丝绳的松紧，配合开闭工作，起升和关闭交替使用，间隔很短。因此，在运行中短期内接触器和电动机很容易就被烧坏。经过多次试验研究发现，真空接触器本身有缺陷，即真空管电弧拉弧长，无机械连锁装置，在接触器断电约100ms后真空管电弧才能完全熄灭。在起升、下降交替使用频繁的情况下，若起升转向接触器01动力触头没有分断而升降转向接触器02又吸合，则动力回路短路，造成接触器和电动机短路损坏[2]。对此，改造后的控制电路如圖2所示，在2台控制电动机正、反换向真空接触器上加断电延时断开，使延时时间大于100ms，保证了真空管电弧完全熄灭才换向，避免出现电动机和接触器的短路现象的发生。
3.冶金起重机中时间继电器改造应用
冶金起重机电源一般为三相交流，频率多为50Hz，电压常用380V。电动机和电器上允许电压波动的上限为+10%额定电压，下限为-15%额定电压。冶金起重机的电气控制系统在工作过程中，大吨位冶金起重机起升机构操作速度一般较快，升降换向次数较多。传统的接触器采用电子线圈，由于操作人员动作较快，线圈得失电会发生混乱，造成非常严重安全隐患，改造后，由于时间继电器有顺序动作，保证线圈得、失电的稳定性，能够很好的完成操作人员的指令，这样起重机的安全得到保障。
三、结语
总之，时间继电器是一种有效的控制器，并具有良好的电磁兼容性能、安全性能和高效性能，将其改造应用于起重机械中，可以有效借助时间继电器的特有功能弥补电器元件缺陷导致的安全问题，为起重机的安全使用提供了必要的保障。
参考文献：
[1] 原宇光，于波.关于时间继电器的应用分析[J].黑龙江科技信息，2007，02：36.
[2] 丁高耀.桥式起重机变频改造与对比测试[D].浙江工业大学，2014.