Чем определяется время выдержки реле как его изменить - Исправление ошибок и поиск оптимальных решений проблем

Реле времени с электромагнитным и механическим замедлением

При работе схем защиты и автоматики часто требуется создать выдержку времени между срабатыванием двух или нескольких аппаратов. При автоматизации технологических процессов также может возникнуть необходимость производить операции в определенной временной последовательности.

Для создания выдержки времени служат аппараты, называемые реле времени.

Требования, предъявляемые к реле времени

Общими требованиями для реле времени являются:

а) стабильность выдержки времени вне зависимости от колебаний питающего напряжения, частоты, температуры окружающей среды и других факторов;

б) малые потребляемая мощность, масса и габариты;

в) достаточная мощность контактной системы.

Возврат реле времени в исходное положение происходит, как правило, при его обесточивании. Поэтому к коэффициенту возврата не предъявляется особых требований, и он может быть очень низким.

В зависимости от назначения реле к ним предъявляются специфические требования.

Для схем автоматического управления приводом при большой частоте включений в час требуются реле времени с высокой механической износостойкостью. Требуемые выдержки времени находятся в пределах 0,25 — 10 с. К этим реле не предъявляются высокие требования относительно точности работы. Разброс времени срабатывания может достигать 10%. Реле времени должны работать в условиях производственных цехов, при вибрации и тряске.

Реле времени для защиты энергосистем должны иметь большую точность выдержки времени. Эти реле работают относительно редко, поэтому к ним не предъявляются особые требования по износостойкости. Выдержки времени таких реле составляют 0,1 — 20 с.

Реле времени с электромагнитным замедлением

Конструкция реле времени с электромагнитным замедлением типа РЭВ-800. Магнитная цепь реле состоит из магнитопровода1, якоря 2 и немагнитной прокладки 3. Магнитопровод укрепляется на плите 4 с помощью литого алюминиевого цоколя 5. Этот же цоколь служит для крепления контактной системы 6.

На ярме прямоугольного сечения магнитопровода устанавливается короткозамкнутая обмотка в виде сплюснутой гильзы 8. Намагничивающая обмотка 7 устанавливается на цилиндрическом сердечнике. Якорь вращается относительно стержня 1 на призме. Усилие, развиваемое пружиной 9, изменяется с помощью корончатой гайки 10, которая фиксируется после регулировки с помощью шплинта. Магнитопровод реле выполняется из стали ЭАА. Сердечник катушки имеет круглое сечение, что позволяет применять катушку цилиндрической формы, удобную в производстве. Стержень 1 имеет сечение вытянутого прямоугольника, что увеличивает длину линии касания якоря с торцом ярма и повышает механическую износостойкость реле.

Для получения большого времени при отпускании необходимо иметь высокую магнитную проводимость рабочего и паразитного зазоров в замкнутом состоянии магнитной системы. С этой целью торцы ярма и сердечника и прилегающая к ним поверхность якоря тщательно шлифуются.

Литое основание из алюминия создает дополнительный короткозамкнутый виток, увеличивающий выдержку времени (в схеме замещения все короткозамкнутые обмотки заменяются одним витком с суммарной электрической проводимостью).

У реальных магнитных материалов после отключения намагничивающей обмотки поток спадает до Фост, который определяется свойствами материала магнитопровода и геометрическими размерами магнитной цепи. Чем меньше коэрцитивная сила магнитного материала при заданных размерах магнитной цепи, тем ниже величина остаточной индукции, а, следовательно, остаточного потока. При этом возрастает наибольшая выдержка времени, которая может быть получена от реле. Применение стали ЭАА позволяет увеличить выдержку времени реле.

Для получения большой выдержки времени желательно иметь высокую магнитную проницаемость на ненасыщенном участке кривой намагничивания. Этому требованию сталь ЭАА также удовлетворяет.

Выдержка времени при прочих равных условиях определяется начальным потоком Фо уравнения. Этот поток определяется кривой намагничивания магнитной системы в замкнутом состоянии. Поскольку напряжение и ток в обмотке пропорциональны друг другу, то зависимость Ф(U) повторяет, только в другом масштабе, зависимость Ф(Iw). Если система при номинальном напряжении не будет насыщена, то поток Фо будет в сильной степени зависеть от питающего напряжения. При этом выдержка времени также будет зависеть от напряжения, приложенного к обмотке.

В схемах привода на обмотку реле времени часто подается напряжение ниже номинального, при этом реле будет иметь пониженные выдержки времени. Для того чтобы сделать выдержку времени реле независимой от питающего напряжения, магнитная цепь делается сильно насыщенной. В некоторых типах реле времени снижение напряжения на 50% не вызывает заметного изменения выдержки времени.

В схемах автоматики напряжение на питающую катушку реле времени может подаваться кратковременно. Для того чтобы выдержка времени при отпускании была стабильной, необходимо, чтобы длительность приложения напряжения к питающей катушке была достаточная для достижения потоком установившегося значения. Это время называется временем подготовки или зарядки реле. Если длительность приложения напряжения меньше времени подготовки, то выдержка времени уменьшается.

На выдержку времени реле большое влияние оказывает температура короткозамкнутой обмотки. В среднем можно считать, что изменение температуры на 10° С ведет к изменению времени выдержки на 4%. Зависимость выдержки времени от температуры является одним из основных недостатков этого реле.

Реле РЭВ811…РЭВ818 обеспечивают выдержку времени от 0,25 до 5,5 с. Изготавливаются с катушками на напряжение постоянного тока 12, 24, 48, 110 и 220 В.

Схемы включения реле времени

Время срабатывания реле при подаче напряжения очень мало, так как м. д. с. трогания значительно меньше установившегося значения. Таким образом, возможности реле с электромагнитным замедлением при срабатывании очень ограничены. Если необходимо при замыкании управляющих контактов иметь большие выдержки времени, то целесообразно применить схему с промежуточным реле РП. Обмотка реле времени РВ находится под напряжением, все время питаясь через размыкающий контакт реле РП. .При подаче напряжения на обмотку РП последнее размыкает свой контакт и обесточивает реле РВ. Якорь РВ отпадает, создавая необходимую выдержку времени. Реле РВ в этой схеме должно обязательно иметь короткозамкнутый виток.

В некоторых схемах реле времени может не иметь короткозамкнутого витка. Роль этого витка играет сама намагничивающая обмотка, замкнутая накоротко. Обмотка РВ питается через резистор Rдоб Величина напряжения на РВ должна быть достаточной для достижения потока насыщения в замкнутом состоянии магнитной цепи. При замыкании управляющего контакта К обмотка реле закорачивается, обеспечивая медленный спад потока в магнитной цепи. Отсутствие короткозамкнутой обмотки позволяет все окно магнитной системы занять намагничивающей обмоткой и создать большой запас в м. д. с. При этом выдержка времени не уменьшается даже в том случае, когда питающее напряжение на обмотке составляет 0,5 Uн. Такая схема широко применяется в электроприводе. Реле включается параллельно ступени пускового резистора в цепи якоря. При закорачивании этой ступени обмотка реле времени замыкается и с выдержкой это реле производит включение контактора, шунтирующего следующую ступень пускового резистора.

Схемы включения реле времени с электромагнитным замедлением

Применение полупроводникового вентиля также позволяет использовать реле без короткозамкнутого витка. При включении питающей обмотки реле времени ток через вентиль практически равен нулю, так как он включен в непроводящем направлении. При отключении контакта К поток в магнитной цепи спадает, при этом на зажимах обмотки появляется э.д.с. с полярностью. При этом через вентиль протекает ток, определяемый этой э.д.с., активным сопротивлением обмотки и вентиля и индуктивностью обмотки.

Для того чтобы прямое сопротивление вентиля не приводило к уменьшению выдержки времени (растет активное сопротивление короткозамкнутой цепи), это сопротивление должно быть на один-два порядка ниже сопротивления намагничивающей обмотки реле.

При любых схемах питание намагничивающей обмотки реле должно производиться либо от источника постоянного тока, либо от источника переменного тока с применением мостовой схемы на полупроводниковых вентилях.

Реле времени с механическим замедлением

Реле времени с пневматическим замедлением и с анкерным механизмом. В таких реле электромагнит постоянного или переменного тока воздействует на контактную систему, связанную с замедляющим устройством в виде пневматического демпфера или в виде часового (анкерного) механизма. Выдержка времени меняется путем регулировки замедляющего устройства.

Большим преимуществом реле времени этого типа является возможность создания реле как на переменном, так и на постоянном токе. Работа реле практически не зависит от величины питающего напряжения, частоты питания, температуры.

Пневматическое реле времени РВП, применяется в схемах автоматического управления приводом металлорежущих станков и других механизмов. При срабатывании электромагнита 1освобождается колодка 2, которая под действием пружины 3 опускается вниз и воздействует на микропереключатель 4. Колодка 2 связана с диафрагмой 5. Скорость движения колодки определяется сечением отверстия, через которое засасывается воздух в верхнюю полость замедлителя. Выдержка времени регулируется иглой 6, меняющей сечение всасывающего отверстия.

Реле времени с пневматическим замедлением позволяет очень легко регулировать выдержку времени.

Работа реле времени с замедлителем в виде анкерного механизма происходит в следующем порядке. При подаче напряжения на электромагнит якорь заводит пружину, под действием которой приводится в движение механизм реле. Контакты реле связаны с анкерным механизмом и приходят в движение лишь после того, как анкерный механизм отсчитает определенное время.

Реле времени РВП также имеет и нерегулируемые, мгновенные контакты, которые связаны с якорем электромагнита. Реле времени надежно работают при напряжении до 0,85 Uн.

Для создания выдержки времени в 20—30 мин используются моторные реле времени.

Принцип действия моторного реле времени РВТ-1200

При срабатывании реле времени напряжение одновременно подается на электромагнит 1 и двигатель 2. При этом двигатель через муфту 3,4 и зубчатую передачу 8 вращает диски 5 с кулачками 6, воздействующими на контактную систему 7. Выдержка времени реле регулируется путем изменения начального положения диска 5.

Реле позволяет устанавливать различную выдержку времени в пяти совершенно независимых цепях. Выходные контакты реле времени имеют длительно допустимый ток 10 А.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Реле времени: что это и зачем оно нужно

Приветствуют! С вами снова инженер Рик. В этой статье я хочу рассказать о таком замечательном электронном устройстве как реле времени. Объясню, зачем оно нужно бытовому потребителю, приведу практические советы по использованию.

Что такое реле времени

Даже из названия прибора становится понятно, что реле времени это — устройство, предназначенное для автоматического отключения или подключения нагрузки в зависимости от заданных временных параметров. Однако это только одна из функций, которую выполняют представленные приборы. Реле времени применяются в сложных электрических схемах. Например, для автоматизации технологического процесса на промышленных предприятиях, когда необходимо автоматизировать включение и отключение освещения, подача корма животным по расписанию и многое другое.

Устройства на самом деле крайне разнообразны и делятся на группы в зависимости от доступных временных интервалов работы.

Циклические

Распространенный тип реле управления, которые широко используются как среди бытовых, так и среди промышленных потребителей. Они способны работать с напряжением от 12 вольт до 220 В. Цикличные (их еще называют логическими) реле времени срабатывают при подаче управляющего сигнала. При этом пользователь может задать интервал переключение режимов работы. Отличными примерами этих приборов является реле времени TDR1, TDR26 и TDR 60s.

Пример циклического реле времени

Суточные, недельные и годовые

Как и предыдущий тип устройств, здесь выполняется включение/отключение нагрузки в соответствии с установленными настройками таймера. Только для автоматического переключения здесь не нужен импульс: срабатывание осуществляется за счет внутреннего механизма. Достаточно запрограммировать устройство, указав, в какой промежуток времени выполняется подача и отключение нагрузки.

Астрономические

Этот тип реле управления фактически объединяет в себе все предыдущие. Работа устройства основана на запрограммированном астрономическом календаре. При правильной настройке текущей даты географической широты он самостоятельно рассчитывает время восхода и заката солнца.

Важно! При выборе конкретного варианта следует учитывать не только то, какие задачи должно решать реле времени, но и на какие токи рассчитан прибор.

Принцип работы реле времени

От внутреннего строения зависит задержка на срабатывание и технические параметры реле времени. Они также делятся на категории в зависимости от принципа работы.

Электромагнитные

Представленный тип реле времени преимущественно рассчитан на работу в электрических схемах с постоянным током. Основными компонентами здесь выступают две обмотки: основная и коротко замыкающая. Первая генерирует магнитный поток, а вторая его накапливает. Когда подача тока прекращается, на вторичной обмотке еще некоторое
Важно! При выборе конкретного варианта следует учитывать не только то, какие задачи должно решать реле времени, но и на какие токи рассчитан прибор. Поэтому если не уверены, всегда можете обращаться к инженеру Рику за помощью. ремя удерживается заряд, который и не дает реле моментально отключиться. Время срабатывания — от 0,7 до 0,11 секунд.

Пневматические

За отсрочку отключения здесь отвечает демпферный механизм. В зависимости от настроек, он способен удерживать реле времени во включенном состоянии от 1 до 60 секунд после прекращения подачи тока. Устройства способны работать с токами большой силы, поэтому они преимущественно используются на предприятиях в щитовых КИПиА.

Часовые

Применяются в высоковольтных системах для защиты подключенного оборудования от скачков напряжения. Пользователю нужно только указать время, по завершению которого прекращается подача нагрузки. Сигналом срабатывания является сила тока, протекающего в обмотке установленного внутри электромагнита.

Электронные

Работа прибора основана на свойствах заряда и разряда конденсаторов, которые при достижении полного объема перестают проводить электрический ток. Когда заряд падает, автоматически возобновляется подача питания на нагрузку. Интенсивность заряда конденсатора регулируется сопротивлением резистора.

Логические

Относятся к наиболее современным типам оборудования. За исчисление времени здесь отвечают сумматоры, основываясь на количестве тактов. Когда значение тактов достигает определенного показателя, подается сигнал на включение питания на нагрузку, второго показателя тактов — отключение. Процесс выполняется циклично.

Настройка

Если впервые сталкиваетесь с логическими реле времени (например TDR1, TDR26 и TDR 60s), их настройка может показаться странной и сложной, но инженер Рик объяснит все просто и понятно.

В представленных устройствах имеются клеммы питания и управления. Кроме клемм на устройстве расположено три механических переключателя, которые отвечают за установку выдержки до момента срабатывания и режим работы. Если настроена задержка на включение, устройство начинает подачу питания на нагрузку только после истечения заданного времени. В случае задержки на выключение реле работает в обратном порядке.

Чтобы настроить время задержки срабатывания, необходимо сначала выбрать подходящий диапазон, после множитель. Например, для настройки срабатывания на 30 секунд необходимо: установить значение диапазона на 10 s, а множитель задать — 30.

Расположение элементов управления на изделии

Схема подключения

Давайте рассмотрим схему подключения реле времени на примере реле TRD26.

Принципиальная схема подключения реле времени

Как видно из схемы в подключение реле времени нет никаких подводных камне и трудностей. Важно лишь внимательно ознакомиться с документацией прибора который вы покупаете. И соблюдать полярность при подключении устройства.

Диаграммы работы

Ну тут все совсем просто. Точно так же обращаемся к документации устройства и смотрим на сравнительную таблицу режимов работы реле времени.

Режимы работы реле времени

Ознакамливаемся с режимами работы устройства и выбираем режим работы исходя из наших задач. Как мы видим, при грамотном изучении документации к реле времени разобраться в его настройке и подключении можно за 5 минут. Главное, внимательно прочитать документацию, что в наше время делают так редко, а ведь то снимает многие вопросы.

Реле времени — полезная вещь, которая обязательно пригодится в вашем хозяйстве. С его помощью можно настроить автоматическое включение или отключение света в подъезде или вытяжки санузла. Это только некоторые задачи, которые может решить небольшой прибор, способный вместиться на стандартную рейку в щитовой.

Источник

Для обеспечения выдержки защит или построения логических электронных схем в их состав включаются элементы, обеспечивающие задержку срабатывания. В качестве такого элемента большинство современных электрических цепей использует реле времени.

Назначение

Реле времени предназначено для формирования нормируемых временных задержек при работе каких-либо устройств. Такие логические элементы позволяют выстраивать определенную последовательность в переключениях и срабатывании приборов. Благодаря отложенной подаче напряжения производится автоматическое управление выдаваемыми с реле времени сигналами.

Реле времени устанавливают в цепях защит в качестве промежуточного элемента для обеспечения селективности, построения ступеней, сценарных переходов и т.д.

Устройство и принцип работы

Конструктивно реле времени состоит из нескольких элементов, число и функции которых могут существенно отличаться в зависимости от типа реле. Общими блоками являются измерительный, блок задержки и рабочий.

Первый из них представлен электромагнитными катушками, полупроводниковыми элементами, микросхемами, реагирующими на поступающие сигналы электрического тока.
Блок задержки выполняется часовым механизмом, мостом, электромагнитным или пневматическим демпфером.
Рабочий элемент представляет собой контакты или выход из аналоговой или цифровой схемы, контролирующих подачу напряжения в те или иные цепи.

В зависимости от конструктивных особенностей конкретной модели будет отличаться и принцип ее работы.

Принцип действия реле времени заключается в создании временного интервала от начала подачи сигнала на реле времени до получения этого сигнала потребителем. Дальнейшие операции и подача питания на рабочий элемент будет коренным образом отличаться в соответствии с типом устройства, поэтому рассматривать принцип действия следует для каждого вида реле времени отдельно.

С электромагнитным замедлением

Конструктивно такое реле времени состоит из электромагнитной катушки, магнитопровода (ярма), подвижного якоря, короткозамкнутой гильзы и блока отключения, которые представлены на рисунке ниже:

Рис. 1: конструкция электромагнитного реле

Принцип работы электромагнитного реле заключается в создании магнитного потока в магнитосердечнике, наводимого от катушки. Магнитный поток притягивает якорь с контактами. Но, в таком режиме работы устройство представляло бы собой обычное промежуточное реле, поэтому для задержки замыкания контактов используется гильза. Она и создает в короткозамкнутом контуре встречный по направленности электромагнитный поток, задерживающий нарастание основного и обуславливающий выдержку временного промежутка.

Как правило, в электромагнитных моделях задержка составляет от 0,07 до 0,15 секунд, работа устройства осуществляется от цепей постоянного тока.

С пневматическим замедлением

Данный тип применяется в станочном оборудовании различных сфер промышленности, в частных случаях встречаются и гидравлические модели. Такое реле времени состоит из рабочей катушки, посаженной на магнитопровод, контактов и пневматической мембраны или диафрагмы, выполняющей роль демпфера.

Рис. 2: конструкция пневматического реле

Принцип работы пневматического реле времени заключается в том, что при подаче напряжения на обмотку в сердечнике возникает магнитный поток, приводящий его в движение. Но моментальная переброска контактов не происходит за счет наличия воздушного промежутка под мембраной. Время задержки включения будет определяться количеством воздуха в демпфере и скоростью его удаления. Для регулировки этого параметра в пневматических моделях предусматривают винт, увеличивающий или уменьшающий объем камеры или ширину выпускного клапана.

С анкерным или часовым механизмом

Конструктивным отличием реле времени с часовым механизмом является наличие пружинного устройства, которое заводится за счет электрического привода или вручную. Замедление срабатывания для него определяется положением замыкающего флажка на циферблате.

Рис. 3: конструкция реле с часовым механизмом

При появлении управляющего сигнала отпускается механизм, и пружина медленно перемещает рабочий элемент, вращающийся по шкале циферблата. При достижении установленной отметки происходит включение нагрузки путем замыкания пары контактов. Пределы выдержки времени можно выбрать специальными зажимами или установкой регулируемой ручки в определенное положение. Конкретный способ управления будет отличаться в зависимости от модели и производителя.

Моторных реле времени

Отличительной особенностью моторных реле является наличие собственного двигателя, который включается в работу вместе с катушкой. Принцип работы такого устройства приведен на рисунке ниже:

Рис. 4: конструкция моторного реле

Напряжение подается на электрическую схему, состоящую из катушки 1 и синхронного двигателя 2. После возбуждения обмоток статора в двигателе его вал приводит в движение систему зубчатой передачи 3 и 4, состоящую, как правило, из нескольких шестеренок. Вращение шестерней моторного реле приводит к механическому нажатию на рычаг, прижимающий контакты. Регулировка диапазона выдержки производится за счет перемещения фиксатора 8.

Электронных реле времени

Современные электронные реле представляют собой автоматический выключатель, принцип подачи сигнала с выхода которого регулируется настройкой R – C цепочки, параметрами микросхем или полупроводниковых элементов. Наиболее простым вариантом является совместная работа конденсатора и резистора, приведенная на рисунке ниже:

Рис. 5: принцип логической цепочки электронного реле

В зависимости от соотношения омического сопротивления резистора и емкости конденсатора, время заряда последнего и будет определять подачу напряжения питания в электронном устройстве. В данном примере приведен простейший вариант времязадающей цепочки, современные модели могут содержать более сложные структуры, включающие несколько R – C ветвей или их комбинации с транзисторами, мостами и другими элементами. Электронные модели обладают рядом весомых преимуществ, в сравнении с другими типами реле:

Сравнительно меньшие размеры;
Высокая точность срабатывания;
Широкий диапазон регулировки – от десятых долей секунд до часов или суток;
Автоматическое управление – удобная система программирования и ее визуальное отображение на дисплее.

Эти преимущества обуславливают повсеместное вытеснение электронными реле других устаревших моделей.

Цикличных

Под цикличными реле времени подразумевают такие устройства, которые выдают управляющий сигнал через какой-либо заданный промежуток времени (для подогрева чайника, открытия окон сутра, включения сигнализации на ночь и т.д.). Такое автоматическое включение имеет определенный сценарий, повторяющийся через какой-либо промежуток времени, из-за чего эту группу устройств также называют сценарными выключателями. Ранее циклическое включение осуществлялось посредством механического пружинного устройства, сегодня эта функция перешла к микропроцессорным элементам. Электронные таймеры находят широкое применение в самых различных сферах, некоторые из которых приведены на рисунке:

Рис. 6: сфера применения цикличных реле

Как выбрать?

При выборе конкретной модели реле времени необходимо руководствоваться такими принципами относительно их параметров:

Род и величина рабочего напряжения – различные модели могут, как подключаться к бытовой сети в 220 В переменного тока, так и работать от пониженных управленческих цепей на 12, 42, 127 В и т.д.
Допустимый ток нагрузки – определяет пропускную способность контактов реле времени без их перегрева.
Диапазон времени срабатывания контактов и чувствительность регулировки этого параметра – определяет скорость включения реле времени, возможность его изменения в каких-либо пределах и возможный шаг регулировки.
Конструктивные особенности и принцип работы – если по местным условиям не допускается классическое переключение контактов по соображениям взрывоопасности, необходимо устанавливать бесконтактные модели.
Влагозащищенность и температурный диапазон – определяет допустимые параметры окружающей среды, в которых может эксплуатироваться данное реле времени.
Тип устройства (цикличные или промежуточные) – первый из них задает некую периодичность выдаваемого сигнала, а второй выступает в качестве промежуточного звена, обеспечивающего задержку времени в уже существующей цепи.

Примеры схем подключения

В зависимости от конкретной модели реле времени или поставленных задач, которое оно должно решать, схема подключения может коренным образом отличаться.

Рис. 7: пример схемы подключения

Посмотрите на рисунок 7, в данном примере приведен один из простейших вариантов управления осветительными приборами при помощи реле времени. Подача управляющего сигнала осуществляется на выводы 1 и 2, а к нагрузке от вывода 3 и нулевого провода. Клемма 4 получает питание от сети 220В. Данная схема широко используется для бытовых нужд и практически не применяется для промышленных целей, так как обеспечивает работу только с одним потребителем (прибором освещения, линией, сигнализацией и т.д.).

Рис. 8: Еще одна схема подключения реле времени

На рисунке 8 приведена схема включения реле времени, здесь способ питания аналогичен предыдущей схеме. Но на выходе устройства реализовано подключение двух независимых групп потребителей от контактов 3 и 5, которые могут иметь индивидуальную логику работы. Такой способ подключения предоставляет куда больший функционал, за счет чего он применяется в местах, где требуется управление сразу несколькими приборами.

Рис. 9: схема включения реле через контактор

Как видите на рисунке 9, при подключении мощного оборудования, для которого реле времени не может осуществлять его электроснабжение из-за недостаточной проводимости собственных цепей, применяется подключение логического элемента через силовой контактор. В данной схеме рабочим органом выступает контактор, управляющий сигнал на который подается с контактов реле времени. Основным преимуществом такой схемы подключения является возможность запитать потребитель любой мощности и принципа действия.

Видео в развитие темы

https://www.youtube.com/watch?v=swsDJITJZs8
https://www.youtube.com/watch?v=IYZCY1hXFdc

Список использованной литературы

Фигурнов Е. П. «Релейная защита» 2004
Игловский И. Г., Владимиров Г. В. «Справочник по слаботочным электрическим реле» 1984
Филипчеико И, П., Рыбин Г. Я. «Электромагнитные реле» 1968
Гуревич В.И. «Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера» 2011
Андреев В.А. «Релейная защита систем электроснабжения в примерах и задачах» 2008
Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. «Релейная защита электроэнергетических систем» 2002

Источник

Временные параметры реле и способы их изменения

Время
притяжения t_пр
и отпускания якоря реле t_отмогут быть
изменены различными способами. Это
выполняется обычно двумя путями:
изменением рабочего тока I_р
в обмотке реле и хода якоря .

Изменение хода
якоря осуществляется применением
различных видов демпфирования. Как
правило используется для увеличения
времени притяжения якоря. Демпфирование
может быть механическим (масляные
демпферы) или магнитным.

Магнитное
демпфирование основано на создании
вихревых токов, возникающих в
короткозамкнутом витке при изменении
потока в сердечнике. В качестве
короткозамкнутого витка используются
медные гильзы, втулки, шайбы.

Медную гильзу можно
разместить внутри обмотки реле, снаружи
обмотки, надеть, как шайбу, на конец
сердечника или использовать её в качестве
каркаса катушки.

Магнитное
и механическое демпфирование являются
конструктивными
способами
изменения временных параметров реле и
используются для замедления на притяжение
и отпускание якоря.

Существуют
также схемные
способы.
Рассмотрим некоторые из них.

Схемы замедления на притяжение

Параллельно
обмотке включается резистор r
через собственный контакт реле
(размыкающий), благодаря чему сопротивление
r
не влияет на время отпускания.

Дополнительная
катушка должна быть выполнена толстой
проволокой, чтобы R_д<<R.

Используются
2 обмотки, включенные встречно. При этом
R_I=R_II
W_IW_II.
В обмотке с меньшим числом витков ток
нарастает быстрее, чем другой, поэтому
результирующий магнитный поток нарастает
медленно, якорь реле притягивается с
замедлением. При размыкании ключа К
встречно убывающие магнитные потоки
ускоряют отпадание якоря.

Шунтирование
обмотки без использования собственных
контактов создает замедление работы
якоря как на притяжение, так и на
отпускание.

Резистор
r
и бареттер с положительным температурным
коэффициентом являются потенциометром.

До
нагрева нити бареттера его сопротивление
мало и напряжения недостаточно для
притяжения якоря. Время замедления
определяется тепловой инерцией нити
бареттера. Для исключения потери энергии
на бареттере после срабатывания реле
в его цепь включен собственный размыкающий
контакт Р. Недостаток- малый ресурс нити
бареттера (1000
чего-то).

При
включении лампы тлеющего разряда,
замедление определяется временем на
ионизацию газового промежутка для
зажигания лампы. Недостаток- малый
ресурс ламп.

Для замыкания и
размыкания цепей с выдержкой времени
в устройствах СЦБ, применяют реле с
термическими включателями (НМШТ,
АНШМТ-380 и др.). Эти реле, кроме контактов,
управляемых электромагнитной системой,
имеют тройники (51-52-53), управляемые
термоэлементом, не связанные с
электромагнитной системой. Термовключатель
представляет собой контактный тройник
с пружинами из термобиметалла. На средней
пружине (общий контакт) расположена
нагревательная обмотка из нихромового
провода.

Реле
с термовключателем обычно применяют
совместно с вспомогательным реле B,
которое служит для контроля полного
остывания термовключателя.

При
замыкании контакта К ток проходит через
контакты 51-53 термовключателя, контролируя
его холодное состояние. В результате
возбуждается вспомогательное реле B
и тыловой контакт 61-63, основного реле,
создается цепь нагревательной обмотки
термовключателя. После нагрева он
замыкает контакты 51-52 и включает обмотку
основного реле (НМШТ), которое срабатывает,
отключая контактом 63 обмотку термовключателя
и получая питание через собственные
контакты 61-62.

Время срабатывания
регулируется от 8 до18 с.

Соседние файлы в папке Shpory_po_TOAT

Источник

Реле времени предназначены для осуществления заданной последовательности включения и выключения различных устройств, элементов схем, подачи сигнализации. При помощи устройств временного управления формируются заданные задержки коммутации и управления. Большая часть конструкций устройств управления временем предусматривает регулировку длительности интервала включения или отключения. В зависимости от конструктивного исполнения реле времени регулировка может осуществляться механическим, электронным или программным способом.

Содержание

1 Принцип работы реле времени
2 Виды и классификация
- 2.1 Цикличные реле времени
- 2.2 Электромагнитные
- 2.3 Пневматические
- 2.4 Моторные
- 2.5 С часовым или анкерным механизмом
- 2.6 Электронные
3 Область применения

Принцип работы реле времени

Общий принцип работы реле времени заключается в формировании временной задержки на включение, выключение или переключение управляющих групп контактов. Реализация задержки зависит от конструктивных особенностей устройства. Общие различия в реле разных типов состоит в коммутации исполнительной части. По этому признаку различают две группы устройств реле:

с задержкой выключения;
с задержкой включения.

Многие реле позволяют осуществлять смену типа коммутации или имеют оба варианта.

Принцип отсчета времени и управления контактами зависит от конструкции реле, но общий алгоритм работы следующий:

при запуске срабатывает контактная группа, организованная в соответствии с типом коммутации (для реле времени с задержкой выключения контакты замыкаются);
одновременно взводится механизм задержки времени (запускается тактовый генератор в электронных устройствах);
по истечении заданного интервала контактная группа меняет свое состояние на противоположное.

Трехпозиционное реле отличается более сложным алгоритмом работы. Последовательность работы такова:

Цепь разомкнута.
Пуск. Цепь замыкается, начитается отсчет.
Отсчет закончен. Цепь замкнута.

В цикличных устройствах перечисленная последовательность повторяется многократно.

Запуск отсчета осуществляется вручную или автоматически непосредственным замыканием контактов подачи питания или через электромагнит, воздействующий на механизм.

Реле времени с задержкой включения работает аналогично.

Виды и классификация

Применение находят следующие типы отсчета временных интервалов, по которым и производится классификация времязадающих устройств:

пневматические;
моторные;
электромагнитные;
часовые (анкерные);
электронные.

Следующее различие заключается в значении напряжения питания управляющего электромагнита, которым осуществляется первоначальный взвод исполнительного устройства или механизма и электромагнита, управляющего коммутированием выходных клемм. Наибольшее распространение получили такие типы реле времени по напряжению:

12 В напряжения постоянного тока;
24 В постоянного тока;
220 вольт переменного тока.

Реле времени на 380В используются в трехфазных сетях с включением по схеме «треугольник».

Рабочее напряжение отличается от напряжения коммутации, которое зависит от исполнения и мощности контактных групп. Рабочее напряжение является необходимым для функционирования устройства и должно находиться в строго заданных пределах. Минимальный предел напряжения коммутации не ограничен. При превышении допустимых значений возможен пробой промежутка между контактами.

Такие же требования предъявляются и к току коммутации, превышение которого более допустимого значения чревато обгоранием и спеканием контактных групп, возникновением электрической дуги в момент размыкания.

Значение рабочего напряжения диктуется требованиями безопасности. При этом учитывается то, что чем больше мощность управляющего электромагнита, тем сильнее потребляемый им ток. Наибольшее распространение получили реле времени на 24 вольта, поскольку в данном случае имеется наиболее выгодное сочетание напряжения и тока потребления реле.

В автомобилях используются реле времени с напряжением питания 12 В, поскольку это самое распространенное значение бортовой сети автомобиля. Например, реле времени управления стеклоочистителями и указателями поворота. Контактные группы этих устройств отличаются высокой надежностью, имеют большой запас по величине тока для исключения обгорания, поскольку от исправной работы зависит безопасность движения по дорогам.

Все перечисленные типы допускают выпуск многоканальных реле времени. В таком случае коммутация цепей осуществляется несколькими независимыми группами контактов. В простых конструкциях срабатывание групп происходит одновременно, в сложных — в зависимости от запрограммированного алгоритма.

Большое разнообразие по количеству групп и алгоритму работы предоставляют электронные устройства. Схемы, разработанные с применением микроконтроллеров, имеют малые габариты, которые ограничены только типом и размерами исполнительных элементов, коммутирующих нагрузку.

От соответствия конструкции предъявляемым требованиям зависит надежность работы устройств и механизмов. Выбор реле времени заключается в подборе такого типа, который соответствует всем предъявляемым требованиям, в числе которых:

рабочее напряжение;
напряжение и ток коммутации;
длительность временных интервалов;
точность установки выдержки;
работа на включение или выключение;
регулировка включения и отключения.

Цикличные реле времени

Данный тип реле времени автоматически и непрерывно формирует заданные промежутки времени. Если задать вопрос о том, зачем нужны реле циклического типа, то можно сказать, что наибольшее распространение они получили в автоматических системах управления освещением (уличным, в животноводческих хозяйствах, в аквариумах).

Электромагнитные

Электромагнитные устройства еще называют реле времени с электромагнитным замедлением. Отличаются простой конструкцией и используются в устройствах релейной автоматики. Обмотка электромагнита дополнительно содержит короткозамкнутый виток в виде медного цилиндра, который препятствует быстрому нарастанию и спаду магнитного потока, в результате чего якорь подвижной системы двигается с замедлением. Время задержки на срабатывание составляет от 0,07 до 0,11 секунды, а на отпускание от 0,5 до 1,4 секунды. Недостатки:

невозможность коррекции времени задержки;
работа только на постоянном токе.

Пневматические

Замедляющим устройством в такой конструкции является пневматический демпфер, воздух в который поступает через калиброванное отверстие. Его проходное сечение регулируется иглой со специальным винтом.

Достоинства: не требует подачи питания

Недостатки:

низкая точность установки времени (свыше 10 %);
чувствительность к загрязнению воздуха.

Моторные

Представляет собой синхронный двигатель, который через редуктор передает вращение валу с контактными группами. Может включать в себя электромагнитную муфту, расцепляющую вал двигателя и редуктор. Время выдержки составляет от нескольких секунд до десятков часов.

Недостатки:

малая точность выдержки времени;
работоспособность только в узком диапазоне температур;
необходимость в регулярной чистке и смазки механизма.

С часовым или анкерным механизмом

Устроены по принципу механических часов. В промышленности для взвода пружины используется токовая обмотка. Таким образом, чем выше ток в обмотке, тем сильнее сжимается пружина и быстрее ход механизма. Отличаются невысокой точностью установки времени. Настройка механического реле подобна регулировке будильника.

Электронные

Самый распространенный класс устройств. Выполнены на электронных компонентах. В качестве времязадающего элемента применяется генератор тактовой частоты или синхронизация от частоты питающей сети.

Отличаются самыми широкими пределами перестройки частоты. Минимальный интервал составляет единицы микросекунд, а максимальный — дни, месяцы и годы. Перестройка интервала выполняется электронным способом (при помощи переключателей) или программным (путем изменения коэффициентов встроенной программы или посредством интерфейса от внешнего оборудования).

Часовое, суточное или недельное реле часто является опцией в электронных часах.

Электронные реле установки времени предоставляют самые широкие возможности построения цепей управления, включая многоканальные варианты исполнения или цикличный режим работы.

В качестве исполнительной части используются полупроводниковые ключи или электромагниты с различными группами контактов для коммутации нагрузки реле.

Достоинства электронных устройств:

самый широкий диапазон установки выдержки;
минимальные габариты и вес;
высокая надежность;
самая высокая точность установки временных интервалов.

Точность выдержки зависит только от стабильности частоты задающего генератора. Использование генераторов на кварцевых элементах с термостабилизацией позволяет достигнуть точности тысячных долей процента.

Недостатки: необходимость в подаче внешнего питания для работы электронных компонентов схемы.

Схемы реле времени имеют большое разнообразие. Среди них встречаются и простейшие, и сложные на основе микроконтроллеров.

Область применения

Реле выдержки времени применяются в тех областях, где необходимо строго соблюдать интервалы между включением и выключением оборудования, для подачи сигналов в установленные промежутки.

Необходимость использования того или иного типа устройств диктуется местными условиями и требованиями к их параметрам.

Электронные устройства способны заменить все выше рассмотренные при условии наличия внешнего питания.

Источник

Устройство, срабатывающее по факту истечения назначенного временного интервала, называется реле времени — прибор нашёл широкое применение в электротехнике, электрике, электронике. Благодаря его использованию в схемных решениях удаётся реализовывать более гибкие функции управления различной техникой и аппаратами.

В зависимости от конструкции и принципа работы прибора можно организовать различные по сложности исполнения электрические схемы.

Предлагаем разобраться, какие существуют виды реле времени, в чем их специфика работы и применения. Теоретический материал дополнен практическими рекомендациями по подключению и настройке устройства временного управления.

Содержание статьи:

Принцип действия реле времени
- Вариант #1: электромагнитные приборы
- Вариант #2: пневматические устройства
- Вариант #3: модификации часового типа
- Вариант #4: электронные реле
Настройка электронно-механических аналоговых реле
Регулировка приборов с цифровой шкалой
Подключение реле времени в схеме управления
Выводы и полезное видео по теме

Принцип действия реле времени

Электронные приборы представлены конструктивным разнообразием, поэтому рассматривать принцип устройства реле времени следует с учётом каждой конструктивной вариации в отдельности.

Такой выглядит одна из многочисленных конструкций реле времени. По сути, прибор напоминает обычный коммутатор, действие которого, однако, привязано к циклу течения времени

С точки зрения исполняемых действий, на практике используются электромагнитные, пневматические, электронные конструкции и устройства на часовом механизме.

Вариант #1: электромагнитные приборы

Устройства, поддерживающие электромагнитный принцип действия, как правило, предназначены для работы исключительно в схемах с питанием от постоянного тока.

Конструкция электромагнитного реле времени РЭВ-814: 1 – узел неподвижных контактов; 2 – скоба; 3 – демпферный механизм из меди; 4 – угольник; 5 – сердечник обмотки главного контура; 6 – якорь; 7 – подвижные контакты якоря

Диапазон срабатывания по времени обычно составляет 0,07 – 0,11 сек по включению и 0,5 – 1,4 сек по отключению. Конструкция таких реле времени содержит две рабочих обмотки, одна из которых представляет собой короткозамкнутый контур в виде медного кольца.

Когда через основную обмотку проходит электрический ток, отмечается рост магнитного потока. Этим потоком формируется ток короткозамкнутой обмотки, за счёт чего рост магнитного потока основной обмотки ограничивается.

Как результат, формируется временная характеристика движения якоря исполнительного механизма или, иными словами, создаётся выдержка по времени на включение.

Усовершенствованная конструкция реле времени электромагнитного типа. Этой моделью прибора поддерживается коммутация четырёх независимых каналов нагрузки. Вместе с тем по токовым параметрам устройство выглядит слабее старых моделей (+)

Если прекращается подача тока в контур основной обмотки, благодаря эффекту индуктивности, некоторое время остаётся активным магнитное поле короткозамкнутой обмотки. Соответственно, в течение этого времени реле не отключается.

Вариант #2: пневматические устройства

Конструкции на базе пневматических систем – своего рода эксклюзивные устройства. Подобные устройства оснащены специальной механикой замедления – пневматическим демпферным механизмом.

Регулировать время выдержки пневматических реле можно путём уменьшения или увеличения проходного сечения трубки, через которую осуществляется подвод воздуха. Для этих целей конструкции пневматических реле снабжаются регулировочным винтом.

Одна из распространённых конструкций пневматических приборов. Достаточно простое надёжное исполнение. Параметры коммутируемого тока до 16 ампер. В качестве коммутатора используется мини-переключатель на два канала

Диапазон установки временной задержки пневматических реле составляет в среднем 1 – 60 сек. Однако есть экземпляры, перекрывающие этот диапазон практически вдвое. Правда, на практике отмечены небольшие погрешности (около 10%) в плане точности срабатывания по установленным значениям.

Вариант #3: модификации часового типа

Так называемые часовые реле времени нашли широкое применение в электрике. Этот вид приборов нередко используется в конструкциях автоматических выключателей, предназначенных для защиты цепей напряжением 500 – 10000 вольт. Диапазон выдержки составляет 0,1 – 20 сек.

Принцип действия часовых моделей построен на работе пружины, взводимой механическим приводом (анкером) электромагнита. Коммутация контактных групп часового реле времени выполняется по факту пройденного времени, значение которого ранее было установлено на шкале прибора.

Представитель достаточно древней серии приборов – реле времени с часовым механизмом. Между тем, этот вид устройств показал надёжную безотказную работу в самых разных условиях

Скорость хода механизма устройства напрямую связана с силой тока, протекающего в обмотке электромагнита. Этот фактор позволяет настраивать прибор под исполнение функций защиты. Особенность такой защиты выражается полной независимостью от влияния окружающей температуры.

Вариант #4: электронные реле

Последние несколько лет практически везде, где могут применяться реле времени, на смену устаревшим электромеханическим моделям пришли электронные версии.

Этот вид приборов обладает целым рядом преимуществ:

малые габариты корпуса;
высокая точность срабатывания;
удобный механизм настройки;
визуальное отображение информации.

Электронные версии действуют, как правило, на основе цифровых импульсных счётчиков. Многие современные приборы построены на высокопроизводительных микропроцессорах. Реле цифровые обычно рассчитаны на коммутацию мало-индуктивных либо неиндуктивных нагрузок.

Современная разработка – цифровое реле, призванное обеспечить коммутацию по времени. Привлекает удобством управления и контроля, гибкой настройкой и внешним видом

Для настройки реле времени цифрового типа достаточно задать нужные временные параметры с помощью функциональных клавиш, размещённых непосредственно на фронтальной панели корпуса.

Настройка обычно доступна в широких пределах по времени, позволяет охватывать не только секунды, минуты, часы, но также дни недели. Для примера можно рассмотреть модель недельного электронного реле — таймера.

Электронный таймер с функциями автоматических включений-отключений может удачно использоваться в схемах управления разными видами устройств. Так называемое «недельное» реле времени обеспечивает выполнение функций коммутации в соответствии с установленным промежутком времени в рамках недельного цикла. Такие устройства используются в системах «умный дом».

Например, благодаря прибору открываются возможности:

коммутировать системы освещения в заданное время;
запускать или останавливать технологическое оборудование;
активировать/деактивировать охранные системы.

Прибор небольшой по размерам, имеет несколько функциональных клавиш управления. Применяя системную клавиатуру, пользователь может его легко настраивать (программировать).

Пользовательский функционал цифрового реле времени – панель управления с клавишами установки параметров. Плюс жидкокристаллический дисплей, где отображается вся необходимая информация

Режим программирования активируется нажатием и удержанием кнопки, обозначенной символом «P». Выполнить системный сброс помогает клавиша «Reset». Изменение настроек времени реле осуществляется клавишами установки минут, часов, дней недели при активном режиме программирования.

Стандартной схемой подключения реле времени предусматривается установка одного из двух режимов управления действиями – ручного или автоматического. Удобство настройки реле цифрового типа обеспечивает информационный жидкокристаллический дисплей.

Настройка электронно-механических аналоговых реле

Системы промышленной автоматики, а также различные бытовые модули часто оснащаются электромеханическими устройствами, конструкция которых предусматривает настройку при помощи потенциометров.

Электромеханический тип устройства отсчёта времени с регулировкой параметров потенциометрами. Существуют различные конфигурации подобных приборов, что делает возможным применять их в схемах разной сложности

На передней панели корпуса таких устройств располагается шток потенциометра (или несколько штоков), предназначенный под вращение лезвием отвёртки. По окружности штока (штоков) наносится размеченная шкала значений установки.

Прорезь на штоке под лезвие отвёртки является своеобразным указателем, изменяющим своё положение при вращении штока. Установкой этого указателя напротив определённых значений размеченной шкалы достигается настройка нужного параметра.

Многоканальный прибор электронно-механического типа. Настраивается легко и просто путём вращения потенциометров с помощью отвёртки. На фронтальной панели также имеется светодиодная индикация состояния

Приборы подобного типа (например, NTE8) нашли широкое применение в схемах управления вентиляционными системами, отопительными модулями, приборами искусственного освещения.

Регулировка приборов с цифровой шкалой

Пользование приборами с функциями механической настройки можно продемонстрировать на примере таймера бытового марки REV Ritter, предназначенного для включения в сетевую домашнюю розетку.

Так называемое «розеточное» реле, предназначенное для использования в бытовых условиях. Время действия, как правило, ограничивается суточным диапазоном. Этого времени вполне достаточно для бытового применения

При помощи розетки с таймером можно управлять в заданном диапазоне времени практически любой бытовой техникой. Для применения этого суточного таймера достаточно включить устройство в розетку и настроить.

Настройка сопровождается следующими действиями:

Поднять все сегменты, расположенные по окружности диска настройки.
Опустить только те сегменты, которые соответствуют времени настройки.
Поворотом диска настройки выставить указатель диска на текущее время.

Например, если были опущены сегменты между цифрами шкалы 18 и 20, после того, как реле начнёт отсчёт времени, нагрузка будет включена в 18 часов и отключена в 20 часов.

В целом, конструкция механического реле REV Ritter позволяет организовать до 48 включений за полные 24 часа.

Модификация «розеточного» реле времени: 1 – розетка подключения нагрузки; 2 – ручное управление; 3 – шкала, размеченная на 24 часа; 4 – программные сегменты; 5 – указатель текущего времени; 6 – вилка включения в розетку бытовой сети (+)

Вместе с тем, устройство поддерживает функцию внепрограммного включения нагрузки. Для этого имеется отдельная кнопка, расположенная на боковой стороне корпуса. Если пользователь активирует эту кнопку, нагрузка подключается к сети непосредственно, независимо от состояния контактов реле.

Подключение реле времени в схеме управления

Устройство необходимо подключать с учётом соответствия места установки тем условиям, какие заявлены в техническом паспорте прибора. Как правило, монтаж предполагает вертикальную установку прибора при допусках отклонения от вертикали не более чем на 10º.

Температурные границы помещения, где предполагается монтаж и эксплуатация реле времени, обычно не превышают диапазон -20°С + 50°С.

Уровень влажности воздуха в зоне инсталляции прибора не должен превышать значения 80%. Электрическую схему, куда устанавливается таймер, на время установки следует отключить от сетевого питания.

Классическая схема подключения реле времени, в данном случае, для прибора, коммутирующего два канала с нагрузкой. По такому же принципу подключаются устройства на разное число коммутаций (+)

Прибор любой конструкции традиционно имеет технический паспорт, где обозначена схема подключения. Многие таймеры электронно-механические и цифровые дополняются схемой, нанесённой непосредственно на корпусе и показывающей, как и в какой последовательности подключить реле времени.

Классический вариант подключения выглядит так:

Подключение лини напряжения на клеммы питания прибора.
Фазная линия через автоматический выключатель соединяется с входным контактом нагрузки реле.
Выходной контакт нагрузки реле подключается непосредственно к фазной линии нагрузки.

По сути, схема подключения для основной массы приборов выстраивается по идентичному принципу: подключение питания на сам прибор и включение нагрузки через группу коммутируемых контактов.

В зависимости от типа реле (однофазные, трёхфазные), а также от конструктивных особенностей, этих контактных групп может быть несколько.

Простой вариант реле времени можно сделать собственноручно. Схемы различных самоделок описаны в этой статье.

Выводы и полезное видео по теме

В видео-ролике рассматривается возможность использования модульного устройства, где присутствуют два независимых коммутирующих по времени устройства. Схема предусматривает включение двух приборов бытовой техники, настройку их работы во временных интервалах и другие функции.

Конечно же, все существующие модификации реле времени не охватить одним скромным обзором. Для рассмотрения всего ассортимента приборов потребуется написать целую книгу. Собственно, справочники по таймерам разных видов доступны, и при желании отыскать необходимые сведения можно всегда.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по работе, выбору, подключению и настройке реле времени? Можете оставлять комментарии к публикации и участвовать в обсуждениях. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Источник

Макеты страниц

Существует много конструктивных и схемных методов замедления времени срабатывания (получения времени выдержки) электромеханических реле.

Наиболее широко распространены конденсаторные реле времени благодаря малым габаритам, надежности, простоте изготовления и малой стоимости. В этих реле выдержка времени обеспечивается с помощью интегрирующих -цепей с большой постоянной времени.

Простейшее конденсаторное реле времени с включением конденсатора параллельно обмотке электромеханического реле показано на рис. 7.5. Недостатком такого включения является сложная зависимость времени выдержки от индуктивности обмотки Ьобм.

Рис. 7.5.

В схеме на рис. 7.5 возможно возникновение нежелательных колебаний так как элементы и С образуют колебательный контур. Для исключения возможности периодических колебаний в цепи необходимо выполнить условие

откуда видно, что емкость конденсатора С необходимо выбирать большой.

Для устранения отмеченных недостатков осуществляют вязку интегрирующих входных -цепей и обмотки реле с помощью электронных схем.

Рис. 7.6

В таких реле времени, называемых электронными, время выдержки определяется в основном процессами заряда или разряда конденсатора. Схема простейшего электронного реле времени на транзисторе приведена на рис. 7.6, а. В исходном состоянии на входе схемы действует положительное напряжение , за счет которого диод находится в открытом состоянии, а транзистор VT закрыт. Пренебрегая обратным током транзистора, можно считать, что ток через обмотку реле, включенного в коллекторную цепь транзистора, не протекает. Конденсатор С заряжен до напряжения .

Если изменить полярность входного напряжения (рис. 7.6, б), т. е. подать отрицательный сигнал, диод запирается, так как входное напряжение изменяется скачком на значение , а напряжение на конденсаторе скачком измениться не может. При запирании диода источник входного сигнала отключается от схемы реле и конденсатор начинает разряжаться с постоянной времени выдержки (считаем внутренние сопротивления закрытых диода и транзистора значительно большими по сравнению с сопротивлением резистора R). Напряжение на конденсаторе изменяется по закону

стремясь при к уровню (рис. 7.6, б).

В момент времени , когда напряжение достигает нулевого значения, открывается эмиттерный переход транзистора.

Так как внутреннее сопротивление эмиттерного перехода мало (считаем ), то напряжение фиксируется на нулевом уровне и через базу транзистора протекает ток

вызывающий появление коллекторного тока

срабатывание реле, если .

Таким образом, в схеме рис. 7.6, б время выдержки определяется приближенно отрезком (пренебрегаем временем срабатывания электромеханического реле и переходными процессами в транзисторе). Начиная отсчет времени от и полагая в формуле , после некоторых преобразований получим

Если с момента скачком изменить полярность входного напряжения (обеспечить ), то откроется диод . Ток базы транзистора также скачком падает от значения до значения и меняет свое направление при

способствуя быстрому запиранию транзистора; — соответственно внутренние сопротивления источника входного напряжения и открытого диода .

Ток коллектора уменьшается со скоростью переходного процесса запирания транзистора, и при контакты электромеханического реле возвращаются в исходное состояние.

После запирания транзистора конденсатор заряжается до значения с постоянной времени восстановления исходного состояния схемы

Учитывая, что для выполнения неравенства (7.23) обычно принимают , можно записать

Зная постоянную , из формулы

найдем время восстановления исходного состояния схемы, отсчитываемое как промежуток времени между уровнями 0,1 и .

При обеспечении достаточно малых значений время восстановления исходного состояния схемы будет определяться временем отпускания электромеханического реле, т. е. .

Из формулы (7.22) следует, что для получения больших времен выдержки необходимо увеличивать параметры R и С, определяющие постоянную времени . Однако при увеличении емкокости конденсатора С одновременно с временем выдержки возрастает и время восстановления исходного состояния схемы, что снижает максимальную частоту входного сигнала, т. е. быстро действие схемы. Поэтому для получения больших значений более целесообразно увеличивать сопротивление резистора хотя при этом уменьшается рабочий ток коллектора. Полагая в формуле , найдем максимальное значение сопротивления резистора

Используя в схеме рис. 7.6, а составной транзистор, можно увеличить максимальное сопротивление резистора до значения

где — коэффициенты усиления по току отдельных транзисторов в схеме составного транзистора.

Рис. 7.7

В схеме реле времени, приведенной на рис. 7.7, а, для получения большой выдержки используется свойство стабилитрона резко уменьшать внутреннее сопротивление , если обратное напряжение, приложенное к стабилитрону, превышает напряжение пробоя . Временные диаграммы работы схемы приведены на рис. 7.7, б.

В исходном состоянии на входе схемы действует небольшое отрицательное напряжение — .

Диод открыт, а стабилитрон закрыт , так как к нему приложено обратное наряжение, равное напряжению . Так как база через резистор соединена с эмиттером, то транзистор закрыт и ток через обмотку электромеханического реле, включенного в коллекторную цепь не протекает. При подаче на вход схемы в момент времени положительного скачка напряжения диод зарывается, отключая источник входного сигнала от схемы, и конденсатор заряжается с постоянной времени б). Напряжение на конденсаторе , а следовательно, и обратное напряжение на стабилитроне истаб изменяются от значения по закону

стремясь к уровню — при .

При достижении в момент времени напряжением «стаб значения внутреннее сопротивление стабилитрона резко уменьшается (считаем ), а напряжение «с стабилизируется на уровне . Через базу транзистора без учета протекает ток

вызывающий появление коллекторного тока

и срабатывание реле, если .

Пренебрегая временем срабатывания электромеханического реле и переходными процессами в транзисторе, найдем время выдержки в схеме на рис. 7.7. Начиная отсчет времени от и полагая в выражении , будем иметь

После снятия скачком в момент времени положительного входного сигнала диод снова открывается и конденсатор разряжается через цепь, содержащую внутренние сопротивления открытого диода и источника входного сигнала . Напряжения на конденсаторе и стабилитроне изменяются по экспоненте постоянной времени от до уровня см. Внутреннее сопротивление стабилитрона возрастает что приводит к уменьшению базового тока и соответственно к запиранию транзистора.

При небольших значениях , когда , время восстановления исходного состояния схемы определяется временем отпускания электромеханического реле, т. е.

При время восстановления схемы рассчитывают из соотношения

Из формулы (7.30) следует, что время выдержки зависит от постоянной времени и напряжения пробоя стабилитрона. Чем больше , тем больше время выдержки.

Максимальное значение емкости конденсатора С ограничивается допустимым быстродействием схемы, а возрастание R и связано с уменьшением рабочего тока транзистора, так как для надежного срабатывания электромеханического реле необходимо выполнить условие

откуда следует

Как и в предыдущей схеме (см. рис. 7.6, а), можно увеличить с помощью составного транзистора.

Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ I. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ И РЕЛЕЙНЫЕ СХЕМЫ
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ УСИЛИТЕЛЕЙ
§ 1.2. Коэффициент усиления. Линейные и нелинейные искажения
§ 1.3. Эквивалентная схема усилителя. Входное и выходное сопротивления
§ 1.4. Показатели многокаскадных усилителей
§ 1.5. Шумы в усилителях
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 2. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ
§ 2.1. Виды обратных связей
§ 2.2. Влияние обратной связи на коэффициент усиления и искажения сигнала
§ 2.3. Влияние отрицательной обратной связи на входное сопротивление усилителя
§ 2.4. Влияние отрицательной обратной связи на выходное сопротивление усилителя
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА ТРАНЗИСТОРАХ
§ 3.1. Включение транзистора в схему усилительного каскада. Графический анализ работы каскада
§ 3.2. Режимы работы транзистора в схеме усилительного каскада. Однотактные и двухтактные схемы усилительных каскадов
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА ТРАНЗИСТОРАХ
§ 4.1. Каскад с общим эмиттером
§ 4.2. Схемы с общим эмиттером с термокомпенсацией рабочей точки покоя
§ 4.3. Частотные искажения в схеме с общим эмиттером. Область низких частот
§ 4.4. Широкополосные каскады с общим эмиттером
§ 4.5. Каскад с общей базой (повторитель тока)
§ 4.6. Каскад с общим коллектором (повторитель напряжения)
§ 4.7. Каскад с общим истоком
§ 4.8. Каскад с общим стоком (истоковыб повторитель)
§ 4.9. Выходные каскады (усилители мощности)
Расчет бестрансформаторного двухтактного усилителя мощности
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МНОГОКАСКАДНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
§ 5.1. Усилители с резистивно-емкостной связью
§ 5.2. Усилители с непосредственной связью (усилители постоянного тока)
§ 5.3. Дифференциальные усилители
§ 5.4. Усилители постоянного тока с преобразованием сигнала
§ 5.5. Регулировка усиления сигнала в усилителях низкой частоты
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 6. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ
§ 6.2. Эквивалентная схема и основные параметры
Области применения операционных усилителей
§ 6.3. Линейные схемы на операционных усилителях
§ 6.4. Устойчисвость и частотная коррекция операционных усилителей
§ 6.5. Работа операционного усилителя на низкоомную нагрузку
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 7. РЕЛЕЙНЫЕ СХЕМЫ
§ 7.1. Электромагнитные контактные реле. Общие сведения и основные параметры
§ 7.2. Электронные реле
§ 7.3. Электронные реле времени
§ 7.4. Фотоэлектронные реле
§ 7.5. Электронные реле на тиристорах
РАЗДЕЛ II. ВЫПРЯМИТЕЛИ И СТАБИЛИЗАТОРЫ
§ 8.1. Определение и параметры выпрямителя
§ 8.2. Схемы выпрямителей
§ 8.3. Сглаживающие фильтры
§ 8.4. Фазочувстительные выпрямители и усилители
§ 8.5. Управляемые выпрямители и инверторы
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 9. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА
§ 9.1. Параметрические стабилизаторы
§ 9.2. Компенсационные стабилизаторы
Расчет компенсационного стабилизатора непрерывного действия
Вопросы и задачи для самопроверки
РАЗДЕЛ III. ПРИНЦИП РАДИОСВЯЗИ. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ
§ 10.1. Основные параметры радиопередающих и радиоприемных устройств
§ 10.2. Радиоприемник супергетеродинного типа
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 11. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ КОНТУРЫ
§ 11.1. Свободные колебания в контуре
§ 11.2. Вынужденные колебания в последовательном контуре
§ 11.3. Вынужденные колебания в параллельном контуре
§ 11.4. Вынужденные колебания в связанных контурах
Вопросы и задачи для самопроверки
ГЛАВА 12. ГЕНЕРАТОРЫ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ
§ 12.1. Принципы построения генераторов
§ 12.2. Генератор с фазовращающей RC-цепью
Расчет генератора низкой частоты
§ 12.3. Генератор с мостом Вина в цепи обратной связи
§ 12.4. Генераторы с колебательными контурами
§ 12.5. Стабилизация частоты LC-генераторов. Кварцевые генераторы
ГЛАВА 13. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
§ 13.1. Узкополосные RC-усилители
§ 13.2. Резонансные усилители напряжения высокой частоты
§ 13.3. Резонансные усилители мощности высокой частоты (генераторы с независимым возбуждением)
§ 13.4. Модуляция высокочастотного сигнала
ЛИТЕРАТУРА

Источник

Реле времени: принцип работы, схема подключения и рекомендации по настройке

Принцип действия реле времени

Вариант #1: электромагнитные приборы

Вариант #2: пневматические устройства

Вариант #3: модификации часового типа

Так называемые часовые реле времени нашли широкое применение в электрике. Этот вид приборов нередко используется в конструкциях автоматических выключателей , предназначенных для защиты цепей напряжением 500 – 10000 вольт. Диапазон выдержки составляет 0,1 – 20 сек.

Вариант #4: электронные реле

Этот вид приборов обладает целым рядом преимуществ:

малые габариты корпуса;
высокая точность срабатывания;
удобный механизм настройки;
визуальное отображение информации.

Например, благодаря прибору открываются возможности:

коммутировать системы освещения в заданное время;
запускать или останавливать технологическое оборудование;
активировать/деактивировать охранные системы.

Настройка электронно-механических аналоговых реле

Приборы подобного типа (например, NTE8 ) нашли широкое применение в схемах управления вентиляционными системами, отопительными модулями, приборами искусственного освещения.

Регулировка приборов с цифровой шкалой

Пользование приборами с функциями механической настройки можно продемонстрировать на примере таймера бытового марки REV Ritter , предназначенного для включения в сетевую домашнюю розетку.

Настройка сопровождается следующими действиями:

Поднять все сегменты, расположенные по окружности диска настройки.

Опустить только те сегменты, которые соответствуют времени настройки.

Поворотом диска настройки выставить указатель диска на текущее время.

В целом, конструкция механического реле REV Ritter позволяет организовать до 48 включений за полные 24 часа.

Подключение реле времени в схеме управления

Классический вариант подключения выглядит так:

Подключение лини напряжения на клеммы питания прибора.

Фазная линия через автоматический выключатель соединяется с входным контактом нагрузки реле.

Выходной контакт нагрузки реле подключается непосредственно к фазной линии нагрузки.

Источник

Назначение

Настройка электромеханических приспособлений

Промышленное оборудование и бытовые модули часто могут дополняться электромеханическими приборами. Их конструкция такая, что управление производится благодаря потенциометрам. Впереди корпуса расположен специальный шток потенциометра. Он сделан под плоскую отвёртку. Вокруг этого элемента нанесена шкала со значениями.

Вам это будет интересно Принцип работы, назначение и сферы применения триггеров

Прорезь выполняет роль своеобразного указателя, который меняет своё направление во время вращения. Чтобы настроить необходимый временной показатель, следует установить прорезь под отвёртку напротив требуемого значения.

Наиболее распространённым примером устройств такого типа является электромеханическое реле NTE8. Его используют для контроля вентиляционных систем, искусственного освещения и отопительных модулей.

Устройство и принцип работы

Первый из них представлен электромагнитными катушками, полупроводниковыми элементами, микросхемами, реагирующими на поступающие сигналы электрического тока.
Блок задержки выполняется часовым механизмом, мостом, электромагнитным или пневматическим демпфером.
Рабочий элемент представляет собой контакты или выход из аналоговой или цифровой схемы, контролирующих подачу напряжения в те или иные цепи.

В зависимости от конструктивных особенностей конкретной модели будет отличаться и принцип ее работы.

С электромагнитным замедлением

С пневматическим замедлением

С анкерным или часовым механизмом

Моторных реле времени

Электронных реле времени

Сравнительно меньшие размеры;
Высокая точность срабатывания;
Широкий диапазон регулировки – от десятых долей секунд до часов или суток;
Автоматическое управление – удобная система программирования и ее визуальное отображение на дисплее.

Эти преимущества обуславливают повсеместное вытеснение электронными реле других устаревших моделей.

Цикличных

Пневматические реле времени.

Конструкция содержит электромагнитный привод. На неподвижной части стального магнитопровода расположена катушка. Якорь в обесточенном состоянии реле образует воздушный зазор за счет усилия пружины. Орган реле, обеспечивающий задержку, выполнен в виде съемной приставки. Реле комплектуется одной или двумя приставками. Сама приставка представляет собой воздушную камеру, разделенную на две части эластичной диафрагмой. Верхняя часть камеры является рабочей, она соединена с атмосферой небольшим отверстием, размер которого регулируется винтом. Также имеется обратный клапан, работающий только на выпуск и обеспечивающий взвод диафрагмы. Диафрагма соединена с подпружиненным штоком, который контактирует с якорем электромагнита.

Порядок работы реле следующий. При отключенном питании катушки, якорь под воздействием пружины прижимает шток приставки, обеспечивая взведенное положение диафрагмы, т.е. перемещает ее к верхней стенке камеры, выдавливая из нее воздух. При срабатывании реле, якорь подтягивается к неподвижному сердечнику, при этом освобождая шток мембраны. Шток, под воздействием возвратной пружины, стремится вернуть диафрагму в нейтральное положение, чему препятствует возникающее разрежение воздуха в камере. Происходит подсос воздуха из атмосферы через калиброванное отверстие.

По заполнению камеры, диафрагма возвращается в нейтральную позицию, воздействуя при этом на микровыключатель посредством рычага на штоке. Таким образом, контакты переключаются с выдержкой времени после срабатывания реле. Время задержки регулируется винтом, изменяющим сечение отверстия рабочей камеры.

Как выбрать?

Род и величина рабочего напряжения – различные модели могут, как подключаться к бытовой сети в 220 В переменного тока, так и работать от пониженных управленческих цепей на 12, 42, 127 В и т.д.
Допустимый ток нагрузки – определяет пропускную способность контактов реле времени без их перегрева.
Диапазон времени срабатывания контактов и чувствительность регулировки этого параметра – определяет скорость включения реле времени, возможность его изменения в каких-либо пределах и возможный шаг регулировки.
Конструктивные особенности и принцип работы – если по местным условиям не допускается классическое переключение контактов по соображениям взрывоопасности, необходимо устанавливать бесконтактные модели.
Влагозащищенность и температурный диапазон – определяет допустимые параметры окружающей среды, в которых может эксплуатироваться данное реле времени.
Тип устройства (цикличные или промежуточные) – первый из них задает некую периодичность выдаваемого сигнала, а второй выступает в качестве промежуточного звена, обеспечивающего задержку времени в уже существующей цепи.

Разновидности реле времени

Общепринятая классификация реле основывается на принципе формирования временной задержки, или времени срабатывания реле. По этому признаку можно определить следующие типы реле времени:

• Электромагнитные. В них временная задержка обеспечивается конструктивными особенностями электромагнитной системы самого реле.

• Пневматические. Здесь задержка определена временем заполнения специальной воздушной камеры.

• С часовым механизмом. Время задержки отсчитывается анкерным часовым устройством.

• Моторные. Время определяется поворотом диска, вращаемого электродвигателем с редуктором.

• Электронные. Времязадающим устройством служит электронная схема.

Остановимся подробнее на конструкции, принципе работы и особенностях применения различных типов реле.

Примеры схем подключения

Регулировка цифрового оборудования

Применение устройств с механическими настройками можно объяснить на примере таймера REV Ritter. Он включается в самую обычную бытовую розетку. С помощью этого аппарата происходит контроль управления в необходимых временных рамках любой домашней техники. Его настройка происходит следующим образом:

Поднимаются все элементы, находящиеся вокруг диска.
Опускаются только элементы, которые стоят напротив необходимого значения времени.
Диск поворачивается для установки текущего времени.

Например, если на диске опустить сегменты с числами 15 и 21, то после начала работы устройства питание подключится в 15 часов, а разорвётся цепь в 21 час. Конструкция механизма REV Ritter предполагает организацию 48 периодов за полные сутки.

Также оборудование имеет возможность внепрограммного подключения нагрузки. Чтобы включить такую функцию, есть отдельная кнопка, которая размещена сбоку корпуса. Если на неё нажать, то питание на прибор будет подаваться без учёта настроек.

Список использованной литературы

Фигурнов Е. П. «Релейная защита» 2004
Игловский И. Г., Владимиров Г. В. «Справочник по слаботочным электрическим реле» 1984
Филипчеико И, П., Рыбин Г. Я. «Электромагнитные реле» 1968
Гуревич В.И. «Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера» 2011
Андреев В.А. «Релейная защита систем электроснабжения в примерах и задачах» 2008
Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. «Релейная защита электроэнергетических систем» 2002

Простейший вариант

Пример конструктора для самодельной сборки таймера задержки отключения:

При желании есть возможность самостоятельно собрать реле времени по следующей схеме:

Время задающим элементом является конденсатор С1, в стандартной комплектации КИТ набора 1000 мкФ/16 В, время задержки составляет 10 минут. Регулировка времени осуществляется резистором R1. Питание платы 12 вольт. Управление нагрузкой осуществляется через контакты. Плату можно не делать, собрать на макете.

Для того, чтобы сделать реле времени, нам понадобятся такие детали:

Правильно собранное устройство не нуждается в настройке и готово к работе. Данное самодельное реле задержки времени было описано в журнале «Радиодело» 2005.07.

Основные характеристики КУ

К основным характеристикам, на которые следует обратить внимание при выборе данного вида коммутационного устройства, относят:

чувствительность – срабатывание от подаваемого на обмотку тока определенной силы, достаточной для включения устройства;
сопротивление обмотки электромагнита;
напряжение (ток) срабатывания – минимально допустимое значение, достаточное для переключения контактов;
напряжение (ток) отпускания – значение параметра, при котором происходит отключение КУ;
время притягивания и отпускания якоря;
частота срабатывания с рабочей нагрузкой на контактах.

Источник

Жизнь современного человека насыщена электрическими приборами. Они дают нам необходимые свет и тепло, доносят информацию, существенно облегают выполнение множества повседневных бытовых задач, помогают в строительстве, ремонте, при работе на садовом участке. Без них не обходится ни выполнение домашних лечебно-оздоровительных процедур, ни организация семейного досуга. Естественно, вся эта техника требует соответствующего бережного отношения и умения обращаться с ней. Но и в этом вопросе научно-технический прогресс приходит на помощь человеку.

Для рациональной, экономичной эксплуатации электрических приборов широко используются автоматизированные системы управления. Они способны выполнять массу полезных функций, и в том числе — позволяют включать или выключать устройства именно тогда, когда это требуется, по заданным хозяевами алгоритмам.

Реле времени

Современные системы управления порой поражают широтой своей функциональности. Но иногда бывает достаточно и более простых в устройстве и эксплуатации приборов автоматизации. Так, одним из примеров несложных устройств автоматического управления, кстати, внедренных в быт человека уже довольно давно, является реле времени. Что это такое, для чего оно может использоваться, какие существуют разновидности и по какому принципу они работают – обо всем этом в настоящей публикации.

Что такое реле времени?

Надо полагать, что читатель этой статьи — не специалист в вопросах электротехники, а лишь пытливый пользователь, старающийся расширить свой кругозор и применить полученную информацию в повседневной жизни. Поэтому для начала будет полезно вспомнить, что же скрывается под общим термином «реле»?

Не будем приводить длинную «научную» формулировку этого понятия – она может быть не вполне понятна начинающему. А если говорить простыми словами, то реле – это электромеханическое или электронное устройство, которое производит коммутацию (соединение или разрыв) электрической цепи при получении внешнего управляющего сигнала. Если точнее, то срабатывание происходит, когда внешнее воздействие достигает какой-то заданной величины.

Первые реле были изобретены, изготовлены и применены еще в середине XIX века – они стали незаменимым компонентом аппаратов бурно развивающейся в те времена телеграфной связи. С тех пор, безусловно, эти устройства прошли длинный путь доработок и усовершенствований, повысилась их надежность, появились новые типы, способные работать в самых разных условиях эксплуатации. Но принцип остался неизменным – внешнее управляющее воздействие руководит замыканием, размыканием или переключением электрических цепей.

На схеме очень наглядно показан основной принцип работы электромеханического реле. Ну а количество контактов и схема их переключения при срабатывании устройства далеко не ограничивается этими двумя примерами.

По большей части реле управляются электрическими сигналами – когда показатели силы тока или напряжения достигают определенной величины. Но, кстати, управляющее воздействие вовсе не обязательно является электрическим. Существуют реле, срабатывание которых вызывается изменением давления в трубопроводе, температуры окружающей среды, освещенности объекта и другие. Все это открывает очень широкие возможности автоматизации и обеспечения безопасности эксплуатации разнообразной электрической техники.

Реле давления – в бытовых условиях обычно ставится в цепи питания насосного оборудования, что позволяет автоматизировать работу систем автономного водоснабжения или отопления.

Можно добавить, что в наше время наряду с электромеханическими реле все шире используются «твердотельные» — электронные ключи, в которых переключение контактов происходит за свет использования каскадов полупроводниковых элементов или интегральных микросхем.

Теперь – к вопросу о том, что же такое реле времени.

А подсказка кроется в самом названии. Это в принципе такое же реле, но срабатывание которого происходит с определенной задержкой после подачи (или снятия) управляющего сигнала. Или же коммутация цепей производится с определенным алгоритмом по времени.

Такие устройства нашли очень широкое применение в автоматизации промышленного оборудования. Но их широко используют и в бытовых условиях. Например, на них можно переложить часть забот по управлению осветительными приборами, климатическим оборудованием или системами вентиляции, с получением весьма впечатляющего эффекта экономии электроэнергии. Появляется возможность производить в заданное время необходимые действия с бытовыми электрическими приборами даже в отсутствие хозяев или без их вмешательства. Одним словом, реле времени способны значительно упростить жизнь владельцам дома.

Электромеханическое аналоговое реле времени в корпусе под установку на стандартную DIN-рейку. Даже внешне некоторые приборы такого предназначения напоминают обычные часы.

Это была, так сказать, общая информация. А теперь перейдем к более пристальному рассмотрению разнообразия этих устройств и алгоритмов их работы.

Алгоритмы работы реле времени, функциональные диаграммы, условные обозначения

По каким алгоритмам могут работать реле времени

Выше уже упоминалось, что любые реле могут работать на замыкание, размыкание и переключение контактов при необходимом управляющем воздействии. А в реле времени предусматривается или пауза после такого воздействия, или даже соблюдение определенной цикличности срабатывания.

Различают немало алгоритмов работы реле времени. Ниже на схемах будут рассмотрены наиболее часто применяемые.

На схемах верхним графиком (голубого цвета) показывается напряжение питания, подаваемое на реле. Нижний график – выходное напряжение, идущее от реле на исполнительное устройство (на нагрузку). Красными стрелками показываются диапазоны установленной задержки срабатывания.

Еще одно замечание. Управляющие сигналы для реле могут подаваться по разному.

— Это может быть общее напряжение питание, подаваемое на прибор. Такие реле так и называется – с управлением по питанию.

— Для управления используется отдельная цепь подачи внешнего сигнала.

На приведенных ниже схемах, просто для более понятного восприятия, будут в основном показаны (за одним исключением) алгоритмы для реле с управлением по питанию. Но и для второго варианта они, в принципе, такие же.

Алгоритм 1

Схема алгоритма №1

Реле времени с задержкой включения. После включения питания выходной сигнал будет передан на нагрузку по истечении установленной паузы Т.

Алгоритм 2

Схема алгоритма №2

Выходной сигнал в данном варианте передается на нагрузку сразу после включения питания. Но через установленный интервал Т – прерывается.

Алгоритм 3

Схема алгоритма №3

Включение нагрузки происходит одновременно с подачей общего питания. Но выключение производится после выдержки паузы Т с момента снятия напряжения питания реле.

Алгоритм 4

Схема алгоритма №4

Цикличная работа реле времени, с паузой на старте. После подачи напряжения питания выходной сигнал на нагрузку появляется через интервал Т1. Этот сигнал выдерживается в течение определенного установленного интервала Т2. Затем происходит размыкание, с повторной паузой Т1, после чего вновь включение нагрузки на время Т2 — и так далее до полного снятия напряжения питания.

Алгоритм 5

Схема алгоритма №5

Один из вариантов с постоянно подключенным питанием и управлением с помощью внешнего сигнала. При подаче управляющего импульса (или, наоборот, при его снятии – показано высветленным цветом и пунктиром) срабатывает реле и коммутирует питание на нагрузку. Питание подается в течение установленного периода Т1, после чего автоматически отключается, до поступления очередного управляющего импульса.

Эти алгоритмы можно назвать базовыми. А уже из них, как из «кирпичиков», могут выстраиваться куда более сложные схемы, реализованные в реле различных конструкций и моделей.

Одна из самых важных характеристик реле времени – функциональная диаграмма

Кстати, показанные выше графические схемы имеют название функциональных диаграмм реле, и обычно указываются на корпусе прибора или в его технической документации. То есть при выборе требуемого изделия для определенных нужд, умея читать такие диаграммы, можно отыскать подходящую модель.

Ниже на двух иллюстрациях будет продемонстрировано многообразие функциональных диаграмм реле времени, предлагаемых в продаже. Это показывается лишь в качестве примера, так как на самом деле выбор может быть намного шире. Обратите внимание и на то, что некоторые реле могут иметь несколько выходов на нагрузку, а также несколько каналов получения внешнего управляющего сигнала.

Примеры функциональных диаграмм реле времени с управлением по питанию.

Функциональные диаграммы реле времени – таблица А

Примеры функциональных диаграмм реле времени с управлением внешним сигналом.

Функциональные диаграммы реле времени – таблица Б

Значения временных интервалов Т, Т1, Т2 и т.д. чаще всего имеет возможность устанавливать пользователь. Правда, существуют модели реле времени, в которых время срабатывания уже предустановлено и изменению не подлежит. Но это приборы специального предназначения, обычно устанавливаемые в схемах защит электрических приборов и установок. Естественно, величина задержки в таком случае указывается в техническом описании изделия.

В одном реле времени может быть реализовано несколько алгоритмов его работы, с возможностью выбора. А функциональные диаграммы и схемы контактов обычно изображены на корпусе изделия.

Обозначения контактов реле времени на схемах

При выборе реле времени необходимо уметь разбираться не только в функциональной диаграмме, но и в схеме расположения контактов. Обычно встречаются вот такие принятые обозначения:

А. Контакты, работающие на размыкание цепи.

Условные обозначения контактор реле времени, работающих на размыкание

1 — дуга обращена вниз: задержка срабатывания после подачи управляющего напряжения;

2 — дуга обращена вниз: задержка срабатывания после снятия управляющего напряжения;

3 — две противоположно направленные дуги: задержки и при подаче управляющего напряжения, и при его снятии.

Б. Контакты, работающие на замыкание цепи.

Условные обозначения контактор реле времени, работающих на замыкание

Условия срабатывания, понятно, можно не расписывать – они такие же, как в предыдущем примере.

Разновидности реле времени

Типы реле времени по общему конструктивному исполнению

Итак, выяснили, что переключение контактов в реле времени производится с определенной задержкой после подачи или снятия питающего или управляющего напряжения. Но прежде чем перейти к рассмотрению самих устройств, обеспечивающих работу по заданному алгоритму, заметим, что реле времени по своей компоновке или общему исполнению можно разделить на несколько типов.

Моноблочные реле времени. Это – совершенно независимые приборы с собственным корпусом, встроенным питанием или устройством для подключения питания, с выходом, к которому можно подключать стороннюю бытовую или иную технику. Такое реле можно устанавливать в практически в любом месте по необходимости, и подключать к нему тот прибор (систему) который требует подобного управления по времени. Классическим примером может служить реле времени, с которым хорошо знакомы те, кто занимался печатью фотографий.

Такое реле времени позволяло очень точно соблюдать выбранную экспозицию фотобумаги при печатании фотографий

К приборам более широкого использования можно отнести современные реле времени (таймеры) которые останавливаются в розетку и имеют гнездо для подключения сетевой вилки нагрузки. Самый простейший пример использования – можно с вечера запрограммировать, чтобы к утреннему подъему хозяев в электрическом чайнике была вскипячена вода.

Реле времени (или таймеры), подключаемые в розетку и сами становящиеся «управляемой розеткой» для подключенного к ним электрического прибора. Как видно, могут быть электромеханическими и электронными.

Встраиваемые реле времени. Они не имеют собственного корпуса, являются одним из узлов электрического прибора (или предназначены для такой установки), и автономно, как правило, не применяются. Классический пример такого реле времени – это механический или электронный таймер, руководящий режимами работы стиральной машины, микроволновки, электрической духовки и т.п.

Встраиваемое реле времени, как отдельный узел общего устройства крупного бытового прибора

Такие реле могут быть электромеханическими, имеющими блочное исполнение. Другой вариант – это реле электронного типа, собранное на печатной плате, которая коммутируется с общей схемой того или иного электрического прибора.

Электронное реле времени, выполненное в виде монтажной сборки на печатной плате

Модульные реле времени. Как понятно уже из названия, такие приборы имеют стандартизированные размеры и предназначаются для установки на DIN-рейку распределительного щита. Там же, в щите, производится и из стационарное подключение к источнику питания и нагрузке, работой которой они будут управлять. Например, таким образом можно подключить системы освещения, которые будут работать по определенному алгоритму времени, мощные приборы отопления, скажем, с тем расчетом, чтобы их основное функционирование приходилось на часы действия льготного тарифа, вентиляционные установки для обеспечения заданной периодичности проветривания и т.п. Возможно их использование и с другими крупными бытовыми приборами, если те в своей конструкции не имеют собственного встроенного таймера.

Модульные реле времени представлены в продаже широким разнообразием моделей различной степени сложности и функциональной оснащенности

Несмотря на единообразие размеров, модульные реле времени могут значительно различаться набором возможностей, количеством каналов и программируемых интервалов. В зависимости от степени сложности и, отчасти, от допустимой мощности подключаемого к ним оборудования, такие реле могут занимать одно, два, три и даже больше модуль-мест на DIN-рейке распределительного щита.

Такое электронное реле времени с возможностью настройки суточного цикла работы займет на DIN-рейке три модуль-места

Удобно – места такие приборы занимают совсем немного, находятся не на виду, детям недоступны. Многие позволяют задавать суточный, недельный месячный или даже годовой алгоритм работы, то есть не требуют частого вмешательства в управление. Но если и возникнет нужда внести корректировки, то удобное расположение реле времени на рейке, с расположением всех органов управления на фасадной панели, позволит это сделать безо всякого труда.

Типы реле времени по принципу работы

Теперь стоит разобраться, что за механизмы обеспечивают задание необходимого временного интервала. По этому критерию реле времени можно подразделить на несколько типов – это электромагнитные приборы, устройства с пневматическим или гидравлическим замедлителем, моторные, реле с механическим часовым механизмом и электронные.

Цены на реле времени CRM

~~реле времени CRM~~

Рассмотрим их вкратце в перечисленном порядке

Электромагнитные реле времени

Они обычно применяются в каскадах пуска и остановки мощного оборудования – позволяют несколько разнести по времени запуск отдельных узлов (механизмов) во избежание резких скачков нагрузки на линию питания.

Принцип работы узла замедления срабатывания заключается в следующем. Конструктивно реле представляет собой электромагнитную катушку. Перемещение притягиваемого к сердечнику катушки якоря передается на механизм замыкания-размыкания контактов. Но на общий сердечник с катушкой надета гильза (чаще всего – медная), которая становится дополнительным короткозамкнутым контуром.

Принцип устройства электромагнитного реле времени

При подаче напряжения питания на катушку в этой дополнительной «обмотке» наводится ЭДС, создающая ток с таким направлением, что он получается в «противоходе» току в основной катушке. То есть своеобразно «гасит» скорость нарастания напряженности электромагнитного поля, необходимого для притягивания якоря реле. И в итоге срабатывание контактной группы происходит не мгновенно при включении питания, а с задержкой, длительность которой можно регулировать уровнем пожатия пружины якоря. Диапазон задержки обычно лежит в пределах о 0,07 до 0,15 секунд.

«Классический» пример электромагнитного реле времени – используемая в цепях питания мощного оборудования модель РЭВ 812

При выключении питания происходит обратная картина – за свет наличия дополнительной обмотки-гильзы наблюдается своеобразный эффект «инерции», и размыкание контактов тоже происходит с задержкой. Она может составлять от 0,5 до 1,5÷2 секунд.

Пневматические или гидравлические реле времени.

Вряд ли с ними придется иметь дело в бытовых условиях – они тоже ставились только на мощное обрабатывающее оборудование. Но с механизмом замедления познакомиться все же будет интересно, потому как он имеет довольно оригинальную конструкцию.

Реле времени РВП 72-3221 с пневматическим замедлителем срабатывания

Конструктивно такие реле обязательно включают камеру с диафрагмой, в которую упирается подвижный узел (колодка), вызывающая переключение контактов. При снятии напряжения с обмотки катушки колодка освобождается и под действием пружины начинает перемещаться. Но движение колодки тормозится диафрагмой — до выхода воздуха из пневмокамеры. А скорость выпуска воздуха зависит от сечения отверстия, которое, в свою очередь, регулируется специальной иглой.

Регулировки интервала замедления срабатывания могут проводиться в достаточно широком диапазоне и с высокой степенью точности.

Помимо пневматических, существуют и гидравлические замедлители, в которых через регулируемое отверстие между камерами перепускается жидкость (например, трансформаторное масло). Но принцип срабатывания при этом не меняется.

Моторные реле времени

Такие устройства тоже, похоже, уже становятся пережитками прошлого, хотя могут еще встречаться на старых образцах примышленного оборудования.

Принцип работы моторного реле времени

Характерная особенность таких приборов – это наличие, кроме присущей большинству реле катушки, еще и собственного электропривода. При включении питания оно подается и на катушку, и на электродвигатель, с которого вращение передаётся по системе зубчатых передач рабочим колесам. На этих колесах (имеющих градуировку по времени) есть специальные выступы, которые в определённый момент вызовут замыкание или размыкание контактов цепи питания катушки. Ну а включение или выключение питания на обмотке катушки, в свою очередь, обеспечивает необходимую коммутацию подключенных к реле времени силовых линий.

Цены на реле времени Feron

~~реле времени Feron~~

Время срабатывания устанавливается начальным положением рабочего колеса. Кстати, в одном реле таких колес может быть и несколько, что позволяет организовывать довольно сложные алгоритмы управления подключенной нагрузкой.

Моторное реле времени ВС-33

Реле времени с анкерным (часовым) механизмом

Самый простой и очень наглядный пример аналога подобных реле времени – это обычные настольные часы с будильником, работающие от батарейки. Время срабатывания устанавливается отдельной специальной стрелкой. И когда часовая стрелка сравняется с ней – произойдет замыкание контакта, и питание будет подано на генератор звукового сигнала.

Безусловно, сами реле времени устроены несколько сложнее, да и нагрузка к ним подключается куда более мощная, чем миниатюрный биппер. Но принцип действия – очень схожий. Механизм отсчета времени – практически полная аналогия с обычными часами. В некоторых реле старых образцов – даже пружина заводится вручную, по мере необходимости. В других – завод осуществляется автоматически при включении питания за сет перемещения электромагнитного якоря.

Реле времени с часовым механизмом РВ 235 УХЛ4. С производства давно сняты, но у некоторых хозяев продолжают верно служить

Реле с часовым механизмом в продаже представлены в широком разнообразии. Большой популярностью у пользователей пользуются модели с циферблатом, разделенным на 24 часа, а каждый час делится еще обычно на четыре отрезка по 15 минут. Каждому такому минимальному интервалу соответствует подвижный сектор (штырек, рычажок, в зависимости от модели).

При подключении реле к сети циферблат начинает вращаться с угловой скоростью один оборот в сутки. На циферблате выставляется текущее астрономическое время. Ну а затем несложно запрограммировать алгоритм срабатывания реле – нажатием (откидыванием или иным перемещением) подвижных секторов, соответствующих тем периодам времени, когда питание на нагрузку должно быть включено.

Программирование алгоритма срабатывания такого реле времени – несложное и интуитивно понятное

Подобные реле времени выпускаются в модульном или моноблочном исполнении, то есть или устанавливаются в распределительном шкафу, или напрямую подключатся в розетку. Невысокая стоимость и простота в эксплуатации снискали им широкую популярность. Точность выставления диапазона и срабатывания реле, безусловно, нельзя назвать высокой (минимальная градация в 15 минут), но для большинства бытовых приборов этого бывает вполне достаточно.

Ну а если требуются более точные настройки, вплоть до секундной градации, то лучше всего сразу приобрести электронное реле времени.

Узнайте, как подключить розетку, а также ознакомьтесь с пошаговыми примерами правильного подключения провода к розетке.

Электронные реле времени

Электронные реле времени в настоящее время все активнее вытесняют своих электромеханических «собратьев». Это понятно – привлекает высокая точность срабатывания, возможности программирования на длительный период: на неделю месяц и даже более, с учетом чередования выходных и праздничных дней, смены сезона, других факторов, влияющих на предполагаемый режим работы подключенных к реле электроприборов.

Электронное реле времени с богатым набором возможностей программирования алгоритма управления подключенными электрическими приборами или системами

В этой категории тоже есть свое подразделение по технологии отсчета времени срабатывания. Углубляться в тему не будем – этот вопрос, скорее, интересен специалистам-электронщикам.

Можно лишь вкратце пояснить, что самые простые электронные реле отсчитывают время с помощью RC-цепочек (резистор + конденсатор). Время зарядки конденсатора зависит от номинала самого конденсатора и включенного с ним в цепь резистора. То есть это легко просчитывается, и плавным изменением номиналов элементов схемы или сменой цепочек (в некоторых реле их несколько) можно установить нужный интервал задержки срабатывания.

Более сложные реле времени оснащены специальными микросхемами или каскадом полупроводниковых приборов, обеспечивающих необходимую задержку по времени. Ну а самые современные на сегодняшний день имеют микропроцессорные блоки и кварцевые генераторы опорной частоты. Так что отсчёт времени в них происходит с максимальной точностью, а энергонезависимая память позволяет проводить программирование алгоритма работы.

Электронное реле времени модульного исполнения с аналоговой настройкой параметров работы. Сравнительно недорого и очень часто – вполне достаточно.

Ассортимент электронных реле времени – очень широк. Вполне можно приобрести относительно недорогую модель с аналоговой настройкой параметров и обеспечивающее простейшие операции включения-выключения силовой линии с требуемой задержкой или по определённому алгоритму. Часто для реализации задуманной автоматизации того или иного процесса и такого прибора бывает вполне достаточно. Более совершенные реле времени оснащаются цифровыми жидкокристаллическими дисплеями и кнопочной (сенсорной) системой управления с точностью выставления параметров буквально до долей секунды. Удобно, но и стоимость, безусловно, растет пропорционально.

Можно еще добавить, что электронные реле времени могут выпускаться в любом из исполнений – как отдельные приборы-моноблоки (например – опять же, вариант «розетка с таймером»), в виде плат или блоков для установки в оборудование, или в модульной компоновке для размещения на DIN-рейке.

Видео: Пример использования электронного реле времени KEMOT URZ2001-1

* * * * * * *

К слову, немало «ломается копий» по поводу, как же правильнее называть подобные устройства – реле времени или таймерами. Приводятся доводы, что работа реле увязывается с астрономическим временем, а таймер лишь производит обратный отсчет заданного интервала. Или наоборот, что реле должно лишь обеспечивать задержку включения и выключения, а все что касается возможностей программирования (задания алгоритма работы) – это таймеры. Таким образом, утверждения прямо противоречат друг другу.

По мнению автора этой статьи, «граница» между этими типами приборов, если она и есть – весьма условная. И морочить себе голову тонкостями терминологии – вряд ли в данном случае имеет смысл. Главное – разобраться и суметь сформулировать: для чего вам требуется устройство управления и какими функциями оно должно обладать. И можете не сомневаться, что грамотный продавец-консультант прекрасно вас поймет и предложит оптимальную модель. А в паспорте у нее, кстати может быть указано и таймер, и реле времени. А нередко – и оба термина сразу, через тире или в скобках.

Источник