Принцип работы электромеханического реле времени

Что такое реле времени и как оно работает?

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.

Источник

Основные виды и принцип работы реле времени

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.

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:

1. Цепь разомкнута.
2. Пуск. Цепь замыкается, начитается отсчет.
3. 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

• 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.

• 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.

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.

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.

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.

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.

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

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

Алгоритм 2

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

Алгоритм 3

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

Алгоритм 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

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.

Примеры функциональных диаграмм реле времени с управлением внешним сигналом.

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.

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.

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.

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.

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.

• 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.

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.

• 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 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.

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.

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.

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.

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.

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:

1. Цепь разомкнута.
2. Пуск. Цепь замыкается, начитается отсчет.
3. 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.

В
схемах защиты и автоматики часто
требуется выдержка времени между
срабатыванием двух или нескольких
аппаратов. При автоматизации технологических
процессов также может возникнуть
необходимость в
определенной временной последовательности
операций. Для создания выдержки времени
служат электрические аппараты, называемые
реле времени.
Общими
требованиями для реле времени являются:

а)
стабильность
выдержки времени при колебаниях
напряжения,
частоты
питания, температуры окружающей среды
и воздействии других
факторов;

б)
малые потребляемая мощность, масса и
габариты.

Возврат
реле в исходное положение происходит,
как правило, при его
обесточивании. Поэтому коэффициент
возврата может быть очень низким.

В
зависимости от назначения к реле времени
предъявляются раз­личные
специфические требования. Для схем
автоматического управления электроприводом
при большой частоте включений требуются
реле с высо­кой
механической износостойкостью — до
(5-10)-10⁶
срабатываний. Требуемые выдержки времени
находятся в пределах 0,25-10 с. К этим реле
не предъявляются
требования относительно высокой
стабильности выдержки времени.
Разброс времени срабатывания может
достигать 10 %. Реле должны
работать в производственных условиях
при наличии интенсивных механических
воздействий.

Реле
для защиты энергосистем должны иметь
большую точность выдержки
времени. Эти реле работают относительно
редко, поэтому к ним не
предъявляются особые требования по
износостойкости. Износостой­кость
реле времени защиты порядка (5-10)-10³
срабатываний. Выдержки времени таких
реле составляют 0,1-20 с.

Для
автоматизации технологических процессов
необходимы реле с большой выдержкой
времени — от нескольких минут до нескольких
часов. В этом случае, как правило,
используются моторные реле времени. В
настоящее
время созданы также полупроводниковые
реле с таким же большим
диапазоном выдержки времени.

Увеличение
времени срабатывания или отпускания
можно достичь воздействием на время
трогания и времени движения до момента
замыкания или размыкания. Увеличение
времени трогания возможно двумя
способами: электрическим или магнитным.
При электрическом методе реле включают
в схемы (рис. 1.4), изменяющие скорость
нарастания или спадания тока в его
обмотке.

При
магнитном
методе замедление достигается с помощью
различных медных втулок, коротко
замкнутых витков и т. п., уменьшающих
скорость нарастания или спадания тока
в обмотке реле. Втулки или коротко-замкнутые
витки насаживают непосредственно на
сердечники под обмотку или рядом с ней,
у конца пли начала сердечника.

Втулки,
надетые на конце сердечника, увеличивают
в основном время
срабатывания, а надетые на основание —
время отпускания.

Для увеличения
второй составляющей (времени движения)
обычно применяют воздушные и масляные
демпферы или часовые механизмы.

Рассмотрим
электрические методы замедления
срабатывания и от­пускания
реле.

а б
в г

Рис. 1.4. Электрические методы образования
реле времени

На
рис. 1.4, а
показана схема замедления срабатывания
реле с ис­пользованием
лампы накаливания, включенной параллельно
обмотке реле и добавочного резистора
R.
В холодном состоянии лампа имеет
небольшое сопротивление, поэтому при
замыкании ключа К в цепи лампы будет
протекать большой ток, на резисторе R
будет большое падение напряжения и,
следовательно, малое напряжение па
обмотке реле.

По
мере разогрева нити лампы током
сопротивление ее уве­личивается,
растет напряжение на обмотке реле, и
оно срабатывает с за­медлением.

На
рис. 1.4, б

показана схема замедления срабатывания
реле с помощью шунтирования его обмотки
конденсатором С. В этом случае при
замыкании
ключа К заряд конденсатора происходит
по времени. Напряжение заряда конденсатора
постепенно возрастает, а время срабатывания
реле увеличивается. Эта схема тоже
увеличивает время отпускания реле, так
как якорь
некоторое время остается притянутым
за счет энергии, накопленной в
конденсаторе.

На
рис. 3, в
показана
схема замедления отпускания реле. После
размыкания ключа К через обмотку реле
и диод VD
некоторое время протекает ток, созданный
за счет ЭДС самоиндукции обмотки реле.
Этот ток постепенно уменьшается, и реле
отключается с замедлением.

В схеме
(рис.1,4, г)
время отпускания реле увеличивается
за счет того что при размыкании ключа
К в цепи, состоящей из обмотки реле,
кон­денсатора С и резистора R
некоторое время сохраняется ток разряда
кон­денсатора. Чтобы переходной
процесс в этой цепи имел апериодический
характер, применяют достаточно большой
емкости конденсатор и большой величины
резистор R.

Работа
реле времени с магнитными демпферами
осуществляется следующим
образом. При появлении тока в рабочей
обмотке реле начинает нарастать
магнитный поток в сердечнике. Изменение
магнитного потока обусловливает
появление в короткозамкнутой обмотке
(втулке) ЭДС, под действием
которой образуется ток, создающий, в
свою очередь, магнитный поток.
Новый магнитный поток направлен
противоположно магнитному потоку
рабочей обмотки и поэтому замедляет
скорость увеличения резуль­тирующего
потока в рабочем зазоре. Если
короткозамкнутая обмотка (втулка)
расположена на конце сердечника, то при
подаче питания на реле магнитный поток,
образуемый токами во втулке, направлен
навстречу основному
потоку рабочей обмотки и как бы отталкивает
его из рабочего зазора.
В результате возрастают потоки рассеяния
в сердечнике и у основания, а поток в
рабочем зазоре сильно ослабляется.

Таким
образом, усиливается влияние
короткозамкнутой обмотки на время
срабатывания реле (одновременно
увеличивался время отпускания).

С помощью магнитного
демпфирования можно получить выдержку
времени при срабатывании реле 0,1- 0,3 с.

Большие
выдержки времени получить невозможно,
так как нарастание магнитного потока
происходит при большом зазоре между
якорем и сердечником.
Это определяет индуктивность системы,
а следовательно, быстрый
рост магнитного потока.

Магнитное
демпфирование удобно применять для
замедления от­пускания реле, так как
спад магнитного потока происходит при
малом ра­бочем
зазоре, т. е. при большой индуктивности
системы, что определяет ее большую
инерционность и позволяет получить
выдержку времени от 0,2 до
10 с.

Для
увеличения времени отпускания реле
короткозамкнутую обмотку
(втулку) располагают у основания
сердечника.

При
подаче питания на обмотку реле магнитный
поток, образуемый током
во втулке, смещает результирующий
магнитный поток системы к рабочему
зазору, поэтому втулка меньше влияет
на время срабатывания реле.
включения
реле. Время срабатывания реле с
электромагнитным
замедлением очень мало, так как постоянная
времени мала из-за большого
начального рабочего зазора, и трогание
реле происходит при малом
значении МДС обмотки. МДС трогания
значительно меньше установившегося
значения. Это время составляет 0,05-0,2с
при наличии короткозамкнутого
витка и 0,02-0,05с при его отсутствии. Таким
образом, возможности электромагнитного
замедления при срабатывании весьма
ограничены.
Поэтому используются специальные схемы
включения электромагнитных
реле (рис. 1.5).

Если
необходима большая выдержка времени
при замыкании конактов, то целесообразна
схема с промежуточным реле К (рис. 1.5,а).
Обмотка
реле времени КТ все время подключена к
напряжению через размыкающий контакт
реле К. При подаче напряжения на обмотку
К последнее размыкает
свой контакт и обесточивает реле КТ.
Якорь КТ отпадает, и его размыкающие
контакты срабатывают с необходимой
выдержкой времени, обусловленной
временем срабатывания реле К и временем
отпускания реле КТ.
В схеме (рис. 1.5, б)
роль короткозамкнутого витка играет
сама намагничивающая
обмотка, которая питается через резистор
R_доб.
Напряжение, приложенное
к обмотке, должно быть достаточным для
насыщения магнитной
цепи при притянутом якоре. При замыкании
управляющего контакта
5 обмотка реле закорачивается и
обеспечивается медленный спад потока
в
магнитной цепи. Отсутствие специальной
короткозамкнутой обмотки
позволяет
все окно магнитопровода занять
намагничивающей обмоткой и создать
большой запас по МДС. При этом выдержка
времени неизменна при
снижении питающего напряжения на обмотке
до 0,5 U_hom.
Такая
схема широко применяется в электроприводе.
Обмотка реле включается параллельно
ступени пускового реостата в цепи якоря.
При закорачивании этой
ступени обмотка реле замыкается, а его
контакты с выдержкой времени
включают контактор, шунтирующий следующую
ступень пускового реостата.

Применение
полупроводникового вентиля также
позволяет использовать
реле без короткозамкнутого витка. При
включении обмотки
ток через вентиль практически равен
нулю. При этом через вентиль протекает
ток, определяемый этой ЭДС, активным
сопротивлением обмотки
и вентиля и индуктивностью обмотки.

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

При
любых схемах обмотки реле питаются от
источника либо по­стоянного, либо
переменного тока с мостовой схемой
выпрямления.

Реле времени с
электромагнитным замедлением.

Конструкция
реле с таким замедлением типа РЭВ-800
(рис.1.6) содержит П-образный
магнитопровод 1 и якорь 2 с немагнитной
прокладкой 3. Маг-нитопровод укрепляется
на плите 4 с помощью литого алюминиевого
цоколя 5, на котором устанавливается
контактная система 6.

На
магнитопроводе установлена намагничивающая
обмотка 7 и короткозамкнутая обмотка в
виде овальной гильзы 8. Усилие возвратной
пружины 9 изменяется с помощью
регулировочной гайки 10, которая
фик­сируется шплинтом.

Д

Рис.1.6 Реле времени с электромагнитным
замедлением

ля получения большой выдержки
времени при отпускании необходима
высокая магнитная проводимость рабочего
и паразитного зазоров в замкнутом
состоянии магнитной системы. С этой
целью все соприкасающиеся
детали магнитопровода и якоря тщательно
шлифуются. Литой алюминиевый цоколь
создает дополнительный коротко-замкнутый
виток,
увеличивающий выдержку времени. У
реальных магнитных материалов после
отключения намагничивающей
обмотки поток спадает до Ф_ост,
который определяется свойствами
материала магнитопровода, геометрическими
размерами магнитной цепи
и магнитной проводимостью рабочего
зазора. Чем меньше коэрцитивная
сила магнитного материала при заданных
размерах магнитной цепи
и магнитной проводимости рабочего
зазора, тем ниже остаточная индукция,
а следовательно, и остаточный поток.
При этом возрастает наибольшая
выдержка времени, которая может быть
получена от реле.

Применение
стали с низким значением Н_с
позволяет увеличить
выдержку
времени.

Для
получения большой выдержки времени
материал
магнитопровода должен иметь высокую
магнитную проницаемость
на ненасыщенном участке кривой
намагничивания.

Регулирование
выдержки времени. Время срабатывания
реле можно
плавно регулировать с помощью возвратной
пружины 9 (рис. 1.6.) С увеличением сжатия
этой пружины увеличивается электромагнитное
усилие,
необходимое дня трогания якоря и
определяемое потоком в магнитной цепи.
При большем сжатии пружины поток трогания
возрастает. Следовательно, возрастает
время трогания.

При
разомкнутой магнитной цепи постоянная
времени обмотки мала
и максимальная выдержка времени также
незначительна (около 0,2 с). Выдержка
времени значительно увеличивается,
если поток трогания близок к установившемуся
значению. Однако в этом случае реле
работает на пологой части кривой O(t).
что вызывает большие разбросы времени
срабатывания.

Для получения
выдержки времени 1 с и более, необходимо
исполь­зовать отпускание якоря.
Регулировка выдержки реле при отпускании
мо­жет производиться плавно и ступенчато
(грубо).

Плавное
регулирование выдержки времени
производится изменением усилия пружины
11 (рис. 1.6). Эта пружина верхним концом
упирается в шайбу 14, которая удерживается
шпилькой 15, ввернутой в якорь реле.
Нижний конец пружины посредством
специальной пластины 16 передает силу
через два латунных штифта 12, которые
могут свободно перемещаться в отверстиях
якоря. Оси латунных штифтов 12 смещены
относительно оси пружины. В притянутом
положении якоря 2 штифты 12 перемещаются
вверх и пружина 11 дополнительно сжимается.
Пружина 11 создает
основную силу, отрывающую якорь от
сердечника. Начальное сжатие пружины
изменяется с помощью гайки 13. С увеличением
силы пружины 11 электромагнитное усилие,
при котором происходит отрыв якоря,
увеличивается
и возрастает поток отпускания Ф_отп.
При этом время отпускания
уменьшается (рис.1.7.). Чем меньше сила
пружины, тем больше выдержка
времени. Следует отметить, что при Ф_отп
близком к Ф_ост
якорь реле
вообще может не отпадать от сердечника.

Возвратная
пружина 9 регулируется так, чтобы
обеспечить необхо­димое
нажатие размыкающих контактов реле и
четкий возврат якоря в по­ложение,
показанное на рис. 1.6.(после того как
якорь оторвется от сердеч­ника).

Грубое
регулирование выдержки времени
осуществляется изменением толщины
немагнитной прокладки 8.
Поскольку
при притянутом якоре
магнитная цепь насыщена, толщина
немагнитной прокладки мало сказывается
на установившемся потоке. С уменьшением
толщины немагнитной
прокладки
<
растет
индуктивность катушки при ненасыщенном
магнитопроводе и уменьшается скорость
спадания магнитного потока. В результате
при неизменном усилии пружины 11 (рис.1.6.)
выдержка времени увеличивается
(рис.1.8.).

Толщину
немагнитной прокладки не рекомендуется
брать менее 0,1мм. В противном случае при
повторно-кратковременном
режиме работы якорь расклепывает
немагнитную прокладку
и толщина ее уменьшается, что ведет к
изменению выдержки времени. При толщине
прокладки более 0,1мм этим явлением можно
пренебречь.

Следует
отметить, что электромеханические реле
времени достаточно просты по конструкции
и обладают большой ударо-, вибро- и
изно­состойкостью. Допустимое число
включений достигает 600 в час. Они могут
использоваться в схемах автоматики и
электропривода как реле тока, напряжения
и промежуточные. Коэффициент возврата
их низок и составляет 0,1-0,3. Короткозамкнутые
витки создают электромагнитное замедление
как при притяжении, так и при отпускании
якоря. Поэтому токовые реле
с короткозамкнутым витком не реагируют
на кратковременные перегрузки.
При кратковременных перегрузках МДС
обмотки пропорциональна
этим перегрузкам.

Поток
в магнитопроводе нарастает с постоянной
времени Т_к,
опре­деляемой
параметрами короткозамкнутого витка
L_K
/Rk.

Если
перегрузка кратковременна и ее
длительность t_ПEP<tсp,
то поток к моменту t_ПEP
не достигнет
значения потока срабатывания и якорь
останется неподвижным.
Если t_ПEP>tсp,
то реле сработает. Таким образом,
предотвращается отключение нагрузки
(двигателя) при больших, но кратковременных
токовых перегрузках,
не опасных для двигателя.

Промышленностью
выпускаются многочисленные модификации
реле
с электромагнитным замедлением и
выдержкой времени при отпускании
0,3-5 с. Современные реле имеют один или
два унифицированных контактных
узла. Каждый узел имеет один замыкающий
и один размыкающий контакты
с общей точкой. Постоянный ток включения
контактов составляет 10 А при напряжении
110 В и 5 А при 220 В. Ток отключения для
индуктивной нагрузки (катушки реле,
контакторов) составляет 0,2, для активной
0,5 А.

Реле времени с
механическим замедлением

Реле
с пневматическим замедлением.
В таких реле электромагнит
постоянного или переменного тока
воздействует на контактную систему
через замедляющее устройство в виде
пневматического демпфера. Выдержка
времени меняется при регулировке этого
устройства. Преимуществом
такого реле является возможность питания
как переменным, так и
постоянным током и независимость от
напряжения и частоты питания, температуры.
Пневматическое реле РВП,
применяемое в схемах электропривода
станков и других
механизмов, показано на рис.
1.9. При срабатывании электромагнита 1
колодка 2 под действием пружины опускается
и воздействует на микропереключатель
4. Колонка 2 свя^:
зана
с резиновой диафрагмой 5 пневма­тического
замедлителя. Скорость движения колодки
определяется сечением отверстия, через
которое засасывается воздух
в верхнюю полость замедлите­ля.
Выдержка времени регулируется иглой
6, меняющей сечение этого отверстия.
Контактная система 7 срабатывает
без выдержки времени.

Реле
с пневматическим замедлением позволяет
регулировать выдержку времени в диапазоне
от 0,4 до 180с с точностью ±10 %. Контактная
система микропереключателя допускает
длительный ток ЗА, ток отключения 0,2 А
при переменном напряжении 380 В

Рис. 1.9. Реле времени
с
пневматическим
замедлением.

В
замедлителях в виде анкерного механизма
его пружина заводится
под воздействием электромагнита.
Контакты реле приходят в движение лишь
после того, как связанный с ними анкерный
механизм отсчитает определенное
время уставки.

Выдержка
времени у этих реле регулируется в
пределах от 7 до 17с с точностью ±10%
уставки. В реле имеются и нерегулируемые
контакты, которые
связаны с якорем электромагнита и
используются в цепях, не требующих
выдержки времени. Реле надежно работают
при напряжении питания до 0,85
Uhom.
Так
как износостойкость анкерного механизма
составляет всего 15000 срабатываний, такие
реле не применяются при частых включениях.
Моторные реле.
Для создания выдержки времени 20-30 мин
исполь­зуются так называемые моторные
реле времени, в состав которых входит
электродвигатель
с заданной частотой вращения.
Промышленностью выпус­каются
большие серии этих реле на выдержки
времени от 1 с до 26 мин и с различным
исполнением контактов

.

Начальное положение кулачка

при
обесточенном реле

Рис. 1.10. Моторное реле времени

Рис. 1.11. Кинематическая схема реле
времени ЭВ-215

На
рис. 1.10 показано устройство моторного
реле. Для пуска реле подается напряжение
на электромагнит 1 и двигатель 2. С помощью
рычага 12 электромагнит без выдержки
времени включает муфту 3, 4 и замыкает
выходной контакт 5. Через муфту и зубчатую
передачу 6 двигатель начинает вращать
диски 7 с кулачками 8 и 9, воздействующими
на промежуточные кулачки 10 и 11 и выходные
контакты 16 и 13. При соприкосновении
кулачков 8 и 10 последний поворачивается
против часовой стрелки и дает возмож­ность
контактной пластине 14 опуститься вниз
под действием силы упругости. При этом
контакт 16 размыкается. При соприкосновении
кулачков 9 и 11 последний поворачивается
и освобождает пластину 15, что вызывает
замыкание контакта 13. Выдержка времени
работы контактов 16 и 13 регулируется
путем изменения начального положения
дисков 7. При снятии напряжения с реле
диски 7 поворачиваются в начальное
положение с помощью спираль­ной
возвратной пружины 17.

Точность
работы реле ± 5 с. Реле позволяет
устанавливать различую
выдержку времени в пяти независимых
цепях. Выходные контакты реле
допускают длительный ток 10 А и при
переменном токе могут отключать нагрузку
мощностью 800 ВА при напряжении 220 В и 100
Вт при том же
напряжении и индуктивной нагрузке
постоянного тока. Допустимые колебания
напряжения составляют (0,9-1,12) U_ном
.
Износостойкость не менее 1000 циклов.
Время возврата не более 1 с.

Реле
времени часового (анкерного) механизма.
Реле времени предназначено
для замедления действия МТЗ с целью
обеспечения селективности или
избирательности её действия, заключающегося
в отключении к ближайшему месту
повреждения сети выключателя. Устройство
электромагнитного
реле времени типа

ЭВ-215
с анкерным часовым механизмом
показано на рис. 1.11.

При
подаче напряжения на катушку 1 её
сердечник втягивается, сжимает пружину
2 и освобождает рычаг 3. Под действием
пружины 6 зубчатый сектор 5 поворачивается
на оси 4 по часовой стрелке. Шестерня 7
и подвижный контакт 9 будут вращаться
в противоположную сторону. Постоянная
скорость вращения контакта обеспечивается
часовым механизмом
8. Через некоторое время (временя выдержки)
контакт 9 замкнет неподвижные контакты
10. Регулируют выдержку времени изменением
длины прохождения пути контакта 9 за
счет перемещения контактов 10 по шкале
выдержек 12, к которой они крепятся винтом
11. Кроме контактов, замыкающихся
с выдержкой времени, реле имеет
вспомогательные контакты
13,14 мгновенного действия.

Изображение
катушки реле времени КТ и его контактов
(замыкающего
с выдержкой времени при замыкании КТ.
1 размыкающего с выдержкой времени при
размыкании КТ.2) показаны на рис. 1.11. В
общем случае направление
выдержки времени на изображаемом
контакте совпадает с направлением
«рожек» дуги («рожки» препятствуют
движению контакта).

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.

Виды реле времени

Как инженер с опытом, скажу, что реле времени разнообразны. По принципу работы они бывают:

•  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.

Рис. 1 — 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. Поэтому если не уверены, всегда можете обращаться к инженеру Рику за помощью.

Принцип работы реле времени:

От внутреннего строения зависит задержка на срабатывание и технические параметры реле времени. По принципу работы устройства бывают:

•  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.
•  К наиболее современным типам реле времени относятся логические. 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.

Как настроить реле времени:

Если впервые сталкиваетесь с логическими реле времени (например TDR1, TDR26, TDR 60s и TCR15), 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.

Рис. 2 — Расположение элементов управления

Схема подключения реле времени :

Давайте рассмотрим схему подключения реле времени на примере реле TRD26. 

Рис. 3 — 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 реле времени 

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

Таб. 1 — 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 это снимает многие вопросы.

Итог:

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.

Если остались вопросы, не стесняйтесь, обращайтесь – инженер Рик всегда на связи.

Я всегда на связи

Если у вас остались какие-нибудь вопросы по выбору, эксплуатации, установке и настройке, то вот вам моя эл.почта. Пока у нас не очень много подписчиков готов ответить на любые ваши вопросы rik@ntkpribor.ru

P.S

Если у вас есть какие нибудь идеи для дальнейших разборов (обзоров), пишите их в комментариях. Обещаю прочесть все до единой. А пока подписывайтесь на наши соцсети. 

Мой я.дзен: https://zen.yandex.ru/id/610bcc2d0451fa64441e310e 

Электромеханическое либо электронное устройство, срабатывающее по факту истечения назначенного временного интервала — это реле времени. Этот вид приборов нашёл широкое применение в электротехнике, электрике, электронике.

В зависимости от сложности механизма прибора организуются различные по сложности исполнения электрические схемы.

Благодаря наличию реле в схемных решениях удаётся реализовывать более гибкие функции управления различными устройствами.

Блок: 1/6 | Кол-во символов: 463
Источник: http://sovet-ingenera.com/elektrika/rele/rele-vremeni.html

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.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 3604
Источник: https://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/elektroxozyajstvo/rele-vremeni.html

Закорачивание катушки

Рисунок 2. Схема получения выдержки времени у электромагнитных реле времени с различными вариантами включения втягивающей катушки.

При включении реле РВ якорь при­тягивается очень быстро (время за­ряда реле 0,8 сек). При отключении создается выдержка времени, при этом отключение реле может осу­ществляться как путем разрыва цепи катушки, так и путем ее закорачивания (рис. 2а). Выдержка времени при закорачи­вании катушки получается по сле­дующей причине. Для отпадения якоря (и, следовательно, срабаты­вания контактов реле) необходимо, чтобы поток в магнитной системе исчез или уменьшился до определенной величины, что и происходит при прекращении питания катушки реле, т. е. при ее отключении.

Если же шун­тировать катушку реле (например, параллельным включением каких-либо контактов другого промежуточного реле РП), то вслед­ствие самоиндукции в контуре, образуемом катушкой реле и кон­тактом РП, поддерживается некоторое время ток. Следовательно, магнитный поток и сила притяжения якоря к сердечнику тоже будут затухать постепенно. Сопротивление R в цепи катушки должно быть предусмотрено для предотвращения короткого замы­кания (в том случае, если в этой цепи нет других потребителей).

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 1215
Источник: https://fazaa.ru/kipia/ustrojstvo-i-princip-raboty-rele-vremeni.html

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. Пример – 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.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 6660
Источник: https://odinelectric.ru/equipment/osnovnye-vidy-i-printsip-raboty-rele-vremeni

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.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 1280
Источник: http://sovet-ingenera.com/elektrika/rele/rele-vremeni.html

Отключение катушки реле

При отключении катушки реле можно также достичь замедленного спадания магнитного потока в магнитопроводе (рис. 2 б). Для этого применяются различ­ные демпферы. Демпфером называется толстая гильза, выполнен­ная из меди или алюминия, которая насаживается на общий сердеч­ник со втягивающей катушкой. Эта гильза создает вторичный контур. При исчезновении основного магнитного потока при раз­мыкании РП в гильзе индуктируется ток, который по правилу Ленца стремится поддержать основной поток. Чем больше масса демпфера, тем больше выдержка времени реле. Роль демпфера одно­временно выполняет также и алюминиевое основание реле. Раз­личные диапазоны выдержки реле (0,3—5,5 сек) достигаются за счет применения дополнительных съемных демпферов.

Следует иметь в виду, что реле типа РЭ-500 предназначено для постоянного тока, и в цепь управления двигателями переменного тока оно включается через выпрямители.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 925
Источник: https://fazaa.ru/kipia/ustrojstvo-i-princip-raboty-rele-vremeni.html

Схема реле времени

По принципу работы можно выделить следующие типы реле:

Реле времени c электромагнитным замедлением

Используется только в цепях постоянного тока. Кроме основной обмотки имеется еще и специальная короткозамкнутая в виде медной гильзы. Она создает определенные препятствия нарастанию магнитного потока, в результате чего происходит задержка во времени срабатывания якоря основного реле.

Таблица типов реле времени с характеристиками

Реле времени c пневматическим замедлением

Такое реле содержит специальный пневматический демпфер (или катаракт). Регулировка задержки по времени производится за счет изменения диаметра отверстия, предназначенного для забора воздуха, с помощью специального регулировочного винта в виде иглы.

Интересное видео с примером использования реле времени смотрите ниже:

Реле времени c анкерным или часовым механизмом

Главным элементом этой конструкции является пружина, которая «взводиться» с помощью электромагнита. Контакты реле замыкаются после того, как часовой механизм отсчитает положенное время, которое можно выставить на специальной шкале.

Реле времени c применением двигателей

Позволяет производить задержку времени от 10 секунд до нескольких часов. Имеет в составе синхронный электродвигатель, редуктор и электромагнит, с помощью которого осуществляется сцепление первых двух элементов.

Электронные реле времени

Первоначально в таких реле использовались переходные процессы в разрядных RC или RL контурах. С появлением недорогих микроконтроллеров стало возможным необходимую задержку включения программировать.

Ещё одно интересное видео о реле времени:

Блок: 2/2 | Кол-во символов: 1596
Источник: http://pue8.ru/relejnaya-zashchita/396-rele-vremeni-naznachenie-raznovidnosti.html

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 этого устройства 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:

1. Поднять все сегменты, расположенные по окружности диска настройки.
2. Опустить только те сегменты, которые соответствуют времени настройки.
3. 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.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 1695
Источник: http://sovet-ingenera.com/elektrika/rele/rele-vremeni.html

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.

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 426
Источник: https://odinelectric.ru/equipment/osnovnye-vidy-i-printsip-raboty-rele-vremeni

Выводы и полезное видео по теме

Видео, где рассматривается возможность подключения реле времени. Также этот познавательный фильм рассказывает о том, чем отличается реле времени от таймера и какие функции присущи тем или иным моделям электронных приборов.

Фактически 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.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 818
Источник: http://sovet-ingenera.com/elektrika/rele/rele-vremeni.html