Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Для забезпечення витримки захистів або побудови логічних електронних схем в їх склад включаються елементи, що забезпечують затримку спрацьовування. Як такий елемент більшість сучасних електричних ланцюгів використовує реле часу.

призначення

Реле часу призначене для формування нормованих тимчасових затримок при роботі будь-яких пристроїв. Такі логічні елементи дозволяють вибудовувати певну послідовність в переходах і спрацьовуванні приладів. Завдяки відкладеної подачі напруги виробляється автоматичне керування видаються з реле часу сигналами.

Реле часу встановлюють в ланцюгах захистів як проміжного елемента для забезпечення селективності, побудови ступенів, сценарних переходів і т.д.

Пристрій і принцип роботи

Конструктивно реле часу складається з декількох елементів, число і функції яких можуть істотно відрізнятися в залежності від типу реле. Спільними блоками є вимірювальний, блок затримки і робочий.

  • Перший з них представлений електромагнітними котушками, напівпровідниковими елементами, мікросхемами, що реагують на сигнали, що надходять електричного струму.
  • Блок затримки виконується годинниковим механізмом, мостом, електромагнітним або пневматичним демпфером.
  • Робочий елемент являє собою контакти або вихід з аналогової або цифрової схеми, які контролюють подачу напруги в ті чи інші ланцюги.

Залежно від конструктивних особливостей конкретної моделі буде відрізнятися і принцип її роботи.

Принцип дії реле часу полягає в створенні тимчасового інтервалу від початку подачі сигналу на реле часу до отримання цього сигналу споживачем. Подальші операції і подача харчування на робочий елемент буде докорінно відрізнятися відповідно до типу пристрою, тому розглядати принцип дії слід для кожного виду реле часу окремо.

З електромагнітним уповільненням

Конструктивно таке реле часу складається з електромагнітної котушки, муздрамтеатру (ярма), рухомого якоря, короткозамкненою гільзи і блоку відключення, які представлені на малюнку нижче:

Мал. 1: конструкція електромагнітного реле

Принцип роботи електромагнітного реле полягає в створенні магнітного потоку в магнітосердечніке, що наводиться від котушки. Магнітний потік притягує якір з контактами. Але, в такому режимі роботи пристрій являв би собою звичайне проміжне реле, тому для затримки замикання контактів використовується гільза. Вона і створює в короткозамкненим контурі зустрічний по спрямованості електромагнітний потік, що затримує наростання основного і зумовлює витримку часового проміжку.

Як правило, в електромагнітних моделях затримка становить від 0, 07 до 0, 15 секунд, робота пристрою здійснюється від ланцюгів постійного струму.

З пневматичним уповільненням

Даний тип застосовується в станочном обладнанні різних сфер промисловості, в окремих випадках зустрічаються і гідравлічні моделі. Таке реле часу складається з робочої котушки, посадженої на магнітопровід, контактів і пневматичної мембрани або діафрагми, яка виконує роль демпфера.

Мал. 2: конструкція пневматичного реле

Принцип роботи пневматичного реле часу полягає в тому, що при подачі напруги на обмотку в осерді виникає магнітний потік, що приводить його в рух. Але моментальна перекидання контактів не відбувається за рахунок наявності повітряного проміжку під мембраною. Час затримки включення буде визначатися кількістю повітря в демпфері і швидкістю його видалення. Для регулювання цього параметра в пневматичних моделях передбачають гвинт, що збільшує або зменшує обсяг камери або ширину випускного клапана.

З анкерним або годинниковим механізмом

Конструктивною відмінністю реле часу з годинниковим механізмом є наявність пружинного пристрою, який заводиться за рахунок електричного приводу або вручну. Уповільнення спрацьовування для нього визначається положенням останнього прапорця на циферблаті.

Мал. 3: конструкція реле з годинниковим механізмом

При появі сигналу відпускається механізм, і пружина повільно переміщує робочий елемент, що обертається за шкалою циферблата. При досягненні встановленої позначки відбувається включення навантаження шляхом замикання пари контактів. Межі витримки часу можна вибрати спеціальними зажимами або установкою регульованою ручки в певне положення. Конкретний спосіб управління буде відрізнятися в залежності від моделі та виробника.

Моторних реле часу

Відмінною особливістю моторних реле є наявність власного двигуна, який включається в роботу разом з котушкою. Принцип роботи такого пристрою наведено на малюнку нижче:

Мал. 4: конструкція моторного реле

Напруга подається на електричну схему, що складається з котушки 1 і синхронного двигуна 2. Після порушення обмоток статора в двигуні його вал приводить в рух систему зубчастої передачі 3 і 4, що складається, як правило, з декількох шестерень. Обертання шестерень моторного реле призводить до механічного натискання на важіль, притискає контакти. Регулювання діапазону витримки проводиться за рахунок переміщення фіксатора 8.

Електронних реле часу

Сучасні електронні реле є автоматичний вимикач, принцип подачі сигналу з виходу якого регулюється налаштуванням R - C ланцюжка, параметрами мікросхем або напівпровідникових елементів. Найбільш простим варіантом є спільна робота конденсатора і резистора, наведена на малюнку нижче:

Мал. 5: принцип логічного ланцюжка електронного реле

Залежно від співвідношення провідникові резистора і ємності конденсатора, час заряду останнього і буде визначати подачу напруги живлення в електронному пристрої. В даному прикладі наведено найпростіший варіант времязадающей ланцюжка, сучасні моделі можуть містити більш складні структури, що включають кілька R - C гілок або їх комбінації з транзисторами, мостами та іншими елементами. Електронні моделі мають ряд вагомих переваг, в порівнянні з іншими типами реле:

  • Порівняно менші розміри;
  • Висока точність спрацьовування;
  • Широкий діапазон регулювання - від десятих часток секунд до годин або діб;
  • Автоматичне управління - зручна система програмування і її візуальне відображення на дисплеї.

Ці переваги обумовлюють повсюдне витіснення електронними реле інших застарілих моделей.

циклічних

Під циклічними реле часу мають на увазі такі пристрої, які видають керуючий сигнал через будь-який заданий проміжок часу (для підігріву чайника, відкриття вікон сутра, включення сигналізації на ніч і т.д.). Таке автоматичне включення має певний сценарій, що повторюється через якийсь проміжок часу, через що цю групу пристроїв також називають сценарними вимикачами. Раніше циклічне включення здійснювалося за допомогою механічного пружинного пристрою, сьогодні ця функція перейшла до мікропроцесорних елементів. Електронні таймери знаходять широке застосування в самих різних сферах, деякі з яких наведено на малюнку:

Мал. 6: сфера застосування циклічних реле

Як вибрати?

При виборі конкретної моделі реле часу необхідно керуватися такими принципами щодо їх параметрів:

  • Рід і величина робочої напруги - різні моделі можуть, як підключатися до побутової мережі в 220 В змінного струму, так і працювати від знижених управлінських ланцюгів на 12, 42, 127 В і т.д.
  • Допустимий струм навантаження - визначає пропускну здатність контактів реле часу без їх перегріву.
  • Діапазон часу спрацьовування контактів і чутливість регулювання цього параметра - визначає швидкість включення реле часу, можливість його зміни в будь-яких межах і можливий крок регулювання.
  • Конструктивні особливості та принцип роботи - якщо за місцевими умовами не допускається класичне перемикання контактів з міркувань вибухонебезпечності, необхідно встановлювати безконтактні моделі.
  • Вологозахищеність і температурний діапазон - визначає допустимі параметри навколишнього середовища, в яких може експлуатуватися дане реле часу.
  • Тип пристрою (циклічні або проміжні) - перший з них задає певну періодичність видається сигналу, а другий виступає як проміжна ланка, що забезпечує затримку часу в уже існуючій ланцюга.

Приклади схем підключення

Залежно від конкретної моделі реле часу або поставлених завдань, яке воно повинно вирішувати, схема підключення може докорінно відрізнятися.

Мал. 7: приклад схеми підключення

Подивіться на малюнок 7, в даному прикладі наведено один з найпростіших варіантів управління освітлювальними приладами за допомогою реле часу. Подача сигналу здійснюється на висновки 1 і 2, а до навантаження від виведення 3 і нульового проводу. Клема 4 отримує харчування від мережі 220В. Дана схема широко використовується для побутових потреб і практично не застосовується для промислових цілей, так як забезпечує роботу тільки з одним споживачем (приладом освітлення, лінією, сигналізацією і т.д.).

Мал. 8: Ще одна схема підключення реле часу

На малюнку 8 наведено схему включення реле часу, тут спосіб харчування аналогічний попередній схемі. Але на виході пристрою реалізовано підключення двох незалежних груп споживачів від контактів 3 і 5, які можуть мати індивідуальну логіку роботи. Такий спосіб підключення надає куди більший функціонал, за рахунок чого він застосовується в місцях, де потрібно керувати відразу декількома приладами.

Мал. 9: схема включення реле через контактор

Як бачите на малюнку 9, при підключенні потужного устаткування, для якого реле часу не може здійснювати його електропостачання через недостатню провідності власних ланцюгів, застосовується підключення логічного елемента через силовий контактор. В даній схемі робочим органом виступає контактор, керуючий сигнал на який подається з контактів реле часу. Основною перевагою такої схеми підключення є можливість живити споживач будь-якої потужності і принципу дії.

Відео в розвиток теми

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія: