Принцип работы реле времени

Принцип работы реле времени

Принцип работы и виды реле времени

Для коммутации электрических цепей с целью реализации рабочего алгоритма оборудования, в схемах автоматики, и просто для включения или выключения с задержкой — часто применяют реле времени . Реле времени могут быть устроены как на электронной элементной базе, так и на электромеханической. В данной статье мы поговорим об электронных схемах реле времени, широко распространенных в промышленности сегодняшнего дня.

Электронное реле времени

Прежде всего нужно понимать, что реле времени создает определенную задержку на срабатывание непосредственно коммутирующих устройств, которые могут быть как электронными, так и механическими. Но схема самого реле времени — это электронный таймер .

RC-цепочка

В наиболее простом виде для задания задержки используется RC-цепочка , где в процессе зарядки или разрядки конденсатора через резистор напряжение на нем изменяется по экспоненте с течением времени, и определенная RC-цепочка имеет определенную постоянную времени, которая зависит от номиналов резистора и конденсатора в ней.

Чем больше емкость конденсатора цепочки и чем выше сопротивление резистора — тем дольше длится процесс зарядки или разрядки конденсатора, следовательно дольше растет или убывает на конденсаторе напряжение.

На практике единичная временная задержка при помощи RC-цепочки ограничивается временем в 30 секунд, это связано с конечным сопротивлением печатной платы, однако данное ограничение не является таковым для реле на микроконтроллерах, о которых будет сказано далее.

Схема реле времени

Чтобы не ограничиваться временем единичного переходного процесса в RC-цепочке, необходимо принцип организации задержки несколько усложнить, сделать реле многотактным, а именно включить RC-цепочку в состав RC-генератора, а затем подсчитывать импульсы с генератора, причем длительность импульсов будет опять же задана постоянной времени RC-цепочки в генераторе. Так продолжительность задержки в реле времени можно сильно увеличить.

Кварцевый резонатор

Более точный результат и более высокую стабильность позволит получить генератор не на RC-цепочке, а на кварцевом резонаторе, поскольку кварцевый резонатор имеет очень точную и устойчивую частоту, мало зависящую от колебаний внешней температуры, чего нельзя сказать о конденсаторах и резисторах.

Таким образом, по количеству рабочих циклов электронные реле времени условно подразделяются на многотактные и однотактные.

Однотактная схема реле времени

В однотактных схемах сигнал управления (например нажатие кнопки или просто подача питания на схему) преобразуется в согласующем устройстве, где происходит преобразование уровня напряжения или тока для обработки в блоке запуска.

Блок запуска подает сигнал на блок начальной установки, который в свою очередь запускает исполнительный блок или заряжает RC-цепочку. RC-цепочки можно переключать, выбирая таким образом время задержки из предоставленного в распоряжение диапазона.

В процессе зарядки (разрядки) конденсатора цепочки, напряжение на нем растет (спадает) по экспоненте, при этом непрерывно сравнивается с опорным напряжением на аналоговом компараторе.

Как только напряжение на конденсаторе станет выше (ниже) опорного напряжения, выходной преобразователь запустит исполнительную цепь. Очевидно, временной интервал зависит не только от постоянной времени RC-цепочки, но и от значения опорного напряжения, которое выставляется на втором входе компаратора.

Многотактная схема реле времени

Многотактные схемы реле времени позволяют расширить временной диапазон, поскольку, как отмечалось выше, в многотактных схемах учитывается несколько циклов работы RC-цепочки или несколько рабочих тактов генератора импульсов, то есть интервалы получаются длительнее.

Многотактные схемы, как и однотактные, принимают сигнал от блока запуска, однако сигнал этот поступает на блок сброса, где он приводит цифровую часть в состояние начальной установки. После этого генератор включается в работу, отправляя серию импульсов на счетчик. Количество импульсов сосчитанное на счетчике сравнивается с количеством установленным на цифровом компараторе, после достижения заданного числа импульсов срабатывает выходной преобразователь, который запустит исполнительную цепь, например силовой контактор.

Изменяя частоту генератора импульсов и значение в цифровом компараторе (или в простом варианте — вывод счетчика), выбирают время задержки реле времени. Такие блоки могут быть удобно реализованы на программируемых микроконтроллерах с применением дискретных элементов или цифровых микросхем.

Итак, простейшее многотактное реле включает в себя следующие основные блоки: цифровой генератор импульсов с переключаемыми RC-цепочками, счетчик импульсов, компаратор может отсутствовать, а выход со счетчика от выбранного разряда может быть подключен прямо к управляющей цепи. Подавая «сброс» на цифровую часть запускают реле времени в работу.

Схема реле времени на микроконтроллере

На сегодняшний день весьма распространены схемы реле времени на микроконтроллерах, где многие блоки реализованы программно. За тактовые импульсы отвечает кварцевый резонатор, а установка времени задается с блока кнопок, подключенных к соответствующим выводам, функции которых конфигурируются в программе как вводы.

На управляющем выходе — транзисторный ключ, который и управляет исполнительным устройством. Для индикации имеется дисплей, на котором воочию можно увидеть, как идет отсчет времени.

Реле времени на микроконтроллере

Реле времени на микроконтроллерах пользуются все большей популярностью сегодня благодаря дешевизне микроконтроллеров, их малым габаритам и доступности программных средств и программного обеспечения. Кроме того микроконтроллеры потребляют мало электроэнергии, а если подобную конструкцию разрабатывать на дискретных компонентах, то она получится намного более громоздкой и намного более прожорливой.

Для модификации реле времени на программируемом микроконтроллере достаточно обновить прошивку, и не придется ничего перепаивать. К тому же цифровые интерфейсы микроконтроллеров позволяют легко сопрягать их с внешними индикаторами и ключами, а также между собой и с многими блоками различного оборудования, не говоря уже о взаимодействии с ПК.

Тенденция сегодня однозначно направлена на повсеместное применение программируемых микроконтроллеров в схемах реле времени и автоматики как на промышленных производствах, так и в быту.

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

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.

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.

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.

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.

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.

Реле времени: что это и зачем оно нужно

Что такое реле времени

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

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

Циклические

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

Циклическое реле времени

Пример циклического реле времени

Суточные, недельные и годовые

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

Астрономические

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

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

Принцип работы реле времени

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

Электромагнитные

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

Пневматические

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

Часовые

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

Электронные

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

Логические

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

Настройка

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

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

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

Элементы управления

Расположение элементов управления на изделии

Схема подключения

Давайте рассмотрим схему подключения реле времени на примере реле TRD26.

Схема подключения реле

Принципиальная схема подключения реле времени

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

Диаграммы работы

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

Режимы работы

Режимы работы реле времени

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

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

Информация о компании

Научно-техническая компания Приборэнерго, ООО

Следите за нами в Life-режиме в Instagram
Деловые поездки, офисная жизнь, актуальные разработки в мире электротехники

Реле времени: назначение и принцип работы

В промышленности и в быту существует большое количество ситуаций, когда требуется обеспечить срабатывание или отключение какого-то механизма или агрегата в заранее определенном временном отрезке. Особенно большое значение имеет подобное действие в электронных и электрических устройствах и агрегатах. Отвечает за подачу или отключение электропитания специальное реле, которое носит название реле времени. С этим прибором удается реализовать выполнение сложных функций у разнообразных электрических устройств. Реле времени, эксплуатируемые в наши дни, созданы по разным принципам и обладают многочисленными конструктивными решениями, отталкиваясь от которых можно создавать электрические схемы различных ступеней сложности.

Читайте также  Штукатурка оконных откосов своими руками (фото и видео)

Реле времени и принципы их действия

Электронные устройства, созданные за время существования этой области техники, обладают большим многообразием. Принципы, по которым работают реле времени, также имеют свои отличия и особенности. Эти устройства можно разделить на следующие основные группы:

  1. Устройства, работающие по электромагнитному принципу. Изделия этого типа задействованы в схемах, работающих от постоянного тока. На включение такие реле срабатывают в диапазоне времени от 0,07 до 0,11 секунд. По отключению, диапазон срабатывания лежит в области 0,5 – 1,4 секунды. Конструктивно такие реле представляют собой две обмотки. Одна обмотка – это медное кольцо, представляющее собой замкнутый контур. Ток, проходя по основному рабочему кольцу, создает магнитное поле. Этим полем формируется ток в закороченной обмотке, который, в свою очередь ограничивает в основной обмотке рост магнитного потока. Результатом таких действий является замедление времени на включение. В противном случае – когда в основную обмотку подача тока прекращается, из-за создания индуктивности, магнитное поле во второй замкнутой обмотке не пропадает сразу. Таким образом, реле, пока существует это поле, не отключается. Создается задержка времени на отключение.

Реле времени: назначение и принцип работы

  1. Реле времени, работающие по пневматическому принципу. Эти устройства достаточно редки в использовании, поэтому их можно назвать эксклюзивными. Главным элементам, обеспечивающим в этих устройствах замедление, является пневматический демпферный механизм. Выдержка времени здесь непосредственно регулируется изменением (уменьшением или увеличением) сечения трубки, по которой осуществляется движение воздуха. Для этого пневматические реле оборудованы специальным вентилем – регулировочным винтом. Задержка времени, которую можно осуществить при помощи этого устройства, составляет от одной до шестидесяти секунд. Существуют и такие изделия, которые могут осуществлять задержку времени и вдвое дольше. Пневматические устройства при срабатывании могут иметь погрешность до 10% от нужного значения.

Реле времени: назначение и принцип работы

  1. Часовой типа реле времени. Эти устройства активно применяются в электрике. Особенно часто их эксплуатируют в выключателях, используемых для защиты электросетей от 500 до 10000 вольт. Задержка срабатывания этих устройств от 0,1 до 20 секунд. Действия подобных моделей реле обеспечивается пружиной, которая взводится анкером электромагнита. Контакты замыкаются (или размыкаются) в зависимости от показателей, которые установлены при настройке прибора. Скорость срабатывания механизма находится в прямой зависимости от силы тока, который возникает в электромагните, точнее в его обмотке. Эта особенность используется при настройке прибора для функции защиты. Преимущество устройства в том, что на него не оказывает влияние посторонние факторы, например, температура воздуха в помещении, где эксплуатируется прибор.

Реле времени: назначение и принцип работы

  1. С бурным развитием электроники в последних десятилетиях, появилось электронное реле. Оно заменило устаревшие модели, применявшиеся в прошлые десятилетия. Современные электронные устройства обладают массой преимуществ перед всеми другими типами реле. Эти устройства имеют гораздо меньшие размеры, срабатывают с точностью, недостижимой для устройств других типов, легко настраиваются, имеют возможность отображать необходимую информацию. Главным элементов электронных реле времени являются цифровые импульсные счетчики. Изделия, выпускаемые в последнее время, обладают микропроцессорами, которые осуществляют контроль за их функциями. Работа таких реле рассчитана на неиндуктивные (или малоиндуктивные) нагрузки. Устройства отличаются удобством настройки. Цифровые реле обладают, расположенным на лицевой части корпуса удобными меню с функциональными клавишами, нажимая на которые осуществляется настройка устройства на нужный режим. Диапазон настройки, как правило, необычайно широк. Он охватывает, как секунды и часы, так и дни и недели, например, существует недельное реле времени. Такой электронный таймер нашел широкое применение при управлении разнообразными устройствами. Недельное реле может обеспечивать коммутацию заданного недельного цикла, которые применяются в, так называемых, «умных» домах. Этот прибор может обеспечить включение освещения в доме в нужное время, запуск или остановку имеющихся в доме агрегатов (например, котла отопления), активация или отключения системы охранной сигнализации. Размеры электронного прибора невелики, он может иметь входы для подключения клавиатуры и накопительных устройств. Прибор легко программируется. Программирование осуществляется после нажатия и удерживания в течении нескольких секунд кнопки «Р». Если необходимо сбросить существующие настройки, используется клавиша «Reset». Настройки меняются при помощи функциональных клавиш.

Реле времени: назначение и принцип работы

Схема подключения реле времени обладает двумя режимами: автоматическим и ручным. Дисплей, имеющийся на корпусе устройства, обеспечивает удобство настройки.

Настройка аналоговых реле электронно-механического типа

Как промышленные, так и бытовые модули, во многих случаях оснащены электромеханическими реле, которые настраиваются с помощью потенциометров. Передняя панель таких устройств снабжена одним или несколькими штоками, в которых есть прорезь, которая предназначена для лезвия отвертки. Вокруг штока, по окружности установлена или нарисована шкала с разметкой значений, на которые надо ориентироваться при установке параметров. Прорезь, в которую вставляется отвертка, имеет еще одну функцию – она выполняет роль указателя. Поворотом штока и установкой его напротив определенных значений, нанесенных на разметку, достигается необходимая настройка на нужный параметр. Устройства электронно-механического типа активно применяются в схемах, отвечающих за управление системами вентиляции, модулей отопления, осветительными приборами.

Реле времени: назначение и принцип работы

Особенности регулировки приборов, оснащенных цифровой шкалой

Примером такого устройства может служить бытовой таймер REV Ritter. Он обладает возможностью механической настройки и запитывается напряжением от стандартной бытовой сети – просто втыкается в розетку. Таймер, вставленный в розетку питания, от которой идет электроэнергия к какому-то агрегату, обладает возможностью управлять фактически любой домашней техникой в широком диапазоне времени – 24 часов. Эксплуатация прибора начинается с включения суточного таймера в розетку и его настройки. Для осуществления настройки надо выполнить определенные действия:

  1. Необходимо приподнять все, расположенные по краю диска настройки, сегменты.
  2. Соответствующие выставляемому времени сегменты, надо опустить обратно.
  3. Повернуть диск таким образом, чтобы выставилось текущее время.

То есть, если необходимо включить нагрузку в 19 часов, а отключить ее в 22 часа, то опускаются сегменты между цифрами 19 и 22. Реле времени в процессе работы достигнет значения 19 чсов и включит подачу энергии, а дойдя до цифры 22, питание отключит. Количество включений, которое может осуществить реле REV Ritter механического типа за 24 часа, достигает 48. Помимо этого, прибор обладает функцией внепрограммной подачи нагрузки. Для выполнения этой задачи в его конструкции предусмотрена специальная кнопка, которая находится на боковой части устройства. Если нажать на эту кнопку, то осуществиться подача питания от сети, вне зависимости от того, замкнуты контакты реле времени или разомкнуты.

Один из вариантов подключения реле времени

Устанавливается устройство контроля за подачей электроэнергии на требуемый агрегат в строгом соответствии с условиями, которые прописаны в документе, прикладываемыми к устройству — в техническом паспорте. Чаще всего, прибор монтируется на вертикальной плоскости. Максимально, прибор может отклонятся от вертикали не более, чем на 10%. Температура воздуха в помещениях, где устанавливается, и впоследствии станет эксплуатироваться прибор, должна держаться в пределах от -20°С до 50°С. Воздух в месте установки не должен иметь влажность, превышающую 80%. Надо помнить, что при монтаже прибора, напряжение питание в схеме должно быть отключено.

Все реле времени, независимо от их конструкции, обладают техническим паспортом, в котором можно ознакомиться со схемой его подключения. Многие модели, как электронные, так и механические имеют нанесенную на корпус схему, которая показывает последовательность подключения данного устройства.

Стандартный алгоритм подключения реле состоит в следующем:

Схема для подключения большинства приборов стандартная – питание подключается непосредственно на прибор, а выключение идет через замыкающиеся и размыкающиеся контакты, то есть на автоматический выключатель. Контактных групп в устройстве может быть несколько, это зависит от особенностей устройств и их типов – однофазных или трёхфазных.

Реле времени: назначение и принцип работы

Выводы

Описать все эксплуатируемые в быту и промышленности устройства, контролирующие срабатывание агрегатов по заданному времени, а в особенности их многочисленные модификации, в одной статье практически невозможно. Существует большое количество технической документации, где подробно описаны особенности и конструкции и работы различных видов устройств, способных включать и отключать нагрузку по заданному времени, и при необходимости всегда можно найти их в сети интернет.

Реле времени: что это такое и где применяется

Автоматизация с каждым днем проникает во все технологические процессы в промышленности и быту. Связано это с выполнением циклических операций, в связи с чем растет потребность и производство таких устройств, обеспечивающие работу оборудования по определенным интервалам времени. Одним из таких устройств является реле времени.

Этот тип реле находятся во многих устройствах, в том числе в самых обычных бытовых приборах – освещении, управление квартирой, системах отопления и прочих, фотоаппаратуре и многом другом. В статье приведена вся информация о работе и особенностях работы реле времени. Также бонусом в статье размещен видеоролик и статья с подробным описанием этой радиодетали.

Реле времени

Разновидности реле времени

Дифференцируют реле времени по следующим типам:

  • Электронные. Самый распространённый тип. Имеют широкий диапазон временных интервалов (от сотых долей секунды до нескольких тысяч часов). Легко программируются в соответствии с потребностями технологии, обладают небольшими габаритами и низким энергопотреблением.
  • С замедлением. Бывают пневматические и электромагнитные. Первые имеют пневматический демпфер, называемый также катаракт, обеспечивающий выдержку 0,4-180 секунд. Он регулируется изменением диаметра входного отверстия для доступа воздуха. Точность включения до 10%. Вторые (электромагнитные) применяются только при работе с постоянным током. Они оснащены добавочной короткозамкнутой обмоткой, в которой создаётся противоположный основному магнитный поток, замедляющий время срабатывания реле. Это при включении даёт задержку 0,07-0,11 секунды, а при выключении 0,5-7 секунд.
  • С часовым механизмом. Анкерный механизм, состоящий из шестерни с задним наклоном зубьев и похожего на якорь анкера, который изогнутыми лопатками получает импульсы от зубьев шестерни. Пружина, приводящая в действие этот механизм, располагается под электромагнитом. Контакты замыкаются после окончания периода, установленного на шкале. Интервал времени 0,1-20 секунд, точность до 10%.
  • Моторные. Состоят из синхронного электродвигателя, электромагнита, редуктора и контактов. Электромагнит сцепляет двигатель с редуктором и начинается отсчёт времени. Период задержки от 10 сек. до нескольких часов.

Конструктивно реле изготавливается для установки на обычную поверхность, на Din рейку, на поверхность силового щита (передняя панель с органами индикации и управления). Подключение проводов бывает: заднее, переднее, через колодку или разъем. Для установки временного интервала используются различные переключатели, переменные резисторы или кнопки (в электронных моделях реле).

В большинстве случаев реле времени представляют собой миниатюрные электромагнитные реле, питающиеся напряжением от 5 до 48 вольт. При этом их ток коммутации колеблется от 3 до 16 ампер. Обычно, реле времени обеспечивают гальваническую развязку среди цепи питания реле и контактными группами.

Модули реле времени

В качестве импульса для начала отсчета времени в реле времени служат:

  • подача питания на реле;
  • прекращение питания реле;
  • управляющий сигнал;
  • достижение указанного времени (в программируемых реле).

В современных электронных реле применяются:

  • бестрансформаторное питание (конденсаторная схема);
  • импульсные источники питания;
  • обычный трансформаторный источник питания (редко).

В таймере в качестве исполнительного устройства используются:

  • электромагнитное реле;
  • транзистор (при постоянном токе на 12 или 24 вольта);
  • оптрон.

Для употребления в микропроцессорной технике (если нужно обеспечить гальваническую развязку цепей или увеличить быстродействие, а ещё там, где стандартные контакты желательно сменить электронной коммутацией ввиду многократного срабатывания);

  • оптосимистор (для управления пускателями и контакторами);
  • оптотранзистор (для регулирования твёрдотельных реле).

Схема простого реле времени

Кроме указанных сфер применения, реле времени используется для автоматической регулировки исполнительными механизмами с помощью произвольных последовательностей сигналов в разнообразной технологической аппаратуре. Так, реле употребляется в качестве программного автомата для регулировки синтеза веществ, сушильных, гальванических и других сложных технологических процессов, после отработки заранее установленного интервала времени, по установленному режиму работы, с индикацией уменьшения заданного времени. Таймеры ещё используются для переключения обмоток асинхронного электродвигателя со «звезды» на «треугольник» при запуске электромотора.

Устройство и виды реле времени

Реле времени состоит из воспринимающей, замедляющей и исполнительной частей, каждая из которых имеет определенную функцию. Воспринимающая часть запускает устройство после поступления на него управляющего сигнала, замедляющая отвечает за установленный интервал задержки, а исполнительная по прошествии заданного временного промежутка оказывает воздействие на управляемый прибор.

Конструкция РВ представляет собой проволочную катушку, обернутую вокруг металлического сердечника. Кроме того, в состав устройства входит набор контактов, подвижная стрелка и якорь из железа. В разных видах реле используется различное количество подвижных контактов. Классификация реле времени производится по различным признакам. Так, по исполнению, РВ может быть:

  • моноблочным. В этом случае устройство является полностью самостоятельным, имеет встроенное питание и входы для присоединения приборов;
  • встраиваемым. Этот вид не имеет корпуса и собственного питания. Такое реле применяется для изготовления сложных устройств;
  • модульным. Такое устройство похоже на моноблок, чаще всего применяется для установки на ДИН-рейку в электрощитки.

Также РВ различаются и по методу, который используется для создания временного интервала:

  • часовые или анкерные – самые первые РВ, которые считаются одними из самых надежных и широко применяются до настоящего времени;
  • моторные – в состав этих устройств входят электрические контакты, редуктор и двигатель. Они помогают вовремя проводить плановые работы на оборудовании;
  • реле с пневматическим и гидравлическим замедлением – регулирование интервалов в этих устройствах выполняется путем уменьшения/увеличения подачи жидкости или воздуха в рабочий объем;
  • электромагнитные – используются только в цепях с постоянным током;
  • электронные – самый распространенный вид реле, который способен обеспечить интервал от доли секунды до нескольких месяцев, а иногда и лет. Благодаря кварцевой стабилизации частоты и синхронизации времени по эталонным часам по радиоканалу или интернету, эти устройства чрезвычайно точные.

Отдельно стоит заметить, что электронные РВ, за счет наличия входов и выходов для обратной связи, а также развитого программирования, задающего нужный алгоритм функционирования, относятся к микроконтроллерам. Реле времени с электронным замедлением обладают небольшими размерами, низким энергопотреблением и высокой автономностью.

Схема резисторов в реле времени

Конструкция

Конструкция реле времени отличается механизмом замедления. И самыми современными в этом плане можно назвать электронные реле времени, которые имеют и другое название – таймеры электронные. Они обладают непревзойденной точностью и широким диапазоном выдержки – от долей секунды до нескольких лет. Более того, многие электронные таймеры имеют возможность расширенного программирования, оснащаются механизмом обратной связи и могут информировать о наличие сбоя при выполнении команды. А все потому, что таймеры электронные работают на основе цифровых решений и представляют собой не просто логические устройства, а полноценные микроконтроллеры.

Реле времени: что это такое и где применяется

Далее можно отметить моторные реле времени. У них отсчет интервалов производится за счет электродвигателя с редуктором и контактов. Также необходимо отметить замедление на основе гидравлических и пневматических механизмов. Они регулируют интервалы подачей воздуха или жидкости в рабочую область. Наконец, стоит упомянуть про механизм с электромагнитным замедлением. Он применяется только на сетях с постоянным током и обеспечивает задержку времени с помощью дополнительной короткозамкнутой катушки. Помимо этого конструкцию реле времени можно классифицировать по исполнению.

Так, оно может быть модульным – удобным для установки на DIN-рейку или просто в электрощиток. Исполнение может быть встраиваемым, без собственного корпуса и питания, что удобно для создания более сложных систем. А бывает и моноблочное исполнение, когда реле времени представляет собой полностью автономное устройство с собственным питанием и выходами для подключения нагрузки. Сфера применения реле времени находится в прямой зависимости от его характеристик и принципа работы. Так, электромагнитное реле применяется для того, чтобы запускать мощные двигатели. Другие виды РВ могут использоваться для управления вентиляцией, поливом, освещением и обогревом помещений.

Циклическое реле времени

Принципы работы

Принцип работы механического РВ заключается в том, что поворот регулятора таймера воздействует на положение контактов, которые смыкаются или размыкаются, в результате чего происходит замыкание или размыкание электрической цепи. В течение определенного времени контакты возвращаются в первоначальное положение. Временной интервал находится в прямой зависимости от того, на сколько градусов повернут регулятор. В электромагнитных устройствах имеется дополнительная короткозамкнутая обмотка с медной гильзой, создающая магнитный поток, который является препятствием для нарастания основного потока.

Это приводит к тому, что реле включается спустя определенный промежуток времени. В электронных реле времени таймер представляет собой микросхему, программируемую разными импульсами, возникающими после нажатия клавиш на пульте управления устройства. Если схемой предусмотрен выход для подключения к компьютеру, то реле является интеллектуальным и может иметь около 40 групп, предназначенных для подключения различных устройств. Это расширяет возможности программирования режимов.

Как выбрать реле времени

Выбор вида РВ зависит от того, для чего устройство будет использоваться и в каких условиях это будет происходить. При его выборе стоит обратить внимание на следующие параметры:

  • мощность устройства;
  • репутация производителя;
  • предел срабатывания;
  • защита от влаги и пыли;
  • отсутствие механических повреждений на корпусе;
  • наличие инструкции, особенно к электронным устройствам;
  • допустимый предел напряжения;
  • источник питания – автономный или от сети.

Наибольшие затруднения вызывает выбор электронного реле. В этом случае важными параметрами будут:

  • меню на русском языке;
  • подсветка экрана;
  • мощность;
  • наличие пружинных клемм;
  • гарантийный срок.

Особое внимание стоит обратить на ресурс батареи, а также на то, можно ли ее заменить. Еще одним важным моментом при выборе реле времени является возможность быстро разблокировать устройство при утере ПИН-кода. Довольно часто для этого приходится отправлять РВ производителю, но некоторые изготовители сообщают код по электронной почте или телефону – нужно просто назвать размещенный на боковой панели заводской номер.

Заключение

В данной статье представлены основные вопросы работы реле времени. Более подробно об этом устройстве можно узнать, прочитав статью Реле электромагнитные. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

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.

Основные виды и принцип работы реле времени

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.

Реле времени циклическое РВЦ-03-2

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.

Читайте также  Перегородки из газобетонных блоков своими руками

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.

Реле времени РСВ16-1-УХЛ4

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.

Схем подключения реле времени PCU-520

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.

Legrand 412631

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.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector