Реле времени что такое: назначение, принцип работы, схемы подключения - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

назначение, принцип работы, схемы подключения

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

Назначение

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

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

Устройство и принцип работы

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

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

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

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

С электромагнитным замедлением

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

Рис.

1: конструкция электромагнитного реле

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

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

С пневматическим замедлением

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

Рис. 2: конструкция пневматического реле

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

С анкерным или часовым механизмом

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

Рис. 3: конструкция реле с часовым механизмом

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

Моторных реле времени

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

Рис. 4: конструкция моторного реле

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

Электронных реле времени

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

Рис. 5: принцип логической цепочки электронного реле

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

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

Эти преимущества обуславливают повсеместное вытеснение электронными реле других устаревших моделей.

Цикличных

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

Рис. 6: сфера применения цикличных реле

Как выбрать?

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

Род и величина рабочего напряжения – различные модели могут, как подключаться к бытовой сети в 220 В переменного тока, так и работать от пониженных управленческих цепей на 12, 42, 127 В и т. д.
Допустимый ток нагрузки – определяет пропускную способность контактов реле времени без их перегрева.

Диапазон времени срабатывания контактов и чувствительность регулировки этого параметра – определяет скорость включения реле времени, возможность его изменения в каких-либо пределах и возможный шаг регулировки.
Конструктивные особенности и принцип работы – если по местным условиям не допускается классическое переключение контактов по соображениям взрывоопасности, необходимо устанавливать бесконтактные модели.
Влагозащищенность и температурный диапазон – определяет допустимые параметры окружающей среды, в которых может эксплуатироваться данное реле времени.
Тип устройства (цикличные или промежуточные) – первый из них задает некую периодичность выдаваемого сигнала, а второй выступает в качестве промежуточного звена, обеспечивающего задержку времени в уже существующей цепи.

Примеры схем подключения

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

Рис. 7: пример схемы подключения

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

Рис. 8: Еще одна схема подключения реле времени

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

Рис. 9: схема включения реле через контактор

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

Видео в развитие темы

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

Список использованной литературы

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

Реле времени. Виды и их особенности

январь 18, 2018

Реле времени – это прибор, позволяющий управлять оборудованием согласно расписанию. Принцип действия может быть самым разным. Например, в микроволновой печи это чаще всего обычный таймер. В бытовой технике реле времени гораздо чаще называют программатором. Если говорить более точно, то это комбинация нашего сегодняшнего сабжекта и схемы управления исполнительных устройств (для стиральной машины: двигатель, заборные клапаны, помпа и пр.).

Реле времени отличаются своим конструктивным исполнением, поэтому выделяют такие варианты конструкций этих устройств:

Блочные. Эти РВ отличаются внешней установкой и встроенным питанием. Примером такого прибора является реле задержки для фотопечати.
Встраиваемые. Встраиваемое исполнение РВ является упрощённым вариантом блочных реле. У них отсутствует корпус и собственное питание, так как они предназначены для изготовления более сложных устройств. Применяются в качестве дополнительных элементов, поэтому размещаются в одном корпусе с прочими составляющими изготавливаемых приборов. Как пример такими реле являются таймеры-программаторы в стиральных машинках автоматах.

Модульные. Конструкция этих реле имеет сходства с блочными моделями РВ. Чаще всего они устанавливаются на DIN – рейку в электрические щитки.

Все устройства, замедляющие время, можно разделить на цикличные и промежуточные реле. Цикличное реле как самостоятельный прибор – цикличный таймер. Промежуточные РВ по ресурсу создания временного интервала различают такие:

Электромагнитные.
Пневматические.
Моторные.
С часовым либо анкерным механизмом.
Электронные.

Особенности электромагнитных реле

Устройство РВ с электромагнитным замедлением довольно простое и подобное обычному электромагнитному реле. Применяются эти устройства в цепях постоянного тока. Главные составляющие:

Магнитопровод.
Управляющая обмотка.
Короткозамкнутый виток.

Для задержки переключения применяется короткозамкнутая обмотка, содержащая один виток, установленный на любом из стержней магнитопровода. Виток обмотки изготавливается из алюминия либо меди в виде гильзы. Задержка срабатывания происходит благодаря созданию вспомогательного магнитного потока. Она регулируется путём изменения величины конечного воздушного зазора либо натяга возвратной пружины. Пределы регулировки до 5 секунд. Чаще всего этот тип РВ применяют в цепях регулирования торможением и разгоном электропривода. Основным минусом этого типа РВ является зависимость задержки времени от температуры.

Отклонение температуры обмотки хотя бы на 10Со меняет время задержки на 4%.

Нюансы пневматических РВ

Устройство пневматических реле (РВП) состоит из таких главных компонентов:

Электромагнит.
Контактная группа.
Замедляющее устройство.
Пневмокамера.

Регулировочное устройство (винт).
Микропереключатель.

РВП оснащены пневматическим демпфером либо резиновой диафрагмой, расположенной в пневмокамере. С помощью пневматического демпфера происходит замедление времени, регулирование которого осуществляется путём изменения сечения воздушного отверстия пневматической камеры специальным приспособлением (обычно винтом). Диапазон задержки времени: 0,4 – 180 с. Через регулировочное сечение указывается время срабатывания. После того, как устройство получает сигнал, якорь начинает тянуть постепенно поршень. Этот процесс длиться медленно, пока демпфер наполнен воздухом.

Плюсы РВП:

Независимость от величины питающего напряжения.
Независимость от частоты питания.
Невосприимчивость к температуре.
Лёгкая регулировка задерживания времени.

Реле, имеющее демпфер не редко эксплуатируют для автоматических регулировок разного оборудования, к примеру, для автоматического управления металлорежущими станками.

РВ с часовым или анкерным механизмом

Механические РВ, имеющие часовой либо анкерный механизм в качестве замедляющего устройства, они имеют похожую конструкцию с РВП, как и принцип действия. В этих реле времени также происходит воздействие электромагнита на контактную группу, которая в их случае связанная с анкерным (часовым) механизмом. После поступления напряжения на электромагнит, его якорь приводит в действие пружину, которая заводит механизм реле. После отсчитанного конкретного времени замедляющим механизмом РВ, в движение приходит контактная система.

Специфика действия подобна принципу работы заводной игрушки. Пределы выдержки времени: 0,1-20 с. Достоинства этого типа РВ не уступают преимуществам пневматических устройств. Они также почти не зависимы от мощности напряжения, его частоты, а также от окружающей температуры. Несомненным положительным моментом является и то, что можно создавать реле на постоянном и переменном токе. Такие РВ встречаются в кухонных таймерах, механических будильниках, программном управлении старых моделей стиральных машин и т.п.

Специфика моторных РВ

Устройство моторных реле, замедляющих время, состоит из таких элементов:

Двигатель
Редуктор.
Электромагнит.
Контактная система.

Сердцем этих РВ является синхронный двигатель и при срабатывании прибора напряжение подаётся одновременно на него и электромагнит. После чего двигатель через муфту путём зубчатой передачи начинает крутить диски, которые имеют особые кулачки, воздействующие на контакты. Изменяя исходное положение диска, регулируется задерживание времени. Преимуществом этих РВ является их способность задерживать время от 10 секунд до десятков часов.

Электронные РВ

Электронные реле времени в своей работе используют разнообразные цифровые и аналоговые схемотехнические решения. Эта группа РВ базируется на заряде либо разряде конденсатора, физических процессах электронных схем или же отсчете конкретного числа импульсов.

В аналоговых реле, использующих для задержки переключения конденсатор, при замыкании контактов увеличивается напряжение на конденсаторе. За этим напряжением следит специальное устройство (пороговый элемент) и сравнивает его с ранее указанным. При совпадении напряжений, пороговый элемент подаёт сигнал на переключение реле. Задерживание времени регулируется сменой ёмкости конденсатора, максимальная выдержка равна 10 с.
В цифровых РВ напряжение подаётся на блок питания, при этом происходит запуск задающего генератора, который подаёт импульсы на счетчик. Счётчик считает импульсы, пока они не сравняются с заданным числом импульсов в системе управления. После чего он посылает на выходной усилитель, который контролирует реле, сигнал и прекращает считать импульсы. РВ вернётся в своё начальное положение после того, как с блока питания будет снято напряжение. Цифровые реле задерживают время намного дольше в отличие от аналоговых, диапазон задержки от доли секунды до десятков часов.

Достоинства электронных РВ

Небольшие габариты и масса.
Надёжность.
Высокая точность.

Аналоговые реле времени превосходят цифровые тем, что не нуждаются в точном программировании и их намного проще эксплуатировать. Главный плюс цифровых реле – это минимальная погрешность, а высокая стоимость – минус. Электронные реле выдержки времени довольно популярные, благодаря тому, что способны задерживать время с довольно большим размахом. Их эксплуатируют в различных сферах и приборах: подача и отключение воды и электричества в промышленных помещениях, а также частных домах в определённое время, управление системой отопления, запуск рекламных щитов и пр.

Полное руководство по реле времени

Содержание

Реле времени – это полезное устройство, которое можно использовать для различных целей в мире электричества. Это идеальный способ с легкостью контролировать мощность и автоматизацию. Его можно использовать для чего угодно: от управления розетками до включения света в вашем доме. В этой статье мы обсудим, что оно делает, как оно работает, а также некоторые полезные применения реле задержки времени . Если вы ищете простой способ автоматизировать свои домашние или деловые операции, читайте дальше.

Что такое реле времени?

Реле времени — это тип устройства, которое может управлять потоком энергии в цепи с помощью электромагнита. Устройство включает в себя катушку проволоки, намотанную на железный сердечник. Когда энергия течет по цепи, она создает магнитное поле в электромагните.

Это магнитное поле может притягивать или отталкивать другой магнит, прикрепленный к реле таймера внутри устройства. Реле времени позволит вам контролировать, когда это произойдет, контролируя, как долго ток течет через его катушки до остановки.

Как работает реле времени?

Электромагнетизм – это принцип работы реле времени . Одна катушка реле всегда включена, а другую можно включать и выключать с помощью электрического сигнала, посылаемого через нее с управляющего устройства, такого как телефон или компьютерная система. Катушка «включено» постоянно получает питание, что делает ее готовой к активации в любой момент.

Катушка «выключения» получает питание только тогда, когда устройство активировано, а затем она работает, втягивая якорь, который активирует другой конец цепи, по которому течет электричество. Когда питание отключается, этот якорь возвращается в исходное положение и больше не позволяет электричеству течь по цепи.

Применение реле времени

Реле задержки времени

очень универсальны и могут использоваться практически для любых целей. Некоторые типичные области применения реле задержки времени включают:

Управление розетками

Вы можете управлять розеткой, используя два реле для включения и выключения потока электричества. Одно реле управляет включением, когда вы что-то подключаете к розетке, а другое выключает его после того, как то, что подключено, заканчивает зарядку или питание любого подключенного устройства.

Активация фар

Одно очень распространенное использование реле с таймером включает и выключает свет. Этот процесс работает путем включения катушки реле на определенное время, чтобы активировать ее, прежде чем останавливать поток энергии, чтобы свет мог снова выключить после того, как он был активирован. Это идеально, если вы хотите, чтобы свет выключался автоматически, когда в комнате никого нет!

Управление другими типами машин

Многие типы машин управляются электричеством, поэтому для этой цели можно использовать реле задержки времени. Вы можете управлять машиной в своем доме, например, системой кондиционирования воздуха, обогревателем или системой домашнего кинотеатра, не проходя через их гостиную. Есть бесконечные возможности для того, какую автоматизацию вы можете сделать с помощью реле задержки времени.

Высокопроизводительные приложения

Эти устройства часто используются в высокопроизводительных приложениях, таких как робототехника или машины, требующие точной синхронизации операций. Некоторые примеры включают их использование для активации клапанов в пневматических цилиндрах, управления таймерами на кофеварках, системами освещения в аэропортах и на вокзалах и даже для включения камер видеонаблюдения.

Как проверить реле задержки времени?

Если вы пытаетесь проверить реле задержки времени, есть простой способ сделать это. Прежде всего, убедитесь, что устройство выключено и отсоединено от источника питания. Затем возьмите электрический щуп или любой инструмент для электрических испытаний с двумя металлическими концами (один маленький и один большой), чтобы оба могли одновременно соприкасаться внутри вашей печатной платы. Вы захотите подключить эти щупы так, чтобы каждый конец входил в обе стороны катушки «вкл» на реле задержки времени (зонд большего размера должен быть подключен между ними).

При правильном выполнении вы увидите противо-ЭДС, когда электричество течет по проводам и другим проводящим материалам, таким как металлы. Это проявляется как временный обратный поток электричества, когда вы перемещаете зонд с одной катушки на другую. Если оно не появляется, то это означает, что ваше реле задержки времени либо неисправно, либо где-то в плате обрыв провода.

Вы также можете использовать мультиметр для проверки непрерывности между каждой стороной катушки «включено» и землей (что должно быть представлено двумя щупами, соприкасающимися одновременно). Вы услышите звуковой сигнал, если при этом внутри самого устройства нет поломки. Вы можете протестировать каждое соединение с обеих сторон, пока не найдете место разрыва, чтобы определить, что нужно исправить! Этот метод работает так же хорошо с обычные реле тоже — хотя у них нет катушек, как у этих, их внутренние переключатели все равно должны быть правильно подключены, чтобы устройство работало.

При работе с реле задержки времени важно правильно протестировать их, чтобы они работали правильно. Вы можете сделать это, используя электрический пробник и мультиметр для проверки внутренних соединений устройства. Это поможет вам найти поломку в вашей печатной плате, которая была бы необходима для ремонта, если бы она была сломана или неисправна.

Заключение

Реле времени – это удобные устройства, которые можно использовать для самых разных целей. Они позволяют вам управлять всеми видами оборудования, работающего от электричества, с точным временем и задержкой активации или деактивации. Они также используются в высокопроизводительных приложениях, таких как робототехника или машины, требующие точной синхронизации операций.

Если вы ищете простой способ автоматизировать свои домашние или деловые операции, попробуйте реле задержки времени. Нет необходимости устанавливать сложные системы, требующие большего, чем простая проводка и соединения, с использованием реле задержки времени. Он прост в установке и может использоваться практически для всего, что вам нужно.

Если вы ищете реле задержки времени , обратите внимание на некоторые из них, которые мы продаем по адресу CHINT .

Контактор против реле: в чем разница?

Содержание И контакторы, и реле лучше всего определить как электрически заряженные устройства, которые используются для управления и поддержания эффективности

Подробнее »

Автоматика

Все, что вам нужно знать о реле

Если ваши знания в области электроники выше среднего, вы должны быть знакомы с реле. Чтобы было понятно, есть разные реле, в том числе универсальное реле,

Подробнее »