Реле времени устройство и принцип работы

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ

Реле — электромеханическое устройство, предназначенное для коммутации электрических цепей, цепей сигнализации и управления.

Чаще всего реле используется в системах управления и зачастую являются как коммутационными, так и усиливающими элементами цепи.

Следует помнить, что по характеру включения сеть устройства могут быть первичными и вторичными. Первичные реле включаются непосредственно в управляющие цепи управления, вторичные подключаются через измерительные трансформаторы, лабораторные резисторы, шунтирующие сопротивления.

Также одним из достоинств релейных устройств и элементов является очень высокое сопротивление между открытыми контактами, что выгодно отличает их твердотелых реле, использующих вместо катушки полупроводниковые элементы.

Твердотельные устройства очень чувствительны к качеству управляющего сигнала и имеют высокую вероятность ложного срабатывания в результате внештатного электромагнитного импульса или при увеличении напряжения в управляемой сети сверх оптимальных значений.

Помимо стандартных электромагнитных реле некоторые источники относят к этой группе устройств и герконовые реле, главной отличительной чертой которых является использование, в качестве управляющего сигнала, вместо электрического сигнала магнитное поле вырабатываемое постоянным или электромагнитом.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РЕЛЕ

Конструктивно электромагнитное реле представляет собой катушку выполняющую роль втягивающего устройства.

Она состоит из основания из немагнитного материала, на которое намотан медный провод, который, в зависимости от исполнения, может быть в изоляции из тканевых, синтетических материалов, но в большинстве случаев проводник покрывается диэлектрическим лаком.

При подаче напряжения на катушку происходит втягивание металлического сердечника, связанного с толкателем, который приводит в движение контакты.

В зависимости от назначения контактный блок реле может состоять из нормально открытых (разомкнутых) или нормально закрытых (замкнутых) контактов, в некоторых случаях блок контактов может совмещать в себе оба типа контактов.

Более подробно устройство реле можно понять если разбить его составляющие на блоки:

• управляющий — служит для преобразования управляющего сигнала (в нашем случае из электрического — в магнитное поле);
• блок промежуточных элементов — приводит в действие исполнительный механизм;
• исполнительный блок — воздействует непосредственно на управляемую цепь. В качестве исполнительного блока можно рассматривать контактную группу устройства.

Также, при проектировании управляющих цепей с использованием электромагнитных реле необходимо учитывать, что ввиду того что чувствительным элементом является электромагнитная катушка, то ток в обмотке увеличивается или уменьшается не мгновенно, а в течении некоторого времени.

В связи с этим следует учитывать возможное время задержки срабатывания. Оно достаточно мало, но в некоторых ситуациях может оказывать влияние на работу других элементов схемы.

Электромагнитные реле можно классифицировать по следующим признакам:

для цепей управления, защиты или сигнализации;

малой мощности, управляющий сигнал ≤1 Вт, средней мощности, сигнал управления находится в пределах от 1 до 9 Вт, высокой мощности — мощность сигнала ≥10 Вт;

времени реакции на сигнал управления:

безынерционные время реакции ≤ 0,001 сек., быстродействующие — время реакции от 0,001 до 0,05 сек., замедленные время реакции от 0,05 до 1 сек., а также реле времени с регулируемой задержкой срабатывания.

характеру управляющего напряжения:

постоянного тока —нейтральные, поляризованные и переменного тока.

Отдельно стоит остановиться на особенностях реле постоянного тока. Как было выше сказано они подразделяются на нейтральные и поляризационные. Главное отличие этих двух групп заключается в том, что поляризационные устройства чувствительны к полярности приложенного напряжения, то есть подвижный сердечник меняет свое направление с правого на левое или наоборот в зависимости от полярности напряжения.

Электромагнитные реле постоянного тока делятся на:

• двухпозиционные;
• двухпозиционные с преобладанием;
• трехпозиционные или реле с нечувствительной зоной.

Срабатывание же устройств нейтрального типа не зависит от полярности подаваемого напряжения. К недостаткам реле использующих, в качестве управляющего сигнала, постоянный ток можно отнести необходимость установки блоков питания, для подачи постоянного тока и высокая стоимость самого устройства.

Реле переменного тока этого лишены, но и у них есть свои недостатки такие как — необходимость доработки конструкции для устранения вибрации сердечника.

Рабочие параметры хуже, чем у устройств использующих линейную форму управляющего сигнала, а именно — хуже чувствительность, гораздо меньшее электрическое усилие. Но в тоже время они могут напрямую подключаться к электрической сети переменного тока.

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ

Пожалуй, наиболее широкое распространение реле, работающие с использованием электромагнитного принципа получили в сфере распределения и производства электрической энергии.

Релейная защита высоковольтных линий обеспечивает безаварийный режим работы подстанций и другого подключенного оборудования.

Управляющие элементы, используемые в установках релейной защиты рассчитаны на коммутацию присоединения при рабочих напряжениях, достигающих нескольких сотен тысяч вольт. Широкое распространение релейной защиты высоковольтных линий обусловлено:

• высокой долговечностью релейных элементов;
• быстрой реакцией на изменение параметров подключенных линий;
• способностью работы в условиях высокой напряженности электромагнитных полей и нечувствительностью к появлению паразитных электрических потенциалов.

Также посредством установок релейной защиты осуществляется резервирование линий электропередач и моментальный вывод из работы поврежденных участков электросети, к примеру, при замыкании линии на землю или обрыве токоведущих частей. На сегодняшний день еще не изобретены более надежные средства защиты линий электропередач чем релейная защита.

Кроме того, в настоящее время электромагнитный тип реле широко используется в системах управления производственными, конвейерными линиями. Чаще всего данный вид систем управления используется на производствах с наличием высоких паразитных потенциалов делающих невозможным использование полупроводниковых систем управления.

К примеру, известен случай, когда при модернизации систем управления конвейерными линиями на одном из элеваторов новое оборудование, построенное новейших полупроводниковых элементах, постоянно выходило из строя.

Как позже выяснилось причиной поломки стало статическое электричество, возникающее при движении зерна по конвейерной ленте, а так как система выравнивания потенциалов была не предусмотрена в данных помещениях, то стал вопрос о переносе пульта управления в защищенное помещение.

Это было сопряжено с огромными материальными затратами. В результате было принято решение перейти на релейные блоки управления, нечувствительные к статическому напряжению.

Принципы работы заложенные в основу функционирования электромагнитных реле используются в устройствах дистанционного управления нагрузкой — пускателях или контакторах.

Принцип работы этих устройств во многом напоминает работу реле, с той лишь разницей, что предназначены данные устройства для коммутации силовых цепей сила тока, в которых может достигать 1000 А, а в случае особо мощных установок и выше.

Но самым знаковым применением реле электромагнитного типа является их использование в первых электронно-вычислительных машинах, в качестве логических элементов способных выполнять простейшие логические операции. Не смотря на низкое быстродействие эти первые компьютеры по надежности превосходили следующее поколение ламповых вычислительных комплексов.

Простейшими примерами использования электромагнитного реле в повседневной жизни являются реле управления в различных видах бытовой техники: холодильниках, стиральных машинах и т.п.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

• Справочник электрика
  • Бытовые электроприборы
  • Библиотека электрика
  • Инструмент электрика
  • Квалификационные характеристики
  • Книги электрика
  • Полезные советы электрику
  • Электричество для чайников
• Справочник электромонтажника
  • КИП и А
  • Полезная информация
  • Полезные советы
  • Пусконаладочные работы
• Основы электротехники
  • Провода и кабели
  • Программа профессионального обучения
  • Ремонт в доме
  • Экономия электроэнергии
  • Учёт электроэнергии
  • Электрика на производстве
• Ремонт электрооборудования
  • Трансформаторы и электрические машины
  • Уроки электротехники
  • Электрические аппараты
  • Эксплуатация электрооборудования
• Электромонтажные работы
  • Электрические схемы
  • Электрические измерения
  • Электрическое освещение
  • Электробезопасность
  • Электроснабжение
  • Электротехнические материалы
  • Электротехнические устройства
  • Электротехнологические установки

Устройство и принцип работы реле времени

Чтоб обеспечить правильную работу схем автоматического управления, нередко бывает нужно выполнить срабатывание отдельных аппаратов в определенной последовательности с соблю­дением подходящих интервалов време­ни. Для этого предназначено реле времени.

Реле времени работают или по принципу механического замед­ления и изготовляются с примене­нием маятников либо электродвига­телей, или по принципу электро­магнитного замедления. Маятни­ковые реле дают выдержку времени в границах 1-15 сек, двигатель­ные – до 24 ч, реле с электромаг­нитным замедлением – до 5 сек. Реле с электрическим замедле­нием изготовляют только для работы в цепях управления посто­янного тока, это реле работает по принципу роста времени спа­дания магнитного потока в магнит­ной системе при выключении реле.

Разглядим устройство и схему включения электрического реле времени типа РЭ-500, которое находит обширное применение при автоматизации электропривода. Это реле (рис. 1) состоит из катушки 1, недвижного магнитопровода 2, якоря 3, регули­ровочного винта 5, траверсы 6 с блок-контактами и оттяжной пружиной 4.

В месте соприкосновения сердечника с якорем помещена не­магнитная прокладка, она служит для предотвращения вероятного прилипания якоря к сердечнику, при отсутствии прокладки от­брасывающая пружина может не преодолеть удерживающего усилия остаточного магнетизма сердечника, и реле не отключится.

Якорь втягивается под действием потока, создаваемого катуш­кой 1, насаженной на сердечник. На якоре укреплена траверса 6 с подвижными контактами мостикового типа, которые образуют замыкающие контакты реле.

Для улучшения проводимости контакты изготовляются с сере­бряными накладками.

Время от момента подачи импульса на катушку реле до сраба­тывания контактов именуется выдержкой времени реле. Регулиро­вание выдержки времени делается в границах каждого типа реле конфигурацией толщины немагнитной прокладки и натяжением оттяжной пружины с помощью регулировочного винта 5. Чем тоньше прокладка и меньше натяжение пружины, тем больше вы­держка времени реле. Не считая того, выдержка времени на реле вре­мени РЭ-511, РЭ-513 и РЭ-515 может быть получена последующими методами: 1) закорачиванием катушки; 2) отключением катушки реле.

1. Закорачивание катушки. При включении реле РВ якорь при­тягивается очень стремительно (время за­ряда реле 0,8 сек). При выключении создается выдержка времени, при всем этом отключение реле может осу­ществляться как методом разрыва цепи катушки, так и методом ее закорачивания (рис. 2а). Выдержка времени при закорачи­вании катушки выходит по сле­дующей причине. Для отпадения якоря (и, как следует, срабаты­вания контактов реле) нужно, чтоб поток в магнитной системе пропал либо уменьшился до определенной величины, что и происходит при прекращении питания катушки реле, т. е. при ее выключении. Если же шун­тировать катушку реле (к примеру, параллельным включением каких-то контактов другого промежного реле РП), то вслед­ствие самоиндукции в контуре, образуемом катушкой реле и кон­тактом РП, поддерживается некое время ток. Как следует, магнитный поток и сила притяжения якоря к сердечнику тоже будут затухать равномерно. Сопротивление R в цепи катушки должно быть предвидено для предотвращения недлинного замы­кания (в этом случае, если в этой цепи нет других потребителей).

2. Отключение катушки реле. При выключении катушки реле можно также достигнуть замедленного спадания магнитного потока в магнитопроводе (рис. 2 б). Для этого используются различ­ные демпферы. Демпфером именуется толстая гильза, выполнен­ная из меди либо алюминия, которая насаживается на общий сердеч­ник со втягивающей катушкой. Эта гильза делает 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 делает также и алюминиевое основание реле. Раз­личные спектры выдержки реле (0,3—5,5 сек) достигаются за счет внедрения дополнительных съемных демпферов.

Следует подразумевать, что реле типа РЭ-500 создано для неизменного тока, и в цепь управления движками переменного тока оно врубается через выпрямители.

Реле времени

Реле времени – устройство, предназначенное для обеспечения определенной последовательности работы элементов электрической схемы. Например, такое устройство применяется в случаях, когда необходимо автоматически выполнить какое-то действие не сразу после появления управляющего сигнала, а через установленный промежуток.

На сегодняшний день существует несколько видов таких устройств

• Электронные реле времени являются наиболее распространеным типом. Устройства этого типа обеспечивают выдержки времени от долей секунд до тысяч часов, позволяют организовывать разнообразные программы функционирования, имеют малые габариты и энергопотребление.
• Реле времени с электромагнитным замедлением используются только при постоянном токе. Помимо основной обмотки они имеют дополнительную короткозамкнутую обмотку, состоящую из медной гильзы. Принцип работы реле времени с электромагнитным замедлением прост. При нарастании основного магнитного потока, в дополнительной обмотке создается дополнительный поток, который препятствует нарастанию основного, что и обеспечивает задержку срабатывания устройства. Устройство, основанное на таком принципе, обеспечивает выдержку при включении от 0.07 с до 0.11 с, а при отключении от 0.5 с до 1.4 с.
• Реле времени с пневматическим замедлением обеспечивает выдержку от 0.4 до 180с, имеет специальный механизм – пневматический демпфер. Для того, чтобы отрегулировать его выдержку, изменяют сечение отверстия для забора воздуха.
• Реле времени с часовым или анкерным механизмом работает за счет пружины, заводящейся под электромагнит. Контакты устройства срабатывают только после того, как анкерный механизм отсчитает период, выставленный на шкале.
• Моторные реле времени предназначены для отсчета периода от 10 секунд до нескольких часов. Такие устройства состоят из синхронного двигателя, редуктора, электромагнита для сцепления и расцепления двигателя с редуктором и контактов.

Реле времени электронное ВЛ 69

Реле времени с выдержкой времени на включение ВЛ 69 используется для коммутации электрических цепей с определенными, предварительно установленными параметрами. Реле ВЛ-69 обеспечивает включение нагрузки через определенное значение времени. Временные уставки устанавливают с помощью двух переключателей, которыми изменяется коэффициент пересчета импульсов. Реле позволяют ступенчато устанавливать выдержку времени и различаются диапазонами уставок: 0,1…9,9, 1…99 с, мин, ч

Характеристики реле ВЛ 69

Нижний и верхний пределы уставок	0.1-9.9сек, 1-99сек
Регулировка выдержки времени	Ступенчатая
Класс точности	1.5/0.2
Время повторной готовности, сек	0.1
Время возврата, сек	0.07
Количество и тип контактов	1з+1р
Механическая износостойкость	20 млн. циклов
Напряжение питания, В (постоянного тока)	24, 27, 110, 220
Напряжение питания, В (переменного тока)	110, 220, 230, 240
Допустимые отклонения напряжения питания, %	+10, -20
Потребляемая мощность (AC/DC), ВА/Вт	4.5 (4.5)
Длительно допустимая сила тока выходной цепи, А	4
Степень защиты реле:	IP40 — реле IP20 — клеммника
Габаритные размеры, мм	45х75х119
Масса, кг, не более	0.28

Схема подключения реле времени ВЛ 69

Реле времени пневматическое РВП 72

Используется для передачи команд из одной электрической цепи в другую с определенными предварительно установленными выдержками времени. Реле производилось достаточное количество времени и до сих пор активно используется в промышленности.

Устройство и принцип работы РВП 72
Конструкция реле проста и надежна в эксплуатации. Реле собрано на металлическом основании и состоит из электромагнитного привода и пневматической приставки, формирующей выдержку времени. Пневмоприставка имеет контакты с временной задержкой. Пневматическая приставка времени унифицирована для всех типов реле этой серии. В качестве контактного узла в реле устанавливается микровыключатель или контактное устройство. В реле с двумя пневматическими камерами одна работает с выдержкой времени при подаче напряжения питания на электромагнитный привод, а другая – с выдержкой времени при снятии напряжения питания. Один электромагнитный привод управляет обеими камерами, и они позволяют регулировать любую уставку независимо друг от друга. В исполнении реле без выдержки времени микровыключатель (или контактное устройство) укреплен на стойке. Изделие монтируют как на металлических, так и на изоляционных панелях и крепится винтами М5. Электрический монтаж производится любым монтажным медным проводом. При этом к каждому зажиму реле может быть присоединено до двух проводов сечением не более 1.5 мм 2 или одного сечением не более 2.5 2 .

В данной серии реле имеет пять модификаций:
РВП-72-3121 — с одной пневматической приставкой с началом отсчета выдержки времени после подачи напряжения питания на электромагнитный привод;
РВП-72-3122 — с одной пневматической приставкой с началом отсчета выдержки времени после снятия напряжения питания с электромагнитного привода;
РВП-72-3221 — с одной пневматической приставкой с началом отсчета выдержки времени после подачи напряжения питания на электромагнитный привод и дополнительными контактами (1 замыкающий + 1 размыкающий), срабатывающими без выдержки времени;
РВП-72-3222 — с одной пневматической приставкой с началом отсчета выдержки времени после снятия напряжения питания с электромагнитного привода и дополнительными контактами (1 замыкающий + 1 размыкающий), срабатывающими без выдержки времени;
РВП-72-3323 — с двумя пневматическими приставками, с началом отсчета выдержки времени после подачи и снятия напряжения питания с электромагнитного привода.

Структура условного обозначения реле РВП-72

Реле времени в домашней автоматизации

Почти все люди жалуются на нехватку времени. Темп нашей жизни постоянно ускоряется, поэтому любые приборы, точно отмеряющие временные интервалы, будут всегда востребованы.

Если эти приборы еще снимают с наших плеч часть забот по поливу лужайки, включению и выключению света, управлению различными домашними электроприборами и технологическими процессами на производстве, они просто необходимы.

Общее название таких устройств – реле времени. Итак, реле времени – это устройство, предназначенное для создания временных задержек включения или выключения сигналов или процессов или осуществления определенной последовательности в их работе. Обычно реле времени применяется, когда необходимо выполнить какое-то действие спустя установленный промежуток времени.

Классификация реле времени

Классифицировать реле времени можно по многим признакам, но это потребует составить целую таблицу параметров по каждому экземпляру. Поэтому, надо выбрать главные. Если вы решили выбрать реле времени, во-первых, определитесь с исполнением. Оно может быть моноблочным, встраиваемым и модульным.

Моноблок, это полностью автономное внешнее устройство со встроенным питанием и входами для подключения нагрузки. Примером может служить внешнее реле времени для фотопечати.

Встраиваемое реле времени – это упрощенный вариант моноблока, без собственного корпуса и питания. Этот прибор используется для создания как из кубиков более сложных устройств под одним общим корпусом. Примером может служить таймер-программатор стиральной машины.

Модульное реле времени – это вариант моноблока, например реле времени, устанавливаемое на дин-рейку в электрощиток. Нужно сразу отметить, что такая классификация весьма условна, но очень важна для удобства последующего использования в быту или на производстве.

Во-вторых, реле времени можно классифицировать по способу создания временного интервала. Первыми появились реле времени с часовым или анкерным механизмом. Такие реле времени до сих пор широко используются и показали себя одними из самых надежных. Еще примеры: механический будильник, кухонный таймер со звонком, механическое реле программ некоторых стиральных машин.

Довольно часто используются моторные реле времени. Они состоят из двигателя с редуктором и электрических контактов. Такие реле времени ранее встречались, например, как счетчики моточасов электрогенераторов. Они необходимы для проведения своевременных регламентных работ на оборудовании.

До сих пор часто используются реле времени с гидравлическим или пневматическим замедлением. Регулировка временных интервалов таких реле производится увеличением или уменьшением подачи воздуха или жидкости в рабочий объем.

Все же наиболее распространенный тип реле времени – это электронные реле. Такие реле легко обеспечивают выдержки от долей секунды до месяцев и даже лет. Поскольку в таких устройствах может использоваться кварцевая стабилизация частоты и синхронизация времени по эталонным внешним часам через радиоканал или интернет, то они обеспечивают непревзойденную точность.

Кроме того, такие реле времени уже являются микроконтроллерами, так как имеют различные входы и выходы для осуществления обратной связи, развитое программирование для задания необходимого алгоритма работы. Электронные реле времени – это наиболее современные устройства.

За счет достижений в микроэлектронике, они имеют малые габариты, энергопотребление и высокую автономность за счет энергонезависимой памяти и внутренних батарейных источников питания. Если вы не ограничены в средствах и выбираете реле времени для новых проектов, следует остановить свой выбор на электронных реле времени.

Примеры различных типов реле времени

Реле времени 2РВМ является типичным представителем реле с анкерным механизмом. Оно предназначено для управления двумя независимыми электрическими цепями на замыкание или размыкание. Управление происходит с помощью повторяющихся посуточных программ. Программы устанавливаются с помощью установки штырей в два программных диска.

Количество отверстий в программных дисках 96 и 72, цена деления 15 мин, минимальная продолжительность команд или пауз 30 мин, точность +_ 5 мин. Резерв пре прерывании электропитания 48 часов. Импортный аналог реле CRONO QRDD.

Еще одним примером механических и электронных устройств являются бытовые таймеры. Они могут использоваться для регулируемых по времени отключения-включения, например, освещения, системы отопления, системы охлаждения, а также системы увлажнителей воздуха, компрессорами для аквариумов и т.д.

Типичный представитель — механический таймер «BND-50/G39». Он имеет механический переключатель, индикатор нагрузки, розетку, оборудованную защитой от детей. Нагрузочная способность-16A,230V

,50Hz. До 48 включений и выключений. Мин. шаг установки времени: 15 м, 30 м, 2ч. Макс. шаг установки времени: 24 ч, 7 дн. Точность:± 5 минут. Размер 7,2 * 12,0 * 8,9 см. Рабочая температура -10. +40 *С.

Таймер удобен тем, что вставляется в обычную розетку, а управляемое устройство включается во встроенную розетку таймера. Исполнение таймера – моноблок.

Пример современного микроконтроллерного реле времени – это «Веха ДД». Прибор имеет встроенную клавиатуру и светодиодный индикатор. Реле времени «Веха ДД» предназначено для однократного или циклического включения исполнительных механизмов после отработки установленной выдержки времени. Область применения охватывает все производственные циклы в промышленности и быту, где требуется автоматизировать процессы управления оборудованием, связанным с временными задержками.

Его отличает гибкая логика работы. Возможность управления от внешних сигналов. Корпус из ударопрочного пластика. Возможность ограничения доступа к программе прибора с помощью пароля. Диапазон задаваемых выдержек времени: 1 сек … 9999 час.

Часы: 0,01 сек … 100 час. Реле имеет прямой и обратный отсчет. Исполнение реле времени по типу выхода: 1,2 или 3 перекидных контакта или оптотранзистора или оптосимистора или выхода для управления твердотельным реле.

Пример электронного модульного реле времени – это «ВЛ 159 М», при практически тех же параметрах, что у Вехи ДД, оно имеет очень компактные габариты, устанавливается на дин-рейку и легко помещается в электрощиток.

Теперь вы знаете, что перед покупкой реле времени вам нужно определиться с ценой покупки, количеством управляющих цепей, форм фактором устройства. Если нужно дешевое устройство, то выбирайте моноблочный таймер типа BND-50/G39. Если нужно управлять сложной автоматикой, лучше выбрать модульный вариант на дин-рейку, например ВЛ 159 М или аналогичный. Если нужны еще более продвинутые устройства, посмотрите программируемые реле (LOGO Siemens, EASY, Zelio Logic и т.п.) или контроллеры системы «умный дом».

Какие бывают реле времени?

• Цикличные
• Промежуточные
• Электромагнитные
• Пневматические
• Моторные
• С часовым или анкерным механизмом
• Электронные

Цикличные

Устройства цикличного типа генерируют выходные сигналы через выставленный интервал времени. Изначально это было механическое изделие, взаимодействующее с контактами через программируемый механический барабан. С появлением микропроцессоров появилась возможность создания агрегатов с огромным диапазоном параметров. Данный тип широко используют в системах автоматики для включения и отключения всевозможных механизмов.

Пример. Суточный бытовой таймер управляет освещением аквариума, террариума, теплицы, кормушками, поилками. Чаще всего реле времени используют для управления уличным освещением на приусадебной территории.

В системах умный дом, таймер играет основную роль обеспечения комфорта. В заданное время включает и выключает отопление, свет, может вывести напоминание о событии. Кипятить воду в чайнике утром, включить стирку и прочее. Несут службу таймеры в медицине, науке, робототехнике и других отраслях жизнедеятельности человека. О том, как настроить розетку с таймером, мы рассказали в отдельной статье.

Промежуточные

Промежуточные реле времени устанавливаются в механизмы, которым нужна задержка сигнала на определенный момент. Они в свою очередь разделяются на подтипы:

• электромагнитные;
• пневматические;
• моторные;
• с часовым или анкерным механизмом;
• электронные.

Рассмотрим устройство и назначение каждой разновидности.

Электромагнитные

Используются в цепях постоянного тока, где на катушке устройства добавлен отдельно короткозамкнутый виток и за счет остаточного поля происходит замедление на отпускание контактов или замыкание. Пределы регулирования до 5 секунд.

Чаще всего такие реле времени применяются в цепях управления разгоном и торможением электропривода.

Пневматические

Данный тип снабжен специальным пневматическим демпфером или диафрагмой, регулировка производится изменением размера воздушного отверстия. После поступления сигнала якорь тянет поршень, но не может сделать это мгновенно, пока воздух находится в демпфере. Через регулируемое отверстие задается время срабатывания. Регулирование возможно до 60 секунд.

Реле времени пневматического типа часто используют для автоматического управления оборудованием, к примеру, металлорежущим станком. Помимо этого пневматические реле нашли свое применение в цепях управления приводом для ступенчатого регулирования, разгона и торможения.

Моторные

Сердце устройства синхронный двигатель, работающий от переменной сети 50 Гц. Сложное механическое устройство с возможностью установки задержки от нескольких секунд до десятков часов.

Моторные реле времени, собственно, как и анкерные, могут применяться в цепях защиты ВЛ для повторного включения.

С часовым или анкерным механизмом

Работают за счет взведенной пружины. Электромагнит заводит пружину, устройство начинает работу (принцип заводной игрушки) и замыкает контакты. Диапазон регулирования реле 0,1-20 сек.

О том, для чего они нужны, мы уже рассказали немного выше.

Электронные

Обширное семейство аналоговых и цифровых электронных устройств, использующие физические процессы в электронных схемах, заряд или разряд конденсатора, отсчет определенного числа импульсов.

С помощью реле электронного типа можно неплохо экономить дома, к примеру, возьмем свет в коридоре, кладовке или подъезде. Нажимая кнопку мы включаем свет. По прошествии определенного времени он отключается, этого периода должно хватить на поиски предмета в коридоре, кладовке или попадание в квартиру. Свет без надобности не горит, по забывчивости оставленный включенным.

Наглядно увидеть, какие есть реле времени и какой принцип действия у каждого типа исполнения, вы можете на видео ниже:

Вот и все, что хотелось рассказать вам об особенностях применения разных типов реле времени. Теперь вы знаете, какие бывают разновидности таймеров и как они работают.

Будет интересно прочитать:

Реле времени: назначение, разновидности, применение, схема

Реле времени прежде всего предназначено для обеспечения необходимого временного интервала при определенном алгоритме подключения различных элементов цепи. Наиболее часто применяется в ситуациях, когда предусматривается автоматическое подключение различных устройств через заданный промежуток времени после поступления основного сигнала.

Также такое реле нашло широкое распространение для автоматического включения или выключения различных видов электротехнического оборудования в точно установленное время и для отсчета заданных временных интервалов.

Различные конструкции позволяют применять реле времени как на промышленном, так и бытовом уровне.

1. Схема реле времени
2. Реле времени c электромагнитным замедлением
3. Реле времени c пневматическим замедлением
4. Реле времени c анкерным или часовым механизмом
5. Реле времени c применением двигателей
6. Электронные реле времени

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:

Принцип работы реле времени

Для обеспечения нормальной работы схем автоматического управления может потребоваться соблюдение определенных временных интервалов. Для выполнения подобной задачи может потребоваться реле времени.

Принцип работы реле времени достаточно простой. Их работа осуществляется по принципу механического замедления или электромагнитного замедления.

Особенности

Маятниковые реле времени позволяют обеспечивать выдержку от 1 до 15 секунд, двигательные до 24 часов, а реле с электромагнитным замедлением до 5 секунд. Реле с электромагнитным замедлением необходимо применять только в цепях управления постоянным током. Его работа будет осуществляться по принципу увеличения времени спадания магнитного потока в магнитной системе при отключении реле. У нас вы также можете прочесть, как работает тензодатчик.

Наиболее популярным на сегодняшний день считается электромагнитное реле РЭ-500. При автоматизации электропривода оно находит широкое применение. Это реле будет состоять из:

1. Катушки.
2. Неподвижного магнитопровода.
3. Якоря.
4. Регулировочного винта.
5. Траверсы.
6. Блока-контактами.
7. Оттяжной пружины.

В том месте, где сердечник будет соприкасаться с якорем располагается немагнитная прокладка. Она предназначается для того, чтобы защитить якорь от прилипания к сердечнику. Если прокладка в конструкции будет отсутствовать, тогда пружина может просто не преодолеть усилия остаточного магнетизма и реле не отключится. Вытяжение якоря будет происходить под воздействием потока, который создает катушка. На якоре также располагается траверса с подвижными контактами, которая образует замыкающие контакты реле.

Чтобы улучшить проводимость контактов ее изготовление будет происходить с серебряными накладками. Выдержка времени реле – это время от подачи импульса до срабатывания контактов. Регулирование выдержки в пределах каждого типа реле будет производиться путем натяжения регулировочной пружины с помощью регулировочного винта. Чем тоньше будет прокладка, тем больше будет выдержка реле времени. Кроме этого, выдержку реле времени можно получить следующими путями:

• Закорачиванием катушки.
• Отключением катушки реле.

Теперь пришло время ознакомиться с каждым вариантом более детально. Читайте также про омические датчики.

Закорачивание катушки

При переключении РВ якорь притягивается достаточно быстро. При отключении будет создаваться выдержка времени. Выдержка времени при закорачивании катушки будет получаться по следующей причине. Для отпадения якоря потребуется, чтобы поток в магнитной системе исчез или уменьшился до определенной величины. Это будет происходить при прекращении питания катушки реле.

Если шунтировать катушку реле, тогда впоследствии самоиндукции в контуре, образуемым катушкой реле и контактом РП, некоторое время может поддерживаться ток. Исходя из этого магнитный поток и сила притяжения якоря к сердечнику также будет затухать постепенно. Сопротивление R будет затухать постепенно для предотвращения короткого замыкания.

Отключение реле времени

При отключении катушки реле также можно достичь замедленного спадания магнитного потока в магнитопроводе. Для этого могут применяться разнообразные демпферы. Демпфер – это толстая гильза, которая выполняется из меди или алюминия, которая насаживается на общий сердечник с втягивающей конструкцией. Эта гильза позволяет создавать вторичный контур.

Когда исчезнет магнитный поток при размыкании РП в гильзе индуктируется ток, который по правилу Ленца будет стремиться поддержать основной ток. Соответственно, чем больше масса демпфера, тем больше будет выдержка реле времени. Диапазоны выдержки реле от 0.3 – 5.5 секунд достигают за счет применения дополнительных съемных демпферов.

Если вы используете реле типа РЭ-500, тогда помните, что оно предназначается для постоянного тока и в цепь управления двигателями переменного тока. Соответственно выключение реле времени этого типа происходит через выпрямители. Теперь вы знаете устройство реле времени и как оно работает. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Виды вспомогательных реле

К вспомогательным реле относят указательные (сигнальные), промежуточные и реле времени.

Реле времени

Реле времени (ЭВ) применяют для создания независимых от тока требуемых выдержек времени, обеспечивая, таким образом, селективную работу отдельных защит. Реле времени конструктивно имеют много разновидностей. Разберем работу реле времени на примере электромагнитных реле с часовым механизмом серий ЭВ – 100 и ЭВ – 200.

Реле серии ЭВ – 100 применяют в цепях оперативного постоянного тока на напряжения в 24, 48, 110 и 220 В, а ЭВ – 200 для работы в оперативных цепях переменного тока на напряжения 127, 220 и 380 В.

На рисунке ниже показано устройство реле времени ЭВ – 100:

Работа реле осуществляется следующим образом. Когда обмотка электромагнита 1 обесточена, рычаг часового механизма 17 отведен вверх до упора и удерживается на месте якорем 23 действием пружины якоря 22, при этом ведущая пружина 8 растянута (заведена). При замыкании контакта основного (пускового) реле по обмотке электромагнита ЭВ, включенной в оперативную цепь последовательно, потечет ток. Под действием электромагнитных сил якорь 23 втянется, и рычаг часового механизма опустится вместе с якорем, при этом зубчатый сегмент 13 под действием пружины 8 начнет вращаться по часовой стрелке, а ведущая шестерня 12 вместе с подвижным контактом 11 – против часовой стрелки. С помощью фрикционного сцепления на одном валу посажен часовой механизм (детали 2, 3, 4, 5, 6, 7, 14, 15, 16), который обеспечивает постоянную частоту вращения подвижного контакта 11. Когда подвижной контакт доходит до неподвижных контактов 10 и замыкает их, оперативная цепь тоже замкнется и реле даст импульс на отключение выключателя.

Изменение уставок реле (выдержки времени) осуществляют путем изменения расстояния между подвижными и неподвижными контактами (увеличением или уменьшением расстояния). Время срабатывания реле устанавливается на шкале 9, отградуированной в секундах. Контакты 18, 20, 21и поводок 19 используются тогда, когда требуется мгновенное срабатывание реле (без выдержки времени).

При исчезновении тока в катушке (линия отключена) якорь под действием пружины 22 поднимается вверх, а с ним и рычаг часового механизма и реле будут готовы для работы.

Промежуточные реле

Промежуточные реле (РП) благодаря наличию в них большого количества нормально замкнутых и разомкнутых контактов применяются в релейной защите, когда необходимо одновременно замыкать и размыкать несколько независимых цепей (цепи управления сигнализации, выключателей и другие), подключаемые к разным контактам реле. Кроме того, наличие у них мощных контактов дает возможность использовать их для разгрузки маломощных контактов основных реле от больших токов (для замыкания цепей электромагнитных приводов выключателей).

Промышленностью выпускается большое количество промежуточных реле, работающих на электромагнитном принципе. Основным элементом промежуточных реле является электромагнит с подвижным якорем и подвижная система комбинированных контактов (нормально закрытых и открытых), связанных с якорем. Промежуточные реле изготавливаются для работы в оперативных цепях переменного и постоянного тока. Реле РП – 23 и РП – 24 работают в оперативных цепях постоянного напряжением 12, 24, 48, 110 и 220 В, а реле РП – 25, РП – 26 – в цепях переменного тока напряжением 100 и 220 В.

На рисунке ниже показаны устройство и принцип действия реле РП – 23:

Реле состоит из катушки 12, размещенной на сердечнике 11, якоря 9 неподвижных контактов 4, подвижной контактной системы 5, разделенной изоляционными втулками 6, возвратной пружины 3, скобы 2, на которой закреплен сердечник упора 7, ограничителя хода якоря 10 и основания реле 1.

При подаче напряжения на катушку реле якорь, втягиваясь, хвостовиком 8 перемещает подвижную контактную систему вниз. При этом замыкаются нормально открытые контакты и размыкаются нормально закрытые контакты. Реле имеет четыре нормально открытых контакта и один нормально закрытый. При исчезновении тока в катушке реле под действием пружины 3 контактная система возвращается в исходное положение.

Указательные (сигнальные) реле

Сигнальные (указательные) реле служат для подачи сигналов (световых, звуковых, указательных и других) о возникновении не нормальных режимов работы на каком-то участке электрической цепи. Реле типа РУ – 21, работающие на электромагнитном принципе, является одним из наиболее распространенных. Принцип его действия заключается в том, что при прохождении тока по его обмотке якорь притягивается к сердечнику, флажок, ранее удерживаемый якорем, теряет упор, под действием собственного веса поворачивается по оси и устанавливается своей окрашенной поверхностью напротив застекленного окна в крышке реле. Это служит сигналом о срабатывании защиты. При повороте флажка одновременно замыкаются контакты цепи сигнализации. Флажок возвращается в первоначальное положение при повороте рукоятки.

Что такое реле времени и как использовать его для автоматизации

Где бы ни находился человек, его постоянно окружают те или иные электрические приборы. Благодаря им наша жизнь значительно упрощается и множество повседневных бытовых решений уже не требуют столько времени, как это было раньше.

Научно-технический прогресс не стоит на месте и поэтому сегодня нам доступна такая возможность, как автоматическая система управления. К одной из таких систем, относят реле времени. Именно его наличие в том или ином устройстве делает возможным автоматическое включение и выключение холодильника, установку циклов в стиральной машине, мигание поворотника в автомобиле, подсветку рекламных щитов, витрин, регулярный автополив на огороде т.п. Взять хотя бы обычный аквариум, где свет и воздух подается согласно определенному режиму.

Что такое реле времени

Если сказать совсем простым языком, то назначение реле времени — создавать временную задержку включения или выключения сигналов и осуществлять определенную последовательность в работе этих сигналов.

Обычно этот прибор используют, когда требуется выполнить определенное действие спустя установленный промежуток времени. И устанавливается оно в схемы автоматического управления.

По своему конструктивному исполнению реле времени подразделяют на:

Моноблок — полностью независимое устройство, с собственным корпусом, встроенным питанием и специальными гнездами для подключения какой-либо техники. Хорошо знакомы с этим типом реле те, кто занимается фотопечатью.

Встраиваемые— это упрощенный вариант моноблочных реле. У них нет собственного корпуса и питания, поскольку они нужны для того, чтобы создавать более сложные устройства. Они используются как дополнительные элементы и поэтому их помещают в один корпус с другими элементами изготовляемого прибора. Классический пример — таймер в стиральной машинке, микроволновой печи, духовке и пр.

Модульные (с управляющим контактом) — этот тип имеет стандартные размеры и устанавливается на DIN-рейку в распределительный щиток.

Помимо этого, реле времени также классифицируют в зависимости от принципа работы (как именно создается временной интервал):

• Реле времени с часовым механизмом. Этот вид был изготовлен первым и до сих пор считается одним из самых надежных, так как по своим свойствам не уступает пневматическим приборам. Их работа практически не зависит ни от мощности напряжения, ни от того как часто оно подается, ни от изменения температуры. В быту такой тип реле встречается в механических будильниках, кухонных таймерах, в некоторых стиральных машинах также встречается механическое реле программ.
• С электромагнитным замедлением. Используется в цепях, ориентированных на постоянное напряжение. Задержка осуществляется за счет создания вспомогательного магнитного потока, регулируемая изменением величины натяжения возвратной пружины. Регулируемое значение составляет до пяти секунд. Существенный минус этого типа реле в том, что задержка времени зависит от изменения температуры.

Электро реле

• Вакуумное (электромеханическое). Этот вид используется там, где требуется электрический или пневматический сигнал, контролирующий достижение уровня вакуума.
• Моторные. Включает в себя двигатель с редуктором и электрическим контактом. Способность задержки времени составляет от 10 секунд и до десятков часов.
• Реле с гидравлическим или с пневматическим замедлением. Временные интервалы здесь регулируются за счет увеличения или уменьшения подачи жидкости, воздуха в рабочий процесс. Из плюсов можно также выделить то, что замедление не зависит от величины напряжения, частоты питания и изменения температуры. Также регулировка задержки не составляет особого труда.
• Электронное реле. Самый широко используемый вид реле времени, постепенно вытесняющий механические аналоги. Достоинствами такого вида считаются его небольшие размеры, вес, высокая точность работы, надежность и широкий выбор программ функционирования.

Между собой электронные реле подразделяют исходя из технологии отсчета срабатывания времени:

• Цифровые— напряжение оказывается на блок питания, из-за чего запускается задающий генератор, который затем подает импульсы на счетчик. Последний, в свою очередь, высчитывает эти импульсы до тех пор, пока они не сравнятся с нужным числом импульсов, которое задано в системе. Затем, на контролирующий реле выходной усилитель, посылается сигнал и счетчик перестает подсчитывать импульсы. Как только с блока питания снимется напряжение, реле вернется в свое изначальное состояние. Такие РВ способны задерживать время на десятки часов при минимальной погрешности. Главный минус в высокой стоимости.
• Аналоговые — для задержки времени используется конденсатор, на который при замыкании контактов подается напряжение. Следит за этим напряжением специальное устройство, которое сравнивает его и ранее указанное. В случае их совпадения, устройство подает сигнал, чтобы реле переключилось. Максимальная выдержка здесь равна 10 секунд. Этот тип превосходит цифровое в том, что он не требует точного программирования и проще в использовании.

Схема и принцип работы электромагнитного реле

Рассмотрим, как устроен этот механизм изнутри.

1. В катушке индуктивности находится подвижный стальной якорь.
2. Когда на катушку подается напряжение, вокруг нее образуется электромагнитное поле, которое притягивает этот якорь к катушке.
3. Частота и время подачи напряжения регулируется электрическим или механическим способом.

Структура прибора состоит из трех основных элементов:

1. Воспринимающий или первичный — по сути это обмотка катушки. Здесь импульс преобразуется в электромагнитную силу.
2. Замедляющий или промежуточный — стальной якорь с возвратной пружиной и контактами. Здесь исполнительный механизм приводится в рабочее состояние.
3. Исполнительный — в этой части контактной группой оказывается непосредственное воздействие на силовое оборудование.

Принцип работы

Теперь самое время по пунктам рассмотреть принцип работы данного устройства:

• Подвижный стальной якорь, который находится в катушке индуктивности, отжат специальной возвратной пружиной.

С внешней стороны якоря закреплена группа контактов, с другой тоже находятся контакты, находящиеся на определенном расстоянии от первой в статичном состоянии.

• Когда на катушку подается импульс, якорь, притягиваясь к ней, тем самым делает возможным соприкосновение также и контактов.
• Как только напряжение прекращается, пружина возвращает якорь на место и контакты снова размыкаются.

Советы по монтажу и настройке

• Перед тем как производить монтаж, заранее определитесь в какой сети вы будете работать (например, трехфазной или однофазной).
• Немаловажно также точно знать, какая нагрузка будет требовать включения или отключения.
• Уже после того, как вы будете точно знать, чего вы хотите, смело идите в магазин и покупайте соответствующий прибор.
• Перед тем как вы установите прибор и обесточите освещение, проверьте правильно ли работает устройство: подключите к нему шнур с вилкой и выставьте минимальное время для срабатывания. Напряжение на контактах выхода проверьте тестером.
• При установке к DIN-рейке плотно затягивайте болты, чтобы исключить нагревание прибора, его поломку или даже возникновение пожара.
• Помните, что максимальная влажность, при которой прибор способен работать исправно — не более 80%, и температура от 10-50 градусов.

Настройка

• Настройка таймера в приборе зависит от того, какой тип устройства перед нами. Если мы имеем дело с механическим реле, то его настройка состоит просто в переключении положений согласно надписи.
• В электронном же, есть меню, через которое и осуществляются все настройки. Как правило ее начинают с установки дня недели и текущего времени, и затем уже программируют само устройство.
• Если это электромеханическое реле, то настраивают его с помощью специальных измерительных приборов — потенциометров.

Схема подключения

Как правило, подключение реле исключает использование сложных схем. Главное, как было сказано, знать какая нагрузка будет требоваться.

Рассмотрим самую простую схему:

1. Строго вертикально и достаточно плотно закрепите устройство на стене.
2. Снимите крышку и заземлите реле.
3. Подключите электрическую сеть к контактам (см. рисунок)
4. Контакты 1 и 2 — предназначены для подачи напряжения в 220 Вольт.
5. Обозначение 4 — используется для подачи фазы от электрического щита и способна коммутироваться с 3 и 5.
6. 4 и 5 — нормально открытые, тогда как 3 и 4 — нормально замкнутые.