Реле времени: виды и схема, принцип работы

Содержание

Реле времени. Виды и маркировка. Особенности. Плюсы и минусы

Реле времени (РВ) – это устройство, требующееся для организации свободной задержки времени. Эти устройства устанавливаются в схемы автоматического управления.

Разновидности РВ

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 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.

Примеры маркировки РВ

Реле серии реле времени 100 (РВ ххх х4), использующееся в качестве вспомогательных компонентов в схемах защиты для обеспечения контролируемой задержки времени, расшифровывается следующим образом:

  • Р – реле.
  • В – времени.
  • Х— цифра, указывающая на род тока;
    — работает на постоянном токе;
    — на переменном токе.
  • Х— число, указывающее на предельное время срабатывания, может быть 1, 2, 3 и 4, которые обозначают 1,3с, 3,5с, 9с и 20с соответственно.
  • Х – условный номер конструктивного исполнения.
  • Х4 – буква или буквы, указывающие на климатическое исполнение и цифра, обозначающая категорию размещения.
Расшифровка РВП– 72- хххх – 00 – х4):
  • РВП – пневматическое реле времени.
  • 72 – номер разработки.
  • Х — габариты реле.
  • Х – цифра, обозначающая род, вид, количество контактов:
    — реле с выдержкой времени имеет по одному замыкающему и размыкающему контакту;
    — имеют по одному замыкающему и размыкающему контакту, могут быть с задержкой времени и без неё;
    — имеет по 2 контакт (размыкающие и замыкающие), срабатывает с выдержкой времени.
  • Х- род тока.
  • Х – цифра, указывающая на вид управляющей команды:
    — контролируются подачей напряжения питания (одноэлементные РВ);
    — снятием напряжения питания (одноэлементные РВ);
    — подачей, а также снятием напряжения питания (двухэлементные РВ).
  • 00 – уровень защиты согласно IP00.
  • Х4 – климатическое исполнение с категорией размещения.

РВП -72-3122 – это одноэлементные реле с пневматическим замедлением, начинающие отсчёт замедления времени после снятия напряжения питания, работают на переменном токе.

Преимущества любых РВ

Главным преимуществом реле является то, что потребители достигают с их помощью поставленные цели, касающиеся экономии. Так как, забыв отключить какой-либо электроприбор или свет, они не будут работать без надобности, пожирая недешевое электричество.

  • Экономичность. Так как осуществляют автоматическое включение и выключение разных приборов в конкретно требующееся время, существенно экономя электроэнергию.
  • Длительный срок автономной работы.
  • Практичность в управлении.

Существует большое разнообразие устройств, замедляющих переключение, все они имеют свои достоинства и изъяны. Но, тем не менее, любой прибор реле можно считать удобным и практически универсальным устройством, с помощью которого организовывают автономную работу различного оборудования.

Что такое реле времени и как оно работает?

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

Назначение

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

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

Устройство и принцип работы

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

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

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

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

С электромагнитным замедлением

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

Рис. 1: конструкция электромагнитного реле

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

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

С пневматическим замедлением

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

Рис. 2: конструкция пневматического реле

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

С анкерным или часовым механизмом

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

Рис. 3: конструкция реле с часовым механизмом

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

Моторных реле времени

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

Рис. 4: конструкция моторного реле

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

Электронных реле времени

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

Рис. 5: принцип логической цепочки электронного реле

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

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

Эти преимущества обуславливают повсеместное вытеснение электронными реле других устаревших моделей.

Цикличных

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

Рис. 6: сфера применения цикличных реле

Как выбрать?

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

  • Род и величина рабочего напряжения – различные модели могут, как подключаться к бытовой сети в 220 В переменного тока, так и работать от пониженных управленческих цепей на 12, 42, 127 В и т.д.
  • Допустимый ток нагрузки – определяет пропускную способность контактов реле времени без их перегрева.
  • Диапазон времени срабатывания контактов и чувствительность регулировки этого параметра – определяет скорость включения реле времени, возможность его изменения в каких-либо пределах и возможный шаг регулировки.
  • Конструктивные особенности и принцип работы – если по местным условиям не допускается классическое переключение контактов по соображениям взрывоопасности, необходимо устанавливать бесконтактные модели.
  • Влагозащищенность и температурный диапазон – определяет допустимые параметры окружающей среды, в которых может эксплуатироваться данное реле времени.
  • Тип устройства (цикличные или промежуточные) – первый из них задает некую периодичность выдаваемого сигнала, а второй выступает в качестве промежуточного звена, обеспечивающего задержку времени в уже существующей цепи.

Примеры схем подключения

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

Рис. 7: пример схемы подключения

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

Рис. 8: Еще одна схема подключения реле времени

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

Рис. 9: схема включения реле через контактор

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

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.

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:

Реле времени: принцип работы, схема подключения и рекомендации по настройке

Устройство, срабатывающее по факту истечения назначенного временного интервала, называется реле времени – прибор нашёл широкое применение в электротехнике, электрике, электронике. Благодаря его использованию в схемных решениях удаётся реализовывать более гибкие функции управления различной техникой и аппаратами.

В зависимости от конструкции и принципа работы прибора можно организовать различные по сложности исполнения электрические схемы.

Предлагаем разобраться, какие существуют виды реле времени, в чем их специфика работы и применения. Теоретический материал дополнен практическими рекомендациями по подключению и настройке устройства временного управления.

Принцип действия реле времени

Электронные приборы представлены конструктивным разнообразием, поэтому рассматривать принцип устройства реле времени следует с учётом каждой конструктивной вариации в отдельности.

С точки зрения исполняемых действий, на практике используются электромагнитные, пневматические, электронные конструкции и устройства на часовом механизме.

Вариант #1: электромагнитные приборы

Устройства, поддерживающие электромагнитный принцип действия, как правило, предназначены для работы исключительно в схемах с питанием от постоянного тока.

Диапазон срабатывания по времени обычно составляет 0,07 – 0,11 сек по включению и 0,5 – 1,4 сек по отключению. Конструкция таких реле времени содержит две рабочих обмотки, одна из которых представляет собой короткозамкнутый контур в виде медного кольца.

Когда через основную обмотку проходит электрический ток, отмечается рост магнитного потока. Этим потоком формируется ток короткозамкнутой обмотки, за счёт чего рост магнитного потока основной обмотки ограничивается.

Как результат, формируется временная характеристика движения якоря исполнительного механизма или, иными словами, создаётся выдержка по времени на включение.

Если прекращается подача тока в контур основной обмотки, благодаря эффекту индуктивности, некоторое время остаётся активным магнитное поле короткозамкнутой обмотки. Соответственно, в течение этого времени реле не отключается.

Вариант #2: пневматические устройства

Конструкции на базе пневматических систем – своего рода эксклюзивные устройства. Подобные устройства оснащены специальной механикой замедления – пневматическим демпферным механизмом.

Регулировать время выдержки пневматических реле можно путём уменьшения или увеличения проходного сечения трубки, через которую осуществляется подвод воздуха. Для этих целей конструкции пневматических реле снабжаются регулировочным винтом.

Диапазон установки временной задержки пневматических реле составляет в среднем 1 – 60 сек. Однако есть экземпляры, перекрывающие этот диапазон практически вдвое. Правда, на практике отмечены небольшие погрешности (около 10%) в плане точности срабатывания по установленным значениям.

Вариант #3: модификации часового типа

Так называемые часовые реле времени нашли широкое применение в электрике. Этот вид приборов нередко используется в конструкциях автоматических выключателей, предназначенных для защиты цепей напряжением 500 – 10000 вольт. Диапазон выдержки составляет 0,1 – 20 сек.

Принцип действия часовых моделей построен на работе пружины, взводимой механическим приводом (анкером) электромагнита. Коммутация контактных групп часового реле времени выполняется по факту пройденного времени, значение которого ранее было установлено на шкале прибора.

Скорость хода механизма устройства напрямую связана с силой тока, протекающего в обмотке электромагнита. Этот фактор позволяет настраивать прибор под исполнение функций защиты. Особенность такой защиты выражается полной независимостью от влияния окружающей температуры.

Вариант #4: электронные реле

Последние несколько лет практически везде, где могут применяться реле времени, на смену устаревшим электромеханическим моделям пришли электронные версии.

Этот вид приборов обладает целым рядом преимуществ:

  • малые габариты корпуса;
  • высокая точность срабатывания;
  • удобный механизм настройки;
  • визуальное отображение информации.

Электронные версии действуют, как правило, на основе цифровых импульсных счётчиков. Многие современные приборы построены на высокопроизводительных микропроцессорах. Реле цифровые обычно рассчитаны на коммутацию мало-индуктивных либо неиндуктивных нагрузок.

Для настройки реле времени цифрового типа достаточно задать нужные временные параметры с помощью функциональных клавиш, размещённых непосредственно на фронтальной панели корпуса.

Настройка обычно доступна в широких пределах по времени, позволяет охватывать не только секунды, минуты, часы, но также дни недели. Для примера можно рассмотреть модель недельного электронного реле – таймера.

Электронный таймер с функциями автоматических включений-отключений может удачно использоваться в схемах управления разными видами устройств. Так называемое «недельное» реле времени обеспечивает выполнение функций коммутации в соответствии с установленным промежутком времени в рамках недельного цикла. Такие устройства используются в системах “умный дом”.

Например, благодаря прибору открываются возможности:

  • коммутировать системы освещения в заданное время;
  • запускать или останавливать технологическое оборудование;
  • активировать/деактивировать охранные системы.

Прибор небольшой по размерам, имеет несколько функциональных клавиш управления. Применяя системную клавиатуру, пользователь может его легко настраивать (программировать).

Режим программирования активируется нажатием и удержанием кнопки, обозначенной символом «P». Выполнить системный сброс помогает клавиша «Reset». Изменение настроек времени реле осуществляется клавишами установки минут, часов, дней недели при активном режиме программирования.

Стандартной схемой подключения реле времени предусматривается установка одного из двух режимов управления действиями – ручного или автоматического. Удобство настройки реле цифрового типа обеспечивает информационный жидкокристаллический дисплей.

Настройка электронно-механических аналоговых реле

Системы промышленной автоматики, а также различные бытовые модули часто оснащаются электромеханическими устройствами, конструкция которых предусматривает настройку при помощи потенциометров.

На передней панели корпуса таких устройств располагается шток потенциометра (или несколько штоков), предназначенный под вращение лезвием отвёртки. По окружности штока (штоков) наносится размеченная шкала значений установки.

Прорезь на штоке под лезвие отвёртки является своеобразным указателем, изменяющим своё положение при вращении штока. Установкой этого указателя напротив определённых значений размеченной шкалы достигается настройка нужного параметра.

Приборы подобного типа (например, NTE8) нашли широкое применение в схемах управления вентиляционными системами, отопительными модулями, приборами искусственного освещения.

Регулировка приборов с цифровой шкалой

Пользование приборами с функциями механической настройки можно продемонстрировать на примере таймера бытового марки REV Ritter, предназначенного для включения в сетевую домашнюю розетку.

При помощи розетки с таймером можно управлять в заданном диапазоне времени практически любой бытовой техникой. Для применения этого суточного таймера достаточно включить устройство в розетку и настроить.

Настройка сопровождается следующими действиями:

  1. Поднять все сегменты, расположенные по окружности диска настройки.
  2. Опустить только те сегменты, которые соответствуют времени настройки.
  3. Поворотом диска настройки выставить указатель диска на текущее время.

Например, если были опущены сегменты между цифрами шкалы 18 и 20, после того, как реле начнёт отсчёт времени, нагрузка будет включена в 18 часов и отключена в 20 часов.

В целом, конструкция механического реле REV Ritter позволяет организовать до 48 включений за полные 24 часа.

Вместе с тем, устройство поддерживает функцию внепрограммного включения нагрузки. Для этого имеется отдельная кнопка, расположенная на боковой стороне корпуса. Если пользователь активирует эту кнопку, нагрузка подключается к сети непосредственно, независимо от состояния контактов реле.

Подключение реле времени в схеме управления

Устройство необходимо подключать с учётом соответствия места установки тем условиям, какие заявлены в техническом паспорте прибора. Как правило, монтаж предполагает вертикальную установку прибора при допусках отклонения от вертикали не более чем на 10º.

Температурные границы помещения, где предполагается монтаж и эксплуатация реле времени, обычно не превышают диапазон -20°С + 50°С.

Уровень влажности воздуха в зоне инсталляции прибора не должен превышать значения 80%. Электрическую схему, куда устанавливается таймер, на время установки следует отключить от сетевого питания.

Прибор любой конструкции традиционно имеет технический паспорт, где обозначена схема подключения. Многие таймеры электронно-механические и цифровые дополняются схемой, нанесённой непосредственно на корпусе и показывающей, как и в какой последовательности подключить реле времени.

Классический вариант подключения выглядит так:

  1. Подключение лини напряжения на клеммы питания прибора.
  2. Фазная линия через автоматический выключатель соединяется с входным контактом нагрузки реле.
  3. Выходной контакт нагрузки реле подключается непосредственно к фазной линии нагрузки.

По сути, схема подключения для основной массы приборов выстраивается по идентичному принципу: подключение питания на сам прибор и включение нагрузки через группу коммутируемых контактов.

В зависимости от типа реле (однофазные, трёхфазные), а также от конструктивных особенностей, этих контактных групп может быть несколько.

Простой вариант реле времени можно сделать собственноручно. Схемы различных самоделок описаны в этой статье.

Выводы и полезное видео по теме

В видео-ролике рассматривается возможность использования модульного устройства, где присутствуют два независимых коммутирующих по времени устройства. Схема предусматривает включение двух приборов бытовой техники, настройку их работы во временных интервалах и другие функции.

Конечно же, все существующие модификации реле времени не охватить одним скромным обзором. Для рассмотрения всего ассортимента приборов потребуется написать целую книгу. Собственно, справочники по таймерам разных видов доступны, и при желании отыскать необходимые сведения можно всегда.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по работе, выбору, подключению и настройке реле времени? Можете оставлять комментарии к публикации и участвовать в обсуждениях. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Какие бывают реле времени? Принцип работы, виды реле и их маркировка. Схема подключения и советы по выбору (130 фото + видео)

При подключении отдельных компонентов электрической цепи используется реле времени, которое обеспечивает требуемый временной интервал. Такие блоки задержки времени чаще всего применяются в схемах автоматического управления, когда требуется подключение устройства после поступления базового командного сигнала. Реле времени имеют разную конструкцию, а поэтому задействуются в промышленных и бытовых условиях.

Краткое содержимое статьи:

Разновидности по конструктивному исполнению

В зависимости от конструктивных особенностей существуют три варианта изготовления, что видно на фото реле времени:

  • Блочные – имеют внешний тип установки. Особенность состоит во внутреннем питании приспособления. Данная конструктивная особенность присуща реле, устанавливаемых в приборах, осуществляющих фотопечать.
  • Встраиваемые – это более простая модель без корпуса и самостоятельного питания. Задействуются при сборе более сложных узлов и встраиваются в корпус агрегатов совместно с другими компонентами, как на стиральных машинах.
  • Модульные – отличаются возможностью крепления в электрощитках посредством ДИН-рейки.

Многообразие схем подключения

Среди устройств, обеспечивающих задержку временного характера, выделяются такие типы реле времени – циклические и промежуточные. Первый из них может выступать самостоятельным прибором в виде циклического таймера. Промежуточные реле различаются ресурсными возможностями продуцирования временного промежутка.

Электромагнитные

Задействуется только в электроцепях с током постоянного типа и включает такие компоненты, как магнитопроводный элемент, обмотка управляющего типа, короткозамкнутый виток.

Задерживание в переключение создается благодаря короткозамкнутой обмотке. В ней присутствует один виток, который фиксируется на стержневом компоненте магнитопровода. Этот виток имеет вид гильзы. Производят его из металла – алюминия или меди.

Чтобы обеспечить интервал задержки на срабатывание, предусматривается магнитопоток вспомогательного действия. Регулировка возможна посредством изменения параметров зазора или натяжения пружины возвратного действия. Регулируется в пределах 5 с.

Реле распространено в цепях, обеспечивающих управление разгоном или торможением электрического привода. На временную задержку влияет температурный режим. Если обмоточная температура отклоняется на 10оС, то задержка меняется на 4%.

Пневматические

В реле данного типа присутствует пневматический демпфер или диафрагма из резины в пневмокамере. Демпферное устройство и обеспечивает замедление. Принцип действия реле времени следующий — сечения воздушного отверстия в камере регулируется посредством винта. Предел задержки может меняться в пределах от 0,4 до 180 сек.

Сечение регулировочного типа влияет на время, необходимое для срабатывания. При получении устройством соответствующего сигнала якорь подтягивает поршень. Процедура отличается медленным течением и определяется наличием воздуха в камере.

Основные элементы устройства:

  • электромагнит;
  • элементы контактной группы;
  • замедляющее приспособление;
  • пневмокамера;
  • устройство для регулировки;
  • переключатель.

Такое реле отличается независимостью от параметров напряжения и частоты питания, не подвержено влиянию температурного режима. Регулирование задержки производится достаточно просто.

С часовым и анкерным механизмом

Основной элемент конструкции – пружина. Ее взводят посредством действия электромагнита. Схема подключения реле времени и особенности функционирования так же не сложны. Напряжение подводится к электромагниту, и его якорь воздействует на пружину.

Контактная система активизируется после истечения времени, которое было отсчитано. Контакты быстро замыкаются. Время при этом устанавливается по шкале. Задержка составляет 0,1-20 сек.

Данные приспособления не подвержены влиянию напряжения, частотного фактора и температурного режима. задействовать реле этого типа можно в цепях с током постоянного и переменного вида.

Моторные

Реле времени наряду с электромагнитом и контактной группой содержит в своей конструкции двигатель и редуктор. Когда устройство срабатывает, то напряжение подается на двигатель синхронного типа и электромагнит.

Двигатель посредством муфты и зубчатой передачи приводит в движение диски. В их конструкции присутствуют кулачки. Они оказывают действие на контакты. Регулирование задержки времени осуществляется путем смены положения дисков. Период задержки от 10 сек. до нескольких часов.

Электронные

Чтобы понять, как подключить реле времени, необходимо знать, что возможны два вида решений относительно схемы:

Реле аналоговой группы – задержка производится путем переключающего действия относительно конденсатора. Когда контакты замыкаются, то напряжение на конденсаторном участке растет.

Имеющееся приспособление отслеживает изменение напряжения и производит сравнение с заданным параметром. Как только напряжение сходится, пороговый элемент дает команду о переключении реле. Меняя емкость конденсатора, можно регулировать задержку. Она по максимуму равна 10 сек.

Цифровые реле – предполагается подача напряжения на специальный блок питания. В результате активизируется генератор задающего действия. Он подает импульсные сигналы на счетчик. Последний производит контроль импульсов и отслеживает момент совпадения с заданным изначально параметром.

В случае совпадения подается сигнал. Он поступает на выходной усилитель, регулирующий работу реле. После того, как напряжение будет снято с блока питания, реле возвращается в исходное состояние. Задержка варьирует в больших пределах.

Электронные устройства компактны, надежны, отличаются повышенными значениями точности. Если аналоговые модели просты в эксплуатации и не требуют программирования, то цифровые имеют малую погрешность, но стоят довольно дорого. Электронные реле широко используются в системах управления подачей воды, электричества, теплоносителя.

Основные виды и принцип работы реле времени

Реле времени предназначены для осуществления заданной последовательности включения и выключения различных устройств, элементов схем, подачи сигнализации. При помощи устройств временного управления формируются заданные задержки коммутации и управления. Большая часть конструкций устройств управления временем предусматривает регулировку длительности интервала включения или отключения. В зависимости от конструктивного исполнения реле времени регулировка может осуществляться механическим, электронным или программным способом.

Принцип работы реле времени

Общий принцип работы реле времени заключается в формировании временной задержки на включение, выключение или переключение управляющих групп контактов. Реализация задержки зависит от конструктивных особенностей устройства. Общие различия в реле разных типов состоит в коммутации исполнительной части. По этому признаку различают две группы устройств реле:

  • с задержкой выключения;
  • с задержкой включения.

Многие реле позволяют осуществлять смену типа коммутации или имеют оба варианта.

Принцип отсчета времени и управления контактами зависит от конструкции реле, но общий алгоритм работы следующий:

  • при запуске срабатывает контактная группа, организованная в соответствии с типом коммутации (для реле времени с задержкой выключения контакты замыкаются);
  • одновременно взводится механизм задержки времени (запускается тактовый генератор в электронных устройствах);
  • по истечении заданного интервала контактная группа меняет свое состояние на противоположное.

Трехпозиционное реле отличается более сложным алгоритмом работы. Последовательность работы такова:

  1. Цепь разомкнута.
  2. Пуск. Цепь замыкается, начитается отсчет.
  3. Отсчет закончен. Цепь замкнута.

В цикличных устройствах перечисленная последовательность повторяется многократно.

Запуск отсчета осуществляется вручную или автоматически непосредственным замыканием контактов подачи питания или через электромагнит, воздействующий на механизм.

Реле времени с задержкой включения работает аналогично.

Виды и классификация

Применение находят следующие типы отсчета временных интервалов, по которым и производится классификация времязадающих устройств:

  • пневматические;
  • моторные;
  • электромагнитные;
  • часовые (анкерные);
  • электронные.

Следующее различие заключается в значении напряжения питания управляющего электромагнита, которым осуществляется первоначальный взвод исполнительного устройства или механизма и электромагнита, управляющего коммутированием выходных клемм. Наибольшее распространение получили такие типы реле времени по напряжению:

  • 12 В напряжения постоянного тока;
  • 24 В постоянного тока;
  • 220 вольт переменного тока.

Реле времени на 380В используются в трехфазных сетях с включением по схеме “треугольник”.

Рабочее напряжение отличается от напряжения коммутации, которое зависит от исполнения и мощности контактных групп. Рабочее напряжение является необходимым для функционирования устройства и должно находиться в строго заданных пределах. Минимальный предел напряжения коммутации не ограничен. При превышении допустимых значений возможен пробой промежутка между контактами.

Такие же требования предъявляются и к току коммутации, превышение которого более допустимого значения чревато обгоранием и спеканием контактных групп, возникновением электрической дуги в момент размыкания.

Значение рабочего напряжения диктуется требованиями безопасности. При этом учитывается то, что чем больше мощность управляющего электромагнита, тем сильнее потребляемый им ток. Наибольшее распространение получили реле времени на 24 вольта, поскольку в данном случае имеется наиболее выгодное сочетание напряжения и тока потребления реле.

В автомобилях используются реле времени с напряжением питания 12 В, поскольку это самое распространенное значение бортовой сети автомобиля. Пример – реле времени управления стеклоочистителями и указателями поворота. Контактные группы этих устройств отличаются высокой надежностью, имеют большой запас по величине тока для исключения обгорания, поскольку от исправной работы зависит безопасность движения по дорогам.

Все перечисленные типы допускают выпуск многоканальных реле времени. В таком случае коммутация цепей осуществляется несколькими независимыми группами контактов. В простых конструкциях срабатывание групп происходит одновременно, в сложных – в зависимости от запрограммированного алгоритма.

Большое разнообразие по количеству групп и алгоритму работы предоставляют электронные устройства. Схемы, разработанные с применением микроконтроллеров, имеют малые габариты, которые ограничены только типом и размерами исполнительных элементов, коммутирующих нагрузку.

От соответствия конструкции предъявляемым требованиям зависит надежность работы устройств и механизмов. Выбор реле времени заключается в подборе такого типа, который соответствует всем предъявляемым требованиям, в числе которых:

  • рабочее напряжение;
  • напряжение и ток коммутации;
  • длительность временных интервалов;
  • точность установки выдержки;
  • работа на включение или выключение;
  • регулировка включения и отключения.

Цикличные реле времени

Данный тип реле времени автоматически и непрерывно формирует заданные промежутки времени. Если задать вопрос о том, зачем нужны реле циклического типа, то можно сказать, что наибольшее распространение они получили в автоматических системах управления освещением (уличным, в животноводческих хозяйствах, в аквариумах).

Электромагнитные

Электромагнитные устройства еще называют реле времени с электромагнитным замедлением. Отличаются простой конструкцией и используются в устройствах релейной автоматики. Обмотка электромагнита дополнительно содержит короткозамкнутый виток в виде медного цилиндра, который препятствует быстрому нарастанию и спаду магнитного потока, в результате чего якорь подвижной системы двигается с замедлением. Время задержки на срабатывание составляет от 0,07 до 0,11 секунды, а на отпускание от 0,5 до 1,4 секунды. Недостатки:

  • невозможность коррекции времени задержки;
  • работа только на постоянном токе.

Пневматические

Замедляющим устройством в такой конструкции является пневматический демпфер, воздух в который поступает через калиброванное отверстие. Его проходное сечение регулируется иглой со специальным винтом.

Достоинства: не требует подачи питания

  • низкая точность установки времени (свыше 10%);
  • чувствительность к загрязнению воздуха.

Моторные

Представляет собой синхронный двигатель, который через редуктор передает вращение валу с контактными группами. Может включать в себя электромагнитную муфту, расцепляющую вал двигателя и редуктор. Время выдержки составляет от нескольких секунд до десятков часов.

  • малая точность выдержки времени;
  • работоспособность только в узком диапазоне температур;
  • необходимость в регулярной чистке и смазки механизма.

С часовым или анкерным механизмом

Устроены по принципу механических часов. В промышленности для взвода пружины используется токовая обмотка. Таким образом, чем выше ток в обмотке, тем сильнее сжимается пружина и быстрее ход механизма. Отличаются невысокой точностью установки времени. Настройка механического реле подобна регулировке будильника.

Электронные

Самый распространенный класс устройств. Выполнены на электронных компонентах. В качестве времязадающего элемента применяется генератор тактовой частоты или синхронизация от частоты питающей сети.

Отличаются самыми широкими пределами перестройки частоты. Минимальный интервал составляет единицы микросекунд, а максимальный – дни, месяцы и годы. Перестройка интервала выполняется электронным способом (при помощи переключателей) или программным (путем изменения коэффициентов встроенной программы или посредством интерфейса от внешнего оборудования).

Часовое, суточное или недельное реле часто является опцией в электронных часах.

Электронные реле установки времени предоставляют самые широкие возможности построения цепей управления, включая многоканальные варианты исполнения или цикличный режим работы.

В качестве исполнительной части используются полупроводниковые ключи или электромагниты с различными группами контактов для коммутации нагрузки реле.

Достоинства электронных устройств:

  • самый широкий диапазон установки выдержки;
  • минимальные габариты и вес;
  • высокая надежность;
  • самая высокая точность установки временных интервалов.

Точность выдержки зависит только от стабильности частоты задающего генератора. Использование генераторов на кварцевых элементах с термостабилизацией позволяет достигнуть точности тысячных долей процента.

Недостатки: необходимость в подаче внешнего питания для работы электронных компонентов схемы.

Схемы реле времени имеют большое разнообразие. Среди них встречаются и простейшие, и сложные на основе микроконтроллеров.

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.

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.

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 .

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.

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.

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 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.

Источники:
http://www.asutpp.ru/chto-takoe-rele-vremeni-i-kak-ono-rabotaet.html
http://pue8.ru/relejnaya-zashchita/396-rele-vremeni-naznachenie-raznovidnosti.html
http://sovet-ingenera.com/elektrika/rele/rele-vremeni.html
http://electrikexpert.ru/kakie-byvayut-rele-vremeni/
http://odinelectric.ru/equipment/osnovnye-vidy-i-printsip-raboty-rele-vremeni
http://electricalschool.info/spravochnik/apparaty/1863-princip-raboty-i-vidy-rele-vremeni.html
http://www.asutpp.ru/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Ссылка на основную публикацию