Устройство реле времени – принцип работы прибора 220В с задержкой включения, изготовление своими руками

Устройство и принцип работы реле времени

Чтобы обеспечить правильную работу схем автоматического управления, часто бывает необходимо осуществить срабатывание отдельных аппаратов в определенной последовательности с соблю­дением нужных интервалов време­ни. Для этого предназначено реле времени.

Схема реле времени

Схема реле времени.

Реле времени работают либо по принципу механического замед­ления и изготовляются с примене­нием маятников или электродвига­телей, либо по принципу электро­магнитного замедления.

Маятни­ковые реле дают выдержку времени в пределах 1-15 сек, двигатель­ные — до 24 ч, реле с электромаг­нитным замедлением — до 5 сек. Реле с электромагнитным замедле­нием изготовляют только для работы в цепях управления посто­янного тока, это реле работает по принципу увеличения времени спа­дания магнитного потока в магнит­ной системе при отключении реле.

Рассмотрим устройство и схему включения электромагнитного реле времени типа РЭ-500, которое находит широкое применение при автоматизации электропривода. Это реле (рис. 1) состоит из катушки 1, неподвижного магнитопровода

2, якоря 3, регули­ровочного винта 5, траверсы6 с блок-контактами и оттяжной пружиной 4.

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

Электромагнитное реле времени постоянного тока РЭ-500

Рисунок 1. Электромагнитное реле времени постоянного тока РЭ-500.

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 называется выдержкой времени реле. Регулиро­вание выдержки времени производится в пределах каждого типа реле изменением толщины немагнитной прокладки и натяжением оттяжной пружины при помощи регулировочного винта 5. Чем тоньше прокладка и меньше натяжение пружины, тем больше вы­держка времени реле. Кроме того, выдержка времени на реле вре­мени РЭ-511, РЭ-513 и РЭ-515 может быть получена следующими способами: 1) закорачиванием катушки; 2) отключением катушки реле.

Закорачивание катушки

Схема получения выдержки времени у электромагнитных реле времени с различными вариантами  включения  втягивающей катушки

Рисунок 2. Схема получения выдержки времени у электромагнитных реле времени с различными вариантами включения втягивающей катушки.

При включении реле РВ якорь при­тягивается очень быстро (время за­ряда реле 0,8 сек). При отключении создается выдержка времени, при этом отключение реле может осу­ществляться как путем разрыва цепи катушки, так и путем ее закорачивания (рис. 2а). Выдержка времени при закорачи­вании катушки получается по сле­дующей причине. Для отпадения якоря (и, следовательно, срабаты­вания контактов реле) необходимо, чтобы поток в магнитной системе исчез или уменьшился до определенной величины, что и происходит при прекращении питания катушки реле, т. е. при ее отключении.

Если же шун­тировать катушку реле (например, параллельным включением каких-либо контактов другого промежуточного реле РП), то вслед­ствие самоиндукции в контуре, образуемом катушкой реле и кон­тактом РП, поддерживается некоторое время ток. Следовательно, магнитный поток и сила притяжения якоря к сердечнику тоже будут затухать постепенно. Сопротивление R в цепи катушки должно быть предусмотрено для предотвращения короткого замы­кания (в том случае, если в этой цепи нет других потребителей).

Отключение катушки реле

При отключении катушки реле можно также достичь замедленного спадания магнитного потока в магнитопроводе (рис. 2 б). Для этого применяются различ­ные демпферы. Демпфером называется толстая гильза, выполнен­ная из меди или алюминия, которая насаживается на общий сердеч­ник со втягивающей катушкой. Эта гильза создает 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 выполняет также и алюминиевое основание реле. Раз­личные диапазоны выдержки реле (0,3—5,5 сек) достигаются за счет применения дополнительных съемных демпферов.

Следует иметь в виду, что реле типа РЭ-500 предназначено для постоянного тока, и в цепь управления двигателями переменного тока оно включается через выпрямители.

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.

принцип действия, виды реле, изготовление и монтаж своими руками

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.

Реле времени

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.

Виды

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 релеЭлектро 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.Гидравлика
  • 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.

Схема

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

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.

Реле времени — простое и необходимое устройство автоматики

Реле времени считается одним из наиболее простых и в то же время необходимых устройств автоматики. Предназначено это устройство для выполнения задачи отслеживания заданного заранее времени и временного интервала. Реле используется в случаях, когда нужно автоматически выполнить какое-либо действие, но не сразу после появления сигнала, а через небольшой промежуток времени.

Процесс программирования реле времени заключается в установке режима работы, диапазона и необходимого интервала времени. При автоматизации технологических процессов также может возникнуть необходимость производить операции в определенной временной последовательности.

Разновидности

По способу программирования реле времени делятся на два вида: с аналоговым и цифровым программированием. При этом каждый из видов имеет свои преимущества и предназначается для более эффективного использования их функций. К примеру, аналоговое реле времени достаточно легко программируется, перенастраивается, оно гораздо проще в эксплуатации и несколько дешевле по стоимости. Реле цифровое позволяет задать наиболее точный временной интервал и исключает возможность появления программной ошибки. С помощью органов контроля реле времени легко программируются. Они монтируются на DIN-рейку или на лицевую панель. Способ подключения : через специальную колодку, разъем, клеммы Для задания времени используются переключатели, потенциометры и кнопки. У нас имеются многофункциональные, многопрограммные реле времени и таймеры,
Также простые недорогие аналоговые реле времени.

Дополнительные возможности

Некоторые модели реле времени для осуществления бесперебойной работы в особенно критические моменты оснащают встроенными аккумуляторами, которые можно подзаряжать от сетевого питания или использоваться импульсный блок питания. На протяжении длительного времени запрограммированное устройство сохраняет заданные параметры, потому что оно имеет энергонезависимую память. Каждое реле времени оборудовано на передней панели информационным табло, где представляются в наглядном виде все данные, необходимые для анализа. Реле времени не требуют постоянного высококвалифицированного обслуживания, они достаточно надежны, просты в эксплуатации, прекрасно защищены от помех, влаги и пыли.

Требования, предъявляемые к реле времени

Общими требованиями для реле времени являются:

а) стабильность выдержки времени вне зависимости от колебаний питающего напряжения, частоты, температуры окружающей среды и других факторов;
б) малые потребляемая мощность, масса и габариты;
в) достаточная мощность контактной системы.

Возврат реле времени в исходное положение происходит, как правило, при его обесточивании. Поэтому к коэффициенту возврата не предъявляется особых требований, и он может быть очень низким.

В зависимости от назначения реле к ним предъявляются специфические требования.

Для схем автоматического управления приводом при большой частоте включений в час требуются реле времени с высокой механической износостойкостью. Требуемые выдержки времени находятся в пределах 0,25-10 с. К этим реле не предъявляются высокие требования относительно точности работы. Разброс времени срабатывания может достигать 10%. Реле времени должны работать в условиях производственных цехов, при вибрации и тряске.

Реле времени для защиты энергосистем должны иметь большую точность выдержки времени. Эти реле работают относительно редко, поэтому к ним не предъявляются особые требования по износостойкости. Выдержки времени таких реле составляют 0,1-20 с.

Область применения реле времени

Многофункциональное программное реле времени имеет достаточно обширную область применения. Простая схема подключения позволяет применять его для управления освещением в домах, для создания искусственного света, в частности на птицефабриках, для оснащения насосов, которые применяются для подачи воды, в осветительных и рекламных щитах, в холодильном, воздушном, и испытательном оборудовании и т.п. Кроме того, реле времени устанавливается на оросительных системах и термопечах.

Цель применения

Основная цель, которая преследуется при оборудовании систем подобного рода реле времени — это возможность экономии энергоресурсов, снижение нагрузки на себестоимость продукции. Компания ООО «Электрополе» предлагает купить по низкой цене любой тип реле времени, отвечающий самым высоким требованиям при эксплуатации подобных устройств.

Источник: ООО «Электрополе»

Изучение устройства и принцип действия реле времени

Практическая работа 4

Тема: Изучение устройства и принцип действия реле времени.

Цель: Изучить устройства и принцип действия реле времени.

Ход работы:

Реле времени электродвигательные предназначены для создания выдержки времени при передаче электрических сигналов в системах автоматики и телемеханики, когда требуются выдержки времени свыше 10 с и надо обеспечить строго последовательное коммутирование (программирование) нескольких цепей. Реле выполняются на выдержки времени от 10 до 900 с с числом управляемых цепей до 16 для работы как при переменном, так и при постоянном токе.

Реле состоит из следующих основных узлов:

электродвигателя синхронного трехфазного переменного тока или постоянного тока с насаженным на его вал червяком;

редуктора, замедление (передаточное число) которого соответствует максимальной выдержке времени, создаваемой реле;

контактного устройства, в которое входит контактный набор — соответствующее данному исполнению реле число замыкающих, размыкающих или переключающих контактов и соответствующее ему число переключающих кулачков с устройствами их установки и регулирования;

электромагнитов (электромагнитных реле) с соответствующими устройствами для управления двигателем и муфтами для сцепления и расцепления двигателя с редуктором и редуктора с контактным устройством;

возвратных пружин.

Рабочий цикл реле при включенном электродвигателе начинается с подачи сигнала на сцепление двигателя с редуктором. Вращение двигателя через редуктор передается на рабочее зубчатое колесо и далее на привод кулачков (через общий вал или другое устройство). Кулачки производят переключение контактов в установленной последовательности и с заданной выдержкой времени: Одновременно взводится возвратная пружина.

После полного оборота рабочего зубчатого колеса (вала с кулачками) соответствующие контакты отключают двигатель или муфту сцепления двигателя с редуктором. Кулачки остаются в достигнутом положении. Затем, после снятия команды на работу реле, рабочее зубчатое колесо расцепляется с редуктором и возвратная пружина возвращает кулачки и контакты в исходное положение. Реле готово к новому циклу работы.

Реле собирается на металлическом основании и закрывается кожухом (в соответствии с исполнением по защите). В кожухе имеются окна для наблюдения шкал выдержек времени.

Износостойкость «реле в зависимости от осуществленной выдержки времени доставляет от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч циклов.

Рисунок 1. Реле времени постоянного тока ЗВ-.100

Недостатками реле являются сложность конструкции и малая износостойкость. Достоинства — большие выдержки времени и высокая точность последовательности переключения контактов, что не достигается другими способами.

Реле времени электромагнитное, создающее выдержку при помощи часового механизма,показано на рис. 1, При замыкании цепи катушки 9 электромагнита 10 втягивается якорь .5, пускается в ход заторможенный часовой механизм б, начинают перемещаться подвижные контакты 4 и переключаются контакты мгновенного действия 8, По истечении установленных выдержек времени под действием заводной пружины часового механизма сначала замыкается скользящий контакт 2, а затем замыкающий 1.

Время с момента подачи напряжения на катушку до замыкания контактов 2 и 1 регулируется изменением их положения и указывается стрелками на шкале 3.

С прекращением возбуждения катушки якорь и часовой механизм мгновенно возвращаются в исходное положение под действием пружины электромагнита. Одновременно с этим происходит завод часового механизма.

Реле монтируется в пылезащищенном пластмассовом корпусе, состоящем из основания 11 и кожуха 7 из прозрачного материала.

Рисунок 2. Реле времени электромагнитное

1 — силуминовое основание (заливка), служащее для сборки всего реле и как демпфер; 2- медная гильза-демпфер; 3 — отключающая пружина, регулируемая, 4 – упорная скоба с винтом; 5 — якорь; 6 — немагнитная прокладка; 7-тяга; 8 – U-образный сердечник; 9 — катушка; 10 — узел контактов

Реле времени с электромагнитным замедлением (демпфером) выполняются только на постоянном токе, Замедление спадания потока (главным образом при отключении катушки) создается короткозамкнутым медным кольцом (см. гл. 1С). Подобные реле (рис. 2) отличаются моноблочной конструкцией, полностью собираемой и регулируемой до установки в комплектное устройство, В ранее выпускавшихся реле неподвижная часть магнитопровода выполнялась из двух деталей — скобы и сердечника. На стыкемежду деталями всегда оставался паразитныйвоздушный зазор. В современной конструкции неподвижная часть магнитопровода (сердечник) представляет собой одну деталь, изогнутую в виде буквы II. Паразитный зазор отсутствует. В данном случае при той же МДС в магнитопровода получается больший поток. В итоге у реле тех же габаритов выдержка времени возрастает Реле строятся на выдержку времени до 10 с.

Реле времени – энциклопедия VashTehnik.ru

Реле времени – это прибор, позволяющий управлять оборудованием согласно расписанию. Принцип действия различается. К примеру, в микроволновой печи это чаще обычный таймер. В бытовой технике реле времени преимущественно называют программатором. Точнее, комбинация объекта рассмотрения обзора и схемы управления исполнительных устройств (для стиральной машины: двигатель, заборные клапаны, помпа и пр.).

Электромеханическое реле

Электромеханическое реле

История реле времени

Удивительно, уже в 1958 году вышла первая книга по электронным реле времени. Там говорилось, что крайне важно в ходе производственного процесса включать или выключать оборудование согласно графику. Предлагалось первое деление на классы:

  1. Пневматические. Часто снабжены приставкой (рабочая камера, катаракт, пневматический демпфер) с заборным отверстием. Регулировкой сечения изменяется время срабатывания. Контакт обычно удерживается электромагнитом с постоянной силой. Скорость изменения давления в камере становится определяющим фактором.
  2. Тепловые. Пример таких реле общеизвестен, это автоматы защиты электрических цепей. Присутствуют в распределительном щитке. В основе лежит использование биметаллических пластин. По мере протекания тока они нагреваются и изменяют изгиб, что вызывает срабатывание реле. Подобный шаг защищает технику от перегрева. Аналогичным образом указанные реле используются в составе бытовой техники, к примеру, холодильников.
  3. Электромеханические. Используется способность дросселей накапливать энергию. Затем в процессе затухания магнитное поле катушки ослабевает, вызывая срабатывание реле в нужный момент времени.
  4. Электронные. В основе обычно лежит время разряда RC-цепочки. Конденсатор заряжается до нужного номинала, потом потихоньку отдаёт энергию. В конкретный момент времени уровень напряжения сравнивается с пороговым, происходит срабатывание. Такой принцип сегодня используется повсеместно: от блоков питания электронной аппаратуры до микроволновых печей. Произведение R и С называется постоянной времени, и за три интервала происходит полный разряд системы по экспоненте.

В 1958 году не была развита полупроводниковая электроника, в книге по элементной базе выделяют реле времени на:

  • электронных лампах;
  • газоразрядных приборах.
Тематическая литература

Тематическая литература

Напоминаем, что электронными называются вакуумные лампы, где создаётся луч с катода к аноду за счёт подогрева и эмиссии носителей в свободное пространство: диоды, триоды, пентоды, гептоды и пр. В отличие от них в газоразрядных приборах среда ионизируется, создаются условия для протекания электрического тока. Как догадались читатели, к упомянутому тандему логично добавить полупроводниковые реле времени. Здесь уже RC-цепочка управляет режимом работы ключевого элемента, к примеру, транзистора или тиристора.

Неправы люди, считающие написанное в 1958 году каменным веком. Уже в то время на основе базисных знаний удавалось собрать зарядные устройства для аккумуляторов, сегодня газоразрядные приборы широко используются в составе реле запуска ламп дневного света. Это отличается от описанного авторами книг прошлого века, где за счёт возрастания напряжения в системе RC в некоторый момент происходит пробой разрядного промежутка, вызывающий переключение контактов. В цифровой технике в качестве анализаторов вполне используются и компараторы. Приведённые знания способствуют лучшему пониманию темы.

Добавим, что сегодня реле времени пополнились программируемыми вариантами. Каждый знает, что Windows через Планировщик заданий напоминает о событиях. Рассмотрите как программное реле времени. Хотя в широком смысле без этого не обходится любая электронная система. Даже потоки в процессоре персонального компьютера обрабатываются в собственном временном интервале. Системные часы обычно называют hardware (железо), а программные в противовес этому – software. Понятно, что последние работают на базе первых.

Единицей счета в последнем случае становятся тактовые импульсы. На указанном принципе активно строятся таймеры в схемотехники любой серии микросхем. Механические таймеры используются в стиральных машинах и микроволновых печах, представляя обычные часы. Благодаря специальным ухищрениям, тикают исключительно при включённом питании. Вариантом указанной разновидности считаются моторные реле, где частота оборотов счётного механизма регулируется при помощи редукторов.

Реле от Panasonic

Реле от Panasonic

Характеристики реле времени

Логическая классификация свойств приборов идёт по четырём направлениям:

  1. Диапазон времён выдержки. Сегодня параметр варьируется в безграничных пределах: в сторону увеличения и уменьшения времени.
  2. Стабильность работы. Параметр больше касается электронных реле. Подразумевает способность прибора выполнять функции при изменении напряжения питания. Понятно, что в автоматических выключателях при 240 В срабатывание произойдёт раньше, нежели при 220 В при одинаковом токе. Это прямо следует из закона Джоуля-Ленца (тепловая мощность вычисляется как произведение тока на вольтаж).
  3. Долговечность. Обычно измеряется в циклах включения и выключения.
  4. Для электронных приборов: потребляемая мощность.

Даже биметаллическая пластина, не являющаяся электрическим прибором, рассеивает мощность за счёт теплоты. Долго проработает автоматический выключатель на заданном режиме, и энергия продолжит утекать в пространство. Причём срабатывания не произойдёт. С подобными потерями мирятся ввиду экономичности конструкции. Если брать электрочайники, там через биметаллическую пластину даже ток не протекает: чувствительный элемент стоит под кнопкой и обтекается паром. В результате в нужный момент подогрев выключается, а вода успевает закипеть. Выходит, одинаковые физические принципы используются по-разному:

  1. В случае с пускозащитными реле холодильников и автоматическими выключателями через биметаллическую пластину течёт ток, вступает в действие закон Джоуля-Ленца.
  2. Электрочайник обогревает сенсор опосредованно, от поднимающегося над водой пара.
  3. В составе балласта ламп дневного света биметаллическая пластина подогревается тепловой энергией, образующейся в небольшой газоразрядной колбе.
  4. В утюге и масляном обогревателе биметаллическая пластина крепится непосредственно возле спирали и служит для управления подачей питания.
Схема задержки времени реле

Схема задержки времени реле

Скажете, примеры к реле времени имеют мало отношения, а мы ответим, что упомянутые вещи позволяют глубже понять принцип организации рассматриваемых сегодня приборов. Человек с гораздо большим интересом относится к явлениям, которые он понимает. Характеристики реле времени дополняются списком параметров:

  1. Число значений срабатывания. Параметр не актуален для большей части бытовой техники.
  2. Количество переключающих контактов. Оговаривается для одновременного управления несколькими приборами, плюс в случае трёхфазных цепей, когда требуется убрать питающее напряжение одновременно со всех линий.
  3. При выборе таймеров в распределительный щиток обращайте внимание на возможность установки на DIN-рейку.
  4. Нормальное положение контактов: замкнуты или разомкнуты. Реле способны включать или выключать питание.
  5. Электрические реле характеризуются пропускаемой мощностью. Для автоматических включателей это номинальный ток и предельный отключающий ток. Второй параметр касается разрушающего режима в условиях неконтролируемого роста мощности, когда реле еще способно функционировать. Для автоматических выключателей порядок цифр порой составляет тысячи ампер, и возникновение такой ситуации характеризуется как нештатное и маловероятное.
  6. Электрические реле выпускаются для постоянного и переменного тока. Для высоких напряжений применяются различные методы для гашения искры. Описано в обзоре про автоматические выключатели.
Электрическое реле

Электрическое реле

Где применяются реле времени

Список конструкций поистине обширен. Уместно реле времени разделить на встроенные в технику и продающиеся отдельно. Понятно, что микроволновая печь, стиральная машина работают по программе, люди мало способны повлиять на ход процесса. В качестве собственных задумок логично применять таймеры отдельные, управляющие работой освещения, отопления, дверей, замков.

В продвинутые модели встраиваются возможности изменения программы по дням недели, периодически присутствует коррекция по широте для адекватной работы фонарей и ламп. Для отопления таймеры не считаются лучшим вариантом, хотя способны использоваться для поддержания микроклимата.

Но самым распространённым типом реле считают таймеры цифровой техники, без которых сегодня не обходится ни одно электронное устройство. В основе устройств лежит кварцевый резонатор с частотой высокой стабильности. Температурные и временные уходы параметров от номинала настолько малы, что ими в обычном случае пренебрегают. Кристаллы кварца сделали возможным существование компьютерной техники. Хотя первоначально колебания получали на основе резонансных контуров из ёмкостей и индуктивностей, оказалось, что процесс нуждается во внешней стабилизации.

Кварцевый резонатор уже считается колебательной системой. При совпадении приложенной частоты с собственной (выбирается конфигурацией кристалла SiO2) электрическое сопротивление конструкции резко снижается. Этот факт отслеживается генератором импульсов и используется для стабилизации частоты. Людям известные кварцевые часы, использующие эффект и не требующие настройки. Немалую важность это имеет в компьютерной технике.

Каждый производитель борется за повышение частот, что гарантирует конкурентоспособность продукции. Любой сбой чреват нестабильностью системы, что закономерно вызовет падение спроса. По тактам генератора отсчитывается любое действие в системном блоке. Даже оперативная память работает на основе триггеров-защёлок по указанному принципу. Колебания используются для хранения в памяти CMOS системного времени. Это важно, при сбое этого параметра операционная система Windows даёт значительные сбои, вплоть до потери активации (хакеры пытались обмануть условно-бесплатное программное обеспечение, изменяя системное время CMOS).

Реле времени применяются массово, во встроенном и внешнем исполнении. Особенно велика их роль в составе цифровой техники. В общепринятом смысле это таймеры, определяющие логику работы прочих систем. Будильник – известное реле времени, в определённый момент пробуждающее сигнал зуммера. Аналогичного рода устройства, встроенные в кухонную мебель, не одной хозяйке позволяли вспомнить о готовящихся на плите блюдах. А пригоревшие кастрюли сложно отмыть, значение таких реле времени сложно переоценить.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *