Реле за време: принцип на работа, схема за свързване и препоръки за настройка

Устройство, което се задейства при изтичането на зададения времеви интервал, се нарича времево реле – устройството е намерило широко приложение в електротехниката, електрониката и електрическите системи. Благодарение на използването му в схемни решения се реализират по-гъвкави функции за управление на различна техника и апарати.

В зависимост от конструкцията и принципа на работа на устройството могат да се организират различни по сложност електрически схеми.

Предлагаме да разберем какви видове времеви релета съществуват, каква е спецификата на тяхната работа и приложение. Теоретичният материал е допълнен с практически препоръки за свързване и настройка на устройството за временно управление.

Принцип на действие на времевото реле

Електронните устройства са представени с конструктивно разнообразие, поради което принципът на устройството на времевото реле трябва да се разглежда с оглед на всяка конструктивна вариация поотделно.

Ето така изглежда една от многобройните конструкции на времевото реле. По същество устройството наподобява обикновен комутатор, чието действие обаче е обвързано с цикъла на времето.

От гледна точка на изпълняваните действия, на практика се използват електромагнитни, пневматични, електронни конструкции и устройства с часовников механизъм.

Вариант #1: електромагнитни устройства

Устройствата, поддържащи електромагнитен принцип на действие, като правило са предназначени за работа изключително в схеми с захранване от постоянен ток.

Конструкция на електромагнитното времево реле РЕВ-814: 1 – възел на неподвижните контакти; 2 – скоба; 3 – демпферен механизъм от мед; 4 – ъгълник; 5 – сърцевина на намотката на главния контур; 6 – котва; 7 – подвижни контакти на котвата.

Диапазонът на задействане по време обикновено е 0,07 – 0,11 сек при включване и 0,5 – 1,4 сек при изключване. Конструкцията на такива времеви релета съдържа две работни намотки, една от които представлява късо съединение под формата на меден пръстен.

Когато през основната намотка преминава електрически ток, се отбелязва нарастване на магнитния поток. Този поток формира тока на късосъединената намотка, поради което нарастването на магнитния поток на основната намотка се ограничава.

Като резултат се формира времева характеристика на движението на котвата на изпълнителния механизъм или, с други думи, създава се закъснение по време на включване.

Подобрена конструкция на реле за време от електромагнитен тип. С този модел уред се поддържа комутация на четири независими канала на натоварване. В същото време, по токови параметри устройството изглежда по-слабо от старите модели (+)

Ако се прекрати подаването на ток в контура на основната намотка, благодарение на ефекта на индуктивността, за известно време остава активно магнитното поле на късосъединената намотка. Съответно, през това време релето не се изключва.

Вариант #2: пневматични устройства

Конструкции на базата на пневматични системи – вид ексклузивни устройства. Подобни устройства са оборудвани със специална механика за забавяне – пневматичен демпферен механизъм.

Времето на закъснение на пневматичните релета може да се регулира чрез намаляване или увеличаване на проходното сечение на тръбата, през която се осъществява подаването на въздух. За тези цели конструкциите на пневматичните релета са снабдени с регулиращ винт.

Една от разпространените конструкции на пневматичните уреди. Доста просто и надеждно изпълнение. Параметри на комутирания ток до 16 ампера. Като комутатор се използва мини-превключвател на два канала

Диапазонът на настройка на времевото закъснение на пневматичните релета е средно 1 – 60 сек. Има обаче екземпляри, които покриват този диапазон почти двойно. Вярно е, че на практика са отбелязани малки грешки (около 10%) по отношение на точността на задействане според зададените стойности.

Вариант #3: модификации от часовников тип

Така наречените часовникови релета за време намериха широко приложение в електротехниката. Този вид уреди се използва често в конструкциите на автоматични прекъсвачи, предназначени за защита на вериги с напрежение 500 – 10000 волта. Диапазонът на закъснение е 0,1 – 20 сек.

Принципът на действие на часовниковите модели е построен на работата на пружина, която се затяга от механично задвижване (анкер) на електромагнита. Комутацията на контактните групи на часовниковото реле за време се извършва след изтичане на определеното време, чиято стойност преди това е била зададена на скалата на уреда.

Представител на доста стара серия уреди – реле за време с часовников механизъм. Междувременно този вид устройства показа надеждна безотказна работа в най-различни условия

Скоростта на хода на механизма на устройството е пряко свързана със силата на тока, протичащ в намотката на електромагнита. Този фактор позволява да се настройва уредът за изпълнение на защитни функции. Особеността на такава защита се изразява в пълна независимост от влиянието на околната температура.

Вариант #4: електронни релета

Последните няколко години почти навсякъде, където могат да се прилагат релета за време, на смяна на остарелите електромеханични модели дойдоха електронни версии.

Този вид уреди притежава цял ред предимства:

• малки габарити на корпуса;
• висока точност на задействане;
• удобен механизъм за настройка;
• визуално изобразяване на информацията.

Електронните версии действат, като правило, на основата на цифрови импулсни броячи. Много съвременни уреди са изградени на високопроизводителни микропроцесори. Цифровите релета обикновено са предназначени за комутация на слабоиндуктивни или неиндуктивни товари.

Съвременна разработка – цифрово реле, предназначено да осигури комутация по време. Привлича с удобството на управление и контрол, гъвкава настройка и външен вид.

За настройка на цифрово реле за време е достатъчно да се зададат нужните времеви параметри с помощта на функционалните клавиши, разположени непосредствено на предния панел на корпуса.

Настройката обикновено е достъпна в широки времеви граници, позволява да обхване не само секунди, минути, часове, но и дни от седмицата. За пример може да се разгледа модел на седмично електронно реле – таймер.

Електронен таймер с функции на автоматични включвания-изключвания може успешно да се използва в схеми за управление на различни видове устройства. Така нареченото „седмично“ реле за време осигурява изпълнение на функциите за комутация в съответствие с установения времеви интервал в рамките на седмичен цикъл. Такива устройства се използват в системи „умен дом“.

Например, благодарение на уреда се откриват възможности:

• да комутира осветителните системи в зададено време;
• да стартира или спира технологично оборудване;
• да активира/деактивира охранителни системи.

Уредът е с малки размери, има няколко функционални клавиша за управление. Използвайки системната клавиатура, потребителят може лесно да го настройва (програмира).

Потребителският функционал на цифровото реле за време – панел за управление с клавиши за задаване на параметри. Плюс течнокристален дисплей, където се изобразява цялата необходима информация.

Режимът на програмиране се активира чрез натискане и задържане на бутона, обозначен със символ «P». Изпълнението на системен нулиране помага клавишът «Reset». Промяната на настройките за време на релето се осъществява чрез клавиши за задаване на минути, часове, дни от седмицата при активен режим на програмиране.

Стандартната схема за свързване на релето за време предвижда настройка на един от двата режима на управление на действията – ръчен или автоматичен. Удобството за настройка на цифровото реле се осигурява от информационен течнокристален дисплей.

Настройка на електронно-механични аналогови релета

Системите за промишлена автоматика, както и различни битови модули, често се оборудват с електромеханични устройства, чиято конструкция предвижда настройка с помощта на потенциометри.

Електромеханичен тип устройство за отброяване на време с регулиране на параметрите чрез потенциометри. Съществуват различни конфигурации на подобни уреди, което прави възможно използването им в схеми с различна сложност.

На предния панел на корпуса на такива устройства се намира пръчката на потенциометъра (или няколко пръчки), предназначена за въртене с острието на отвертка. По окръжността на пръчката (пръчките) се нанася разчертана скала за стойностите на настройката.

Прорезът на пръчката за острието на отвертката е своеобразен указател, който променя положението си при въртене на пръчката. Чрез поставяне на този указател срещу определени стойности на разчертаната скала се постига настройка на нужния параметър.

Многоканален уред от електронно-механичен тип. Настройва се лесно и просто чрез въртене на потенциометри с помощта на отвертка. На предния панел също има светодиодна индикация на състоянието.

Уреди от подобен тип (например, NTE8) намериха широко приложение в схеми за управление на вентилационни системи, отоплителни модули, уреди за изкуствено осветление.

Регулиране на устройства с цифрова скала

Използването на уреди с функции за механична настройка може да се демонстрира на примера на битов таймер марка REV Ritter, предназначен за включване в домашна мрежова розетка.

Така нареченото «розетъчно» реле, предназначено за използване в битови условия. Времето на действие, като правило, е ограничено до денонощен диапазон. Това време е напълно достатъчно за битово приложение.

С помощта на розетка с таймер може да се управлява в зададен диапазон от време практически всяка битова техника. За прилагането на този денонощен таймер е достатъчно да включите устройството в розетката и да го настроите.

Настройката се извършва със следните действия:

1. Повдигнете всички сегменти, разположени по окръжността на диска за настройка.
2. Спуснете само тези сегменти, които съответстват на времето за настройка.
3. Чрез завъртане на диска за настройка поставете указателя на диска на текущото време.

Например, ако са спуснати сегментите между цифрите на скалата 18 и 20, след като релето започне да отчита време, товарът ще бъде включен в 18 часа и изключен в 20 часа.

Като цяло, конструкцията на механичното реле REV Ritter позволява да се организират до 48 включвания за пълни 24 часа.

Модификация на контактното реле за време: 1 – контакт за свързване на товара; 2 – ръчно управление; 3 – скала, разделена на 24 часа; 4 – програмни сегменти; 5 – указател на текущото време; 6 – щепсел за включване в контакт на битовата мрежа (+)

В същото време, устройството поддържа функция за извънпрограмно включване на товара. За целта има отделен бутон, разположен на страничната страна на корпуса. Ако потребителят активира този бутон, товарът се свързва директно към мрежата, независимо от състоянието на контактите на релето.

Свързване на времевото реле в схемата за управление

Устройството трябва да се свърже, като се вземе предвид съответствието на мястото на инсталиране с условията, посочени в техническия паспорт на уреда. Като правило, монтажът предполага вертикално инсталиране на уреда с допустими отклонения от вертикалата не повече от 10º.

Температурните граници на помещението, където се предполага монтаж и експлоатация на релето за време, обикновено не надвишават диапазона -20°С + 50°С.

Нивото на влажност на въздуха в зоната на инсталиране на уреда не трябва да надвишава стойност 80%. Електрическата схема, в която се монтира таймерът, по време на монтажа трябва да се изключи от мрежовото захранване.

Класическа схема за свързване на реле за време, в този случай за уред, който комутира два канала с товар. По същия принцип се свързват устройства за различен брой комутации (+)

Уред от всяка конструкция традиционно има технически паспорт, където е обозначена схемата за свързване. Много таймери, електронно-механични и цифрови, се допълват със схема, нанесена директно върху корпуса и показваща как и в каква последователност да се свърже релето за време.

Класическият вариант за свързване изглежда така:

1. Свързване на линията на напрежението към клемите за захранване на уреда.
2. Фазовата линия през автоматичен прекъсвач се свързва с входния контакт на товара на релето.
3. Изходният контакт на товара на релето се свързва директно към фазовата линия на товара.

По същество, схемата за свързване за основната маса уреди се изгражда по идентичен принцип: свързване на захранването към самия уред и включване на товара през група комутирани контакти.

В зависимост от типа на релето (еднофазни, трифазни), както и от конструктивните особености, тези контактни групи могат да бъдат няколко.

Прост вариант на реле за време може да се направи ръчно. Схемите на различни самоделки са описани в тази статия.

Изводи и полезно видео по темата

Във видеоклипа се разглежда възможността за използване на модулно устройство, в което присъстват две независими комутиращи по време устройства. Схемата предвижда включване на два уреда от битовата техника, настройка на тяхната работа във времеви интервали и други функции.

Разбира се, че всички съществуващи модификации на релета за време не могат да бъдат обхванати с един скромен преглед. За разглеждане на целия асортимент от уреди би била необходима цяла книга. Всъщност, справочници за таймери от различни видове са налични и при желание винаги можете да намерите необходимата информация.

Имате ли какво да добавите или възникнаха въпроси относно работата, избора, свързването и настройката на реле за време? Можете да оставяте коментари към публикацията и да участвате в дискусиите. Формата за връзка се намира в долния блок.