Электромагнитное реле времени: Реле времени — назначение, схема и принцип работы, классификация

Реле времени - назначение, схема и принцип работы, классификация

Жизнь современного человека насыщена электрическими приборами. Они дают нам необходимые свет и тепло, доносят информацию, существенно облегают выполнение множества повседневных бытовых задач, помогают в строительстве, ремонте, при работе на садовом участке. Без них не обходится ни выполнение домашних лечебно-оздоровительных процедур, ни организация семейного досуга. Естественно, вся эта техника требует соответствующего бережного отношения и умения обращаться с ней. Но и в этом вопросе научно-технический прогресс приходит на помощь человеку.

Для рациональной, экономичной эксплуатации электрических приборов широко используются автоматизированные системы управления. Они способны выполнять массу полезных функций, и в том числе — позволяют включать или выключать устройства именно тогда, когда это требуется, по заданным хозяевами алгоритмам.

Реле времениРеле времени

Современные системы управления порой поражают широтой своей функциональности. Но иногда бывает достаточно и более простых в устройстве и эксплуатации приборов автоматизации. Так, одним из примеров несложных устройств автоматического управления, кстати, внедренных в быт человека уже довольно давно, является реле времени. Что это такое, для чего оно может использоваться, какие существуют разновидности и по какому принципу они работают – обо всем этом в настоящей публикации.

Содержание

Что такое реле времени?

Надо полагать, что читатель этой статьи — не специалист в вопросах электротехники, а лишь пытливый пользователь, старающийся расширить свой кругозор и применить полученную информацию в повседневной жизни. Поэтому для начала будет полезно вспомнить, что же скрывается под общим термином «реле»?

Не будем приводить длинную «научную» формулировку этого понятия – она может быть не вполне понятна начинающему. А если говорить простыми словами, то реле – это электромеханическое или электронное устройство, которое производит коммутацию (соединение или разрыв) электрической цепи при получении внешнего управляющего сигнала. Если точнее, то срабатывание происходит, когда внешнее воздействие достигает какой-то заданной величины.

Первые реле были изобретены, изготовлены и применены еще в середине XIX века – они стали незаменимым компонентом аппаратов бурно развивающейся в те времена телеграфной связи. С тех пор, безусловно, эти устройства прошли длинный путь доработок и усовершенствований, повысилась их надежность, появились новые типы, способные работать в самых разных условиях эксплуатации. Но принцип остался неизменным – внешнее управляющее воздействие руководит замыканием, размыканием или переключением электрических цепей.

На схеме очень наглядно показан основной принцип работы электромеханического реле. Ну а количество контактов и схема их переключения при срабатывании устройства далеко не ограничивается этими двумя примерами.На схеме очень наглядно показан основной принцип работы электромеханического реле. Ну а количество контактов и схема их переключения при срабатывании устройства далеко не ограничивается этими двумя примерами.

По большей части реле управляются электрическими сигналами – когда показатели силы тока или напряжения достигают определенной величины. Но, кстати, управляющее воздействие вовсе не обязательно является электрическим. Существуют реле, срабатывание которых вызывается изменением давления в трубопроводе, температуры окружающей среды, освещенности объекта и другие. Все это открывает очень широкие возможности автоматизации и обеспечения безопасности эксплуатации разнообразной электрической техники.

Реле давления – в бытовых условиях обычно ставится в цепи питания насосного оборудования, что позволяет автоматизировать работу систем автономного водоснабжения или отопления.Реле давления – в бытовых условиях обычно ставится в цепи питания насосного оборудования, что позволяет автоматизировать работу систем автономного водоснабжения или отопления.

Можно добавить, что в наше время наряду с электромеханическими реле все шире используются «твердотельные» — электронные ключи, в которых переключение контактов происходит за свет использования каскадов полупроводниковых элементов или интегральных микросхем.

Теперь – к вопросу о том, что же такое реле времени.

А подсказка кроется в самом названии. Это в принципе такое же реле, но срабатывание которого происходит с определенной задержкой после подачи (или снятия) управляющего сигнала. Или же коммутация цепей производится с определенным алгоритмом по времени.

Такие устройства нашли очень широкое применение в автоматизации промышленного оборудования. Но их широко используют и в бытовых условиях. Например, на них можно переложить часть забот по управлению осветительными приборами, климатическим оборудованием или системами вентиляции, с получением весьма впечатляющего эффекта экономии электроэнергии. Появляется возможность производить в заданное время необходимые действия с бытовыми электрическими приборами даже в отсутствие хозяев или без их вмешательства. Одним словом, реле времени способны значительно упростить жизнь владельцам дома.

Электромеханическое аналоговое реле времени в корпусе под установку на стандартную DIN-рейку. Даже внешне некоторые приборы такого предназначения напоминают обычные часы.Электромеханическое аналоговое реле времени в корпусе под установку на стандартную DIN-рейку. Даже внешне некоторые приборы такого предназначения напоминают обычные часы.

Это была, так сказать, общая информация. А теперь перейдем к более пристальному рассмотрению разнообразия этих устройств и алгоритмов их работы.

Алгоритмы работы реле времени, функциональные диаграммы, условные обозначения

По каким алгоритмам могут работать реле времени

Выше уже упоминалось, что любые реле могут работать на замыкание, размыкание и переключение контактов при необходимом управляющем воздействии. А в реле времени предусматривается или пауза после такого воздействия, или даже соблюдение определенной цикличности срабатывания.

Различают немало алгоритмов работы реле времени. Ниже на схемах будут рассмотрены наиболее часто применяемые.

На схемах верхним графиком (голубого цвета) показывается напряжение питания, подаваемое на реле. Нижний график – выходное напряжение, идущее от реле на исполнительное устройство (на нагрузку). Красными стрелками показываются диапазоны установленной задержки срабатывания.

Еще одно замечание. Управляющие сигналы для реле могут подаваться по разному.

— Это может быть общее напряжение питание, подаваемое на прибор. Такие реле так и называется – с управлением по питанию.

— Для управления используется отдельная цепь подачи внешнего сигнала.

На приведенных ниже схемах, просто для более понятного восприятия, будут в основном показаны (за одним исключением) алгоритмы для реле с управлением по питанию. Но и для второго варианта они, в принципе, такие же.

Алгоритм 1

Схема алгоритма №1Схема алгоритма №1

Реле времени с задержкой включения. После включения питания выходной сигнал будет передан на нагрузку по истечении установленной паузы Т.

Алгоритм 2

Схема алгоритма №2Схема алгоритма №2

Выходной сигнал в данном варианте передается на нагрузку сразу после включения питания. Но через установленный интервал Т – прерывается.

Алгоритм 3

Схема алгоритма №3Схема алгоритма №3

Включение нагрузки происходит одновременно с подачей общего питания. Но выключение производится после выдержки паузы Т с момента снятия напряжения питания реле.

Алгоритм 4

Схема алгоритма №4Схема алгоритма №4

Цикличная работа реле времени, с паузой на старте. После подачи напряжения питания выходной сигнал на нагрузку появляется через интервал Т1. Этот сигнал выдерживается в течение определенного установленного интервала Т2. Затем происходит размыкание, с повторной паузой Т1, после чего вновь включение нагрузки на время Т2и так далее до полного снятия напряжения питания.

Алгоритм 5

Схема алгоритма №5Схема алгоритма №5

Один из вариантов с постоянно подключенным питанием и управлением с помощью внешнего сигнала. При подаче управляющего импульса (или, наоборот, при его снятии – показано высветленным цветом и пунктиром) срабатывает реле и коммутирует питание на нагрузку. Питание подается в течение установленного периода Т1, после чего автоматически отключается, до поступления очередного управляющего импульса.

Эти алгоритмы можно назвать базовыми. А уже из них, как из «кирпичиков», могут выстраиваться куда более сложные схемы, реализованные в реле различных конструкций и моделей.

Одна из самых важных характеристик реле времени – функциональная диаграмма

Кстати, показанные выше графические схемы имеют название функциональных диаграмм реле, и обычно указываются на корпусе прибора или в его технической документации. То есть при выборе требуемого изделия для определенных нужд, умея читать такие диаграммы, можно отыскать подходящую модель.

Ниже на двух иллюстрациях будет продемонстрировано многообразие функциональных диаграмм реле времени, предлагаемых в продаже. Это показывается лишь в качестве примера, так как на самом деле выбор может быть намного шире. Обратите внимание и на то, что некоторые реле могут иметь несколько выходов на нагрузку, а также несколько каналов получения внешнего управляющего сигнала.

Примеры функциональных диаграмм реле времени с управлением по питанию.

Функциональные диаграммы реле времени – таблица АФункциональные диаграммы реле времени – таблица А

Примеры функциональных диаграмм реле времени с управлением внешним сигналом.

Функциональные диаграммы реле времени – таблица БФункциональные диаграммы реле времени – таблица Б

Значения временных интервалов Т, Т1, Т2 и т.д.  чаще всего имеет возможность устанавливать пользователь. Правда, существуют модели реле времени, в которых время срабатывания уже предустановлено и изменению не подлежит. Но это приборы специального предназначения, обычно устанавливаемые в схемах защит электрических приборов и установок. Естественно, величина задержки в таком случае указывается в техническом описании изделия.

В одном реле времени может быть реализовано несколько алгоритмов его работы, с возможностью выбора. А функциональные диаграммы и схемы контактов обычно изображены на корпусе изделия.В одном реле времени может быть реализовано несколько алгоритмов его работы, с возможностью выбора. А функциональные диаграммы и схемы контактов обычно изображены на корпусе изделия.

Обозначения контактов реле времени на схемах

При выборе реле времени необходимо уметь разбираться не только в функциональной диаграмме, но и в схеме расположения контактов. Обычно встречаются вот такие принятые обозначения:

А. Контакты, работающие на размыкание цепи.

Условные обозначения контактор реле времени, работающих на размыканиеУсловные обозначения контактор реле времени, работающих на размыкание

1 — дуга обращена вниз: задержка срабатывания после подачи управляющего напряжения;

2 — дуга обращена вниз: задержка срабатывания после снятия управляющего напряжения;

3 — две противоположно направленные дуги: задержки и при подаче управляющего напряжения, и при его снятии.

Б. Контакты, работающие на замыкание цепи.

Условные обозначения контактор реле времени, работающих на замыканиеУсловные обозначения контактор реле времени, работающих на замыкание

Условия срабатывания, понятно, можно не расписывать – они такие же, как в предыдущем примере.

Разновидности реле времени

Типы реле времени по общему конструктивному исполнению

Итак, выяснили, что переключение контактов в реле времени производится с определенной задержкой после подачи или снятия питающего или управляющего напряжения. Но прежде чем перейти к рассмотрению самих устройств, обеспечивающих работу по заданному алгоритму, заметим, что реле времени по своей компоновке или общему исполнению можно разделить на несколько типов.

  • Моноблочные реле времени. Это – совершенно независимые приборы с собственным корпусом, встроенным питанием или устройством для подключения питания, с выходом, к которому можно подключать стороннюю бытовую или иную технику. Такое реле можно устанавливать в практически в любом месте по необходимости, и подключать к нему тот прибор (систему) который требует подобного управления по времени. Классическим примером может служить реле времени, с которым хорошо знакомы те, кто занимался печатью фотографий.
Такое реле времени позволяло очень точно соблюдать выбранную экспозицию фотобумаги при печатании фотографийТакое реле времени позволяло очень точно соблюдать выбранную экспозицию фотобумаги при печатании фотографий

К приборам более широкого использования можно отнести современные реле времени (таймеры) которые останавливаются в розетку и имеют гнездо для подключения сетевой вилки нагрузки. Самый простейший пример использования – можно с вечера запрограммировать, чтобы к утреннему подъему хозяев в электрическом чайнике была вскипячена вода.

Реле времени (или таймеры), подключаемые в розетку и сами становящиеся «управляемой розеткой» для подключенного к ним электрического прибора. Как видно, могут быть электромеханическими и электронными.Реле времени (или таймеры), подключаемые в розетку и сами становящиеся «управляемой розеткой» для подключенного к ним электрического прибора. Как видно, могут быть электромеханическими и электронными.
  • Встраиваемые реле времени. Они не имеют собственного корпуса, являются одним из узлов электрического прибора (или предназначены для такой установки), и автономно, как правило, не применяются. Классический пример такого реле времени – это механический или электронный таймер, руководящий режимами работы стиральной машины, микроволновки, электрической духовки и т.п.
Встраиваемое реле времени, как отдельный узел общего устройства крупного бытового прибораВстраиваемое реле времени, как отдельный узел общего устройства крупного бытового прибора

Такие реле могут быть электромеханическими, имеющими блочное исполнение. Другой вариант – это реле электронного типа, собранное на печатной плате, которая коммутируется с общей схемой того или иного электрического прибора.

Электронное реле времени, выполненное в виде монтажной сборки на печатной плате.Электронное реле времени, выполненное в виде монтажной сборки на печатной плате
  • Модульные реле времени. Как понятно уже из названия, такие приборы имеют стандартизированные размеры и предназначаются для установки на DIN-рейку распределительного щита. Там же, в щите, производится и из стационарное подключение к источнику питания и нагрузке, работой которой они будут управлять. Например, таким образом можно подключить системы освещения, которые будут работать по определенному алгоритму времени, мощные приборы отопления, скажем, с тем расчетом, чтобы их основное функционирование приходилось на часы действия льготного тарифа, вентиляционные установки для обеспечения заданной периодичности проветривания и т.п. Возможно их использование и с другими крупными бытовыми приборами, если те в своей конструкции не имеют собственного встроенного таймера.
Модульные реле времени представлены в продаже широким разнообразием моделей различной степени сложности и функциональной оснащенности.Модульные реле времени представлены в продаже широким разнообразием моделей различной степени сложности и функциональной оснащенности

Несмотря на единообразие размеров, модульные реле времени могут значительно различаться набором возможностей, количеством каналов и программируемых интервалов. В зависимости от степени сложности и, отчасти, от допустимой мощности подключаемого к ним оборудования, такие реле могут занимать одно, два, три и даже больше модуль-мест на DIN-рейке распределительного щита.

Такое электронное реле времени с возможностью настройки суточного цикла работы займет на DIN-рейке три модуль-места.Такое электронное реле времени с возможностью настройки суточного цикла работы займет на DIN-рейке три модуль-места

Удобно – места такие приборы занимают совсем немного, находятся не на виду, детям недоступны. Многие позволяют задавать суточный, недельный месячный или даже годовой алгоритм работы, то есть не требуют частого вмешательства в управление. Но если и возникнет нужда внести корректировки, то удобное расположение реле времени на рейке, с расположением всех органов управления на фасадной панели, позволит это сделать безо всякого труда.

Типы реле времени по принципу работы 

Теперь стоит разобраться, что за механизмы обеспечивают задание необходимого временного интервала. По этому критерию реле времени можно подразделить на несколько типов – это электромагнитные приборы, устройства с пневматическим или гидравлическим замедлителем, моторные, реле с механическим часовым механизмом и электронные.

Цены на реле времени CRM

реле времени CRM

Рассмотрим их вкратце в перечисленном порядке

Электромагнитные реле времени

Они обычно применяются в каскадах пуска и остановки мощного оборудования – позволяют несколько разнести по времени запуск отдельных узлов (механизмов) во избежание резких скачков нагрузки на линию питания.

Принцип работы узла замедления срабатывания заключается в следующем. Конструктивно реле представляет собой электромагнитную катушку. Перемещение притягиваемого к сердечнику катушки якоря передается на механизм замыкания-размыкания контактов. Но на общий сердечник с катушкой надета гильза (чаще всего – медная), которая становится дополнительным короткозамкнутым контуром.

Принцип устройства электромагнитного реле времениПринцип устройства электромагнитного реле времени

При подаче напряжения питания на катушку в этой дополнительной «обмотке» наводится ЭДС, создающая ток с таким направлением, что он получается в «противоходе» току в основной катушке. То есть своеобразно «гасит» скорость нарастания напряженности электромагнитного поля, необходимого для притягивания якоря реле. И в итоге срабатывание контактной группы происходит не мгновенно при включении питания, а с задержкой, длительность которой можно регулировать уровнем пожатия пружины якоря. Диапазон задержки обычно лежит в пределах о 0,07 до 0,15 секунд.

«Классический» пример электромагнитного реле времени – используемая в цепях питания мощного оборудования модель РЭВ 812«Классический» пример электромагнитного реле времени – используемая в цепях питания мощного оборудования модель РЭВ 812

При выключении питания происходит обратная картина – за свет наличия дополнительной обмотки-гильзы наблюдается своеобразный эффект «инерции», и размыкание контактов тоже происходит с задержкой. Она может составлять от 0,5 до 1,5÷2 секунд.

Пневматические или гидравлические реле времени.

Вряд ли с ними придется иметь дело в бытовых условиях – они тоже ставились только на мощное обрабатывающее оборудование. Но с механизмом замедления познакомиться все же будет интересно, потому как он имеет довольно оригинальную конструкцию.

Реле времени РВП 72-3221 с пневматическим замедлителем срабатыванияРеле времени РВП 72-3221 с пневматическим замедлителем срабатывания

Конструктивно такие реле обязательно включают камеру с диафрагмой, в которую упирается подвижный узел (колодка), вызывающая переключение контактов. При снятии напряжения с обмотки катушки колодка освобождается и под действием пружины начинает перемещаться. Но движение колодки тормозится диафрагмой — до выхода воздуха из пневмокамеры. А скорость выпуска воздуха зависит от сечения отверстия, которое, в свою очередь, регулируется специальной иглой.

Регулировки интервала замедления срабатывания могут проводиться в достаточно широком диапазоне и с высокой степенью точности.

Помимо пневматических, существуют и гидравлические замедлители, в которых через регулируемое отверстие между камерами перепускается жидкость (например, трансформаторное масло). Но принцип срабатывания при этом не меняется.

Моторные реле времени

Такие устройства тоже, похоже, уже становятся пережитками прошлого, хотя могут еще встречаться на старых образцах примышленного оборудования.

Принцип работы моторного реле времениПринцип работы моторного реле времени

Характерная особенность таких приборов – это наличие, кроме присущей большинству реле катушки, еще и собственного электропривода. При включении питания оно подается и на катушку, и на электродвигатель, с которого вращение передаётся по системе зубчатых передач рабочим колесам. На этих колесах (имеющих градуировку по времени) есть специальные выступы, которые в определённый момент вызовут замыкание или размыкание контактов цепи питания катушки. Ну а включение или выключение питания на обмотке катушки, в свою очередь, обеспечивает необходимую коммутацию подключенных к реле времени силовых линий.

Цены на реле времени Feron

реле времени Feron

Время срабатывания устанавливается начальным положением рабочего колеса. Кстати, в одном реле таких колес может быть и несколько, что позволяет организовывать довольно сложные алгоритмы управления подключенной нагрузкой.

Моторное реле времени ВС-33.Моторное реле времени ВС-33
Реле времени с анкерным (часовым) механизмом

Самый простой и очень наглядный пример аналога подобных реле времени – это обычные настольные часы с будильником, работающие от батарейки. Время срабатывания устанавливается отдельной специальной стрелкой. И когда часовая стрелка сравняется с ней – произойдет замыкание контакта, и питание будет подано на генератор звукового сигнала.

Безусловно, сами реле времени устроены несколько сложнее, да и нагрузка к ним подключается куда более мощная, чем миниатюрный биппер. Но принцип действия – очень схожий. Механизм отсчета времени – практически полная аналогия с обычными часами. В некоторых реле старых образцов – даже пружина заводится вручную, по мере необходимости. В других – завод осуществляется автоматически при включении питания за сет перемещения электромагнитного якоря.

Реле времени с часовым механизмом РВ 235 УХЛ4. С производства давно сняты, но у некоторых хозяев продолжают верно служить.Реле времени с часовым механизмом РВ 235 УХЛ4. С производства давно сняты, но у некоторых хозяев продолжают верно служить

Реле с часовым механизмом в продаже представлены в широком разнообразии. Большой популярностью у пользователей пользуются модели с циферблатом, разделенным на 24 часа, а каждый час делится еще обычно на четыре отрезка по 15 минут. Каждому такому минимальному интервалу соответствует подвижный сектор (штырек, рычажок, в зависимости от модели).

При подключении реле к сети циферблат начинает вращаться с угловой скоростью один оборот в сутки. На циферблате выставляется текущее астрономическое время. Ну а затем несложно запрограммировать алгоритм срабатывания реле – нажатием (откидыванием или иным перемещением) подвижных секторов, соответствующих тем периодам времени, когда питание на нагрузку должно быть включено.

Программирование алгоритма срабатывания такого реле времени – несложное и интуитивно понятноеПрограммирование алгоритма срабатывания такого реле времени – несложное и интуитивно понятное

Подобные реле времени выпускаются в модульном или моноблочном исполнении, то есть или устанавливаются в распределительном шкафу, или напрямую подключатся в розетку. Невысокая стоимость и простота в эксплуатации снискали им широкую популярность. Точность выставления диапазона и срабатывания реле, безусловно, нельзя назвать высокой (минимальная градация в 15 минут), но для большинства бытовых приборов этого бывает вполне достаточно.

Ну а если требуются более точные настройки, вплоть до секундной градации, то лучше всего сразу приобрести электронное реле времени.

Узнайте, как подключить розетку, а также ознакомьтесь с пошаговыми примерами правильного подключения провода к розетке.

Электронные реле времени

Электронные реле времени в настоящее время все активнее вытесняют своих электромеханических «собратьев». Это понятно – привлекает высокая точность срабатывания, возможности программирования на длительный период: на неделю месяц и даже более, с учетом чередования выходных и праздничных дней, смены сезона, других факторов, влияющих на предполагаемый режим работы подключенных к реле электроприборов.

Электронное реле времени с богатым набором возможностей программирования алгоритма управления подключенными электрическими приборами или системами.Электронное реле времени с богатым набором возможностей программирования алгоритма управления подключенными электрическими приборами или системами

В этой категории тоже есть свое подразделение по технологии отсчета времени срабатывания. Углубляться в тему не будем – этот вопрос, скорее, интересен специалистам-электронщикам.

Можно лишь вкратце пояснить, что самые простые электронные реле отсчитывают время с помощью RC-цепочек (резистор + конденсатор). Время зарядки конденсатора зависит от номинала самого конденсатора и включенного с ним в цепь резистора. То есть это легко просчитывается, и плавным изменением номиналов элементов схемы или сменой цепочек (в некоторых реле их несколько) можно установить нужный интервал задержки срабатывания.

Более сложные реле времени оснащены специальными микросхемами или каскадом полупроводниковых приборов, обеспечивающих необходимую задержку по времени. Ну а самые современные на сегодняшний день имеют микропроцессорные блоки и кварцевые генераторы опорной частоты. Так что отсчёт времени в них происходит с максимальной точностью, а энергонезависимая память позволяет проводить программирование алгоритма работы.

 Электронное реле времени модульного исполнения с аналоговой настройкой параметров работы. Сравнительно недорого и очень часто – вполне достаточно.Электронное реле времени модульного исполнения с аналоговой настройкой параметров работы. Сравнительно недорого и очень часто – вполне достаточно.

Ассортимент электронных реле времени – очень широк. Вполне можно приобрести относительно недорогую модель с аналоговой настройкой параметров и обеспечивающее простейшие операции включения-выключения силовой линии с требуемой задержкой или по определённому алгоритму. Часто для реализации задуманной автоматизации того или иного процесса и такого прибора бывает вполне достаточно. Более совершенные реле времени оснащаются цифровыми жидкокристаллическими дисплеями и кнопочной (сенсорной) системой управления с точностью выставления параметров буквально до долей секунды. Удобно, но и стоимость, безусловно, растет пропорционально.

Можно еще добавить, что электронные реле времени могут выпускаться в любом из исполнений – как отдельные приборы-моноблоки (например – опять же, вариант «розетка с таймером»), в виде плат или блоков для установки в оборудование, или в модульной компоновке для размещения на DIN-рейке.

Видео: Пример использования электронного реле времени KEMOT URZ2001-1

*  *  *  *  *  *  *

К слову, немало «ломается копий» по поводу, как же правильнее называть подобные устройства – реле времени или таймерами. Приводятся доводы, что работа реле увязывается с астрономическим временем, а таймер лишь производит обратный отсчет заданного интервала. Или наоборот, что реле должно лишь обеспечивать задержку включения и выключения, а все что касается возможностей программирования (задания алгоритма работы) – это таймеры. Таким образом, утверждения прямо противоречат друг другу.

По мнению автора этой статьи, «граница» между этими типами приборов, если она и есть – весьма условная. И морочить себе голову тонкостями терминологии – вряд ли в данном случае имеет смысл. Главное – разобраться и суметь сформулировать: для чего вам требуется устройство управления и какими функциями оно должно обладать. И можете не сомневаться, что грамотный продавец-консультант прекрасно вас поймет и предложит оптимальную модель. А в паспорте у нее, кстати может быть указано и таймер, и реле времени. А нередко – и оба термина сразу, через тире или в скобках.

назначение, принцип работы, схемы подключения

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

Назначение

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

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

Устройство и принцип работы

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

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

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

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

С электромагнитным замедлением

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

Конструкция электромагнитного релеРис. 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.

Конструкция пневматического релеРис. 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.

Конструкция реле с часовым механизмомРис. 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:

Конструкция моторного релеРис. 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:

Принцип логической цепочки электронного релеРис. 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:

Сфера применения цикличных релеРис. 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.

Пример схемы подключенияРис. 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.).

Еще одна схема подключения реле времениРис. 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.

Схема включения реле через контакторРис. 9: схема включения реле через контактор

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

Видео в развитие темы


Реле времени. Виды и их особенности

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

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

  • Блочные. Эти РВ отличаются внешней установкой и встроенным питанием. Примером такого прибора является реле задержки для фотопечати.
  • Встраиваемые. Встраиваемое исполнение РВ является упрощённым вариантом блочных реле. У них отсутствует корпус и собственное питание, так как они предназначены для изготовления более сложных устройств. Применяются в качестве дополнительных элементов, поэтому размещаются в одном корпусе с прочими составляющими изготавливаемых приборов. Как пример такими реле являются таймеры-программаторы в стиральных машинках автоматах.
  • Модульные. Конструкция этих реле имеет сходства с блочными моделями РВ. Чаще всего они устанавливаются на DIN – рейку в электрические щитки.

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

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

Особенности электромагнитных реле

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

  1. Магнитопровод.
  2. Управляющая обмотка.
  3. 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:

  1. Электромагнит.
  2. Контактная группа.
  3. Замедляющее устройство.
  4. Пневмокамера.
  5. Регулировочное устройство (винт).
  6. 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:

  1. Двигатель
  2. Редуктор.
  3. Электромагнит.
  4. Контактная система.

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

Электронные РВ

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

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

Достоинства электронных РВ

  • Небольшие габариты и масса.
  • Надёжность.
  • Высокая точность.

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

Электромагнитные реле времени — Студопедия

Следует сразу же отметить два отличия электромагнитных реле от электродвига-

тельных и электромеханических, рассмотренных выше:

1. катушка реле питается только постоянным током;

2. выдержка времени реле начинается с момента отключения катушки от сети.

Напомним, что катушки электродвигательных и электромеханических могли пи-

таться как постоянным, так и переменным током, а выдержка времени начиналась с момен

та подачи питания на катушку.

Электромагнитные реле применяют в схемах на переменном токе, но в этом случае

катушку реле включают в сеть через выпрямительный мостик.

Рис. 9.44. Электромагнитное реле времени: а ) – устройство реле; б ) влияние демпфера на время отпускания реле; 1 - катушка; 2 – сердечник; 3 – гильза;

4 – возвратная пружина ; 5 – регулировочная гайка; 6 – якорь; 7 - прокладка

немагнитная

Электромагнитное замедление основано на применении демпфера – элемента, за-

медляющего электромагнитные процессы. В качестве такого демпфера используют мед-

ную или алюминиевую гильзу 3 ( кольцо ), надетую на стержень магнитопровода 2

( рис. 9.44, а ) или непосредственно на катушку реле. На рис. 9.44, а якорь реле 6 показан в притянутом состоянии.

Выдержка времени в этом реле начинается с момента отключения катушки реле от питающей сети. При отключении катушки 1 её уменьшающийся магнитный поток Ф ин-

дуктирует в гильзе ( демпфере ) ЭДС взаимоиндукции ( как во вторичной обмотке транс

форматора, если считать катушку реле первичной обмоткой ).


Согласно правилу Ленца, ток в гильзе от этой ЭДС имеет такое направление, что создаваеиый им магнитный поток гильзы направлен согласнос убывающим магнитным потоком Ф. Это замедляет убывание потока в магнитопроводе реле так, что он достигнет

величины, при которой реле отпускает якорь за время большее, чем при отсутствии демп-

фера.

Это иллюстируется графиками убывания магнитного потока ( рис. 9.44, б ) при от-

сутствии демпфера ( график 1 ) и при наличии демпфера ( график 2 ). Сравнивая эти графики, видим, что время отпускания якоря реле с демпфером tбольше времени отпускания этого реле без демпфера t.

Время отпускания реле ( рис. 9.44, а ) можно регулировать, изменяя толщину ла-

тунной ( немагнитной ) прокладки 7 на якоре 6: с уменьшением толщины прокладки время

tувеличивается. Это объясняется тем, что с уменьшением немагнитного зазора δ


( толщина прокладки ) магнитное сопротивление потоку понижается и величина его возра

стает. Поэтому время на его уменьшение до значения Ф, при котором происходит от-

пускание якоря, увеличивается.

Еще одним средством регулирования tявляется изменение натяжения возврат

ной пружины 4 посредством гайки 5: чем меньше натяжение пружины, тем больше t

( рис. 9.44, график 3 ).

Электромагнитные реле постоянного тока типа РЭВ 810 имеют замедление от 0,25 до 3,8 с.

Реле времени, работа реле времени, схема реле времени

      Здравствуйте! Реле времени — это устройство, формирующее выходной сигнал с определенной регулируемой задержкой после получения команды на входе. Применяются эти устройства повсеместно, начиная с таймеров бытовых и кухонных приборов, и заканчивая элементами систем управления космических летательных аппаратов. По этой причине неуместно вести разговор о сфере их применения.

Разновидности реле времени

     Общепринятая классификация реле основывается на принципе формирования временной задержки, или времени срабатывания реле. По этому признаку можно определить следующие типы реле времени:

• Электромагнитные. В них временная задержка обеспечивается конструктивными особенностями электромагнитной системы самого реле.

• Пневматические. Здесь задержка определена временем заполнения специальной воздушной камеры.

• С часовым механизмом. Время задержки отсчитывается анкерным часовым устройством.

• Моторные. Время определяется поворотом диска, вращаемого электродвигателем с редуктором.

• Электронные. Времязадающим устройством служит электронная схема.

     Остановимся подробнее на конструкции, принципе работы и особенностях применения различных типов реле.

Электромагнитные реле времени.

     Конструктивно это обыкновенные электромагнитные реле, состоящие из стального сердечника с катушкой и якоря, который перемещает траверсу с закрепленными на ней пластинами подвижных контактов. Отличает их наличие медных демпфирующих шайб, установленных на сердечник вместе с катушкой и представляющих собой дополнительные короткозамкнутые обмотки. Питаются такие реле только от сети постоянного тока.

     Рассмотрим порядок работы реле. При включении катушки в цепь питания, в сердечнике начинает нарастать магнитный поток, наводящий ЭДС в короткозамкнутой обмотке. В результате, по демпфирующей шайбе начинает протекать ток, который, создает в сердечнике противоположный по направлению магнитный поток, замедляющий процесс его намагничивания. Благодаря этому, полное намагничивание сердечника и притягивание якоря происходят с некоторой задержкой по времени. Величина задержки регулируется путем установки дополнительных шайб. Выше описан процесс задержки при срабатывании. При отпускании идет обратный процесс, вызывающий задержку возврата реле.

     Если необходимо срабатывание с выдержкой времени, демпфирующие шайбы устанавливаются на сердечник со стороны цоколя, перед катушкой. В реле возврата с выдержкой времени, вначале ставится катушка, затем шайбы, ближе к рабочему зазору.

     Применение реле такого типа всегда было ограниченным, ввиду следующих особенностей:

• Маленький диапазон регулирования задержки. На срабатывание — от 0,07 до 0,14 секунды. На возврат — от 0,5 до 1,4 секунды.

• Возможна только дискретная регулировка путем установки шайб.

• Оперативное регулирование исключается.

     Реле использовались в схемах управления высоковольтных выключателей на постоянном оперативном токе и обеспечивали требуемую последовательность работы коммутационных аппаратов.

Пневматические реле времени.

     Конструкция содержит электромагнитный привод. На неподвижной части стального магнитопровода расположена катушка. Якорь в обесточенном состоянии реле образует воздушный зазор за счет усилия пружины. Орган реле, обеспечивающий задержку, выполнен в виде съемной приставки. Реле комплектуется одной или двумя приставками. Сама приставка представляет собой воздушную камеру, разделенную на две части эластичной диафрагмой. Верхняя часть камеры является рабочей, она соединена с атмосферой небольшим отверстием, размер которого регулируется винтом. Также имеется обратный клапан, работающий только на выпуск и обеспечивающий взвод диафрагмы. Диафрагма соединена с подпружиненным штоком, который контактирует с якорем электромагнита.

     Порядок работы реле следующий. При отключенном питании катушки, якорь под воздействием пружины прижимает шток приставки, обеспечивая взведенное положение диафрагмы, т.е. перемещает ее к верхней стенке камеры, выдавливая из нее воздух. При срабатывании реле, якорь подтягивается к неподвижному сердечнику, при этом освобождая шток мембраны. Шток, под воздействием возвратной пружины, стремится вернуть диафрагму в нейтральное положение, чему препятствует возникающее разрежение воздуха в камере. Происходит подсос воздуха из атмосферы через калиброванное отверстие.

     По заполнению камеры, диафрагма возвращается в нейтральную позицию, воздействуя при этом на микровыключатель посредством рычага на штоке. Таким образом, контакты переключаются с выдержкой времени после срабатывания реле. Время задержки регулируется винтом, изменяющим сечение отверстия рабочей камеры.

Реле времени с анкерным механизмом.

     В основе конструкции этого устройства — обычный часовой механизм с анкером, приводимый в действие ленточной пружиной. Основу самого реле составляет все та же электромагнитная система, подвижный якорь которой связан с механизмом взвода пружины. На лицевой стороне реле находится круглая шкала, проградуированная в секундах. По периметру шкалы расположены неподвижные контакты, фиксация которых в определенном месте шкалы обеспечивает требуемую выдержку времени. Одна пара неподвижных контактов является конечной, перед ней могут располагаться импульсные (или проскальзывающие) контакты. Поверх шкалы, на оси часового механизма закреплен подвижный контакт.

     Исходным является состояние, при котором катушка находится под напряжением, якорь поджат, пружина часов взведена. При разрыве цепи питания катушки происходит возврат якоря. Пружина часов освобождается, запускается анкерный механизм. Подвижный контакт, вращаясь вместе с осью механизма, сначала кратковременно замыкает находящиеся на его пути импульсные контакты, затем, упираясь в конечные контакты, замыкает их и останавливается.

     Различные варианты этого типа реле позволяют выставлять уставки от 0,1 до 20 секунд. Примечание. Уставкой называется выставляемое на реле пороговое значение параметра, при достижении которого происходит срабатывание.

     До наступления эры электронных реле времени, устройства с анкерным механизмом задержки имели наиболее широкое применение в силу ряда их преимуществ:

• Высокая точность отсчета времени

• Простота и наглядность настройки

• Возможность оперативно перестраивать реле, не выводя оборудование из работы.

Моторные реле времени.

     Реле состоит из электродвигателя (чаще всего синхронного), редуктора, который передает вращательный момент на главную ось. На оси расположен диск, являющийся частью кулачкового механизма.

     При включении реле запускается электродвигатель. Одновременно с этим, вспомогательный электромагнит, перемещая выходную шестерню редуктора, вводит ее в зацепление с шестерней главной оси. Ось с закрепленным на ней диском начинает вращение, которое продолжается, пока специальный выступ на боковой поверхности диска не встретится с неподвижным кулачком. Это вызывает срабатывание контактной группы, связанной с кулачком и возвращает реле в исходное состояние.

      В зависимости от типа реле, на оси могут располагаться несколько дисков, каждый из которых, имея свой кулачок, отрабатывает свою независимую выдержку времени. Очевидно, что максимальная выдержка времени определяется одним оборотом диска. Диапазон выдержек времени, доступных данному типу реле – от 0,2 секунд, до 60 часов.

     Реле широко используется в случаях, когда требуется большая выдержка времени.

Электронные реле времени.

     Первые образцы реле, построенные на электронных компонентах, содержали транзисторы, а времязадающими элементами служили RC – цепи. То есть, время выдержки определялось регулируемым временем заряда конденсатора. Такие схемы встречаются сейчас, только как радиолюбительские.

     Развитие цифровых технологий в корне изменило подходы к решению задачи. В качестве времязадающих узлов сегодня используются высокостабильные кварцевые генераторы, колебания которых управляют цифровыми устройствами, формирующими необходимые сигналы через заданные промежутки времени путем подсчета количества импульсов.

     Электронные реле времени, входящие в линейку продуктов ведущих электротехнических компаний построены на основе интегральных микроконтроллеров, способных реализовать практически любой заданный алгоритм работы. В качестве примера приведем технические характеристики изделия одного из ведущих производителей:

• Напряжение питания от 12 до 240 Вольт AC/DC

• Устанавливаемая выдержка времени от 0,05 секунд до 100 часов

• Погрешность измерения времени не превышает 0,05%

• Уставка оперативно выставляется на передней панели прибора.

      И все это вмещается в устройстве, которое крепится на DIN – рейку и по размеру не превышает обычный автоматический выключатель.


ИCCЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

 

3.1. Цель работы

 

1. Изучить конструкцию и принцип действия электромагнитного реле времени.

2. Освоить способы настройки реле времени на заданную выдержку времени.

3. Исследовать влияние напряжения на работу реле времени.

 

3.2. Основные теоретические сведения

 

Электромагнитное реле времени обеспечивает выдержку времени с момента подачи сигнала управления на реле времени и моментом замыкания или размыкания его контактов.

Временем срабатывания электромагнитного реле времени называют время, проходящее с момента замыкания цепи катушки до полного притяжения якоря или, наоборот, с момента отключения катушки от сети до полного отпадания якоря. В первом случае время срабатывания называют временем срабатывания на включение, а во втором случае - временем срабатывания на отключение.

Время срабатывания как при включении, так и при отключении состоит из двух составляющих:

 

tср. = tтр. + tдв.

 

Первая составляющая tтр., называемая временем трогания, определяет собой: при включении - время, протекающее с момента замыкания цепи катушки до начала трогания якоря; при отключении - время, с момента размыкания цепи катушки до начала отпускания якоря.

Вторая составляющая tтр. - есть время движения якоря до полного его притяжения (при включении) или до полного отпадания (при

отключении).

Замедленное срабатывание электромагнита, как при включении, так и отключении от сети может быть осуществлено увеличением

или tтр. или tдв. В первом случае замедление достигается с помощью магнитного демпфирования, во втором - с помощью механического демпфирования.

Для притяжения или отпускания якоря электромагнитного реле

необходимо наличие в магнитной системе определенной величины магнитного потока. Необходимая величина потока достигается не сразу

после включения или отключения реле от сети, а через определенный

промежуток времени. Замедляя нарастание (при включении) или спад

(при отключении) магнитного потока, можно изменять время притяжения или отпускания якоря. Способы воздействия на скорость изменения магнитного потока в магнитопроводе при включении или отключении реле и носят название магнитного демпфирования.

Все способы магнитного демпфирования основаны на использовании магнитных потоков, создаваемых вихревыми токами, которые появляются в массивных деталях магнитной системы реле при изменении основного магнитного потока. При включении они будут уменьшать скорость возрастания потока в магнитопроводе, а при отключении - скорость спадания потока.

Очевидно, эффективность этого метода будет тем больше, чем больше абсолютная величина основного потока. Поэтому метод магнитного демпфирования дает заметное замедление при отключении электромагнита, когда воздушные зазоры малы и величина основного потока велика.

С целью усиления магнитного демпфирования электромагниты, предназначенные для получения выдержек времени, дополняются специальными, короткозамкнутыми катушками, охватывающими магнитопровод. Короткозамкнутая катушка, называемая демпфирующей, обычно исполняются в виде массивной гильзы (медной или алюминиевой) или отдельных коротких втулок, которые насаживаются на магнитопровод.

Применение коротких втулок позволяет получать различные выдержки времени при включении в зависимости от их места расположения на сердечнике. Так, при расположении демпфирующих втулок у торца сердечника (вблизи рабочего воздушного зазора) выдержка времени при включении будет больше, чем при их расположении у основания сердечника. Это объясняется тем, что в первом случае в первоначальные моменты времени после включения электромагнита втулки будут охватываться практически полным магнитным потоком и в них будут наводиться большие вихревые токи. Во втором же случае (расположение втулок у основания сердечника) вначале после включения магнитный поток будет замыкаться через якорь по воздуху от корпуса к сердечнику, минуя замедляющую втулку со всеми вытекающими из этого последствиями - малыми вихревыми токами и, следовательно, малыми выдержками времени. При отключении электромагнита месторасположение втулок не имеет большого значения, так как и в том и в другом случае втулки охватываются одинаковым магнитным потоком.

Грубое ступенчатое регулирование выдержки времени можно производить путем изменения толщины немагнитной прокладки, установленной на торце якоря. Толщина прокладки, не сказываясь практически на величине установившегося магнитного потока при замкнутом якоре, изменяет индуктивность системы и тем самым влияет на скорость изменения потока. С увеличением толщины прокладки скорость изменения потока возрастает и выдержка времени уменьшается и, наоборот, с уменьшением толщины прокладки скорость изменения потока уменьшается, а выдержка времени возрастает. Толщина прокладки берется от 0,1 мм и выше.

Плавный способ регулирования выдержки времени заключается в изменении натяжения отжимной пружины.

Оба способа позволяют изменять выдержку времени от нескольких десятых долей секунды до нескольких секунд с относительной погрешностью не более 10%.

Реле времени ВЛ выпускают:

 

Напряжение 36, 110, 127, 220, 240, 380, 400, 440, 500В (50Гц или 60Гц).

Ток, коммутируемый контактами, до 4А.

Диапазон регулирования выдержки времени от 0,4 до 180 с.

Разброс характеристик 15%.

Мощность, потребляемая катушкой 40 ВА.

Количество и исполнение контактов в зависимости от исполнения реле.

 

3.3. План работы

 

3.3.1. Изучить конструкцию и принцип действия реле времени ВЛ-69.

3.3.2. Для исследования свойств реле времени ВЛ-69 необходимо собрать схему согласно рис. 3.1. Тумблер SA4 служит для одновременного запуска электронного секундомера и самого реле времени.

После включения стенда схема готова к пуску. Произвести включение схемы тумблером SA4. Секундомер будет производить отсчет времени до момента срабатывания реле времени. Занести показания секундомера в табл. 3.1, выключить тумблер SA4, обнулить показания секундомера и повторить опыт при различных уставках времени (устанавливается переключателями на лицевой панели реле времени ВЛ-69).

 

 

Рисунок 3.1 – Схема исследования электронного реле времени

Таблица 3.1 – Результаты опыта

Уставка времени tуст., с          
Время срабатывания tср., с          
Погрешность срабатывания t, c          
Относительная погрешность t, %          

 

3.3.3. По результатам измерений произвести расчет погрешности срабатывания реле времени по формуле:

 

Dt = tуст. - tср

 

Рассчитать относительную погрешность по формуле:

 

, %

 

Определить среднюю относительную погрешность по формуле:

где n - число измерений.

 

3.3.4. Произвести измерения и расчеты по п.п. 3.3.2 и 3.3.3

при пониженном напряжении питания катушки реле времени ВЛ. Данные измерений занести в табл. 3.2.

 

Таблица 3.2 – Результаты опыта

Уставка времени tуст., с          
Время срабатывания tср., с          
Погрешность срабатывания t, c          
Относительная погрешность t, %          

 

3.4. Контрольные вопросы

 

1. Что такое время трогания электромагнита?

2. В чем заключается принцип магнитного демпфирования?

3. С какой целью магнитопровод реле времени изготовлен цельным из материала с малым удельным сопротивлением и малой

коэрцитивной силой?

4. Каково назначение массивной гильзы?

5. Каким образом можно регулировать выдержку времени срабатывания реле времени?

Лабораторная работа 4

 



Электромагнитные реле времени с магнитным демпфированием — Студопедия.Нет

 

    Для притяжения или отпускания якоря электромагнитного реле необходимо наличие определенного магнитного потока,значение которого достигается не сразу в момент включения или выключения, а через определенное время. Замедляя нарастание или спад магнитного потока (осуществляется магнитное демпфирование), можно регулировать время срабатывания или отпускания реле.

     Замедление нарастания или спада магнитного потока может быть осуществлено не только схемными, но и конструктивными методами. Чаще всего для этого применяют исполнение магнитной системы с двумя обмотками: рабочей и короткозамкнутой. Короткозамкнутая обмотка, иногда называется демпфирующей, нередко исполняется в виде медно гильзы или медных колец, которые насаживаются на сердечник вместе с рабочей катушкой. Кроме того, иногда используются добавочные обмотки, создающие магнитный поток, противоположный магнитному потоку основной катушки.

    Магнитное демпфирование удобно применять для замедления отпускания реле. Спад магнитного потока происходит при малом рабочем зазоре, т.е. при большой индуктивности системы, что определяет ее большую инертность.

    а) Замедление срабатывания реле.

    Замедление нарастания магнитного потока реле из-за наличия короткозамкнутой обмотки происходит следующим образом. При появлении тока в рабочей обмотке реле начинает зарастать магнитный поток в сердечнике. Изменение магнитного потока влечет за собой появление в короткозамкнутой обмотке (витке) э. д. с., под действием которой образуется ток. Последний создает магнитный поток, направленный противоположно магнитному потоку рабочей обмотки, замедляя при этом скорость увеличения результирующего магнитного потока в рабочем зазоре.Конструктивно короткозамкнутая обмотка нередко выполняется в виде медной втулки, насаживаемой на сердечник концентрически с основной рабочей обмоткой (рисунок 6,а). Иногда короткозамкнутая обмотка (виток) выполняется в виде медного кольца, расположенного у рабочего зазора (рисунок 6,б).Такое расположение короткозамкнутого витка применяют для дополнительного влияния на распределение магнитного потока при переходном процессе. При срабатывании реле магнитный поток, образуемый токами в кольце, направлен навстречу основному потоку, создаваемому током в рабочей обмотке, и как бы отталкивает последний от рабочего зазора. Из-за этого возрастают потоки рассеяния в середине, у корня сердечника и сильно ослабляется поток в рабочем зазоре. В результате усиливается влияние короткозамкнутого витка на время срабатывания реле (одновременно увеличивается время отпускания).

Б) Замедление отпускания реле.

        После отключения рабочей обмотки реле от источника питания убывает магнитный поток в сердечнике. Если имеется короткозамкнутая обмотка (виток), то в ней при изменениимагнитного потока наводится э. д. с. и возникает ток, который создает магнитный поток, препятствующий изменению основного магнитного потока. В результате реле отпускает со значительным замедлением.

    Магнитное демпфирование более удобно применять для замедления отпускания реле, чем для замедления обрабатывания.

Рисунок 6 - Электромагнитные реле с магнитным демпфированием

    а - с медной втулкой; б - с медным кольцом у рабочего зазора

        

    Спад магнитного потока происходит при малом рабочем зазоре, т. е. при большой индуктивности системы, что определяет ее большую инерционность.

    Замедление отпускания реле с помощью короткозамкнутых витков широко применяется на практике. В них получают выдержку времени, от 0,2 до 10 сек.

    Для получения больших выдержек времени необходимо, чтобы в системе был накоплен запас энергии и система была достаточно инерционной. Поэтому рассматриваемые реле времени стараются исполнять с большойм.д.с. так, чтобы,при притянутом якоре имело место насыщение магнитопровода. Кроме того, при насыщении матнитопровода обеспечивается стабильность выдержки времени при колебаниях напряжения питания. Обычно применяют материал с большим значением индукции насыщения, напримерармко-железо. Магнитопровод и катушки имеют большие габариты. Вес реле достигает 5 кг.

    Регулирование выдержки времени осуществляется изменением величины воздушного зазора между якорем и сердечником, изменением натяжения пружины, отрывающей якорь от сердечника, и регулировкой тока в так называемой ссаживающей катушке.

    Воздушный зазор между притянутым якорем и сердечником обычно изменяют в условиях мастерской. Этот зазор осуществляется

путем применения немагнитных прокладок толщиной от 0,05 до 0,5 мм. При уменьшении толщины прокладки увеличивается значение самоиндукции системы, т.е. ее инерционность, и кривая спада магнитного потока становится более пологой. Поэтому для получения больших выдержек времени нужны тонкие прокладки. Однако при очень малой толщине прокладки она может быть повреждена при эксплуатации, а без прокладки якорь будет прилипать к сердечнику. Регулировка выдержки времени путем изменения толщины немагнитной прокладки является грубой.

    Плавную регулировку выдержки времени осуществляютв эксплуатации изменением натяжения пружины якоря. При изменении натяжения пружины меняется значение магнитного поля тока, при котором якорь отрывается от сердечника. Например, если пружина была отрегулирована так, что отрыв якоря реле от сердечника происходил при магнитном потоке Ф1(рисунок 7), то при уменьшении натяжения пружины якорь будет начинать движение при меньшем значении магнитного потока Ф2 (рисунок 7), т. е. выдержка времени увеличится (t2>t1)

Рисунок 7 - Влияние натяжения пружины якоря на выдержку времени реле с магнитным демпфированием

 

    Однако магнитный поток в системе спадает с течением времени не до нуля, а до некоторого значения Фост. Значение Фост зависит от остаточной индукции и коэрцитивной силы материала магнитопровода. Величина Фост ограничивает возможность увеличения выдержки времени путем уменьшения натяжения пружины якоря. Действительно, предельная выдержка времени соответствует такому натяжению оттягивающей якорь пружины, при котором отпускание якоря происходит при минимальном значении магнитного потока Фмин, причем Фминост (рисунок 7). Если пружина натянута так слабо, что отпускание якоря происходит при Фмин = Фост, то возможны случаи залипания якоря.

    Для того чтобы уменьшить значение Фост и увеличить возможную выдержку времени, часто применяют третью обмотку. Эта небольшая катушка, обычно называемая ссаживающей, включается так, что создаваемый ею магнитный поток уменьшает магнитный поток рабочей обмотки, снижая, таким образом, кривую спада магнитного потока (рисунок 8). Так как при наличии ссаживающей катушки кривая спадания потока идет ниже, то можно увеличить выдержку времени дальнейшим ослаблением пружины якоря, не опасаясь при этом залипания якоря.

Рисунок 8  - Кривые спадания магнитного потока

1 - без ссаживающей катушки;

2 - с ссаживающей катушкой.

 

    Так как м.д.с. ссаживающей катушки мала, то она оказывает малое влияние на магнитный поток системыпри насыщении магнитопровода. Влияние ссаживающей катушки на магнитный поток системы увеличивается по мере спадания этого потока.

    Путем изменения тока в ссаживающей катушке можно регулировать выдержку времени на расстоянии.

    Перед отпусканием якоря реле должно накопить полный запас магнитной энергии. Поэтому перед отключением рабочей катушки реле она должна некоторое время (иногда до 0,8 сек) находиться под напряжением, с тем чтобы магнитный поток системы, медленно нарастающий при притянутом якоре, успел достичь своего максимального значения. Реле с магнитным демпфированием стараются включать так, чтобы время «зарядки» было не менее половины времени «отпускания».

    Если время зарядки реле будет недостаточным, то время отпускания якоря уменьшается, что иллюстрируют кривые (рисунок 9), где приведены зависимости выдержки времени при отпускании реле от длительности импульса напряжения. Кривые 1 и 2 показывают, что выдержка времени реле с магнитным демпфированием сильно зависит от механической нагрузки якоря.

    Реле времени с магнитным демпфированием предназначены для использования в цепях постоянного тока. Для использования реле в схемах на переменном токерабочую обмотку присоединяют к источнику тока через выпрямители. Обычно применяют полупроводниковые выпрямители. При применении двухполупериодного выпрямления выдержка времени получается примерно такой же, как и при включении в сеть постоянного тока. Добавочный нагрев катушки за счет пульсации тока невелик. При применении однополупериодного выпрямителя выдержка времени уменьшается.

Рисунок 9- Зависимость выдержки времени при отпускании реле от длительности импульса напряжения питания.

 

    в) Реле с быстрым срабатыванием и выдержкой времени при отпускании.

    В реле с магнитным демпфированием, предназначенных для получения значительных выдержек при отпускании якоря, время срабатывания может быть также довольно значительным. Кроме того, после включения реле под напряжение оно должно некоторое время перед применением «заряжаться».

    Время, в течение которого реле приводится в рабочее состояние, часто стремятся уменьшить. С этой целью .применяют либо схемные методы ускорения переходного процесса при включении реле, или несколько изменяют конструкцию реле.

    На рисунке 10, приведены примеры схемного решения вопроса. В схеме рисунок 10(а), в первый момент после включения, напряжение на емкости равно нулю и на обмотку реле приходится все напряжение источника питания, которое подбирается значительно большим номинального для данного реле напряжения. Поэтому магнитный поток растет быстрее и время срабатывания уменьшается. По мере заряда конденсатора напряжение на обмотке реле уменьшается, однако за это время реле успевает сработать.

    В схеме рисунке 10(б), последовательно с обмоткой реле включена лампа накаливания с металлической нитью.

    В холодном состоянии сопротивление нити лампы мало и при замыкании контактов К почти все напряжение U будет приложено к обмотке реле, в результате чего ток в ней быстро растет. При нагреве лампы сопротивление ее нити увеличивается, и через некоторое время на обмотке реле будет нормальное рабочее напряжение.

    На рисунке 10(в,г), приведены конструктивные способы уменьшения влияния короткозамкнутого витка на время срабатывания реле с выдержкой времени при отпускании.

Рисунок 10 - Способы ускорения срабатывания реле с выдержкой времени при отпускании.

 

    Согласно рисунку 10,вместо медной втулки или колец в реле выполняется дополнительная обмотка 1, концы которой выведены наружу и присоединены к полупроводниковому выпрямителю 2. Выпрямитель подсоединен так, что -пропускает токи, возникающие в обмотке 1 только при отпускании реле. При срабатывании реле дополнительная обмотка благодаря большому обратному сопротивлению выпрямителя не оказывает влияния на нарастание магнитного потока в системе. Поэтому реле имеет нормальное время срабатывания и дает выдержку времени при отпускании. Дополнительная обмотка рассчитывается на максимальное напряжение на ее зажимах.

                        (1)

    где w1- число витков дополнительной обмотки;

       wo- число витков основной обмотки;

       U -напряжение питания

    В целях более полного использования полезного окна магнитопровода рабочую и вспомогательную обмотки можно соединить последовательно.

    На рисунке 10(г), показано расположение короткозамкнутого витка, выполненного в виде медного кольца 3 у корня сердечника. При срабатывании реле магнитный поток, образуемый током в кольце, смещает результирующий магнитный поток системы к рабочему зазору. Поэтому медное кольцо меньше влияет на время срабатывания реле. При отпускании реле медное кольцо оказывает обычное действие и существенно увеличивает время отпускания реле. (Напомним, что при расположении медного кольца у рабочего зазора замедляется как срабатывание, так и отпускание реле.)

    Реле времени с магнитным демпфированием обычно исполняют так, что магнитопровод насыщается при напряжении, значительно меньшем номинального (при 0,5Uн).Поэтому возможные колебания напряжения от 0,85 Uн до 1,1 Uн не влияют на выдержку времени. Существенное влияние на стабильность выдержки времени оказывает температура, ибо при изменении температуры обмоток происходит изменение их сопротивления. В рабочем диапазоне температур реле обеспечивает выдержку времени с точностью 5-10%.

    Реле времени с магнитным демпфированием предназначены для использования в цепях постоянного тока. Для использования реле в схемах на переменном токе рабочую обмотку присоединяют к источнику тока через выпрямители. При применении двухполупериодного выпрямления выдержка времени получается примерно такой же, как и при включении в сеть постоянного тока.

    Реле времени с магнитным демпфированием применяются в основном в стационарных условиях. В импульсных схемах эти реле стараются не применять.

 

Электронные реле времени

 

        В конденсаторных (электронных) реле времени замедляющая часть представляет собой релаксационный контур, состоящий из сопротивления R и конденсатора С. Иногда эти реле называют релаксационными реле времени.

    В качестве исполнительного органа конденсаторного реле времени обычно используют электромагнитные реле времени. Ввиду малого сопротивления обмоток этих реле они подключаются к релаксационному контуру через промежуточные цепи, собранные либо на газоразрядных приборах (неоновые лампы, накальные тиратроны,тиратроны с холодным катодом), либо на электронных лампах, либо на полупроводниковых триодах.

    Так как в промежуточных цепях конденсаторных реле времени обычно имеются электронные приборы, эти реле еще называют электронными реле времени. Благодаря простате изготовления, дешевизне, возможности получения большой частоты включения и высокой износоустойчивости электронные реле времени получили очень широкое распространение. 

    Количество различных схем конденсаторных реле времени очень велико. Однако во всех этих схемах применяются два варианта контуров. В первом случае незаряженный конденсатор С заряжается от источника питания напряжением U через сопротивление R. При этом напряжение на конденсаторе С изменяется по закону :

                                   (2)

    Через время t1 после начала заряда конденсатора напряжение на нем становится равным напряжению регулирования Uр1, т.е. напряжению на выходе схемы, при котором срабатывает или отпускает имеющееся в схеме исполнительное реле. При Uc=Uр1 выдержка времени заканчивается.

    Время выдержки в соответствии с (2) определяется выражением:                                           (3)

    Во втором случае конденсатор С, предварительно заряженный до напряжения Uс, разряжается через сопротивление R. При этом напряжение на конденсаторе изменяется по закону:

                                            (4)

    Выдержка времени с момента начала разряда до момента Uc=Up2 будет:

                                     (5)

    Согласно формулам (4 и 5) выдержка времени зависит от четырех величин Up,U,C,R.

    Напряжение регулирования Uр для каждой схемы либо бывает постоянным (для схем с газоразрядными приборами), либо находится в функциональной зависимости от напряжения источника питания (для схемс электронными лампами).

    Регулирование выдержки времени, обычно осуществляется изменениемпостоянной времени контура,RC или изменением напряжения питания.Наиболее удобно производить плавное регулирование выдержки времениизменением сопротивления R.Подключения различных емкостей применяется лишь в некоторых конструкциях для изменения диапазоноввыдержки времени.

    Конденсаторное реле на полупроводниковых триодах.

     При практическом осуществлении схем на кристаллических триодахприходится сталкиваться с двумя основными недостатками :

1. Значительная зависимость параметров от температуры и режима;

2. Значительный разброс параметров от образца к образцу.

 

 

Рисунок 11 - Схема конденсаторного реле времени с использованием релейного усилителя на полупроводниковых триодах

 

    На рисунке 11 изображена схема конденсаторного реле времени с использованием релейного усилителя на полупроводниковых триодах. Это реле времени работает на принципе заряда конденсатора. Оно состоит из контура RC, включенного в мостовую схему с диодом До . В выходной диагонали моста и релейного полупроводникового усилителя РУ с коллекторной обратной связью имеется стабилизированный делитель напряжения (Uo,Uн) на кремниевых стабилитронах ДС1 и ДС2. Выходной величиной является ток iн в сопротивлении Rн .

    Схема управления ключом К. При замкнутом ключе К диод До открыт конденсатор С разряжен, триод Т1 заперт, триод Т 2 открыт, ток iн имеет максимальное значение.

    Выдержка времени начинается с момента размыкания ключа К. После размыкания диод До оказывается под обратным напряжением:

Uд= - (Uo – Uс)             (6)

    где Uc – напряжение на конденсаторе С.

    В момент переключения Uс=0 и диод До запирается. Конденсатор начинает заряжаться через сопротивление R. Когда напряжение Ucстановится больше Uо, диод До открывается, ток iр изменяет направление и начинает увеличиваться по абсолютной величине. Когда ток Ip достигнет определенной величины, релейный усилитель РУ переключается в новое состояние: триод Т1 открыт, триод Т2 закрыт. При этом ток Iн принимает минимальное значение, выдержка времени заканчивается.

    Для возвращения системы в исходное положение, необходимо замкнуть ключ К.

    Выдержку времени реле можно определить по приближенной формуле:

                                            (7)

    Получение больших выдержек времени связано с увеличением сопротивления R. Чтобы обеспечить при этом точную и устойчивую работу реле, можно последовательно с конденсатором С включить источник импульсного (коммутирующего) напряжения, амплитуда которого 0,5 ¸ 1 В, что существенно меньше Uо

    Для получения очень больших выдержек времени можно последовательно включить несколько каскадов реле времени, в каждом имеется цепочка RC.

    Для проведения опытов необходимо включить автомат АВ. При этом загорается сигнальное табло ТС. На испытуемом реле устанавливается заданная установка времени. Затем включается тумблер Вn (n2 и n2;n3 и n3, и т.д. – является одним тумблером), который располагается под данным реле.

    Испытуемое реле готово к работе. Для снятия характеристик теперь необходимо нажать кнопку пуск Кс. При этом подается напряжение на катушку магнитного пускателя К, который при срабатывании замыкает свои контакты. О срабатывании магнитного пускателя сигнализирует лампа ЛС. При замыкании контактов РП, катушка испытываемого реле,запитывается током. Одновременно с запиткой катушки ЭС начинает отсчитывать выдержку времени. Испытуемое замкнет свои контакты через установленную выдержку времени. При этом произойдет запитка катушки промежуточного реле, которое мгновенно сработает. Оно зашунтирует своими контактами катушку ЭС и разорвет цепь питания, о чем будет свидетельствовать потухание лампы ЛС. Электросекундомер будет показывать время срабатывания испытуемого реле. Записав отсчет времени, ЭС следует вернуть в исходное положение.

     На одной и той же установке времени следует проводить 5 опытов, чтобы определить среднее значение времени срабатывания реле. После снятия характеристик данного реле следует выключить тумблер Вn .Испытания других реле проводят аналогично.

 

Содержание отчета:

1.Цель работы.

2.Программа работы.

3.Перечень основных реле времени.

4.Обшие сведения о моторном реле ВС -10

5. Общие сведения о пневматическом реле времени

6. Общие сведения о реле времени с часовым механизмом

7. Общие сведения о электромагнитном реле времени с магнитным демпфированием

8. Общие сведения о электронном реле времени

9. Характеристики испытуемых реле.

 

Контрольные вопросы:

1.Назовите основные виды реле времени.

2.Конструкциямоторного реле времени.

3.Конструкция пневматического реле времени.

4. Конструкция реле времени с часовым механизмом.

5. Конструкция электромагнитного реле времени с магнитным демпфированием.

6. Конструкция электронном реле времени

7. Принцип работы моторного реле времени.

8. Принцип работы пневматического реле времени.

9. Принцип работы реле времени с часовым механизмом.

10. Принцип работы электромагнитного реле времени с магнитным демпфированием.

11. Принцип работы электронном реле времени

 

Лабораторная работа №2

Что такое электромагнитное реле? - Определение и типы

Определение: Электромагнитные реле - это те реле, которые работают по принципу электромагнитного притяжения. Это тип магнитного переключателя, который использует магнит для создания магнитного поля. Магнитное поле затем используется для размыкания и замыкания переключателя и для выполнения механической операции.

Типы электромагнитных реле

По принципу работы электромагнитное реле в основном подразделяется на два типа.Это

  1. Реле электромагнитного притяжения
  2. Реле электромагнитной индукции

1. Реле электромагнитного притяжения

В этом реле якорь притягивается к полюсу магнита. Электромагнитная сила, действующая на движущийся элемент, пропорциональна квадрату тока, протекающего через катушку. Это реле реагирует как на переменный, так и на постоянный ток.

Для величины переменного тока развиваемая электромагнитная сила задается как

equation-1 Вышеприведенное уравнение показывает, что электромагнитное реле состоит из двух компонентов: одна постоянная не зависит от времени, а другая зависит от времени и пульсирует при двойной частоте питания.Эта двойная частота питания создает шум и, следовательно, повреждает контакты реле.

Сложность двухчастотного источника питания преодолевается путем разделения потока, возникающего в электромагнитном реле. Эти потоки действовали одновременно, но различались по фазе времени. Таким образом, возникающая отклоняющая сила всегда положительна и постоянна. Расщепление потоков достигается за счет использования электромагнита, имеющего фазосдвигающие сети, или путем помещения заштриховочных колец на полюсы электромагнита.

Реле электромагнитного притяжения является наиболее простым типом реле, которое включает в себя плунжер (или соленоид), шарнирную арматуру, вращающуюся арматуру (или сбалансированную) и поляризованное реле с подвижным железом. Все эти реле показаны ниже.

а. Реле сбалансированного луча - В реле такого типа сравниваются две величины, поскольку развиваемая электромагнитная сила изменяется как квадрат ампер-витка. Соотношение рабочего тока для такого реле низкое. Если реле настроено на быструю работу, то при быстрой работе оно будет перегружено.

Balanced-beam-type б. Реле с шарнирной арматурой - Чувствительность реле можно увеличить для работы от постоянного тока, добавив постоянный магнит. Это реле также называется поляризованным движущимся реле.

hinged-armature-type-relay 2. Реле электромагнитной индукции

Электромагнитное реле работает по принципу двухфазного асинхронного двигателя. Начальная сила развивается на подвижном элементе, который может представлять собой диск или другую форму ротора немагнитного подвижного элемента.Сила создается взаимодействием электромагнитных потоков с вихревым током, который индуцируется в роторе этими потоками.

Другой тип структуры был использован для получения разности фаз в потоках. Эти структуры

а. Структура с затененными полюсами
б. Счетчик ватт-часов или конструкция с двойной намоткой
c. Структура индукционной чашки.

Заштрихованная структура полюса

На эту катушку обычно подается ток, протекающий в одиночной катушке, намотанной на магнитную конструкцию с воздушным зазором.Потоки воздушного зазора, создаваемые инициализирующим током, разделяются на два смещения потока во времени и заштрихованным кольцом. Затененное кольцо состоит из медного кольца, которое окружает часть поверхности полюса каждого полюса.

shaded-pole-construction-of-induction-disc-relay Диск изготовлен из алюминия. Инерция алюминиевого диска очень меньше. Следовательно, для его движения им нужно меньше крутящего момента. Два кольца имеют ток, индуцированный в них переменным магнитным потоком. Магнитное поле возникает из-за тока, создающего поток в части железного кольца, окруженного кольцом, с фазовой задержкой на 40-50 ° позади потока в незатененной части полюса.

б. Структура счетчика ватт-часов

Эта структура состоит из электромагнита в форме буквы E и электромагнита в форме буквы U с диском, который может свободно вращаться между ними. Сдвиг фазы между потоками, создаваемыми электромагнитом, получается потоком, генерируемым двумя магнитами, имеющими различное сопротивление и индуктивность для двух цепей.

watt-hour-meter-type-induction-motor Е-образный электромагнит несет две обмотки - первичную и вторичную. Первичный ток нес ток реле I 1 , а вторичная обмотка соединена с обмотками U-образного электромагнита.

Первичная обмотка несет ток реле I 1 , в то время как вторичный ток индуцирует эдс во вторичной обмотке и, таким образом, циркулирует ток I 2 в ней. Поток φ 1 индуцирует в E-образном магните, а поток φ индуцирует в U-образном магните. Эти потоки, индуцированные в верхнем и нижнем магнитах, различаются по фазе на угол θ, который создает крутящий момент на диске, пропорциональный φ 1 φ sinθ.

Наиболее важной особенностью реле является то, что размыкание может контролировать их работу или замыкать цепь вторичной обмотки.Если вторичная обмотка разомкнута, крутящий момент не развивается, и, таким образом, реле может быть отключено.

г. Индукционная чашка Реле

Реле, работающее по принципу электромагнитной индукции, называется реле индукционной чашки. Реле имеет два или более электромагнита, на которые подается питание обмотки реле. Статический железный сердечник расположен между электромагнитом, как показано на рисунке ниже.

induction-cup-relay Катушка, намотанная на электромагнит, генерирует вращающееся магнитное поле.Из-за вращающегося магнитного поля ток индуцирует внутри чашки. Таким образом, чашка начинает вращаться. Направление вращения чаши такое же, как у текущего.

В реле индукционной чаши создается больший крутящий момент по сравнению с реле с затененным и ваттметрическим типом. Реле работает быстро, а время его работы составляет около 0,01 с.

,
Naidian электромагнитное реле времени 24vdc с гнездом My4n-gs, вспомогательное реле

--------- Профиль компании ---------

Добро пожаловать в Naidian Group Co., Ltd., Добро пожаловать в свяжитесь с нами

Capital "Liushi, где рассматривается как производственная база низковольтного электрооборудования Китая. Мы разрабатываем, производим и продаем продукты для клиентов в различных отраслях промышленности. Naidian является профессиональным производителем и экспортером реле.

В основном мы производим реле всех типов, такие как силовое реле, реле на печатную плату, реле общего назначения, твердотельное реле, реле времени, автомобильное реле, счетчик, тепловое реле, электромагнитное реле, реле утечки на землю, реле уровня жидкости, реле двигателя, управление двигателем. серия защиты двигателя, гнездо реле.

IS09001 в нашей корпорации строго работает менеджмент качества, в то время как продукты были одобрены сертификатами UL, CUL, TUV, CE, 000. Компания продвинулась в технической силе и приняла авто, полуавтоматическую производственную линию, чтобы произвести продукт. Я также силен в технической реформе, разработке новых пунктов, и некоторые продукты прошли новый патент дизайна.

Заглядывая в будущее, группа столкнется с большими возможностями для бизнеса и новыми проблемами.Naidian выполнит запрос и развитие эпохи, продолжит дальнейшее развитие и реформирование инноваций, расширение капитала, реализацию стратегии бренда, создание новой точки роста и надеется на сотрудничество с клиентами как дома, так и за рубежом.

Совершенство, поделиться с миром. ----- Naidian Group Co., Ltd.

--------- Выставка ---------

Добро пожаловать в Naidian Group Co., Ltd.Добро пожаловать к нам

--------- Сертификация ---------

Добро пожаловать в Naidian Group Co., Ltd. Добро пожаловать, свяжитесь с нами

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о