Реле циклическое для чего

Как подключить реле времени: циклическое, механическое и электронное

Известно множество электрических приборов и образцов промышленного оборудования, отличающихся прерывистым циклом эксплуатации. Они включаются на определенное время, по истечении которого требуется снять с них электрическое напряжение. Владельцу приходится постоянно отвлекаться, следя за подключенными к источнику изделиями. Выполнять эту функцию могут современные реле времени, позволяющие автоматически отключать нагрузку от сети по истечении фиксированного временного промежутка (его называют выдержкой). Задать его может сам пользователь, заранее вычислив нужный момент выключения потребителя.

Что такое реле времени

Реле времени предназначено для отключения/включения питания через определенные временные периоды

Временное реле представляет собой электромеханическое (электронное) устройство, основное назначение которого состоит в автоматическом отключении нагрузки с некоторой задержкой. Приборы этого класса широко применяются в электросетях промышленных установок, позволяя управлять режимами их работы без помощи человека. Кроме того, реле времени используются в быту, обеспечивая своевременное снятие напряжения 220 Вольт с подключенных через них приборов. В качестве таких нагрузок могут использоваться:

• бытовые осветители любого типа;
• образцы климатического оборудования;
• системы вентиляции и другие устройства.

Использование современных приборов с временной задержкой позволяет существенно снизить энергопотребление и облегчить жизнь рядового человека.

Первые образцы – механические прототипы этих устройств – были разработаны еще в середине XIX века. Они управляли включением и выключением линий развивающейся тогда телеграфной связи. С тех пор эти изделия существенно усовершенствовались, их функциональность заметно возросла. При этом принцип работы таких приборов остался прежним: спустя заданный промежуток времени срабатывает исполнительное устройство, после чего напряжение питания автоматически снимается с нагрузки или подается на нее. В системах управления промышленным оборудованием коммутация контролируемых цепей осуществляется по определенному алгоритму, задаваемому путем программирования электронных реле.

Алгоритмы работы, функциональные диаграммы, условные обозначения

Функциональная схема двухканального реле времени

В современных программируемых устройствах предусматривается сложный алгоритм работы, включающий в себя временные паузы и циклически повторяющиеся интервалы. Различают следующие схемы функционирования реле времени:

• простая задержка момента включения;
• после подачи питания нагрузка подключается, но через заданное программой время напряжение с нее снимается;
• то же что и в предыдущем случае, но отключение происходит с некоторой задержкой.

Еще одна схема предполагает более сложный цикличный режим работы устройства. Для его понимания следует уточнить порядок включения и отключения нагрузки. Он выглядит так:

1. После подачи питание поступает по назначению лишь спустя некоторый временной промежуток.
2. В течение заранее заданного интервала линия остается подключенной к сети.
3. Происходит выключение и выдержка паузы, равной ее длительности при подаче питания.
4. Нагрузка вновь подключается на то же время, что и в первый раз.
5. Последовательность этих действий продолжается вплоть до полного снятия питающего напряжения.

При исследовании алгоритмов срабатывания реле времени и особенностей его применения потребуется ознакомиться с одной из важнейших характеристик прибора, представленной в виде функциональной диаграммы.

Диаграммы срабатывания

Диаграммы работы реле времени

Под этой характеристикой понимаются графические эпюры, описывающие состояние реле времени в различные моменты времени. При знакомстве с ними весь процесс коммутаций представляется в наглядном виде.

Особенно четко различим на диаграммах циклический характер процессов, наблюдаемых при работе устройств по сложному алгоритму. Указанные на них промежутки времени, как правило, задаются самим пользователем. С другой стороны, известны образцы устройств, в которых моменты отключения и подключения нагрузки корректировке не подлежит. Как фиксированный параметр, они обычно указываются в паспорте изделия. Чаще всего – это времязадающие приборы специального назначения, устанавливаемые в защитных цепях промышленных установок.

В каждом отдельном образце реле времени предусматривается сразу несколько алгоритмов работы, выбираемых на усмотрение пользователя. Внешний вид функциональных диаграмм приводится на корпусе изделия, там же можно ознакомиться с расположением его контактов.

Обозначения контактов на схемах

Графическое обозначение контактов

При выборе реле времени важно научиться разбираться не только в функциональных диаграммах срабатывания, но и в схеме расположения его рабочих контактов. Среди них выделяются следующие виды контактных групп:

• одна из них в нерабочем положении всегда разомкнута;
• другая группа контактов в нормальных условиях находится в замкнутом состоянии;
• третья разновидность имеет нейтральное положение.

Для понимания характера срабатывания реле на схемах они обозначаются специальными значками в виде полуовалов, отрезков прямых линий и усеченных параллелей.

Виды реле

По способу подключения к действующей электросети все релейные устройства подразделяются на следующие классы:

• приборы блочного типа;
• переключатели, встраиваемые непосредственно в электронную схему;
• модульные конструкции.

Устройства блочного типа выполняются в виде монолитного переходника, втыкаемого непосредственно в розетку. Их контакты напрямую подключаются к фазе и нулю коммутируемой цепи. Встраиваемые образцы не нуждаются в стороннем источнике питания, так как работают в составе сложных электронных схем.

Модульные реле времени крепятся на дин рейке в распределительном шкафу и подключаются к расположенной рядом нулевой и фазной шине. В соответствии с особенностями конструкции конкретного исполнительного механизма все известные образцы реле имеют следующие исполнения:

• электромагнитного типа;
• приборы, выполненные на основе электронной схемы;
• похожие на заводные механизмы пневматические и электромеханические устройства (последние по внешнему виду напоминают часы).

В частной практике широко применяются приборы электронного и электромагнитного типа, что объясняется простотой их конструкции и сравнительно невысокой стоимостью.

Цифровое реле задержки отключения нагрузки

По виду механизма, обеспечивающего задержку во времени, эти устройства делятся на следующие классы:

• с электромагнитным замедлением;
• пневматические (компрессорные);
• с часовым (анкерным) замедляющим механизмом;
• моторные системы;
• электронно-механические аналоговые устройства.

Каждый из перечисленных образцов отличается от аналогов своими характеристиками и применяется в конкретных условиях на усмотрение пользователя. Устанавливаемые на дин рейку модульные конструкции могут использоваться в качестве временного реле 220 Вольт для освещения внутридомовых пространств.

Недельный цифровой таймер

Цифровой недельный таймер или электронное реле времени – это гибкое в управлении программируемое устройство, рассчитанное на срабатывание в течение семи календарных дней. С его помощью удается задавать точные даты необходимых коммутаций (подключений или отключений конкретных нагрузок) в общественных заведениях типа школы, офиса и подобных им мест коллективного пользования.

В «продвинутых» образцах суточных реле времени предусматривается возможность сохранения копий нескольких программ с возможностью считывания. В качестве носителей информации используются различные типы накопителей, позволяющие снимать ее с применением электронного ключа D KEY (в версии систем PLUS и SYNCHRO).

Настройка электронно-механических аналоговых реле

Промышленные системы АСУ и некоторые бытовые устройства нередко оснащаются приборами электромеханического типа, для нормального функционирования которых требуется специальная настройка. На их передней панели располагается ручка потенциометра «под шлиц», вращающаяся с помощью отвертки с тонким жалом. По всей окружности рядом с ней имеется размеченная шкала градаций установки времени.

На некоторых моделях на лицевой панели предусмотрена светодиодная индикация состояния. Для выставления нужного интервала достаточно повернуть отверткой шток потенциометра до соответствующей отметки с нанесенным рядом значением в минутах или часах. Приборы этого класса (типа NTE8, в частности) широко применяются в схемах управления вентиляцией в доме, отопительными модулями, а также в системах искусственного освещения.

Регулировка приборов с цифровой шкалой

Настройка приборов этого типа иллюстрируется на примере таймера с цифровой шкалой марки «REV Ritter», включаемого в обычную сетевую розетку. Период действия его временной задержки, как правило, ограничивается одними сутками, что вполне хватает для бытовых условий. Инструкция по настройке такого реле включает следующие пункты:

1. Воткнуть устройство в сетевую розетку.
2. Передвинуть вверх все регулировочные элементы (сегменты), выставленные по окружности настроечного диска.
3. Сдвинуть вниз только те из них, что соответствуют выставляемому времени.
4. Указатель центрального диска устанавливается на текущее время.

Если вниз смещены сегменты, расположенные между цифрами 18 и 20, нужная нагрузка включится по истечении 18 часового интервала и отключится через два часа. В конструкции такого полуавтомата предусмотрена возможность организации до 48 рабочих циклов (включений и выключений) в течение двух календарных суток.

Подключение в схему управления

Используется классическая схема, позволяющая коммутировать многопозиционную нагрузку по временному признаку (в данной ситуации число состояний равно 2-м). К приборам этого класса обязательно прикладывается технический паспорт, где описывается не только их конструкция, но и порядок подключений.

На некоторых моделях электронно-механических и цифровых таймеров схема нанесена непосредственно на корпусе прибора.

Классический вариант коммутаций представлен в виде следующей последовательности операций:

1. При подключении к сети питание подается непосредственно на клеммы прибора.
2. Через встроенный автомат фазное напряжение поступает на обмотку исполнительного реле.
3. Его контакторы подключают схему непосредственно к линии электропитания.

Принцип подключения большинства релейных приборов по своей сути одинаков. При подаче питания на него срабатывает внутренняя схема, благодаря которой напряжение поступает к нагрузке через группу коммутируемых контактов.

Источник

Что такое реле времени и как оно работает?

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

Назначение

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

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

Устройство и принцип работы

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

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

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

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

С электромагнитным замедлением

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

Рис. 1: конструкция электромагнитного реле

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

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

С пневматическим замедлением

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

Рис. 2: конструкция пневматического реле

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

С анкерным или часовым механизмом

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

Рис. 3: конструкция реле с часовым механизмом

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

Моторных реле времени

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

Рис. 4: конструкция моторного реле

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

Электронных реле времени

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

Рис. 5: принцип логической цепочки электронного реле

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

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

Эти преимущества обуславливают повсеместное вытеснение электронными реле других устаревших моделей.

Цикличных

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

Рис. 6: сфера применения цикличных реле

Как выбрать?

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

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

Примеры схем подключения

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

Рис. 7: пример схемы подключения

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

Рис. 8: Еще одна схема подключения реле времени

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

Рис. 9: схема включения реле через контактор

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

Источник