Реле времени назначение принцип работы схемы подключения

Принцип действия

Основная функция РВ – это формирование временной задержки коммутации управляющих групп контактов. Осуществление задержки зависит от особенностей конструкции прибора. Есть много разновидностей РВ. С функциональной точки зрения они бывают пневматические, моторные, электромагнитные, электронные, а также устройства на часовом механизме. Различаются по параметрам, внешнему виду и способу установки, имеют следующие технические характеристики:

• максимальный коммутируемый ток;
• номинальное напряжение коммутации;
• тип контактов, их количество;
• износоустойчивость (предполагаемое количество включений);
• степень защиты IP.

Приборы делятся на устройства с задержкой выключения или включения. Многие реле имеют сразу два варианта, осуществляя смену типа коммутации. Алгоритм работы следующий:

1. Во время запуска срабатывает контактная группа – контакты замыкаются для реле с задержкой выключения.
2. Взводится механизм задержки времени.
3. По истечении запрограммированного интервала контактная группа меняет порядок.

Подобным образом работает реле задержки включения. В устройствах цикличного типа заданная последовательность повторяется многократно.

Разновидности реле времени

Дифференцируют реле времени по следующим типам:

• Электронные. Самый распространённый тип. Имеют широкий диапазон временных интервалов (от сотых долей секунды до нескольких тысяч часов). Легко программируются в соответствии с потребностями технологии, обладают небольшими габаритами и низким энергопотреблением.
• С замедлением. Бывают пневматические и электромагнитные. Первые имеют пневматический демпфер, называемый также катаракт, обеспечивающий выдержку 0,4-180 секунд. Он регулируется изменением диаметра входного отверстия для доступа воздуха. Точность включения до 10%. Вторые (электромагнитные) применяются только при работе с постоянным током. Они оснащены добавочной короткозамкнутой обмоткой, в которой создаётся противоположный основному магнитный поток, замедляющий время срабатывания реле. Это при включении даёт задержку 0,07-0,11 секунды, а при выключении 0,5-7 секунд.
• С часовым механизмом. Анкерный механизм, состоящий из шестерни с задним наклоном зубьев и похожего на якорь анкера, который изогнутыми лопатками получает импульсы от зубьев шестерни. Пружина, приводящая в действие этот механизм, располагается под электромагнитом. Контакты замыкаются после окончания периода, установленного на шкале. Интервал времени 0,1-20 секунд, точность до 10%.
• Моторные. Состоят из синхронного электродвигателя, электромагнита, редуктора и контактов. Электромагнит сцепляет двигатель с редуктором и начинается отсчёт времени. Период задержки от 10 сек. до нескольких часов.

Конструктивно реле изготавливается для установки на обычную поверхность, на Din рейку, на поверхность силового щита (передняя панель с органами индикации и управления). Подключение проводов бывает: заднее, переднее, через колодку или разъем. Для установки временного интервала используются различные переключатели, переменные резисторы или кнопки (в электронных моделях реле).

В большинстве случаев реле времени представляют собой миниатюрные электромагнитные реле, питающиеся напряжением от 5 до 48 вольт. При этом их ток коммутации колеблется от 3 до 16 ампер. Обычно, реле времени обеспечивают гальваническую развязку среди цепи питания реле и контактными группами.

В качестве импульса для начала отсчета времени в реле времени служат:

• подача питания на реле;
• прекращение питания реле;
• управляющий сигнал;
• достижение указанного времени (в программируемых реле).

В современных электронных реле применяются:

• бестрансформаторное питание (конденсаторная схема);
• импульсные источники питания;
• обычный трансформаторный источник питания (редко).

В таймере в качестве исполнительного устройства используются:

• электромагнитное реле;
• транзистор (при постоянном токе на 12 или 24 вольта);
• оптрон.

Для употребления в микропроцессорной технике (если нужно обеспечить гальваническую развязку цепей или увеличить быстродействие, а ещё там, где стандартные контакты желательно сменить электронной коммутацией ввиду многократного срабатывания);

• оптосимистор (для управления пускателями и контакторами);
• оптотранзистор (для регулирования твёрдотельных реле).

Кроме указанных сфер применения, реле времени используется для автоматической регулировки исполнительными механизмами с помощью произвольных последовательностей сигналов в разнообразной технологической аппаратуре. Так, реле употребляется в качестве программного автомата для регулировки синтеза веществ, сушильных, гальванических и других сложных технологических процессов, после отработки заранее установленного интервала времени, по установленному режиму работы, с индикацией уменьшения заданного времени. Таймеры ещё используются для переключения обмоток асинхронного электродвигателя со «звезды» на «треугольник» при запуске электромотора.

Какие элементы включает в себя реле времени

Моноблочное устройство – это независимый прибор в отдельном корпусе с встроенным питанием, входами и выходами, дисплеем и панелью управления. Реле задержки выключения имеет катушку и контакты двух типов – нормально открытые и нормально закрытые. На передней панели возле экрана расположены клавиши для настройки.

Реле может иметь автономное питание, включаемое в сеть и вход для электрического прибора. В этом случае реле является самостоятельной управляемой розеткой.

Встраиваемые устройства являются частью электрического прибора, не имеют собственного корпуса. Примером служит программируемый режим работы микроволновой печи, электрической духовки или стиральной машины.

Программа задается вручную. Устанавливается нужный промежуток времени, через который реле выполнит коммутацию электрической цепи. При необходимости можно запрограммировать определенный день недели, выходные или рабочую смену. Устройство имеет параметры, которые объясняют его программируемую функциональность:

• возможный диапазон временной задержки (в секундах, минутах, часах, сутках);
• количество коммутаций;
• особенности настроек;
• погрешность по времени за сутки, в секундах.

Устройство и виды реле времени

Реле времени состоит из воспринимающей, замедляющей и исполнительной частей, каждая из которых имеет определенную функцию. Воспринимающая часть запускает устройство после поступления на него управляющего сигнала, замедляющая отвечает за установленный интервал задержки, а исполнительная по прошествии заданного временного промежутка оказывает воздействие на управляемый прибор.

Конструкция РВ представляет собой проволочную катушку, обернутую вокруг металлического сердечника. Кроме того, в состав устройства входит набор контактов, подвижная стрелка и якорь из железа. В разных видах реле используется различное количество подвижных контактов. Классификация реле времени производится по различным признакам. Так, по исполнению, РВ может быть:

• моноблочным. В этом случае устройство является полностью самостоятельным, имеет встроенное питание и входы для присоединения приборов;
• встраиваемым. Этот вид не имеет корпуса и собственного питания. Такое реле применяется для изготовления сложных устройств;
• модульным. Такое устройство похоже на моноблок, чаще всего применяется для установки на ДИН-рейку в электрощитки.

Также РВ различаются и по методу, который используется для создания временного интервала:

• часовые или анкерные – самые первые РВ, которые считаются одними из самых надежных и широко применяются до настоящего времени;
• моторные – в состав этих устройств входят электрические контакты, редуктор и двигатель. Они помогают вовремя проводить плановые работы на оборудовании;
• реле с пневматическим и гидравлическим замедлением – регулирование интервалов в этих устройствах выполняется путем уменьшения/увеличения подачи жидкости или воздуха в рабочий объем;
• электромагнитные – используются только в цепях с постоянным током;
• электронные – самый распространенный вид реле, который способен обеспечить интервал от доли секунды до нескольких месяцев, а иногда и лет. Благодаря кварцевой стабилизации частоты и синхронизации времени по эталонным часам по радиоканалу или интернету, эти устройства чрезвычайно точные.

Отдельно стоит заметить, что электронные РВ, за счет наличия входов и выходов для обратной связи, а также развитого программирования, задающего нужный алгоритм функционирования, относятся к микроконтроллерам. Реле времени с электронным замедлением обладают небольшими размерами, низким энергопотреблением и высокой автономностью.

Реле времени состоит из воспринимающей, замедляющей и исполнительной частей, каждая из которых имеет определенную функцию. Воспринимающая часть запускает устройство после поступления на него управляющего сигнала, замедляющая отвечает за установленный интервал задержки, а исполнительная по прошествии заданного временного промежутка оказывает воздействие на управляемый прибор.

Конструкция РВ представляет собой проволочную катушку, обернутую вокруг металлического сердечника. Кроме того, в состав устройства входит набор контактов, подвижная стрелка и якорь из железа. В разных видах реле используется различное количество подвижных контактов.

Отдельно стоит заметить, что электронные РВ, за счет наличия входов и выходов для обратной связи, а также развитого программирования, задающего нужный алгоритм функционирования, относятся к микроконтроллерам. Реле времени с электронным замедлением обладают небольшими размерами, низким энергопотреблением и высокой автономностью.

Сфера применения реле времени находится в прямой зависимости от его характеристик и принципа работы. Так, электромагнитное реле применяется для того, чтобы запускать мощные двигатели. Другие виды РВ могут использоваться для управления вентиляцией, поливом, освещением и обогревом помещений.

Подключение к схеме управления

Нередко люди интересуются, как и для чего применяется реле времени. Разновидностей у этого прибора очень много, соответственно, и назначения могут быть разными. Реле монтируют как в бытовые сети с напряжением 220 В, так и в высоковольтные. Они предназначаются для автоматизации процесса включения и отключения электроприборов с определённой выдержкой.

Перед покупкой желательно узнать о видах аппаратов. Помимо основных вариантов существуют и конденсаторные модели. Главным элементом в них выступает электромагнитное реле. У них очень слабое сопротивление, поэтому подключение происходит по промежуточной цепи. Из-за низкой стоимости и простоты эксплуатации конденсаторные типы получили огромную популярность у фотографов и радиолюбителей.

Генераторные аппараты сделаны из генератора, который посылает специальные импульсы. Счётчик срабатывает, когда количество импульсов достигнет необходимого показателя. Задержку можно устанавливать до нескольких часов.

Во времена СССР производились транзисторные устройства. У них были свои преимущества, если сравнивать с механическими моделями. Управление можно было осуществлять дистанционно. Транзисторные реле были компактных размеров, а также имели меньшую погрешность.

После транзистора начали применять интегральные микросхемы. С помощью таких приборов стало возможным уменьшить габариты конструкции. В современных моделях присутствуют специальные микроконтроллеры. Их основным элементом является биметаллическая пластина. Минусом считается то, что на функционирование аппарата может повлиять окружающая температура. Биметаллические пластины используются в обычных бытовых приборах:

• холодильнике;
• электрическом чайнике;
• утюге;
• лампах дневного света.

Также можно найти и ртутные модификации. В качестве основы для их работы применяется естественное стекание металла сквозь небольшое отверстие. Колба разделена на две части и соединена трубкой с малым сечением. При срабатывании она переворачивается.

Приборы, функционирующие по принципу электромагнитного поля, зачастую изготавливают только для работы в сетях, которые питаются от постоянного тока. Временной диапазон колеблется в пределах от 0,07 до 0,11 секунды для замыкания схемы. При отключении электрических приборов эта величина может составлять от 0,5 до 1,4 секунды.

Во время функционирования основной обмотки можно наблюдать увеличение магнитного потока. Благодаря этому появляется электрический ток в короткозамкнутом контуре, что приводит к снижению роста магнитного поля в первом элементе. Такой принцип обуславливает возникновение временных показателей передвижения исполнительного механизма. Если говорить по-простому, то появляется задержка на включение.

Если на контур главной обмотки не будет подаваться ток, то определённый промежуток времени магнитное поле на втором элементе всё ещё будет оставаться активным. Это происходит из-за эффекта индуктивности. В этот период реле находится в рабочем состоянии.

Устройства, работающие по принципу пневматических систем, являются эксклюзивными приборами. Такие аппараты включают в себя пневматический механизм, который выполняет задачу замедления. Регулировка временной задержки в этих реле осуществляется благодаря изменению входного диаметра трубки, через которую происходит забор воздуха. Для контроля этого показателя в конструкции предусмотрен регулировочный винт.

На пневматических реле можно устанавливать задержку по времени в стандартном диапазоне от 1 до 60 секунд. Существуют и такие приборы, которые увеличивают это значение почти в два раза. Но на практике они показали, что имеют довольно высокую погрешность (примерно 10%). Срабатывание происходит примерно с такой ошибкой по времени.

Часовые модификации

Часовое реле зачастую используется в электрике. Это устройство часто применяется в качестве дополнительного элемента в защитных конструкциях автоматических выключателей в сетях с напряжением до 10000 вольт. Задержку можно устанавливать от 0,1 до 20 секунд.

Функционируют часовые реле благодаря работе пружины. Она взводится через механический привод электрического магнита. Изменение положения контактных групп этого устройства происходит спустя пройденное время. Оно назначается с помощью установленной на приборе шкалы.

Скорость движения временного механизма напрямую зависит от значения силы тока, который пропускается через обмотку электромагнита. Благодаря этому можно настроить устройство так, что оно будет выполнять защитную роль. Отличительной чертой этой защиты является то, что она никак не зависит от температуры окружающей среды. Такие устройства проще всего поддаются ремонту.

Электронные модели

В последние годы почти везде, где есть возможность использовать реле, срабатывающее через определённое время, используют электронные механизмы. У таких аппаратов есть определённые преимущества:

• малые размеры;
• минимальная погрешность при срабатывании;
• настраивать прибор очень просто и удобно;
• вся информация выводится на экран.

На корпусе размещены специальные клавиши, с помощью которых производятся настройки прибора и установка необходимых временных рамок. Регулируемый диапазон зачастую имеет очень широкие пределы. Благодаря этому можно устанавливать включение или выключение даже на несколько недель.

Недельный таймер

Реле, дающее возможность автоматически включать или отключать электроприборы, отлично вписывается в схемы, предполагающие управление различными типами устройств. Недельный таймер позволяет выполнять задачи коммутации на любых промежутках времени в течение семи дней. С помощью такого устройства можно:

• включать и выключать освещение в определённое время;
• управлять запуском какого-либо технологического оборудования;
• запускать или отключать функционирование охранных систем.

Устройство очень компактное и имеет на боковой панели корпуса несколько функциональных кнопок. Если использовать системную клавиатуру, можно с лёгкостью запрограммировать аппарат.

Войти в панель управления можно с помощью удержания клавиши, на которой нанесён символ P. Также существует возможность сбросить все настройки до заводских с помощью кнопки Reset. Установка временных параметров производится с помощью отдельных клавиш, обозначающих секунды, минуты, часы и т. д.

Подключение прибора необходимо делать с учётом всех условий, которые прописаны в техническом паспорте аппарата. Зачастую его нужно монтировать вертикально. Максимальные допустимые отклонения от вертикали не должны превышать 10 градусов. Также следует учитывать и температурные показатели. Монтаж и эксплуатация устройства для временного управления должны проводиться при температуре от -20 до 50 °C.

Уровень влажности в помещении, где будет эксплуатироваться реле времени, не должен превышать 80%. Электрический контур, к которому проводится монтаж таймера, на этот период следует отключить от подачи электропитания.

Любая конструкция аппарата предполагает наличие технического паспорта. В нём есть детальная схема подключения. В цифровых и электронно-механических изделиях схема также нанесена на их корпус. Стандартный способ подключения выполняется в такой последовательности:

1. Подвод кабеля электропитания к клеммам.
2. Жилу с фазой необходимо проводить через автомат.
3. Фаза подключается к нагрузке на реале.

Эта схема работает для всех типов устройств. В зависимости от конструкции аппарата количество контактных пар может меняться.

Реле времени с задержкой выключения 220в РЗВ-1 применяется в схемах автоматики, например, на лестничной площадке, для вентилятора в санузле. Диапазон времени срабатывания от 1 секунды до 60 минут. Чтобы задать время, нужно нажать и отпустить кнопку «ПРОГ». Контакты размыкаются, а время до следующего нажатия сохраняется в памяти устройства.

Чтобы изменить период задержки, операцию повторяют. Минимальная задержка 1 секунда, если повторного нажатия не будет, реле сработает через 60 минут. Память прибора зафиксирует максимальное время задержки – 1 час. При замыкании контакта включается реле, при размыкании – таймер. РВ отключает нагрузку по истечении заданного времени.

Контакт может быть представлен как кнопкой без фиксации, так и обычным выключателем. При коммутации включается лампочка или любая другая нагрузка и начинается отсчет запрограммированного времени. По окончании заданного периода прибор отключится.

Конструкция

Конструкция реле времени отличается механизмом замедления. И самыми современными в этом плане можно назвать электронные реле времени, которые имеют и другое название – таймеры электронные. Они обладают непревзойденной точностью и широким диапазоном выдержки – от долей секунды до нескольких лет. Более того, многие электронные таймеры имеют возможность расширенного программирования, оснащаются механизмом обратной связи и могут информировать о наличие сбоя при выполнении команды.

Далее можно отметить моторные реле времени. У них отсчет интервалов производится за счет электродвигателя с редуктором и контактов. Также необходимо отметить замедление на основе гидравлических и пневматических механизмов. Они регулируют интервалы подачей воздуха или жидкости в рабочую область. Наконец, стоит упомянуть про механизм с электромагнитным замедлением.

Так, оно может быть модульным – удобным для установки на DIN-рейку или просто в электрощиток. Исполнение может быть встраиваемым, без собственного корпуса и питания, что удобно для создания более сложных систем. А бывает и моноблочное исполнение, когда реле времени представляет собой полностью автономное устройство с собственным питанием и выходами для подключения нагрузки.

Тестирование реле

Электронные аппараты работают на основе цифровых импульсов. Современные устройства имеют высокопроизводительные микропроцессоры. Обычно РВ расчитано на коммутацию индуктивных или неиндуктивных нагрузок. Для настройки прибора цифрового типа потребуется ввести нужные параметры времени, используя функциональные клавиши. Возможность широкой настройки позволяет выставлять не только секунды, но и дни недели.

Цель тестирования – разобраться с конструкцией и принципом действия реле времени. Проверка прибора при новом включении производится в следующей последовательности.

• Внешний осмотр и проверка механической части.
• Проверка действия искрогасительного контура.
• Тестирование выпрямительного устройства.
• Определение сопротивления току цепи обмотки.
• Проверка напряжения при срабатывании и возврате.
• Контроль времени срабатывания.

Тестирование основных параметров проводится с помощью специального устройства. При осмотре механической части выявляют коррозию, загрязнения. Проверяют ход и балансировку подвижных частей, состояние осей и пружин, затяжку винтов и осевой люфт.

Важным моментом является проверка прочности изоляции. Напряжением поочередно воздействуют на все цоколи и зажимы. Изоляция должна выдерживать напряжение 1000 В при частоте переменного тока 50 герц.

Как выбрать реле времени

Выбор вида РВ зависит от того, для чего устройство будет использоваться и в каких условиях это будет происходить. При его выборе стоит обратить внимание на следующие параметры:

• мощность устройства;
• репутация производителя;
• предел срабатывания;
• защита от влаги и пыли;
• отсутствие механических повреждений на корпусе;
• наличие инструкции, особенно к электронным устройствам;
• допустимый предел напряжения;
• источник питания – автономный или от сети.

Наибольшие затруднения вызывает выбор электронного реле. В этом случае важными параметрами будут:

• меню на русском языке;
• подсветка экрана;
• мощность;
• наличие пружинных клемм;
• гарантийный срок.

Особое внимание стоит обратить на ресурс батареи, а также на то, можно ли ее заменить. Еще одним важным моментом при выборе реле времени является возможность быстро разблокировать устройство при утере ПИН-кода. Довольно часто для этого приходится отправлять РВ производителю, но некоторые изготовители сообщают код по электронной почте или телефону – нужно просто назвать размещенный на боковой панели заводской номер.

Другие функции

Современные системы управления обладают разнообразием возможностей. В некоторых моделях дополнительные функции программируемых реле отображены в трех основных и двух смешанных режимах, которые обозначаются следующим образом:

• H – таймер недельный;
• U – реле напряжения;
• F – фотореле;
• HU – недельный таймер с контролируемым напряжением;
• FU – фотореле с контролем напряжения.

Таймер недельный автоматически выполняет ежедневную важную функцию. Например, оптимизация параметров тепличного или инкубаторного хозяйства. Может управлять работой фонтанных устройств, рекламных конструкций.

Реле U обеспечивает защиту электрооборудования от возможных колебаний сетевого напряжения. Подключенное устройство отображает на дисплее его реальную величину.

Если значение в заданных пределах – включается нагрузка. Когда напряжение выходит за пределы верхнего или нижнего порога, нагрузка не подключается.

Фотореле – оптимальный вариант программируемой работы осветительной арматуры. Может применяться как в быту, так и для управления подсветкой различных сооружений, освещением садово-парковых площадей, улиц, других публичных мест.

Также существуют приборы, совмещающие функции таймера, фотореле и реле напряжения. Энергонезависимая память такого устройства позволяет сохранять запрограммированные параметры не только при перепадах напряжения, но даже при отключениях питания. Обычно, допустимое значение тока нагрузки для реле прибора – до 16 ампер. Если же рабочий ток больше, оборудование комплектуется магнитным пускателем или контактором.

Перечисленные приборы предназначены для коммутации нагрузки, согласно установленному времени, контроля напряжения и отключения потребителей при значительных колебаниях в электрической сети. Причем после восстановления параметров происходит их автоматическое включение. Выполняется переключение установленного уровня освещенности, другие программируемые действия.

Преимущества реле времени

Аналоговые и цифровые реле времени очень удобны для управления исполнительными цепями различных бытовых и промышленных устройств.

Реле включения и выключения имеет ряд положительных факторов:

• оптимизирует работу бытовых электрических и насосных приборов;
• экономия энергоресурсов при подключении системы «умный дом»;
• коммутация производственной техники, механизмов и прочих устройств;
• настройки позволяют выбрать режим, удобный отдельно взятому пользователю;
• возможна установка цикличного отключения и включения;
• о срабатывании устройства извещает звуковой сигнал.

На что обратить внимание при покупке

Для выбора подходящей модели следует руководствоваться основными параметрами прибора. Различные модели могут подключаться к бытовой сети в 220 В, а также к пониженным управленческим сетям на 12, 42 и 127 В.

Пропускная способность контактов без перегрева зависит от допустимого тока нагрузки. Там где условия не допускают переключения контактов ввиду взрывоопасности, нужно устанавливать бесконтактные устройства.

Показатели защищенности от влаги и условий температурного режима определяют допустимые параметры среды эксплуатации. Для корректной работы реле следует обратить внимание на такие нюансы:

• предпочтение следует отдать приборам с широкой возможностью установки времени;
• панель управления должна быть простой, понятной;
• картинка дисплея четкой и яркой;
• цифры и значки хорошо видны, легко читаемы.