Реле времени: принцип действия, настройка, функции, конструкция и подключение

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.

  1. Что такое реле времени
  2. Алгоритмы работы, функциональные диаграммы, условные обозначения
  3. Диаграммы срабатывания
  4. Обозначения контактов на схемах
  5. Виды реле
  6. Недельный цифровой таймер
  7. Настройка электронно-механических аналоговых реле
  8. Регулировка приборов с цифровой шкалой
  9. Подключение в схему управления

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.

Читайте также:
Какие лампы лучше для дома светодиодные или энергосберегающие: критерии выбора

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.

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.

Читайте также:
Распаечные коробки для открытой проводки: под штукатурку, под дерево, устройство

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.

Основные виды и принцип работы реле времени

Реле времени предназначены для осуществления заданной последовательности включения и выключения различных устройств, элементов схем, подачи сигнализации. При помощи устройств временного управления формируются заданные задержки коммутации и управления. Большая часть конструкций устройств управления временем предусматривает регулировку длительности интервала включения или отключения. В зависимости от конструктивного исполнения реле времени регулировка может осуществляться механическим, электронным или программным способом.

Принцип работы реле времени

Общий принцип работы реле времени заключается в формировании временной задержки на включение, выключение или переключение управляющих групп контактов. Реализация задержки зависит от конструктивных особенностей устройства. Общие различия в реле разных типов состоит в коммутации исполнительной части. По этому признаку различают две группы устройств реле:

  • с задержкой выключения;
  • с задержкой включения.

Многие реле позволяют осуществлять смену типа коммутации или имеют оба варианта.

Принцип отсчета времени и управления контактами зависит от конструкции реле, но общий алгоритм работы следующий:

  • при запуске срабатывает контактная группа, организованная в соответствии с типом коммутации (для реле времени с задержкой выключения контакты замыкаются);
  • одновременно взводится механизм задержки времени (запускается тактовый генератор в электронных устройствах);
  • по истечении заданного интервала контактная группа меняет свое состояние на противоположное.
Читайте также:
Уличный датчик движения: принцип работы, правильная установка и настройка прибора

Трехпозиционное реле отличается более сложным алгоритмом работы. Последовательность работы такова:

  1. Цепь разомкнута.
  2. Пуск. Цепь замыкается, начитается отсчет.
  3. Отсчет закончен. Цепь замкнута.

В цикличных устройствах перечисленная последовательность повторяется многократно.

Запуск отсчета осуществляется вручную или автоматически непосредственным замыканием контактов подачи питания или через электромагнит, воздействующий на механизм.

Реле времени с задержкой включения работает аналогично.

Виды и классификация

Применение находят следующие типы отсчета временных интервалов, по которым и производится классификация времязадающих устройств:

  • пневматические;
  • моторные;
  • электромагнитные;
  • часовые (анкерные);
  • электронные.

Следующее различие заключается в значении напряжения питания управляющего электромагнита, которым осуществляется первоначальный взвод исполнительного устройства или механизма и электромагнита, управляющего коммутированием выходных клемм. Наибольшее распространение получили такие типы реле времени по напряжению:

  • 12 В напряжения постоянного тока;
  • 24 В постоянного тока;
  • 220 вольт переменного тока.

Реле времени на 380В используются в трехфазных сетях с включением по схеме «треугольник».

Рабочее напряжение отличается от напряжения коммутации, которое зависит от исполнения и мощности контактных групп. Рабочее напряжение является необходимым для функционирования устройства и должно находиться в строго заданных пределах. Минимальный предел напряжения коммутации не ограничен. При превышении допустимых значений возможен пробой промежутка между контактами.

Такие же требования предъявляются и к току коммутации, превышение которого более допустимого значения чревато обгоранием и спеканием контактных групп, возникновением электрической дуги в момент размыкания.

Значение рабочего напряжения диктуется требованиями безопасности. При этом учитывается то, что чем больше мощность управляющего электромагнита, тем сильнее потребляемый им ток. Наибольшее распространение получили реле времени на 24 вольта, поскольку в данном случае имеется наиболее выгодное сочетание напряжения и тока потребления реле.

В автомобилях используются реле времени с напряжением питания 12 В, поскольку это самое распространенное значение бортовой сети автомобиля. Например, реле времени управления стеклоочистителями и указателями поворота. Контактные группы этих устройств отличаются высокой надежностью, имеют большой запас по величине тока для исключения обгорания, поскольку от исправной работы зависит безопасность движения по дорогам.

Все перечисленные типы допускают выпуск многоканальных реле времени. В таком случае коммутация цепей осуществляется несколькими независимыми группами контактов. В простых конструкциях срабатывание групп происходит одновременно, в сложных — в зависимости от запрограммированного алгоритма.

Большое разнообразие по количеству групп и алгоритму работы предоставляют электронные устройства. Схемы, разработанные с применением микроконтроллеров, имеют малые габариты, которые ограничены только типом и размерами исполнительных элементов, коммутирующих нагрузку.

От соответствия конструкции предъявляемым требованиям зависит надежность работы устройств и механизмов. Выбор реле времени заключается в подборе такого типа, который соответствует всем предъявляемым требованиям, в числе которых:

  • рабочее напряжение;
  • напряжение и ток коммутации;
  • длительность временных интервалов;
  • точность установки выдержки;
  • работа на включение или выключение;
  • регулировка включения и отключения.

Цикличные реле времени

Данный тип реле времени автоматически и непрерывно формирует заданные промежутки времени. Если задать вопрос о том, зачем нужны реле циклического типа, то можно сказать, что наибольшее распространение они получили в автоматических системах управления освещением (уличным, в животноводческих хозяйствах, в аквариумах).

Электромагнитные

Электромагнитные устройства еще называют реле времени с электромагнитным замедлением. Отличаются простой конструкцией и используются в устройствах релейной автоматики. Обмотка электромагнита дополнительно содержит короткозамкнутый виток в виде медного цилиндра, который препятствует быстрому нарастанию и спаду магнитного потока, в результате чего якорь подвижной системы двигается с замедлением. Время задержки на срабатывание составляет от 0,07 до 0,11 секунды, а на отпускание от 0,5 до 1,4 секунды. Недостатки:

  • невозможность коррекции времени задержки;
  • работа только на постоянном токе.

Пневматические

Замедляющим устройством в такой конструкции является пневматический демпфер, воздух в который поступает через калиброванное отверстие. Его проходное сечение регулируется иглой со специальным винтом.

Достоинства: не требует подачи питания

  • низкая точность установки времени (свыше 10 %);
  • чувствительность к загрязнению воздуха.

Моторные

Представляет собой синхронный двигатель, который через редуктор передает вращение валу с контактными группами. Может включать в себя электромагнитную муфту, расцепляющую вал двигателя и редуктор. Время выдержки составляет от нескольких секунд до десятков часов.

  • малая точность выдержки времени;
  • работоспособность только в узком диапазоне температур;
  • необходимость в регулярной чистке и смазки механизма.

С часовым или анкерным механизмом

Устроены по принципу механических часов. В промышленности для взвода пружины используется токовая обмотка. Таким образом, чем выше ток в обмотке, тем сильнее сжимается пружина и быстрее ход механизма. Отличаются невысокой точностью установки времени. Настройка механического реле подобна регулировке будильника.

Электронные

Самый распространенный класс устройств. Выполнены на электронных компонентах. В качестве времязадающего элемента применяется генератор тактовой частоты или синхронизация от частоты питающей сети.

Отличаются самыми широкими пределами перестройки частоты. Минимальный интервал составляет единицы микросекунд, а максимальный — дни, месяцы и годы. Перестройка интервала выполняется электронным способом (при помощи переключателей) или программным (путем изменения коэффициентов встроенной программы или посредством интерфейса от внешнего оборудования).

Часовое, суточное или недельное реле часто является опцией в электронных часах.

Электронные реле установки времени предоставляют самые широкие возможности построения цепей управления, включая многоканальные варианты исполнения или цикличный режим работы.

В качестве исполнительной части используются полупроводниковые ключи или электромагниты с различными группами контактов для коммутации нагрузки реле.

Достоинства электронных устройств:

  • самый широкий диапазон установки выдержки;
  • минимальные габариты и вес;
  • высокая надежность;
  • самая высокая точность установки временных интервалов.

Точность выдержки зависит только от стабильности частоты задающего генератора. Использование генераторов на кварцевых элементах с термостабилизацией позволяет достигнуть точности тысячных долей процента.

Недостатки: необходимость в подаче внешнего питания для работы электронных компонентов схемы.

Схемы реле времени имеют большое разнообразие. Среди них встречаются и простейшие, и сложные на основе микроконтроллеров.

Как подключить реле времени: циклическое, механическое и электронное

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.

Читайте также:
Выключатель нагрузки: принцип действия, отличия от автоматического выключателя

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


Блочные модели
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 устройства

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.

Подключение к схеме управления

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.

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).

ТОП 8 популярных моделей розеток с таймером

Theben Timer 26

Самая простая, но надежная модель от немецкого производителя Theben. Отличается высокой надежностью и долговечностью. При совершении цикла включения-выключения оповещает вас характерным щелчком. В отличие от китайских аналогов работает совершенно бесшумно при заводе таймера. Световая индикация отсутствует, но при его остальных преимуществах — это не критично. Максимальная нагрузка — 16А.
Компания зарекомендовала себя с самой лучфшей стороны и выпускает высококлассное оборудование европейского качества. Естественно цена на эту довольно простую модель не самая низкая и составляет порядка 1800 руб.

Читайте также:
Прожектор с датчиком движения и освещенности: принцип работы и виды

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.

Механические

Самые простые – механические. В них по периметру циферблата имеются пластмассовые сектора. При нажатии на них можно задавать нужное время работы аппарата.

Каждый сегмент сектора разделен на 15 или 30 минут (зависит от марки розетки). Благодаря этому в сутки можно задать максимально 96 программ.

Настройка работы механической розетки

  • выставьте на розетке по флажку текущее время

Таймер крутится по часовой стрелке, в противоположную сторону вращать нельзя из-за механического ограничителя. Можете сломать все внутренности.

  • нажмите на пластмассовые сектора того периода, когда прибор должен включиться и работать
  • включите розетку и подключите через нее вилку настраиваемого оборудования
  • аппарат готов к работе

Есть механические розетки с таймером и другого образца наподобие тех, что стоят в стиральных машинах. Поворотом рычага вы заводите таймер на определенное время отключения.

Механического типа розетки могут работать и постоянно без таймера, для этого у них сбоку имеется кнопка блокировки.

Максимальная мощность, которую можно подключить через такие девайсы достигает 3,5квт. Некоторые недобросовестные производители завышают эти данные. Поэтому не рекомендую сразу подключать максимально возможную нагрузку. Особенно учитывая тот факт, что работать они будут без вашего присутствия и надзора, а контакты внутри не настолько уж толстые.

Надо заметить, что механические розетки бывают только суточного исполнения. Это означает, что одна и та же программа будет работать одинаково в течении дня. На следующий день цикл повторится.

Принцип работы реле времени

Электромеханическое либо электронное устройство, срабатывающее по факту истечения назначенного временного интервала — это реле времени. Этот вид приборов нашёл широкое применение в электротехнике, электрике, электронике.

В зависимости от сложности механизма прибора организуются различные по сложности исполнения электрические схемы.

Благодаря наличию реле в схемных решениях удаётся реализовывать более гибкие функции управления различными устройствами.

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.

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.

Читайте также:
Твердотельное реле: схема подключения, устройство, характеристики и управление

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.

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

Закорачивание катушки

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

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

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

Виды и классификация

Применение находят следующие типы отсчета временных интервалов, по которым и производится классификация времязадающих устройств:

  • пневматические;
  • моторные;
  • электромагнитные;
  • часовые (анкерные);
  • электронные.

Следующее различие заключается в значении напряжения питания управляющего электромагнита, которым осуществляется первоначальный взвод исполнительного устройства или механизма и электромагнита, управляющего коммутированием выходных клемм. Наибольшее распространение получили такие типы реле времени по напряжению:

  • 12 В напряжения постоянного тока;
  • 24 В постоянного тока;
  • 220 вольт переменного тока.

Реле времени на 380В используются в трехфазных сетях с включением по схеме “треугольник”.

Рабочее напряжение отличается от напряжения коммутации, которое зависит от исполнения и мощности контактных групп. Рабочее напряжение является необходимым для функционирования устройства и должно находиться в строго заданных пределах. Минимальный предел напряжения коммутации не ограничен. При превышении допустимых значений возможен пробой промежутка между контактами.

Такие же требования предъявляются и к току коммутации, превышение которого более допустимого значения чревато обгоранием и спеканием контактных групп, возникновением электрической дуги в момент размыкания.

Значение рабочего напряжения диктуется требованиями безопасности. При этом учитывается то, что чем больше мощность управляющего электромагнита, тем сильнее потребляемый им ток. Наибольшее распространение получили реле времени на 24 вольта, поскольку в данном случае имеется наиболее выгодное сочетание напряжения и тока потребления реле.

В автомобилях используются реле времени с напряжением питания 12 В, поскольку это самое распространенное значение бортовой сети автомобиля. Пример – реле времени управления стеклоочистителями и указателями поворота. Контактные группы этих устройств отличаются высокой надежностью, имеют большой запас по величине тока для исключения обгорания, поскольку от исправной работы зависит безопасность движения по дорогам.

Все перечисленные типы допускают выпуск многоканальных реле времени. В таком случае коммутация цепей осуществляется несколькими независимыми группами контактов. В простых конструкциях срабатывание групп происходит одновременно, в сложных – в зависимости от запрограммированного алгоритма.

Большое разнообразие по количеству групп и алгоритму работы предоставляют электронные устройства. Схемы, разработанные с применением микроконтроллеров, имеют малые габариты, которые ограничены только типом и размерами исполнительных элементов, коммутирующих нагрузку.

От соответствия конструкции предъявляемым требованиям зависит надежность работы устройств и механизмов. Выбор реле времени заключается в подборе такого типа, который соответствует всем предъявляемым требованиям, в числе которых:

  • рабочее напряжение;
  • напряжение и ток коммутации;
  • длительность временных интервалов;
  • точность установки выдержки;
  • работа на включение или выключение;
  • регулировка включения и отключения.

Цикличные реле времени

Данный тип реле времени автоматически и непрерывно формирует заданные промежутки времени. Если задать вопрос о том, зачем нужны реле циклического типа, то можно сказать, что наибольшее распространение они получили в автоматических системах управления освещением (уличным, в животноводческих хозяйствах, в аквариумах).

Электромагнитные

Электромагнитные устройства еще называют реле времени с электромагнитным замедлением. Отличаются простой конструкцией и используются в устройствах релейной автоматики. Обмотка электромагнита дополнительно содержит короткозамкнутый виток в виде медного цилиндра, который препятствует быстрому нарастанию и спаду магнитного потока, в результате чего якорь подвижной системы двигается с замедлением. Время задержки на срабатывание составляет от 0,07 до 0,11 секунды, а на отпускание от 0,5 до 1,4 секунды. Недостатки:

  • невозможность коррекции времени задержки;
  • работа только на постоянном токе.

Пневматические

Замедляющим устройством в такой конструкции является пневматический демпфер, воздух в который поступает через калиброванное отверстие. Его проходное сечение регулируется иглой со специальным винтом.

Достоинства: не требует подачи питания

  • низкая точность установки времени (свыше 10%);
  • чувствительность к загрязнению воздуха.

Моторные

Представляет собой синхронный двигатель, который через редуктор передает вращение валу с контактными группами. Может включать в себя электромагнитную муфту, расцепляющую вал двигателя и редуктор. Время выдержки составляет от нескольких секунд до десятков часов.

  • малая точность выдержки времени;
  • работоспособность только в узком диапазоне температур;
  • необходимость в регулярной чистке и смазки механизма.
Читайте также:
Выключатель нагрузки: принцип действия, отличия от автоматического выключателя

С часовым или анкерным механизмом

Устроены по принципу механических часов. В промышленности для взвода пружины используется токовая обмотка. Таким образом, чем выше ток в обмотке, тем сильнее сжимается пружина и быстрее ход механизма. Отличаются невысокой точностью установки времени. Настройка механического реле подобна регулировке будильника.

Электронные

Самый распространенный класс устройств. Выполнены на электронных компонентах. В качестве времязадающего элемента применяется генератор тактовой частоты или синхронизация от частоты питающей сети.

Отличаются самыми широкими пределами перестройки частоты. Минимальный интервал составляет единицы микросекунд, а максимальный – дни, месяцы и годы. Перестройка интервала выполняется электронным способом (при помощи переключателей) или программным (путем изменения коэффициентов встроенной программы или посредством интерфейса от внешнего оборудования).

Часовое, суточное или недельное реле часто является опцией в электронных часах.

Электронные реле установки времени предоставляют самые широкие возможности построения цепей управления, включая многоканальные варианты исполнения или цикличный режим работы.

В качестве исполнительной части используются полупроводниковые ключи или электромагниты с различными группами контактов для коммутации нагрузки реле.

Достоинства электронных устройств:

  • самый широкий диапазон установки выдержки;
  • минимальные габариты и вес;
  • высокая надежность;
  • самая высокая точность установки временных интервалов.

Точность выдержки зависит только от стабильности частоты задающего генератора. Использование генераторов на кварцевых элементах с термостабилизацией позволяет достигнуть точности тысячных долей процента.

Недостатки: необходимость в подаче внешнего питания для работы электронных компонентов схемы.

Схемы реле времени имеют большое разнообразие. Среди них встречаются и простейшие, и сложные на основе микроконтроллеров.

Настройка электронно-механических аналоговых реле

Системы промышленной автоматики, а также различные бытовые модули часто оснащаются электромеханическими устройствами, конструкция которых предусматривает настройку при помощи потенциометров.

Электромеханический тип устройства отсчёта времени с регулировкой параметров потенциометрами. Существуют различные конфигурации подобных приборов, что делает возможным применять их в схемах разной сложности

На передней панели корпуса таких устройств располагается шток потенциометра (или несколько штоков), предназначенный под вращение лезвием отвёртки. По окружности штока (штоков) наносится размеченная шкала значений установки.

Прорезь на штоке под лезвие отвёртки является своеобразным указателем, изменяющим своё положение при вращении штока. Установкой этого указателя напротив определённых значений размеченной шкалы достигается настройка нужного параметра.

Многоканальный прибор электронно-механического типа. Настраивается легко и просто путём вращения потенциометров с помощью отвёртки. На фронтальной панели также имеется светодиодная индикация состояния

Приборы подобного типа (например, NTE8) нашли широкое применение в схемах управления вентиляционными системами, отопительными модулями, приборами искусственного освещения.

Отключение катушки реле

При отключении катушки реле можно также достичь замедленного спадания магнитного потока в магнитопроводе (рис. 2 б). Для этого применяются различ­ные демпферы. Демпфером называется толстая гильза, выполнен­ная из меди или алюминия, которая насаживается на общий сердеч­ник со втягивающей катушкой. Эта гильза создает вторичный контур. При исчезновении основного магнитного потока при раз­мыкании РП в гильзе индуктируется ток, который по правилу Ленца стремится поддержать основной поток. Чем больше масса демпфера, тем больше выдержка времени реле. Роль демпфера одно­временно выполняет также и алюминиевое основание реле. Раз­личные диапазоны выдержки реле (0,3—5,5 сек) достигаются за счет применения дополнительных съемных демпферов.

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

Реле времени

Многие процессы, производимые ежедневно, требуют точного времени исполнения, как своевременного начала, так и окончания. Примером можно привести готовку пищи или же последовательность и срок проведения различных химических реакций.

Технические устройства не исключение. Своевременное их включение и прекращение работы – это и есть начало и конец процессов автоматизации любого производства или обслуживания. Контроль остановки и запуска работы техники в таких случаях осуществляется с помощью реле времени.

  1. Область применения устройств
  2. Как работает реле времени?
  3. Разновидности устройства
  4. Преимущества и недостатки
  5. Критерии выбора при покупке
  6. Как читать маркировку
  7. Популярные модели
  8. Как подключить реле времени и контактор
  9. Часто встречающиеся ошибки

Область применения устройств

Таймеры используются во многих устройствах, окружающих современного человека. Зачастую, в жизни, требуется автоматизация циклов запуска и остановки различного оборудования.

Схема подключения реле времени настолько проста, что позволяет применять такой контроллер работы в широком спектре бытовой и производственной аппаратуры, запуская или выключая оборудование через определенные периоды. Примерами использования служат стиральные машины, микроволновки, станки, светофоры, уличное освещение, системы полива и управления отоплением дома. Современное реле времени

Реле времени применяются настолько давно, что даже информации о первом инженере, введшим такие функции в свое оборудование, найти не удалось. Первое упоминание и попытка разделения систем контроля времени работы по принципу действия была предпринята в 1958 году, в книге В. Большова «Электронные реле времени».

Показательно, что даже тогда необходимость периодического запуска и отключения оборудования была принято за данность. В книге предлагалось разделить таймеры на часовые, воздушные, электронные и электромагнитные, от вида механизма функционирования. Реле времени, использовавшиеся в СССР

В современной жизни, отключающие и контролирующие питание оборудования таймеры, а это другое название такого прибора, используются повсеместно, как для управления производственными процессами, так и бытовой электроникой.

Особенно важны реле времени в системах «умного дома», в которых они отмеряют временные промежутки и контролируют те или иные процессы. Самый простой пример – автоматический свет в подъездах жилых домов. Датчик, при обнаружении движения дает сигнал на запуск таймера, который зажигает освещение. Если длительный период нет сигнала от сенсора, срабатывает реле времени и свет гаснет. Одна из схем подключения реле времени к освещению подъезда

Как работает реле времени?

Принцип работы всех реле одинаков. Обобщенно его можно представить так: условный «часовой механизм» в определенный промежуток времени производит соединение контактов, обеспечивая прохождение тока к нагрузке. Оно поддерживается определенный период, затем происходит разрыв линии.

У таких реле есть и другое название – электрический таймер. В качестве измерителя времени работы может применяться пружинный, моторный, пневматический, электромагнитный или электронный механизм. Реже распространены тепловые варианты контроля периода срабатывания, применяемые сейчас только в схемах защиты электрооборудования. Устройство теплового реле времени

В любом виде контролирующих таймеров, в той или иной степени, можно регулировать и устанавливать значения времени, управляющие работой реле, и долговременность его функционирования.

Читайте также:
Как выбрать светодиодную ленту: критерии выбора, рейтинг, расшифровка маркировки

Разновидности устройства

Основные виды реле времени от применяемых технологий в их конструкции:

  • Самые надежные и использующиеся длительное время – часовые или анкерные.
    Их работа обеспечивается пружинным механизмом, заводящимся руками или автоматически, при подаче напряжения на устройство. Отличительный признак такого прибора – наличие механической надстроечной шкалы, выставляя значения на которой, устанавливают время и период включения и прерывания линии тока для потребителя.
    Устройство часового реле
  • Моторные.
    Чем-то такие реле похожи на анкерные, вот только для хода часов используется не пружина, а маленький электродвигатель. От него и работает механизм прибора – он обеспечивает вращение всех шестеренок редуктора, осуществляющих перемещение замыкающих контактов в состояние «включено» или «отсоединено». Сами параметры срабатывания выставляются вручную специальными фиксаторами.

Простое, моторное реле времени

  • Пневматические или гидравлические.
    Применяются в основном в производстве, для управления станками. Замедление механизма включения обеспечивается специальным воздушным или жидкостным демпфером, замедляющим ход толкателя в электромагните, который в свою очередь и соединяет контакты. Период срабатывания зависит от объема рабочего тела в ограничивающей камере. Когда при включенном электромагните толкатель жмет на мембрану, та не сразу прогибается – сначала должен выйти воздух или жидкость из камеры демпфера под ней, и только тогда он дойдет до финиша и соединит клеммы. Регулируя скорость истечения рабочего тела, и устанавливают временные промежутки срабатывания пневматических или гидравлических реле.

Устройство пневматического реле

  • Электромагнитные.
    Уже более близкие к современным и до сих пор часто используемые реле времени. Их принцип действия – электромагнит, который при наборе на магнитный сердечник необходимой силы поля соединяет с его с помощью контакты прохождения питания клиентского устройства. Пауза срабатывания обеспечивается дополнительной катушкой (гильзой), одетой на тот же магнитный якорь, но с обратным ходом тока. Время действия такого реле основано на эффекте остаточного магнетизма сердечника, который продолжает создавать поле еще некоторое время после отключения основной обмотки.

Устройство электромагнитного реле

  • Электронные.
    Условно, они все построены на периоде заряда конденсатора, замедление которого обеспечивается характеристиками нагрузки-резистора. При достижении полной емкости конденсатор перестает пропускать через себя ток, что дает возможность открыться полупроводниковому или ламповому элементу, от которого уже и срабатывает включение или разрыв питания клиентского устройства. После разряда конденсатора происходит обратная отсечка потребителя.
    Устройства на основе таких элементов узнать достаточно просто – на их поверхности находятся регуляторы, выполненные или в виде пазов под отвертки, или рукояток, которыми контролируется параметры сопротивления резисторов в цепи.

Простая схема электронного реле

  • Логические.
    Реле времени с такой основой используют для своей работы микросхемы, в составе которых находятся логические сумматоры, отсчитывающие время в зависимости от пройденного количества тактов задающего генератора. В момент, когда достигаются установленные значения, «процессор» устройства подает сигнал на исполнительный контур, который в свою очередь производит подключение питания потребляющей части. После того, как количество тактов достигает второго заданного прибору значения – линия прерывается.
    Такой класс оборудования легко узнать по наличию цифровых дисплеев и множества клавиш, которыми и программируются требуемые параметры.

Схема простого логического реле

Преимущества и недостатки

Каждый тип реле имеет свои плюсы и минусы:

  • Часовые или анкерные. Большой плюс у них – практически полная независимость от стороннего питания и поистине железная надежность. Минус – рано или поздно, при отсутствии ухода, механизм все же может дать сбой или вовсе выйти из строя. Опять же, соединение контактов по времени в таких приборах происходит непосредственным образом, а значит, есть шанс возникновения искры. Что, в свою очередь, ограничивает ниши применения механического таймера – в любой пожароопасной среде этот фактор создает множество проблем.

Анкерное реле времени ЭВ-142

  • Моторные. У таких реле времени преимущества механических, но и те же недостатки – конечный (хоть и не скорый) выход из строя и искровые соединения.

Моторное реле времени РВТ-1200

  • Пневматические или гидравлические. Они надежны, но отличаются крупными габаритами, виной которых – объем демпферной камеры. Кроме всего прочего, точность установки временных промежутков на них относительно низка и требует участия подготовленного специалиста. Поэтому и применяются такие реле только на производствах, где есть свой штат настройщиков.

Пневматическое реле времени РВП-72

  • Электромагнитные. При всей простоте конструкции они обладают существенным минусом – точность настройки на временные интервалы очень затруднена и в каждом приборе различна, вне зависимости от количества поворотов регулирующих винтов. То есть, другими словами, повернув десять раз винт и выставив время на одном приборе, десятикратным оборотом такого же регулятора на другом невозможно добиться одинакового по периоду срабатывания с предыдущим.

Современное электромагнитное реле

  • Электронные. На текущий момент такие аппараты вытесняют все предыдущие модели. Они практически лишены минусов, относительно точны в настройке, и соединение линии в таких приборах происходит бесконтактным методом. Единственный минус, отмечаемый пользователями таймеров такого вида – удобство настройки периодов задержки.

Пример простого электронного реле

  • Логические. Представляют собой развитие электронных вариантов, с лучшей индикацией, более удобным управлением, а также возможностью использования их в качестве частей «умного дома». Шкала времени на логических устройствах ограничена только глубиной заложенной программы. Дополнительный плюс – содержащиеся в них логические элементы могут срабатывать не только от временных интервалов, но и внешних управляющих импульсов-сигналов от датчиков или контроллеров. Единственный минус пока – цена – она немного выше, чем за просто электронные. Настройка подобных реле времени уже называется программированием.

Пример программируемого реле времени

Критерии выбора при покупке

Искать в продаже такие, уже экзотические варианты реле, как механические или моторные, уже смысла нет. Электромагнитные устарели и редки в торговых точках. Воздушные используются только в очень специфичных областях. Для бытового или производственного применения больше подходят электронные и микропроцессорные, которые и будут рассмотрены.

Выбор типа устройства зависит от сферы применения. Если есть необходимость только выключения какого-либо одного бытового прибора 220В через некоторое время, то можно воспользоваться простым электронным таймером, помещаемым между вилкой потребителя и розеткой.

Читайте также:
Как подключить выключатель: конструкция и назначение, виды фурнитуры

В случаях, когда требуется производить коммутацию нескольких устройств или одного, но большого по нагрузке, то лучше приобрести встраиваемое в щиток универсальное реле времени. Реле времени, установленное в щиток

Для осуществления цикличного включения и отработки, наилучшим образом, подойдут микропроцессорные устройства. То же самое относится и к тем случаям, когда планируется применение реле времени в системах «умного дома».

Самый простой пример, для чего может понадобится подобная система контроля – включение электрокотла для обогрева помещения. Днем, когда дома никого нет, он не нужен, а вечером и ночью желателен. Такая работа как раз относится к функциям, выполняемым реле времени.

Как читать маркировку

Важно, чтобы параметры временного пускателя для клиентских устройств потребления тока соответствовали его нагрузке. Каждый прибор реле оснащен маркировкой, в которой указаны его основные и предельные характеристики.

Также производитель на корпусе своих устройств обычно указывает, каким током осуществляется питание самого прибора (постоянным или переменным), куда присоединять кабель подачи напряжения, разметку входных и выходных каналов коммутации.

Популярные модели

· тип напряжения: постоянное/переменное;

· вольтаж коммутируемой линии – 12…240В;

· -|- цепи питания – 12…240В;

· максимальный ток – 16А;

· цикл времени срабатывания – 0,1с-10 дней;

· временной период работы – 1-60 мин;


(внешний вид)

· тип напряжения: переменное 50…60Гц;

· линия нагрузки: 220…230В;

· предельная нагрузка – 16А;

· минимальный отрезок точности – 15 минут;

· цикл между включениями – сутки;

· период действия – 15…45 минут;


(внешний вид)


(внешний вид)

· напряжение питания/коммутации: 220В;

· ток нагрузки: 16А;

· есть батарея резервного питания, обеспечивающая работу устройства более 100ч;

· коммутируемых линий: 2, двухпозиционный контактор.

· минимальная единица времени: минута;


(внешний вид)

· коммутируемая сеть тока и питания: переменная, 220В;

· аккумулятор – есть, на два года;

· суточная и недельная программа;

· предельная нагрузка: 16А;

· управляемых линий – 1;


(внешний вид)


(внешний вид)

· максимальная нагрузка – 16А/220В;

· управляемых каналов – 1;

· цикл включения – суточный;

Как подключить реле времени и контактор

Чтобы увеличить логику работы, вместе с реле времени применяют контактор в связке с электромагнитным пускателем. Если подается напряжение на это устройство, то в нем будет соединена одна пара проводов для каждой линии, если нет — то другая.

Иначе говоря, коммутация в контакторе происходит по принципу – 1 вход и 2 выхода. В случае подачи напряжения на управляющую линию, соединяются вход и первый выход, при его отсутствии – вход и второй выход.

Контакторы могут обладать множеством линий, на каждой из которых находится по 2 контролируемых, исходящих клеммы.

Кроме этого, существует и одно позиционный класс включающего оборудования – оно используются в схемах с большой нагрузкой, когда параметры потребителя превышают возможности управляющего устройства. Нагрузку подключают к контактору, а пускатель которого, в свою очередь, к контролеру. Используется подобная связка, к примеру, чтобы подключать электрический котел к реле времени. Схема подключения большой нагрузки к реле времени

Часто встречающиеся ошибки

Как и в любой электрической сети, важно соблюдать предельные характеристики управляющих устройств и запросов подключаемых к ним потребителей. При превышении, возможен не только выход из строя контролирующего прибора, но и его оплавление или возгорание. Не соблюдение этого правила и есть самая часто встречающаяся ошибка, в использовании реле времени для коммутации силовых линий мощных устройств потребления, без контакторов – посредников.

Реле времени: принцип работы, схема подключения и рекомендации по настройке

Устройство, срабатывающее по факту истечения назначенного временного интервала, называется реле времени – прибор нашёл широкое применение в электротехнике, электрике, электронике. Благодаря его использованию в схемных решениях удаётся реализовывать более гибкие функции управления различной техникой и аппаратами.

В зависимости от конструкции и принципа работы прибора можно организовать различные по сложности исполнения электрические схемы.

Предлагаем разобраться, какие существуют виды реле времени, в чем их специфика работы и применения. Теоретический материал дополнен практическими рекомендациями по подключению и настройке устройства временного управления.

Принцип действия реле времени

Электронные приборы представлены конструктивным разнообразием, поэтому рассматривать принцип устройства реле времени следует с учётом каждой конструктивной вариации в отдельности.

С точки зрения исполняемых действий, на практике используются электромагнитные, пневматические, электронные конструкции и устройства на часовом механизме.

Вариант #1: электромагнитные приборы

Устройства, поддерживающие электромагнитный принцип действия, как правило, предназначены для работы исключительно в схемах с питанием от постоянного тока.

Диапазон срабатывания по времени обычно составляет 0,07 – 0,11 сек по включению и 0,5 – 1,4 сек по отключению. Конструкция таких реле времени содержит две рабочих обмотки, одна из которых представляет собой короткозамкнутый контур в виде медного кольца.

Когда через основную обмотку проходит электрический ток, отмечается рост магнитного потока. Этим потоком формируется ток короткозамкнутой обмотки, за счёт чего рост магнитного потока основной обмотки ограничивается.

Как результат, формируется временная характеристика движения якоря исполнительного механизма или, иными словами, создаётся выдержка по времени на включение.

Если прекращается подача тока в контур основной обмотки, благодаря эффекту индуктивности, некоторое время остаётся активным магнитное поле короткозамкнутой обмотки. Соответственно, в течение этого времени реле не отключается.

Вариант #2: пневматические устройства

Конструкции на базе пневматических систем – своего рода эксклюзивные устройства. Подобные устройства оснащены специальной механикой замедления – пневматическим демпферным механизмом.

Регулировать время выдержки пневматических реле можно путём уменьшения или увеличения проходного сечения трубки, через которую осуществляется подвод воздуха. Для этих целей конструкции пневматических реле снабжаются регулировочным винтом.

Диапазон установки временной задержки пневматических реле составляет в среднем 1 – 60 сек. Однако есть экземпляры, перекрывающие этот диапазон практически вдвое. Правда, на практике отмечены небольшие погрешности (около 10%) в плане точности срабатывания по установленным значениям.

Вариант #3: модификации часового типа

Так называемые часовые реле времени нашли широкое применение в электрике. Этот вид приборов нередко используется в конструкциях автоматических выключателей, предназначенных для защиты цепей напряжением 500 – 10000 вольт. Диапазон выдержки составляет 0,1 – 20 сек.

Принцип действия часовых моделей построен на работе пружины, взводимой механическим приводом (анкером) электромагнита. Коммутация контактных групп часового реле времени выполняется по факту пройденного времени, значение которого ранее было установлено на шкале прибора.

Читайте также:
Распаечные коробки для открытой проводки: под штукатурку, под дерево, устройство

Скорость хода механизма устройства напрямую связана с силой тока, протекающего в обмотке электромагнита. Этот фактор позволяет настраивать прибор под исполнение функций защиты. Особенность такой защиты выражается полной независимостью от влияния окружающей температуры.

Вариант #4: электронные реле

Последние несколько лет практически везде, где могут применяться реле времени, на смену устаревшим электромеханическим моделям пришли электронные версии.

Этот вид приборов обладает целым рядом преимуществ:

  • малые габариты корпуса;
  • высокая точность срабатывания;
  • удобный механизм настройки;
  • визуальное отображение информации.

Электронные версии действуют, как правило, на основе цифровых импульсных счётчиков. Многие современные приборы построены на высокопроизводительных микропроцессорах. Реле цифровые обычно рассчитаны на коммутацию мало-индуктивных либо неиндуктивных нагрузок.

Для настройки реле времени цифрового типа достаточно задать нужные временные параметры с помощью функциональных клавиш, размещённых непосредственно на фронтальной панели корпуса.

Настройка обычно доступна в широких пределах по времени, позволяет охватывать не только секунды, минуты, часы, но также дни недели. Для примера можно рассмотреть модель недельного электронного реле – таймера.

Электронный таймер с функциями автоматических включений-отключений может удачно использоваться в схемах управления разными видами устройств. Так называемое «недельное» реле времени обеспечивает выполнение функций коммутации в соответствии с установленным промежутком времени в рамках недельного цикла. Такие устройства используются в системах “умный дом”.

Например, благодаря прибору открываются возможности:

  • коммутировать системы освещения в заданное время;
  • запускать или останавливать технологическое оборудование;
  • активировать/деактивировать охранные системы.

Прибор небольшой по размерам, имеет несколько функциональных клавиш управления. Применяя системную клавиатуру, пользователь может его легко настраивать (программировать).

Режим программирования активируется нажатием и удержанием кнопки, обозначенной символом «P». Выполнить системный сброс помогает клавиша «Reset». Изменение настроек времени реле осуществляется клавишами установки минут, часов, дней недели при активном режиме программирования.

Стандартной схемой подключения реле времени предусматривается установка одного из двух режимов управления действиями – ручного или автоматического. Удобство настройки реле цифрового типа обеспечивает информационный жидкокристаллический дисплей.

Настройка электронно-механических аналоговых реле

Системы промышленной автоматики, а также различные бытовые модули часто оснащаются электромеханическими устройствами, конструкция которых предусматривает настройку при помощи потенциометров.

На передней панели корпуса таких устройств располагается шток потенциометра (или несколько штоков), предназначенный под вращение лезвием отвёртки. По окружности штока (штоков) наносится размеченная шкала значений установки.

Прорезь на штоке под лезвие отвёртки является своеобразным указателем, изменяющим своё положение при вращении штока. Установкой этого указателя напротив определённых значений размеченной шкалы достигается настройка нужного параметра.

Приборы подобного типа (например, NTE8) нашли широкое применение в схемах управления вентиляционными системами, отопительными модулями, приборами искусственного освещения.

Регулировка приборов с цифровой шкалой

Пользование приборами с функциями механической настройки можно продемонстрировать на примере таймера бытового марки REV Ritter, предназначенного для включения в сетевую домашнюю розетку.

При помощи розетки с таймером можно управлять в заданном диапазоне времени практически любой бытовой техникой. Для применения этого суточного таймера достаточно включить устройство в розетку и настроить.

Настройка сопровождается следующими действиями:

  1. Поднять все сегменты, расположенные по окружности диска настройки.
  2. Опустить только те сегменты, которые соответствуют времени настройки.
  3. Поворотом диска настройки выставить указатель диска на текущее время.

Например, если были опущены сегменты между цифрами шкалы 18 и 20, после того, как реле начнёт отсчёт времени, нагрузка будет включена в 18 часов и отключена в 20 часов.

В целом, конструкция механического реле REV Ritter позволяет организовать до 48 включений за полные 24 часа.

Вместе с тем, устройство поддерживает функцию внепрограммного включения нагрузки. Для этого имеется отдельная кнопка, расположенная на боковой стороне корпуса. Если пользователь активирует эту кнопку, нагрузка подключается к сети непосредственно, независимо от состояния контактов реле.

Подключение реле времени в схеме управления

Устройство необходимо подключать с учётом соответствия места установки тем условиям, какие заявлены в техническом паспорте прибора. Как правило, монтаж предполагает вертикальную установку прибора при допусках отклонения от вертикали не более чем на 10º.

Температурные границы помещения, где предполагается монтаж и эксплуатация реле времени, обычно не превышают диапазон -20°С + 50°С.

Уровень влажности воздуха в зоне инсталляции прибора не должен превышать значения 80%. Электрическую схему, куда устанавливается таймер, на время установки следует отключить от сетевого питания.

Прибор любой конструкции традиционно имеет технический паспорт, где обозначена схема подключения. Многие таймеры электронно-механические и цифровые дополняются схемой, нанесённой непосредственно на корпусе и показывающей, как и в какой последовательности подключить реле времени.

Классический вариант подключения выглядит так:

  1. Подключение лини напряжения на клеммы питания прибора.
  2. Фазная линия через автоматический выключатель соединяется с входным контактом нагрузки реле.
  3. Выходной контакт нагрузки реле подключается непосредственно к фазной линии нагрузки.

По сути, схема подключения для основной массы приборов выстраивается по идентичному принципу: подключение питания на сам прибор и включение нагрузки через группу коммутируемых контактов.

В зависимости от типа реле (однофазные, трёхфазные), а также от конструктивных особенностей, этих контактных групп может быть несколько.

Простой вариант реле времени можно сделать собственноручно. Схемы различных самоделок описаны в этой статье.

Выводы и полезное видео по теме

В видео-ролике рассматривается возможность использования модульного устройства, где присутствуют два независимых коммутирующих по времени устройства. Схема предусматривает включение двух приборов бытовой техники, настройку их работы во временных интервалах и другие функции.

Конечно же, все существующие модификации реле времени не охватить одним скромным обзором. Для рассмотрения всего ассортимента приборов потребуется написать целую книгу. Собственно, справочники по таймерам разных видов доступны, и при желании отыскать необходимые сведения можно всегда.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по работе, выбору, подключению и настройке реле времени? Можете оставлять комментарии к публикации и участвовать в обсуждениях. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: