Реле времени с пневматическим замедлением: назначение, принцип работы, схемы подключения

назначение, принцип работы, схемы подключения

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

Назначение

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

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

Устройство и принцип работы

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

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

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

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

С электромагнитным замедлением

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

Рис. 1: конструкция электромагнитного реле

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

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

С пневматическим замедлением

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

Рис. 2: конструкция пневматического реле

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

С анкерным или часовым механизмом

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

Рис. 3: конструкция реле с часовым механизмом

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

Моторных реле времени

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

Рис. 4: конструкция моторного реле

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

Электронных реле времени

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

Рис. 5: принцип логической цепочки электронного реле

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

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

Эти преимущества обуславливают повсеместное вытеснение электронными реле других устаревших моделей.

Цикличных

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

Рис. 6: сфера применения цикличных реле

Как выбрать?

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

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

Примеры схем подключения

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

Рис. 7: пример схемы подключения

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

Рис. 8: Еще одна схема подключения реле времени

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

Рис. 9: схема включения реле через контактор

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

Видео в развитие темы

https://www.youtube.com/watch?v=swsDJITJZs8
https://www.youtube.com/watch?v=IYZCY1hXFdc

Список использованной литературы

• Фигурнов Е. П. «Релейная защита» 2004
• Игловский И. Г., Владимиров Г. В. «Справочник по слаботочным электрическим реле» 1984
• Филипчеико И, П., Рыбин Г. Я. «Электромагнитные реле»  1968
• Гуревич В.И. «Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера» 2011
• Андреев В.А. «Релейная защита систем электроснабжения в примерах и задачах» 2008
• Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. «Релейная защита электроэнергетических систем» 2002

Реле времени. Виды и их особенности

январь 18, 2018

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

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

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

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

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

Особенности электромагнитных реле

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

1. Магнитопровод.
2. Управляющая обмотка.
3. Короткозамкнутый виток.

Для задержки переключения применяется короткозамкнутая обмотка, содержащая один виток, установленный на любом из стержней магнитопровода. Виток обмотки изготавливается из алюминия либо меди в виде гильзы. Задержка срабатывания происходит благодаря созданию вспомогательного магнитного потока. Она регулируется путём изменения величины конечного воздушного зазора либо натяга возвратной пружины. Пределы регулировки до 5 секунд. Чаще всего этот тип РВ применяют в цепях регулирования торможением и разгоном электропривода. Основным минусом этого типа РВ является зависимость задержки времени от температуры.

Отклонение температуры обмотки хотя бы на 10Со меняет время задержки на 4%.

Нюансы пневматических РВ

Устройство пневматических реле (РВП) состоит из таких главных компонентов:

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

РВП оснащены пневматическим демпфером либо резиновой диафрагмой, расположенной в пневмокамере. С помощью пневматического демпфера происходит замедление времени, регулирование которого осуществляется путём изменения сечения воздушного отверстия пневматической камеры специальным приспособлением (обычно винтом). Диапазон задержки времени: 0,4 – 180 с. Через регулировочное сечение указывается время срабатывания. После того, как устройство получает сигнал, якорь начинает тянуть постепенно поршень. Этот процесс длиться медленно, пока демпфер наполнен воздухом.

 

Плюсы РВП:

• Независимость от величины питающего напряжения.
• Независимость от частоты питания.
• Невосприимчивость к температуре.
• Лёгкая регулировка задерживания времени.

Реле, имеющее демпфер не редко эксплуатируют для автоматических регулировок разного оборудования, к примеру, для автоматического управления металлорежущими станками.

РВ с часовым или анкерным механизмом

Механические РВ, имеющие часовой либо анкерный механизм в качестве замедляющего устройства, они имеют похожую конструкцию с РВП, как и принцип действия. В этих реле времени также происходит воздействие электромагнита на контактную группу, которая в их случае связанная с анкерным (часовым) механизмом. После поступления напряжения на электромагнит, его якорь приводит в действие пружину, которая заводит механизм реле. После отсчитанного конкретного времени замедляющим механизмом РВ, в движение приходит контактная система.

Специфика действия подобна принципу работы заводной игрушки. Пределы выдержки времени: 0,1-20 с. Достоинства этого типа РВ не уступают преимуществам пневматических устройств. Они также почти не зависимы от мощности напряжения, его частоты, а также от окружающей температуры. Несомненным положительным моментом является и то, что можно создавать реле на постоянном и переменном токе. Такие РВ встречаются в кухонных таймерах, механических будильниках, программном управлении старых моделей стиральных машин и т.п.

Специфика моторных РВ

Устройство моторных реле, замедляющих время, состоит из таких элементов:

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

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

Электронные РВ

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

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

Достоинства электронных РВ

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

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

Пневматические таймеры/реле с задержкой по времени

Бланк быстрого заказа

SKU QTY

	Воздушные таймеры/реле задержки времени
	Пневматические таймеры используются, когда вам нужно задержать входной или выходной воздушный сигнал вашего воздушного компонента. В зависимости от выбранной модели задержку эфира можно регулировать от 0,5 до 60 секунд. Pneuaire предлагает два различных воздушных таймера с реле задержки времени. Воздушный таймер NVR предлагает комбинацию регулируемого отверстия и фиксированного потока, что позволяет передавать пневматический сигнал через фиксированный период времени. Наши эфирные таймеры NVR доступны только в нормально закрытом (NC) исполнении. Воздушные таймеры KLC доступны как в нормально закрытом (НЗ), так и в нормально открытом (НО) исполнении. Нормально закрытые модели используются для таймаута, а нормально открытые модели — для таймаута. После установки наши воздушные таймеры обеспечивают точность повторения до ±10% при регулируемом давлении воздуха. Рекомендуемая фильтрация составляет 40 микрон, а диапазон давления составляет 50-150 фунтов на квадратный дюйм.
	Номер модели Диапазон Порты Длина Ширина Высота NVR2110-N01 Нормально закрытый 0,5-60 сек. 1/8 дюйма – – – КЛК-105 Нормально закрытый 0,75-6 сек. 1/8 дюйма 4 дюйма 1 дюйм 1 1/2″ КЛХ-105 Нормально открытый 0,75-6 сек. 1/8 дюйма 4 дюйма 1 дюйм 1 1/2″
	Дополнительные технические характеристики
	Эфирный таймер NVR NVR2 110-N01		NVR2110-N01
	KLC Пневматический таймер KLC- 105		КЛК-105
	KLH Пневматический таймер KLH- 105		КЛХ-105

×

Номер детали

Факты о пневматических устройствах управления и таймерах

Пневматические таймеры являются популярными промышленными компонентами, которые используются в областях, где электрический ток считается разрушительным и опасным. Во многих отраслях ежедневно используются нефть, газ и другие легковоспламеняющиеся вещества. Одна крошечная электрическая искра могла вызвать пожар драматических масштабов. Чтобы ограничить такие грязные явления, вместо электрических компонентов используются устройства, работающие на воздухе и инертных газах. Пневматические таймеры могут помочь ограничить электронные возгорания в отраслях с высоким риском возгорания. Вместо использования электрического тока в этих устройствах используется поршень и регулирующий клапан, который питается от постоянной подачи воздуха. Подача воздуха перемещает поршень вперед и назад к выходу из камеры.

Пневматическое время состоит из синхронизирующего диска, фильтра, мембранной электромагнитной катушки, рабочей пружины и электромагнитной катушки. При подаче питания сердечник соленоида внутри пневматического таймера перемещается в катушку, вызывая давление на диафрагму. При наличии давления диафрагма перемещается в верхнюю камеру, которая захватывает воздух в камере. Захваченный воздух затем выбрасывается через диск синхронизации игольчатого клапана. Тяжесть задержки сильно зависит от игольчатого клапана; величину задержки можно отрегулировать, изменив клапан. Вместо подачи воздуха можно использовать инертные газы. Определение инертного газа: газ, который не подвергается химическим реакциям при определенных условиях. Инертные газы обычно используются, чтобы избежать любой нежелательной химической реакции; для промышленных производств нежелательной реакцией является наличие огня.

Пневматические элементы управления

Поршни являются неотъемлемым компонентом любого пневматического таймера. Они функционируют, контролируя скорость воздуха в системе. Клапан в конце камеры предотвращает слишком быстрый выход воздуха из таймера, что позволяет установить точность времени. Пневматические таймеры позволяют контроллерам определять, сколько времени пройдет, прежде чем поршень откроет камеру. С помощью циферблата операторы могут контролировать, насколько далеко открывается клапан, когда работает время.