Что такое реле времени и как использовать его для автоматизации

Где бы ни находился человек, его постоянно окружают те или иные электрические приборы. Благодаря им наша жизнь значительно упрощается и множество повседневных бытовых решений уже не требуют столько времени, как это было раньше.

Научно-технический прогресс не стоит на месте и поэтому сегодня нам доступна такая возможность, как автоматическая система управления. К одной из таких систем, относят реле времени. Именно его наличие в том или ином устройстве делает возможным автоматическое включение и выключение холодильника, установку циклов в стиральной машине, мигание поворотника в автомобиле, подсветку рекламных щитов, витрин, регулярный автополив на огороде т.п. Взять хотя бы обычный аквариум, где свет и воздух подается согласно определенному режиму.

Что такое реле времени

Если сказать совсем простым языком, то назначение реле времени — создавать временную задержку включения или выключения сигналов и осуществлять определенную последовательность в работе этих сигналов.

Обычно этот прибор используют, когда требуется выполнить определенное действие спустя установленный промежуток времени. И устанавливается оно в схемы автоматического управления.

Виды

По своему конструктивному исполнению реле времени подразделяют на:

Моноблок — полностью независимое устройство, с собственным корпусом, встроенным питанием и специальными гнездами для подключения какой-либо техники. Хорошо знакомы с этим типом реле те, кто занимается фотопечатью.

Встраиваемые— это упрощенный вариант моноблочных реле. У них нет собственного корпуса и питания, поскольку они нужны для того, чтобы создавать более сложные устройства. Они используются как дополнительные элементы и поэтому их помещают в один корпус с другими элементами изготовляемого прибора. Классический пример — таймер в стиральной машинке, микроволновой печи, духовке и пр.

Модульные (с управляющим контактом) — этот тип имеет стандартные размеры и устанавливается на DIN-рейку в распределительный щиток.

Помимо этого, реле времени также классифицируют в зависимости от принципа работы (как именно создается временной интервал):

• Реле времени с часовым механизмом. Этот вид был изготовлен первым и до сих пор считается одним из самых надежных, так как по своим свойствам не уступает пневматическим приборам. Их работа практически не зависит ни от мощности напряжения, ни от того как часто оно подается, ни от изменения температуры. В быту такой тип реле встречается в механических будильниках, кухонных таймерах, в некоторых стиральных машинах также встречается механическое реле программ.
• С электромагнитным замедлением. Используется в цепях, ориентированных на постоянное напряжение. Задержка осуществляется за счет создания вспомогательного магнитного потока, регулируемая изменением величины натяжения возвратной пружины. Регулируемое значение составляет до пяти секунд. Существенный минус этого типа реле в том, что задержка времени зависит от изменения температуры.
  

  Электро реле

• Вакуумное (электромеханическое). Этот вид используется там, где требуется электрический или пневматический сигнал, контролирующий достижение уровня вакуума.
• Моторные. Включает в себя двигатель с редуктором и электрическим контактом. Способность задержки времени составляет от 10 секунд и до десятков часов.
• Реле с гидравлическим или с пневматическим замедлением. Временные интервалы здесь регулируются за счет увеличения или уменьшения подачи жидкости, воздуха в рабочий процесс. Из плюсов можно также выделить то, что замедление не зависит от величины напряжения, частоты питания и изменения температуры. Также регулировка задержки не составляет особого труда.
• Электронное реле. Самый широко используемый вид реле времени, постепенно вытесняющий механические аналоги. Достоинствами такого вида считаются его небольшие размеры, вес, высокая точность работы, надежность и широкий выбор программ функционирования.

Между собой электронные реле подразделяют исходя из технологии отсчета срабатывания времени:

• Цифровые— напряжение оказывается на блок питания, из-за чего запускается задающий генератор, который затем подает импульсы на счетчик. Последний, в свою очередь, высчитывает эти импульсы до тех пор, пока они не сравнятся с нужным числом импульсов, которое задано в системе. Затем, на контролирующий реле выходной усилитель, посылается сигнал и счетчик перестает подсчитывать импульсы. Как только с блока питания снимется напряжение, реле вернется в свое изначальное состояние. Такие РВ способны задерживать время на десятки часов при минимальной погрешности. Главный минус в высокой стоимости.
• Аналоговые — для задержки времени используется конденсатор, на который при замыкании контактов подается напряжение. Следит за этим напряжением специальное устройство, которое сравнивает его и ранее указанное. В случае их совпадения, устройство подает сигнал, чтобы реле переключилось. Максимальная выдержка здесь равна 10 секунд. Этот тип превосходит цифровое в том, что он не требует точного программирования и проще в использовании.

Схема и принцип работы электромагнитного реле

Рассмотрим, как устроен этот механизм изнутри.

1. В катушке индуктивности находится подвижный стальной якорь.
2. Когда на катушку подается напряжение, вокруг нее образуется электромагнитное поле, которое притягивает этот якорь к катушке.
3. Частота и время подачи напряжения регулируется электрическим или механическим способом.

Структура прибора состоит из трех основных элементов:

1. Воспринимающий или первичный — по сути это обмотка катушки. Здесь импульс преобразуется в электромагнитную силу.
2. Замедляющий или промежуточный — стальной якорь с возвратной пружиной и контактами. Здесь исполнительный механизм приводится в рабочее состояние.
3. Исполнительный — в этой части контактной группой оказывается непосредственное воздействие на силовое оборудование.

Принцип работы

Теперь самое время по пунктам рассмотреть принцип работы данного устройства:

• Подвижный стальной якорь, который находится в катушке индуктивности, отжат специальной возвратной пружиной.

С внешней стороны якоря закреплена группа контактов, с другой тоже находятся контакты, находящиеся на определенном расстоянии от первой в статичном состоянии.

• Когда на катушку подается импульс, якорь, притягиваясь к ней, тем самым делает возможным соприкосновение также и контактов.
• Как только напряжение прекращается, пружина возвращает якорь на место и контакты снова размыкаются.

Советы по монтажу и настройке

• Перед тем как производить монтаж, заранее определитесь в какой сети вы будете работать (например, трехфазной или однофазной).
• Немаловажно также точно знать, какая нагрузка будет требовать включения или отключения.
• Уже после того, как вы будете точно знать, чего вы хотите, смело идите в магазин и покупайте соответствующий прибор.
• Перед тем как вы установите прибор и обесточите освещение, проверьте правильно ли работает устройство: подключите к нему шнур с вилкой и выставьте минимальное время для срабатывания. Напряжение на контактах выхода проверьте тестером.
• При установке к DIN-рейке плотно затягивайте болты, чтобы исключить нагревание прибора, его поломку или даже возникновение пожара.
• Помните, что максимальная влажность, при которой прибор способен работать исправно — не более 80%, и температура от 10-50 градусов.

Настройка

• Настройка таймера в приборе зависит от того, какой тип устройства перед нами. Если мы имеем дело с механическим реле, то его настройка состоит просто в переключении положений согласно надписи.
• В электронном же, есть меню, через которое и осуществляются все настройки. Как правило ее начинают с установки дня недели и текущего времени, и затем уже программируют само устройство.
• Если это электромеханическое реле, то настраивают его с помощью специальных измерительных приборов — потенциометров.

Схема подключения

Как правило, подключение реле исключает использование сложных схем. Главное, как было сказано, знать какая нагрузка будет требоваться.

Рассмотрим самую простую схему:

1. Строго вертикально и достаточно плотно закрепите устройство на стене.
2. Снимите крышку и заземлите реле.
3. Подключите электрическую сеть к контактам (см. рисунок)
4. Контакты 1 и 2 — предназначены для подачи напряжения в 220 Вольт.
5. Обозначение 4 — используется для подачи фазы от электрического щита и способна коммутироваться с 3 и 5.
6. 4 и 5 — нормально открытые, тогда как 3 и 4 — нормально замкнутые.