Реле времени

Реле времени – это устройство, предназначенное для независимой выдержки времени и обеспечения определённой последовательности включения и отключения нагрузки элементов схемы, к которой подключено. Реле времени срабатывает, когда истекает назначенный пользователем временной интервал.
Реле времени можно использовать для различных целей в зависимости от его функциональности и технических особенностей. Реле времени используют для управления освещением, бытовыми электроприборами, технологическими процессами на производстве и многим другим оборудованием. При помощи реле времени можно автоматически активировать или деактивировать охранные системы. Кроме того, реле времени позволяет управлять порядком функционирования механизмов. Реле времени, позволяющее выполнить секундную задержку включения, применяется в электрических щитах.
Использование реле времени позволяет наладить автономную работу оборудования.

Существует ряд отличающихся друг от друга конструкций реле времени:

• моноблок;
• встраиваемое реле времени;
• реле времени модульного типа.

Моноблок представляет собой независимое устройство, которое имеет свое питание и отдельные входы, для подключения нагрузки.
Встраиваемое реле времени представляет собой наиболее простой аналог блочного устройства. Не имеет своего корпуса, своего питание. С помощью таких приборов можно сконструировать более функциональное устройство, объединив их в единое целое.

Реле времени модульного типа представляет собой модульное устройство, предназначенное для установки на DIN-рейку в электрический щиток. Отлично совмещаются с другими модульными устройствами в щитке.

Принцип действия реле времени схож с принципом действия любого другого реле, где контактная группа обеспечивает срабатывание устройства. Отличие заключается в том, что реле времени позволяют автоматически выполнить управление не сразу после появления управляющего сигнала, а через установленный промежуток времени.

Аналоговые реле отличаются наличием часового механизма, который управляет контактами. Внутри цифровых реле расположена электромагнитная катушка, получающая ток для фиксирования магнитного якоря посредством электронного таймера.

Порядок функционирования аналоговых реле сопоставим с методом установки будильника в часах с механическим заводом. Установленное механически выскакивание кукушки наглядно демонстрирует ежедневную цикличность функционирования программированного реле.

Регулировать включение/выключение освещения на протяжении целой недели можно с помощью программирования электронного таймера. Ряд устройств, применяемых в работе с уличным освещением, через выполнение программы способны отслеживать колебания уровня естественного освещения в течение суток.

Реле времени можно разделить в зависимости от его функциональности и технических особенностей:

• электромагнитные;
• пневматические;
• электронные;
• реле на часовом механизме.

Электромагнитные реле времени.

Это такие реле времени, которые поддерживают электромагнитный принцип действия.

Такие реле времени позволяют выполнять даже секундные задержки включения. Поэтому чаще всего используются в электрических щитах, для управления запуском электрических двигателей больших мощностей.

Применяются только в схемах с питанием от постоянного тока.

Диапазон срабатывания по времени обычно составляет от 0,07 до 0,11 секунд по включению и от 0,5 до 1,4 секунд по отключению.

Конструкция электромагнитных реле времени включает в себя:

• две рабочих обмотки (одна из которых представляет собой короткозамкнутый контур в виде медного кольца);
• узел неподвижных контактов;
• скоба;
• демпферный механизм из меди;
• угольник;
• сердечник обмотки главного контура;
• якорь;
• подвижные контакты якоря.

Когда на основную обмотку поступает электрический ток, отмечается рост магнитного потока. Магнитный поток в свою очередь формирует ток короткозамкнутой обмотки. За счёт этого рост магнитного потока основной обмотки ограничивается. В результате формируется временная характеристика движения якоря исполнительного механизма или, другими 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.

Пневматические реле времени.

Принцип работы таких реле времени основан на действии пневматического демпферного механизма. Такие реле времени отличаются особым механизмом установки временного интервала. Регулировка времени осуществляется за счет уменьшения или увеличения проходного сечения трубки (отверстия), через которую осуществляется подвод воздуха, т.е. за счет изменения объема подачи воздуха. Для того чтобы уменьшать и увеличивать проходное сечение трубки, пневматические реле времени снабжаются специальными регулировочными винтами. Пневматическое реле времени обеспечивает выдержку времени от 0,4 до 180 секунд, с точностью срабатывания 10 % от установки. Моторные реле применяются в процессах автоматизации работы различного оборудования.

Часовые реле времени.

Часовые реле времени – это реле, отличающиеся наличием часового механизма, который управляет контактами.

Принцип работы таких реле времени основан на действии пружины, взводимой механическим приводом (анкером) электромагнита. Скорость хода механизма зависит от затяжки пружины, то есть от силы тока, протекающего в обмотке электромагнита. По окончании хода реле вызывает отключение автомата, тем самым выполняя функции тепловой защиты от перегрузок, не нуждаясь при этом в коррекции по температуре окружающего воздуха. Данный принцип также используется, например, в будильниках и таймерах для кухни, заводимых механически.

Коммутация контактных групп часового реле времени выполняется по истечению времени, значение которого было установлено на шкале прибора.
Часовые реле часто используют с автоматическими выключателями, предназначенных для защиты цепей напряжением 500 – 10000 вольт. Этот тип реле времени обеспечивает диапазон выдержки времени от 0,1 до 20 секунд с точностью срабатывания 10 % от установки.

Моторные реле времени.

Конструкция моторных реле времени включает в себя:

• синхронный двигатель;
• редуктор;
• электромагнита для сцепления и расцепления двигателя с редуктором;
• контакты.

Моторные реле времени обеспечивают диапазон выдержки времени от 10 секунд до нескольких часов. Моторные реле времени подойдет, когда необходимо подсчитывать моточасы электрогенератора, чтобы вовремя делать все процедуры, необходимые для функционирования оборудования.

Электронные (цифровые) реле времени.

Это самый современный вид реле времени. Они применяются везде, где раньше применялись электромеханические реле.
Среди преимуществ использования электронных реле времени называют:

• малые габариты корпуса;
• высокая точность срабатывания;
• удобный механизм настройки и контроля;
• визуальное отображение информации;
• синхронизация времени с внешними часами через радиоканал или интернет;
• возможность установки пароля на вход в меню настроек.

Принцип действия электронных реле основан на работе цифровых импульсных счётчиков или высокопроизводительных микропроцессорах. В электронных реле для получения временной задержки используются различные аналоговые и цифровые схемотехнические решения. Как правило, это интегральные цепи или цифровые логические устройства (таймеры). Встречаются также реле времени на основе элементов микропроцессорной техники. Цифровые программируемые реле времени, устанавливаются на дин-рейку в электрощитах.

Электронные реле предназначены для коммутации мало-индуктивных либо неиндуктивных нагрузок.

Для того чтобы настроить электронного реле времени, нужные параметры задаются при помощи функциональных клавиш, размещённых непосредственно на передней панели корпуса устройства. Настройку цифровых реле можно осуществлять в широком диапазоне времени: не только секунды, минуты и часы, но также дни недели или месяцы.

В электронных реле времени применяется генератор импульсов на основе кварца. Это позволяет обеспечить кварцевую стабилизацию частоты и как следствие повысить точность срабатывания.

Обратите внимание, клеммы электронных реле, имеющих конструкцию в виде модулей и монтирующихся на дин-рейку, могут быть расположены по-разному. Расположение клемм определяется фирмой-изготовителем и назначением самого устройства.

Реле времени можно классифицировать в зависимости от следующих особенностей конструктивного исполнения и характеристик:

• способ формирования временного отрезка;
• режим работы таймера;
• точность;
• номинальное рабочее напряжение (Ue), В;
• номинальный ток (In), А;
• рабочий ток (Iе), А;
• род тока;
• количество контактов;
• тип контактов;
• коммутационная износостойкость;
• степень защиты (IP);
• климатическое исполнение;
• диапазон рабочих температур;
• габариты, вес, объем;
• серия, марка, производитель.

Обратите внимание, программируемые реле времени имеют дополнительные характеристики:

• диапазон настройки времени задержки (включения или выключения) определяемый в секундах, минутах, часах или сутках;
• количество программируемых коммутаций;
• принцип программирования;
• временная погрешность, указываемая в секундах за сутки.

Электронные реле времени также имеют дополнительные характеристики (так как для их работы требуется питание):

• потребляемая мощность, Вт;
• номинальное напряжение питания, В;
• период хранения программных данных в энергозависимой памяти при отключении питания, указываемый в часах. В отношении устройств с энергонезависимой памятью, данный параметр не актуален.

Реле времени можно классифицировать по способу формирования временного отрезка на две группы:

• цикличные реле времени;
• промежуточные реле времени.

Цикличные реле времени позволяют выдавать сигнал по прошествии установленных отрезков времени, т.е. через установленные временные интервалы.
Такие реле применяются, как правило, в автоматических системах, отвечающих за выключение/включение различных механизмов.
Промежуточные реле времени позволяют задержать генерацию сигнала на нужный срок.

Реле времени можно классифицировать в зависимости от режима работы таймера:

• астрономический;
• недельный;
• суточный;
• простой.

Контактный механизм реле собой пары выводов нормально замкнутого и нормально разомкнутого контактов.

Нормально разомкнутый (NO) контакт – это тот контакт, который в нерабочем состоянии всегда разомкнут и для того чтобы через него прошел ток контакт необходимо замкнуть.

Нормально замкнутый (NC) контакт это тот контакт, который в нерабочем состоянии всегда замкнут и через него может проходить ток.

Номинальный ток устройства, А (In) - это ток, который может проходить через устройство длительное время, не разрушая его конструкцию и защитных функций. Конструктивно каждый механизм рассчитан на определенную величину номинального тока. При его превышении возможно повреждение механизма. Параметр может маркироваться на корпусе изделия.

Номинальное напряжение, В - действующее значение напряжения, при котором устройство полностью работоспособно, т.е. максимальное напряжение сети на которое рассчитано устройство. Номинальное напряжение маркируется на передней панели устройства    - переменное напряжение,   - постоянное напряжение.

Рабочий ток (Iе), А – это ток нагрузки, который в нормальном режиме работы может проходить через силовые контакты.

Диапазон рабочих температур реле времени составляет, как правило, от -40 до +40 градусов при влажности не выше 50%.
Обратите внимание, в тех случаях, когда влажность в помещении, в котором используется кнопочный пост, превышает 80%, допускается температура не выше 20 градусов. 

Коммутационная износостойкость реле времени – это число включений-отключений аппарата. Исчисляется в миллионах циклов включения-выключения. Зависит от режима работы пускателя, величины напряжения главной цепи, величины тока главной цепи или мощность управляемого двигателя.

Степень защиты корпуса (IP).

Степень защиты корпусов от физических повреждений, атмосферных осадков, а также его износостойкость и водонепроницаемость обозначается IP (от англ. Ingress Protection Rating - степень защиты оболочки). После букв указываются цифры. Первая из них обозначает степень защиты от твердых фрагментов, вторая - от проникновения жидкостей. IP — это целая система классификации степеней защиты оболочки электрооборудования от проникновения твердых предметов и воды в соответствии с международным стандартом IEC 60529 и ГОСТ14254-96.
Перечислим основные данные классы: IPХ0 (защита отсутствует), IPХ1 (защита от вертикально падающих капель воды), IPХ2 (защита от диагонально падающих капель воды), IPХ3 (защита от мелких водяных брызг), IPХ4 (защита от большого количества водяных брызг, направленных со всех сторон), IPХ5 (защита от сильных струй воды, направленных со всех сторон), IPХ6 (защита даже при временном затоплении) и т.д.
Перечислим основные классы защиты корпусов светильников от попадания твердых инородных тел. IP0Х (защита отсутствует), IP1Х (защита от контакта с рукой человека и от твердых инородных тел диаметром более 50мм), IP2Х (защита от контакта с пальцами и от твердых инородных тел диаметром не менее 12мм), IP3Х (защита от повреждений инструментом, проводами и иными подобными инородными предметами диаметром более 2,5 мм), IP4Х (защита от повреждений инструментом, проводами и иными подобными инородными предметами диаметром более 1,0 мм), IP5Х (полная защита от любого внешнего контакта с инородными предметами и защита от повреждения оборудования вследствие пылевых отложений внутри корпуса светильника), IP6Х (полная защита от любого внешнего контакта с инородными предметами, а также защита от проникновения пыли) и т.д.

Ряд основных и наиболее часто встречающихся степеней защиты реле времени: IP00, IP20, IP44.

Модели с невысокой степенью защиты IP20, IP21 или IP22 используются в сухих помещениях. Такие модели отличаются низкой ценой.

Модели с более высокой степенью защиты, например, IP44 можно использовать в помещениях с повышенной влажностью. Такие модели стоят дороже, но надежнее.

Климатическое исполнение – это стандартная система категорий, которая включает в себя условия эксплуатации, транспортировки и хранения технических изделий относительно макроклиматического районирования поверхности земного шара. Другими словами это система категорий, определяющая в каких условиях можно эксплуатировать, хранить и транспортировать то или иное электрическое изделие. Для приборов и технических изделий, произведенных в Российской Федерации, применяется ГОСТ 15150-69.

ОБОЗНАЧЕНИЕ КЛИМАТИЧЕСКОГО ИСПОЛНЕНИЯ ПО ГОСТ 15150-69 СОСТОИТ ИЗ БУКВЕННОЙ ЧАСТИ И ЦИФРОВОЙ ЧАСТИ.

БУКВЕННАЯ ЧАСТЬ МАРКИРОВКИ УКАЗЫВАЕТ НА климатическую зону:

• У — умеренный климат (+40/-45 оС);
• ХЛ — холодный климат (+40/-60 оС);
• УХЛ — умеренный и холодный климат (+40/-60 оС);
• Т — тропический климат (+40/+1 оС);
• М — морской умеренно-холодный климат (+40/-40 оС);
• О — общеклиматическое исполнение (кроме морского) (+50/-60 оС);
• ОМ — общеклиматическое морское исполнение (+45/-40 оС);
• В — все климатическое исполнение (+50/-60 оС).

Цифровая ЧАСТЬ МАРКИРОВКИ УКАЗЫВАЕТ НА категорию размещения изделия:

• 1 — открытый воздух;
• 2 — то же что и 1 только без попадания прямых солнечных лучей и без осадков;
• 3 — в закрытом помещении без регулирования климатических условий;
• 4 — в закрытом помещении с вентиляцией и отоплением;
• 5 — в помещениях с высокой влажностью, без искусственного регулирования климатических условий.

Обратите внимание, допускается эксплуатация изделий в макроклиматических районах и, отличающихся от тех, для которых предназначены изделия, если климатические факторы в период эксплуатации не выходят за пределы номинальных значений, установленных для данных изделий. Например, изделия вида климатического исполнения УХЛ4 могут в летний сухой период эксплуатироваться в условиях УХЛ2.

Обратите внимание, изделия могут быть предназначены также для эксплуатации в нескольких макроклиматических районах; в этих случаях сочетания различных условий эксплуатации или хранения со сроками пребывания в этих условиях устанавливают в стандартах или технических условиях на изделия, климатические исполнения (категория климатического исполнения) обязательно указываются в сопроводительных документах на товар.