Реле времени устройство и принцип работы реле


СОДЕРЖАНИЕ:

Реле времени с электромагнитным и механическим замедлением

При работе схем защиты и автоматики часто требуется создать выдержку времени между срабатыванием двух или нескольких аппаратов. При автоматизации технологических процессов также может возникнуть необходимость производить операции в определенной временной последовательности.

Для создания выдержки времени служат аппараты, называемые реле времени.

Требования, предъявляемые к реле времени

Общими требованиями для реле времени являются:

а) стабильность выдержки времени вне зависимости от колебаний питающего напряжения, частоты, температуры окружающей среды и других факторов;

б) малые потребляемая мощность, масса и габариты;

в) достаточная мощность контактной системы.

Возврат реле времени в исходное положение происходит, как правило, при его обесточивании. Поэтому к коэффициенту возврата не предъявляется особых требований, и он может быть очень низким.

В зависимости от назначения реле к ним предъявляются специфические требования.

Для схем автоматического управления приводом при большой частоте включений в час требуются реле времени с высокой механической износостойкостью. Требуемые выдержки времени находятся в пределах 0,25 — 10 с. К этим реле не предъявляются высокие требования относительно точности работы. Разброс времени срабатывания может достигать 10%. Реле времени должны работать в условиях производственных цехов, при вибрации и тряске.

Реле времени для защиты энергосистем должны иметь большую точность выдержки времени. Эти реле работают относительно редко, поэтому к ним не предъявляются особые требования по износостойкости. Выдержки времени таких реле составляют 0,1 — 20 с.

Реле времени с электромагнитным замедлением

Конструкция реле времени с электромагнитным замедлением типа РЭВ-800. Магнитная цепь реле состоит из магнитопровода1, якоря 2 и немагнитной прокладки 3. Магнитопровод укрепляется на плите 4 с помощью литого алюминиевого цоколя 5. Этот же цоколь служит для крепления контактной системы 6.

На ярме прямоугольного сечения магнитопровода устанавливается короткозамкнутая обмотка в виде сплюснутой гильзы 8. Намагничивающая обмотка 7 устанавливается на цилиндрическом сердечнике. Якорь вращается относительно стержня 1 на призме. Усилие, развиваемое пружиной 9, изменяется с помощью корончатой гайки 10, которая фиксируется после регулировки с помощью шплинта. Магнитопровод реле выполняется из стали ЭАА. Сердечник катушки имеет круглое сечение, что позволяет применять катушку цилиндрической формы, удобную в производстве. Стержень 1 имеет сечение вытянутого прямоугольника, что увеличивает длину линии касания якоря с торцом ярма и повышает механическую износостойкость реле.

Для получения большого времени при отпускании необходимо иметь высокую магнитную проводимость рабочего и паразитного зазоров в замкнутом состоянии магнитной системы. С этой целью торцы ярма и сердечника и прилегающая к ним поверхность якоря тщательно шлифуются.

Литое основание из алюминия создает дополнительный короткозамкнутый виток, увеличивающий выдержку времени (в схеме замещения все короткозамкнутые обмотки заменяются одним витком с суммарной электрической проводимостью).

У реальных магнитных материалов после отключения намагничивающей обмотки поток спадает до Фост, который определяется свойствами материала магнитопровода и геометрическими размерами магнитной цепи. Чем меньше коэрцитивная сила магнитного материала при заданных размерах магнитной цепи, тем ниже величина остаточной индукции, а, следовательно, остаточного потока. При этом возрастает наибольшая выдержка времени, которая может быть получена от реле. Применение стали ЭАА позволяет увеличить выдержку времени реле.

Для получения большой выдержки времени желательно иметь высокую магнитную проницаемость на ненасыщенном участке кривой намагничивания. Этому требованию сталь ЭАА также удовлетворяет.

Выдержка времени при прочих равных условиях определяется начальным потоком Фо уравнения. Этот поток определяется кривой намагничивания магнитной системы в замкнутом состоянии. Поскольку напряжение и ток в обмотке пропорциональны друг другу, то зависимость Ф(U) повторяет, только в другом масштабе, зависимость Ф(Iw). Если система при номинальном напряжении не будет насыщена, то поток Фо будет в сильной степени зависеть от питающего напряжения. При этом выдержка времени также будет зависеть от напряжения, приложенного к обмотке.

В схемах привода на обмотку реле времени часто подается напряжение ниже номинального, при этом реле будет иметь пониженные выдержки времени. Для того чтобы сделать выдержку времени реле независимой от питающего напряжения, магнитная цепь делается сильно насыщенной. В некоторых типах реле времени снижение напряжения на 50% не вызывает заметного изменения выдержки времени.

В схемах автоматики напряжение на питающую катушку реле времени может подаваться кратковременно. Для того чтобы выдержка времени при отпускании была стабильной, необходимо, чтобы длительность приложения напряжения к питающей катушке была достаточная для достижения потоком установившегося значения. Это время называется временем подготовки или зарядки реле. Если длительность приложения напряжения меньше времени подготовки, то выдержка времени уменьшается.

На выдержку времени реле большое влияние оказывает температура короткозамкнутой обмотки. В среднем можно считать, что изменение температуры на 10° С ведет к изменению времени выдержки на 4%. Зависимость выдержки времени от температуры является одним из основных недостатков этого реле.

Реле РЭВ811…РЭВ818 обеспечивают выдержку времени от 0,25 до 5,5 с. Изготавливаются с катушками на напряжение постоянного тока 12, 24, 48, 110 и 220 В.

Схемы включения реле времени

Время срабатывания реле при подаче напряжения очень мало, так как м. д. с. трогания значительно меньше установившегося значения. Таким образом, возможности реле с электромагнитным замедлением при срабатывании очень ограничены. Если необходимо при замыкании управляющих контактов иметь большие выдержки времени, то целесообразно применить схему с промежуточным реле РП. Обмотка реле времени РВ находится под напряжением, все время питаясь через размыкающий контакт реле РП. .При подаче напряжения на обмотку РП последнее размыкает свой контакт и обесточивает реле РВ. Якорь РВ отпадает, создавая необходимую выдержку времени. Реле РВ в этой схеме должно обязательно иметь короткозамкнутый виток.

В некоторых схемах реле времени может не иметь короткозамкнутого витка. Роль этого витка играет сама намагничивающая обмотка, замкнутая накоротко. Обмотка РВ питается через резистор Rдоб Величина напряжения на РВ должна быть достаточной для достижения потока насыщения в замкнутом состоянии магнитной цепи. При замыкании управляющего контакта К обмотка реле закорачивается, обеспечивая медленный спад потока в магнитной цепи. Отсутствие короткозамкнутой обмотки позволяет все окно магнитной системы занять намагничивающей обмоткой и создать большой запас в м. д. с. При этом выдержка времени не уменьшается даже в том случае, когда питающее напряжение на обмотке составляет 0,5 Uн. Такая схема широко применяется в электроприводе. Реле включается параллельно ступени пускового резистора в цепи якоря. При закорачивании этой ступени обмотка реле времени замыкается и с выдержкой это реле производит включение контактора, шунтирующего следующую ступень пускового резистора.

Схемы включения реле времени с электромагнитным замедлением

Применение полупроводникового вентиля также позволяет использовать реле без короткозамкнутого витка. При включении питающей обмотки реле времени ток через вентиль практически равен нулю, так как он включен в непроводящем направлении. При отключении контакта К поток в магнитной цепи спадает, при этом на зажимах обмотки появляется э.д.с. с полярностью. При этом через вентиль протекает ток, определяемый этой э.д.с., активным сопротивлением обмотки и вентиля и индуктивностью обмотки.

Для того чтобы прямое сопротивление вентиля не приводило к уменьшению выдержки времени (растет активное сопротивление короткозамкнутой цепи), это сопротивление должно быть на один-два порядка ниже сопротивления намагничивающей обмотки реле.

При любых схемах питание намагничивающей обмотки реле должно производиться либо от источника постоянного тока, либо от источника переменного тока с применением мостовой схемы на полупроводниковых вентилях.

Реле времени с механическим замедлением

Реле времени с пневматическим замедлением и с анкерным механизмом. В таких реле электромагнит постоянного или переменного тока воздействует на контактную систему, связанную с замедляющим устройством в виде пневматического демпфера или в виде часового (анкерного) механизма. Выдержка времени меняется путем регулировки замедляющего устройства.

Большим преимуществом реле времени этого типа является возможность создания реле как на переменном, так и на постоянном токе. Работа реле практически не зависит от величины питающего напряжения, частоты питания, температуры.

Пневматическое реле времени РВП, применяется в схемах автоматического управления приводом металлорежущих станков и других механизмов. При срабатывании электромагнита 1освобождается колодка 2, которая под действием пружины 3 опускается вниз и воздействует на микропереключатель 4. Колодка 2 связана с диафрагмой 5. Скорость движения колодки определяется сечением отверстия, через которое засасывается воздух в верхнюю полость замедлителя. Выдержка времени регулируется иглой 6, меняющей сечение всасывающего отверстия.

Реле времени с пневматическим замедлением позволяет очень легко регулировать выдержку времени.

Работа реле времени с замедлителем в виде анкерного механизма происходит в следующем порядке. При подаче напряжения на электромагнит якорь заводит пружину, под действием которой приводится в движение механизм реле. Контакты реле связаны с анкерным механизмом и приходят в движение лишь после того, как анкерный механизм отсчитает определенное время.

Реле времени РВП также имеет и нерегулируемые, мгновенные контакты, которые связаны с якорем электромагнита. Реле времени надежно работают при напряжении до 0,85 Uн.

Моторные реле времени

Для создания выдержки времени в 20—30 мин используются моторные реле времени.

Принцип действия моторного реле времени РВТ-1200

При срабатывании реле времени напряжение одновременно подается на электромагнит 1 и двигатель 2. При этом двигатель через муфту 3,4 и зубчатую передачу 8 вращает диски 5 с кулачками 6, воздействующими на контактную систему 7. Выдержка времени реле регулируется путем изменения начального положения диска 5.

Реле позволяет устанавливать различную выдержку времени в пяти совершенно независимых цепях. Выходные контакты реле времени имеют длительно допустимый ток 10 А.

Реле времени. Виды и принципы действия реле времени

Реле времени этого типа по принципу устройства можно разделить на три группы:

  1. Реле времени с замедлением движения якоря электромагнита.
  2. Реле времени с часовыми механизмами.
  3. Моторные реле времени.

Все механические реле времени являются сравнительно дорогими устройствами. Их высокая стоимость связана с необходимостью изготовления значительного количества движущихся взаимно связанных деталей и при этом часто с высокой степенью точности.

Благодаря наличию значительного количества движущихся деталей реле времени с механическим замедлением требуют тщательного ухода в процессе эксплуатации, а следовательно, дополнительных расходов на обслуживание.

РЕЛЕ ВРЕМЕНИ С ЗАМЕДЛЕНИЕМ ДВИЖЕНИЯ ЯКОРЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА

Для получения замедления порядка долей секунды может быть применено увеличение массы якоря электромагнитного реле. Чем больше масса якоря, тем медленнее нарастает скорость его перемещения, т. е. тем больше время движения якоря. Для получения больших выдержек времени обычно применяют успокоительные системы различных конструкций, отличающиеся друг от друга способом торможения движения якоря.

Реле времени с торможением вращения промежуточного органа. В этих реле якорь электромагнита при своем движении вращает промежуточный орган, на который оказывается тормозящее воздействие. Наиболее часто применяют один из трех видов тормозных элементов: воздушную ветрянку, металлический диск или барабан, вращающийся в магнитном поле, и центробежный механический тормоз (рис. 26).

Рис. 26. Реле времени с торможением вращения промежуточного органа.

а — реле с торможением воздушной ветрянкой; б — тормозной элемент реле с торможением металлического диска вихревыми токами; в — механический центробежный тормоз.

Принцип устройства реле с воздушной ветрянкой поясняет рис. 26,а. При появлении тока в обмотке электромагнита реле якорь 1 тянет зубчатый сектор 2, шарнирно с ним связанный. Сектор 2 через зубчатую передачу быстро вращает ось с ветрянкой 4. Ветрянка состоит из нескольких крыльев, укрепленных на одной оси. Применяются как плоские крылья, так и крылья, выполненные в виде полых полушарий. При быстром вращении ветрянки на ее оси создается тормозящий момент за счет сопротивления воздуха. Вследствие этого движение якоря замедляется. При повороте сектора 2 на определенный угол замыкаются исполнительные контакты 5 и выдержка времени заканчивается. При выключении электромагнита реле подвижные части возвращаются в исходное положение.

Чтобы обеспечить быстрое возвращение подвижных частей в исходное положение, в зубчатой передаче часто ставят храповой механизм, передающий вращение лишь в одну сторону. Благодаря храповому механизму при обратном ходе якоря ветрянка не вращается и торможения не происходит.

Устройство храпового механизма во многом сходно с рассмотренным ниже аналогичным устройством в реле с часовым механизмом (см. рис. 31).

Пределы выдержки времени в реле рис. 26,а можно изменять путем установки ветрянок различной формы и размеров. Плавная регулировка замедления осуществляется изменением хода сектора с помощью винта 3. Реле с ветрянкой обычно применяется для получения выдержки времени порядка 2—10 сек.

Наряду с торможением воздушной ветрянкой может быть применено торможение вихревыми токами, возникающими в металлических деталях при их движении в магнитном поле. С этой целью в реле рис. 26,а на место ветрянки 4 ставится изготовленный из меди или алюминия диск или барабан, вращающийся в магнитном поле постоянного магнита (или электромагнита). При вращении изображенного на рис. 26,б диска 6 в поле магнита 7 в диске возникают вихревые токи. В результате взаимодействия токов в диске с магнитным полем создается тормозящее усилие.

В связи с тем, что при изменениях температуры окружающей среды меняются проводимость диска и величина магнитного потока, тормозящий момент на оси диска будет зависеть от температуры. Чтобы компенсировать влияние температуры, в устройстве рис. 26,б установлен магнитный шунт 8, изготовленный из сплава с большим температурным коэффициентом магнитной индукции. При изменении окружающей температуры добавочный магнитный поток шунта 8 также меняется, компенсируя влияние изменения температуры.

В реле рис. 26,а на место ветрянки может быть установлен также механический центробежный тормоз, изображенный на рис. 26,в. С осью 9 связана втулка 10, на которой висят пластинчатые пружины11. К концам пружин 11 прикреплены колодки 12. При вращении оси 9 колодки 12 под действием центробежной силы прижимаются к цилиндру 13, тормозя движение механизма.

Время срабатывания реле с торможением движения якоря электромагнита зависит от силы, действующей на якорь со стороны обмотки электромагнита, т. е. при отсутствии насыщения магнитной системы — от напряжения питания. Чтобы сделать выдержку времени независимой от колебаний напряжения питания, в реле рис. 26,а и в ряде других рассмотренных ниже конструкций между якорем и механизмом торможения ставят пружину. При этом характеристики отдельных элементов системы подбирают таким образом, чтобы даже при минимальном рабочем напряжении якорь полностью растягивал пружину. В этом случае сила, действующая на механизм торможения, уже почти не зависит от напряжения питания. Однако для реле, от которых требуется повышенная стабильность выдержки времени, приходится учитывать влияние колебаний напряжения питания на время растяжения пружины. Поэтому иногда механизм торможения снабжают работающей на сжатие собственной рабочей пружиной, которая получает возможность расширяться при втягивании якоря и взводится при отпускании якоря электромагнита. Пример такого рода связи якоря электромагнита с замедляющим устройством будет приведен ниже, при рассмотрении реле времени с часовым механизмом типа ЭВ-1 (рис. 32).

Реле времени с гидравлическим торможением движения якоря. Принципы устройства таких реле поясняет рис. 27. На рис. 27,а изображено реле времени с масляным демпфером. В этом реле якорь 1 связан с поршнем 4, который может перемещаться в заполненном вязкой жидкостью цилиндрическом сосуде 3. При включении реле якорь втягивается внутрь катушки, увлекая за собой поршень. При этом пластинка 2 прикрывает отверстия поршня и вязкая жидкость (масло) перетекает из верхней части сосуда в нижнюю только через щель между поршнем и цилиндром, благодаря чему движение якоря реле замедляется. При подходе к верхнему положению якорь нажимает шток 5, замыкая исполнительные контакты.

При выключении реле поршень с якорем стремятся опуститься вниз, пластинка 2 уже не прижимается к поршню, а находится во время движения во взвешенном состоянии, благодаря чему масло протекает по имеющим малое гидравлическое сопротивление отверстиям в поршне, и поршень быстро возвращается в исходное положение. Выдержку времени можно регулировать или изменением хода поршня, или подбором щели между поршнем и цилиндром, а также изменением вязкости жидкости. В рассматриваемых реле обычно применяют минеральные масла. Чтобы обеспечить надежную работу реле, выбирают масло, не образующее смолистых соединений.

Рис. 27. Реле времени с гидравлическим торможением движения якоря электромагнита.

На рис. 27,б изображено реле времени с несколько иным, чем у реле рис. 27,а, принципом устройства. В реле рис. 27,б использовано прилипание двух гладких металлических пластинок, смоченных вязкой жидкостью. Чтобы эти пластинки разъединить, нужно приложить определенный импульс силы Ft. Поэтому при заданной силе F отрыв пластинок произойдет через время t.

На рис. 27,б якорь 6 шарнирно связан с имеющей шлифованную нижнюю поверхность пластинкой 7, которая свободно ложится на шлифованную пластинку 8, закрепленную на дне цилиндра 9. Цилиндр 9 наполнен минеральным маслом и закрыт крышкой 10, предохраняющей от разбрызгивания масла.

При магнитном потоке, достаточном для притяжения якоря реле, якорь поднимается не мгновенно: затрачивается некоторое время на нарушение связи между шлифованными поверхностями пластинок 7 и 8. Время выдержки изменяют улучшением или ухудшением шлифовки поверхностей прилипания.

Существенным недостатком реле времени с гидравлическим торможением движущихся органов является сильная зависимость времени срабатывания от окружающей температуры. Это объясняется тем, что изменение температуры вызывает изменение вязкости масла. Разброс значений выдержки времени при имеющих место в действительности колебаниях температуры среды составляет несколько десятков процентов. Кроме того, на выдержку времени оказывает влияние колебания напряжения питания. Поэтому изображенные на рис. 27,а и б реле времени могут применяться лишь в таких схемах, где не требуется точной выдержки времени.

Гидравлическое торможение поступательного движения якоря электромагнита используется также в реле времени с движущимся магнитопроводом. Принцип действия этого реле основан на следующих соображениях. Если в обычном электромагнитном реле сделать сердечник электромагнита свободно перемещающимся внутри катушки и выдвинуть его в сторону, противоположную плоскому якорю, то при включении напряжения сердечник будет втягиваться внутрь катушки. По мере втягивания сердечника воздушный зазор магнитной системы реле уменьшается, что приводит к возрастанию магнитного потока. Когда сердечник будет близок к верхнему положению, магнитный поток системы станет достаточным для того, чтобы притянуть якорь. Таким образом, реле сработает с замедлением, величина которого будет определяться временем движения сердечника электромагнита.

Движение сердечника можно замедлить, поместив его с малым зазором внутрь тонкостенной трубки из немагнитного материала, наполненной какой-либо жидкостью. Замедление срабатывания такого реле будет зависеть от вязкости жидкости и величины зазора между сердечником и трубкой, через который проходит жидкость при втягивании сердечника в катушку реле.

Конструкция реле времени, основанного на изложенном принципе, приведена в разрезе на рис. 28. Катушка 1 охватывает тонкостенную часть изготовленной из
немагнитного материала трубки 4. Трубка 4 наполнена кремнийорганической жидкостью и герметически закрыта винтовой пробкой. Внутри трубки находятся клапан 2, сердечник 3 и подставка 5. Поперечные сечения изготовленные из технически чистого железа клапана 2 и сердечника 3 изображены на рисунке справа.

Когда на катушку реле подано напряжение, клапан и сердечник намагничиваются и сердечник начинает

втягиваться внутрь катушки, причем клапан 2 притягивается к сердечнику 5, закрывая его осевой канал. Двигаясь вверх как одно целое, клапан и сердечник перегоняют жидкость по кольцевому зазору между сердечником 3 и трубкой 4 из полости над клапаном 2 в полость под сердечником 3. Так как гидравлическое сопротивление этого зазора велико, то сердечник поднимается медленно и реле срабатывает с значительным замедлением.

При отключении реле сердечник опускается быстро, так как жидкость приподнимает сравнительно легкий клапан 2, открывая себе свободный проход вверх через осевой канал сердечника 3, имеющий малое гидравлическое сопротивление. Клапан 2 лишь незначительно отстает от сердечника, так как благодаря двум фаскам также не представляет существенного сопротивления перетеканию жидкости. Чтобы устранить слипание клапана 2 и сердечника 3 после выключения тока в катушке реле, на нижнем торце клапана 2 имеется немагнитная прокладка толщиной 0,1—0,3 мм.

Рис. 28. Реле времени с движущимся магнитопроводом.

Подставка 5 выполнена из немагнитного материала. Она определяет длину хода сердечника и, следовательно, время срабатывания реле. Применяя подставки различной длины, можно изменять выдержку времени в пределах от 30 сек до 5 мин. В этом диапазоне времени срабатывания возвращение сердечника в исходное положение происходит за время 5—25 сек.

Реле с движущимся магнитопроводом предназначено для работы в вертикальном положении, в которое оно устанавливается по уровню с точностью до 5°. Сильное влияние на величину выдержки времени оказывают колебания напряжения питания и температуры окружающей среды. Например, в одном из исполнений этого реле при колебаниях напряжения питания от —10 до +15% выдержка времени менялась от —20 до +50%.

Рис. 29. Колба ртутного реле времени.

В реле, предназначенном для работы при температуре +25°С,колебания температуры в пределах от 0 до + 50°С приводят к изменению выдержки времени на 30%. Частые включения реле могут приводить к нагреванию его, а следовательно, и к изменению выдержки времени.

Ртутное реле времени. Несколько своеобразно устроено реле времени, в котором используется

жидкости (ртути) через узкое отверстие из одной части сосуда в другую.

Конструктивно это осуществляется следующим образом. Стеклянная колбочка 1 (рис. 29) разделена перегородкой на две полости. Обе полости сообщаются между собой трубкой 3, имеющей узкий участок 4. В правой части колбочки находится ртуть, в левой — впаянные в стекло контакты 5. Стеклянная колбочка механически связана с якорем электромагнита, не показанного на рисунке, так что при срабатывании последнего колбочка с ртутью переворачивается контактами вниз. При переворачивании колбы ртуть постепенно переливается через узкое отверстие соединительной трубки в полость, где находятся контакты, и через некоторое время замыкает их. Скорость перетекания ртути, а следовательно, и выдержка времени зависят от угла наклона колбы, что и используется для регулирования выдержки времени. Начальное положение колбочки фиксируется по уровню, что является недостатком реле этого типа.

Каждый электрик должен знать:  Электротехнические рекорды из книги Гиннеса

Пневматическоереле времени. В принципе замедлить движение якоря электромагнита можно путем применения воздушного демпфера, подобного тому, который применяется в реле времени с масляным демпфером (рис. 27,а). Однако вследствие малой вязкости воздуха при этом необходимо обеспечить очень малый зазор между поршнем и стенкой цилиндра. Вследствие трудностей изготовления воздушные демпферы в реле времени применяются очень редко.

Обычно применяют конструкции, в которых имеется эластичная камера, соединенная с окружающим воздухом узким отверстием. При срабатывании или отпускании электромагнита камера растягивается или сдавливается, благодаря чему в ней создается разрежение или избыточное давление. Выравнивание давлений внутри и снаружи камеры происходит постепенно, что и используется для получения выдержки времени.

Принцип устройства пневматического реле времени с эластичной камерой поясняет схема рис. 30. При подаче напряжения на обмотку 2 электромагнита якорь 3 втягивается, сжимая возвратную пружину 1 и растягивая резиновую мембрану 5. При этом увеличивается объем камеры6и в ней создается разрежение, благодаря чему открывается клапан 12 и камера 6 заполняется воздухом. Когда давления снаружи и внутри камеры станут одинаковыми, клапан 12 под действием своей пружины закроется.

Рис. 30. Пневматическое реле времени.

Выдержка времени начинается с момента выключения тока в обмотке электромагнита. При этом якорь под действием возвратной пружины 1 и растянутой резиновой мембраны 5 стремится вернуться в исходное положение и сжимает воздух внутри камеры. Воздух из камеры6 может выходить лишь через малое отверстие 8, благодаря чему движение якоря замедляется. В конце хода якоря он замыкает контакты 4. На место контактов 4 иногда ставят путевой переключатель мгновенного
действия. Благодаря этому разрывная мощность исполнительных контактов может быть довольно значительной, несмотря на медленное движение якоря электромагнита.

Скорость перемещения якоря, а следовательно, и выдержка времени зависят от величины отверстия 8, которое можно регулировать винтом 7.

Для защиты от содержащейся в воздухе пыли пневматические реле времени обычно снабжаются (фильтром 9, закрываемым крышкой 10, которая имеет отверстие 11 для прохода воздуха.

Возможны различные исполнения пневматических реле времени, в которых выдержка времени получается как при отпускании, так и при втягивании якоря электромагнита за счет создания либо разрежения, либо избыточного давления в рабочей камере.

С помощью пневматического реле времени можно получить замедление от десятых долей секунды до нескольких минут. Колебания выдержки времени составляют 8—16%.

Пневматические реле времени применяются в промышленной автоматике чаще других типов реле времени с замедлением движения якоря электромагнита.

РЕЛЕ ВРЕМЕНИ С ЧАСОВЫМИ МЕХАНИЗМАМИ

Для получения выдержки времени могут применяться часовые механизмы двух видов: спусковые механизмы анкерного типа и механизмы с маятником.

Для получения выдержки времени порядка нескольких секунд обычно применяются спусковые устройства анкерного типа. Спусковой механизм состоит из анкерной шестерни 1 и анкерной скобы 4 (рис. 31). Период колебаний анкерной скобы 4 зависит от величины приложенного к анкерной шестерне 1 усилия и от момента инерции анкера.Такие системы не имеют собственных определенных колебаний, в силу чего принципиально не могут дать высокой точности. Число колебаний в них определяется в основном силой удара зуба шестерни об анкер.

Реле времени со спусковыми механизмами широко применяются в СССР в схемах релейной защиты и автоматики. Поэтому устройство этих реле рассмотрим на примерах изготовляемых промышленностью образцов.

На рис. 31 показано устройство часового механизма реле времени ЭВ-180. На рисунке изображен момент, когда палец анкерной скобы 7а вошел между зубьями анкерной шестерни 1 и остановил ее. При этом палец 7а сам получает удар, благодаря чему анкерная скоба 4 поворачивается вокруг своей оси, выводя палец 7а из зубьев анкерной шестерни. Во время поворота анкера шестерня 1 и связанный с ней механизм свободно

Рис. 31. Спусковой анкерный механизм реле времени ЭВ-180.

поворачиваются до тех пор, пока палец 7б анкерной скобы не войдет между зубьями шестерни 1 и не остановит ее. При этом анкер 4 снова получает удар и снова поворачивается в обратную сторону. Таким образом, движение анкерной шестерни 1 будет происходить с остановками. Скорость ее движения можно регулировать изменением положения грузиков 5 на коромысле 6 анкерной скобы. При удалении грузиков от оси вращения анкера скорость вращения шестерни 1 уменьшается (выдержка времени увеличивается).

Для того чтобы обеспечить быстрый возврат ведущего механизма в исходное положение, анкерная шестерня 1 связана с ведущей шестерней не жестко, а посредством храпового устройства. При рабочем ходе ведущая шестерня вращается в направлении, указанном на рис. 31 стрелкой. Ее вращение передается на трибку 8, с которой жестко связана храповая шестерня 2 с косыми зубьями. При рабочем ходе зубья храповой шестерни зацепляют за выступ храповой пружины 3, укрепленной на анкерной шестерне 1, и шестерня 1 вращается.

При возврате механизма в исходное положение ведущая шестерня, трибка 8 и храповая шестерня 2 вращаются в обратном направлении. Так как храповая шестерня 2 свободно сидит на своей оси, а зубья ее скользят скошенной поверхностью по выступу храповой пружины 3, не зацепляясь за него, то анкерная шестерня 1 остается неподвижной и не препятствует быстрому возврату ведущего механизма в исходное положение.

Ведущий механизм описанного устройства состоит обычно из электромагнита, взводящего пружину, и набора шестерен. Одна из осей ведущего механизма связана с подвижным исполнительным контактом. Второй контакт укрепляется неподвижно. Изменением его положения осуществляют регулировку выдержки времени.

Если в рассмотренном ранее реле времени рис. 26,а на место воздушной ветрянки 4 установить анкерный механизм, то полученный прибор выдержки времени можно рассматривать как электромагнитное устройство с замедлением движения якоря, который движется не непрерывно, а с остановками. Однако при этом между якорем и зубчатой передачей всегда ставят пружину, с тем чтобы обеспечить стабильный вращающий момент на оси анкерной шестерни. Более того, в реле времени с часовыми механизмами, от которых требуется повышенная стабильность выдержки времени, часто имеется собственная ведущая пружина, и роль электромагнита сводится лишь к ее освобождению при включении реле и взведению при отключении реле. В качестве примера такой системы рассмотрим устройство реле времени серии ЭВ-1.

На рис. 32 реле времени ЭВ-1 изображено в выключенном состоянии. Ведущая пружина 11 при этом растянута (заведена) и удерживается в этом положении тем, что палец 9 упирается в верхнюю часть якоря 3 электромагнита.

При появлении тока в обмотке электромагнита 1 якорь 3 втягивается, сжимая возвратную пружину 4 и переключая рычагом 5 подвижный контакт 6, который при этом размыкается с неподвижным контактом 7 и замыкается с неподвижным контактом 8 (без выдержки времени). При втягивании якоря убирается препятствие
на пути движения пальца 9 и жестко связанного с ним сектора 10. Под действием ведущей пружины 11 часовой механизм приходит в движение. Благодаря такой конструкции изменения напряжения питания не влияют на период колебаний анкерного механизма.

Рис. 32. Устройство реле времени ЭВ-1.

а — кинематическая схема реле; б — положение деталей фрикционного устройства при рабочем ходе; в — положение деталей фрикционного устройства при

Вращение зубчатого сектора 10 через шестерню 13 передается на валик с укрепленным на нем подвижным контактом 22. Одновременно при начале движения валика происходит его сцепление с шестерней 15 посредством фрикционного механизма, устройство и работа которого показаны на рис. 32,б и в. От шестерни 15 вращение передается через промежуточные шестерни 16, 17,18 на анкерный механизм, устройство которого аналогично механизму, изображенному на рис. 31 и отличается лишь отсутствием храпового устройства, роль которого в данном реле выполняет фрикционное сцепление 14.

При отпускании якоря электромагнита возвратная пружина 4 растягивает ведущую пружину часового механизма, возвращая при этом подвижный контакт в исходное положение. Фрикционное устройство при этом проскальзывает (рис. 32,в).

Выдержка времени зависит от расстояния между начальным положением подвижного и неподвижных контактов и регулируется изменением положения неподвижных контактов 23, которые можно перемещать относительно шкалы 24. Технические данные реле ЭВ-1 приведены в приложении I.

Кроме спусковых механизмов анкерного типа, для получения выдержки времени могут применяться механизмы с маятником, имеющим собственные колебания. Эти механизмы представляют собой обычные часы, снабженные электромагнитным устройством для завода ведущей пружины, контактами, положение которых определяет выдержку времени, и устройством, пускающим часы в ход при получении управляющего сигнала. Точность хода таких механизмов обычно значительно выше, чем механизмов с анкерным спуском. Системы с маятником применяются обычно для получения значительных выдержек времени.

МОТОРНЫЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

Получившие широкое распространение моторные реле времени применяются для получения больших выдержек времени — от долей минуты до нескольких часов. Свое название они получили из-за того, что механизм выдержки времени приводится в движение от специального электродвигателя. Обычно используют синхронные микродвигатели или двигатели постоянного тока, снабженные устройствами для автоматического поддерживания заданной скорости вращения. Основными частями моторного реле времени являются: электродвигатель с редуктором, сцепляющий электромагнит и кулачок (профильная шайба) с контактами. Принцип устройства реле поясняет схема рис. 33.

При замыкании контакта К синхронный двигатель М с редуктором начинает вращаться. Одновременно возбуждается сцепляющий магнит ЭМ и сцепляет зубчатые колеса z1 и z2. На одной оси с зубчатым колесом z1 закреплена профильная шайба (кулачок) 5. Поэтому двигатель начинает вращать профильную шайбу в направлении, указанном стрелкой, натягивая при этом пружину F2. Как только уступ выреза профильной шайбы Sподойдет к выступу рычага С, рычаг под действием пружины F3 повернется, размыкая контакты 1—2, управляющие двигателем М, и замыкая контакты 3—4.

Рис. 33. Схема устройства моторного реле времени.

управляющие внешней цепью. При размыкании контактов 1—2 синхронный двигатель М останавливается, и профильная шайба 5 остается в достигнутом положении до тех пор, пока пусковой контакт К замкнут. Если разомкнуть контакт К, то сцепляющий электромагнит отпустит якорь. Под действием пружины F1 колеса z1 и z2 расцепляются, в результате чего профильная шайба S под действием пружины F2 повернется назад к упору A. При этом контакты окажутся снова в исходном положении, и реле времени готово к новому включению. Положение упора А определяет время замедления, оно может быть изменено перестановкой упора.

Рис. 34. Кинематическая схема реле типа ВС-10.

1 — синхронный двигатель; 2 — редуктор; 3 — диск сцепления; 4 — электромагнит; 5 —возвратная пружина; 6 — центробежный тормоз; 7 —трибка; 8 — шкала; 9 — втулка; 10 — гайка зажимная; 11 — система контактная; 12 — кулачок; 13 — упор; 14 — главная ось; 15 — рычаг; 16 — палец; 17 — рычаг; 18 — конечный выключатель; 19 — упор (неподвижный); 20 — шестерня; 21 — трибка; 22 — диск сцепления; 23 — ось сцепления; 24 — пружина; 25 — визир.

Конструктивное выполнение моторных реле времени может быть различным. В качестве примера рассмотрим устройство реле времени типа ВС-10 (рис. 34).

В реле применен синхронный электродвигатель. Вращение от двигателя 1 через редуктор 2 передается на шестерню, свободно сидящую на оси. При поступлении сигнала на срабатывание якорь сцепляющего электромагнита 4 притягивается к сердечнику и своим рычагом сцепляет диски22: вращение передается через трибку 21 и шестерню 20 на главную ось 14. При этом закручивается возвратная пружина 5. Вместе с осью 14 вращаются диски с упорами 13. Когда упор 13 подходит к кулачку 12, он поворачивает кулачок, переключая контакты. Кулачки устроены так, что при нажатии упора переключение контактов происходит мгновенно. Упор после поворота кулачка продолжает двигаться дальше. Каждому контакту может быть задана своя выдержка времени независимо от выдержки других контактов.

После переключения всех контактов срабатывает конечный выключатель18и двигатель останавливается.

С прекращением сигнала рычаг якоря электромагнита расцепляет диски 22. Под действием возвратной пружины 5 реле возвращается в исходное состояние. При этом упоры 13 поворачивают кулачки 12 в положение, которое они имели при обесточенном реле.

Для ослабления резких толчков и ударов при возврате реле имеет центробежный тормоз 6. Шестерня 20 через трибку 7 вращает ось тормоза как при работе, так и при возврате реле. Однако в первом случае вращение медленное и торможения не происходит. При возврате реле скорость вращения оси 14 может быть чрезмерно большой. В этом случае происходит торможение за счет трения тормозных грузов об обойму тормоза. Технические данные реле ВС-10 приведены в приложении I.


Точность выдержки времени в моторных реле зависит от качества изготовления деталей. Погрешность может достигать 10—15% от максимального значения выдержки времени.Благодаря наличию большого количества вращающихся деталей моторные реле времени надежно работают обычно лишь в интервале температур от 0 до +35° С. Очень низкая температура окружающей среды ведет к загустеванию смазки, а высокая — к ее испарению. Обе эти причины могут вызвать отказ реле. Кроме того, заедания подвижных деталей возможны и при большом количестве пыли в окружающем воздухе. Заедания могут происходить также, за счет замерзания попавшей в корпус реле влаги и коррозии отдельных деталей. Поэтому для обеспечения надежной работы моторных реле времени необходимо поддерживать соответствующие внешние условия.

Реле времени: устройство и принцип работы

Чтобы обеспечить правильную работу схем автоматического управления, часто бывает необходимо осуществить срабатывание отдельных аппаратов в определенной последовательности с соблю­дением нужных интервалов време­ни. Для этого предназначено реле времени.

Схема реле времени.

Реле времени работают либо по принципу механического замед­ления и изготовляются с примене­нием маятников или электродвига­телей, либо по принципу электро­магнитного замедления.

Маятни­ковые реле дают выдержку времени в пределах 1-15 сек, двигатель­ные — до 24 ч, реле с электромаг­нитным замедлением — до 5 сек. Реле с электромагнитным замедле­нием изготовляют только для работы в цепях управления посто­янного тока, это реле работает по принципу увеличения времени спа­дания магнитного потока в магнит­ной системе при отключении реле.

Рассмотрим устройство и схему включения электромагнитного реле времени типа РЭ-500, которое находит широкое применение при автоматизации электропривода. Это реле (рис. 1) состоит из катушки 1, неподвижного магнитопровода2, якоря 3, регули­ровочного винта 5, траверсы6 с блок-контактами и оттяжной пружиной 4.

В месте соприкосновения сердечника с якорем помещена не­магнитная прокладка, она служит для предотвращения возможного прилипания якоря к сердечнику, при отсутствии прокладки от­брасывающая пружина может не преодолеть удерживающего усилия остаточного магнетизма сердечника, и реле не отключится.

Рисунок 1. Электромагнитное реле времени постоянного тока РЭ-500.

Якорь втягивается под действием потока, создаваемого катуш­кой 1, насаженной на сердечник. На якоре укреплена траверса 6 с подвижными контактами мостикового типа, которые образуют замыкающие контакты реле.

Для улучшения проводимости контакты изготовляются с сере­бряными накладками.

Время от момента подачи импульса на катушку реле до сраба­тывания контактов называется выдержкой времени реле. Регулиро­вание выдержки времени производится в пределах каждого типа реле изменением толщины немагнитной прокладки и натяжением оттяжной пружины при помощи регулировочного винта 5. Чем тоньше прокладка и меньше натяжение пружины, тем больше вы­держка времени реле. Кроме того, выдержка времени на реле вре­мени РЭ-511, РЭ-513 и РЭ-515 может быть получена следующими способами: 1) закорачиванием катушки- 2) отключением катушки реле.

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).

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.

To ensure correct operation of the automatic control circuit, it is often necessary to implement the operation of the individual devices in a specific sequence to meet the required time intervals. For this purpose designed timer.

Driving time relay.

Time relays operate on the principle of mechanical or deceleration, and manufactured using pendulums or electric motors, or on the principle of electromagnetic retardation.

Pendulum relays provide a time delay in the range 1-15 s, motor — 24 h Electromagnetic relay with deceleration — up to 5 seconds. Relay electromagnetic slowing manufactured only for use in DC control circuits, the relay operates on the principle of increasing the time decay of the magnetic flux in the magnetic system as the relay is turned off.

Consider the electromagnetic device and the time the relay switching circuit such as OM-500, which is widely used in the electric automation. This relay (Fig. 1) consists of a reel 1, the fixed magnetic circuit2, armature 3, the adjusting screw 5, traverses6 with auxiliary contacts and return spring 4.

At the point of contact of the core with the armature positioned non-magnetic spacer, it is possible to prevent sticking of the armature to the core, without laying lays aside the spring can not overcome the holding force residual magnetism core, and the relay is turned off.

Figure 1: The electromagnetic relay time constant RE-500 AC.

Anchor retracts under action of the flow created by the coil 1, impaled on the core. Reinforced anchor yoke 6 with movable contacts bridge type, which form the closing relay contacts.

In order to improve the conductivity of contacts are made with silver linings.

The time from the moment of the pulse in response to the relay coil contacts called delay timers. time delay regulation is performed within each type of switch change gasket thickness and a nonmagnetic return spring tension by means of an adjusting screw 5. The thinner the pad and less spring tension, the greater the delay timers. In addition, the delay time to the time relay ER-511, ER-513 and ER-515 can be obtained in the following ways: 1) by shorting katushki- 2) disconnecting the relay coil.

Shorting coil

Figure 2. Scheme of obtaining exposure time at the time of the electromagnetic relay with a variety of options enable retraction of the coil.

When the PB relay anchor is attracted very quickly (0.8 seconds relay time charge). If you turn off delay time is created, with the switch off can be carried out by breaking the coil circuit, or by short-circuiting it (Fig. 2a). Timing when the coil is shorted turns for the following reason. For defection anchors (and therefore the relay trip contact) is needed to flux in the magnetic system has disappeared or decreased to a certain value, which occurs when the power relay coil, ie. E. When it is turned off.

If the shunt relay coil (for example, parallel to the inclusion of any other intermediate relay RP), Due to the self-inductance in the circuit formed by the coil and the relay contact RP, It maintained while current. Consequently, the magnetic flux and the attractive force of the armature to the core, too, will fade gradually. The resistance R of the coil circuit should be provided to prevent a short circuit (in this case, if there are no other users in the chain).

Disabling the relay coil

When the relay coil is turned off can also be achieved by slow decay of the magnetic flux in the yoke (Fig. 2b). To this end, various dampers are used. buffer It called thick sleeve made of copper or aluminum, which is mounted on a common core Retractable coil. This sleeve It creates a secondary circuit. With the disappearance of the main magnetic flux at opening RP in the sleeve induces a current that the rule Lenz seeks to support the main stream. The greater the mass of the damper, the more delay time relay. The role of the damper performs as both a relay aluminum base. Various exposure ranges relay (0,3-5,5 s) achieved through the use of additional removable dampers.

It will be appreciated that the relay-type RE-500 is designed for DC and AC motor control circuit is activated via rectifiers.

Щоб забезпечити правильну роботу схем автоматичного управління, часто буває необхідно здійснити спрацьовування окремих апаратів в певній послідовності з дотриманням потрібних інтервалів часу. Для цього призначено реле часу.

Схема реле часу.

Реле часу працюють або за принципом механічного уповільнення і виготовляються із застосуванням маятників або електродвигунів, або за принципом електромагнітного уповільнення.

Митників реле дають витримку часу в межах 1-15 сек, рухові — до 24 ч, реле з електромагнітним уповільненням — до 5 сек. Реле з електромагнітним сповільненням виготовляють тільки для роботи в ланцюгах управління постійного струму, це реле працює за принципом збільшення часу спадання магнітного потоку в магнітній системі при відключенні реле.

Розглянемо пристрій і схему включення електромагнітного реле часу типу РЕ-500, яке знаходить широке застосування при автоматизації електроприводу. Це реле (рис. 1) складається з котушки 1, нерухомого муздрамтеатру2, якоря 3, регулювального гвинта 5, траверси6 з блок-контактами і відтяжної пружиною 4.

У місці зіткнення сердечника з якорем поміщена немагнітна прокладка, вона служить для запобігання можливого прилипання якоря до сердечника, при відсутності прокладки відкидаються пружина може не подолати утримує зусилля залишкового магнетизму сердечника, і реле не відключиться.

Каждый электрик должен знать:  Цветовая температура светодиодных ламп таблица для оптимального выбора

Малюнок 1. Електромагнітне реле часу постійного струму РЕ-500.

Якір втягується під дією потоку, створюваного котушкою 1, насадженої на сердечник. На якорі укріплена траверса 6 з рухомими контактами місткового типу, які утворюють прикінцеві контакти реле.

Для поліпшення провідності контакти виготовляються з срібними накладками.

Час від моменту подачі імпульсу на котушку реле до спрацьовування контактів називається витримкою часу реле. Регулювання витримки часу проводиться в межах кожного типу реле зміною товщини немагнітної прокладки і натягом відтяжної пружини за допомогою регулювального гвинта 5. Чим тонше прокладка і менше натяг пружини, тим більше витримка часу реле. Крім того, витримка часу на реле часу РЕ-511, РЕ-513 і РЕ-515 може бути отримана наступним чином: 1) закорочуванням катушкі- 2) відключенням котушки реле.

закорочування котушки

Малюнок 2. Схема отримання витягу часу у електромагнітних реле часу з різними варіантами включення втягує котушки.

При включенні реле РВ якір притягається дуже швидко (час заряду реле 0,8 сек). При відключенні створюється витримка часу, при цьому відключення реле може здійснюватися як шляхом розриву ланцюга котушки, так і шляхом її закорочування (рис. 2а). Витримка часу при закорачіваніі котушки виходить з наступних причин. Для відокремлення якоря (і, отже, спрацьовування контактів реле) необхідно, щоб потік в магнітній системі зник або зменшився до певної величини, що і відбувається при припиненні живлення котушки реле, т. Е. При її відключенні.

Якщо ж шунтировать котушку реле (наприклад, паралельним включенням будь-яких контактів іншого проміжного реле РП), То внаслідок самоіндукції в контурі, утвореному котушкою реле і контактом РП, підтримується деякий час ток. Отже, магнітний потік і сила тяжіння якоря до сердечника теж будуть затухати поступово. Опір R у ланцюзі котушки має бути передбачено для запобігання короткого замикання (в тому випадку, якщо в цьому ланцюзі немає інших споживачів).

Відключення котушки реле

При відключенні котушки реле можна також досягти уповільненої спадання магнітного потоку в муздрамтеатрі (рис. 2 б). Для цього застосовуються різні демпфери. демпфером називається товста гільза, виконана з міді або алюмінію, яка насаджується на загальний сердечник зі втягує котушкою. ця гільза створює вторинний контур. При зникненні основного магнітного потоку при розмиканні РП в гільзі индуктируется струм, який за правилом Ленца прагне підтримати основний потік. Чим більше маса демпфера, тим більше витримка часу реле. Роль демпфера одночасно виконує також і алюмінієве підставу реле. Різні діапазони витримки реле (0,3-5,5 сек) досягаються за рахунок застосування додаткових знімних демпферів.

Слід мати на увазі, що реле типу РЕ-500 призначений для постійного струму, і в ланцюг управління двигунами змінного струму воно включається через випрямлячі.

Лада 2110 ツɐʞdиҺツ (БЫВШАЯ) › Бортжурнал › Принцип действия и назначение работы Реле.

Для чего нужна установка реле в автомобиле ? Начнем с определения:

Реле — электрическое устройство (выключатель), предназначенное для замыкания и размыкания различных участков электрических цепей при заданных изменениях электрических или неэлектрических входных величин.
Типы реле могут различаться по управляющему сигналу и по исполнению, не будем останавливаться на этом, тем более все это есть на той же википедии. Отметим лишь, что наибольшее распространение получили электрические (электромагнитные) реле.

Понять для чего нужно реле из определения трудно, поэтому разжуем на простых словах:
Реле предназначено для коммутации больших токов нагрузки. Другими словами является переключателем, а еще проще — принцип работы реле — малым током (например сигналом кнопки) включать цепи с большим током. А используют реле, когда исполнительное устройство (стартер, генератор, вентилятор, обогрев зеркал, клаксон и т.д.) потребляет больший ток (до 30-40 ампер).

НАПРИМЕР: Для того чтобы с маленькой кнопочки завести двигатель, необходимо, чтобы включился стартер, который потребляет от 80 до 300 ампер. Если не использовать реле, тогда кнопка не выдержит большого тока и расплавится, также как и не предназначенная для больших токов проводка. Поэтому, делают подключение через реле (между кнопочкой и стартером устанавливают реле), которое по импульсу малого тока кнопки внутри себя замыкает мощные контакты, тем самым включая стартер. Как это происходит ?
***********************************************************************************************************************
Устройство реле

Электромагнитное реле состоит из:
электромагнита (представляет собой электрический провод, намотанный на катушку с сердечником из магнитного материала).
якоря (пластина из магнитного материала, через толкатель управляющая контактами).
переключателя (могут быть замыкающими, размыкающими, переключающими).

Контакты реле:
Контакты 85 и 86 — это катушка.
Контакт 30 — общий контакт, всегда присутствует в реле. Он, без подачи напряжения на контакты обмотки, постоянно замкнут на контакт 87а.
Контакт 87А — нормально-замкнутый контакт.
Контакт 87 — нормально-разомкнутый контакт.
Силовые контакты имеют всегда маркировку 30, 87 и 87а.

Что такое твердотельное реле, его схемы, управление и подключение

В данной статье поговорим про твердотельное реле, обозначим его преимущество перед механическим реле. Рассмотрим управление и подключение твердотельного реле, принцип его работы и конструкцию, а так же разберем различные схемы.

Описание

В отличие от электромеханических реле (EMR), которые используют катушки, магнитные поля, пружины и механические контакты для управления и переключения питания, твердотельное реле или SSR не имеет движущихся частей, но вместо этого использует электрические и оптические свойства полупроводниковых полупроводников, выполняет его вход в функции изоляции и переключения выхода.

Как и обычные электромеханические реле, твердотельные реле обеспечивают полную электрическую изоляцию между их входными и выходными контактами, а его выход действует как обычный электрический переключатель в том смысле, что он имеет очень высокое, почти бесконечное сопротивление в непроводящем (разомкнутом) и очень низком сопротивлении при проведении. Твердотельные реле могут быть предназначены для переключения как переменного, так и постоянного тока с помощью SCR, триак или переключающего транзисторного выхода вместо обычных механических нормально разомкнутых контактов. Купить твердотельное реле на Алиэкспресс:

В то время как твердотельное реле и электромеханическое реле в основном схожи в том, что их низковольтный вход электрически изолирован от выхода, который переключает и контролирует нагрузку, электромеханические реле имеют ограниченный жизненный цикл контакта, могут занимать много места и имеют более низкие скорости переключения, особенно большие силовые реле и контакторы. Твердотельные реле не имеют таких ограничений.

Таким образом, основные преимущества твердотельных реле по сравнению с обычными электромеханическими реле состоят в том, что у них нет движущихся частей, изнашиваемых, и, следовательно, нет проблем с отскоком контактов, они могут переключать «ВКЛ» и «ВЫКЛ» гораздо быстрее, чем механические реле может двигаться, а также включаться при нулевом напряжении и отключаться при нулевом токе, что устраняет электрические помехи и переходные процессы.

Полупроводниковые реле можно купить в стандартных готовых комплектах, от нескольких вольт или ампер до многих сотен вольт и ампер выходной коммутационной способности. Однако твердотельные реле с очень высоким номинальным током (плюс 150 А) все еще слишком дороги для покупки из-за их требований к силовым полупроводникам и теплоотдаче, и, как таковые, все еще используются более дешевые электромеханические контакторы.

Подобно электромеханическому реле, небольшое входное напряжение, обычно от 3 до 32 вольт постоянного тока, может использоваться для управления очень большим выходным напряжением или током, например 240В, 10А. Это делает их идеальными для взаимодействия микроконтроллеров, PIC и Arduino, так как слаботочный 5-вольтный сигнал, скажем, от микроконтроллера или логического вентиля, может использоваться для управления конкретной нагрузкой цепи, и это достигается с помощью опто-изолятора.

Принцип работы и конструкция твердотельного реле

Одним из основных компонентов твердотельного реле (SSR) является оптоизолятор (также называемый оптопарой), который содержит один (или более) инфракрасный светодиод или светодиодный источник света, а также фоточувствительное устройство в один случай. Оптоизолятор изолирует вход от выхода.

Светодиодный источник света подключен к входной секции SSR и обеспечивает оптическую связь через зазор с соседним фоточувствительным транзистором, парой Дарлингтона или симистором. Когда ток проходит через светодиод, он загорается, и его свет фокусируется через зазор на фототранзистор / фототриак.

Таким образом, выход оптронного SSR включается при включении этого светодиода, как правило, с помощью низковольтного сигнала. Поскольку единственным входом между входом и выходом является луч света, высоковольтная изоляция (обычно несколько тысяч вольт) достигается с помощью этой внутренней оптоизоляции.

Оптоизолятор не только обеспечивает более высокую степень изоляции входов / выходов, он также может передавать сигналы постоянного тока и низкочастотные сигналы. Кроме того, светодиод и фоточувствительное устройство могут быть полностью отделены друг от друга и оптически связаны с помощью оптического волокна.

Входная схема SSR может состоять только из одного ограничивающего ток резистора, включенного последовательно со светодиодом оптоизолятора, или из более сложной цепи с выпрямителем, регулированием тока, защитой от обратной полярности, фильтрацией и т.д.

Чтобы активировать или включить «ВКЛ» проданное реле состояния в проводимость, на его входные клеммы должно быть приложено напряжение, превышающее его минимальное значение (обычно 3 В постоянного тока) (эквивалентно катушке электромеханического реле). Этот сигнал постоянного тока может быть получен от механического переключателя, логического вентиля или микроконтроллера, как показано ниже.

Входная цепь постоянного тока твердотельного реле

При использовании в качестве сигнала активации механических контактов, переключателей, кнопок, других контактов реле и т.д., используемое напряжение питания может быть равно минимальному значению входного напряжения SSR, тогда как при использовании твердотельных устройств, таких как транзисторы, вентили и микро-контроллеры, минимальное напряжение питания должно быть на один или два вольт выше напряжения включения SSR для учета внутреннего падения напряжения коммутационных аппаратов.

Но помимо использования напряжения постоянного тока, либо ослабления, либо источника, для переключения твердотельного реле в проводящее состояние, мы также можем использовать синусоидальную форму волны, добавив мостовой выпрямитель для двухполупериодного выпрямления и схему фильтра на вход постоянного тока.

Входная цепь переменного тока твердотельного реле

Мостовые выпрямители преобразуют синусоидальное напряжение в двухполупериодные выпрямленные импульсы с удвоенной входной частотой. Проблема здесь заключается в том, что эти импульсы напряжения начинаются и заканчиваются с нуля вольт, что означает, что они упадут ниже минимальных требований к напряжению при включении порога входа SSR, в результате чего выход будет «включаться» и «выключаться» в каждом полупериоде.

Чтобы преодолеть это беспорядочное срабатывание на выходе, мы можем сгладить выпрямленную рябь, используя сглаживающий конденсатор (C1) на выходе мостового выпрямителя. Эффект зарядки и разрядки конденсатора повысит постоянную составляющую выпрямленного сигнала выше максимального значения напряжения включения на входе твердотельных реле. Тогда, даже если используется постоянно изменяющаяся синусоидальная форма волны напряжения, входной сигнал SSR видит постоянное напряжение постоянного тока.

Значения резистора падения напряжения R 1 и сглаживающего конденсатора C 1выбираются в соответствии с напряжением питания, 120 В переменного тока или 240 В переменного тока, а также входным сопротивлением твердотельного реле. Но что-то около 40 кОм и 10 мкФ подойдет.

Затем с добавлением этой мостовой выпрямителя и сглаживающей конденсаторной цепи можно управлять стандартным твердотельным реле постоянного тока, используя источник переменного или неполяризованного постоянного тока. Конечно, производители уже производят и продают входные твердотельные реле переменного тока (обычно от 90 до 280 В переменного тока).

Выход твердотельного реле

Возможности переключения выхода твердотельного реле могут быть как переменного, так и постоянного тока, аналогичными его требованиям к входному напряжению. Выходная цепь большинства стандартных твердотельных реле сконфигурирована для выполнения только одного типа переключающего действия, дающего эквивалент нормально разомкнутого однополюсного однополюсного (SPST-NO) режима работы электромеханического реле.

Для большинства твердотельных реле постоянного тока обычно используются твердотельные коммутационные устройства — силовые транзисторы, Дарлингтона и MOSFET, тогда как для твердотельного реле переменного тока, коммутационные устройства — это симисторные или двухсторонние тиристоры. Тиристоры предпочтительны из-за их высокого напряжения и тока. Один тиристор также может использоваться в схеме мостового выпрямителя, как показано на рисунке.

Наиболее распространенным применением твердотельных реле является переключение нагрузки переменного тока, будь то управление мощностью переменного тока для включения / выключения, затемнение света, управление скоростью двигателя или другие подобные приложения, где необходимо управление мощностью, эти нагрузки переменного тока может легко управляться с помощью постоянного тока низкого напряжения с помощью твердотельного реле, обеспечивающего длительный срок службы и высокие скорости переключения.

Одним из самых больших преимуществ твердотельных реле по сравнению с электромеханическим реле является его способность выключать «переменные» нагрузки переменного тока в точке нулевого тока нагрузки, тем самым полностью устраняя искрение, электрический шум и отскок контактов, связанные с обычными механическими реле и индуктивными нагрузками.

Это связано с тем, что твердотельные реле переключения переменного тока используют SCR и триак в качестве выходного переключающего устройства, которое продолжает проводить после удаления входного сигнала до тех пор, пока переменный ток, протекающий через устройство, не опустится ниже своего порогового значения или не сохранит значение тока. Тогда выход SSR никогда не сможет выключиться в середине пика синусоидальной волны.

Отключение при нулевом токе является основным преимуществом использования твердотельного реле, поскольку оно уменьшает электрические помехи и обратную эдс, связанные с переключением индуктивных нагрузок, которые видятся как искрение контактами электромеханического реле. Рассмотрим диаграмму формы выходного сигнала ниже типичного твердотельного реле переменного тока.

Форма выходного сигнала твердотельного реле

При отсутствии входного сигнала ток нагрузки не протекает через SSR, поскольку он фактически выключен (разомкнут), а выходные клеммы видят полное напряжение питания переменного тока. При применении входного сигнала постоянного тока, независимо от того, какую часть синусоидального сигнала, положительного или отрицательного, проходит цикл, из-за характеристик переключения SSR при нулевом напряжении, выход включается только тогда, когда сигнал пересекает нулевую точку.

Когда напряжение питания увеличивается в положительном или отрицательном направлении, оно достигает минимального значения, необходимого для полного включения выходных тиристоров или симистора (обычно менее чем около 15 вольт). Падение напряжения на выходных клеммах SSR соответствует падению напряжения переключающего устройства V T (обычно менее 2 вольт). Таким образом, любые высокие пусковые токи, связанные с реактивными или ламповыми нагрузками, значительно снижаются.

Когда сигнал входного напряжения постоянного тока удаляется, выход не отключается внезапно, так как после срабатывания проводимости тиристор или триак, используемый в качестве переключающего устройства, остается включенным в течение оставшейся части полупериода, пока токи нагрузки не упадут ниже удерживающих устройств тока, в этот момент он выключается. Таким образом, высокая обратная ЭДС dv / dt, связанная с переключением индуктивных нагрузок в середине синусоиды, значительно снижается.

Тогда основными преимуществами твердотельного реле переменного тока над электромеханическим реле является его функция пересечения нуля, которая включает SSR, когда напряжение нагрузки переменного тока близко к нулю вольт, таким образом подавляя любые высокие пусковые токи, поскольку ток нагрузки всегда будет запускаться от точки, близкой к 0 В, и присущей нулевой характеристике отключения тока тиристора или симистора. Поэтому существует максимально возможная задержка выключения (между удалением входного сигнала и отключением тока нагрузки) в один полупериод.

Фазорегулирующее твердотельное реле

Хотя твердотельные реле могут выполнять прямое переключение нагрузки при пересечении нуля, они также могут выполнять гораздо более сложные функции с помощью цифровых логических схем, микропроцессоров и модулей памяти. Другое превосходное применение твердотельного реле — в устройствах с диммером ламп, будь то дома, для шоу или концерта.

Твердотельные реле с ненулевым включением (мгновенное включение) включаются сразу после подачи входного управляющего сигнала, в отличие от SSR пересечения нуля, который выше, и ожидает следующей точки пересечения нуля синусоидальной волны переменного тока. Это случайное переключение при пожаре используется в резистивных устройствах, таких как диммер ламп, и в устройствах, в которых нагрузка должна подаваться только в течение небольшой части цикла переменного тока.

Форма сигнала с произвольным переключением

Хотя это позволяет контролировать фазу сигнала нагрузки, основная проблема случайного включения SSR заключается в том, что начальный скачок тока нагрузки в момент включения реле может быть высоким из-за переключающей мощности SSR, когда напряжение питания составляет близко к своему пиковому значению (90 o ). Когда входной сигнал удаляется, он перестает проводить, когда ток нагрузки падает ниже тока тиристоров или триаков, как показано на рисунке. Очевидно, что для твердотельного реле постоянного тока действие включения-выключения является мгновенным.

Твердотельное реле идеально подходит для широкого диапазона применений ВКЛ / ВЫКЛ переключения , поскольку они не имеют подвижных частей или контактов в отличие от электромеханического реле (ЭМР). Существует много различных коммерческих типов на выбор для входных сигналов управления переменного и постоянного тока, а также для переключения выходов переменного и постоянного тока, так как они используют полупроводниковые переключающие элементы, такие как тиристоры, триаки и транзисторы.

Но используя комбинацию хорошего оптоизолятора и симистора, мы можем сделать наше собственное недорогое и простое твердотельное реле для управления нагрузкой переменного тока, такой как нагреватель, лампа или соленоид. Поскольку для работы оптоизолятора требуется только небольшое количество входной / управляющей мощности, управляющий сигнал может поступать от PIC, Arduino, Raspberry PI или любого другого такого микроконтроллера.

Пример твердотельного реле

Предположим, нам нужен микроконтроллер с сигналом порта цифрового выхода всего лишь +5 В для управления нагревательным элементом 120 В переменного тока, 600 Вт. Для этого мы могли бы использовать опто-триационный изолятор MOC 3020, но внутренний триак может пропускать только максимальный ток (I TSM ) в пике 1 А на пике источника переменного тока 120 В, поэтому необходимо также использовать дополнительный переключающий триак.

Сначала давайте рассмотрим входные характеристики оптоизолятора MOC 3020 (доступны другие опто-триаки). Спецификация оптоизоляторов говорит нам, что прямое напряжение (V F ) падения входного светодиода составляет 1,2 В, а максимальный прямой ток (I F ) составляет 50 мА.

Светодиоду требуется около 10 мА, чтобы он мог достаточно ярко светиться до максимального значения 50 мА. Однако порт цифрового выхода микроконтроллера может выдавать максимум 30 мА. Тогда значение требуемого тока лежит где-то между 10 и 30 миллиампер. Следовательно:

Таким образом, можно использовать резистор для ограничения последовательного тока со значением от 126 до 380 Ом. Поскольку порт цифрового выхода всегда переключается на +5 В и для уменьшения рассеивания мощности через светодиод оптопары мы выберем предпочтительное значение сопротивления 240 Ом. Это дает светодиодный прямой ток менее 16 мА. В этом примере подойдет любое предпочтительное значение резистора между 150 Ом и 330 Ом.

Нагрузка нагревательного элемента составляет 600 Вт. Использование 120 В переменного тока даст нам ток нагрузки 5 ампер (I = P / V). Поскольку мы хотим управлять этим током нагрузки в обоих полупериодах (все 4 квадранта) формы сигнала переменного тока, нам потребуется триак переключения сети.

BTA06 — это симистор 600 В на 6 ампер (I T (RMS) ), подходящий для общего / двухпозиционного переключения нагрузок переменного тока, но подойдет любой аналогичный симистор с номинальным напряжением 6–8 ампер. Кроме того, для этого переключающего триака требуется только 50 мА привода затвора для запуска проводимости, что намного меньше максимального значения 1 А для оптоизолятора MOC 3020.

Учтите, что выходной триак оптоизолятора включился при пиковом значении (90 o ) среднеквадратичного напряжения питания 120 В переменного тока. Это пиковое напряжение имеет значение: 120 x 1,414 = 170Vpk. Если максимальный ток опто-триаков (I TSM ) составляет 1 А, то минимальное значение требуемого последовательного сопротивления составляет 170/1 = 170 Ом или 180 Ом до ближайшего предпочтительного значения. Это значение 180 Ом будет защищать выходной триак оптопары, а также затвор триака BTA06 при питании 120 В переменного тока.

Если симистор оптоизолятора включается при значении пересечения нуля (0 o ) среднеквадратичного переменного напряжения питания 120 В , то минимальное напряжение, необходимое для подачи требуемого тока возбуждения затвора 50 мА, заставляющего переключающий триак в проводимость, будет: 180 Ом х 50 мА = 9,0 вольт. Затем симистор срабатывает, когда синусоидальное напряжение Gate-to-MT1 превышает 9 вольт.

Таким образом, минимальное напряжение, требуемое после точки пересечения нуля формы сигнала переменного тока, должно составлять 9 вольт, при этом рассеяние мощности в этом последовательном затворном резисторе очень мало, поэтому можно безопасно использовать резистор номиналом 0,5 Ом с сопротивлением 0,5 Ом и номиналом 0,5 Вт. Рассмотрим схему ниже.

Схема реле переменного тока

Этот тип конфигурации оптопары формирует основу очень простого применения твердотельного реле, которое может использоваться для управления любой нагрузкой от сети переменного тока, такой как лампы и двигатели. Здесь мы использовали MOC 3020, который является изолятором со случайным переключением. Опто-триачный изолятор MOC 3041 имеет те же характеристики, но со встроенным обнаружением пересечения нуля, позволяющим нагрузке получать полную мощность без больших пусковых токов при переключении индуктивных нагрузок.

Диод D 1 предотвращает повреждение из-за обратного подключения входного напряжения, в то время как резистор 56 Ом (R 3 ) шунтирует любые токи di / dt при отключенном симисторе, устраняя ложные срабатывания. Он также связывает терминал затвора с MT1, обеспечивая полное отключение симистора.

Если используется входной сигнал ШИМ с широтно-импульсной модуляцией, частота переключения ВКЛ / ВЫКЛ должна быть установлена ​​не более 10 Гц для нагрузки переменного тока, иначе выходное переключение этой полупроводниковой релейной цепи может не выдержать.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

РЗ ЛР2 Реле времени

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Цель работы: изучение конструкции и принципов действия реле времени эксплуата­ционных свойств, а также получение практических навыков исследования характеристик.

Описание лабораторного стенда

Принципиальная схема лабораторного стенда приведена на Рисунке 1, ко­торая также располагается на стенде. Схема стенда полностью собрана, на передней панели располагаются электрические аппараты, обозначенные в соответствии с принципиальной схемой.

Включить выключатель SF1, тумблер S1включает реле времени и се­кундомер.


Рисунок 1- Схема стенда исследования реле времени РВ-100.

Конструкция и основные данные реле времени РВ-100

Реле времени серии РВ100 — электромагнитное, содержит следующие основные узлы: электромагнитный привод, часовой механизм, контактную систему. Конструкция реле приведена на Рисунке 2.Электромагнитный привод состоит из магнитопровода, обмотки, якоря и возвратной пружины. Контактная система реле состоит из следующих элементов мгновенно действующих контактов, одного или двух подвижных контактов, укреплен­ных на торцевых частях траверсы, перемещающихся колодок с неподвиж­ными временно замыкающими и основными контактами.

Каждый электрик должен знать:  ПУЭ-7 Глава 4.3 Преобразовательные подстанции и установки

Колодка основного контакта отличается от колодки временно замыкаю­щего контакта наличием упора, ограничивающего ход траверсы. Уставки по времени регулируются на контактах независимо одна от другой перемеще­нием контактных колодок по шкале, причем на временно замыкающем кон­такте должна выставляться меньшая из двух заданных выдержка времени. Отсчет выдержки времени реле начинается при запуске заторможенного ча­сового механизма при втягивании якоря реле.

Реле времени серии РВ100 предназначены для работы на постоянном оперативном токе и имеют исполнение на 24, 48, 110 и 220 В. Сопротивле­ние обмоток составляет соответственно 20, 80, 450 и 1750 Ом.

Реле имеет стальной цилиндрический якорь, перемещающийся в латун­ной гильзе. Для исключения залипания якоря в притянутом положении на нижнем конце якоря предусмотрена бронзовая шайба. На верхнем конце якоря укреплен рычаг с пластмассовым толкателем, воздействующим на мгновенные контакты.

Рисунок 2- Общий вид реле РВ-100:1 — мостик подвижного контакта, 2 — траверса, 3 — колодка неподвижного основного контакта, 4 – колодка неподвижного временно замыкающего кон­такта, 5 – цоколь, 6 – обмотка, 7 – якорь, 8- заводной рычаг часового меха­низма, 9 – часовой механизм, 10 – кожух, 11 – магнитопровод, 12 — добавоч­ный резистор, 13 – конденсатор, 14 – толкатель мгновенного действия.

Принцип действия реле времени РВ-100

Реле времени предназначены для создания выдержки времени срабаты­вания устройств релейной защиты и автоматики. Наибольшее распространение получили реле времени с часовыми меха­низмами.

При подаче напряжения питания на обмотку реле 7, якорь 5 втягивается, палец 2 освобождается и под действием пружины 4 происходит поворот зубчатого сектора 5. Шестерня 8 и подвижный контакт 9 поворачиваются, и, с задержкой по времени, контакты 10 замыкаются. Равномерность поворота подвижного контакта обеспечивается анкерным механизмом 12. Выдержки времени устанавливаются путем перемещения контактов 10 по шкале 11, отградуированной в секундах. Контакты мгновенного действия 6, 7 переключаются мгновенно при втягивании якоря.

Рисунок 3- Реле времени серии ЭВ

Рисунок 4- Схемы внутренних соединений реле (вид на реле сзади):а-РВ112-РВ142 на 24 и 48 В и РВ218-РВ248;б — PB112-PB142 на 110 и 220 В;в- РВ113-РВ143;г- РВ114-РВ144 на 24 и 48 В и РВ217- РВ247;д- РВ114-РВ144 на ПО и 220 В и РВ215-РВ245;е- РВ215- РВ245;ж- РВ215К-РВ245К с ВУ 200;ИК-искрогасительный контур.

Порядок выполнения работы

Изучить конструкцию и принцип работы реле времени РВ-100.

Снять зависимость времени срабатывания , от времени устав­ки реле времени.

Рассчитать действительное время срабатывания реле ,относительно ∆ и абсолютную погрешность .

Действительное время срабатывания реле ,с:

Абсолютное время срабатывания реле:

Относительная погрешность времени срабатывания реле:

Таблица 1. Экспериментальные и расчетные значения

Назначение и принцип работы реле времени

Реле времени имеет элементарное назначение – включение или выключение линии фазового проводника с течением заданного промежутка времени. То есть человек настраивает реле на время работы, через которое оно должно разомкнуть электрическую цепь и уходит.

По истечению времени реле размыкает цепь, вследствие чего отключается прибор, который подключен к линии, управляемой данным реле. Это может быть произведено с целью экономии электроэнергии и вместе с тем за ненадобностью работы прибора после определенного периода его работы.

В общем, назначение данного прибора управления электропитанием ясно, осталось лишь разобраться с его принципом работы и рассмотреть схему, приведенную ниже.

Принцип работы реле времени состоит в том, что блок управления реле представляет собой электронный таймер, настраиваемый вручную и который с истечением заданного времени дает сигнал исполнительному механизму, который и размыкает цепь. При этом стоит заметить, что таймер может быть электронным (что чаще всего встречается в современных реле времени) или механическим (в большей степени старого образца реле).

Электронный таймер в реле времени представлен как микросхема, которая программируется разными импульсами, которые возникают в результате нажатия клавиш на панели управления реле контроля времени.

Работа реле времени с таймером механического образца ничем не отличается, а сам механизм таймера такого реле имеет контакты, которые находятся в определенном положении (сомкнуты или разомкнуты). При повороте регулятора механизма таймера времени они меняют свое положение, то бишь размыкаются или мыкаются, тем самым, соответственно, замыкая или размыкая электрическую цепь.

Со временем они становятся в первоначальную позицию, время зависит от того, на сколько градусов выполнен поворот регулятора (чем больше повернуть регулятор, тем больше нужно будет времени для возвращения в первоначальную позицию).

Схема подключения реле времени может иметь выход для подключения к компьютеру, в таком случае это реле называется интеллектуальным и может иметь до 40 групп для подключения приборов.

Это может давать расширенные возможности по программированию режимов времени, чего нельзя было добиться вручную, орудуя лишь парой кнопок и имея в наличии всего пару выходов групп на панели управления данным устройством автоматического управления цепью.

В этой статье мы рассмотрели основные виды реле, которые применяются в бытовых электросетях. Были вкратце раскрыты основные положения относительно принципа работы реле, а также схемы их подключения. Однако, не были рассмотрены многие технические подробности, так как статья и без того объемная.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Иркутский государственный университет путей сообщения»

Красноярский институт железнодорожного транспорта

Кафедра «Система обеспечения движения поездов»

Лабораторная работа №1

По дисциплине «Основы технической диагностики»

«Реле: Тока, напряжения, времени, температуры, фото реле»

Принцип работы реле времени

Для обеспечения нормальной работы схем автоматического управления может потребоваться соблюдение определенных временных интервалов. Для выполнения подобной задачи может потребоваться реле времени.

Принцип работы реле времени достаточно простой. Их работа осуществляется по принципу механического замедления или электромагнитного замедления.

Особенности

Маятниковые реле времени позволяют обеспечивать выдержку от 1 до 15 секунд, двигательные до 24 часов, а реле с электромагнитным замедлением до 5 секунд. Реле с электромагнитным замедлением необходимо применять только в цепях управления постоянным током. Его работа будет осуществляться по принципу увеличения времени спадания магнитного потока в магнитной системе при отключении реле. У нас вы также можете прочесть, как работает тензодатчик.

Наиболее популярным на сегодняшний день считается электромагнитное реле РЭ-500. При автоматизации электропривода оно находит широкое применение. Это реле будет состоять из:

  1. Катушки.
  2. Неподвижного магнитопровода.
  3. Якоря.
  4. Регулировочного винта.
  5. Траверсы.
  6. Блока-контактами.
  7. Оттяжной пружины.

В том месте, где сердечник будет соприкасаться с якорем располагается немагнитная прокладка. Она предназначается для того, чтобы защитить якорь от прилипания к сердечнику. Если прокладка в конструкции будет отсутствовать, тогда пружина может просто не преодолеть усилия остаточного магнетизма и реле не отключится. Вытяжение якоря будет происходить под воздействием потока, который создает катушка. На якоре также располагается траверса с подвижными контактами, которая образует замыкающие контакты реле.

Чтобы улучшить проводимость контактов ее изготовление будет происходить с серебряными накладками. Выдержка времени реле – это время от подачи импульса до срабатывания контактов. Регулирование выдержки в пределах каждого типа реле будет производиться путем натяжения регулировочной пружины с помощью регулировочного винта. Чем тоньше будет прокладка, тем больше будет выдержка реле времени. Кроме этого, выдержку реле времени можно получить следующими путями:

  • Закорачиванием катушки.
  • Отключением катушки реле.

Теперь пришло время ознакомиться с каждым вариантом более детально. Читайте также про омические датчики.

Закорачивание катушки

При переключении РВ якорь притягивается достаточно быстро. При отключении будет создаваться выдержка времени. Выдержка времени при закорачивании катушки будет получаться по следующей причине. Для отпадения якоря потребуется, чтобы поток в магнитной системе исчез или уменьшился до определенной величины. Это будет происходить при прекращении питания катушки реле.

Если шунтировать катушку реле, тогда впоследствии самоиндукции в контуре, образуемым катушкой реле и контактом РП, некоторое время может поддерживаться ток. Исходя из этого магнитный поток и сила притяжения якоря к сердечнику также будет затухать постепенно. Сопротивление R будет затухать постепенно для предотвращения короткого замыкания.

Отключение реле времени

При отключении катушки реле также можно достичь замедленного спадания магнитного потока в магнитопроводе. Для этого могут применяться разнообразные демпферы. Демпфер – это толстая гильза, которая выполняется из меди или алюминия, которая насаживается на общий сердечник с втягивающей конструкцией. Эта гильза позволяет создавать вторичный контур.

Когда исчезнет магнитный поток при размыкании РП в гильзе индуктируется ток, который по правилу Ленца будет стремиться поддержать основной ток. Соответственно, чем больше масса демпфера, тем больше будет выдержка реле времени. Диапазоны выдержки реле от 0.3 – 5.5 секунд достигают за счет применения дополнительных съемных демпферов.

Если вы используете реле типа РЭ-500, тогда помните, что оно предназначается для постоянного тока и в цепь управления двигателями переменного тока. Соответственно выключение реле времени этого типа происходит через выпрямители. Теперь вы знаете устройство реле времени и как оно работает. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Устройство и ремонт электровозов. 1. Устройство и принцип работы реле времени.

1. Устройство и принцип работы реле времени.

Предназначена для замедления процесса вкл и откл в ЦУ, в отличии от промежуточного реле притягивание якоря к сердечнику и отрыв его происходит не сразу, а с некоторой задержкой – это обеспечивает наличием на его сердечнике демпферного медного кольца, а на магнитопроводе медной гильзы.

Работа реле: при фиксированных положениях медное кольцо никакого действия не оказывает, действия его проявляются после момента подачи или снятия напряжения с катушки. Если реле находится под напряжением, то якорь притянут, при снятии напряжения, ток в катушки прекратится сразу в момент разрыва цепи, с прекращением тока магнитный поток начнет уменьшаться, это вызовет в медном кольце ЭДС под действием которой в нем возникает ток, поддерживающий магнитный поток, в результате магнитный поток благодаря медному кольцу продолжает существовать продолжительное время (до несколько сек) и удерживать якорь притянутым, аналогичное действие сказывает кольцо при подачи напряжения на катушку, только в этом случае в медном кольце находятся токи которые задерживают появления и возрастание магнитного потока в сердечнике что и задерживает притягивание якоря к сердечнику. Чем больше сечение кольца, тем больше выдержка времени, которая зависит также от натяжения откл пружины и от зазора между сердечником и якорем, определяемого в притянутом положении толщиной диамагнитной прокладки, а в откл положение упора. Чем меньше зазор тем меньше сопротивление магнитной системы, тем больше магнитный поток от медной гильзы и тем больше выдержка времени. Чем меньше натяжение пружины тем большую роль играют электромагнитные силы.

2. Включение ГВ на электровозе ВЛ-80тк. Работа схемы.

Для вкл ГВ необходимо иметь запас сжатого воздуха в резервуаре ГВ 32л не менее 6 Атм, напряжение на АБ не ниже 40В. Одновременно с включением ГВ схемой электровоза предусмотрено вкл ВБ поэтому необходимо вкл тормоза, кнопка ЦУ, рукоятка вала усилия должна быть на «0», SF22 включен.

SF22 > H022 > контакты вала усилия 11-12 > H201 > кнопка ГВ > Э26 > контакты SA5 (отключение секций у п/маш) > H203 > бл.к. KV44 > H204 > бл.к. KV1 > H206 > бл.к. KA7 (защита обмотки электрического торможения) > H207 > бл.к. KA8 (ток уставки 3500 ±175А, защита ОСН от перегрузки и токов КЗ) > H208 > K2 (РМТ реле максимального тока, ток уставки 250А±10%, защищает первичную обмотку Т5 от перегрузки и КЗ) > УА2 (удерживающая катушка ГВ) > SP(амд) (вкл 5,8-5,6Атм, откл 4,8-4,6Атм)> корпус (земля и на -АБ).

Цепь вкл катушки ГВ:

SF22 > H022 > контакты вала усилия 13-14 > H202 > кнопка Возврат защиты > Э27 > реле KV43 > корпус.

Реле KV43 получив питание своими бл.к. создаст цепь на вкл катушку ГВ УА1.

H204 > бл.к. KV43 > бл.к. KV41 > H210 > K1 (собственный контакт) > УА1 > SP(амд) > корпус.

УА1 получив питание произведет вкл ГВ, после поворота эксцентрикового вала ГВ на угол 60º контакты ГВ К1 – перезамкнутся, получит питание KV40 и своими бл.к. создаст цепь на удерживающие катушки ВБ QF11-QF14.

Контакт К1 разорвет цепь питания УА1, и создаст цепь на реле KV41.

KV41 получив питание разорвет цепь на УА1 себя поставив на самоподхват своими бл.к. Реле KV41 исключает звонковую работу ГВ в случае утери питания удерживающей катушки ГВ УА2 или срабатывание защиты в момент включения.

После включения ГВ его собственный контакт разорвет цепь на индикатор ГВ.

Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 16 ; Нарушение авторских прав

Принцип работы и подключения реле таймера задержки времени

Реле таймер — это эффективное изделие, предназначенное для обеспечения работы всех элементов системы на протяжении заданного промежутка времени после включения или отключения питания. Этот небольшой прибор способен одновременно контролировать несколько устройств, поэтому его часто используют в наиболее сложных аппаратах. Самостоятельно изготовить или купить такой механизм можно с минимальными финансовыми затратами.

Общие сведения

Для того чтобы устройство правильно работало и выполняло все предусмотренные функции, рекомендуется подключить реле времени (220В) с задержкой включения. Перед началом его изготовления и монтажа необходимо подробно изучить устройство, принцип действия, а также преимущества и недостатки. Вся эта информация поможет выбрать максимально эффективную модель аппарата для каждой конкретной установки.

Устройство и принцип действия

Реле считаются одними из наиболее часто используемых приспособлений. Свою популярность они получили благодаря точности и эффективности работы. С их помощью можно легко контролировать напряжения различной величины, что помогает уберечь дорогостоящие устройства от поломок и сбоев в работе.

В большинстве случаев используется временное реле, состоящее из следующих элементов:

  1. Железный якорь. Он применяется для создания низкого сопротивления магнитному потоку.
  2. Проволочная катушка. Эта деталь конструкции оборачивается вокруг сердечника из железа и помогает создавать магнитное поле.
  3. Подвижная металлическая стрелка.
  4. Контакты, количество которых определяется требованиями к изделию.
  5. Шарниры с ярмом. Эти приспособления используются для крепления якоря.
  6. Жёсткая пружина. Деталь служит для удержания якоря и устанавливается так, чтобы при отсутствии электрического тока в магнитной цепи создавался воздушный зазор.

Принцип работы реле времени довольно простой. Разобраться в нюансах сможет не только опытный электрик, но и новичок, который видит изделие первый раз.

Функционирует устройство таким образом:

  1. При отсутствии электрического тока один из контактов находится в открытом положении, а другой — в закрытом. В некоторых современных моделях их количество может увеличиваться в зависимости от функций, предусмотренных производителем.
  2. Как только в цепи появляется электричество, начинается процесс генерации магнитного поля.
  3. Благодаря ему активизируется арматура и происходит перемещение подвижного контакта.
  4. После отключения питания якорь перемещается в своё первоначальное положение под действием возникающей силы. Она обеспечивается пружиной и её величина значительно меньше магнитной.
  5. При поступлении электрического тока на катушку, через неё проходит диод и энергия распадающегося магнитного поля рассеивается.

Преимущества и недостатки

Реле времени с задержкой выключения (220В), как и любое другое подобное устройство, имеет несколько важных достоинств. Поэтому оно пользуется большой популярностью и широко применяется в промышленности.

Наиболее значимыми положительными сторонами устройства являются следующие:

  • широкий диапазон регулировки временных задержек (от 0,1 секунды до 100 дней);
  • высокая точность соблюдения интервалов времени;
  • возможность функционировать как при низких, так и при высоких температурах (от -20 до +60 градусов по Цельсию);
  • наличие защиты от промышленного шума;
  • универсальность крепления (на панель или DIN-рейку);
  • возможность подключения проводников, имеющих различное сечение (от 0,4 до 4 квадратных миллиметров);
  • способность качественно выполнять свои функции при различных параметрах напряжения в сети.

Несмотря на большое количество преимуществ, у реле с задержкой времени есть и несколько недостатков. Их обязательно нужно брать во внимание перед выбором устройства и началом его использования. В противном случае можно столкнуться с различными проблемами, которые значительно затруднят работу всей системы и повлекут за собой многочисленные поломки.

К недостаткам таймеров относят:

  • необходимость максимально точной установки и настройки;
  • зависимость от наличия электрического тока в сети;
  • недолговечность конструкции;
  • сложности при проведении ремонтных и профилактических мероприятий.

Разновидности изделий

Производители временных реле предлагают потребителям большое количество разновидностей этого устройства. Все они имеют похожие характеристики, но отличаются принципом работы. Такое разнообразие позволяет выбрать оптимальный вариант, который подойдёт для определённого оборудования.

Наиболее популярные виды конструкций:

  1. Электронные. Эти реле времени применяются намного чаще других. Свою популярность они получили благодаря небольшим размерам, низкому потреблению электричества, а также наличию полезных дополнительных функций. Такие изделия способны осуществлять контроль за процессами с минимальной выдержкой (от 0,1 до 0,5 секунды). При этом они обеспечивают бесперебойную работу на протяжении нескольких недель.
  2. С пневматическим замедлением. Это механическое реле времени может обеспечить выдержку в пределах от 0,4 секунд до 3 минут. Устройство оснащено специальным пневматическим демпфером, который позволяет контролировать последовательную работу транспортёров и различных станков. Пневматические реле времени имеют компактные размеры и позволяют легко выполнять замену основных элементов. Всё это даёт возможность применять несколько таких изделий на одном аппарате.
  3. С электромагнитным замедлением. Принцип действия таких устройств основан на создании выдержки срабатывания, при постепенном увеличении основного магнитного тока. Это реле может обеспечить задержки выключения от 0,5 до 1,4 секунды, а также включения — от 7 до 11 сотых секунды. Большим недостатком такого приспособления является необходимость наличия постоянного тока.
  4. С анкерным механизмом. Такие реле используются довольно редко, так как не дают максимальной точности по времени. Их работа обеспечивается вмонтированной пружиной, которая заводится под электромагнит. На специальной шкале выставляется нужное время срабатывания контактов, которые приводят в действие анкерный механизм.
  5. Контакторные. Эти таймеры применяются только для контроля за работой электродвигателей, холодильников, аквариумов и осветительных систем. Главная их особенность — контакты, которые производятся из сплава серебра. Среди недостатков выделяется недолговечность и высокий уровень шума, создаваемого во время работы.

Изготовление реле своими руками

Чтобы получить качественное реле и немного сэкономить, необходимо самостоятельно изготовить такое устройство. Для этого не нужно тратить много времени и иметь какие-либо профессиональные знания. Новичку в этом деле достаточно обладать базовыми физическими познаниями и общим представлением о принципе работе устройства.

Выбор материалов и инструментов

Для работы над реле понадобится минимальное количество доступных материалов, которые можно купить в специализированных магазинах любого населённого пункта. Их стоимость сравнительно небольшая, что даёт возможность смастерить реле даже людям с небольшими финансовыми возможностями.

В работе понадобятся такие предметы:

  • деревянная доска подходящего размера;
  • гвозди длиной около 100 мм;
  • моток медной проволоки;
  • металлическая полоска;
  • тиристоры;
  • плоскогубцы;
  • молоток.

Пошаговая инструкция

Все самодельные временные реле изготавливаются по одному и тому же принципу. Мастеру важно придерживаться его и стараться максимально качественно выполнить каждый этап работы. Только в этом случае можно добиться желаемого результата и выполнить работу за минимально короткий промежуток времени.

Порядок действий:

  1. Берётся деревянная доска и в неё молотком аккуратно вбиваются гвозди. Делать это нужно так, чтобы они заходили в дерево только наполовину. Важно исключить какие-либо изгибы и неравномерность интервалов между двумя соседними гвоздями. Исправить допущенные ошибки можно при помощи плоскогубцев.
  2. Медная проволока медленно наматывается на длинный гвоздь. Делать это нужно по направлению снизу вверх. Как только вся ножка будет обмотана, необходимо закрепить проволоку на шапке. Важно оставить несколько миллиметров с каждого края, чтобы потом было удобно регулировать величину магнитного поля.
  3. С помощью плоскогубцев изменяется форма металлической полоски. Она сгибается так, чтобы один из краёв находился выше шапки гвоздя.
  4. Полученное изделие надёжно крепится к деревянной основе.
  5. Один из концов проволоки самостоятельно изготовленного электромагнита подключается к положительной клемме батареи, а другой — к отрицательной. В результате этих манипуляций гвоздь должен соприкоснуться с металлической полоской.
  6. Один зажим крепится к полоске из металла, а другой — к нижней части гвоздя.
  7. Устройство дополняется тиристорами, которые помогут приспособлению работать на протяжении длительного периода.
  8. Включается электромагнит и изделие подсоединяется к источнику питания.
  9. Подключённое реле времени настраивается и проверяется на работоспособность. В случае выявления каких-либо неточностей следует отключить устройство и устранить проблему.

Самостоятельно собранное временное реле идеально подойдёт для контроля работы осветительных приборов, а также включения и выключения маленьких бытовых аппаратов.

Критерии выбора покупных изделий

Если нет желания или возможности смастерить реле самостоятельно, то можно купить готовую конструкцию. Найти её можно в магазинах, специализирующихся на продаже и ремонте электроприборов. В этом случае денежные затраты будут намного больше, чем при изготовлении своими руками, но снизятся временные потери.

Основные критерии выбора:

  1. Диапазон задержки. Это основной параметр, который следует учитывать при покупке реле времени. Он определяется исходя из назначения устройства и особенностей его работы.
  2. Тип коммутируемого тока. Реле способны коммутировать как постоянный, так и переменный ток. В первом случае рекомендуется покупать устройства типа DC, а во втором — AC. В некоторых случаях оптимальным вариантом будет использование универсальных изделий, имеющих маркировку AC/DC.
  3. Степень защиты. В зависимости от места установки реле (на улице или в помещении), необходимо выбирать определённые модели. Устройства, которые будут находиться на открытом пространстве, должны иметь дополнительный защитный корпус и обладать индексом IP40. Для размещения внутри здания подойдёт изделие с индексом IP20.
  4. Максимальный коммутируемый ток. Если покупаемое приспособление будет использоваться в бытовых приборах, то специалисты советуют выбирать те модели, которые способны коммутировать нагрузку в пределах от 10 до 16 А.
  5. Возможности подключения. Большинство современных изделий можно одновременно подключить к двум элементам. Так работу реле с задержкой времени можно контролировать из 2 мест, находящихся в разных концах комнаты.
  6. Габариты. Профессионалы советуют покупать максимально компактные устройства, так как для них будет проще найти место установки.
  7. Способ монтажа. В некоторых случаях требуется контролировать и этот параметр, так как многие модели нуждаются в креплении на DIN-рейку.

Временное реле — это полезное и эффективное устройство. С его помощью можно контролировать работу всей системы и предотвращать появление каких-либо сбоев. При правильной установке и соблюдении всех рекомендаций профессионалов можно значительно увеличить срок эксплуатации оборудования и избежать большинства проблем.

Добавить комментарий
Читайте также:

  1. A) Устройство, обеспечивающее кодирование сообщения
  2. Абсорбционный способ подготовки газа. Технологическая схема, назначение и устройство аппаратов. Параметры работы,
  3. Автоматический ключ для ремонта скважин КАРС
  4. Агрегат для освоения и ремонта скважин А-50М
  5. Административно-территориальное устройство РФ
  6. Административно-территориальное устройство Третьего рейха
  7. Благоустройство городов, его основные задачи. Элементы городских улиц, основы проектирования профиля улиц, инженерные коммуникации на городских улицах
  8. Благоустройство городских территорий. Нормативное регулирование создания зеленых насаждений.
  9. Бюджетная система и бюджетное устройство РФ.
  10. Бюджетное устройство и бюджетная система в РФ, их понятие и методы бюджетного регулирования.