Principalele tipuri și principiul de funcționare a releelor de timp

Releele de timp sunt concepute pentru a implementa o secvență prestabilită de activare și dezactivare a diferitelor dispozitive, elemente de circuit, semnalizare de alarmă. Cu ajutorul dispozitivelor de control al timpului se formează întârzierile de comutare și de comandă prestabilite. Cele mai multe modele de control al timpului prevăd reglarea duratei intervalului de activare sau dezactivare. În funcție de designul releului temporizat, reglarea poate fi efectuată mecanic, electronic sau programatic.

Principiul de funcționare a releelor de timp

Principiul de bază al releului temporizat este acela de a întârzia pornirea, oprirea sau comutarea grupurilor de contacte de control. Implementarea întârzierii depinde de proiectarea dispozitivului. Diferențele comune între diferitele tipuri de relee se regăsesc în partea de acțiune de comutare. Pe această bază, se disting două grupuri de dispozitive releu:

• Cu o deconectare întârziată;
• cu întârziere la conectare.

Multe relee permit schimbarea tipului de comutare sau au ambele.

Principiul de sincronizare și control al contactului depinde de proiectarea releului, dar algoritmul general este următorul:

• la pornire, este acționat grupul de contacte, organizat în funcție de tipul de comutare (pentru relee temporizate cu comutare întârziată, contactele sunt închise);
• în același timp este acționat mecanismul de temporizare (se pornește oscilatorul de ceas din dispozitivele electronice);
• După expirarea intervalului setat, grupul de contact își inversează starea.

Releul cu trei trepte este caracterizat de un algoritm de funcționare mai complex. Secvența de operare este următoarea:

1. Circuit deschis.
2. Începeți. Circuitul este închis, începe numărătoarea inversă.
3. Citirea se încheie. Circuit închis.

În cazul dispozitivelor ciclice, secvența de mai sus se repetă de mai multe ori.

Cronometrarea este pornită manual sau automat prin închiderea directă a contactelor de alimentare sau prin intermediul unui electromagnet care acționează asupra mecanismului.

Relee de timp cu funcție de activare întârziată în același mod.

Tipuri și clasificare

Se utilizează următoarele tipuri de întrerupătoare de timp, care sunt folosite pentru a clasifica întrerupătorul de timp

• pneumatic;
• motor;
• electromagnetică;
• ceas (ancoră);
• electronice.

Următoarea diferență este valoarea tensiunii de alimentare a electromagnetului de comandă, care realizează acționarea inițială a dispozitivului de acționare sau a mecanismului și a electromagnetului care controlează comutarea terminalelor de ieșire. Cele mai frecvente tipuri de relee de timp sunt tensiune:

• Tensiune de 12 V DC;
• 24 V DC;
• 220 volți CA.

Releele de timp de 380V sunt utilizate în rețelele trifazate cu conexiune în triunghi.

Tensiunea de funcționare este diferită de tensiunea de comutare, care depinde de designul și de puterea grupurilor de contact. Tensiunea de operare este necesară pentru funcționarea dispozitivului și trebuie să se încadreze în limitele strict definite. Tensiunea minimă de comutare nu este limitată. În cazul în care valorile admise sunt depășite, există riscul de defecțiune între contacte.

Același lucru este valabil și pentru curentul de comutare; dacă curentul depășește valoarea admisă, poate duce la arderea sau sinterizarea grupurilor de contact sau la formarea unui arc electric atunci când contactul se rupe.

Tensiunea de funcționare este dictată de cerințele de siguranță. Cu cât este mai mare puterea solenoidului de acționare, cu atât este mai mare consumul de curent. Releele temporizate de 24 de volți sunt cele mai frecvente, deoarece aceasta este cea mai avantajoasă combinație de tensiune și consum de curent al releului.

În cazul vehiculelor, se utilizează relee de timp cu o tensiune de alimentare de 12 V, deoarece aceasta este cea mai frecventă valoare din rețeaua de bord a vehiculului. De exemplu, relee de timp pentru controlul ștergătoarelor de parbriz și al indicatoarelor de direcție. Grupurile de contact ale acestor dispozitive sunt foarte fiabile și au o rezervă mare de curent pentru a preveni arderea, deoarece siguranța rutieră depinde de funcționarea fără probleme.

Toate tipurile menționate mai sus permit realizarea de relee de timp multicanal. În acest caz, circuitele sunt comutate de mai multe grupuri independente de contacte. În cazul construcțiilor simple, grupurile sunt acționate simultan, iar în cazul construcțiilor complexe, în funcție de algoritmul programat.

Dispozitivele electronice oferă o mare varietate în ceea ce privește numărul de grupuri și algoritmul de funcționare. Circuitele proiectate cu microcontrolere au o amprentă mică, limitată doar de tipul și dimensiunea elementelor de acționare care comută sarcina.

Fiabilitatea dispozitivelor și mecanismelor depinde de caracterul adecvat al proiectului. Alegerea releului de timp constă în selectarea unui tip care să îndeplinească toate cerințele, care includ:

• tensiune de funcționare;
• tensiunea și curentul de comutare;
• durata intervalelor de timp;
• precizia setării întârzierii;
• operațiunea de pornire sau de oprire;
• controlul pornirii și opririi.

Relee de timp ciclice

Acest tip de releu de timp generează automat și continuu perioade de timp stabilite. Dacă vă întrebați de ce sunt necesare relee ciclice, acestea sunt utilizate cel mai frecvent în sisteme de control automat al iluminatului (iluminatul stradal, ferme de animale, acvarii etc.).

Electromagnetic

Dispozitivele electromagnetice sunt cunoscute și sub denumirea de relee electromagnetice de timp. Acestea se caracterizează prin construcția lor simplă și sunt utilizate în sistemele automate de relee. Bobina solenoidului conține o bobină scurtcircuitată sub forma unui cilindru de cupru, care împiedică creșterea și scăderea rapidă a fluxului magnetic și, ca urmare, armătura sistemului mobil se mișcă cu întârziere. Timpul de întârziere la acționare este de 0,07 până la 0,11 secunde, iar la eliberare de 0,5 până la 1,4 secunde. Dezavantaje:

• imposibilitatea corectării timpului de întârziere;
• funcționarea numai cu curent continuu.

Pneumatic

În acest model, retardatorul este un amortizor pneumatic, care este alimentat cu aer printr-un orificiu calibrat. Secțiunea transversală a debitului său este reglată de un ac cu un șurub special.

Avantaje: Nu necesită o sursă de alimentare.

Dezavantaje:

• Precizia scăzută a sincronizării (peste 10%.);
• susceptibilitatea la contaminarea aerului.

Motor:

Reprezintă un motor sincron care antrenează un arbore cu grupuri de contact prin intermediul unei cutii de viteze. Poate include un cuplaj electromagnetic care decuplează arborele motorului de cutia de viteze. Timpul de menținere variază de la câteva secunde la zeci de ore.

Dezavantaje:

• precizie slabă a timpului de ședere;
• funcționează defectuos numai într-un interval de temperatură îngust;
• Mecanismul necesită curățare și lubrifiere periodică.

Cu ceas și mecanism de ancorare.

Construit pe principiul ceasurilor mecanice. În industrie, pentru înfășurarea arcului se folosește o înfășurare de curent. Cu cât curentul din înfășurare este mai mare, cu atât mai mult este comprimat resortul și cu atât mai repede se mișcă mișcarea. Acestea nu sunt foarte precise în ceea ce privește stabilirea orei. Setarea unui releu mecanic este similară cu reglarea unui ceas deșteptător.

Electronic .

Cea mai comună clasă de dispozitive. Acestea sunt realizate cu componente electronice. Oscilatorul cu frecvență de ceas sau sincronizarea frecvenței rețelei este utilizat ca element de reglare a timpului.

Acestea se caracterizează prin cea mai largă fereastră de frecvență. Intervalul minim este în microsecunde, iar cel maxim este de zile, luni și ani. Treptele de frecvență sunt reglate electronic (prin intermediul comutatoarelor) sau software (prin modificarea coeficienților interni ai programului sau prin intermediul unei interfețe de la un echipament extern).

Releul pentru oră, zi sau săptămână este adesea o opțiune în cazul ceasurilor electronice.

Releele de timp electronice oferă cea mai largă gamă de opțiuni de circuite de control, inclusiv versiuni cu mai multe canale sau funcționare ciclică.

Cheile cu semiconductori sau electromagneții cu diferite grupe de contact sunt utilizate ca acționare pentru a comuta sarcina releului.

Avantajele dispozitivelor electronice sunt:

• cea mai largă gamă de setare a întârzierii;
• cea mai mică dimensiune și greutate;
• fiabilitate ridicată;
• cea mai mare acuratețe de stabilire a intervalelor de timp.

Precizia expunerii depinde numai de stabilitatea frecvenței oscilatorului de referință. Utilizarea oscilatoarelor cu cristale stabilizate termic poate atinge o precizie de ordinul miilor de procente.

DezavantajeCircuitele de relee de temporizare au următoarele dezavantaje: necesitatea unei surse de alimentare externe pentru a opera componentele electronice.

Releele de timp sunt disponibile într-o mare varietate de circuite. Acestea variază de la cele mai simple până la cele mai complexe bazate pe microcontroler.

Aplicații

Releele de timp sunt utilizate în aplicații în care este necesar să se respecte cu strictețe intervalele de pornire și oprire a echipamentelor și să se furnizeze semnale la intervale prestabilite.

Condițiile și cerințele locale impun utilizarea unuia sau altui tip de dispozitiv.

Dispozitivele electronice sunt capabile să înlocuiască toate cele de mai sus, cu condiția să fie disponibilă o sursă de alimentare externă.

Articole conexe: