Hlavní typy a princip činnosti časových relé

Časová relé jsou určena k realizaci předem nastavené sekvence zapínání a vypínání různých zařízení, prvků obvodů, signalizace alarmu. Pomocí časových řídicích zařízení se vytvářejí přednastavená spínací a řídicí zpoždění. Většina konstrukcí časového řízení umožňuje nastavení délky intervalu zapnutí nebo vypnutí. V závislosti na konstrukci časového relé může být nastavení provedeno mechanicky, elektronicky nebo programově.

Princip činnosti časových relé

Základním principem časového relé je zpoždění zapnutí, vypnutí nebo sepnutí řídicích skupin kontaktů. Provedení zpoždění závisí na konstrukci zařízení. Společné pro všechna relé různých typů je spínání ovládacího prvku. Na tomto základě se rozlišují dvě skupiny reléových zařízení:

• Se zpožděným vypnutím;
• se zpožděním zapnutí.

Mnohá relé umožňují změnu typu spínání nebo mají oba typy.

Princip řízení časování a kontaktů závisí na konstrukci relé, ale obecný algoritmus je následující:

• při spuštění se aktivuje skupina kontaktů uspořádaná podle typu spínání (u časových relé se zpožděným spínáním jsou kontakty sepnuté.);
• a současně se uvede v činnost mechanismus časového zpoždění (je spuštěn hodinový oscilátor v elektronických zařízeních.);
• Po uplynutí nastaveného intervalu skupina kontaktů změní svůj stav.

Třístupňové relé se vyznačuje složitějším provozním algoritmem. Postup operací je následující:

1. Otevřený obvod.
2. Začněte. Okruh je uzavřen, začíná odpočítávání.
3. Odečet končí. Okruh uzavřen.

U cyklických zařízení se výše uvedená sekvence opakuje mnohokrát.

Časování se spouští ručně nebo automaticky přímým sepnutím silových kontaktů nebo prostřednictvím elektromagnetu působícího na mechanismus.

Stejně tak časová relé se zpožděnou aktivační funkcí.

Typy a klasifikace

Používají se následující typy časových spínačů, které slouží ke klasifikaci časového spínače

• pneumatické;
• motor;
• elektromagnetické;
• hodiny (kotva);
• elektronické.

Dalším rozdílem je hodnota napájecího napětí řídicího elektromagnetu, který provádí počáteční ovládání akčního členu nebo mechanismu, a elektromagnetu, který ovládá spínání výstupních svorek. Nejběžnější typy časových relé jsou napětí:

• Napětí 12 V DC;
• 24 V DC;
• 220 V AC.

Časová relé 380 V se používají v třífázových sítích s delta zapojením.

Provozní napětí se liší od spínacího napětí, které závisí na konstrukci a výkonu kontaktních skupin. Provozní napětí je nezbytné pro funkci zařízení a musí se pohybovat v přesně stanovených mezích. Minimální spínací napětí není omezeno. Při překročení přípustných hodnot hrozí nebezpečí poruchy mezi kontakty.

Totéž platí pro spínací proud, pokud proud překročí přípustnou hodnotu, může dojít k propálení nebo spečení kontaktních skupin nebo k obloukovému výboje při přerušení kontaktu.

Provozní napětí je dáno bezpečnostními požadavky. Čím vyšší je výkon ovládací cívky, tím vyšší je spotřeba proudu. Nejčastěji se používají 24voltová časová relé, protože jde o nejvýhodnější kombinaci napětí a proudového odběru relé.

Ve vozidlech se používají časová relé s napájecím napětím 12 V, protože to je nejběžnější hodnota v palubní síti vozidla. Například časová relé pro ovládání stěračů a ukazatelů směru. Kontaktní skupiny těchto zařízení jsou vysoce spolehlivé a mají velkou proudovou rezervu, aby se zabránilo spálení, protože bezpečnost silničního provozu závisí na bezporuchovém provozu.

Všechny výše uvedené typy umožňují vícekanálová časová relé. V takovém případě jsou obvody spínány několika nezávislými skupinami kontaktů. V jednoduchých konstrukcích jsou skupiny ovládány současně, ve složitých konstrukcích v závislosti na naprogramovaném algoritmu.

Velkou rozmanitost v počtu skupin a algoritmu činnosti poskytují elektronická zařízení. Obvody navržené pomocí mikrokontrolérů mají malé rozměry, které jsou omezeny pouze typem a velikostí ovládacích prvků spínajících zátěž.

Spolehlivost zařízení a mechanismů závisí na vhodnosti konstrukce. Volba časového relé spočívá ve výběru typu, který splňuje všechny požadavky, mezi něž patří:

• provozní napětí;
• spínací napětí a proud;
• trvání časových intervalů;
• přesnost nastavení zpoždění;
• zapnutí nebo vypnutí;
• ovládání zapínání a vypínání.

Cyklická časová relé

Tento typ časového relé automaticky a nepřetržitě generuje nastavené časové úseky. Ptáte-li se, proč jsou cyklická relé potřeba, pak nejčastěji se používají v. automatické systémy řízení osvětlení (pouliční osvětlení, chovy hospodářských zvířat, akvária atd.).

Elektromagnetické

Elektromagnetická zařízení jsou také známá jako elektromagnetická časová relé. Vyznačují se jednoduchou konstrukcí a používají se v automatických reléových systémech. Cívka solenoidu obsahuje zkratovanou cívku ve tvaru měděného válce, která zabraňuje rychlému nárůstu a poklesu magnetického toku, v důsledku čehož se kotva pohyblivého systému pohybuje se zpožděním. Doba zpoždění do aktivace je 0,07 až 0,11 sekundy a do uvolnění 0,5 až 1,4 sekundy. Nevýhody:

• nemožnost korekce doby zpoždění;
• provoz pouze se stejnosměrným proudem.

Pneumatické

Retardér v tomto provedení je pneumatická klapka, která je zásobována vzduchem přes kalibrovanou clonu. Jeho průtočný průřez se reguluje jehlou se speciálním šroubem.

Výhody: Nevyžaduje napájení.

Nevýhody:

• Nízká přesnost časování (více než 10%);
• náchylnost ke kontaminaci ovzduší.

Motor:

Představuje synchronní motor, který přes převodovku pohání hřídel s kontaktními skupinami. Může obsahovat elektromagnetickou spojku, která odděluje hřídel motoru od převodovky. Doba držení se pohybuje od několika sekund až po desítky hodin.

Nevýhody:

• špatná přesnost doby zdržení;
• funguje špatně pouze v úzkém rozsahu teplot;
• Mechanismus vyžaduje pravidelné čištění a mazání.

S hodinami a kotevním mechanismem.

Postaveno na principu mechanických hodinek. V průmyslu se k navíjení pružiny používá proudové vinutí. Čím vyšší je proud v navíjení, tím více je pružina stlačena a tím rychleji se pohybuje. Nejsou příliš přesné při nastavování času. Nastavení mechanického relé je podobné nastavení budíku.

Elektronické .

Nejběžnější třída zařízení. Jsou vyrobeny z elektronických součástek. Jako prvek pro nastavení času se používá frekvenční oscilátor nebo synchronizace frekvence ze sítě.

Vyznačují se nejširším frekvenčním rozsahem. Minimální interval je v mikrosekundách a maximální ve dnech, měsících a letech. Frekvenční kroky se nastavují elektronicky (prostřednictvím přepínačů) nebo software (změnou interních programových koeficientů nebo prostřednictvím rozhraní z externího zařízení.).

Hodinové, denní nebo týdenní relé je u elektronických hodin často volitelné.

Elektronická časová relé nabízejí nejširší možnosti ovládacích obvodů, včetně vícekanálových verzí nebo cyklického provozu.

Jako akční členy pro spínání zátěže relé se používají polovodičové klíče nebo elektromagnety s různými skupinami kontaktů.

Výhody elektronických zařízení jsou:

• nejširší rozsah nastavení zpoždění;
• nejmenší velikost a hmotnost;
• vysoká spolehlivost;
• nejvyšší přesnost nastavení časových intervalů.

Přesnost expozice závisí pouze na frekvenční stabilitě hlavního oscilátoru. Použitím tepelně stabilizovaných krystalových oscilátorů lze dosáhnout přesnosti v řádu tisícin procenta.

NevýhodyObvody časových relé mají tyto nevýhody: nutnost externího napájení pro provoz elektronických součástek.

Časová relé se dodávají v široké škále zapojení. Ty se pohybují od nejjednodušších až po nejsložitější na bázi mikrokontrolérů.

Aplikace

Časová relé se používají v aplikacích, kde je nutné přesně dodržovat intervaly zapínání a vypínání zařízení a poskytovat signály v předem nastavených intervalech.

Místní podmínky a požadavky vyžadují použití jednoho nebo druhého typu zařízení.

Elektronická zařízení jsou schopna nahradit všechny výše uvedené funkce, pokud je k dispozici externí zdroj napájení.

Související články: