Τα χρονικά ρελέ έχουν σχεδιαστεί για την υλοποίηση μιας προκαθορισμένης ακολουθίας ενεργοποίησης και απενεργοποίησης διαφόρων συσκευών, στοιχείων κυκλωμάτων, σηματοδότησης συναγερμού. Με τη βοήθεια διατάξεων ελέγχου χρόνου διαμορφώνονται οι προκαθορισμένες καθυστερήσεις μεταγωγής και ελέγχου. Τα περισσότερα σχέδια ελέγχου χρόνου προβλέπουν ρύθμιση της διάρκειας του διαστήματος ON ή OFF. Ανάλογα με τον σχεδιασμό του ρελέ χρόνου, η ρύθμιση μπορεί να γίνει μηχανικά, ηλεκτρονικά ή προγραμματιστικά.
Περιεχόμενα
Αρχή λειτουργίας των χρονικών ρελέ
Η βασική αρχή του ρελέ χρόνου είναι η καθυστέρηση της ενεργοποίησης, της απενεργοποίησης ή της μεταγωγής ομάδων επαφών ελέγχου. Η υλοποίηση της καθυστέρησης εξαρτάται από το σχεδιασμό της συσκευής. Οι συνήθεις διαφορές μεταξύ των διαφόρων τύπων ρελέ αφορούν το μέρος της διακοπτικής δράσης. Σε αυτή τη βάση, διακρίνονται δύο ομάδες συσκευών αναμετάδοσης:
- Με καθυστερημένη απενεργοποίηση,
- με καθυστέρηση ενεργοποίησης.
Πολλοί ηλεκτρονόμοι επιτρέπουν την αλλαγή του τύπου μεταγωγής ή διαθέτουν και τα δύο.
Η αρχή του ελέγχου του χρονισμού και της επαφής εξαρτάται από τον σχεδιασμό του ρελέ, αλλά ο γενικός αλγόριθμος είναι ο εξής:
- κατά την έναρξη λειτουργίας, ενεργοποιείται η ομάδα επαφών, η οποία οργανώνεται ανάλογα με τον τύπο μεταγωγής (για ρελέ χρόνου με καθυστερημένη μεταγωγή οι επαφές είναι κλειστές);
- ταυτόχρονα ενεργοποιείται ο μηχανισμός χρονικής καθυστέρησης (ο ταλαντωτής ρολογιού στις ηλεκτρονικές συσκευές ξεκινάει);
- Μετά την παρέλευση του καθορισμένου χρονικού διαστήματος, η ομάδα επαφών αντιστρέφει την κατάστασή της.
Ο ηλεκτρονόμος τριών βημάτων χαρακτηρίζεται από έναν πιο σύνθετο αλγόριθμο λειτουργίας. Η σειρά λειτουργίας έχει ως εξής:
- Κύκλωμα ανοιχτό.
- Ξεκινήστε. Το κύκλωμα κλείνει, η αντίστροφη μέτρηση ξεκινά.
- Η ανάγνωση τελειώνει. Το κύκλωμα έκλεισε.
Στις κυκλικές συσκευές, η παραπάνω ακολουθία επαναλαμβάνεται πολλές φορές.
Η χρονομέτρηση ξεκινά χειροκίνητα ή αυτόματα με απευθείας κλείσιμο των επαφών τροφοδοσίας ή μέσω ηλεκτρομαγνήτη που επενεργεί στο μηχανισμό.
Ρελέ χρόνου με καθυστερημένη συνάρτηση ενεργοποίησης με τον ίδιο τρόπο.
Τύποι και ταξινόμηση
Χρησιμοποιούνται οι ακόλουθοι τύποι χρονοδιακόπτη, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για την ταξινόμηση του χρονοδιακόπτη
- πνευματικό,
- κινητήρα,
- ηλεκτρομαγνητική,
- ρολόι (άγκυρα);
- ηλεκτρονικά.
Η επόμενη διαφορά είναι η τιμή της τάσης τροφοδοσίας του ηλεκτρομαγνήτη ελέγχου που εκτελεί την αρχική ενεργοποίηση του ενεργοποιητή ή του μηχανισμού και του ηλεκτρομαγνήτη που ελέγχει τη μεταγωγή των ακροδεκτών εξόδου. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι χρονορελέ είναι οι εξής τάση:
- Τάση 12 V DC,
- 24 V DC,
- 220 volt AC.
Οι ηλεκτρονόμοι χρόνου 380V χρησιμοποιούνται σε τριφασικά δίκτυα με σύνδεση τριγώνου.
Η τάση λειτουργίας διαφέρει από την τάση μεταγωγής, η οποία εξαρτάται από το σχεδιασμό και την ισχύ των ομάδων επαφής. Η τάση λειτουργίας είναι απαραίτητη για τη λειτουργία της συσκευής και πρέπει να βρίσκεται εντός των αυστηρά καθορισμένων ορίων. Η ελάχιστη τάση μεταγωγής δεν περιορίζεται. Εάν οι επιτρεπόμενες τιμές ξεπεραστούν, υπάρχει κίνδυνος διάσπασης μεταξύ των επαφών.
Το ίδιο ισχύει και για το ρεύμα μεταγωγής, εάν το ρεύμα υπερβαίνει την επιτρεπόμενη τιμή, μπορεί να οδηγήσει σε κάψιμο ή πυροσυσσωμάτωση των ομάδων επαφής ή σε δημιουργία τόξου κατά τη θραύση της επαφής.
Η τάση λειτουργίας υπαγορεύεται από τις απαιτήσεις ασφαλείας. Όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς του ηλεκτρομαγνήτη ενεργοποίησης, τόσο μεγαλύτερη είναι η κατανάλωση ρεύματος. Τα ρελέ χρονοδιακόπτη 24 βολτ είναι τα πιο συνηθισμένα, καθώς αυτός είναι ο πιο συμφέρων συνδυασμός τάσης και κατανάλωσης ρεύματος του ρελέ.
Στα οχήματα χρησιμοποιούνται ρελέ χρόνου με τάση τροφοδοσίας 12 V, καθώς αυτή είναι η πιο συνηθισμένη τιμή στο δίκτυο του οχήματος. Για παράδειγμα, χρονικά ρελέ για τον έλεγχο των υαλοκαθαριστήρων και των δεικτών κατεύθυνσης. Οι ομάδες επαφών αυτών των συσκευών είναι εξαιρετικά αξιόπιστες και διαθέτουν μεγάλο απόθεμα ρεύματος για την αποφυγή εγκαυμάτων, δεδομένου ότι η οδική ασφάλεια εξαρτάται από την απρόσκοπτη λειτουργία.
Όλοι οι προαναφερόμενοι τύποι επιτρέπουν ρελέ χρόνου πολλαπλών καναλιών. Σε μια τέτοια περίπτωση, τα κυκλώματα ενεργοποιούνται από διάφορες ανεξάρτητες ομάδες επαφών. Σε απλές κατασκευές οι ομάδες ενεργοποιούνται ταυτόχρονα, ενώ σε πολύπλοκες κατασκευές ανάλογα με τον προγραμματισμένο αλγόριθμο.
Οι ηλεκτρονικές συσκευές παρέχουν μεγάλη ποικιλία στον αριθμό των ομάδων και στον αλγόριθμο λειτουργίας. Τα κυκλώματα που έχουν σχεδιαστεί με μικροελεγκτές έχουν μικρό αποτύπωμα, το οποίο περιορίζεται μόνο από τον τύπο και το μέγεθος των στοιχείων ενεργοποίησης που ενεργοποιούν το φορτίο.
Η αξιοπιστία των συσκευών και των μηχανισμών εξαρτάται από την καταλληλότητα του σχεδιασμού. Η επιλογή του ρελέ χρόνου έγκειται στην επιλογή ενός τύπου που πληροί όλες τις απαιτήσεις, οι οποίες περιλαμβάνουν:
- τάση λειτουργίας,
- τάση και ρεύμα μεταγωγής,
- τη διάρκεια των χρονικών διαστημάτων,
- ακρίβεια της ρύθμισης της καθυστέρησης,
- λειτουργία ενεργοποίησης ή απενεργοποίησης,
- έλεγχος ενεργοποίησης και απενεργοποίησης.
Κυκλικά χρονικά ρελέ
Αυτός ο τύπος ρελέ χρόνου παράγει αυτόματα και συνεχώς καθορισμένες χρονικές περιόδους. Αν ρωτάτε γιατί χρειάζονται κυκλικά ρελέ, χρησιμοποιούνται συνήθως σε συστήματα αυτόματου ελέγχου φωτισμού (φωτισμός δρόμων, κτηνοτροφικές μονάδες, ενυδρεία κ.λπ.).
Ηλεκτρομαγνητικό
Οι ηλεκτρομαγνητικές συσκευές είναι επίσης γνωστές ως ηλεκτρομαγνητικά χρονικά ρελέ. Χαρακτηρίζονται από την απλή κατασκευή τους και χρησιμοποιούνται σε συστήματα αυτόματης αναμετάδοσης. Το πηνίο του σωληνοειδούς περιέχει ένα βραχυκυκλωμένο πηνίο με τη μορφή χάλκινου κυλίνδρου, το οποίο εμποδίζει την ταχεία άνοδο και πτώση της μαγνητικής ροής, με αποτέλεσμα ο οπλισμός του κινούμενου συστήματος να κινείται με καθυστέρηση. Ο χρόνος καθυστέρησης για την ενεργοποίηση είναι 0,07 έως 0,11 δευτερόλεπτα και για την απελευθέρωση 0,5 έως 1,4 δευτερόλεπτα. Μειονεκτήματα:
- αδυναμία διόρθωσης του χρόνου καθυστέρησης,
- λειτουργία μόνο με συνεχές ρεύμα.
Πνευματικό
Ο επιβραδυντής σε αυτόν τον σχεδιασμό είναι ένας πνευματικός αποσβεστήρας, ο οποίος τροφοδοτείται με αέρα μέσω ενός βαθμονομημένου στομίου. Η διατομή ροής του ρυθμίζεται από μια βελόνα με ειδικό κοχλία.
Πλεονεκτήματα: Δεν απαιτεί παροχή ρεύματος.
Μειονεκτήματα:
- Χαμηλή ακρίβεια χρονισμού (πάνω από 10%);
- ευαισθησία στη μόλυνση του αέρα.
Κινητήρας:
Αντιπροσωπεύει έναν σύγχρονο κινητήρα που κινεί έναν άξονα με ομάδες επαφών μέσω ενός κιβωτίου ταχυτήτων. Μπορεί να περιλαμβάνει ηλεκτρομαγνητική ζεύξη που αποσυνδέει τον άξονα του κινητήρα από το κιβώτιο ταχυτήτων. Ο χρόνος παραμονής κυμαίνεται από μερικά δευτερόλεπτα έως δεκάδες ώρες.
Μειονεκτήματα:
- κακή ακρίβεια χρόνου παραμονής,
- δυσλειτουργεί μόνο σε ένα στενό εύρος θερμοκρασιών,
- Ο μηχανισμός απαιτεί τακτικό καθαρισμό και λίπανση.
Με ρολόι και μηχανισμό αγκύρωσης.
Βασισμένο στην αρχή των μηχανικών ρολογιών. Στη βιομηχανία, για την περιέλιξη του ελατηρίου χρησιμοποιείται μια περιέλιξη ρεύματος. Όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα στο τύλιγμα, τόσο περισσότερο συμπιέζεται το ελατήριο και τόσο πιο γρήγορα κινείται ο μηχανισμός. Δεν είναι πολύ ακριβείς στη ρύθμιση της ώρας. Η ρύθμιση ενός μηχανικού ρελέ είναι παρόμοια με τη ρύθμιση ενός ξυπνητηριού.
Ηλεκτρονική .
Η πιο κοινή κατηγορία συσκευών. Κατασκευάζονται με ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Ως στοιχείο ρύθμισης χρόνου χρησιμοποιείται ταλαντωτής συχνότητας ή συγχρονισμός συχνότητας από τη συχνότητα του δικτύου.
Χαρακτηρίζονται από το ευρύτερο παράθυρο συχνοτήτων. Το ελάχιστο διάστημα είναι σε μικροδευτερόλεπτα και το μέγιστο σε ημέρες, μήνες και έτη. Τα βήματα συχνότητας ρυθμίζονται ηλεκτρονικά (μέσω διακοπτών) ή λογισμικό (αλλάζοντας τους εσωτερικούς συντελεστές του προγράμματος ή μέσω διεπαφής από εξωτερικό εξοπλισμό).
Το ρελέ ώρας, ημέρας ή εβδομάδας είναι συχνά μια επιλογή στα ηλεκτρονικά ρολόγια.
Τα ηλεκτρονικά χρονικά ρελέ προσφέρουν το ευρύτερο φάσμα επιλογών κυκλωμάτων ελέγχου, συμπεριλαμβανομένων των εκδόσεων πολλαπλών καναλιών ή της κυκλικής λειτουργίας.
Ως ενεργοποιητές για την εναλλαγή του φορτίου ρελέ χρησιμοποιούνται κλειδιά στερεάς κατάστασης ή ηλεκτρομαγνήτες με διαφορετικές ομάδες επαφών.
Τα πλεονεκτήματα των ηλεκτρονικών συσκευών είναι:
- το ευρύτερο εύρος ρύθμισης της καθυστέρησης,
- το μικρότερο μέγεθος και βάρος,
- υψηλή αξιοπιστία,
- την υψηλότερη ακρίβεια στον καθορισμό των χρονικών διαστημάτων.
Η ακρίβεια έκθεσης εξαρτάται μόνο από τη σταθερότητα της συχνότητας του ταλαντωτή αναφοράς. Η χρήση θερμικά σταθεροποιημένων κρυσταλλικών ταλαντωτών μπορεί να επιτύχει ακρίβεια σε χιλιοστά του τοις εκατό.
ΜειονεκτήματαΤα κυκλώματα ρελέ χρονισμού έχουν τα εξής μειονεκτήματα: ανάγκη για εξωτερική τροφοδοσία για τη λειτουργία των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.
Τα χρονικά ρελέ διατίθενται σε μεγάλη ποικιλία κυκλωμάτων. Αυτά κυμαίνονται από τα πιο απλά έως τα πιο σύνθετα που βασίζονται σε μικροελεγκτές.
Εφαρμογές
Τα ρελέ χρόνου χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου είναι απαραίτητο να τηρούνται αυστηρά τα χρονικά διαστήματα ενεργοποίησης και απενεργοποίησης του εξοπλισμού και να παρέχονται σήματα σε προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα.
Οι τοπικές συνθήκες και απαιτήσεις υπαγορεύουν τη χρήση του ενός ή του άλλου τύπου συσκευής.
Οι ηλεκτρονικές συσκευές είναι σε θέση να αντικαταστήσουν όλα τα παραπάνω, με την προϋπόθεση ότι υπάρχει διαθέσιμη εξωτερική τροφοδοσία.
Σχετικά άρθρα:
