Aikareleiden päätyypit ja toimintaperiaate

Aikareleet on suunniteltu toteuttamaan eri laitteiden, piirielementtien ja hälytyssignaalien kytkemistä ja sammuttamista ennalta määrätyssä järjestyksessä. Aikaohjauslaitteiden avulla muodostetaan esiasetetut kytkentä- ja ohjausviiveet. Useimmissa aikasäätimissä voidaan säätää ON- tai OFF-välin kestoa. Aikareleen rakenteesta riippuen säätö voidaan tehdä mekaanisesti, elektronisesti tai ohjelmallisesti.

Aikareleiden toimintaperiaate

Aikareleen perusperiaatteena on viivästyttää koskettimien kytkemistä päälle, pois päältä tai ohjausryhmien kytkemistä. Viiveen toteutus riippuu laitteen suunnittelusta. Yleiset erot eri reletyyppien välillä ovat kytkentäosassa. Tämän perusteella erotetaan kaksi relelaitteiden ryhmää:

• Viivästetty sammutus;
• kytkentäviiveellä.

Monissa releissä voidaan vaihtaa kytkentätyyppiä tai molempia.

Ajoituksen ja kosketuksen ohjauksen periaate riippuu releen rakenteesta, mutta yleinen algoritmi on seuraava:

• käynnistyksen yhteydessä kontaktiryhmä aktivoituu, ja se on järjestetty kytkentätyypin mukaan (viiveellä kytkevien aikareleiden koskettimet ovat kiinni.);
• samalla kun aikaviivemekanismi käynnistyy (elektronisten laitteiden kello-oskillaattori käynnistetään.);
• Kun asetettu aika on kulunut, yhteysryhmä muuttaa tilansa.

Kolmivaiheiselle releelle on ominaista monimutkaisempi toiminta-algoritmi. Toimintajärjestys on seuraava:

1. Piiri auki.
2. Aloita. Virtapiiri suljetaan, ja lähtölaskenta alkaa.
3. Lukeminen päättyy. Piiri suljettu.

Syklisissä laitteissa edellä kuvattu järjestys toistuu useita kertoja.

Ajanotto käynnistyy manuaalisesti tai automaattisesti sulkemalla virtakoskettimet suoraan tai mekanismiin vaikuttavan sähkömagneetin avulla.

Aikareleet, joissa on viivästetty aktivointifunktio, samalla tavalla.

Tyypit ja luokittelu

Käytetään seuraavia aikakytkintyyppejä, joita käytetään aikakytkimen luokitteluun.

• pneumaattinen;
• moottori;
• sähkömagneettinen;
• kello (ankkuri);
• sähköinen.

Seuraava ero on sen ohjaavan sähkömagneetin syöttöjännitteen arvo, joka suorittaa toimilaitteen tai mekanismin alkutoiminnon, ja sen sähkömagneetin syöttöjännitearvo, joka ohjaa lähtöpäätteiden kytkentää. Yleisimmät aikareleet ovat jännite:

• 12 V DC-jännite;
• 24 V DC;
• 220 voltin vaihtovirta.

380 V:n aikareleitä käytetään kolmivaiheverkoissa, joissa on kolmiokytkentä.

Käyttöjännite eroaa kytkentäjännitteestä, joka riippuu kosketinryhmien rakenteesta ja tehosta. Käyttöjännite on välttämätön laitteen toiminnalle, ja sen on oltava tiukasti määritellyissä rajoissa. Pienintä kytkentäjännitettä ei ole rajoitettu. Jos sallitut arvot ylittyvät, on vaarana, että koskettimien välissä tapahtuu rikkoutuminen.

Sama pätee kytkentävirtaan: jos virta ylittää sallitun arvon, se voi johtaa kontaktiryhmien palamiseen tai sintraantumiseen tai valokaaren syntymiseen kontaktin katkeamisen yhteydessä.

Käyttöjännite määräytyy turvallisuusvaatimusten mukaan. Mitä suurempi on käyttömagneetin teho, sitä suurempi on virrankulutus. Yleisimpiä ovat 24 voltin ajastinreleet, koska tämä on releen jännitteen ja virrankulutuksen edullisin yhdistelmä.

Ajoneuvoissa käytetään aikareleitä, joiden syöttöjännite on 12 V, koska tämä on yleisin arvo ajoneuvon ajoneuvoverkossa. Esimerkiksi tuulilasinpyyhkimien ja suuntavilkkujen ohjaukseen tarkoitetut aikareleet. Näiden laitteiden kontaktiryhmät ovat erittäin luotettavia, ja niissä on suuri virtareservi palamisen estämiseksi, sillä liikenneturvallisuus riippuu häiriöttömästä toiminnasta.

Kaikki edellä mainitut tyypit mahdollistavat monikanavaiset aikareleet. Tällöin virtapiirit kytkeytyvät useiden toisistaan riippumattomien kosketinryhmien kautta. Yksinkertaisissa malleissa ryhmiä käytetään samanaikaisesti, monimutkaisissa malleissa ohjelmoidun algoritmin mukaan.

Elektroniset laitteet tarjoavat suuren valikoiman ryhmien lukumäärää ja toiminta-algoritmia. Mikrokontrollereilla suunnitelluilla piireillä on pieni tilantarve, jota rajoittaa vain kuorman kytkevien käyttöelementtien tyyppi ja koko.

Laitteiden ja mekanismien luotettavuus riippuu suunnittelun sopivuudesta. Aikareleen valinta perustuu sellaisen tyypin valintaan, joka täyttää kaikki vaatimukset, joita ovat:

• käyttöjännite;
• kytkentäjännite ja -virta;
• aikavälien kesto;
• viiveen asetustarkkuus;
• kytkentä- tai sammutustoiminto;
• päälle- ja poiskytkennän valvonta.

Sykliset aikareleet

Tämäntyyppiset aikareleet tuottavat automaattisesti ja jatkuvasti asetettuja ajanjaksoja. Jos kysytään, miksi syklisiä releitä tarvitaan, niitä käytetään yleisimmin seuraavissa kohteissa automaattiset valaistuksen ohjausjärjestelmät (katuvalaistus, karjatilat, akvaariot jne.).

Sähkömagneettinen

Sähkömagneettisia laitteita kutsutaan myös sähkömagneettisiksi aikareleiksi. Niille on ominaista niiden yksinkertainen rakenne, ja niitä käytetään automaattisissa relejärjestelmissä. Solenoidin käämi sisältää kuparisylinterin muotoisen oikosulkukelan, joka estää magneettivuon nopean nousun ja laskun, minkä seurauksena liikkuvan järjestelmän ankkuri liikkuu viiveellä. Viiveaika käynnistykseen on 0,07-0,11 sekuntia ja vapautukseen 0,5-1,4 sekuntia. Haitat:

• viiveaikakorjauksen mahdottomuus;
• toiminta vain tasavirralla.

Pneumaattinen

Tässä mallissa hidastin on pneumaattinen vaimennin, johon syötetään ilmaa kalibroidun aukon kautta. Sen virtauksen poikkileikkausta säädetään neulalla, jossa on erityinen ruuvi.

Edut: Ei vaadi virtalähdettä.

Haitat:

• Alhainen ajoitustarkkuus (yli 10 %);
• alttius ilman saastumiselle.

Moottori:

Edustaa synkronimoottoria, joka pyörittää akselia, jossa on kontaktiryhmiä vaihteiston kautta. Voi sisältää sähkömagneettisen kytkimen, joka irrottaa moottorin akselin vaihteistosta. Pitoaika vaihtelee muutamasta sekunnista kymmeniin tunteihin.

Haitat:

• huono viipymäajan tarkkuus;
• toimintahäiriöitä vain kapealla lämpötila-alueella;
• Mekanismi vaatii säännöllistä puhdistusta ja voitelua.

Kellolla ja ankkurimekanismilla.

Rakennettu mekaanisten kellojen periaatteella. Teollisuudessa jousen kelaamiseen käytetään virtakäämitystä. Mitä suurempi virta käämityksessä on, sitä enemmän jousi puristuu ja sitä nopeammin liike liikkuu. Ne eivät ole kovin tarkkoja kellonajan asettamisessa. Mekaanisen releen säätäminen on samanlaista kuin herätyskellon säätäminen.

Elektroninen .

Yleisin laiteluokka. Ne on valmistettu elektronisista komponenteista. Kellotaajuusoskillaattoria tai verkkotaajuuden synkronointia käytetään ajan asetuselementtinä.

Niille on ominaista laajin taajuusikkuna. Pienin aikaväli on mikrosekunneissa ja suurin päivissä, kuukausissa ja vuosissa. Taajuusportaat säädetään elektronisesti (kytkimien kautta) tai ohjelmisto (muuttamalla ohjelman sisäisiä kertoimia tai ulkoisen laitteen liitännän kautta.).

Tunti-, päivä- tai viikkorele on usein vaihtoehto elektronisissa kelloissa.

Elektroniset ajoitusreleet tarjoavat laajimman valikoiman ohjauspiirivaihtoehtoja, mukaan lukien monikanavaiset versiot tai syklinen toiminta.

Toimilaitteina käytetään relekuorman kytkemisessä kiinteitä näppäimiä tai sähkömagneetteja, joissa on eri kosketusryhmät.

Elektronisten laitteiden etuja ovat:

• laajin viiveen asetusalue;
• pienin koko ja paino;
• korkea luotettavuus;
• suurin tarkkuus aikavälien asettamisessa.

Valotustarkkuus riippuu vain pääoskillaattorin taajuuden vakaudesta. Lämpöstabiloitujen kideoskillaattoreiden käytöllä voidaan saavuttaa tuhannesosien tarkkuus.

HaitatAjoitusrelepiireillä on seuraavat haitat: elektronisten komponenttien käyttämiseen tarvitaan ulkoinen virtalähde.

Aikareleitä on monenlaisia. Ne vaihtelevat yksinkertaisimmista monimutkaisimpiin mikrokontrolleripohjaisiin.

Sovellukset

Aikareleitä käytetään sovelluksissa, joissa on tarpeen tarkkailla tarkasti laitteiden päälle- ja poiskytkentöjen välisiä aikavälejä ja antaa signaaleja ennalta asetetuin väliajoin.

Paikalliset olosuhteet ja vaatimukset määräävät, onko tarpeen käyttää yhtä tai toista laitetyyppiä.

Elektroniset laitteet voivat korvata kaikki edellä mainitut, jos niissä on ulkoinen virtalähde.

Aiheeseen liittyvät artikkelit: