I relè a tempo sono progettati per implementare una sequenza preimpostata di accensione e spegnimento di vari dispositivi, elementi di circuito, segnalazione di allarme. Con l'aiuto di dispositivi di controllo del tempo si formano i ritardi di commutazione e di controllo preimpostati. La maggior parte dei progetti di controllo del tempo prevede la regolazione della durata dell'intervallo ON o OFF. A seconda del design del relè a tempo, la regolazione può essere fatta meccanicamente, elettronicamente o programmaticamente.
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Principio di funzionamento dei relè a tempo
Il principio di base del relè a tempo è quello di ritardare l'accensione, lo spegnimento o la commutazione di gruppi di contatti di controllo. L'implementazione del ritardo dipende dal design del dispositivo. Le differenze comuni tra i vari tipi di relè sono nella parte dell'azione di commutazione. Su questa base, si distinguono due gruppi di relè:
- Con uno spegnimento ritardato;
- con ritardo di accensione.
Molti relè permettono di cambiare il tipo di commutazione o di averli entrambi.
Il principio del controllo dei tempi e dei contatti dipende dal design del relè, ma l'algoritmo generale è il seguente:
- all'avvio, il gruppo di contatti viene azionato, organizzato secondo il tipo di commutazione (per i relè a tempo con commutazione ritardata i contatti sono chiusi);
- allo stesso tempo si aziona il meccanismo di ritardo (l'oscillatore dell'orologio nei dispositivi elettronici viene avviato);
- Dopo che l'intervallo impostato è trascorso, il gruppo di contatto inverte il suo stato.
Il relè a tre fasi è caratterizzato da un algoritmo di funzionamento più complesso. La sequenza di funzionamento è la seguente:
- Circuito aperto.
- Iniziare. Il circuito è chiuso, il conto alla rovescia inizia.
- Fine della lettura. Circuito chiuso.
Nei dispositivi ciclici, la sequenza di cui sopra viene ripetuta molte volte.
La temporizzazione viene avviata manualmente o automaticamente tramite la chiusura diretta dei contatti di potenza o tramite un elettromagnete che agisce sul meccanismo.
I relè a tempo con funzione di attivazione ritardata nello stesso modo.
Tipi e classificazione
Sono utilizzati i seguenti tipi di interruttore orario, che servono a classificare l'interruttore orario
- pneumatico;
- motore;
- elettromagnetico;
- orologio (ancora);
- elettronico.
La prossima differenza è il valore della tensione di alimentazione dell'elettromagnete di controllo che esegue l'attuazione iniziale dell'attuatore o del meccanismo e l'elettromagnete che controlla la commutazione dei terminali di uscita. I tipi più comuni di relè a tempo sono tensione:
- Tensione di 12 V DC;
- 24 V DC;
- 220 volt AC.
I relè a tempo 380V sono utilizzati nelle reti trifase con collegamento a delta.
La tensione di funzionamento è diversa dalla tensione di commutazione, che dipende dal design e dalla potenza dei gruppi di contatto. La tensione di funzionamento è necessaria per il funzionamento del dispositivo e deve essere entro i limiti strettamente definiti. La tensione minima di commutazione non è limitata. Se si superano i valori consentiti, c'è il rischio di rottura tra i contatti.
Lo stesso vale per la corrente di commutazione, se la corrente supera il valore ammissibile, può provocare la bruciatura o la sinterizzazione dei gruppi di contatto, o un arco elettrico quando il contatto si rompe.
La tensione di funzionamento è dettata dai requisiti di sicurezza. Maggiore è la potenza del solenoide di azionamento, maggiore è il consumo di corrente. I relè temporizzatori a 24 volt sono i più comuni, poiché questa è la combinazione più vantaggiosa di tensione e consumo di corrente del relè.
Nei veicoli, si usano relè a tempo con una tensione di alimentazione di 12 V, poiché questo è il valore più comune nella rete di bordo del veicolo. Per esempio, relè a tempo per il controllo dei tergicristalli e degli indicatori di direzione. I gruppi di contatto di questi dispositivi sono altamente affidabili e hanno una grande riserva di corrente per evitare bruciature, poiché la sicurezza stradale dipende dal funzionamento senza problemi.
Tutti i tipi summenzionati permettono di avere relè a tempo multicanale. In questo caso, i circuiti sono commutati da diversi gruppi di contatti indipendenti. Nei progetti semplici i gruppi sono azionati simultaneamente, nei progetti complessi dipendono dall'algoritmo programmato.
Una grande varietà nel numero di gruppi e nell'algoritmo di funzionamento è fornita dai dispositivi elettronici. I circuiti progettati con i microcontrollori hanno un ingombro ridotto, limitato solo dal tipo e dalle dimensioni degli elementi attuatori che commutano il carico.
L'affidabilità dei dispositivi e dei meccanismi dipende dall'adeguatezza del design. La scelta del relè a tempo sta nella selezione di un tipo che soddisfa tutti i requisiti, che includono:
- tensione di funzionamento;
- tensione e corrente di commutazione;
- la durata degli intervalli di tempo;
- precisione dell'impostazione del ritardo;
- operazione di accensione o spegnimento;
- controllo dell'accensione e dello spegnimento.
Relè a tempo ciclico
Questo tipo di relè a tempo genera automaticamente e continuamente dei periodi di tempo stabiliti. Se vi chiedete perché i relè ciclici sono necessari, sono più comunemente usati in sistemi di controllo automatico dell'illuminazione (illuminazione stradale, allevamenti, acquari, ecc.).
Elettromagnetico
I dispositivi elettromagnetici sono anche conosciuti come relè a tempo elettromagnetici. Sono caratterizzati da una costruzione semplice e sono utilizzati nei sistemi di relè automatici. La bobina del solenoide contiene una bobina cortocircuitata a forma di cilindro di rame, che impedisce la rapida salita e discesa del flusso magnetico e, di conseguenza, l'armatura del sistema mobile si muove con un ritardo. Il tempo di ritardo all'azionamento è da 0,07 a 0,11 secondi, e al rilascio da 0,5 a 1,4 secondi. Svantaggi:
- impossibilità di correzione del tempo di ritardo;
- funzionamento solo con corrente continua.
Pneumatico
Il rallentatore in questo progetto è una serranda pneumatica, che viene alimentata con aria attraverso un orifizio calibrato. La sua sezione di flusso è regolata da un ago con una vite speciale.
Vantaggi: Non richiede un'alimentazione.
Svantaggi:
- Bassa precisione di temporizzazione (oltre il 10%);
- suscettibilità alla contaminazione dell'aria.
Motore:
Rappresenta un motore sincrono che aziona un albero con gruppi di contatto attraverso un riduttore. Può includere un giunto elettromagnetico che disaccoppia l'albero motore dal riduttore. Il tempo di tenuta varia da pochi secondi a decine di ore.
Svantaggi:
- scarsa accuratezza del tempo di permanenza;
- funziona male solo in una gamma ristretta di temperature;
- Il meccanismo richiede una pulizia e una lubrificazione regolari.
Con orologio e meccanismo di ancoraggio.
Costruito sul principio degli orologi meccanici. Nell'industria, un avvolgimento di corrente è usato per avvolgere la molla. Più alta è la corrente nell'avvolgimento, più la molla viene compressa e più velocemente si muove il movimento. Non sono molto precisi nell'impostare l'ora. La regolazione di un relè meccanico è simile alla regolazione di una sveglia.
Elettronico .
La classe più comune di dispositivi. Sono fatti con componenti elettronici. L'oscillatore a frequenza d'orologio o la sincronizzazione della frequenza di rete sono usati come elemento di regolazione del tempo.
Sono caratterizzati dalla finestra di frequenza più ampia. L'intervallo minimo è in microsecondi e il massimo in giorni, mesi e anni. I passi di frequenza sono regolati elettronicamente (tramite interruttori) o software (cambiando i coefficienti interni del programma o tramite un'interfaccia da apparecchiature esterne).
Il relè dell'ora, del giorno o della settimana è spesso un'opzione negli orologi elettronici.
I relè temporizzatori elettronici offrono la più ampia gamma di opzioni di circuiti di controllo, comprese le versioni multicanale o il funzionamento ciclico.
Chiavi a stato solido o elettromagneti con diversi gruppi di contatti sono utilizzati come attuatori per commutare il carico del relè.
I vantaggi dei dispositivi elettronici sono:
- la gamma più ampia di impostazione del ritardo;
- la dimensione e il peso più piccoli;
- alta affidabilità;
- la massima precisione nell'impostazione degli intervalli di tempo.
La precisione dell'esposizione dipende solo dalla stabilità della frequenza dell'oscillatore master. L'uso di oscillatori a cristalli stabilizzati termicamente può raggiungere una precisione in millesimi di percentuale.
SvantaggiI circuiti di relè a tempo hanno i seguenti svantaggi: la necessità di un'alimentazione esterna per far funzionare i componenti elettronici.
I relè a tempo sono disponibili in una grande varietà di circuiti. Questi vanno dai più semplici ai più complessi basati su microcontroller.
Applicazioni
I relè a tempo sono utilizzati in applicazioni in cui è necessario osservare rigorosamente gli intervalli tra l'accensione e lo spegnimento delle apparecchiature e fornire segnali a intervalli prestabiliti.
Le condizioni e i requisiti locali dettano la necessità di utilizzare uno o un altro tipo di dispositivo.
I dispositivi elettronici sono in grado di sostituire tutto ciò, purché ci sia un'alimentazione esterna.
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