Os relés de tempo são concebidos para implementar uma sequência predefinida de ligar e desligar vários dispositivos, elementos de circuito, sinalização de alarme. Com a ajuda de dispositivos de controlo de tempo, formam-se os atrasos de comutação e controlo pré-definidos. A maioria dos desenhos de controlo de tempo prevêem o ajuste da duração do intervalo ON ou OFF. Dependendo da concepção do relé de tempo, o ajustamento pode ser feito mecanicamente, electronicamente ou programmaticamente.
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Princípio de funcionamento dos relés de tempo
O princípio básico do relé de tempo é atrasar a ligação, desligamento, ou a comutação de grupos de controlo de contactos. A implementação do atraso depende da concepção do dispositivo. As diferenças comuns entre os vários tipos de relé estão na parte da acção de comutação. Nesta base, distinguem-se dois grupos de dispositivos de relé:
- Com um desligamento tardio;
- com atraso na ligação.
Muitos relés permitem que o tipo de comutação seja alterado ou têm ambos.
O princípio do tempo e do controlo de contacto depende da concepção do relé, mas o algoritmo geral é o seguinte:
- no arranque, o grupo de contacto é accionado, organizado de acordo com o tipo de comutação (para relés de tempo com comutação retardada os contactos são fechados);
- ao mesmo tempo em que o mecanismo de atraso é accionado (o oscilador do relógio em dispositivos electrónicos é iniciado);
- Depois de decorrido o intervalo estabelecido, o grupo de contacto inverte o seu estado.
O relé de três etapas é caracterizado por um algoritmo de funcionamento mais complexo. A sequência de operação é a seguinte:
- Circuito aberto.
- Começar. O circuito está fechado, a contagem decrescente começa.
- A leitura termina. Circuito fechado.
Nos dispositivos cíclicos, a sequência acima é repetida muitas vezes.
A temporização é iniciada manual ou automaticamente através do fecho directo dos contactos de energia ou através de um electroíman que actua sobre o mecanismo.
Relés de tempo com função de activação retardada da mesma forma.
Tipos e classificação
São utilizados os seguintes tipos de interruptor horário, que são utilizados para classificar o interruptor horário
- pneumático;
- motor;
- electromagnético;
- relógio (âncora);
- electrónico.
A diferença seguinte é o valor da tensão de alimentação do electroíman de controlo que executa o accionamento inicial do actuador ou mecanismo e o electroíman que controla a comutação dos terminais de saída. Os tipos mais comuns de relés de tempo são voltagem:
- Voltagem 12 V DC;
- 24 V DC;
- 220 volts AC.
Os relés de tempo de 380V são utilizados em redes trifásicas com ligação em delta.
A tensão de funcionamento é diferente da tensão de comutação, que depende da concepção e da potência dos grupos de contacto. A tensão de funcionamento é necessária para o funcionamento do dispositivo e deve estar dentro dos limites estritamente definidos. A tensão mínima de comutação não é limitada. Se os valores admissíveis forem excedidos, existe o risco de ruptura entre os contactos.
O mesmo se aplica à corrente de comutação, se a corrente exceder o valor admissível, pode resultar na queima ou sinterização dos grupos de contacto, ou em arco quando o contacto se rompe.
A tensão de funcionamento é ditada pelos requisitos de segurança. Quanto maior for a potência do solenóide actuador, maior será o consumo de corrente do solenóide. Os relés temporizadores de 24 volts são os mais comuns, uma vez que esta é a combinação mais vantajosa de tensão e consumo de corrente do relé.
Nos veículos, são utilizados relés de tempo com uma tensão de alimentação de 12 V, uma vez que este é o valor mais comum na rede de bordo do veículo. Por exemplo, relés de tempo para o controlo dos limpa pára-brisas e indicadores de direcção. Os grupos de contacto destes dispositivos são altamente fiáveis e têm uma grande reserva de corrente para evitar queimaduras, uma vez que a segurança rodoviária depende de um funcionamento sem problemas.
Todos os tipos acima mencionados permitem relés de tempo multi-canal. Neste caso, os circuitos são comutados por vários grupos independentes de contactos. Em desenhos simples os grupos são actuados simultaneamente, em desenhos complexos dependendo do algoritmo programado.
Uma grande variedade no número de grupos e no algoritmo de funcionamento é fornecida por dispositivos electrónicos. Os circuitos concebidos com microcontroladores têm uma pequena pegada, limitada apenas pelo tipo e tamanho dos elementos actuadores que comutam a carga.
A fiabilidade dos dispositivos e mecanismos depende da adequação do desenho. A escolha do relé de tempo reside na selecção de um tipo que satisfaça todos os requisitos, que incluem:
- tensão de funcionamento;
- tensão e corrente de comutação;
- a duração dos intervalos de tempo;
- precisão da definição do atraso;
- operação de ligação ou desligamento;
- controlo de ligação e desligamento.
Relés de tempo cíclico
Este tipo de relé de tempo gera períodos de tempo definidos de forma automática e contínua. Se perguntar por que razão são necessários relés cíclicos, estes são mais frequentemente utilizados em sistemas de controlo automático da iluminação (iluminação pública, explorações pecuárias, aquários, etc.).
Electromagnético
Os dispositivos electromagnéticos são também conhecidos como relés de tempo electromagnéticos. Caracterizam-se pela sua construção simples e são utilizados em sistemas de retransmissão automática. A bobina do solenóide contém uma bobina em curto-circuito sob a forma de um cilindro de cobre, que impede a rápida ascensão e queda do fluxo magnético, e como resultado, a armadura do sistema em movimento move-se com um atraso. O tempo de atraso para actuação é de 0,07 a 0,11 segundos, e para libertar 0,5 a 1,4 segundos. Desvantagens:
- impossibilidade de correcção do tempo de atraso;
- operação apenas com corrente contínua.
Pneumático
O retardador neste desenho é um amortecedor pneumático, que é fornecido com ar através de um orifício calibrado. A sua secção transversal de fluxo é regulada por uma agulha com um parafuso especial.
Vantagens: Não necessita de alimentação eléctrica.
Desvantagens:
- Baixa precisão de tempo (mais de 10%);
- susceptibilidade à contaminação do ar.
Motor:
Representa um motor síncrono que acciona um eixo com grupos de contacto através de uma caixa de velocidades. Pode incluir um acoplamento electromagnético que desacopla o eixo do motor da caixa de velocidades. O tempo de espera varia de alguns segundos a dezenas de horas.
Desvantagens:
- precisão do tempo de permanência deficiente;
- avarias apenas numa faixa estreita de temperatura;
- O mecanismo requer limpeza e lubrificação regulares.
Com relógio e mecanismo de âncora.
Construído com base no princípio dos relógios mecânicos. Na indústria, é utilizado um enrolamento actual para enrolar a mola. Quanto mais alta a corrente no enrolamento, mais a mola é comprimida e mais rápido o movimento se move. Não são muito precisos na definição do tempo. O ajuste de um relé mecânico é semelhante ao ajuste de um relógio despertador.
Electrónico .
A classe mais comum de dispositivos. São feitos com componentes electrónicos. O oscilador de frequência ou sincronização de frequência a partir da frequência da rede é utilizado como elemento de ajuste de tempo.
Caracterizam-se pela mais ampla janela de frequência. O intervalo mínimo é em microssegundos e o máximo é em dias, meses e anos. As etapas de frequência são ajustadas electronicamente (através de interruptores) ou software (alterando os coeficientes internos do programa ou através de uma interface a partir de equipamento externo).
O relé horário, dia ou semana é muitas vezes uma opção em relógios electrónicos.
Os relés de temporização electrónicos oferecem a mais vasta gama de opções de circuitos de controlo, incluindo versões multicanal ou operação cíclica.
As chaves de estado sólido ou electroímanes com diferentes grupos de contacto são utilizados como actuadores para comutar a carga do relé.
As vantagens dos dispositivos electrónicos são:
- a mais ampla gama de definição do atraso;
- o menor tamanho e peso;
- alta fiabilidade;
- a maior precisão na definição de intervalos de tempo.
A precisão da exposição depende apenas da estabilidade da frequência do oscilador de referência. A utilização de osciladores de cristal termicamente estabilizados pode alcançar precisão em milésimos de por cento.
DesvantagensOs circuitos de relé temporizador têm os seguintes inconvenientes: a necessidade de uma fonte de alimentação externa para operar os componentes electrónicos.
Os relés de tempo vêm numa grande variedade de circuitos. Estes variam desde os mais simples aos mais complexos microcontroladores baseados em microcontroladores.
Aplicações
Os relés de tempo são utilizados em aplicações onde é necessário observar estritamente os intervalos para ligar e desligar o equipamento, e para fornecer sinais a intervalos pré-definidos.
As condições e requisitos locais ditam a utilização de um ou outro tipo de dispositivo.
Os dispositivos electrónicos são capazes de substituir todos os anteriores, desde que exista uma fonte de alimentação externa.
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