Časové relé sú určené na realizáciu prednastavenej postupnosti zapínania a vypínania rôznych zariadení, prvkov obvodov, signalizácie alarmu. Pomocou časových riadiacich zariadení sa vytvárajú prednastavené spínacie a riadiace oneskorenia. Väčšina konštrukcií časového ovládania umožňuje nastavenie trvania intervalu zapnutia alebo vypnutia. V závislosti od konštrukcie časového relé sa nastavenie môže vykonávať mechanicky, elektronicky alebo programovo.
Obsah
Princíp činnosti časových relé
Základným princípom časového relé je oneskorenie zapnutia, vypnutia alebo spínania skupín ovládacích kontaktov. Implementácia oneskorenia závisí od konštrukcie zariadenia. Spoločným znakom všetkých relé rôznych typov je spínanie ovládacieho prvku. Na tomto základe sa rozlišujú dve skupiny reléových zariadení:
- S oneskoreným vypnutím;
- s oneskorením zapnutia.
Mnohé relé umožňujú zmenu typu spínania alebo majú obidva typy.
Princíp časovania a ovládania kontaktov závisí od konštrukcie relé, ale všeobecný algoritmus je nasledovný:
- pri spustení sa aktivuje skupina kontaktov usporiadaná podľa typu spínania (pri časových relé s oneskoreným spínaním sú kontakty zopnuté);
- a zároveň sa aktivuje mechanizmus časového oneskorenia (spustí sa hodinový oscilátor v elektronických zariadeniach);
- Po uplynutí nastaveného intervalu skupina kontaktov zmení svoj stav.
Trojstupňové relé sa vyznačuje zložitejším algoritmom činnosti. Postupnosť operácie je nasledovná:
- Obvod je otvorený.
- Začnite. Obvod je uzavretý, odpočítavanie sa začína.
- Odčítanie sa končí. Obvod je uzavretý.
V cyklických zariadeniach sa uvedená postupnosť opakuje mnohokrát.
Časovanie sa spúšťa manuálne alebo automaticky priamym zopnutím napájacích kontaktov alebo prostredníctvom elektromagnetu pôsobiaceho na mechanizmus.
Časové relé s oneskorenou aktivačnou funkciou rovnakým spôsobom.
Typy a klasifikácia
Používajú sa tieto typy časových spínačov, ktoré sa používajú na klasifikáciu časového spínača
- pneumatické;
- motor;
- elektromagnetické;
- hodiny (kotva);
- v elektronickej podobe.
Ďalším rozdielom je hodnota napájacieho napätia riadiaceho elektromagnetu, ktorý vykonáva počiatočné uvedenie do činnosti aktuátora alebo mechanizmu, a elektromagnetu, ktorý riadi spínanie výstupných svoriek. Najbežnejšie typy časových relé sú napätie:
- Napätie 12 V DC;
- 24 V DC;
- 220 V AC.
Časové relé 380 V sa používajú v trojfázových sieťach s delta zapojením.
Prevádzkové napätie sa líši od spínacieho napätia, ktoré závisí od konštrukcie a výkonu kontaktných skupín. Prevádzkové napätie je nevyhnutné pre funkciu zariadenia a musí byť v presne stanovených medziach. Minimálne spínacie napätie nie je obmedzené. Ak sa prekročia prípustné hodnoty, hrozí nebezpečenstvo poruchy medzi kontaktmi.
To isté platí aj pre spínací prúd, ak prúd prekročí povolenú hodnotu, môže dôjsť k spáleniu alebo spekaniu kontaktného bloku alebo k vzniku oblúka pri prerušení kontaktu.
Prevádzkové napätie je dané bezpečnostnými požiadavkami. Čím vyšší je výkon ovládacieho elektromagnetu, tým vyšší je odber prúdu. Najbežnejšie sú 24 V časové relé, pretože ide o najvýhodnejšiu kombináciu napätia a odberu prúdu relé.
Vo vozidlách sa používajú časové relé s napájacím napätím 12 V, pretože to je najbežnejšia hodnota v palubnej sieti vozidla. Napríklad časové relé na ovládanie stieračov čelného skla a smerových svetiel. Kontaktné skupiny týchto zariadení sú vysoko spoľahlivé a majú veľkú prúdovú rezervu, aby sa zabránilo spáleniu, pretože bezpečnosť na cestách závisí od bezporuchovej prevádzky.
Všetky uvedené typy umožňujú viackanálové časové relé. V takomto prípade sú obvody spínané niekoľkými nezávislými skupinami kontaktov. V jednoduchých konštrukciách sú skupiny aktivované súčasne, v zložitých konštrukciách v závislosti od naprogramovaného algoritmu.
Veľkú rozmanitosť v počte skupín a algoritme fungovania poskytujú elektronické zariadenia. Obvody navrhnuté pomocou mikrokontrolérov majú malé rozmery, obmedzené len typom a veľkosťou ovládacích prvkov spínajúcich záťaž.
Spoľahlivosť zariadení a mechanizmov závisí od vhodnosti konštrukcie. Výber časového relé spočíva vo výbere typu, ktorý spĺňa všetky požiadavky, medzi ktoré patria:
- prevádzkové napätie;
- spínacie napätie a prúd;
- trvanie časových intervalov;
- presnosť nastavenia oneskorenia;
- zapnutie alebo vypnutie;
- ovládanie zapínania a vypínania.
Cyklické časové relé
Tento typ časového relé automaticky a nepretržite generuje nastavené časové úseky. Ak sa pýtate, prečo sú cyklické relé potrebné, najčastejšie sa používajú v automatické systémy riadenia osvetlenia (pouličné osvetlenie, chovy hospodárskych zvierat, akváriá atď.).
Elektromagnetické
Elektromagnetické zariadenia sú známe aj ako elektromagnetické časové relé. Vyznačujú sa jednoduchou konštrukciou a používajú sa v automatických reléových systémoch. Cievka solenoidu obsahuje skratovanú cievku v podobe medeného valca, ktorá zabraňuje rýchlemu nárastu a poklesu magnetického toku, v dôsledku čoho sa kotva pohyblivého systému pohybuje s oneskorením. Čas oneskorenia do aktivácie je 0,07 až 0,11 sekundy a do uvoľnenia 0,5 až 1,4 sekundy. Nevýhody:
- nemožnosť korekcie času oneskorenia;
- len pri jednosmernom prúde.
Pneumatické
Spomaľovač v tejto konštrukcii je pneumatický tlmič, ktorý je zásobovaný vzduchom cez kalibrovanú clonu. Jeho prietokový prierez sa reguluje pomocou ihly so špeciálnou skrutkou.
Výhody: Nevyžaduje napájanie.
Nevýhody:
- Nízka presnosť načasovania (viac ako 10%);
- náchylnosť na kontamináciu ovzdušia.
Motor:
Predstavuje synchrónny motor, ktorý cez prevodovku poháňa hriadeľ so skupinami kontaktov. Môže obsahovať elektromagnetickú spojku, ktorá oddeľuje hriadeľ motora od prevodovky. Čas držania sa pohybuje od niekoľkých sekúnd až po desiatky hodín.
Nevýhody:
- nízka presnosť času zdržania;
- poruchy len v úzkom rozsahu teplôt;
- Mechanizmus si vyžaduje pravidelné čistenie a mazanie.
S hodinami a kotviacim mechanizmom.
Zostavené na princípe mechanických hodiniek. V priemysle sa na navíjanie pružiny používa prúdové vinutie. Čím vyšší je prúd v navíjaní, tým viac je pružina stlačená a tým rýchlejšie sa pohybuje. Nie sú veľmi presné pri nastavovaní času. Nastavenie mechanického relé je podobné nastaveniu budíka.
Elektronické .
Najbežnejšia trieda zariadení. Sú vyrobené z elektronických komponentov. Ako prvok nastavenia času sa používa oscilátor hodinovej frekvencie alebo synchronizácia sieťovej frekvencie.
Vyznačujú sa najširším frekvenčným oknom. Minimálny interval je v mikrosekundách a maximálny v dňoch, mesiacoch a rokoch. Frekvenčné kroky sa nastavujú elektronicky (prostredníctvom prepínačov) alebo softvér (zmenou interných programových koeficientov alebo prostredníctvom rozhrania z externého zariadenia).
Hodinové, denné alebo týždenné relé je v elektronických hodinách často voliteľné.
Elektronické časové relé ponúkajú najširšiu škálu možností riadiacich obvodov vrátane viackanálových verzií alebo cyklickej prevádzky.
Ako akčné členy na spínanie záťaže relé sa používajú polovodičové kľúče alebo elektromagnety s rôznymi skupinami kontaktov.
Výhody elektronických zariadení sú:
- najširší rozsah nastavenia oneskorenia;
- najmenšie rozmery a hmotnosť;
- vysoká spoľahlivosť;
- najvyššiu presnosť nastavenia časových intervalov.
Presnosť expozície závisí len od frekvenčnej stability referenčného oscilátora. Použitím tepelne stabilizovaných kryštálových oscilátorov možno dosiahnuť presnosť v tisícinách percenta.
NevýhodyObvody časových relé majú tieto nevýhody: potreba externého napájania na prevádzku elektronických komponentov.
Časové relé sa dodávajú v širokej škále zapojení. Tie sa pohybujú od najjednoduchších až po najzložitejšie na báze mikrokontrolérov.
Aplikácie
Časové relé sa používajú v aplikáciách, kde je potrebné presne dodržiavať intervaly zapínania a vypínania zariadení a poskytovať signály vo vopred nastavených intervaloch.
Miestne podmienky a požiadavky si vyžadujú použitie jedného alebo druhého typu zariadenia.
Elektronické zariadenia sú schopné nahradiť všetky vyššie uvedené zariadenia za predpokladu, že je k dispozícii externý zdroj napájania.
Súvisiace články:
