Časovni releji so zasnovani za izvajanje prednastavljenega zaporedja vklopa in izklopa različnih naprav, elementov vezja, alarmov. S pomočjo časovnih krmilnih naprav se oblikujejo določene zakasnitve preklopa in krmiljenja. Večina zasnov naprav za nadzor časa omogoča prilagajanje trajanja intervala vklopa ali izklopa. Odvisno od zasnove časovnega releja se nastavitev lahko izvede mehansko, elektronsko ali programsko.
Vsebina
Načelo delovanja časovnih relejev
Splošno načelo časovnega releja je zagotoviti časovni zamik za vklop, izklop ali preklop kontaktne skupine. Izvedba zakasnitve je odvisna od konstrukcijskih značilnosti naprave. Skupna razlika med različnimi vrstami relejev je v preklapljanju izvršilnega dela. Glede na to značilnost ločimo dve skupini relejnih naprav:
- z zakasnjenim izklopom;
- z zamikom na.
Številni releji omogočajo spreminjanje vrste preklopa ali imajo oboje.
Načelo krmiljenja časa in kontaktov je odvisno od zasnove releja, vendar je splošni algoritem naslednji:
- Ob zagonu se aktivira kontaktna skupina, organizirana glede na vrsto preklopa (pri časovnih relejih z zakasnjenim preklopom so kontakti zaprti);
- istočasno se navije mehanizem časovnega zamika (zažene se taktni generator v elektronskih napravah);
- po nastavljenem intervalu kontaktna skupina obrne svoje stanje.
Rele s tremi položaji se razlikuje po bolj zapletenem algoritmu delovanja. Zaporedje delovanja je naslednje:
- Tokokrog odprt.
- Začetek. Krog je sklenjen, odštevanje se začne.
- Krog se konča. Krog zaprt.
V cikličnih napravah se zgornje zaporedje večkrat ponovi.
Merjenje časa se zažene ročno ali samodejno z neposrednim zapiranjem napajalnih kontaktov ali preko elektromagneta, ki deluje na mehanizem.
Na enak način deluje časovni rele z zakasnjenim vklopom.
Vrste in razvrstitev
Uporabljajo se naslednje vrste časovnih naprav za časovne intervale, glede na katere so razvrščene
- pnevmatski;
- motor;
- elektromagnetni;
- ura (sidro);
- elektronski.
Naslednja razlika je v vrednosti napajalne napetosti krmilnega elektromagneta, ki izvaja začetni aktuator oziroma mehanizem in elektromagneta, ki krmili preklapljanje izhodnih sponk. Najbolj razširjene vrste časovnih relejev so naslednje Napetost:
- 12 V DC napetost;
- 24 V DC;
- 220 voltov AC.
Časovni releji za 380V se uporabljajo v trifaznih omrežjih z delta povezavo.
Delovna napetost se razlikuje od preklopne napetosti, ki je odvisna od izvedbe in zmogljivosti kontaktnih skupin. Delovna napetost je nujna za delovanje naprave in mora biti v strogo določenih mejah. Meja minimalne preklopne napetosti ni omejena. Če so dovoljene vrednosti presežene, lahko pride do okvare med kontakti.
Enake zahteve veljajo za preklopni tok, ki presega dovoljeno vrednost, ki je polna nevarnosti izgorevanja in sintranja kontaktnih skupin, pojava električnih lokov v trenutku odpiranja.
Delovno napetost narekujejo varnostne zahteve. Upošteva se, da večja kot je moč krmilnega solenoida, večja je tokovna poraba solenoida. Najbolj razširjeni so 24 voltni časovni releji, saj je v tem primeru najugodnejša kombinacija napetosti in toka porabe releja.
V avtomobilih se uporabljajo časovni releji z napajalno napetostjo 12 V, ker je to najpogostejša vrednost vgrajenega omrežja avtomobila. Na primer časovni releji za nadzor brisalcev vetrobranskega stekla in smernikov. Kontaktne skupine teh naprav so zelo zanesljive, imajo veliko razliko pri vrednosti toka, da se izognejo izgorevanju, saj je varnost prometa na cestah odvisna od brezhibnega delovanja.
Vse te vrste omogočajo izdelavo večkanalnih časovnih relejev. V tem primeru preklapljanje tokokrogov izvaja več neodvisnih skupin kontaktov. V preprostih izvedbah se skupine sprožijo hkrati, v kompleksnih - odvisno od programiranega algoritma.
Veliko raznolikost v številu skupin in algoritmu delovanja zagotavljajo elektronske naprave. Vezja, zasnovana z uporabo mikrokrmilnikov, imajo majhne dimenzije, ki so omejene le z vrsto in velikostjo sprožilnih elementov, ki preklapljajo breme.
Zanesljivost naprav in mehanizmov je odvisna od skladnosti zasnove z zahtevami. Izbira časovnega releja je izbira tipa, ki izpolnjuje vse zahteve, vključno z:
- delovna napetost;
- preklopna napetost in tok;
- trajanje časovnih intervalov;
- natančnost nastavitve časovnih intervalov;
- vklop ali izklop delovanja;
- nastavitev vklopa in izklopa.
Ciklični časovni releji
Ta vrsta časovnega releja samodejno in neprekinjeno ustvarja nastavljene časovne intervale. Če vprašate, zakaj so potrebni releji cikličnega tipa, lahko rečemo, da se najpogosteje uporabljajo v avtomatski sistemi za nadzor razsvetljave (ulična razsvetljava, živinorejske farme, akvariji itd.).
Elektromagnetno
Elektromagnetne naprave imenujemo tudi elektromagnetni zakasnilni releji. Imajo preprosto zasnovo in se uporabljajo v napravah za avtomatizacijo relejev. Navitje elektromagneta dodatno vsebuje kratkostično tuljavo v obliki bakrenega valja, ki preprečuje hitro naraščanje in padanje magnetnega pretoka, zaradi česar se armatura gibljivega sistema premika z zamikom. Čas zakasnitve sprožitve je 0,07 do 0,11 sekunde, sprostitve pa 0,5 do 1,4 sekunde. Slabosti:
- Nezmožnost korekcije časa zakasnitve;
- deluje samo na enosmerni tok.
Pnevmatski
Retarder v tej izvedbi je pnevmatski blažilnik, ki se napaja z zrakom skozi kalibrirano luknjo. Njegov pretočni prerez uravnava igla s posebnim vijakom.
Prednosti: Ne potrebuje napajalnika
Slabosti:
- Nizka časovna natančnost (več kot 10%);
- Občutljivost na onesnaženje zraka.
Motor
Predstavlja sinhronski motor, ki preko reduktorja prenaša vrtenje na gred s kontaktnimi skupinami. Lahko vključuje elektromagnetno sklopko, ki izklopi gred motorja in menjalnik. Čas zadrževanja se giblje od nekaj sekund do več deset ur.
Slabosti:
- Nizka časovna natančnost;
- sposobnost delovanja le v ozkem temperaturnem območju;
- Potreba po rednem čiščenju in mazanju mehanizma.
Z uro in sidrnim mehanizmom.
Zgrajena na principu mehanskih ur. V industriji se za navijanje vzmeti uporablja tokovno navitje. Torej, večji kot je tok v navitju, bolj je vzmet stisnjena in hitreje se premika gibanje. Zanje je značilna nizka natančnost nastavitve časa. Nastavitev mehanskega releja je podobna nastavitvi budilke.
Elektronski
Najpogostejši razred naprav. Izdelani so na elektronskih komponentah. Kot element za nastavitev časa se uporablja generator frekvence ure ali sinhronizacija iz omrežne frekvence.
Zanje so značilne najširše meje uravnavanja frekvence. Najmanjši interval je enota mikrosekund, največji pa dnevi, meseci in leta. Frekvenčni koraki se prilagajajo elektronsko (s pomočjo stikal) ali programsko (s spreminjanjem vgrajenih programskih koeficientov ali prek vmesnika iz zunanje opreme).
Urni, dnevni ali tedenski rele je pogosto možnost elektronskih ur.
Elektronski časovni releji ponujajo najširšo paleto možnosti krmilnega vezja, vključno z večkanalnimi različicami ali cikličnim delovanjem.
Kot izvršilni del za preklapljanje obremenitve releja se uporabljajo polprevodniški ključi ali elektromagneti z različnimi skupinami kontaktov.
Prednosti elektronskih naprav:
- Najširši razpon nastavitve izklopa;
- najmanjša velikost in teža;
- visoka zanesljivost;
- najvišja natančnost nastavitve časovnih intervalov.
Natančnost osvetlitve je odvisna le od stabilnosti frekvence glavnega oscilatorja. Z uporabo oscilatorjev na kvarčnih elementih s toplotno stabilizacijo lahko dosežemo natančnost tisočink odstotka.
SlabostiSlabosti: Potreba po zunanjem napajalniku za delovanje elektronskih komponent vezja.
Tokokrogi časovnih relejev so zelo raznoliki. Med njimi so tako najpreprostejši kot zapleteni, ki temeljijo na mikrokontrolerjih.
Aplikacije
Časovni releji se uporabljajo v aplikacijah, kjer je potrebno strogo upoštevati intervale med vklopom in izklopom opreme, da zagotovijo signale v vnaprej nastavljenih intervalih.
Potrebo po uporabi ene ali druge vrste naprave narekujejo lokalne razmere in zahteve za njihove parametre.
Elektronske naprave lahko nadomestijo vse našteto, če obstaja zunanji vir napajanja.
Povezani članki:
