Tidsrelä: funktionsprincip, anslutningsschema och rekommendationer för inställning

En enhet som aktiveras när en förinställd tidsperiod har löpt ut kallas tidsrelä – enheten har fått bred användning inom elektroteknik, elinstallation och elektronik. Tack vare dess användning i kretslösningar kan mer flexibla styrfunktioner för olika maskiner och apparater realiseras.

Beroende på enhetens konstruktion och funktionsprincip kan elektriska kretsar av varierande komplexitet organiseras.

Vi föreslår att du sätter dig in i vilka typer av tidsreläer som finns, vad som är specifikt för deras funktion och användning. Det teoretiska materialet kompletteras med praktiska rekommendationer för anslutning och inställning av tidsstyrningsenheten.

Tidsreläets funktionsprincip

Elektroniska apparater uppvisar konstruktionsmässig mångfald, så tidsreläets funktionsprincip bör betraktas med hänsyn till varje konstruktionsvariant separat.

Så här ser en av de många konstruktionerna av tidsrelä ut. I grund och botten påminner enheten om en vanlig omkopplare, vars funktion dock är bunden till en tidscykel.

Ur funktionell synvinkel används i praktiken elektromagnetiska, pneumatiska, elektroniska konstruktioner och enheter med urverk.

Alternativ #1: elektromagnetiska apparater

Enheter som stöder elektromagnetisk funktionsprincip är i allmänhet avsedda att endast fungera i kretsar med likströmsmatning.

Konstruktion av elektromagnetiskt tidsrelä REV-814: 1 – stationär kontaktaggregat; 2 – bygel; 3 – dämpningsmekanism av koppar; 4 – vinkeljärn; 5 – kärna i huvudkretsens lindning; 6 – ankare; 7 – rörliga ankarkontakter

Tidsintervall för aktivering är vanligtvis 0,07–0,11 sek vid inkoppling och 0,5–1,4 sek vid frånkoppling. Konstruktionen av sådana tidsreläer innehåller två arbetspolar, varav en är en kortsluten slinga i form av en kopparring.

När en elektrisk ström passerar genom huvudlindningen, observeras en ökning av magnetflödet. Detta flöde genererar en ström i den kortslutna lindningen, vilket begränsar ökningen av magnetflödet i huvudlindningen.

Som ett resultat bildas en tidskarakteristik för rörelsen av manöverdonets ankare, eller med andra ord, en tidsfördröjning för inkoppling skapas.

Förbättrad konstruktion av elektromagnetisk tidsrelä. Denna modell stöder omkoppling av fyra oberoende lastkanaler. Samtidigt är enheten svagare i strömparametrar jämfört med äldre modeller (+)

Om strömtillförseln till huvudlindningens krets avbryts, förblir magnetfältet från den kortslutna lindningen aktivt en tid på grund av induktionseffekten. Följaktligen kopplas inte reläet från under denna tid.

Alternativ #2: pneumatiska enheter

Konstruktioner baserade på pneumatiska system är en slags exklusiva enheter. Sådana enheter är utrustade med en speciell fördröjningsmekanik – en pneumatisk dämpningsmekanism.

Tidsfördröjningen för pneumatiska reläer kan justeras genom att minska eller öka tvärsnittsarean på röret genom vilket luften leds. För detta ändamål är pneumatiska reläkonstruktioner försedda med en justerskruv.

En av de vanliga konstruktionerna för pneumatiska enheter. En ganska enkel och pålitlig design. Parametrar för omkopplingsström upp till 16 ampere. En minibrytare med två kanaler används som omkopplare.

Inställningsområdet för tidsfördröjning för pneumatiska reläer är i genomsnitt 1–60 sek. Det finns dock exemplar som nästan fördubblar detta område. Dock har små felaktigheter (cirka 10%) observerats i praktiken när det gäller noggrannhet vid inställda värden.

Alternativ #3: modifieringar av urtyp

De så kallade urtidsreläerna har fått stor användning inom elektriken. Denna typ av apparater används ofta i konstruktioner av automatiska brytare avsedda för skydd av kretsar med spänning 500–10000 volt. Fördröjningsområdet är 0,1–20 sek.

Funktionsprincipen för urmodellerna bygger på en fjäder som spänns av en mekanisk drivning (ankare) från en elektromagnet. Omkoppling av kontaktgrupperna för urtidsreläet sker efter att den tid har förflutit, vars värde tidigare har ställts in på enhetens skala.

Representant för en ganska gammal serie av apparater – tidsrelä med urverk. Samtidigt har denna typ av enheter visat pålitlig och felfri funktion under de mest varierande förhållanden.

Hastigheten på enhetens mekanism är direkt relaterad till strömstyrkan som flyter genom elektromagnetens lindning. Denna faktor gör det möjligt att ställa in enheten för att utföra skyddsfunktioner. Det speciella med ett sådant skydd är dess fullständiga oberoende av omgivningstemperaturen.

Alternativ #4: elektroniska reläer

De senaste åren har elektroniska versioner nästan överallt där tidsreläer kan användas ersatt de föråldrade elektromekaniska modellerna.

Denna typ av apparater har en rad fördelar:

• små mått på höljet;
• hög precision vid aktivering;
• bekväm inställningsmekanism;
• visuell information.

Elektroniska versioner fungerar i allmänhet baserat på digitala pulsträknare. Många moderna apparater är byggda på högpresterande mikroprocessorer. Digitala reläer är vanligtvis avsedda för omkoppling av låginduktiva eller icke-induktiva laster.

En modern utveckling – ett digitalt relä avsett för tidsstyrd omkoppling. Det lockar med enkel kontroll och styrning, flexibel inställning och utseende.

För att ställa in ett digitalt tidsrelä räcker det att ange önskade tidsparametrar med hjälp av funktionstangenterna som sitter direkt på frontpanelen på höljet.

Inställningen är vanligtvis tillgänglig inom vida tidsintervall och täcker inte bara sekunder, minuter, timmar utan även veckodagar. Som exempel kan man titta på en modell av ett elektroniskt veckorelä – timer.

En elektronisk timer med automatiska på- och avfunktioner kan användas framgångsrikt i styrkretsar för olika typer av enheter. Det så kallade "veckorelät" utför omkopplingsfunktioner enligt den inställda tidsperioden inom en veckocykel. Sådana enheter används i system för “smart hem”.

Till exempel öppnar enheten möjligheter:

• koppla om belysningssystem vid angiven tid;
• starta eller stoppa processutrustning;
• aktivera/avaktivera säkerhetssystem.

Enheten är liten till storleken och har flera funktionella styrknappar. Med hjälp av systemtangentbordet kan användaren enkelt ställa in (programmera) den.

Användarfunktionaliteten hos det digitala tidreläet – en kontrollpanel med knappar för inställning av parametrar. Plus en LCD-skärm där all nödvändig information visas.

Programmeringsläget aktiveras genom att trycka och hålla ned knappen märkt med symbolen «P». Systemåterställning utförs med knappen «Reset». Ändring av reläets tidsinställningar görs med knapparna för minuter, timmar, veckodagar när programmeringsläget är aktivt.

Standardanslutningsschemat för tidreläet förutsätter inställning av ett av två styrsätt – manuellt eller automatiskt. Bekvämligheten med att ställa in ett digitalt relä säkerställs av en informativ LCD-skärm.

Inställning av elektroniskt-mekaniska analoga reläer

Industriella automationssystem och olika hushållsmoduler är ofta utrustade med elektromekaniska enheter vars konstruktion möjliggör justering med potentiometrar.

Elektromekanisk typ av tidsräkningsenhet med parameterjustering via potentiometrar. Det finns olika konfigurationer av sådana instrument, vilket gör det möjligt att använda dem i kretsar med varierande komplexitet.

På framsidan av höljet på sådana enheter finns en potentiometeraxel (eller flera axlar) avsedd att vridas med en skruvmejsel. Runt axeln (axlarna) finns en graderad skala för inställningsvärden.

Skåran på axeln för skruvmejselbladet fungerar som en indikator som ändrar position när axeln vrids. Genom att ställa in denna indikator mitt emot specifika värden på den graderade skalan uppnås inställning av önskad parameter.

Flerekanalsinstrument av elektromekanisk typ. Det är enkelt att justera genom att vrida potentiometrar med en skruvmejsel. På frontpanelen finns också LED-statusindikering.

Instrument av denna typ (till exempel NTE8) har fått stor användning i styrkretsar för ventilationssystem, värmemoduler och belysningsenheter.

Justering av apparater med digital skala

Användning av instrument med mekaniska inställningsfunktioner kan demonstreras med exemplet på en hushållstimer av märket REV Ritter, avsedd att anslutas till ett vanligt eluttag.

Det så kallade 'uttagsreläet' är avsett för användning i hushåll. Tidsåtgången är vanligtvis begränsad till ett dygnsintervall. Denna tid är fullt tillräcklig för hushållsbruk.

Med hjälp av uttagsuttag med timer kan man styra i stort sett alla hushållsapparater inom ett inställt tidsintervall. För att använda denna dygnstimer räcker det att ansluta enheten till uttaget och ställa in den.

Justeringen utförs med följande steg:

1. Lyft upp alla segment som sitter runt inställningsskivan.
2. Sänk endast de segment som motsvarar önskad tid.
3. Vrid inställningsskivan så att skivans markering pekar på aktuell tid.

Till exempel, om segmenten mellan siffrorna 18 och 20 har sänkts, kommer lasten att slås på klockan 18 och stängas av klockan 20 när reläet börjar räkna tid.

Generellt sett möjliggör konstruktionen av det mekaniska reläet REV Ritter upp till 48 tillslag under 24 timmar.

Modifiering av 'uttags'-tidrelä: 1 – uttag för lastanslutning; 2 – manuell styrning; 3 – skala indelad i 24 timmar; 4 – programsegment; 5 – indikator för aktuell tid; 6 – stickkontakt för anslutning till hushållsnätet (+)

Dessutom har enheten en funktion för oprogrammerad lastinkoppling. För detta finns en separat knapp på sidan av höljet. Om användaren aktiverar denna knapp ansluts lasten direkt till nätet, oberoende av reläkontakternas tillstånd.

Anslutning av tidsrelä i styrkrets

Enheten måste anslutas med hänsyn till att installationsplatsen uppfyller de villkor som anges i enhetens tekniska datablad. Som regel innebär montering vertikal installation av enheten med en tolerans på högst 10° avvikelse från vertikalen.

Temperaturgränserna för rummet där tidreläet ska installeras och användas överstiger vanligtvis inte intervallet -20°C till +50°C.

Luftfuktigheten i installationsområdet får inte överstiga 80%. Den elektriska kretsen där timern installeras ska kopplas bort från nätspänningen under installationen.

Klassiskt kopplingsschema för tidrelä, i detta fall för en enhet som växlar två kanaler med last. Enheter med olika antal omkopplingar ansluts enligt samma princip (+)

Varje typ av enhet har traditionellt ett tekniskt datablad där kopplingsschemat anges. Många timers, elektroniskt-mekaniska och digitala, kompletteras med ett schema som är tryckt direkt på höljet och visar hur och i vilken ordning tidreläet ska anslutas.

Det klassiska anslutningsalternativet ser ut så här:

1. Anslutning av spänningsledning till enhetens strömförsörjningsplintar.
2. Fasledningen ansluts via en automatisk brytare till reläets lastingångskontakt.
3. Reläets lastutgångskontakt ansluts direkt till lastens fasledning.

I själva verket är kopplingsschemat för de flesta enheter uppbyggt enligt samma princip: strömförsörjning till själva enheten och lastinkoppling via en grupp omkopplingsbara kontakter.

Beroende på relätyp (enfas, trefas) och konstruktionsegenskaper kan det finnas flera sådana kontaktgrupper.

En enkel variant av tidrelä kan tillverkas själv. Scheman för olika hemmabyggen beskrivs i denna artikel.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videoklippet undersöker möjligheten att använda en modulär enhet med två oberoende tidsstyrda enheter. Schemat möjliggör inkoppling av två hushållsapparater, inställning av deras drifttidsintervall och andra funktioner.

Självklart kan man inte täcka alla befintliga modifieringar av tidsreläer i en enda blygsam översikt. För att granska hela sortimentet av enheter skulle man behöva skriva en hel bok. Handböcker för olika typer av timers finns tillgängliga, och med lite ansträngning kan man alltid hitta den nödvändiga informationen.

Har du något att tillägga, eller har du frågor om funktion, val, anslutning och inställning av tidsreläer? Du kan lämna kommentarer till inlägget och delta i diskussionerna. Kontaktformuläret finns i det nedre blocket.