Принцип работы и схема подключения реле времени: разбираемся развернуто

Реле времени — повсеместно применяющиеся устройства, как в бытовых целях, так и на крупных промышленных предприятиях. Приборы выпускаются механического типа, представляющие собой простейшие конструкции, и электронными, оснащенными сложными системами управления, программируемыми пользователем.

Закорачивание катушки

Практическое применение и схемы подключения твердотельного реле — рассказываем в общих чертах

Рисунок 2. Схема получения выдержки времени у электромагнитных реле времени с различными вариантами включения втягивающей катушки.

При включении реле РВ якорь при­тягивается очень быстро (время за­ряда реле 0,8 сек). При отключении создается выдержка времени, при этом отключение реле может осу­ществляться как путем разрыва цепи катушки, так и путем ее закорачивания (рис. 2а). Выдержка времени при закорачи­вании катушки получается по сле­дующей причине. Для отпадения якоря (и, следовательно, срабаты­вания контактов реле) необходимо, чтобы поток в магнитной системе исчез или уменьшился до определенной величины, что и происходит при прекращении питания катушки реле, т. е. при ее отключении.

Если же шун­тировать катушку реле (например, параллельным включением каких-либо контактов другого промежуточного реле РП), то вслед­ствие самоиндукции в контуре, образуемом катушкой реле и кон­тактом РП, поддерживается некоторое время ток. Следовательно, магнитный поток и сила притяжения якоря к сердечнику тоже будут затухать постепенно. Сопротивление R в цепи катушки должно быть предусмотрено для предотвращения короткого замы­кания (в том случае, если в этой цепи нет других потребителей).

Как работает реле времени?

Основной деталью реле времени является блок управления, выполненный в виде электронного таймера. Его настройка производится вручную на определенное время, по истечении которого на исполнительный механизм подается сигнал, размыкающий цепь.

Современные приборы выпускаются в электронном варианте, однако, до сих пор встречаются и старые механические образцы. Конструкция таймера выполнена в виде микросхемы, реагирующей на импульсы различной величины. Появление этих импульсов вызывается нажатием клавиш, расположенных на панели управления.

Механическое реле времени работает по такому же принципу. Здесь также имеются контакты, установленные в определенное положение. Они могут быть сомкнутыми или разомкнутыми. Когда регулятор механизма поворачивается, происходит смена положения контактов таймера. В результате, электрическая цепь замыкается или размыкается. Постепенно контакты возвращаются в исходное положение. Время возврата зависит от величины угла поворота регулятора.

Существуют так называемые интеллектуальные реле, подключаемые к компьютеру через специальный выход. В этом случае программирование временных режимов может производиться в более широком диапазоне.

Общие сведения

Для того чтобы устройство правильно работало и выполняло все предусмотренные функции, рекомендуется подключить реле времени (220В) с задержкой включения. Перед началом его изготовления и монтажа необходимо подробно изучить устройство, принцип действия, а также преимущества и недостатки. Вся эта информация поможет выбрать максимально эффективную модель аппарата для каждой конкретной установки.

Устройство и принцип действия

Реле считаются одними из наиболее часто используемых приспособлений. Свою популярность они получили благодаря точности и эффективности работы. С их помощью можно легко контролировать напряжения различной величины, что помогает уберечь дорогостоящие устройства от поломок и сбоев в работе.

В большинстве случаев используется временное реле, состоящее из следующих элементов:

1. Железный якорь. Он применяется для создания низкого сопротивления магнитному потоку.
2. Проволочная катушка. Эта деталь конструкции оборачивается вокруг сердечника из железа и помогает создавать магнитное поле.
3. Подвижная металлическая стрелка.
4. Контакты, количество которых определяется требованиями к изделию.
5. Шарниры с ярмом. Эти приспособления используются для крепления якоря.
6. Жёсткая пружина. Деталь служит для удержания якоря и устанавливается так, чтобы при отсутствии электрического тока в магнитной цепи создавался воздушный зазор.

Принцип работы реле времени довольно простой. Разобраться в нюансах сможет не только опытный электрик, но и новичок, который видит изделие первый раз.

Функционирует устройство таким образом:

1. При отсутствии электрического тока один из контактов находится в открытом положении, а другой — в закрытом. В некоторых современных моделях их количество может увеличиваться в зависимости от функций, предусмотренных производителем.
2. Как только в цепи появляется электричество, начинается процесс генерации магнитного поля.
3. Благодаря ему активизируется арматура и происходит перемещение подвижного контакта.
4. После отключения питания якорь перемещается в своё первоначальное положение под действием возникающей силы. Она обеспечивается пружиной и её величина значительно меньше магнитной.
5. При поступлении электрического тока на катушку, через неё проходит диод и энергия распадающегося магнитного поля рассеивается.

Преимущества и недостатки

Реле времени с задержкой выключения (220В), как и любое другое подобное устройство, имеет несколько важных достоинств. Поэтому оно пользуется большой популярностью и широко применяется в промышленности.

Наиболее значимыми положительными сторонами устройства являются следующие:

• широкий диапазон регулировки временных задержек (от 0,1 секунды до 100 дней);
• высокая точность соблюдения интервалов времени;
• возможность функционировать как при низких, так и при высоких температурах (от -20 до +60 градусов по Цельсию);
• наличие защиты от промышленного шума;
• универсальность крепления (на панель или DIN-рейку);
• возможность подключения проводников, имеющих различное сечение (от 0,4 до 4 квадратных миллиметров);
• способность качественно выполнять свои функции при различных параметрах напряжения в сети.

Несмотря на большое количество преимуществ, у реле с задержкой времени есть и несколько недостатков. Их обязательно нужно брать во внимание перед выбором устройства и началом его использования. В противном случае можно столкнуться с различными проблемами, которые значительно затруднят работу всей системы и повлекут за собой многочисленные поломки.

К недостаткам таймеров относят:

• необходимость максимально точной установки и настройки;
• зависимость от наличия электрического тока в сети;
• недолговечность конструкции;
• сложности при проведении ремонтных и профилактических мероприятий.

Разновидности изделий

Производители временных реле предлагают потребителям большое количество разновидностей этого устройства. Все они имеют похожие характеристики, но отличаются принципом работы. Такое разнообразие позволяет выбрать оптимальный вариант, который подойдёт для определённого оборудования.

Наиболее популярные виды конструкций:

1. Электронные. Эти реле времени применяются намного чаще других. Свою популярность они получили благодаря небольшим размерам, низкому потреблению электричества, а также наличию полезных дополнительных функций. Такие изделия способны осуществлять контроль за процессами с минимальной выдержкой (от 0,1 до 0,5 секунды). При этом они обеспечивают бесперебойную работу на протяжении нескольких недель.
2. С пневматическим замедлением. Это механическое реле времени может обеспечить выдержку в пределах от 0,4 секунд до 3 минут. Устройство оснащено специальным пневматическим демпфером, который позволяет контролировать последовательную работу транспортёров и различных станков. Пневматические реле времени имеют компактные размеры и позволяют легко выполнять замену основных элементов. Всё это даёт возможность применять несколько таких изделий на одном аппарате.
3. С электромагнитным замедлением. Принцип действия таких устройств основан на создании выдержки срабатывания, при постепенном увеличении основного магнитного тока. Это реле может обеспечить задержки выключения от 0,5 до 1,4 секунды, а также включения — от 7 до 11 сотых секунды. Большим недостатком такого приспособления является необходимость наличия постоянного тока.
4. С анкерным механизмом. Такие реле используются довольно редко, так как не дают максимальной точности по времени. Их работа обеспечивается вмонтированной пружиной, которая заводится под электромагнит. На специальной шкале выставляется нужное время срабатывания контактов, которые приводят в действие анкерный механизм.
5. Контакторные. Эти таймеры применяются только для контроля за работой электродвигателей, холодильников, аквариумов и осветительных систем. Главная их особенность — контакты, которые производятся из сплава серебра. Среди недостатков выделяется недолговечность и высокий уровень шума, создаваемого во время работы.

Область применения

Реле времени – это устройство, предназначенное для включения/выключения приборов, управления процессами с определенным промежутком времени.

Такое оборудование довольно часто используются в промышленности для управления производственными процессами без участия человека. Реле не менее часто применяется в быту. Оно может использоваться для систематического полива, включения в определенное время освещения и т. д.

Электронное микропроцессорное реле времени модели PCR-513 может программироваться самим пользователем

Отключение катушки реле

При отключении катушки реле можно также достичь замедленного спадания магнитного потока в магнитопроводе (рис. 2 б). Для этого применяются различ­ные демпферы. Демпфером называется толстая гильза, выполнен­ная из меди или алюминия, которая насаживается на общий сердеч­ник со втягивающей катушкой. Эта гильза создает вторичный контур. При исчезновении основного магнитного потока при раз­мыкании РП в гильзе индуктируется ток, который по правилу Ленца стремится поддержать основной поток. Чем больше масса демпфера, тем больше выдержка времени реле. Роль демпфера одно­временно выполняет также и алюминиевое основание реле. Раз­личные диапазоны выдержки реле (0,3—5,5 сек) достигаются за счет применения дополнительных съемных демпферов.

Следует иметь в виду, что реле типа РЭ-500 предназначено для постоянного тока, и в цепь управления двигателями переменного тока оно включается через выпрямители.

Преимущества и недостатки устройства

У электронных реле преимущественным качеством является то, что они с высокой точностью выполняют свои функции. Из отрицательных качеств можно отметить только то, что для них требуется точность в программировании, интервал времени, который может устанавливаться, значительно меньше чем у электромеханических. Также стоит отметить и достаточно высокую стоимость.

Основными достоинствами электромагнитных реле являются низкая цена, они не требуют постоянного обслуживания, регулярного программирования, изменения настроек. Недостатком таких устройств является ограниченный ресурс работы, а также не слишком хорошая работа с постоянным током.

Реле времени на современном рынке представлены в широком разнообразии типов и моделей

Критерии выбора покупных изделий

Если нет желания или возможности смастерить реле самостоятельно, то можно купить готовую конструкцию. Найти её можно в магазинах, специализирующихся на продаже и ремонте электроприборов. В этом случае денежные затраты будут намного больше, чем при изготовлении своими руками, но снизятся временные потери.

Основные критерии выбора:

1. Диапазон задержки. Это основной параметр, который следует учитывать при покупке реле времени. Он определяется исходя из назначения устройства и особенностей его работы.
2. Тип коммутируемого тока. Реле способны коммутировать как постоянный, так и переменный ток. В первом случае рекомендуется покупать устройства типа DC, а во втором — AC. В некоторых случаях оптимальным вариантом будет использование универсальных изделий, имеющих маркировку AC/DC.
3. Степень защиты. В зависимости от места установки реле (на улице или в помещении), необходимо выбирать определённые модели. Устройства, которые будут находиться на открытом пространстве, должны иметь дополнительный защитный корпус и обладать индексом IP40. Для размещения внутри здания подойдёт изделие с индексом IP20.
4. Максимальный коммутируемый ток. Если покупаемое приспособление будет использоваться в бытовых приборах, то специалисты советуют выбирать те модели, которые способны коммутировать нагрузку в пределах от 10 до 16 А.
5. Возможности подключения. Большинство современных изделий можно одновременно подключить к двум элементам. Так работу реле с задержкой времени можно контролировать из 2 мест, находящихся в разных концах комнаты.
6. Габариты. Профессионалы советуют покупать максимально компактные устройства, так как для них будет проще найти место установки.
7. Способ монтажа. В некоторых случаях требуется контролировать и этот параметр, так как многие модели нуждаются в креплении на DIN-рейку.

Временное реле — это полезное и эффективное устройство. С его помощью можно контролировать работу всей системы и предотвращать появление каких-либо сбоев. При правильной установке и соблюдении всех рекомендаций профессионалов можно значительно увеличить срок эксплуатации оборудования и избежать большинства проблем.

Подключение реле времени

В современных условиях чаще всего используются цифровые электронные таймеры. Они обеспечивают стабильную работу, высокую точность действий и широкий диапазон установки временных задержек. Программа таких приборов предусматривает большое количество включений и отключений. Для нормальной работы электрической цепи используется схема подключения реле времени.

Основой типового прибора является таймер на микропроцессорах, имеющий жидкокристаллический дисплей. Программирование осуществляется с помощью специальных кнопок.

Необходимая коммутация задается с помощью реле, в котором имеются переключающиеся контакты №№ 3, 4, 5, показанные на рисунке. Для подачи питающего напряжения к таймеру существуют клеммы №№ 1, 2. Переключающиеся контакты дают возможность различных операций с электрическими нагрузками не только путем обычного включения или выключения. Они позволяют работать сразу с несколькими электрическими цепями, выполняя их включение или отключение.

Таким образом, область использования реле времени существенно расширяется. Это позволяет по очереди освещать большие площади, путем автоматического отключения и включения светильников. Получается существенная экономия электрической энергии.

Принцип поочередного включения и отключения разных групп освещения активно используется в частных загородных домах. В разных комнатах происходит автоматическое включение света, создавая иллюзию присутствия хозяев. Эта мера очень эффективно предупреждает воровство в период длительного отсутствия жильцов. Электропитание нагрузки и реле времени осуществляется раздельно и никак не связано между собой. Это позволяет задавать управление нагрузками с большими мощностями, вплоть до 380 вольт.

Как читать маркировку?

При маркировке таких приборов производителя стараются максимально упростить читаемость. На корпусе изначально указывается фирма производитель и модель устройства. Также указывается напряжение, подходяще для нормальной работы прибора. В большинстве случаев это 220 В.

Также помечается, для работы при какой величине и типе тока (постоянном или переменном) подходит устройство. На приборе также должно быть указан максимальный ток нагрузки для конкретного прибора.

Практически у всех реле времени присутствует маркировка выводов и обозначение подключения ноля и фазы.

Анализ производителей

Реле времени изготавливаются множеством производителей, заводы которых расположены по всему миру. В таблице ниже приведены наиболее популярные в нашей стране модели с указанием производителей и типа крепления устройства.

Пошаговая инструкция по установке

Для того чтобы самостоятельно подключить реле времени необходимо определиться, в какой сети будет происходить монтаж. Она может быть однофазной или трехфазной. Также нужно заранее знать, что будет коммутировать этот прибор, то есть какую нагрузку требуется отключать или включать.

Исходя из этих данных, нужно приобрести устройство с нужными характеристиками, или же любой доступный, но в комплекте с ним также необходимо приобрести контактор.

Совет №1: Перед монтажом реле времени требуется обесточить всю электросеть для безопасного проведения работ. Это делается с помощью вводного автомата.

Реле времени устанавливается после счетчика электроэнергии. На следующем этапе с помощью паспортных данных прибора необходимо определить, где у него вход и выход.  Вход — это клеммы, к которым требуется выполнять присоединение провода. Выход — это клеммы, от которых будет выходить коммутирующее напряжение.

Непрерывное импульсное реле времени на 16 А часто используется в домашнем хозяйстве

Совет №2: Пред установкой также требуется проверить прибор на работоспособность. Это необходимо сделать до отключения электричества.

Для этого к прибору необходимо подключить шнур с вилкой по заданной схеме и выставить минимальное время срабатывания. С помощью тестера проверяется наличие напряжения на контактах выхода.

Перед подключением реле времени необходимо надежно установить. У большинства этих приборов крепление производиться на DIN-рейку. После установки проводится подключение. Натяжение болтов должно быть максимальным, так как при плохом контакте прибор будет нагреваться и может быстро выйти из строя, или что еще хуже может быть причиной пожара.

Аналоги реле времени

Подбор аналогичных устройств осуществляется по специальной таблице, имеющейся на сайте каждого производителя реле времени. Например, реле ВС10-38 соответствует прибор РСВ17-3. Или устройство РКВ успешно заменит модель РП21М-003В1.

Ошибки при установке

Основной ошибкой является подключение реле времени к приборам со слишком большой нагрузкой, например, к электрокотлу. Для управления отопителем обязательно требуется подключение реле через магнитный пускатель, соединяющийся с котлом.

Также не менее часто монтаж реле времени осуществляют в помещениях с климатическими условиями, не подходящими для нормальной эксплуатации устройства. Температура должна находиться в диапазоне -20 — 50°С при влажности не выше 80%.