Як підключити та налаштувати реле часу

У техніці та побуті часто виникає необхідність відраховувати заздалегідь задані проміжки часу. Для цього застосовують пристрої, які називаються реле часу. Із зарубіжної технічної літератури отримав ходіння та термін «таймер».

Застосування та можливості реле часу

Область застосування реле часу є надзвичайно широкою. Періоди в частки секунд або секунди треба відміряти, наприклад, під час роботи електричних захистів, які мають працювати із затримкою. Проміжки часу в хвилини або кілька хвилин потрібні, наприклад, для затримки вимкнення освітлення автоматичною системою після залишення приміщення. Періоди, що вимірюються годинами або цілодобово, можуть знадобитися для організації поливів рослин.

Принцип роботи в залежності від виду

Зчитувати проміжки часу можна у різний спосіб. Тому створюються реле часу різних конструкцій, що відрізняються за принципом дії.

З годинниковим механізмом

При подачі напруги якорь такого реле зводить пружину годинникового механізму, який відраховує заданий час. Після закінчення встановленого проміжку часу замикаються вихідні контакти.

Таймер з годинниковим механізмом РВ-235

Незважаючи на архаїчним принцип роботи, що здається, реле часу з годинниковим механізмом досить поширені, наприклад, в системах релейного захисту та автоматики.Тут реалізуються їх переваги – точність при відліку малих (часткою секунди та секунд) періодів часу, можливість оперативно налаштувати уставку спрацьовування без виведення з роботи тощо.

Електромеханічні

Електромеханічний таймер (або таймер моторного типу) побудований на базі електродвигуна, який рухається при подачі напруги. Вал електромотора передає обертання на сповільнювальну систему із шестерень. Коли кінцева шестерня повернеться на певний кут, вона замкне вихідні контакти за допомогою кулачкового механізму.

Моторне реле часу РВТ-1200 може керувати п'ятьма незалежними навантаженнями

Пневматичні

У конструкції пневматичного реле елементом уповільнення є камера з отвором. При спрацьовуванні реле якір тягне за собою поршень, швидкість руху якого в камері залежить від встановленого перерізу отвору. Регулювання проводиться зміною діаметра отвору - чим воно менше, тим повільніше виходить повітря, тим повільніше рухається якір, і тим пізніше спрацює реле.

Пневматичний таймер РВП-72

Електромагнітні

Конструкція цього типу таймерів подібна до конструкції звичайного електромагнітного реле, за винятком наявності на магнітопроводі короткозамкнутого витка, зазвичай виконаного у вигляді шайби з немагнітного матеріалу. Після зняття напруги з котушки магнітний потік в магнітопроводі спадає повільно, чим забезпечується затримка при відпусканні. Одним із головних недоліків такого таймера є залежність часу витримки від температури. Інший мінус — отримати затримку більше кількох секунд такого реле проблематично.

Реле РЕВ-800 - вище котушки на магнітопроводі видно короткозамкнутий виток

Реле з електромагнітним уповільненням застосовують лише у ланцюгах з живленням котушки від постійного струму.

Електронний таймер

Найсучасніший вид реле часу. Електронний пристрій на сучасній елементній базі може відміряти періоди від часток секунди до годин, днів і тижнів, що дозволяє створити пристрої практично будь-якого призначення. Використання мікроконтролерів дає найширші можливості для побудови алгоритмів та створення сервісних функцій. У побуті такі таймери використовуються в більшості випадків.

Електронний таймер - реле часу на два канали

Варіанти підключення

У схемах релейного захисту та автоматики реле часу зазвичай живиться від шинок управління (ШУ) через контакт реле, що ініціює (наприклад, реле струму). Як тільки контакт замкнеться, обмотка реле виявиться запитаною, відлік часу розпочнеться.

Як правило, таймери для схем РЗА мають слаботочні контакти, їх посилюють та розмножують за допомогою проміжних реле РП. Контакти РП подають сигнал у схему автоматики.

Для побутових цілей схема підключення стаціонарного реле часу до однофазної мережі зазвичай містить автоматичний вимикач АВ1, що захищає мережу від короткого замикання, та по одному автоматичному вимикачу на кожне навантаження (АВ2, АВ3 для двоканального реле).

Типова схема підключення двоканального таймера, що управляє електричними лампочками

У побуті застосовують і переносні реле часу. При використанні такого таймера не потрібно думати про його підключення. Він включається безпосередньо в мережу, а навантаження входить у розетку таймера.

Побутове переносне реле часу

Режими роботи та налаштування

Реле реалізують різноманітні алгоритми роботи.Це багато в чому переділяє їх сферу застосування.

Циклічний режим

Таймери, що реалізують циклічний режим, задають два проміжки часу:

1. Тривалість вимкненого стану.
2. Тривалість увімкненого стану.

Після подачі живлення реле чергує два ці стани без втручання ззовні. Наприклад, для формування режиму освітлення рослин можна задати час включеного стану лампи 2:00 і час темряви 4:00, і так за циклом.

Циклічний режим роботи

Пуск по подачі або зняття напруги

Існують реле часу, які запускаються під час зняття напруги. У цьому випадку контакти реле протягом заданого часу утримують сигнал, що існував за наявності напруги живлення. Такі таймери можна використовувати для керування резервним джерелом електропостачання – при відключенні основного живлення через заданий проміжок часу вмикається додатковий. Якщо напруга зникла на період, менший за заданий, таймер сигнал не генерує.

Алгоритм пуску зі зняття напруги

Інший спосіб пуску за наявності напруги - затримка включення при подачі живлення. Такі таймери можна використовувати, наприклад, формування заряду вхідних конденсаторів великої ємності. При подачі напруги конденсатори, щоб уникнути кидка струму, заряджаються через резистори, що обмежують. Після завершення заряджання резистори шунтуються. Якщо напруга з'явилася на період, менший за заданий, реле не спрацьовує.

Алгоритм пуску за появою напруги

Є таймери, які формують сигнал у момент подачі живлення та утримують його протягом заданого часу. Цей алгоритм також знаходить широке застосування у системах автоматики, наприклад, завдання періоду діагностики системи після включення.

Формування імпульсу під час включення

Налаштування електронних пристроїв здійснюється згідно з інструкцією. Налаштування періоду спрацьовування таймерів іншої конструкції зазвичай інтуїтивно зрозуміле - є шкала з поділами часу, треба встановити покажчик на потрібний час спрацьовування.

Пуск по подачі сигналу, що управляє

Управляти таймером можна не тільки комутацією напруги живлення, але і окремим сигналом (реле залишається запитаним постійно). При подачі сигналу пристрій формує імпульс заданої довжини. Такий режим називається режимом одновібратора.

Алгоритм роботи в режимі одновібратора

Перелічені алгоритми є базовими. Під час розробки практичних пристроїв з урахуванням простих алгоритмів можна створювати складні програми.

У відео приклади налаштування реле RV-01-1 та RV-02-1.

Які характеристики враховувати при виборі

Насамперед треба вибрати потрібний алгоритм роботи таймера. Він залежить від необхідного режиму роботи навантаження та визначає його. Далі слід визначити, який максимальний проміжок часу, який має відрахувати пристрій. Звичайно, якщо вибрати найбільший період із запасом, таймер завжди можна налаштувати і на менший час спрацьовування, але в усьому необхідний захід, інакше впаде точність.

Друге, на що треба звернути увагу – як харчується таймер:

• від змінної напруги;
• від постійного;
• чи потрібне виносне джерело живлення.

Наступний етап вибору – кількість вихідних контактів та його тип. Цей пункт визначає, як відбуватиметься управління навантаженням:

1. Нормально відкриті контакти працюватимуть на увімкнення навантаження.
2. Нормально закриті – на вимкнення.
3. Прослизають - формують короткий імпульс при спрацьовуванні.
4. Перекидні – на перемикання.

Якщо задіяти два перекидні контакти з трьох, можна легко організувати роботу на включення або вимкнення.

Якщо ви помилилися з вибором контактних груп, проблему можна вирішити застосуванням додаткових реле з потрібною контактною групою.

Далі треба звернути увагу на здатність навантаження вихідних контактів. Вона повинна відповідати навантаженню, яким належить керувати.

Якщо споживач занадто потужний, доведеться передбачати проміжні реле з більш потужною контактною групою.

Після цього можна звернути увагу і на інші характеристики (якщо вони є важливими):

• діапазон робочих температур;
• ступінь захисту ІР;
• кліматичне виконання;
• інші параметри.

Область застосування та схеми включення таймерів не зводяться виключно до наведених прикладів. Насправді цілком можливо і нестандартне використання таймерів – обмеження лежить лише в області фантазії розробників.