No Image

Устройство электромеханического реле времени

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

Поэтому на судах электродвигательные реле времени не применяются.

Электродвигательные реле времени

Основные сведения

Реле времени

Реле времени предназначены для создания выдержки времени при коммутации слаботочных цепей управления, сигнализации и контроля.

В зависимости от принципа действия, различают пять типов реле времени:

В электродвигательных реле выдержка времени создается за счет замедления, получае­мого в редукторе синхронного двигателя и реле .

Реле позволяет устанавливать различную выдержку времени в шести или трех независимых цепях. Диапазон уставок вы­держки времени зависит от исполнения реле и может быть от 2 сек до 24 ч.

Недостатком реле является наличие большого числа движущихся частей, что умень

шает надежность и увеличивает трудозатраты на обслуживание.

Основным элементом электромеханических реле времени является механический замедлитель – часовой или маятниковый механизм.

Электромеханическое реле времени с анкерным ( часовым) механизмом показано

Рис. 9.43. Электромеханическое реле времени с анкерным ( часовым) механизмом : 1 – груз; 2 – ось; 3 – шестерня; 4 – зубчатая рейка; 5 – винт; 6 – пружина; 7 –

— рычаг; 8 – цилиндрический сердечник ; 9 – контакты; 10 – храповое колесо

Реле работает так.

При подаче напряжения на катушку электромагнита соленоидного типа сердечник 8 втягивается и через рычаг 7 стремится переместить рейку с косыми зубьями 4 по часо-

вой стрелке в направлении контактов 9. При этом пружина 6 сжимается.

Рейка 4 своими зубьями зацеплена с храповым колесом 10, кторое через систему зубчатых колес 3 удерживается от быстрого перемещения анкерным механизмом 2.

Скорость вращения шестерни 3 определяется частотой колебаний маятника 1, подвешенного к оси 2: за одно колебание маятника шестерня поворачивается на один зуб.

Частота колебаний маятника зависит от положения груза 1: чем выше груз, тем меньше длина маятника и тем больше частота его колебаний. Таким образом, при поднятии груза 1 время прохождения рейки 4 до замыканеия контактов сокращается, а при опускании — увеличивается.

При снятии напряжения с обмотки электромагнита рейка 4 под действием пружины 6 возвращается в исходное положение. Этот процесс происходит без замедления, так как косые зубья рейки и храпового колеса этому не препятствуют.

Таким образом, в реле времени с анкерным механизмом замедление происходит только при срабатывании.

Уставку времени этого реле изменяют перемещением груза 1 на маятнике и винтом 5, который определяет величину хода рейки 4.

Диапазон уставок вы­держки времени зависит от исполнения реле и может быть от 0,5 сек до 10 сек.

В зависимости от типа реле, его катушка может включаться в сеть как постоянного, так и переменного тока.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Устройство, срабатывающее по факту истечения назначенного временного интервала, называется реле времени – прибор нашёл широкое применение в электротехнике, электрике, электронике. Благодаря его использованию в схемных решениях удаётся реализовывать более гибкие функции управления различной техникой и аппаратами.

В зависимости от конструкции и принципа работы прибора можно организовать различные по сложности исполнения электрические схемы.

Предлагаем разобраться, какие существуют виды реле времени, в чем их специфика работы и применения. Теоретический материал дополнен практическими рекомендациями по подключению и настройке устройства временного управления.

Принцип действия реле времени

Электронные приборы представлены конструктивным разнообразием, поэтому рассматривать принцип устройства реле времени следует с учётом каждой конструктивной вариации в отдельности.

С точки зрения исполняемых действий, на практике используются электромагнитные, пневматические, электронные конструкции и устройства на часовом механизме.

Вариант #1: электромагнитные приборы

Устройства, поддерживающие электромагнитный принцип действия, как правило, предназначены для работы исключительно в схемах с питанием от постоянного тока.

Диапазон срабатывания по времени обычно составляет 0,07 – 0,11 сек по включению и 0,5 – 1,4 сек по отключению. Конструкция таких реле времени содержит две рабочих обмотки, одна из которых представляет собой короткозамкнутый контур в виде медного кольца.

Когда через основную обмотку проходит электрический ток, отмечается рост магнитного потока. Этим потоком формируется ток короткозамкнутой обмотки, за счёт чего рост магнитного потока основной обмотки ограничивается.

Как результат, формируется временная характеристика движения якоря исполнительного механизма или, иными словами, создаётся выдержка по времени на включение.

Если прекращается подача тока в контур основной обмотки, благодаря эффекту индуктивности, некоторое время остаётся активным магнитное поле короткозамкнутой обмотки. Соответственно, в течение этого времени реле не отключается.

Вариант #2: пневматические устройства

Конструкции на базе пневматических систем – своего рода эксклюзивные устройства. Подобные устройства оснащены специальной механикой замедления – пневматическим демпферным механизмом.

Регулировать время выдержки пневматических реле можно путём уменьшения или увеличения проходного сечения трубки, через которую осуществляется подвод воздуха. Для этих целей конструкции пневматических реле снабжаются регулировочным винтом.

Диапазон установки временной задержки пневматических реле составляет в среднем 1 – 60 сек. Однако есть экземпляры, перекрывающие этот диапазон практически вдвое. Правда, на практике отмечены небольшие погрешности (около 10%) в плане точности срабатывания по установленным значениям.

Читайте также:  Температура подачи горячей воды в многоквартирном доме

Вариант #3: модификации часового типа

Так называемые часовые реле времени нашли широкое применение в электрике. Этот вид приборов нередко используется в конструкциях автоматических выключателей, предназначенных для защиты цепей напряжением 500 – 10000 вольт. Диапазон выдержки составляет 0,1 – 20 сек.

Принцип действия часовых моделей построен на работе пружины, взводимой механическим приводом (анкером) электромагнита. Коммутация контактных групп часового реле времени выполняется по факту пройденного времени, значение которого ранее было установлено на шкале прибора.

Скорость хода механизма устройства напрямую связана с силой тока, протекающего в обмотке электромагнита. Этот фактор позволяет настраивать прибор под исполнение функций защиты. Особенность такой защиты выражается полной независимостью от влияния окружающей температуры.

Вариант #4: электронные реле

Последние несколько лет практически везде, где могут применяться реле времени, на смену устаревшим электромеханическим моделям пришли электронные версии.

Этот вид приборов обладает целым рядом преимуществ:

  • малые габариты корпуса;
  • высокая точность срабатывания;
  • удобный механизм настройки;
  • визуальное отображение информации.

Электронные версии действуют, как правило, на основе цифровых импульсных счётчиков. Многие современные приборы построены на высокопроизводительных микропроцессорах. Реле цифровые обычно рассчитаны на коммутацию мало-индуктивных либо неиндуктивных нагрузок.

Для настройки реле времени цифрового типа достаточно задать нужные временные параметры с помощью функциональных клавиш, размещённых непосредственно на фронтальной панели корпуса.

Настройка обычно доступна в широких пределах по времени, позволяет охватывать не только секунды, минуты, часы, но также дни недели. Для примера можно рассмотреть модель недельного электронного реле – таймера.

Электронный таймер с функциями автоматических включений-отключений может удачно использоваться в схемах управления разными видами устройств. Так называемое «недельное» реле времени обеспечивает выполнение функций коммутации в соответствии с установленным промежутком времени в рамках недельного цикла. Такие устройства используются в системах “умный дом”.

Например, благодаря прибору открываются возможности:

  • коммутировать системы освещения в заданное время;
  • запускать или останавливать технологическое оборудование;
  • активировать/деактивировать охранные системы.

Прибор небольшой по размерам, имеет несколько функциональных клавиш управления. Применяя системную клавиатуру, пользователь может его легко настраивать (программировать).

Режим программирования активируется нажатием и удержанием кнопки, обозначенной символом «P». Выполнить системный сброс помогает клавиша «Reset». Изменение настроек времени реле осуществляется клавишами установки минут, часов, дней недели при активном режиме программирования.

Стандартной схемой подключения реле времени предусматривается установка одного из двух режимов управления действиями – ручного или автоматического. Удобство настройки реле цифрового типа обеспечивает информационный жидкокристаллический дисплей.

Настройка электронно-механических аналоговых реле

Системы промышленной автоматики, а также различные бытовые модули часто оснащаются электромеханическими устройствами, конструкция которых предусматривает настройку при помощи потенциометров.

На передней панели корпуса таких устройств располагается шток потенциометра (или несколько штоков), предназначенный под вращение лезвием отвёртки. По окружности штока (штоков) наносится размеченная шкала значений установки.

Прорезь на штоке под лезвие отвёртки является своеобразным указателем, изменяющим своё положение при вращении штока. Установкой этого указателя напротив определённых значений размеченной шкалы достигается настройка нужного параметра.

Приборы подобного типа (например, NTE8) нашли широкое применение в схемах управления вентиляционными системами, отопительными модулями, приборами искусственного освещения.

Регулировка приборов с цифровой шкалой

Пользование приборами с функциями механической настройки можно продемонстрировать на примере таймера бытового марки REV Ritter, предназначенного для включения в сетевую домашнюю розетку.

При помощи розетки с таймером можно управлять в заданном диапазоне времени практически любой бытовой техникой. Для применения этого суточного таймера достаточно включить устройство в розетку и настроить.

Настройка сопровождается следующими действиями:

  1. Поднять все сегменты, расположенные по окружности диска настройки.
  2. Опустить только те сегменты, которые соответствуют времени настройки.
  3. Поворотом диска настройки выставить указатель диска на текущее время.

Например, если были опущены сегменты между цифрами шкалы 18 и 20, после того, как реле начнёт отсчёт времени, нагрузка будет включена в 18 часов и отключена в 20 часов.

В целом, конструкция механического реле REV Ritter позволяет организовать до 48 включений за полные 24 часа.

Вместе с тем, устройство поддерживает функцию внепрограммного включения нагрузки. Для этого имеется отдельная кнопка, расположенная на боковой стороне корпуса. Если пользователь активирует эту кнопку, нагрузка подключается к сети непосредственно, независимо от состояния контактов реле.

Подключение реле времени в схеме управления

Устройство необходимо подключать с учётом соответствия места установки тем условиям, какие заявлены в техническом паспорте прибора. Как правило, монтаж предполагает вертикальную установку прибора при допусках отклонения от вертикали не более чем на 10º.

Температурные границы помещения, где предполагается монтаж и эксплуатация реле времени, обычно не превышают диапазон -20°С + 50°С.

Уровень влажности воздуха в зоне инсталляции прибора не должен превышать значения 80%. Электрическую схему, куда устанавливается таймер, на время установки следует отключить от сетевого питания.

Прибор любой конструкции традиционно имеет технический паспорт, где обозначена схема подключения. Многие таймеры электронно-механические и цифровые дополняются схемой, нанесённой непосредственно на корпусе и показывающей, как и в какой последовательности подключить реле времени.

Читайте также:  Как выполнить стяжку пола своими руками

Классический вариант подключения выглядит так:

  1. Подключение лини напряжения на клеммы питания прибора.
  2. Фазная линия через автоматический выключатель соединяется с входным контактом нагрузки реле.
  3. Выходной контакт нагрузки реле подключается непосредственно к фазной линии нагрузки.

По сути, схема подключения для основной массы приборов выстраивается по идентичному принципу: подключение питания на сам прибор и включение нагрузки через группу коммутируемых контактов.

В зависимости от типа реле (однофазные, трёхфазные), а также от конструктивных особенностей, этих контактных групп может быть несколько.

Простой вариант реле времени можно сделать собственноручно. Схемы различных самоделок описаны в этой статье.

Выводы и полезное видео по теме

В видео-ролике рассматривается возможность использования модульного устройства, где присутствуют два независимых коммутирующих по времени устройства. Схема предусматривает включение двух приборов бытовой техники, настройку их работы во временных интервалах и другие функции.

Конечно же, все существующие модификации реле времени не охватить одним скромным обзором. Для рассмотрения всего ассортимента приборов потребуется написать целую книгу. Собственно, справочники по таймерам разных видов доступны, и при желании отыскать необходимые сведения можно всегда.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по работе, выбору, подключению и настройке реле времени? Можете оставлять комментарии к публикации и участвовать в обсуждениях. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Владельцы патента RU 2566533:

Изобретение относится к электрическим переключателям, срабатывающим в зависимости от времени, а более конкретно — к электромеханическим реле времени. Электромеханическое реле времени содержит: контактное устройство и пружинный часовой механизм с заводным рычагом и электромагнитом, якорь которого поворачивает заводной рычаг. Реле снабжено пневматическим амортизатором одностороннего действия, обеспечивающим безударное воздействие якоря на рычаг при взводе часового механизма и свободный ход якоря в обратную сторону. Техническим результатом является повышение надежности электромеханического реле времени путем устранения ударного взаимодействия якоря и заводного рычага. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электрическим переключателям, срабатывающим в зависимости от времени, а более конкретно — к электромеханическим реле времени.

Известно электромеханическое реле времени, содержащее контактное устройство и пружинный часовой механизм [1]. Часовой механизм вращает с постоянной скоростью вал, на котором закреплен кулачок, осуществляющий переключение электрических контактов с заданной выдержкой времени. Недостатком данного реле является то, что взвод пружины часового механизма осуществляются вручную. Это не позволяет использовать реле для коммутации электрических цепей в устройствах автоматики.

Известно электромеханическое реле времени, содержащее контактное устройство и пружинный часовой механизм с заводным рычагом и электромагнитом, якорь которого поворачивает заводной рычаг (прототип) [2, стр.313]. Конструкция реле исключает недостаток аналога, поскольку взвод пружины часового механизма осуществляется в автоматическом режиме с помощью электромагнита.

Недостатком реле является его низкая надежность, обусловленная частыми поломками зубчатых передач часового механизма. Это связано с ударным характером взаимодействия якоря электромагнита и заводного рычага часового механизма. В результате удара якоря по заводному рычагу при взводе возникает большая динамическая нагрузка, которая передается по кинематической цепи и приводят к поломке зубьев зубчатых колес часового механизма.

Настоящее изобретение направлено на повышение надежности электромеханического реле времени путем устранения ударного взаимодействия якоря и заводного рычага.

Новое электромеханическое реле времени, так же как прототип, содержит контактное устройство и пружинный часовой механизм с заводным рычагом и электромагнитом, якорь которого поворачивает заводной рычаг.

Конструктивной особенностью реле является то, что оно снабжено пневматическим амортизатором одностороннего действия, обеспечивающим безударное воздействие якоря на рычаг при взводе часового механизма и свободный ход якоря в обратную сторону.

Пневматический амортизатор содержит присоединенный к якорю поршень, расположенный в неподвижно установленном закрытом цилиндре. Торцевая часть поршня, образующая с цилиндром замкнутую полость, выполнена в форме чаши с тонкой, способной к упругой деформации стенкой, включающей соприкасающийся с цилиндром и примыкающий к торцу поршня герметизирующий поясок. В донной части цилиндра имеется дросселирующее отверстие, связывающее гильзу с внешней воздушной средой.

Поршень амортизатора изготовлен из антифрикционного полимерного материала, его торцевая часть в форме чаши содержит внутреннюю коническую поверхность с углом уклона конуса α=8…10 градусов. Остальные геометрические параметры поршня определяются следующими соотношениями: толщина стенки поршня на торце составляет s=(0,01…0,04)*d, длина герметизирующего пояска t=(0,06…0,08)*d, высота пояска h=(0,006…0,008)*d, где d — наружный диаметр поршня.

Использование пневматического амортизатора (демпфера), обеспечивающего торможение якоря электромагнита в конце его хода с целью уменьшения ударной нагрузки и шума является известным техническим решением. Известно реле с пневматическим демпфером, включающим поршень, цилиндр и дроссель [3]. Конструкция реле предусматривает присоединение поршня к якорю. Недостатком данного реле является то, что якорь электромагнита тормозится демпфером не только при торможении, но и при разгоне якоря. Это связано с тем, что при возврате поршня в исходное положение воздух повторно проходит через дроссель. В результате цикл времени срабатывания увеличивается.

Читайте также:  Рецепт обычного хлеба для хлебопечки

В предлагаемой конструкции реле времени с односторонним амортизатором при обратном ходе (разгоне) поршня амортизатора дроссель не работает. Поэтому время разгона якоря очень мало. Данное обстоятельство имеет принципиальное значение для реле времени, поскольку время разгона якоря влияет на точность выдержки времени.

На фиг.1 представлен сборочный чертеж реле времени, на фиг.2 — амортизатор в разрезе А-А (фиг.1), на фиг.3 — местный вид А (фиг.2) поршня в разрезе.

Реле времени содержит контактное устройство 1, пружинный часовой механизм 2 с заводным рычагом 3 и электромагнитом 4, якорь 5 которого поворачивает заводной рычаг 3 с помощью возвратной пружины 6 (фиг.1). Реле снабжено пневматическим амортизатором 7 одностороннего действия.

Основным несущим элементом реле является цоколь 8. К нему с помощью винтов 9 присоединен электромагнит 4. Амортизатор 7 установлен на стойке 10, которая прикреплена к цоколю винтом 11 и гайкой 12.

Узлы реле закрыты кожухом 13, который прикреплен к цоколю 8 с помощью защелок 14.

Пневматический амортизатор содержит присоединенный к якорю поршень 15, расположенный в неподвижно установленном закрытом цилиндре 16 (фиг.2). Торцевая часть поршня 15, образующая с цилиндром 16 замкнутую полость, выполнена в форме чаши с тонкой, способной к упругой деформации стенкой, включающей соприкасающийся с цилиндром и примыкающий к торцу поршня герметизирующий поясок 17. В донной части цилиндра имеется дросселирующее отверстие 18, связывающее внутреннюю полость цилиндра 16 с внешней воздушной средой. Поршень прикреплен к фланцу 19 якоря 5 с помощью скобы 20, которая присоединена к поршню 15 винтом 21.

Пример конкретных значений конструктивных параметров поршня, изображенных на фиг.3, представлен в таблице.

Параметр Материал Диаметр поршня d, мм Угол уклона конуса α, град. Толщина стенки s, мм Длина пояска t, мм
Значение Фторопласт Ф-4 14,2 9 0,3 1

Реле времени работает следующими образом.

При включении электромагнита 4 якорь 5 сжимает пружину 6 и освобождает заводной рычаг 3, который начинает поворачиваться, опускаясь вниз (фиг.1). Одновременно осуществляется вращение центрального вала часового механизма, который через определенный промежуток времени приводит к срабатыванию контактного устройства 1. Затем электромагнит 4 отключается и якорь 5 поднимается вверх под действием пружины 6. При этом якорь 5 поворачивает рычаг 3, возвращая его в верхнее исходное положение и производя взвод пружины часового механизма.

Подъем и опускание якоря 5 сопровождается соответствующим движением поршня 15 амортизатора 7 (фиг.2). При движении поршня 15 вверх внутри цилиндра 16 создается давление, обусловленное сопротивлением прохождения воздуха через дроссель 18. Это приводит к упругому расширению тонких стенок поршня 15 и герметизации полости цилиндра 16, что способствует торможению поршня. Происходит плавное безударное воздействие поршня 15 на рычаг 3. При движении поршня 15 вниз давление внутри цилиндра 16 уменьшается. Тонкие стенки поршня 15 сжимаются под действием атмосферного давления и пропускают воздух через зазор между стенками цилиндра 16 и поршня 15. Воздух проходит в цилиндр 16, минуя дроссель 18. Якорь 5 не испытывает сопротивления и движется с максимальной скоростью.

Новое конструктивное решение позволяет, во-первых, повысить надежность реле путем снижения динамических нагрузок и исключения поломок зубчатых передач часового механизма, во-вторых, избежать потерь времени при срабатывании реле, обеспечив тем самым необходимую точность выдержки времени.

1. Патент РФ №2075128 (RU). Электромеханическое реле времени. Опубликовано 10.03.1997 г. МПК: Н01Н 43/12, G04B 23/02.

2. В.И. Гуревич. Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга электротехника. Серия «Компоненты и Технологии». — М.: СОЛОН-Пресс, 2011. — 688 с.: ил.

3. Патент ЕР 0281384. Electromagnetic relay having silencing means. Дата публикации: 1988-09-07. МПК: Н01Н 50/30.

1. Электромеханическое реле времени, содержащее: часовой механизм с заводным рычагом и электромагнит, якорь которого поворачивает заводной рычаг, отличающееся тем, что реле снабжено пневматическим амортизатором одностороннего действия, обеспечивающим безударное воздействие якоря на рычаг при взводе часового механизма и свободный ход якоря в обратную сторону.

2. Электромеханическое реле времени по п.1, отличающееся тем, что пневматический амортизатор содержит присоединенный к якорю поршень, расположенный в неподвижно установленном закрытом цилиндре, причем торцевая часть поршня, образующая с цилиндром замкнутую полость, выполнена в форме чаши с тонкой, способной к упругой деформации стенкой, включающей соприкасающийся с цилиндром и примыкающий к торцу поршня герметизирующий поясок, а в донной части цилиндра имеется дросселирующее отверстие, связывающее гильзу с внешней воздушной средой.

3. Электромеханическое реле времени по п.1, отличающееся тем, что поршень амортизатора изготовлен из антифрикционного полимерного материала, его торцевая часть в форме чаши содержит внутреннюю коническую поверхность с углом уклона конуса α=8…10 градусов, а остальные конструктивные параметры поршня определяются следующими соотношениями: толщина стенки поршня на торце составляет s=(0,01…0,04)*d, длина герметизирующего пояска t=(0,06…0,08)*d, высота пояска h=(0,006…0,008)*d, где d — наружный диаметр поршня.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector