Реле: принцип работы, виды, назначение, как выглядит

Таймер циклического включения-выключения. Циклическое реле времени своими руками

схема на 12 и 220 вольт

В современном оборудовании часто необходим таймер, т. е. устройство, которое сработает не сразу, а через промежуток времени, поэтому его еще называют реле задержки. Прибор создает временные задержки включения или выключения других устройств. Его не обязательно приобретать в магазине, ведь грамотно сконструированное самодельное реле времени будет эффективно выполнять свои функции.

Сфера применения реле времени

Области использования таймера:

регуляторы;
датчики;
автоматика;
различные механизмы.

Все данные устройства делятся на 2 класса:

Циклические.
Промежуточные.

Первое считается самостоятельным прибором. Он подает сигнал через заданный временной промежуток. В автоматических системах циклическое устройство включает и отключает необходимые механизмы. С его помощью управляют освещением:

на улице;
в аквариуме;
в теплице.

Циклический таймер является неотъемлемым устройством в системе «Умный дом». Его применяют для выполнения следующих задач:

Включение и выключение отопления.
Напоминание о событиях.
В строго указанное время включает необходимые устройства: стиральную машинку, чайник, свет и др.

Кроме вышеуказанных, есть еще отрасли, в которых эксплуатируется циклическое реле задержки:

наука;
медицина;
робототехника.

Промежуточное реле используется для дискретных схем и служит вспомогательным устройством. Оно осуществляет автоматическое прерывание электрической цепи. Сфера применения промежуточного таймера реле времени начинается там, где необходимы усиление сигнала и гальваническая развязка электрической цепи. Промежуточные таймеры разделяются на виды в зависимости от конструктивного исполнения:

Пневматические. Срабатывание реле после поступление сигнала не происходит мгновенно, максимальная время срабатывания — до одной минуты. Используется в цепях управления металлорежущих станков. Таймер управляет приводами для ступенчатой регулировки.
Моторные. Диапазон установки временной задержки начинается с пары секунд и заканчивается десятками часов. Реле задержки являются частью цепей защиты воздушных линий электропередач.
Электромагнитные. Предназначены для цепей постоянного тока. С их помощью происходят разгон и торможение электропривода.
С часовым механизмом. Основной элемент — взведенная пружина. Время регулирования — от 0,1 до 20 секунд. Используются в релейной защите воздушных линий электропередач.
Электронные. Принцип действия построен на физических процессах (периодические импульсы, заряд, разряд емкости).

Схемы различных реле времени

Существуют разные варианты исполнения реле времени, схема каждого вида имеет свои особенности. Таймеры можно изготовить самостоятельно. Перед тем как сделать реле времени своими руками, необходимо изучить его устройство. Схемы простых реле времени:

на транзисторах;
на микросхемах;
для выходного питания 220 В.

Опишем каждую из них более подробно.

Схема на транзисторах

Необходимые радиодетали:

Транзистор КТ 3102 (или КТ 315) — 2 шт.
Конденсатор.
Резистор номиналом 100 кОм (R1). Также понадобится еще 2 резистора (R2 и R3), сопротивление которых будет подбираться вместе с емкостью в зависимости от времени срабатывания таймера.
Кнопка.

При подключении схемы к источнику питания начнет заряжаться конденсатор через резисторы R2 и R3 и эммитер транзистора. Последний откроется, поэтому на сопротивлении будет падать напряжение. В результате откроется второй транзистор, что приведет к срабатыванию электромагнитного реле.

При заряде емкости ток будет уменьшаться. Это вызовет снижение эммитерного тока и падения напряжения на сопротивлении до того уровня, которое приведет к закрытию транзисторов и отпускания реле. Чтобы запустить таймер заново, потребуется кратковременное нажатие кнопки, которое вызовет полную разрядку емкости.

Для увеличения временной задержки используют схему на полевом транзисторе с изолированным затвором.

На базе микросхем

Применение микросхем уберет необходимость разряжать конденсатор и подбирать номиналы радиодеталей для выставления необходимого времени срабатывания.

Необходимые электронные компоненты для реле времени на 12 вольт:

резисторы номиналом 100 Ом, 100 кОм, 510 кОм;
диод 1N4148;
емкость на 4700 мкФ и 16 В;
кнопка;
микросхема TL 431.

Положительный полюс источника питания должен соединяться с кнопкой, параллельно к которой подключен один контакт реле. Последний также подключается к резистору 100 Ом. С другой стороны рези

Запуск нагрузки кнопкой на заданное время

По просьбе читателя Сергея публикуем схему, реализовав которую, появится возможность запускать нажатием кнопки исполнительное устройство на заданное время. Например, двигатель. Устройство задержки РВО-П2-15 выбрано случайным образом, подойдет любое другое со сходными параметрами.

Схема простая и приводится без пояснений:

Для правильной работы РВО-П2-15, необходимо выполнить его настройку согласно паспорту:

Чтобы устройство задержки включалось одновременно с подачей питания, необходимо DIP-переключатель 4 перевести в положение 2.
DIP-переключателями 1–3 выбрать диапазон времени.
Установить заданное время выдержки.

Параметры

У каждого отдельного промежуточного реле есть определенные технические характеристики. Рассмотрим их на примере отдельных моделей.

ПЭ-46, ПЭ-46-1:

Тип	Электромагнитное двухпозиционное
Нижний ток срабатывания при напряжении 24/110, А	0,02/0,01
Количество циклов включения-выключения	150 000
Степень защиты	IР40
Климатические условия по ГОСТ 15150-69	От -40 до +50

РК-4Р с розеткой:

Тип	Электромагнитное, трехпозиционное
Срабатывание, А	до 16
Рабочее напряжение, В	От 12 (AC) в зависимости от модели 230 до
Износостойкость	100 000
Защита	IР40
Количество контактов	3 – замыкающий, размыкаемый, переключающий
Климатическое исполнение	От -40 до +40

РПГ – это особенный вид промежуточных реле, которые называются герконовые, чаще всего их подключение производится в промышленных условиях. Стандартно герконовое реле используется в сложных автоматических цепях с напряжением от 16 до 42 Вольт, помогает контролировать выпрямленный трехфазный ток, могут контролировать микропроцессорное производство.

Маркировка этого типа расшифровывается иначе, чем у обычного устройства. РПГ-Х1-ХХ-Х-Х-ХХ:

РПГ – на герконах;
Х – вид установки проводов (винтовое крепление, спайка);
1 – вид геркона;
ХХ – контакты, может быть от 1 до 10;
Х- обмотки (данные приборы бывают однообмоточными или двухобмоточными);
Х – количество однотипных промежуточных устройств в корпусе;
ХХ – исполнение по климату.

МКУ являются одними из первых реле, которые использовались для коммутирования отдельных проводов на производственных автоматизированных работах. Оно относится к нейтральным двухпозиционным устройствам для контроля сигнальных цепей. Принцип работы отличается от классического за счет использования дополнительной магнитной полосы внутри корпуса.

Фото — ЭТК Урал

Плоский якорь и Ш-сердечник образуют сильную магнитную часть, визуально схема немного напоминает реле стартера ВАЗ. Сердечник изогнут особенным образом, позволяющим разделить его на две отдельные части, описанные ниже. В сердечнике устанавливается катушка с пластмассовым корпусом. Сердечник разделяется на несколько групп контактов. С правой стороны детали устанавливаются полюса, на них расположен медный виток, замкнутый накоротко. У этой серии усиленная магнитная система, она при помощи винтового крепления установлена на плате. В это же время, у левой части сердечника установлен якорь и его ограничитель. Он производится из легированного листового стального проката.

Это промежуточное электромагнитное реле 220в можно установить на дин рейку.

Параметры работы МКУ:

Напряжение катушки, В	От 12 до 220 у постоянного тока и 16 – 380 у переменного
Номинальный ток, А	5
Количество контактов	От 2
Тип	Промежуточное многопозиционное

Фото — РПЛ 122

Устройство типа РПЛ бывает нескольких исполнений. Наиболее популярна модель РПЛ-122:

Напряжение изоляционного покрытия, В	660
Рабочий ток, А	16
Мощность, необходимая для работы катушки, Вт	68 +/- 10 %
Износоустойчивость	20 000 циклов
Допустимая частота включений	3600
Масса, кг, не более (винтовое крепление/крепление на стандартную рейку)	0,32/0,35

Характеристики промежуточного реле Schneider Electric серии K:

Ток, А	10
Максимально допустимое напряжение, В	650
Количество контактов	4
Тип	Электромагнитное многопозиционное

РПУ-3М:

Ток, А	16
Коммутационная износостойкость	1 250 000
Режимы	Продолжительный, прерывистый, кратковременный, комбинированный
Механическая износостойкость	25 000 000
Температура, °С	от -40 до +55
Климатическое исполнение	У3, Т3, УХЛ3, УХЛ4

Купить нужное промежуточное реле Finder, ИЭК, ABB, CR-M можно в любом электротехническом магазине. Стоимость зависит от типа устройства. В среднем цена колеблется в пределах от нескольких десятков долларов до сотен.

Что такое реле времени (далее Р.В.) с задержкой

Обычное реле предназначается для включения устройств после поступления сигнала. Реле времени срабатывает не сразу, а после прохождения промежутка времени заданного при его изготовлении или настройки. Если выполнено с задержкой, то перед включением или отключением отсчитывается еще один период. Он тоже либо предусматривается при изготовлении прибора либо настраивается (программируется).

ТЕСТ:

4 вопроса для проверки теории

Есть возможность использовать реле с задержкой как обычное реле?

а) Нельзя, это абсолютно разные устройства.

б) Да, для этого настраиваем задержку на ноль. (верный)

Отличаются ли реле с задержкой включения и выключения?

а) Да, первые отрабатывают задержку перед запуском основного таймера, вторые только выдерживают время после команды на выключение. (верный)

б) Нет.

Возможна замена реле с задержкой выключения на реле с задержкой включения?

а) Нет это разные устройства. (верный)

б) Да.

Реле с задержкой включения можно ли заменить на два обычных реле времени?

а) Да если их правильно подключить. (верный).

б) Нет.

С задержкой выключения — 1 реле, работающее навыворот

На реле подается сигнал о выключении устройства.
Начинается отсчет времени задержки, после того как период истек устройство выключается.

Если такое реле смонтировано перед обычной лампой то она будет гаснуть не сразу после того как сработал выключатель а после прохождения времени задержки.

С задержкой включения — 2 устройства в одном

На реле подается сигнал, он включает его механизм или электронную схему.
Сразу отсчитывается время задержки.
После того как время отсчитано реле включает подключенное устройство на заданное время.

Фактически это два реле времени включенные последовательно.

Проверка работы ПВЛ

Проверить пневматическую временную приставку ПВЛ с задержкой включения и глубже исследовать её принципы действия можно, собрав такую испытательную схему:

Проверка ПВЛ-1. Реальная схема включения

Временная диаграмма работы схемы будет такой:

Временная диаграмма ПВЛ-1

Лампа L2 горит. Кнопкой SA1 включается пускатель КА1, и через время t лампа L2 выключается, а L1 включается. После выключения пускателя КА1 контакты и лампы переходят мгновенно в нормальное состояние.

Схема включения для проверки пневматической приставки ПВЛ-2:

Проверка ПВЛ-2

Тут работа схемы отличается тем, что в нормальное состояние контакты переходят не мгновенно, как в ПВЛ-1, а через установленное время задержки.

Временная диаграмма ПВЛ-2

Можно и не собирать схему, а проверить работу в тихом помещении. Для этого надо одеть ПВЛ на контактор, и нажать на рычаг сбоку (справа). Через установленное время ПВЛ щёлкнет, это будет хорошо слышно. А перед нажатием и после щелчка можно померить сопротивление контактов, которое должно быть в замкнутом состоянии не более 2 Ом.

Простая регулировка мощности электрического отопления

Замкнутое или разомкнутое положение контактов зависит от того, подано или снято напряжение с его катушки управления. Получается, чтобы собрать автоматику, на клеммы этих самых катушек мы должны через какие-то другие элементы подавать управляющие сигналы (напряжение).

Катушка имеет два контакта А1, А2.

При покупке обращайте внимание, пускатели могут идти с катушками на 380В и 220В. Лучше брать последний вариант

В этом случае на один из контактов вы напрямую подключаете нулевой проводник, а в разрыв второго устанавливаете кнопки-микровыключатели

В этом случае на один из контактов вы напрямую подключаете нулевой проводник, а в разрыв второго устанавливаете кнопки-микровыключатели.

Для чего они нужны? Благодаря им, у вас появляется возможность включать поочередно 1,2 или 3 тэна, тем самым увеличивая или уменьшая мощность отопления.

К примеру, на улице за окном температура -5С. Нажимаете одну кнопку и запускаете в работу всего один ТЭН мощностью 2квт. Ударили морозы -25С, нажимаете все три кнопки и повышаете мощность в три раза.

При этом количество ступеней обогрева будет зависеть от номинальной мощности каждого нагревательного элемента. Если они все будут по 2квт – это всего три ступени.

А вот если один будет 2квт, второй 3квт, а третий 4квт, то количество ступеней автоматически возрастает до семи!

Все будет зависеть от того, какие фазы (тэны) и в какой последовательности подключать.

по отдельности 2квт – 3квт – 4квт

вместе 2квт+3квт+4квт

раздельно 2квт+3квт

раздельно 2квт+4квт

раздельно 3квт+4квт

Ток в цепях управления катушек очень небольшой (несколько миллиампер). Соответственно ставить сюда полноценные выключатели не нужно.

На все эти три микровыключателя должна быть подана одна фаза. Допустим фаза С. Берете ее с нижних контактов вводного автомата.

Вот именно из этой точки и начинается вся дальнейшая схема автоматики.

Назначение и виды

Реле времени предоставляет возможность задать определенный временный интервал, необходимый для работы электрооборудования. Зачастую оно используется в случаях, когда предполагается автоматическое включение различных приборов через определенный промежуток времени.

В быту реле времени применяется с целью экономии электроэнергии. При автоматическом включении и отключении бытовой техники и освещения, население существенно экономит свой бюджет. Кроме этого данный прибор востребован среди потребителей благодаря длительному сроку эксплуатации, а также практичности в использовании.

Приспособления цикличного вида вызывает сигнал через установленный временной промежуток. Исконный вариант этого типа был механическим. Он взаимодействовал с контактами посредством запрограммированного механизированного барабана. Когда появились микропроцессоры, реле стало обладать различными диапазонными критериями. Цикличное реле по большей части применяется в уличном освещении.

Промежуточный тип предусматривает временную задержку при подключении электроприбора на установленный момент. Такая задержка необходима для правильной и корректной работы электрических приборов, имеющих сложный механизм. В свою очередь промежуточные реле делятся на электромагнитные реле; пневматические устройства; приспособления, имеющие часовой механизм; электронные реле; а также моторные реле.

Блочные реле применяются в областях узкой специализации, к примеру, задержка во времени фотопечати. Блочный прибор обладает вмонтированным питанием и устанавливается как самостоятельное устройство.

Встраиваемое устройство не имеет корпуса и собственного источника питания. Реле является частью более сложного механизма. Используется в качестве вспомогательного элемента, и имеет общий корпус с другими элементами. Самым распространенным примером может являться стиральная машина автомат.

Модульные приспособления схожи с блочными разновидностями. Зачастую их устанавливают в распределительные щитки на дин-рейку.

Электромагнитные

Данный вид применяется только в сетях, имеющих постоянный ток. Реле оснащено короткозамкнутой обмоткой на подобие, медной гильзы. Задержка во времени происходит благодаря этой гильзе, которая препятствует увеличению магнитного потока и включению якоря главного реле. Устройство можно устанавливать на временной отрезок, который составляет пять секунд. Такие типы используются в электроприводах с целью их разгона или торможения.

Электромагнитное реле

Электронные

Электромагнитные устройства обладают функцией программирования задержки времени. Выпускаются аналоговые и цифровые виды. Приспособление контролирует процессы в электронных схемах, производит отсчет установленного количества импульсов, регулирует разряд и заряд конденсаторов. Такие устройства широко применяются в быту.

Пневматические

Реле называется пневматическим благодаря содержанию в своем механизме пневматического катаракта. Посредством специального регулировочного винта изменяется диаметр отверстия, которое поглощает воздух, в результате чего происходит задержка во времени. Такой аппарат можно запрограммировать на шестидесятисекундную задержку. Это изделие можно применять для автоматического управления электрооборудованием, а также для управления электроприводом, его разгоном и торможением.

Моторные

Данные типы используются для защиты воздушных линий при их повторном подключении. Основным элементом данного устройства является синхронный двигатель, который осуществляет свою работы с помощью электрической сети переменного тока, имеющей частоту в 50 Герц. Кроме этого в механизм реле входит электромагнит, посредством которого осуществляется сцепление двигателя и редуктора. Прибор способен произвести задержку времени от десяти секунд до нескольких часов.

С часовым механизмом

В основе такого реле лежит пружина. Электромагнит, входящий в конструкцию, приводит данную пружину в действие. На специальной шкале устанавливается необходимое время, по истечению которого контакты реле замыкаются. Временной промежуток может быть установлен на величину от 0,1 до 20 секунд.

Реле времени с часовым механизмом

Принцип действия

Таблица степеней защиты

Основная функция РВ – это формирование временной задержки коммутации управляющих групп контактов. Осуществление задержки зависит от особенностей конструкции прибора. Есть много разновидностей РВ. С функциональной точки зрения они бывают пневматические, моторные, электромагнитные, электронные, а также устройства на часовом механизме. Различаются по параметрам, внешнему виду и способу установки, имеют следующие технические характеристики:

максимальный коммутируемый ток;
номинальное напряжение коммутации;
тип контактов, их количество;
износоустойчивость (предполагаемое количество включений);
степень защиты IP.

Приборы делятся на устройства с задержкой выключения или включения. Многие реле имеют сразу два варианта, осуществляя смену типа коммутации. Алгоритм работы следующий:

Во время запуска срабатывает контактная группа – контакты замыкаются для реле с задержкой выключения.
Взводится механизм задержки времени.
По истечении запрограммированного интервала контактная группа меняет порядок.

Подобным образом работает реле задержки включения. В устройствах цикличного типа заданная последовательность повторяется многократно.

Как подключить реле времени

Существует большое количество вариантов подключения РВ. Это связано как с разным типом устройств, так и с выполняемой ими задачей. В качестве примера выбрана простая схема подключения электронного реле времени на 220в, которую легко обустроить своими руками. Этот тип приборов чаще всего используется в бытовых целях. Представленная схема может применяться для решения простых задач. Например, для контроля включения и отключения отопления, полива газонов, освещения внутри или снаружи дома. Электронные устройства позволяют задавать множество параметров, все что нужно – тщательно ознакомиться с их инструкцией.

Реле времени достаточно простое в пользовании устройство, которое при этом может решать необходимые задачи разной степени сложности. Кроме обеспечения функционала РВ позволяет экономить средства. Ведь, как бы человек ни старался вовремя включать и отключать необходимые электроприборы, устройство сделает это более точно. Еще реле времени поможет сэкономить время и физические силы, которые тратятся на такие действия, а также разгрузит голову от излишних забот.

Запуск электродвигателя

Для того, чтобы запустить электрический двигатель используется схема «Звезда-Треугольник», которая включает применение независимой временной выдержки во время запуска с режима «звезда» и перехода двигателя в рабочий режим «треугольник».

Здесь применяется реле времени RT-SD. Прибор регулирует время отключения режима «звезда» от 1 с до 10 минут. Кроме того, предусмотрена регулировка времени от предустановленных настроек и переключение режима «звезда-треугольник».

Однако такое реле можно использовать и в системах бытовой и промышленной автоматики для регулировки работы отопительных и вентиляционных систем и осветительных приборов.

Преимущество использования реле времени RT-SD заключается в следующем. Движки большой мощности при запуске обладают пусковым током, который в 5–6 раз выше рабочего. Как раз поэтому во время запуска электродвигателя по схеме «звезда-треугольник» используется прибор RT-SD.

Он позволяет снижать пусковой ток мощных двигателей во время запуска в режиме «звезда», а также при переключении в режим «треугольник», обеспечивая работу электродвигателя на номинальных значениях.

Реле времени в данном случае представляет собой альтернативу прибору плавного пуска. И в силу дороговизны последнего, реле RT-SD применяется очень часто. Кроме того, при запуске электродвигателя также используется магнитный пускатель, который подключается к реле как показано на схеме выше.

Разновидности реле времени

Сегодня промышленность выпускает большой ассортимент реле времени, и выбор определенного экземпляра зависит только от ваших потребностей и возможностей

Осуществляя подбор подходящего реле времени, прежде всего, важно продумать подходящее конструктивное решение. Существует ряд отличающихся друг от друга конструкций реле времени:. Существует ряд отличающихся друг от друга конструкций реле времени:

Существует ряд отличающихся друг от друга конструкций реле времени:

Моноблок – представляет собой независимое устройство. Он имеет свое питание и отдельные входы, куда подключается нагрузка.
Встраиваемое реле времени – представляет собой более простой аналог блочного устройства. Не имеет своего корпуса. Отсутствует и свое питание. С помощью таких приборов можно сконструировать более функциональное устройство, объединив их в единое целое.
Реле времени модульного типа – некая разновидность моноблока, обычно монтируемая на дин рейку в электрический щиток.

Цикличные позволяют выдавать сигнал по прошествии установленных отрезков времени. Наибольшее распространение они получили в автоматических системах, отвечающих за выключение/включение различных механизмов.

Промежуточные реле времени дают возможность задержать генерацию сигнала на нужный срок. При этом данный тип реле оснащается часовым либо анкерным механизмом, или бывает моторным, пневматическим, электромагнитным или электронным.

Реле времени, имеющие часовое либо анкерное устройство, являлись первопроходцами в этой области. Фото реле времени, работающих вследствие завода пружины, возможно встретить не только в музеях. Этот тип реле существует и в наши дни и заслужил репутацию наиболее надежного устройства. Данные реле используются, например, в будильниках и таймерах для кухни, заводимых механически.

Широкое распространение получили моторные реле времени, представляющее собой механизм, укомплектованный синхронным двигателем. Такой тип реле времени подойдет, когда необходимо подсчитывать моточасы электрогенератора, чтобы вовремя делать все процедуры, необходимые для функционирования оборудования.

Пневматические реле осуществляют регулировку за счет изменения объема подачи воздуха. Они пригодятся в процессах автоматизации работы различного оборудования, например, металлорежущего станка.

В цепях управления разгоном и торможением электропривода применяется электромагнитное реле, где посредством использования дополнительного короткозамкнутого витка на катушке осуществляется регулировка подачи сигнала.

При этом возможности современной микроэлектроники позволяют легко задать любой алгоритм работы и получить обратную связь. В то же время габариты устройства и электропотребление минимальны и не влияют на его автономность.