Časové relé s elektromagnetickým a mechanickým oneskorením

Pri práci s ochrannými a automatizačnými obvodmi je často potrebné vytvoriť časové oneskorenie medzi prevádzkou dvoch alebo viacerých zariadení. Pri automatizácii technologických procesov môže byť potrebné vykonávať operácie v určitom časovom slede.

Na vytvorenie časového oneskorenia sa používajú zariadenia nazývané časové relé.

Požiadavky na časové relé

Všeobecné požiadavky na časové relé sú:

a) stabilita oneskorenia bez ohľadu na kolísanie napájacieho napätia, frekvencie, teploty okolia a iných faktorov;

b) nízka spotreba energie, hmotnosť a rozmery;

c) dostatočný výkon kontaktného systému.

Časové relé sa spravidla po vypnutí vráti do pôvodnej polohy. Preto neexistujú žiadne špeciálne požiadavky na mieru návratnosti a tá môže byť veľmi nízka.

V závislosti od účelu relé sú na ne kladené špecifické požiadavky.

Relé sú potrebné pre schémy automatického riadenia pohonu s vysokou frekvenciou spúšťania za hodinu s vysokou mechanickou odolnosťou voči opotrebovaniu. Požadované časové oneskorenia sú v rozsahu 0,25 — 10 s. Tieto relé nepodliehajú vysokým požiadavkám na presnosť prevádzky. Rozdelenie času odozvy môže byť až 10 %. Čas relé musí fungovať v podmienkach výrobných dielní, s vibráciami a trasením.

Časové relé na ochranu energetického systému musia mať vysokú presnosť časového oneskorenia. Tieto relé fungujú pomerne zriedkavo, takže neexistujú žiadne špeciálne požiadavky na odolnosť. Oneskorenia takýchto relé sú 0,1 - 20 s.

Časové relé s elektromagnetickým časovým oneskorením

Dizajn elektromagnetického časového oneskorenia typu REV-800. Magnetický obvod relé pozostáva z magnetického obvodu 1, kotvy 2 a nemagnetickej rozpery 3. Magnetický obvod je upevnený na doske 4 pomocou hliníkovej základne 5. Rovnaký základ sa používa na upevnenie kontaktného systému 6 .

Na strmene pravouhlej časti magnetického obvodu je namontovaný skrat vo forme splošteného puzdra 8. Magnetická cievka 7 je namontovaná na valcovom jadre. Kotva sa otáča vzhľadom na tyč 1 hranola. Sila vyvíjaná pružinou 9 sa mení pomocou ozubenej matice 10, ktorá je po nastavení upevnená pomocou čapu. Magnetický obvod relé je vyrobený z ocele EAA. Jadro cievky má kruhový prierez, čo umožňuje použiť valcovú cievku, ktorá je vhodná na výrobu.Tyč 1 má prierez podlhovastého obdĺžnika, ktorý zväčšuje dĺžku kontaktnej línie medzi kotvou a koncom strmeňa a zvyšuje mechanickú odolnosť relé.

Na získanie dlhého času uvoľnenia je potrebné mať vysokú magnetickú vodivosť pracovných a parazitných medzier v uzavretom stave magnetického systému. Za týmto účelom sú konce strmeňa a jadra a priľahlý povrch kotvy starostlivo vyleštené.

Základňa z liateho hliníka vytvára dodatočný skratový závit, čím sa zvyšuje časové oneskorenie (v ekvivalentnom obvode sú všetky skraty vinutia nahradené jedným závitom spoločnej elektrickej vodivosti).

V skutočných magnetických materiáloch po vypnutí magnetizačnej cievky klesne tok na Fost, ktorý je určený vlastnosťami materiálu magnetického obvodu a geometrickými rozmermi magnetického obvodu. Čím nižšia je koercitívna sila magnetického materiálu pre danú veľkosť magnetického obvodu, tým nižšia je hodnota zvyškovej indukcie a tým aj zvyškového toku. To zvyšuje najdlhší čas oneskorenia, ktorý možno získať z relé. Použitie ocele EAA umožňuje zvýšiť čas oneskorenia relé.

Na dosiahnutie dlhého oneskorenia je žiaduce mať vysokú magnetickú permeabilitu v nenasýtenej časti magnetizačnej krivky. EAA oceľ tiež spĺňa túto požiadavku.

Časové oneskorenie, ak sú ostatné veci rovnaké, je určené počiatočným tokom Fo z rov. Tento tok je určený magnetizačnou krivkou magnetického systému v uzavretom stave.Keďže napätie a prúd v cievke sú navzájom úmerné, závislosť Ф (U) opakuje, len v inej mierke, závislosť Ф (Iw). Ak systém pri menovitom napätí nie je nasýtený, potom tok Fo bude vo veľkej miere závisieť od napájacieho napätia. V tomto prípade bude časové oneskorenie závisieť aj od napätia aplikovaného na cievku.

V obvodoch pohonu sa na cievku relé často na určitý čas aplikuje napätie pod menovitým napätím, zatiaľ čo relé bude mať znížené časové oneskorenia. Aby bolo oneskorenie relé nezávislé od napájacieho napätia, magnetický obvod je silne nasýtený. V niektorých typoch časových relé nespôsobí pokles napätia o 50 % výraznú zmenu doby oneskorenia.

V automatizačných obvodoch môže byť krátkodobo dodávané napätie do napájacej cievky časového relé. Aby bola stabilita doby uvoľnenia stabilná, je potrebné, aby doba privedenia napätia na napájaciu cievku bola dostatočná na dosiahnutie stabilného prúdu. Tento čas sa nazýva čas prípravy relé alebo čas nabíjania. Ak je trvanie napájania kratšie ako prípravný čas, oneskorenie sa zníži.

Oneskorenie relé je výrazne ovplyvnené teplotou skratu. V priemere môžeme predpokladať, že zmena teploty o 10 °C má za následok 4 % zmenu retenčného času. Teplotná závislosť oneskorenia je jednou z hlavných nevýhod tohto relé.

Relé REV811 … REV818 poskytujú časové oneskorenie od 0,25 do 5,5 s. Vyrába sa s cievkami 12, 24, 48, 110 a 220 V DC.

Schémy spínania časového relé

Čas odozvy relé pri privedení napätia je veľmi krátky, od pm s. spustenie je oveľa menšie ako hodnota v ustálenom stave. Schopnosti elektromagnetického relé oneskorenia zdvihu sú teda veľmi obmedzené. Ak je potrebné mať veľké oneskorenia pri zatváraní ovládacích kontaktov, potom sa odporúča použiť obvod s medziľahlým relé RP. Cievka časového relé PB je pod napätím, pričom celý čas je napájaný cez rozpínací kontakt relé RP. .Po privedení napätia na cievku RP cievka otvorí kontakt a relé PB sa vypne. Armatúra PB zmizne, čím sa vytvorí potrebné časové oneskorenie. Relé PB v tomto obvode musí byť skratované.

V niektorých obvodoch nemusí byť časové relé skratované. Úlohu tohto obratu zohráva samotná skratovaná magnetizačná cievka. Cievka RV je napájaná cez odpor Radd. Napätie na RV musí byť dostatočné na dosiahnutie saturačného toku v uzavretom stave magnetického obvodu. Keď sa ovládací kontakt K zopne, cievka relé je skratovaná, čo poskytuje pomalý pokles toku v magnetickom obvode. Neprítomnosť skratu umožňuje obsadenie celého okna magnetického systému magnetizačnou cievkou a vytvorenie veľkej rezervy v ppm.s. V tomto prípade sa časové oneskorenie nezmenšuje ani v prípade, že napájacie napätie cievky je 0,5 Un. Táto schéma je široko používaná v elektrických pohonoch. Relé je zapojené paralelne so štartovacím odporovým stupňom v obvode kotvy.Keď je tento stupeň zatvorený, cievka časového relé sa zatvorí a s oneskorením toto relé zapne stýkač, čím sa obíde ďalší stupeň štartovacieho odporu.

Schémy zapínania časového relé so solenoidom oneskorenia

Použitie polovodičového ventilu tiež umožňuje použitie relé bez skratu. Pri zapnutí napájacej cievky pre časové relé je prúd ventilom prakticky nulový, pretože je zapnutý v nevodivom smere. Keď je kontakt K zatvorený, tok v magnetickom obvode klesá, zatiaľ čo na svorkách cievky sa objaví emf. s polaritou. V tomto prípade ventilom preteká prúd, ktorý je určený týmto EMF, aktívnym odporom cievky a ventilu a indukčnosť cievky.

Aby priamy odpor ventilu neviedol k zníženiu časového oneskorenia (zvyšuje sa aktívny odpor skratu), musí byť tento odpor o jeden až dva rády nižší ako odpor magnetizačnej cievky relé. .

Pre všetky obvody musí byť magnetizačná cievka relé napájaná buď zo zdroja jednosmerného prúdu alebo zo zdroja striedavého prúdu pomocou polovodičového obvodu ventilového mostíka.

Časové relé s mechanickým oneskorením

Časové relé s pneumatickým oneskorením a západkovým mechanizmom. V takýchto relé pôsobí jednosmerný alebo striedavý elektromagnet na kontaktný systém spojený so spomaľovacím zariadením vo forme pneumatického tlmiča nárazov alebo vo forme hodinového (kotvového) mechanizmu. Oneskorenie sa mení nastavením retardéra.

Veľkou výhodou tohto typu časového relé je možnosť vytvorenia AC a DC relé.Činnosť relé prakticky nezávisí od hodnoty napájacieho napätia, napájacej frekvencie, teploty.

Pneumatický časový spínač RVP používaný v automatických obvodoch na ovládanie pohonu kovoobrábacích strojov a iných mechanizmov. Pri aktivácii elektromagnetu 1 sa uvoľní blok 2, ktorý pôsobením pružiny 3 spadne a pôsobí na mikrospínač 4. Blok 2 je spojený s membránou 5. Rýchlosť pohybu bloku je určená úsekom otvoru, cez ktorý vzduch je nasávaný do hornej dutiny k moderátoru. Oneskorenie sa nastavuje ihlou 6, ktorá mení prierez sacieho otvoru.

Pneumatické relé oneskorenia veľmi uľahčuje nastavenie oneskorenia.

Činnosť časového relé s retardérom vo forme kotvového mechanizmu prebieha v nasledujúcom poradí. Keď sa na elektromagnet privedie napätie, kotva spustí pružinu, pôsobením ktorej sa reléový mechanizmus uvedie do pohybu. Kontakty relé sú pripojené k mechanizmu kotvy a začnú sa pohybovať až po odpočítaní určitého času mechanizmu kotvy.

Časové relé RVP má tiež neregulované, chvíľkové kontakty, ktoré sú spojené s kotvou solenoidu. Časové relé spoľahlivo pracujú pri napätiach do 0,85 Un.

Časové relé motora

Na vytvorenie časového oneskorenia 20-30 minút sa používajú časové relé motora.

Princíp činnosti relé časovania motora RVT-1200

Keď je časové relé aktivované, napätie sa privedie súčasne na solenoid 1 a motor 2.V tomto prípade motor otáča kotúče 5 s vačkami 6 pôsobiacimi na kontaktný systém 7 cez spojku 3, 4 a ozubené koleso 8 a oneskorenie relé sa otáča zmenou počiatočnej polohy kotúča 5.

Relé umožňuje nastaviť rôzne časové oneskorenia v piatich úplne nezávislých obvodoch. Výstupné kontakty časového relé majú dlhodobo prípustný prúd 10 A.