Időrelé: működési elv, bekötési séma és beállítási javaslatok

Azt az eszközt, amely a beállított időintervallum lejártakor működésbe lép, időrelének nevezik – az eszköz széles körben elterjedt az elektrotechnikában, villamosságban és elektronikában. Használatának köszönhetően az áramköri megoldásokban rugalmasabb vezérlési funkciókat lehet megvalósítani különféle gépek és készülékek számára.

A készülék felépítésétől és működési elvétől függően különböző bonyolultságú elektromos kapcsolások hozhatók létre.

Javasoljuk, hogy ismerkedjen meg az időrelék típusaival, működésük és alkalmazásuk sajátosságaival. Az elméleti anyagot gyakorlati tanácsok egészítik ki az idővezérlő készülék bekötéséhez és beállításához.

Az időrelé működési elve

Az elektronikus készülékek szerkezeti sokféleséggel rendelkeznek, ezért az időrelé felépítésének elvét minden egyes szerkezeti változatnál külön kell megvizsgálni.

Így néz ki az időrelé számos kivitélének egyike. Lényegében a készülék egy szokásos kapcsolóra emlékeztet, amelynek működése azonban az idő múlásának ciklusához van kötve.

A végrehajtott műveletek szempontjából a gyakorlatban elektromágneses, pneumatikus, elektronikus szerkezeteket és óraműves eszközöket használnak.

1. változat: Elektromágneses készülékek

Az elektromágneses működési elvet támogató eszközök általában kizárólag egyenárammal táplált áramkörökben való működésre szolgálnak.

Az REV-814 típusú elektromágneses időrelé felépítése: 1 – álló érintkezők egysége; 2 – kapocs; 3 – rézből készült csillapító mechanizmus; 4 – szögvas; 5 – a főtekercs magja; 6 – armatúra; 7 – az armatúra mozgó érintkezői

A működési időtartomány általában 0,07 – 0,11 másodperc a bekapcsoláskor és 0,5 – 1,4 másodperc a kikapcsoláskor. Az ilyen időrelék felépítése két működő tekercset tartalmaz, amelyek egyike egy rövidre zárt kör, rézgyűrű formájában.

Amikor a főtekercsen elektromos áram folyik át, a mágneses fluxus növekedése figyelhető meg. Ez a fluxus hozza létre a rövidre zárt tekercs áramát, ami által a főtekercs mágneses fluxusának növekedése korlátozódik.

Ennek eredményeként kialakul a végrehajtó mechanizmus armatúrájának mozgási időjellemzője, vagyis létrejön egy bekapcsolási időkésleltetés.

Továbbfejlesztett kivitelű elektromágneses időrelé. Ez a készülékmodell négy független terhelési csatorna kapcsolását támogatja. Ugyanakkor az áramparaméterek tekintetében a készülék gyengébbnek tűnik a régebbi modelleknél (+).

Ha a főtekercs körében megszűnik az áramellátás, az induktivtás hatásra a rövidre zárt tekerccs mágneses tere egy időig aktív marad. Ennek megelelően ez idő alatt a relé nem kapcsol ki.

2. változat: Pneumatikus eszközök

A pneumatikus rendszereken alaúló serkezete egyfajta exkluzív eszközök. Az ilyen eszközök specális lasító mechnikával – pneumatikus csillaptó mechnizmussal – vannak felszerelve.

A pneumatikus relék késleltetési ideje szabályozható a levegőellátást bztosító cső kersztmetszetének csőkentésével vagy növelésével. E célból a pneumatikus relék szerkezete beállító csavarral van ellátva.

A pneumatikus készülékek egyik elterjedt kivitele. Eléggé egyszerű, megbízható kivitel. A kapcsolható áram paramétere 16 amperig. Kapcsolóként kétcsatornás mini-kapcsolót használnak.

A pneumatikus relék időzítési tartománya átlagosan 1–60 másodperc. Vannak azonban olyan példányok, amelyek ezt a tartományt majdnem a kétszeresére bővítik. Igaz, a gyakorlatban kis eltéréseket (kb. 10%) figyeltek meg a beállított értékek szerinti működési pontosság tekinetében.

3. változat: Óra típusú módosítások

Az úgynevezett órás időrelék széles körben elterjedtek a villamosságban. Ezt a típusú készüléket gyakran használják automata kapcsolók serkezeteiben, amelyek 500–10000 voltos feszültségű áramkörök védelmére szolgálnak. A késleltetés tartománya 0,1–20 másodperc.

Az óramodellek működesi elve egy rugó munkáján alaul, amelyet egy elekromágnes mekankus hajtása (horgonya) feszít. Az órás idörelé kapcsolósoprtjainak kommutációja az eltelt idő ténye alapján történik, amelynek értékét korábban a készülék skáján állították be.

Egy meglehetősen régi készüléksorozat képviselője – az óramüves idörelé. Eközb en ez a típusú eszköz megbízható, zvarmentes működést mutatott különböző körülmények között.

A készülék mekanizmusának járási sebesége egyenesen kapcsolódik az elekromágnes tekeresében áramló áram erősségéhez. Ez a tényező lehővé tesz a készülék védelmi funkciókra hangolását. Az ilyen védelem sajátossága a környezeti hőmérséklat hatásától való teljes függetlenség.

4. változat: Elektronikus relék

Az elmúlt néhány évben gyakorlatilag mindenhol, ahol időrelék alkalmazhatók, az elavult elektromechanikus modelleket felváltották az elektronikus változatok.

Ez a készüléktípus számos előnnyel rendelkezik:

• kis méretű ház;
• nagy pontosságú működés;
• kényelmes beállítási mechanizmus;
• vizuális információ megjelenítés.

Az elektronikus változatok általában digitális impulzusszámlálók alapján működnek. Számos modern készülék nagy teljesítményű mikroprocesszorokra épül. A digitális relék általában kis induktivitású vagy nem induktív terhelések kapcsolására tervezettek.

Modern fejlesztés – a digitális relé, amely időbeni kapcsolást hivatott biztosítani. Vonzó a kényelmes kezelhetőségével és vezérlésével, rugalmas beállításával és megjelenésével.

A digitális időrelé beállításához elegendő a szükséges időparamétereket a ház előlapján elhelyezett funkciógombok segítségével megadni.

A beállítás általában széles időtartományban elérhető, lehetővé teszi nemcsak a másodpercek, percek, órák, hanem a hét napjainak lefedését is. Példaként tekintsük egy heti elektronikus relé – időzítő modelljét.

Az automatikus be- és kikapcsolási funkciókkal rendelkező elektronikus időzítő sikeresen használható különböző típusú készülékek vezérlési sémáiban. Az úgynevezett „heti” időrelé biztosítja a kapcsolási funkciók végrehajtását a megállapított időtartamon belül a heti ciklus keretében. Az ilyen készülékeket a “okos otthon” rendszerekben használják.

Például a készüléknek köszönhetően a következő lehetőségek nyílnak meg:

• a világítási rendszerek időben történő kapcsolása;
• a technológiai berendezések elindítása vagy leállítása;
• a biztonsági rendszerek aktiválása/deaktiválása.

A készülék kis méretű, több funkciós kezelőgombbal rendelkezik. A rendszer-billentyűzet használatával a felhasználó könnyedén beállíthatja (programozhatja) azt.

A digitális időrelé felhasználói funkciója a paraméter-beállító gombokkal ellátott vezérlőpanel. Plusz egy folyadékkristályos kijelző, ahol az összes szükséges információ megjelenik.

A programozási mód a „P” szimbólummal jelölt gomb megnyomásával és nyomva tartásával aktiválható. A rendszer-visszaállítást a „Reset” gomb segíti elő. Az időrelé beállításának módosítása a percek, órák, hét napjainak beállító gombjaival történik aktív programozási módban.

Az időrelé szabványos bekötési sémája a két vezérlési mód egyikének – kézi vagy automata – beállítását írja elő. A digitális típusú relé beállításának kényelmét az információs folyadékkristályos kijelző biztosítja.

Az elektronikus-mechanikus analóg relék beállítása

Az ipari automatizálási rendszereket, valamint a különféle háztartási modulokat gyakran szerelik fel olyan elektromechanikus eszközökkel, amelyek felépítése potenciométerek segítségével történő beállítást tesz lehetővé.

Elektromechanikus típusú időzítőeszköz, amelynek paraméterei potenciométerekkel állíthatók. Az ilyen készülékek különféle konfigurációi léteznek, ami leheetővé teszi, hog y kü lön böző bonyolultságú áram körökben alkalmazzák őket.

Az ilyen eszközök házának előlapján található a potenciométer szára (vagy több szár), amelyet csavarhúzó pengéjével történő forgatásra terveztek. A szár (szárak) kerülete mentén beosztásos skála van feltüntetve a beállítási értékekhez.

A száron lévő rés a csavarhúzó pengéje számára egyfajta mutatóként szolgál, amely a szár elforgatásakor változtatja a helyzetét. A mutatónak a beosztásos skála meghatározott értékeihez való igazításával érhető el a kívánt paraméter beállítása.

Többcsatornás, elektronikus-mechanikus típusú készülék. Könnyen és egyszerűen beállítható a potenciométerek csavarhúzó segítségével történő elforgatásával. Az előlapon LED-es állapotjelzés is található.

Az ilyen típusú készülékek (például a NTE8) széles körben elterjedt alkalmazást nyertek a szellőztetőrendszerek, fűtőmodulok és mesterséges világítás vezérlőáramköreiben.

A digitális skálájú készülékek beállítása

A mechanikus beállítási funkciókkal rendelkező készülékek használata a REV Ritter háztartási időzítő példáján kereshtül szemléltethető, amelyet a háztartási hálózati csatlakozóaljzatba történő bekapcsolásra terveztek.

Az úgynevezett „dugaljzatrelé”, amelyet háztartási használatra terveztek. A működési idő általában napi tartományra korlátozódik. Ez az idő bőven elegendő a háztartási alkalmazásokhoz.

Az időzítős csatlakozóaljzat segítségével gyakorlatilag bármilyen háztartási készülék vezérelhető egy adott időtartamon belül. Ennek a napi időzítőnek a használatához elegendő a készüléket a csatlakozóaljzatba dugni és beálítani.

A beállítás a következő lépésekből áll:

1. Emelje fel a beállító tárcsa kerületén található összes szegmenst.
2. Csak azokat a szegmenseket engedje le, amelyek a beállítási időnek felelnek meg.
3. A beállító tárcsa elforgatásával állítsa a tárcsa mutatóját az aktuális időre.

Például, ha a 18 és 20 közötti skálaértékeknél lévő szegmensek le vannak engedve, miután a relé elkezdi az időmérést, a terhelés 18 órakor bekapcsol, és 20 órakor kikapcsol.

Összességében a REV Ritter mechanikus relé szerkezete leheetővé tessi, hog 24 óra alatt akár 48 bekapcsolást szervezzünk.

A „konnektoros” időrelé módosítása: 1 – terhelés csatlakoztatására szolgáló konnektor; 2 – kézi vezérlés; 3 – 24 órára beosztott skála; 4 – programozható szegmensek; 5 – aktuális idő jelzője; 6 – háztartási hálózati konnektorba dugaszolható villás dugó (+)

Emellett a készülék támogatja a programon kívüli terhelésbekapcsolás funkciót. Ehhez egy külön gomb áll rendelkezésre, amely a ház oldalán található. Ha Ön ezt a gombot aktiválja, a terhelés közvetlenül a hálózatra kapcsolódik, függetlenül a relé érintkezőinek állapotától.

Időrelé bekötése a vezérlőáramkörben

A készüléket úgy kell csatlakoztatni, hogy a telepítés helye megfeleljen a készülék műszaki adatlapjában meghatározott feltételeknek. Általában a szerelés során a készüléket függőlegesen kell beépíteni, a függőlegestől való eltérés legfeljebb 10° lehet.

Az időrelé telepítésére és üzemeltetésére szolgáló helyiség hőmérsékleti határai általában nem lépik túl a -20°C és +50°C közötti tartományt.

A készülék telepítési zónájában a levegő páratartalma nem haladhatja meg a 80%-ot. Az elektromos áramkört, amelybe az időrelét beépítik, a telepítés idejére le kell választani a hálózati táplálásról.

Az időrelé klasszikus bekötési rajza, ebben az esetben egy két terheléses csatornát kapcsoló készülékhez. Ugyanezen elv szerint csatlakoztathatók a különböző számú kapcsolású eszközök (+).

Bármilyen kialakítású készülék hagyományosan rendelkezik műszaki adatlappal, amelyen feltüntetik a bekötési rajzot. Sok elektronikus-mechanikus és digitális időrelét a házra közvetlenül felvitt rajzzal egészítenek ki, amely bemutatja, hogyan és milyen sorrendben kell csatlakoztatni az időrelét.

A klasszikus bekötési változat a következőképpen néz ki:

1. A feszültségvezeték csatlakoztatása a készülék tápfeszültség kapcsaihoz.
2. A fázisvezeték egy automatikus megszakítón keresztül csatlakozik a relé terhelésének bemeneti érintkezőjéhez.
3. A relé terhelésének kimeneti érintkezője közvetlenül a terhelés fázisvezetékéhez csatlakozik.

Lényegében a bekötési rajz a készülékek többségénél azonos elv szerint épül fel: a készülék tápfeszültségének csatlakoztatása és a terhelés bekapcsolása egy kapcsolóérintkező-csoporton keresztül történik.

A relé típusától (egyfázisú, háromfázisú) és a kialakítási jellemzőktől függően ezekből az érintkezőcsoportokból több is lehet.

Egy egyszerű időrelét saját kezűleg is elkészíthet. Különböző barkács-áramkörök leírása megtalálható ebben a cikkben.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

A videóban bemutatásra kerül egy moduláris készülék használatának lehetősége, amely két független időkapcsoló eszközt tartalmaz. A kapcsolás két háztartási készülék bekapcsolását, azok időintervallumokban történő működésének beállítását és egyéb funkciókat biztosít.

Természetesen az időrelék összes létező módosítását nem lehet egyetlen szerény áttekintéssel lefedni. Az eszközök teljes választékának áttekintéséhez egy egész könyvet kellene írni. Valójában a különböző típusú időzítőkről szóló kézikönyvek elérhetők, és ha akarja, mindig megtalálhatja a szükséges információkat.

Van mit hozzátennie, vagy kérdései merültek fel az időrelé működésével, kiválasztásával, bekötésével és beállításával kapcsolatban? Szabadon hagyhat megjegyzéseket a kiadványhoz, és részt vehet a vitákban. A kapcsolatfelvételi űrlap az alsó blokkban található.