Vremenski relej: princip rada, shema spajanja i preporuke za podešavanje

Uređaj koji se aktivira nakon isteka zadanog vremenskog intervala naziva se vremenski relej – instrument je našao široku primjenu u elektrotehnici, elektrici, elektronici. Zahvaljujući njegovoj upotrebi u shemnim rješenjima moguće je realizirati fleksibilnije funkcije upravljanja različitim uređajima i aparatima.

Ovisno o konstrukciji i principu rada uređaja moguće je organizirati električne sheme različite složenosti izvedbe.

Predlažemo da razjasnite koje vrste vremenskih releja postoje, koja je njihova specifičnost rada i primjene. Teorijski materijal dopunjen je praktičnim preporukama za spajanje i podešavanje uređaja za vremensko upravljanje.

Princip rada vremenskog releja

Elektronički uređaji predstavljeni su konstrukcijskom raznolikošću, stoga princip uređaja vremenskog releja treba razmatrati uzimajući u obzir svaku konstrukcijsku varijaciju zasebno.

Ovako izgleda jedna od brojnih konstrukcija vremenskog releja. U suštini, uređaj podsjeća na obični prekidač, čije je djelovanje, međutim, vezano za ciklus protoka vremena.

Sa stajališta izvršnih radnji, u praksi se koriste elektromagnetske, pneumatske, elektroničke konstrukcije i uređaji sa satnim mehanizmom.

Varijanta #1: elektromagnetski uređaji

Uređaji koji podržavaju elektromagnetski princip rada, u pravilu su namijenjeni za rad isključivo u shemama s napajanjem istosmjernom strujom.

Konstrukcija elektromagnetskog vremenskog releja REV-814: 1 – čvor nepokretnih kontakata; 2 – spojnica; 3 – prigušni mehanizam od bakra; 4 – kutnik; 5 – jezgra namota glavnog kruga; 6 – sidro; 7 – pokretni kontakti sidra.

Vremenski raspon djelovanja obično iznosi 0,07 – 0,11 s za uključivanje i 0,5 – 1,4 s za isključivanje. Konstrukcija takvih vremenskih releja sadrži dvije radne zavojnice, od kojih jedna predstavlja kratkospojeni krug u obliku bakrenog prstena.

Kada kroz glavnu zavojnicu prolazi električna struja, bilježi se porast magnetskog toka. Tim tokom formira se struja kratkospojene zavojnice, zbog čega se ograničava porast magnetskog toka glavne zavojnice.

Kao rezultat, formira se vremenska karakteristika kretanja sidra izvršnog mehanizma ili, drugim riječima, stvara se vremenska odgoda pri uključivanju.

Poboljšana konstrukcija vremenskog releja elektromagnetskog tipa. Ovaj model instrumenta podržava komutaciju četiri neovisna kanala opterećenja. Međutim, po strujnim parametrima uređaj izgleda slabiji od starijih modela (+)

Ako se prekine dovod struje u krug glavnog namota, zahvaljujući efektu induktivnosti, neko vrijeme ostaje aktivno magnetsko polje kratkospojenog namota. Sukladno tome, tijekom tog vremena rele se ne isključuje.

Varijanta #2: pneumatski uređaji

Konstrukcije na bazi pneumatskih sustava – svojevrsni ekskluzivni uređaji. Takvi su uređaji opremljeni posebnom mehanikom usporavanja – pneumatskim prigušnim mehanizmom.

Vrijeme odgode pneumatskih releja može se podešavati smanjenjem ili povećanjem prolaznog presjeka cijevi kroz koju se dovodi zrak. U tu svrhu konstrukcije pneumatskih releja opremljene su vijkom za podešavanje.

Jedna od uobičajenih konstrukcija pneumatskih uređaja. Dosta jednostavno i pouzdano izvođenje. Parametri komutirane struje do 16 ampera. Kao komutator koristi se mini-prekidač za dva kanala.

Raspon podešavanja vremenske odgode pneumatskih releja iznosi u prosjeku 1 – 60 sek. Međutim, postoje primjerci koji ovaj raspon gotovo udvostručuju. Istina, u praksi su zabilježene male pogreške (oko 10%) u pogledu točnosti aktiviranja prema postavljenim vrijednostima.

Varijanta #3: modifikacije satnog tipa

Takozvani satni vremenski releji našli su široku primjenu u elektrotehnici. Ova vrsta instrumenata često se koristi u konstrukcijama automatskih prekidača namijenjenih za zaštitu krugova napona 500 – 10000 volti. Raspon odgode iznosi 0,1 – 20 sek.

Princip rada satnih modela temelji se na radu opruge koju napinje mehanički pogon (sidro) elektromagneta. Komutacija kontaktnih grupa satnog vremenskog releja izvodi se prema proteklom vremenu čija je vrijednost prethodno postavljena na skali instrumenta.

Predstavnik prilično stare serije instrumenata – vremenski rele sa satnim mehanizmom. U međuvremenu, ova vrsta uređaja pokazala je pouzdan i neprekidan rad u najrazličitijim uvjetima.

Brzina hoda mehanizma uređaja izravno je povezana s jačinom struje koja teče u namotu elektromagneta. Ovaj čimbenik omogućuje podešavanje instrumenta za obavljanje zaštitnih funkcija. Posebnost takve zaštite očituje se u potpunoj neovisnosti od utjecaja okolne temperature.

Varijanta #4: elektronički releji

U posljednjih nekoliko godina, gotovo svugdje gdje se mogu primijeniti vremenski releji, zastarjele elektromehaničke modele zamijenile su elektroničke inačice.

Ova vrsta uređaja ima niz prednosti:

• male dimenzije kućišta;
• visoka točnost rada;
• praktičan mehanizam podešavanja;
• vizualni prikaz informacija.

Elektroničke inačice u pravilu rade na temelju digitalnih impulsnih brojila. Mnogi suvremeni uređaji izgrađeni su na visokoučinkovitim mikroprocesorima. Digitalni releji obično su namijenjeni za komutaciju nisko induktivnih ili neinduktivnih opterećenja.

Suvremeni razvoj – digitalni relej, namijenjen osiguravanju vremenske komutacije. Privlači jednostavnošću upravljanja i nadzora, fleksibilnim podešavanjem i izgledom.

Za podešavanje digitalnog vremenskog releja dovoljno je postaviti potrebne vremenske parametre pomoću funkcijskih tipki smještenih izravno na prednjoj ploči kućišta.

Podešavanje je obično dostupno u širokim vremenskim rasponima, omogućujući obuhvat ne samo sekundi, minuta, sati već i dana u tjednu. Primjera radi, možemo razmotriti model tjednog elektroničkog releja – mjerača vremena.

Elektronički mjerač vremena s funkcijama automatskog uključivanja-isključivanja može se uspješno koristiti u shemama upravljanja raznim vrstama uređaja. Takozvani "tjedni" vremenski relej omogućuje izvršavanje funkcija komutacije u skladu s postavljenim vremenskim intervalom unutar tjednog ciklusa. Takvi se uređaji koriste u sustavima “pametna kuća”.

Na primjer, zahvaljujući uređaju otvaraju se mogućnosti:

• komutirati sustave rasvjete u zadano vrijeme;
• pokretati ili zaustavljati tehnološku opremu;
• aktivirati/deaktivirati sigurnosne sustave.

Uređaj je malih dimenzija, ima nekoliko funkcijskih upravljačkih tipki. Korištenjem sistemske tipkovnice korisnik ga može lako podešavati (programirati).

Korisnička funkcionalnost digitalnog vremenskog releja – upravljačka ploča s tipkama za postavljanje parametara. Plus tekućekristalni zaslon na kojem se prikazuju sve potrebne informacije.

Programski način rada aktivira se pritiskom i držanjem tipke označene simbolom «P». Sistemski reset pomaže tipka «Reset». Promjena postavki vremena releja vrši se tipkama za podešavanje minuta, sati, dana u tjednu dok je programski način rada aktivan.

Standardna shema povezivanja vremenskog releja predviđa postavljanje jednog od dva načina upravljanja radnjama – ručnog ili automatskog. Udobnost podešavanja digitalnog releja osigurava informacijski tekućekristalni zaslon.

Podešavanje elektroničko-mehaničkih analognih releja

Sustavi industrijske automatike, kao i razni kućanski moduli, često su opremljeni elektromehaničkim uređajima čija konstrukcija predviđa podešavanje pomoću potenciometara.

Elektromehanički tip uređaja za mjerenje vremena s podešavanjem parametara potenciometrima. Postoje različite konfiguracije takvih instrumenata, što omogućuje njihovu primjenu u krugovima različite složenosti.

Na prednjoj ploči kućišta takvih uređaja nalazi se osovina potenciometra (ili više osovina) namijenjena za okretanje oštricom odvijača. Po obodu osovine (osovina) nanesena je označena skala vrijednosti podešavanja.

Prorez na osovini za oštricu odvijača svojevrsni je pokazivač koji mijenja svoj položaj pri okretanju osovine. Podešavanjem tog pokazivača nasuprot određenih vrijednosti označene skale postiže se podešavanje željenog parametra.

Višekanalni instrument elektroničko-mehaničkog tipa. Podešava se lako i jednostavno okretanjem potenciometara pomoću odvijača. Na prednjoj ploči također se nalazi LED indikacija stanja.

Instrumenti sličnog tipa (npr. NTE8) našli su široku primjenu u upravljačkim krugovima ventilacijskih sustava, grijaćih modula i uređaja umjetne rasvjete.

Podešavanje instrumenata s digitalnom skalom

Korištenje instrumenata s funkcijama mehaničkog podešavanja može se demonstrirati na primjeru kućanskog timera marke REV Ritter, namijenjenog za uključivanje u kućnu mrežnu utičnicu.

Takozvani "utični" relej, namijenjen za upotrebu u kućanskim uvjetima. Vrijeme djelovanja obično je ograničeno na dnevni raspon. To vrijeme je sasvim dovoljno za kućansku primjenu.

Pomoću utičnice s timerom može se upravljati u zadanom vremenskom rasponu gotovo bilo kojim kućanskim uređajem. Za primjenu ovog dnevnog timera dovoljno je uključiti uređaj u utičnicu i podesiti ga.

Podešavanje se provodi sljedećim radnjama:

1. Podignite sve segmente koji se nalaze po obodu diska za podešavanje.
2. Spustite samo one segmente koji odgovaraju vremenu podešavanja.
3. Okretanjem diska za podešavanje postavite pokazivač diska na trenutno vrijeme.

Na primjer, ako su spušteni segmenti između brojeva skale 18 i 20, nakon što relej počne odbrojavati vrijeme, opterećenje će biti uključeno u 18 sati i isključeno u 20 sati.

Općenito, konstrukcija mehaničkog releja REV Ritter omogućava organiziranje do 48 uključenja tijekom punih 24 sata.

Modifikacija vremenskog releja s utičnicom: 1 – utičnica za priključak opterećenja; 2 – ručno upravljanje; 3 – skala označena na 24 sata; 4 – programski segmenti; 5 – pokazivač trenutnog vremena; 6 – utikač za uključivanje u kućnu mrežu (+)

Uz to, uređaj podržava funkciju izvanprogramskog uključivanja opterećenja. Za to postoji zasebna tipka smještena na bočnoj strani kućišta. Ako korisnik aktivira tu tipku, opterećenje se izravno povezuje na mrežu, neovisno o stanju kontakata releja.

Spajanje vremenskog releja u upravljačkoj shemi

Uređaj se mora priključiti vodeći računa o usklađenosti mjesta ugradnje s uvjetima navedenima u tehničkom listu uređaja. Montaža u pravilu pretpostavlja okomitu ugradnju uređaja s dopuštenim odstupanjima od okomice od najviše 10°.

Temperaturne granice prostorije u kojoj se planira montaža i rad vremenskog releja obično ne prelaze raspon od -20 °C do +50 °C.

Razina vlažnosti zraka u području ugradnje uređaja ne smije prelaziti 80%. Električni krug u koji se ugrađuje mjerač vremena potrebno je isključiti iz mrežnog napajanja tijekom ugradnje.

Klasična shema priključka vremenskog releja, u ovom slučaju za uređaj koji prebacuje dva kanala s opterećenjem. Po istom principu spajaju se uređaji s različitim brojem preklapanja (+)

Uređaj bilo koje konstrukcije tradicionalno ima tehnički list s prikazanom shemom priključka. Mnogi mjerači vremena, elektroničko-mehanički i digitalni, dopunjeni su shemom nanesenom izravno na kućište koja pokazuje kako i kojim redoslijedom priključiti vremenski relej.

Klasična varijanta priključka izgleda ovako:

1. Priključak naponske linije na stezaljke napajanja uređaja.
2. Fazna linija preko automatskog prekidača spaja se s ulaznim kontaktom opterećenja releja.
3. Izlazni kontakt opterećenja releja spaja se izravno na faznu liniju opterećenja.

U suštini, shema priključka za većinu uređaja gradi se po identičnom principu: priključak napajanja na sam uređaj i uključivanje opterećenja preko grupe preklopnih kontakata.

Ovisno o vrsti releja (jednofazni, trofazni) te o konstrukcijskim značajkama, tih kontaktnih grupa može biti više.

Jednostavnu verziju vremenskog releja možete napraviti sami. Sheme raznih vlastitih izradaka opisane su u ovom članku.

Zaključci i koristan video na temu

U video prilogu razmatra se mogućnost korištenja modularnog uređaja koji sadrži dva neovisna vremenska preklopna uređaja. Shema predviđa uključivanje dva uređaja kućanskih aparata, podešavanje njihovog rada u vremenskim intervalima i druge funkcije.

Naravno, sve postojeće modifikacije vremenskih releja ne može se obuhvatiti jednim skromnim pregledom. Za razmatranje cijelog asortimana uređaja trebalo bi napisati cijelu knjigu. Zapravo, priručnici o različitim vrstama mjerača vremena su dostupni, a po želji uvijek se mogu pronaći potrebne informacije.

Imate li što dodati ili imate pitanja o radu, odabiru, povezivanju i podešavanju vremenskog releja? Možete ostaviti komentare na objavu i sudjelovati u raspravama. Obrazac za kontakt nalazi se u donjem bloku.