Laika relejs: darbības princips, pieslēguma shēma un iestatīšanas ieteikumi

Ierīci, kas reaģē uz noteiktā laika intervāla beigām, sauc par laika releju – tā plaši izmantota elektrotehnikā, elektrībā, elektronikā. Pateicoties tā izmantošanai shēmu risinājumos, iespējams realizēt elastīgākas vadības funkcijas dažādām iekārtām un aparātiem.

Atkarībā no ierīces konstrukcijas un darbības principa var izveidot dažādas sarežģītības elektriskās shēmas.

Piedāvājam noskaidrot, kādi laika releju veidi pastāv, kāda ir to darbības un pielietojuma specifika. Teorētiskais materiāls papildināts ar praktiskiem ieteikumiem par laika vadības ierīces pieslēgšanu un iestatīšanu.

Laika releja darbības princips

Elektroniskās ierīces ir konstruktīvi daudzveidīgas, tāpēc laika releja ierīces princips jāaplūko, ņemot vērā katru konstruktīvo variantu atsevišķi.

Šādi izskatās viena no daudzajām laika releja konstrukcijām. Būtībā ierīce atgādina parastu komutatoru, kura darbība tomēr ir saistīta ar laika plūsmas ciklu.

No veicamo darbību viedokļa praksē tiek izmantotas elektromagnētiskās, pneimatiskās, elektroniskās konstrukcijas un ierīces ar pulksteņa mehānismu.

Variants #1: elektromagnētiskās ierīces

Ierīces, kas atbalsta elektromagnētisko darbības principu, parasti ir paredzētas darbam tikai shēmās ar līdzstrāvas barošanu.

Elektromagnētiskā laika releja REV-814 konstrukcija: 1 – fiksēto kontaktu bloks; 2 – skava; 3 – vara amortizatora mehānisms; 4 – leņķa elements; 5 – galvenās ķēdes tinuma serde; 6 – enkurs; 7 – enkura kustīgie kontakti

Laika reakcijas diapazons parasti ir 0,07 – 0,11 sekundes ieslēgšanai un 0,5 – 1,4 sekundes izslēgšanai. Šādu laika releju konstrukcija satur divas darba tinumus, no kuriem viens ir īsslēgtā ķēde vara gredzena veidā.

Kad caur galveno tinumu plūst elektriskā strāva, tiek novērots magnētiskās plūsmas pieaugums. Šī plūsma veido īsslēgtā tinuma strāvu, kā rezultātā tiek ierobežots galvenā tinuma magnētiskās plūsmas pieaugums.

Rezultātā veidojas izpildmehānisma enkura kustības laika raksturojums jeb, citiem vārdiem, tiek radīta aizkave ieslēgšanai.

Uzlabota elektromagnētiskā tipa laika releja konstrukcija. Šis ierīces modelis atbalsta četru neatkarīgu slodzes kanālu komutāciju. Tomēr pēc strāvas parametriem ierīce izskatās vājāka nekā vecie modeļi (+)

Ja tiek pārtraukta strāvas padeve galvenā tinuma kontūrā, induktivitātes efekta dēļ kādu laiku paliek aktīvs īsslēgtā tinuma magnētiskais lauks. Attiecīgi šajā laikā relejs neizslēdzas.

Variants #2: pneimatiskās ierīces

Konstrukcijas uz pneimatisko sistēmu bāzes – sava veida ekskluzīvas ierīces. Šādas ierīces ir aprīkotas ar īpašu palēninājuma mehāniku – pneimatisko amortizatora mehānismu.

Pneimatisko releju aiztures laiku var regulēt, samazinot vai palielinot caurules, caur kuru tiek pievadīts gaiss, šķērsgriezumu. Šim nolūkam pneimatisko releju konstrukcijas ir aprīkotas ar regulēšanas skrūvi.

Viena no izplatītākajām pneimatisko ierīču konstrukcijām. Pietiekami vienkāršs un uzticams izpildījums. Komutējamās strāvas parametri līdz 16 ampēriem. Kā komutators tiek izmantots divu kanālu mini slēdzis.

Pneimatisko releju laika aiztures iestatīšanas diapazons vidēji ir 1 – 60 sek. Tomēr ir eksemplāri, kas šo diapazonu pārklāj gandrīz divkārt. Tiesa, praksē ir novērotas nelielas kļūdas (apmēram 10%) attiecībā uz darbības precizitāti pēc iestatītajām vērtībām.

Variants #3: pulksteņa tipa modifikācijas

Tā sauktie pulksteņa tipa laika releji ir atraduši plašu pielietojumu elektrikā. Šis ierīču veids bieži tiek izmantots automātisko slēdžu konstrukcijās, kas paredzēti ķēžu aizsardzībai ar spriegumu 500 – 10000 volti. Aiztures diapazons ir 0,1 – 20 sek.

Pulksteņa modeļu darbības princips balstās uz atsperes darbību, ko uzvelk mehāniskais elektromagnēta piedziņa (enkurs). Pulksteņa tipa laika releja kontaktu grupu komutācija tiek veikta pēc pagājušā laika fakta, kura vērtība iepriekš tika iestatīta uz ierīces skalas.

Pārstāvis no diezgan senas ierīču sērijas – laika relejs ar pulksteņa mehānismu. Tomēr šis ierīču veids ir pierādījis uzticamu un bezatteices darbu visdažādākajos apstākļos.

Ierīces mehānisma gaitas ātrums ir tieši saistīts ar strāvas stiprumu, kas plūst caur elektromagnēta tinumu. Šis faktors ļauj noregulēt ierīci aizsardzības funkciju izpildei. Šādas aizsardzības īpatnība izpaužas kā pilnīga neatkarība no apkārtējās temperatūras ietekmes.

Variants #4: elektroniskie releji

Pēdējos dažos gados gandrīz visur, kur var tikt izmantoti laika releji, novecojušos elektromehāniskos modeļus nomainījušas elektroniskās versijas.

Šim ierīču veidam ir vesela virkne priekšrocību:

• mazi korpusa izmēri;
• augsta darbības precizitāte;
• ērts regulēšanas mehānisms;
• vizuāla informācijas attēlošana.

Elektroniskās versijas parasti darbojas, pamatojoties uz digitālajiem impulsu skaitītājiem. Daudzas mūsdienu ierīces ir uzbūvētas uz augstas veiktspējas mikroprocesoriem. Digitālie releji parasti ir paredzēti mazinduktīvu vai neinduktīvu slodžu komutācijai.

Digitālais relejs ir mūsdienīga izstrāde, kas paredzēta laika komutācijas nodrošināšanai. Tas piesaista ar vadības un kontroles ērtumu, elastīgu regulēšanu un izskatu.

Digitālā tipa laika releja regulēšanai pietiek iestatīt nepieciešamos laika parametrus, izmantojot funkcionālos taustiņus, kas atrodas tieši uz korpusa priekšējā paneļa.

Regulēšana parasti ir pieejama plašās laika robežās, ļaujot aptvert ne tikai sekundes, minūtes, stundas, bet arī nedēļas dienas. Piemēram, var apskatīt nedēļas elektroniskā releja – taimera modeli.

Elektroniskais taimeris ar automātiskas ieslēgšanas-izslēgšanas funkcijām var veiksmīgi tikt izmantots dažādu ierīču veidu vadības shēmās. Tā saucamais «nedēļas» laika relejs nodrošina komutācijas funkciju izpildi atbilstoši iestatītajam laika intervālam nedēļas cikla ietvaros. Šādas ierīces tiek izmantotas “gudrā māja” sistēmās.

Piemēram, pateicoties ierīcei, rodas iespējas:

• komutēt apgaismojuma sistēmas noteiktā laikā;
• iedarbināt vai apturēt tehnoloģiskās iekārtas;
• aktivizēt/deaktivizēt apsardzes sistēmas.

Ierīce ir neliela izmēra, tai ir vairāki funkcionālie vadības taustiņi. Izmantojot sistēmas tastatūru, lietotājs to var viegli regulēt (programmēt).

Digitālā laika releja lietotāja funkcionalitāte – vadības panelis ar parametru iestatīšanas taustiņiem. Plus šķidro kristālu displejs, kurā tiek attēlota visa nepieciešamā informācija.

Programmēšanas režīms tiek aktivizēts, nospiežot un turot pogu, kas apzīmēta ar simbolu «P». Sistēmas atiestatīšanai palīdz poga «Reset». Laika releja iestatījumu maiņa tiek veikta, izmantojot minūšu, stundu, nedēļas dienu iestatīšanas taustiņus aktīvā programmēšanas režīmā.

Standarta laika releja pieslēguma shēmā ir paredzēta viena no diviem darbības vadības režīmu – manuālā vai automātiskā – iestatīšana. Digitālā tipa releja regulēšanas ērtumu nodrošina informatīvais šķidro kristālu displejs.

Elektroniski mehānisko analogo releju iestatīšana

Rūpnieciskās automatizācijas sistēmas, kā arī dažādi sadzīves moduļi bieži tiek aprīkoti ar elektromehāniskām ierīcēm, kuru konstrukcija paredz regulēšanu ar potenciometru palīdzību.

Elektromehānisks laika atskaites ierīces tips ar parametru regulēšanu ar potenciometriem. Ir dažādas šādu ierīču konfigurācijas, kas ļauj tās pielietot dažādas sarežģītības shēmās.

Uz šādu ierīču korpusa priekšējā paneļa atrodas potenciometra stienis (vai vairāki stieņi), kas paredzēts griešanai ar skrūvgrieža asmeni. Ap stieņa (stieņu) apkārtmēru ir uzlikta marķēta iestatījumu vērtību skala.

Sprauga stienī zem skrūvgrieža asmens ir sava veida rādītājs, kas maina savu pozīciju, griežot stieni. Iestatot šo rādītāju pretī noteiktām marķētās skalas vērtībām, tiek panākta vajadzīgā parametra regulēšana.

Daudzkanālu elektroniski mehāniskā tipa ierīce. To var viegli un vienkārši regulēt, griežot potenciometrus ar skrūvgriezi. Uz priekšējā paneļa ir arī LED stāvokļa indikācija.

Šāda tipa ierīces (piemēram, NTE8) ir plaši izmantotas ventilācijas sistēmu, apkures moduļu un mākslīgā apgaismojuma ierīču vadības shēmās.

Ierīču ar digitālo skalu regulēšana

Ierīču ar mehāniskās regulēšanas funkcijām lietošanu var demonstrēt, izmantojot sadzīves taimeri REV Ritter, kas paredzēts ieslēgšanai mājas elektrotīklā.

Tā saucamais «kontaktligzdas» relejs, kas paredzēts lietošanai sadzīves apstākļos. Darbības laiks parasti ir ierobežots ar diennakts diapazonu. Šis laiks ir pilnīgi pietiekams sadzīves lietošanai.

Ar kontaktligzdu ar taimeri var vadīt noteiktā laika diapazonā praktiski jebkuru sadzīves tehniku. Lai izmantotu šo diennakts taimeri, pietiek ieslēgt ierīci rozetē un iestatīt.

Regulēšana tiek veikta ar šādām darbībām:

1. Pacelt visus segmentus, kas atrodas ap regulēšanas diska apkārtmēru.
2. Nolaist tikai tos segmentus, kas atbilst regulēšanas laikam.
3. Pagriežot regulēšanas disku, iestatīt diska rādītāju uz pašreizējo laiku.

Piemēram, ja tika nolaisti segmenti starp skalas cipariem 18 un 20, pēc tam, kad relejs sāks laika atskaiti, slodze tiks ieslēgta pulksten 18 un izslēgta pulksten 20.

Kopumā mehāniskā releja REV Ritter konstrukcija ļauj organizēt līdz 48 ieslēgumiem pilnās 24 stundās.

Modifikācija «rozeteveida» laika relejam: 1 – slodzes pieslēguma rozete; 2 – manuālā vadība; 3 – skala, marķēta uz 24 stundām; 4 – programmas segmenti; 5 – pašreizējā laika rādītājs; 6 – spraudnis pieslēgšanai mājsaimniecības tīkla rozetei (+)

Tomēr ierīce atbalsta neprogrammatiskas slodzes ieslēgšanas funkciju. Tam ir atsevišķa poga, kas atrodas korpusa sānu pusē. Ja lietotājs aktivizē šo pogu, slodze tiek pievienota tīklam tieši, neatkarīgi no releja kontaktu stāvokļa.

Laika releja pieslēgšana vadības shēmā

Ierīce jāpievieno, ņemot vērā uzstādīšanas vietas atbilstību apstākļiem, kas norādīti ierīces tehniskajā pasē. Parasti montāža paredz ierīces vertikālu uzstādīšanu, pieļaujot novirzi no vertikāles ne vairāk kā par 10º.

Telpas temperatūras robežas, kur paredzēta laika releja montāža un ekspluatācija, parasti nepārsniedz diapazonu -20°С līdz +50°С.

Gaisa mitruma līmenis ierīces uzstādīšanas zonā nedrīkst pārsniegt 80% vērtību. Elektriskā shēma, kurā taimeris tiek uzstādīts, uzstādīšanas laikā ir jāatvieno no tīkla barošanas.

Klasiskā laika releja pieslēguma shēma, šajā gadījumā, ierīcei, kas komutē divus kanālus ar slodzi. Pēc tā paša principa tiek pieslēgtas ierīces ar atšķirīgu komutāciju skaitu (+)

Jebkuras konstrukcijas ierīcei tradicionāli ir tehniskais pase, kurā norādīta pieslēguma shēma. Daudzi elektroniski-mehāniskie un ciparu taimeri tiek papildināti ar shēmu, kas uzdrukāta tieši uz korpusa un parāda, kā un kādā secībā pieslēgt laika releju.

Klasiskais pieslēguma variants izskatās šādi:

1. Sprieguma līnijas pieslēgšana ierīces barošanas spailēm.
2. Fāzes līnija caur automātisko slēdzi tiek savienota ar releja slodzes ieejas kontaktu.
3. Releja slodzes izejas kontakts tiek pievienots tieši slodzes fāzes līnijai.

Būtībā pieslēguma shēma lielākajai daļai ierīču tiek veidota pēc identiska principa: barošanas pieslēgums pašai ierīcei un slodzes ieslēgšana caur komutējamo kontaktu grupu.

Atkarībā no releja tipa (vienfāzes, trīsfāzes), kā arī no konstruktīvām īpatnībām, šo kontaktu grupu var būt vairākas.

Vienkāršu laika releja variantu var izgatavot pašrocīgi. Dažādu pašdarinājumu shēmas ir aprakstītas šajā rakstā.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video ir apskatīta iespēja izmantot modulāro ierīci, kurā ir divas neatkarīgas laika komutācijas ierīces. Shēma paredz divu sadzīves tehnikas ierīču ieslēgšanu, to darbības iestatīšanu laika intervālos un citas funkcijas.

Protams, visas esošās laika releju modifikācijas nevar aptvert ar vienu pieticīgu apskatu. Lai apskatītu visu ierīču sortimentu, būtu jāuzraksta vesela grāmata. Patiesībā, dažādu veidu taimeru rokasgrāmatas ir pieejamas, un, ja vēlas, nepieciešamo informāciju vienmēr var atrast.

Ir ko piebilst, vai radušies jautājumi par laika releja darbību, izvēli, pieslēgšanu un iestatīšanu? Jūs varat atstāt komentārus pie publikācijas un piedalīties diskusijās. Saziņas forma atrodas apakšējā blokā.