Časové relé s elektromagnetickým a mechanickým zpožděním

Při práci s ochrannými a automatizačními obvody je často nutné vytvořit časovou prodlevu mezi provozem dvou a více zařízení. Při automatizaci technologických procesů může být nutné provádět operace v určité časové posloupnosti.

Pro vytvoření časového zpoždění se používají zařízení nazývaná časová relé.

Požadavky na časové relé

Obecné požadavky na časová relé jsou:

a) stabilita zpoždění bez ohledu na kolísání napájecího napětí, frekvence, okolní teploty a dalších faktorů;

b) nízká spotřeba energie, hmotnost a rozměry;

c) dostatečný výkon kontaktního systému.

Časové relé se zpravidla po vypnutí vrací do původní polohy. Neexistují proto žádné zvláštní požadavky na míru návratnosti a může být velmi nízká.

V závislosti na účelu relé jsou na ně kladeny specifické požadavky.

Relé jsou vyžadována pro schémata automatického řízení pohonu s vysokou frekvencí spouštění za hodinu s vysokou mechanickou odolností proti opotřebení. Požadované časové prodlevy jsou v rozmezí 0,25 — 10 s. Na tato relé nejsou kladeny vysoké požadavky na přesnost provozu. Rozdělení doby odezvy může být až 10 %. Čas relé musí fungovat v podmínkách výrobních dílen, s vibracemi a otřesy.

Časová relé pro ochranu energetického systému musí mít vysokou přesnost časového zpoždění. Tato relé pracují poměrně zřídka, takže nejsou kladeny žádné zvláštní požadavky na výdrž. Zpoždění takových relé je 0,1 — 20 s.

Časové relé s elektromagnetickým časovým zpožděním

Konstrukce elektromagnetického časového zpožďovacího relé typu REV-800. Magnetický obvod relé se skládá z magnetického obvodu 1, kotvy 2 a nemagnetické rozpěrky 3. Magnetický obvod je upevněn na desce 4 pomocí hliníkové základny 5. Stejná základna slouží k upevnění kontaktního systému 6 .

Na třmenu pravoúhlého úseku magnetického obvodu je namontován zkrat ve formě zploštělé objímky 8. Magnetická cívka 7 je namontována na válcovém jádru. Kotva se otáčí vzhledem k tyči 1 hranolu. Síla vyvinutá pružinou 9 se mění pomocí ozubené matice 10, která je po seřízení fixována pomocí čepu. Magnetický obvod relé je vyroben z EAA oceli. Jádro cívky má kruhový průřez, což umožňuje použití válcové cívky, která je vhodná na výrobu.Tyč 1 má průřez podlouhlého obdélníku, který zvětšuje délku styčné linie mezi kotvou a koncem třmenu a zvyšuje mechanickou odolnost relé.

Pro získání dlouhé doby uvolnění je nutné mít vysokou magnetickou vodivost pracovních a parazitních mezer v uzavřeném stavu magnetického systému. Za tímto účelem jsou konce třmenu a jádra a přilehlý povrch kotvy pečlivě vyleštěny.

Odlévaná hliníková základna vytváří další zkratový závit prodlužující časové zpoždění (v ekvivalentním obvodu jsou všechny zkraty vinutí nahrazeny jedním závitem společné elektrické vodivosti).

U skutečných magnetických materiálů po vypnutí magnetizační cívky klesne tok na Fost, což je určeno vlastnostmi materiálu magnetického obvodu a geometrickými rozměry magnetického obvodu. Čím nižší je koercitivní síla magnetického materiálu pro danou velikost magnetického obvodu, tím nižší je hodnota zbytkové indukce a tím i zbytkového toku. Tím se prodlouží nejdelší doba zpoždění, kterou lze z relé získat. Použití oceli EAA umožňuje zvýšit dobu zpoždění relé.

Pro dosažení dlouhého zpoždění je žádoucí mít vysokou magnetickou permeabilitu v nenasycené části magnetizační křivky. Ocel EAA také splňuje tento požadavek.

Časové zpoždění, za jinak stejných okolností, je určeno počátečním tokem Fo rov. Tento tok je určen magnetizační křivkou magnetického systému v uzavřeném stavu.Protože napětí a proud v cívce jsou vzájemně úměrné, závislost Ф (U) opakuje, jen v jiném měřítku, závislost Ф (Iw). Pokud systém při jmenovitém napětí není nasycený, pak tok Fo bude do značné míry záviset na napájecím napětí. V tomto případě bude časové zpoždění také záviset na napětí aplikovaném na cívku.

V budicích obvodech je často na cívku relé po určitou dobu přiváděno napětí pod jmenovitým napětím, zatímco relé bude mít snížené časové zpoždění. Aby bylo zpoždění relé nezávislé na napájecím napětí, je magnetický obvod silně saturován. U některých typů časových relé nezpůsobí pokles napětí o 50 % znatelnou změnu doby zpoždění.

V automatizačních obvodech může být krátkodobě dodáváno napětí do napájecí cívky časového relé. Aby byla stabilita doby uvolnění stabilní, je nutné, aby doba přiložení napětí na napájecí cívku byla dostatečná pro dosažení stabilního proudu. Tato doba se nazývá doba přípravy relé nebo doba nabíjení. Pokud je doba trvání napájení kratší než doba přípravy, pak se zpoždění zkrátí.

Zpoždění relé je značně ovlivněno teplotou zkratu. V průměru můžeme předpokládat, že změna teploty o 10 °C má za následek 4% změnu retenčního času. Teplotní závislost zpoždění je jednou z hlavních nevýhod tohoto relé.

Relé REV811 … REV818 poskytují časové zpoždění od 0,25 do 5,5 s. Vyrábí se s cívkami 12, 24, 48, 110 a 220 V DC.

Schémata spínání časových relé

Doba odezvy relé při přivedení napětí je velmi krátká, od pm s. spuštění je mnohem menší než hodnota v ustáleném stavu. Schopnosti elektromagnetického zpožďovacího relé zdvihu jsou tedy velmi omezené. Pokud je nutné mít velké prodlevy při sepnutí ovládacích kontaktů, pak se doporučuje použít obvod s mezirelé RP. Cívka časového relé PB je nabuzena, po celou dobu je napájena přes rozpínací kontakt relé RP. .Když je na cívku RP přivedeno napětí, cívka RP otevře svůj kontakt a ztratí napájení relé PB. Armatura PB zmizí a vytvoří se potřebné časové zpoždění. Relé PB v tomto obvodu musí být zkratováno.

V některých obvodech nemusí být časové relé zkratováno. Roli tohoto obratu hraje samotná magnetizační cívka nakrátko. Cívka RV je napájena přes Raddův odpor. Napětí na RV musí být dostatečné k dosažení saturačního toku v uzavřeném stavu magnetického obvodu. Při sepnutí řídicího kontaktu K dojde ke zkratování cívky relé, což zajišťuje pomalý útlum toku v magnetickém obvodu. Absence zkratu umožňuje obsazení celého okna magnetického systému magnetizační cívkou a vytvoření velké rezervy v ppm.s. V tomto případě se časové zpoždění nezmenšuje ani v případě, kdy je napájecí napětí cívky 0,5 Un. Toto schéma je široce používáno v elektrických pohonech. Relé je zapojeno paralelně se spouštěcím odporovým stupněm v obvodu kotvy.Při sepnutí tohoto stupně se cívka časového relé sepne a toto relé se zpožděním zapíná stykač, čímž obchází další stupeň spouštěcího odporu.

Schémata pro sepnutí časového relé se zpožďovacím elektromagnetem

Použití polovodičového ventilu také umožňuje použití relé bez zkratu. Při sepnutí napájecí cívky pro časové relé je proud ventilem prakticky nulový, protože je zapnutý v nevodivém směru. Když je kontakt K sepnutý, tok v magnetickém obvodu klesá, zatímco se na svorkách cívky objeví emf. s polaritou. V tomto případě ventilem protéká proud, který je určen tímto EMF, aktivním odporem cívky a ventilu a indukčnost cívky.

Aby přímý odpor ventilu nevedl ke snížení časového zpoždění (zvyšuje se činný odpor zkratu), musí být tento odpor o jeden až dva řády nižší než odpor magnetizační cívky relé. .

U všech obvodů musí být magnetizační cívka relé napájena buď ze stejnosměrného zdroje, nebo ze zdroje střídavého proudu pomocí polovodičového obvodu ventilového můstku.

Časové relé s mechanickým zpožděním

Časové relé s pneumatickým zpožděním a západkovým mechanismem. V takových relé působí stejnosměrný nebo střídavý elektromagnet na kontaktní systém spojený se zpomalovacím zařízením ve formě pneumatického tlumiče nebo ve formě hodinového (kotvového) mechanismu. Zpoždění se mění nastavením retardéru.

Velkou výhodou tohoto typu časového relé je možnost vytvoření AC a DC relé.Činnost relé prakticky nezávisí na hodnotě napájecího napětí, napájecí frekvenci, teplotě.

Pneumatický časový spínač RVP používaný v automatických obvodech pro řízení pohonu obráběcích strojů a dalších mechanismů. Při aktivaci elektromagnetu 1 se uvolní blok 2, který působením pružiny 3 spadne a působí na mikrospínač 4. Blok 2 je připojen k membráně 5. Rychlost pohybu bloku je určena průřezem otvoru, kterým vzduch je nasáván do horní dutiny k moderátoru. Zpoždění se nastavuje jehlou 6, která mění průřez sacího otvoru.

Pneumatické relé zpoždění umožňuje velmi snadné nastavení zpoždění.

Činnost časového relé s retardérem ve formě mechanismu kotvy probíhá v následujícím pořadí. Při přivedení napětí na elektromagnet kotva spustí pružinu, při jejímž působení se uvede do pohybu reléový mechanismus. Kontakty relé jsou připojeny k mechanismu kotvy a začnou se pohybovat až po odpočítání určitého času mechanismu kotvy.

Časové relé RVP má také neregulované mžikové kontakty, které jsou připojeny k kotvě elektromagnetu. Časová relé spolehlivě pracují při napětí do 0,85 Un.

Relé rozvodu motoru

Pro vytvoření časového zpoždění 20-30 minut se používají motorová časová relé.

Princip činnosti relé časování motoru RVT-1200

Když je časové relé aktivováno, napětí je přivedeno současně na solenoid 1 a motor 2.V tomto případě motor otáčí kotouče 5 s vačkami 6 působícími na kontaktní systém 7 prostřednictvím spojky 3, 4 a ozubeného kola 8 a zpoždění relé se otáčí změnou výchozí polohy kotouče 5.

Relé umožňuje nastavit různá časová zpoždění v pěti zcela nezávislých okruzích. Výstupní kontakty časového relé mají dlouhodobě přípustný proud 10 A.