Особенности реле времени с задержкой выключения на 220В

0

2948

28.05.2019

Для создания автоматизации многих процессов производятся специальные устройства под названием реле времени. В статье детально описывается их предназначение, технические характеристики, как использовать, какие существуют виды, достоинства и недостатки, как не ошибиться при выборе продукции. Также прилагаются схемы подключения устройства и как сделать своими руками.

Что это такое

Реле времени – прибор, основанный на работе по принципу аккумулятора. Зачастую он выполняет функции переключателя и прерывателя. Продолжительность рабочего времени этого устройства может быть часовая, суточная или недельная. Многие виды переключателей оснащены электромагнитом для механического управления переключателем. Существуют также — твердотельные реле —, у которых нет механически движущихся частей. С помощью низких уровней напряжения, которые подаются на клеммы управления, такие аппараты используются для включения и выключения высокомощной цепи.

Когда электрический ток проходит через катушку, он генерирует магнитное поле. Поле активирует якорь, и последующее движение подвижного контакта (или контактов) создает или разрывает (в зависимости от конструкции) соединение с фиксированным контактом. Если группа контактов была закрыта, когда аппарат был обесточен, то движение размыкает контакты и разрывает соединение, и наоборот, если контакты были разомкнуты. Когда ток в катушке отключается, якорь возвращается силой, примерно вдвое меньшей магнитной, в своё естественное положение. Как правило, эта сила обеспечивается пружиной, но гравитация также широко используется в промышленных пускателях двигателей. Большинство таких приборов изготавливаются для более ускоренной работы. В низковольтный условиях уменьшает шум, а в условиях высокого напряжения тока уменьшает искрение.

Обычно производятся и выпускаются реле времени с задержкой выключения 12 В, 24 В и 220 В.

Какой принцип надо реализовать в самодельном реле времени

Основа кустарных автоматических расцепителей с таймерами — запуск настроенной (подобранной) выдержки. Часто это низко вольтовое изделие (5–14 В), реже делают для прямого подсоединения к обычной сети (диодные варианты).

Основы самых простых сборок

Таймер в данном случае, это конденсатор, длительность его разрядки — это и есть отсчет. Зарядка начинается по нажатию кнопки переключателя. Исполнительное устройство — электромеханическое реле (выглядит как небольшая коробочка), после «опустошения» конденсатора, ток на ее контактах исчезает, происходит расцепление.

В схему включают также настроечный (переменный, подстроечный) резистор для регулировки задержки, но в целом диапазон задается емкостью конденсатора (можно подбирать разные экспериментальным путем для требуемых промежутков) — она влияет на длительность его разрядки, соответственно, на общие рамки паузы.

Где и как используется

Реле времени с задержкой выключения 220 В распространены в областях распределения и производства электрической энергии. Защита, которую они обеспечивают высоковольтным линиям, создаёт безаварийный режим работы подстанций, а также иного оборудования.

Элементы управлений защиты изготовлены для коммутации присоединения при очень высоких рабочих напряжениях (несколько тысяч Вольт).

Благодаря установке защиты реле возможно резервирование линий электропередач, а также мгновенное отключение поврежденных или опасных участков электросетей.

Устройства электромагнитного типа повсеместно используются в разных видах бытовой техники, таких как стиральные машины, холодильники и т. д.

Сегодня — реле времени — такого типа широко используется в системах управления производственными и конвейерными линиями. Такие системы управления, как правило, применяются на производствах с высокими паразитными потенциалами, при которых управление полупроводниковых систем становится невозможным.

Особенности конструкции

1. Катушка.
2. Неподвижный магнитопровод.
3. Якорь (катушка или подвижная часть магнитопровода).
4. Оттяжная пружина и блок-контакты.
5. Регулировочный винт.
6. Траверса.

В месте, где соприкасаются якорь и сердечник, размещена немагнитная прокладка. Она нужна для того, чтобы якорь не прилипал непосредственно к сердечнику. Если же прокладки нет, то отбрасывающая пружина не сможет перенести удерживающее усилие остаточного магнетизма сердечника. В таком случае прибор не сможет отключиться.

Выдержкой реле времени называется время с момента подачи импульса на саму катушку до периода срабатывания контактов. Регуляция выдержки делается изменением толщины прокладки и натяжением оттяжной пружины с помощью винта в зависимости от типа устройства. Длительность выдержки зависит от толщины натяжения пружины и толщины немагнитной прокладки. Чем меньше напряжение и чем тоньше прокладка, тем выдержка больше.

Делаем реле времени своими руками

Включать и выключать электроприборы можно по запланированному графику автоматически без участия пользователя, для этого есть специальные устройства, замыкающие контакты в нужный, определяемый настройкой, момент. Некоторые изделия изначально снабжаются производителями программируемым узлом размыкания цепи. Для приборов без него приобретают такой аппарат, но также конструируют реле времени своими руками. Проанализируем несколько проверенных способов сборки таймера вкл./выкл.

Технические характеристики

Размеры реле времени 12 Вольт с задержкой выключения: 65х36х23 мм.

Размеры устройства 220 вольт с задержкой выключения: 68х86х18мм.

• Сетевое напряжение. Пределы: верхний – от 220 В до 280 В, нижний – от 120 В до 210 В.
• Напряжение питание в пределах от 100 В до 420 В.
• Номинальный ток – 5 А, 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63 А.
• Потребляемый ток – 2.8 мА, 5.8 мА (у модели SR 1), 10 мА, 76 мА, 86 мА.
• Номинальная мощность нагрузки – 1 кВА, 3 кВА, 5.5 кВА, 7 А, 8.8 кВА, 11 кВА, 13.9 кВА.
• Период задержки подключения нагрузки (регулируемый) от 3 до 600 секунд.
• Время отключения питания нагрузи во время снижения напряжения от 1 до 0.04 секунды в зависимости от вида устройства. Во время повышения напряжения – от 0.01 до 0.05 секунды.
• Допустимое количество включений (при подключённой нагрузке) от 50 000 до 100 000 раз.
• Для трёхфазной конструкции существует возможность настроить величину перекоса фаз в пределах от 10 В до 80 В.
• Настраиваемое время при заданном перекосе от 0 до 30 секунд.

Стандарты защиты:

• IP 20 – защита устройства от проникновения внутрь его корпуса предметов с диаметром, превышающим 12.5 мм.
• IP 56 – защита от обычных и сильных водяных струй.

Какие есть виды

Электронные типы

Это наиболее распространённая разновидность. У них есть функция контроля процессов с выдержкой в несколько долей секунд. Время беспрерывной эксплуатации составляет несколько тысяч часов. Они небольшие, мало потребляют электроэнергии и имеют разные дополнительные функции в зависимости от производителя.

Устройства с электромагнитным замедлением

Для их работы нужен постоянный ток. Во время нарастания основного магнитного тока срабатывает задержка устройства, поэтому в дополнительной обмотке делается ещё один поток, которой не даёт возрастать основному.

Импульсное или бистабильное реле

—Импульсное реле — отличаются от электронных тем, что когда на них подаётся импульс напряжения, то оно включается, когда подаётся следующий импульс – отключается. Оно применяется в автоматике и системах охраны. Во время подачи импульса с одной полярности и якорь занимает одно положение, одновременно замыкая пару контактов. Во время подачи импульса обратной полярности якорь занимает диаметрально противоположное напряжение, также замыкая пару контактов.

Реле давления

—Реле давления — предназначено для автоматизации системы водоснабжения. Оно отвечает за включение и выключение насоса в автоматическом режиме при изменении водного давления

С пневматическим замедлением

У этого вида имеется пневматический демпфер. Чтобы регулировать время, нужно изменить сечение отверстия. В этих устройствах большое количество контактов, которые могут переходить из нормально разомкнутого в нормально-закрытое состояние. Такая разновидность переключателей используется там, где нужен последовательный контроль. У них легко заменяются катушки, а выдержка времени составляет от 0.4 до 180 секунд.

Приборы с часовым или анкерным механизмом

Они работают с помощью пружины, которую заводят под электромагнит. Анкерный механизм начинает работать, когда на шкале выставляется заданное время. Устройство 2РВМ является классическим представителем данной разновидности. Его назначение – управление двумя электроцепями (независимыми) на замыкание и размыкание. Управляются они благодаря посуточным программам, которые устанавливаются при помощи установки штырей в два специальных диска.

Моторные устройства

Они отличаются высокой выдержкой времени – от пяти секунд до трёх-пяти часов.

Программное реле

Оно применяется для коммуникации электродвигателей, автоматизации локальных контуров и осветительных нагрузок. Отличаются от других видов тем, что контакты делаются из серебра, а от программируемых логических контроллеров малым количеством каналов ввода-вывода, небольшим объёмом памяти и невозможностью совершать сложные математические операции.

Реле задержки выключения на 15-30 минут

Всем привет! Схемой обычного реле задержки выключения сейчас ни кого не удивишь, собрать такое вообще не представляет труда. Хочешь на рассыпухе, хочешь на микросхеме, или если продвинутый паяльщик — то на микроконтроллере с индикацией на дисплее и звуком….

Мне тоже понадобилось не сложное реле задержки выключения на 15-30 минут. И захотелось что бы оно включалось и могло выключиться раньше установленного времени всего одной кнопкой. И как обычно, моё желание проще всего реализуется при помощи микроконтроллера, с которыми я не дружу…

Вот хочу рассказать и показать, о своём варианте реализации данной схемы Схема, плата и мои мысли по настройке в архиве по ссылке в описании под видео. А началось всё с того, что мне в последнее время не очень то хотелось в зимний период садиться утром в машину на холодную сидушку… Элемент обогрева я конечно же сделал сам, но проще и быстрее купить готовый, например такой.

Подключить сей чудный девайс можно несколькими способами: 1-В прикруриватель! На проводе идущем от обогревателя уже есть выключатель. 2-Через небольшой разъём под сиденьем, подведя провода к каждому сиденью через отдельный предохранитель на 7,5 А под обшивкой порога и ковром. Я остановился на втором варианте. А дальше у меня встал вопрос вкл-откл сего подогрева. Тут тоже можно использовать несколько варинатов: 1-Поставить обычную малогабаритную кнопку с фиксацией, подключив её через реле с током контактов не меньше 20 А.

2-Собрать или использовать готовое реле задержки выключения.

Как выяснилось позже, 30 минут вполне хватает что бы сидушка прогрелась. А потом в процессе езды салон прогревается и подогрев сиденья вроде как и не нужен. Это моё мнение и я его ни кому не навязываю! Лично мне захотелось иметь такой функционал работы подогрева сидений: 1-Завёл машину, нажал на кнопку, что бы включить подогрев сидений. Пока двигатель машины прогревается, сиденье то же успевает подогреться и сидеть на нём уже комфортно. Через 15-30 минут (зависит от ваше желания времени работы подогрева), обогрев автоматически отключиться. 2-Если пятая точка начинает закипать раньше этого времени, то обогрев можно отключить этой же кнопкой, нажав её ещё раз. Так же обогрев выключиться при выключении зажигания. За основу взял свой любимый и доступный таймер NE555. Работает вполне предсказуемо и возможности его включения и использования есть в общем доступе на просторах интернета.

Эта схема была взята за основу реле задержки выключения обогрева сидений.

Работает отлично, но мне захотелось включать и выключать раньше 15-30 минут одной и той же кнопкой! Пришлось немного поколдовать с паяльником над этой схемой и пристроить что-то вроде одновибратора на транзисторах и конденсаторе, сигнал для вкл-откл подал через резисторы с переключающихся контактов реле.

Имитация зимних условий проводились в климатической установке, типо морозилка домашнего холодильника. И после окончательной сборки на момент публикации данная схема отработала два не очень-то зимних Белорусских сезона без нареканий и проблем. Работает сиё чудо примерно так: Основное силовое питание подаётся мимо замка зажигания (например с прикуривателя), через предохранитель F1 . Поскольку у меня две сидушки обогреваются, то я собрал две одинаковые схемы на каждое сиденье.

Управляющая часть схемы слаботочная и в моём случае запитывается через диод VD3 (типо защита об переплюсовки) от замка зажигания. Если вы хотите, что бы обогрев сидений работал и при выключенном зажигании, разряжая аккумулятор пока вас нет в машине, то можете соединить анод диода VD3 с предохранителем F1.

При включении зажигания подаётся напряжение через диод VD3 на реле задержки выключения собранном на таймере IC1. В этот момент по умолчанию таймер IC1 находится в исходном, выключенном состоянии и на его 3 выводе отсутствует напряжение (логический 0). Транзистор VT3 закрыт, реле К1 обесточено и его контакты разомкнуты. На элемент обогрева напряжение не подаётся.

Через нормально замкнутые контакты К1,1 подаётся напряжение через резистор R11 на базу VT2. Если сейчас нажать кнопку S1, то минус будет кратковременно подан через разряженный конденсатор С2 на эмиттеры транзисторов VT1 и VT2. Но откроется только транзистор VT2, потому, что на его базу подано положительное напряжение через резистор R11 и нормально замкнутые контакты К1,1. На 2 ногу таймера IC1 кратковременно подастся отрицательное напряжение (логический 0), и таймер IC1 включиться на время заданное времязадающей цепочкой R13, С7. Чем больше номиналы этих деталей, тем большее время будет включен таймер. На его 3 ноге появиться положительное напряжение (логическая 1), откроется транзистор VT3, включится реле К1, которое включит нагревательный элемент сиденья.

Так же через замкнутые контакты К1,1, диод VD2 и резистор R3 будет подано напряжение на базу транзистора VT1 для возможности досрочного выключения таймера IC1 при следующем нажатии кнопки S1.

Конденсатор С7 начнёт заряжаться и по достижению на 6,7 ногах IC1 напряжения 2\3 от напряжения питания, таймер выключится, на 3 ноге IC1 пропадёт напряжение (логический 0), транзистор VT3 закроется, обесточит катушку реле К1 и его контакты выключат обогрев сиденья.

Если до окончания работы таймера (15-30 минут) ещё раз нажать кнопку S1, то кратковременно откроется транзистор VT1, потому что на его базу подано напряжение через включенные контакты реле К1,1, диод VD2 и резистор R3. При этом будет кратковременно подан минут (логический 0) на 4 ногу таймера IC1, от тут же перейдёт в выключенное состояние и отключит реле К1. Напряжение с контактов К1,1 через резистор R11 будет подано на базу VT2 для следующего включения после нажатия кнопки S1. При следующем нажатии S1 весь цикл повториться.

Настройка:

Сводится к установке желаемого времени задержки выключения. Зависит от номиналов резистора R13 и конденсатора С7. Конденсатор желательно использовать с минимальным током утечки, очень хорошо подходят на времязадающие цепи от компьютерных видеокарт с полосой на торце

Конденсатор С2 критичен к отрицательным температурам, я использовал керамический 10 мкф 16В с той же видеокарты. Это проявилось следующем образом: на морозе реле включалось, но не хотело выключатся раньше заданного времени(15-30 минут). С прогревом всё начинало работать исправно.

Если планируете использовать это реле только при плюсовых температурах, то можно поставить и обычный электролит.
Детали: Резисторы:

все SMD резисторы номиналом согласно схемы, типоразмера 1206.

Конденсаторы:

С2, С3, С5, С6, С8 SMD керамика, типоразмера 1206. С1 SMD керамика 1206 со старой видеокарты. С4 электролит 100-220 мкФ на 16 В. С7 электролит 220-470 мкФ с малым током утечки, например от видеокарты. С9 470-1000 мкФ напряжением не ниже 25 В.
Диоды:
VD1 любой с током от 1 А и обратным напряжением не ниже 400 В, например IN4007 VD2 любой маломощный, например 1N4148.

Транзисторы:

VT1-VT3 практически любые, маломощные n-p-n структуры с током от 150 мА. Например BC547 или ему подобный в SMD корпусе SO-23

Микросхема:

IC1 доступный интегральный таймер NE555 в корпусе S0-8

Реле:

К1 напряжением 12 В и током контактов не меньше 10 А, например TIANBO HJR-3FF-S-Z

Линейный стабилизатор напряжения:

VR1 с напряжением стабилизации 8 В, например L7808 с током стабилизации 1,5 А….
Предохранитель:
купил на рынке штырьевой, вместе с постелью и проводами.

Светодиод:

HL1 любой яркий, я использовал красный, который был в моей кнопке. Возможно под него нужно будет подобрать токоограничивающий резистор R17.

Нагревательный элемент:

Я делал самодельный из 5 кусков нихромового провода. Но гораздо проще купить готовый обогреватель у китайцев!!!

Данное реле можно применить не только для обогрева сидений. Я так же планирую сделать обогрев зеркал и включать его именно через это реле….

Как выбрать

Основные критерии выбора продукции:

• Упаковка должна быть без повреждений, а также чистой и сухой.
• Обязательное наличие штрихкода (и/или QR-кода).
• Правильность написания названия продукции и производителя.
• Наличие паспорта и/или инструкцию.
• Все технические характеристики содержатся на коробке или в паспорте и/или в инструкции

При выборе устройства важно обращать внимание на такие характеристики:

• репутация производителя;
• допустимый предел напряжения;
• мощность;
• уровень защиты от влаги и пыли;
• предел срабатывания;
• отсутствие любых повреждений на корпусе;
• источник питания (от сети или автономный).