Устройство и особенности реле времени на дин-рейке

В домашних электрических щитах размещаются различные модули для защиты человеческого организма от поражения электрическим током и возгорания проводки. Но наряду с этим в распределительных боксах устанавливаются на дин-рейку и реле времени. Это приборы, предназначенные для оптимизации работы различных устройств путём подключения или отключения их от электричества, согласно установленным интервалам времени.

Назначение и конструкции

Применение управляющего электронного прибора позволяет существенно экономить энергию из-за того, что подача электричества на подключённые к нему устройства происходит в автоматизированном режиме. С помощью изменения настроек реле потребитель задаёт определённый интервал времени, в течение которого различного рода нагрузка оказывается подключённой к напряжению, а весь остальной диапазон отключена. Таким образом, временное реле отсчитывает определённый интервал, причём делает это оно в обозначенном для него цикле.

Использование таймера нашло широкое применение для управления:

• осветительными приборами;
• системами нагрева воды и отопления;
• устройствами полива воды;
• работой рекламных вывесок;
• открыванием и закрыванием дверей или окон;
• сплит-системой.

Кроме этого, реле используется и для создания эффекта присутствия, использующегося в комплексе «умный дом». Одновременно к нему можно подключить несколько устройств, правда, их работа при этом будет синхронизированная.

Источником питания для устройства может быть как встроенный блок, так и переменное напряжение, подающееся из промышленной сети 220 вольт. Монтаж таймера обычно не вызывает трудностей и вполне может быть осуществлён самостоятельно. Пользователю для запуска устройства понадобится выставить необходимые интервалы с помощью настроек, подключить нагрузку и источник питания.

Устройство и виды

Производители могут предложить потребителю различные конструкции приборов времени. Но при этом их назначение остаётся низменным: автоматическое включение или выключение электротехнического оборудования в точно заданное время и отсчёт установленного интервала.

Все реле времени по принципу работы разделяются на пять типов:

1. С электромагнитной задержкой. Их применяют в цепи постоянного тока. Работа такого прибора основана на свойстве магнитного поля влиять на якорь катушки индуктивности. При росте основного магнитного потока в дополнительной обмотке возникает индуктивность и создаётся ток, препятствующий нарастанию магнитного потока в реле. Это приводит к уменьшению времени движения якоря, в результате чего происходит задержка включения. Если же ток в основных витках прекращается, за счёт остаточной индукции какой-то промежуток времени якорь будет удерживаться неподвижно.
2. С пневматической задержкой. Работа такого устройства основана на механических явлениях, в частности, использование демпфера управляющего механическими колебаниями. Замедление срабатывания осуществляется изменением диаметра отверстия, через которое поступает воздух. В состав конструкции входит пневматическое реле и таймер с анкерным механизмом. Активирование микропереключателя таймера происходит из-за движения колодки с зависящей от давления воздуха частотой.
3. С часовым или анкерным механизмом. Основными частями такого устройства являются пружина и электромагнит. При возникновении тока в обмотке реле взводится за счёт магнитного поля, сжимающего пружину. Скорость сжатия зависит от тока, как только её ход закончится, механизм отключает автомат.
4. Моторные. Их конструкция состоит из синхродвигателя, редуктора, контактной группы и электромагнита. С их помощью создаётся выдержка времени не более 30 минут. При включении реле напряжение поступает на электромагнит и двигатель. Последний начинает вращать диски с кулачками, воздействующими на контакты системы. Время замедления устанавливается первичным выставлением положения колеса.
5. Электронные. Все задержки осуществляются с помощью использования микроконтроллеров или аналоговых схемотехничных решений. Используя их, задавать временные сроки можно любой длительности .

Характеристики приборов

Наиболее интересными, с точки зрения пользователей, являются электронные реле времени. Обусловлено это их размерами, доступностью и временными рамками, которые можно установить на устройствах. Так, в электромагнитных приборах выдержка срабатывания составляет от 0,07 до 0,11 секунд, пневматических — не превышает 2 минут, механических — от 0,1 до 20 секунд, моторных от одного часа до 10−12 часов. При этом часто точность работы составляет около 10%.

К основным техническим характеристикам электронных устройств относят:

1. Номинальное напряжение — выпускаются устройства, рассчитанные на работу в однофазных сетях и трёхфазных.
2. Перепад рабочего напряжения — обозначает допустимые отклонения значений питающей сети от номинального значения. Обычно устройства сохраняют работоспособность в диапазоне 180−250 вольт.
3. Потребляемая мощность — приборы времени относятся к низкому энергопотребляющему классу.
4. Максимальный ток — это значение, выдерживающееся переключательным контактом. Эта величина указывается отдельно для реактивной и активной нагрузке.
5. Шаг программирования — характеризуется величиной, на которую можно будет увеличивать каждое последующее значение устанавливаемого времени.
6. Наименьшее и наибольшее время — обозначает диапазон, в котором можно выставить время задержки включения.
7. Число программ — указывает на число циклов, которые задаются независимо друг от друга.
8. Износостойкость. Она отдельно указывается для механических частей и электрических. Обозначается в количестве гарантируемых циклов включения и отключения реле.
9. Энергонезависимость — это время, в течение которого запрограммированные настройки не обнуляются в приборе при прекращении подачи питания.
10. Точность — характеризуется погрешностью устройства. Определяется она ходом часов в течение суток, указывается для температуры среды 25 градусов.
11. Минимальная и максимальная рабочая температура — диапазон, в котором технические параметры устройства не изменяются.
12. Влажность — измеряется в процентном содержании и обозначает показатель, при котором точность работы реле остаётся неизменной.

Кроме технических параметров, реле характеризуются и качественными показателями. К ним относят: удобство эксплуатации, размеры, способ крепления. Эти параметры зависят от производителя. Наиболее распространёнными являются таймеры, предназначенные для крепления на дин-рейку и работающие от сети 220 вольт.

Принцип работы электронного типа

Первые электронные реле использовали в своей схемотехнике транзисторы, работающие в ключевом режиме. Затем, на смену им пришли интегральные микросхемы, которые после были заменены микроконтроллерами.

Схема таймера собирается на логических микросхемах, генераторе и инверторе.

Кроме этого, обязательно должен использоваться транзисторный усилитель сигнала. Диапазон длительности выдержки устанавливается с помощью изменения параметров RC цепочки. Изменяя время заряда конденсатора, формируются разные напряжения на выводах микросхемы. Как только достигается некое значение, происходит инвертирование её выхода и переключение реле.

Существенным преимуществом реле времени, построенных на микроконтроллере, является возможность изменения их программы непосредственно на месте установки. Для этого вносят изменения в программный код, используя настройки устройства. Обычно прибор содержит четыре кнопки. Одна перебирает циклы, а тремя другими устанавливается время включения и день недели.

Работа микросхемы требует стабильных тактовых импульсов, поэтому в устройстве используется кварцевый генератор. В процессе работы микроконтроллер считает эти импульсы и в зависимости от запрограммированных установок даёт команду на переключение реле. Обычно такие устройства оборудованы ЖК экраном и микриками. С помощью нажатий кнопок осуществляется настройка работы, при этом вся необходимая информация в удобном виде выводится на экран.

Маркировка и подключение

Каждый прибор, выпускаемый на производстве, комплектуется паспортом, в котором указана правильная схема его подключения. При этом на многих приборах эта схема нанесена прямо на их корпус, рядом с маркировкой.

По обозначению, указанному на изделии, можно определить его технические характеристики. Маркировка выполняется в виде набора букв и цифр, при этом на корпусе также указывается имя торговой марки. Например, в надписи ETR4−11-A 24−240 В AC/DC буквы и цифры обозначают:

• ETR4 — название модели;
• 11— может работать как при постоянном, так и переменном токе;
• A — переключающая группа состоит из одного контакта;
• 24−240В — для работы необходим источник питания постоянного напряжения на 24 в, или переменного тока на 220 в.

Монтаж изделия на дин-рейку обычно не вызывает трудностей. Планки различаются по своему виду. Существует три типа реек:

• омега — получили наибольшее распространение. Своим названием они обязаны боковому сечению, форма которого сходна с буквой Ʊ.
• С — используются для установки клеммной колодки.
• G — предназначены для аппаратных зажимов.

Реле, предназначенное для установки на дин-рейку, отличается от других видов только наличием сзади специального крепления, чётко фиксирующего прибор на пластине. Для установки устройства на пластинку понадобится воспользоваться отвёрткой. Она вставляется в крючок механизма, и с её помощью оттягивается зажим. На рейку сначала надевается верхнее крепление, а затем прижимается нижняя часть и отпускается зажим. Характерный щелчок подтвердит правильность установки.

Кроме таймера реле времени, на дин-рейке обычно располагаются и другие электрические модули защиты. Расключение в щитке происходит следующим образом: входная линия подключается к автоматам защиты, а уже с них заводится на реле.

Фазовый провод берётся с выхода защитного модуля, а нулевой — с нейтральной планки. Выходной контакт реле подключается напрямую к фазной линии нагрузки.

По сути, схема подключения для всех приборов выполняется по принципу: завод питания на устройство и подключение нагрузки через группу соединяемых контактов. Для однофазной сети их два. Затем, с помощью кнопок или поворотных регуляторов выставляется таймер реле времени на 220 В, то есть время и цикл срабатывания.

Обзор производителей

Наиболее востребованной является продукция европейских изготовителей. Связанно это с высоким качеством контроля выпускаемых ими изделий и инновационными разработками, которыми они совершенствуют свои приборы. К лидирующим торговым маркам относят:

1. ABB. Шведско-швейцарская компания, специализирующаяся на электротехнической продукции. Их изделия отличаются простотой настройки и надёжностью в работе. Индикация работы обычно построена на светодиодах.
2. Legrand. Компания из Франции является признанным лидером в Европе. Выпускает она как аналоговые, так и цифровые устройства. Её модели с резервом функционирования могут сохранять установленные настройки в течение 100 часов при выключении электричества.
3. Schneider Electric. Ещё одна французская компания, производящая всевозможное электротехническое оборудование как для бытового, так и промышленного применения. Хотя её продукция и является одной из самых дорогих, но зато почти на все свои модели изготовитель заявляет срок службы более десяти лет.
4. Hager. Немецкая компания, специализирующаяся на производстве низковольтного оборудования. Их временные реле имеют высокий класс защиты и высококачественные ЖК экраны. При этом многие модели снабжаются пластиковыми прозрачными крышками с возможностью установки пломбы.

Продукцию чуть хуже качества, но также довольно надёжную и по демократичной цене выпускают: Eaton, ORBIS, Finder. Конкуренцию им могут составлять и отечественные компании: Реле и Автоматика, Элтехника, Энергис.

Продукция этих изготовителей всегда сертифицирована и имеет привлекательный гарантийный срок.