Как подключить реле времени: циклическое, механическое и электронное

Электромагнитные реле времени.

     Конструктивно это обыкновенные электромагнитные реле, состоящие из стального сердечника с катушкой и якоря, который перемещает траверсу с закрепленными на ней пластинами подвижных контактов. Отличает их наличие медных демпфирующих шайб, установленных на сердечник вместе с катушкой и представляющих собой дополнительные короткозамкнутые обмотки. Питаются такие реле только от сети постоянного тока.

     Рассмотрим порядок работы реле. При включении катушки в цепь питания, в сердечнике начинает нарастать магнитный поток, наводящий ЭДС в короткозамкнутой обмотке. В результате, по демпфирующей шайбе начинает протекать ток, который, создает в сердечнике противоположный по направлению магнитный поток, замедляющий процесс его намагничивания. Благодаря этому, полное намагничивание сердечника и притягивание якоря происходят с некоторой задержкой по времени. Величина задержки регулируется путем установки дополнительных шайб. Выше описан процесс задержки при срабатывании. При отпускании идет обратный процесс, вызывающий задержку возврата реле.

     Если необходимо срабатывание с выдержкой времени, демпфирующие шайбы устанавливаются на сердечник со стороны цоколя, перед катушкой. В реле возврата с выдержкой времени, вначале ставится катушка, затем шайбы, ближе к рабочему зазору.

     Применение реле такого типа всегда было ограниченным, ввиду следующих особенностей:

• Маленький диапазон регулирования задержки. На срабатывание — от 0,07 до 0,14 секунды. На возврат — от 0,5 до 1,4 секунды.

• Возможна только дискретная регулировка путем установки шайб.

• Оперативное регулирование исключается.

     Реле использовались в схемах управления высоковольтных выключателей на постоянном оперативном токе и обеспечивали требуемую последовательность работы коммутационных аппаратов.

Условные графические обозначения на электросхемах

В связи с тем, что на данный момент существует огромное количество всевозможных элементов электросхем, для каждого из них нужно свое обозначение в виде символов, букв и цифр, а также графических изображений. Чтобы не было разногласий и разночтений, были разработаны нормативные документы, которые недвусмысленно закрепляют за каждым элементом буквенно-цифровое и графическое обозначение. Следующий список включает все основные стандарты условностей:

• ГОСТ 2.710 81 — Требования государственного стандарта к буквенно-цифровым обозначениям различных конструктивных электроэлементов и электроприборов;
• ГОСТ 2.747 68 — Требования к размерным характеристикам графических изображений;
• ГОСТ 21.614 88 — Нормы, которые приняты для планирования монтажа электрооборудования и электропроводки;
• ГОСТ 2.755 87 — Требования по обозначению на схеме контактов, соединений и коммутационного оборудовании;
• ГОСТ 2.709 89 — Стандарт, регулирующий обозначение соединений контактов и проводки;
• ГОСТ 21.404 85 — Требования по обозначению средств автоматизации при описании технических процессов на предприятии.

Чертежи вакуумных приборов

Перед тем, как перейти к обозначениям элементов схем, следует сказать, что и сами схемы имеют буквенное обозначение. Так, структурные схемы обозначаются цифрой 1, функциональные схемы — 2, принципиальные (полные) схемы — 3, монтажные схемы (схемы соединений) — 4, схемы подключения — 5, общие схемы — 6, схемы расположения — 7, а схемы объединения — 0.

Газовый чертеж генератора

По видам обозначения также имеются:

• электрические схемы — Э;
• гидравлические схемы — Г;
• пневматические схемы — П;
• газовые схемы — Х;
• кинематические схемы — К;
• вакуумные схемы — В;
• оптические схемы — Л;
• энергетические схемы — Р;
• схемы деления — Е;
• комбинированные схемы — С.

Вам это будет интересно  Пускатель звезда треугольникОптическая схема теодолита

Для всех типов графических документов существуют свои обозначения, которые регулируются специальными государственными стандартами и прочими документами нормативного характера. Например, можно привести основные графические обозначения для некоторых видов электросхем. В функциональных схемах часто обозначаются основные узлы и средства автоматизации.

Таблица функциональных УГО

Согласно картинке, обозначения следующие:

• А — Приборы, которые установлены за электрическим щитом или распределительной коробкой. 1 — основной вид, 2 — допускаемый;
• В — Приборы, которые установлены в пределах электрического щитка или распределительной коробки;
• С — Графическое представление исполнительных механизмов;
• D — Способ влияния исполнительного механизма на орган, который его регулирует в случае отключения питания элемента. Первый вариант — открытие органа регулирования, второй — его закрытие, а третий — отсутствие каких-либо изменений;
• E — Исполнительный механизм с установленным ручным приводом. Такой тип механизма может быть указан также в любом случае из предыдущего пункта списка;
• F — Изображение линий связи: 1 — общая линия, 2 — линия пересечения без соединения, 3 — линия с соединениями.

В однолинейных и полных схемах есть несколько видов обозначений. Ниже будут приведены самые распространенные из них.

Таблица УГО для источников электропитания

На данном изображении приведены следующие виды источников питания:

• А — источники постоянного тока и напряжения. Их полярность определяется знаками «+» и «-» на разных сторонах;
• B — переменное напряжение;
• C — переменное и постоянное напряжение, которое используется в устройстве, которое может работать ото всех типов электроэнергии;
• D — Источник питания аккумуляторного или гальванического типа;
• E — Схематическое изображение батареи или аккумулятора, который состоит из нескольких элементов питания.

УГО электромеханических устройств

Обозначения электромеханических элементов и устройств включает в себя:

• А — Катушки электрических приборов, к которым относятся реле, магнитные пускатели и так далее;
• В — графические обозначения для воспринимающих частей тепловых элементов;
• С — Катушка прибора с блокировкой механического типа;
• D — Контактные элементы приборов коммутации, включающие замыкающие, размыкающие и переключающие типы;
• Е — УГО для переключателей и кнопок;
• F — Обозначение рубильника.

Условные обозначения проводов, отдельных элементов машин и аппаратов (ГОСТ 7624-55)

Наименование	Обозначение	Наименование	Обозначение
Провод силовой цепи		Триод (электронная лампа с тремя электродами)
Провод цепи управления		Нагревательный элемент теплового реле
Катушка контактора		Нормально открытый контакт кнопки управления
Катушка реле напряжения		Нормально закрытый контакт кнопки управления
Катушка токового реле или электроизмерительного прибора		Активное сопротивление нерегулируемое
Нормально открытый силовой контакт (н.о.)		Активное сопротивление регулируемое
Нормально закрытый силовой контакт (н.з.)		Рубильник однополюсный
Контакт неэлектрического реле (датчика, путевого выключателя, конечного выключателя и т. п.) замыкающий		Контакт неэлектрического реле (датчика, путевого выключателя, конечного выключателя и т. п.) размыкающий
Нормально открытый контакт с выдержкой времени при закрывании		Предохранитель
Нормально открытый контакт с выдержкой времени при открывании		Выпрямитель (вентиль полупроводниковый)
Нормально закрытый контакт с выдержкой времени при открывании		Лампа сигнальная
Нормально закрытый контакт с выдержкой времени при закрывании		Электродвигатель асинхронный трехфазный с короткозамкнутым ротором
Машина постоянного тока		Электродвигатель асинхронный трехфазный с фазным ротором
Прибор измерительный показывающий		Прибор измерительный регистрирующий
Счетчик		Батарея из гальванических или аккумуляторных элементов
Контакты ключа управления (состояние контактов при различных положениях ключа дается на диаграмме контактов ключа управления)		Электромагнит
Трансформатор однофазный		Заземление
Транзистор: n-p-n		Транзистор: p-n-p
Разъем: зажим (клемма)		Вентиль (выпрямитель) полупроводниковый. Схема соединений: однофазная мостовая
Наименование	Обозначение	Наименование	Обозначение

Примечания

• Наименования сохранены в редакции 1955 года; размеры обозначений
  не соблюдаются;
• Нормально открытыми называются
  контакты, разомкнутые при обесточенном реле или контакторе;
• Нормально закрытыми называются
  контакты, замкнутые при отсутствии тока в обмотках реле;

Изображение электрооборудования на планах

Согласно ГОСТ 21.210-2014 — документу, регламентирующему условные графические изображения электрооборудования и проводок на планах, есть четкие условные обозначения для каждого вида электрических устройств и связующих их звеньев: проводок, шин, кабелей. Распространяются они для каждого вида оборудования и недвусмысленно определяют его на схеме в виде графического или буквенно-численного условного обозначения.

В документе приведены представления для:

• Электрооборудования, электротехнических устройств и электроприемников;
• Линий проводок и токопроводов;
• Шин и шинопроводов;
• Коробок, шкафов, щитов и пультов;
• Выключателей, переключателей;
• Штепсельных розеток;
• Светильников и прожекторов.

Электрооборудование, электротехнические устройства и электроприемники

К категории электрооборудования относятся: силовые трансформаторы, масляные выключатели, разъединители и отделители, короткозамыкатели, заземлители, автоматические быстродействующие выключатели и бетонные реакторы.

Таблица УГО для электрооборудования

К электротехническим устройствам и приемникам относятся: простейшие электротехнические устройства, общие электрические аппараты с двигателями, электроустройства, работающие на электроприводе, приборы с генераторами, приборы представляющие собой двигатели и генераторы, трансформаторные устройства, конденсаторные и комплектные установки, аккумулирующая аппаратура, нагревательные элементы электрического типа. Их обозначения представлены на картинке ниже.

УГО для электротехнических устройств

Линии проводок и токопроводов

К данной категории относятся: линии проводки, цепи управления, линии напряжения, линии заземления, провода и кабеля, а также их возможные виды проводки (в лотке, под плинтусом, вертикальная, в коробе и т.д). В таблицах ниже представлены основные обозначения для этой категории.

Первая таблица обозначений для линий проводок

Линии проводок представляют собой кабеля и провода, способные передавать электроэнергию на достаточно большие расстояния. Токопроводами же чаще всего называют электротехнические устройства, способные передавать электричество на небольшое расстояние. Например, от генератора тока к трансформатору и так далее.

Вторая таблица обозначений для линий проводок

Третья таблица обозначений для линий проводок

Четвертая таблица обозначений для линий проводок

Шины и шинопровода

Шинопроводы представляют собой кабельные устройства, которые состоят из проводниковых элементов, изоляции и распределителей, которые передают и распределяют электроэнергию в производственных помещениях. Условные обозначения шин и шинопроводов представлены на картинке ниже.

Обозначение шин и шинопроводов

Коробки, шкафы, щитки и пульты

Среди коробок можно выделить ответвительные, вводные, протяжные, зажимные. Щитки бывают лабораторными, освещения обычного и аварийного освещения, автоматы. Все эти элементы нужны для распределения электроэнергии между отдельными участками цепи и приборами. Условие обозначения этих элементов представлены на картинке.

УГО щитков и пультов управления

Выключатели, переключатели и штепсельные розетки

Сюда входят и штепсельные розетки.

Первая таблица обозначений для переключателей

Все эти элементы используют для переключения, включения и отключения электрических цепей.

Вторая таблица обозначений для переключателей

Это может быть освещение или изменение напряжения. Следующие таблицы содержат основные обозначения для такого типа электроэлементов.

Третья таблица обозначений для переключателей

Светильники и прожектора

Множество цепей имеют в наличии светильники, прожекторы и другие осветительные элементы. Они нужны не только для сигнализации определенных состояний цепи, но и для освещения некоторых случаях.

УГО светильников

Аппаратов контроля и управления

К таким устройствам относятся счетчики, запрограммированные устройства, измерительные приборы, манометры, терморегуляторы и реле времени. Их основным элементом являются чувствительные к определенным факторам датчики.

Условные обозначения аппаратов управления

Обозначения они имеют следующие.

Условные обозначения аппаратов управления продолжение

В статье нельзя уместить графические и буквенно-числовые обозначения всех электрических приборов и элементов, но самые часто используемые были подробно рассмотрены. Также была описана документация ГОСТ схематического графического обозначения электрических элементов на схемах различных видов и типов, а также их расшифровка.

Виды электрических схем

Эта черта указывает на то, что розетка скрытого монтажа, то есть под нее необходимо в стене сделать отверстие, установить подрозетник и т. Принципиальные схемы могут быть однолинейными и полными.

Для получения полной информации необходимо обратиться к нормативным документам, номера государственных стандартов будут приведены для каждой группы. Схематичное изображение выключателей и переключателей.

В однолинейных электросхемах также присутствуют свои буквы, которые дают понять, что включено в сеть.

Этот тип документа точно понадобится и будет полезным, но это больше план, чем схема. Значки легко запоминаются.

Отсутствует обозначение в нормативах дифавтоматов и УЗО. Как изображают выключатели, переключатели, розетки На некоторые виды этого оборудования утвержденных стандартами изображений нет.

В — значок электричества, отображающий переменное напряжение.

Е — ИМ, на который дополнительно установлен ручной привод. Ноябрь г.

Урок 2 Условные графические обозначения элементов цепи

Функциональная схема

Она не отображает детально конструкцию, а содержит изображение основных блоков устройства с подписями и функциональных узлов. Ориентируясь на данный чертеж, можно только узнать о том, как работает вся система прибора, как связаны между собой различные элементы. Функциональную схему целесообразно применять для описания, например, сложного электронного устройства, но не всегда для устройств электроснабжения.

Принципиальная схема

Содержит в себе определенный набор обозначений элементов, в соответствии с составом прибора. Для верной расшифровки чертежа необходимо знать основные условно графические отображения электроэлементов. В таком виде схем указываются связи между устройствами и сами их составляющие элементы. Для отображения силовых линий целесообразно чертить линейную схему, а для указания видов электрических цепей и проборов контроля, управления – полная принципиальная.

Следует отметить, что на однолинейных чертежах изображена только силовая часть конструкции, а на полных принципиальных приводятся все элементы цепи.

Монтажная схема

Используется при установке элементов на печатные платы, при сборке приборов и электрических цепей. С её помощью мастер определяет какой компонент куда следует разместить, на каком расстоянии друг от друга и в какой последовательности, согласно буквенно-цифровой аббревиатуре рядом с элементом, расшифровка которой приводится либо отдельным документом, либо располагается таблицей в правом нижнем углу над основной надписью. Помимо этого, допускается расстановка номиналов.

Подробную информацию по каждому виду схем можно найти в ГОСТе 2.702-2011.

Алгоритмы работы, функциональные диаграммы, условные обозначения

Функциональная схема двухканального реле времени

В современных программируемых устройствах предусматривается сложный алгоритм работы, включающий в себя временные паузы и циклически повторяющиеся интервалы. Различают следующие схемы функционирования реле времени:

• простая задержка момента включения;
• после подачи питания нагрузка подключается, но через заданное программой время напряжение с нее снимается;
• то же что и в предыдущем случае, но отключение происходит с некоторой задержкой.

Еще одна схема предполагает более сложный цикличный режим работы устройства. Для его понимания следует уточнить порядок включения и отключения нагрузки. Он выглядит так:

1. После подачи питание поступает по назначению лишь спустя некоторый временной промежуток.
2. В течение заранее заданного интервала линия остается подключенной к сети.
3. Происходит выключение и выдержка паузы, равной ее длительности при подаче питания.
4. Нагрузка вновь подключается на то же время, что и в первый раз.
5. Последовательность этих действий продолжается вплоть до полного снятия питающего напряжения.

При исследовании алгоритмов срабатывания реле времени и особенностей его применения потребуется ознакомиться с одной из важнейших характеристик прибора, представленной в виде функциональной диаграммы.

Диаграммы срабатывания

Диаграммы работы реле времени

Под этой характеристикой понимаются графические эпюры, описывающие состояние реле времени в различные моменты времени. При знакомстве с ними весь процесс коммутаций представляется в наглядном виде.

Особенно четко различим на диаграммах циклический характер процессов, наблюдаемых при работе устройств по сложному алгоритму. Указанные на них промежутки времени, как правило, задаются самим пользователем. С другой стороны, известны образцы устройств, в которых моменты отключения и подключения нагрузки корректировке не подлежит. Как фиксированный параметр, они обычно указываются в паспорте изделия. Чаще всего – это времязадающие приборы специального назначения, устанавливаемые в защитных цепях промышленных установок.

Обозначения контактов на схемах

Графическое обозначение контактов

При выборе реле времени важно научиться разбираться не только в функциональных диаграммах срабатывания, но и в схеме расположения его рабочих контактов. Среди них выделяются следующие виды контактных групп:

• одна из них в нерабочем положении всегда разомкнута;
• другая группа контактов в нормальных условиях находится в замкнутом состоянии;
• третья разновидность имеет нейтральное положение.

Для понимания характера срабатывания реле на схемах они обозначаются специальными значками в виде полуовалов, отрезков прямых линий и усеченных параллелей.

Разновидности реле времени

Дифференцируют реле времени по следующим типам:

• Электронные. Самый распространённый тип. Имеют широкий диапазон временных интервалов (от сотых долей секунды до нескольких тысяч часов). Легко программируются в соответствии с потребностями технологии, обладают небольшими габаритами и низким энергопотреблением.
• С замедлением. Бывают пневматические и электромагнитные. Первые имеют пневматический демпфер, называемый также катаракт, обеспечивающий выдержку 0,4-180 секунд. Он регулируется изменением диаметра входного отверстия для доступа воздуха. Точность включения до 10%. Вторые (электромагнитные) применяются только при работе с постоянным током. Они оснащены добавочной короткозамкнутой обмоткой, в которой создаётся противоположный основному магнитный поток, замедляющий время срабатывания реле. Это при включении даёт задержку 0,07-0,11 секунды, а при выключении 0,5-7 секунд.
• С часовым механизмом. Анкерный механизм, состоящий из шестерни с задним наклоном зубьев и похожего на якорь анкера, который изогнутыми лопатками получает импульсы от зубьев шестерни. Пружина, приводящая в действие этот механизм, располагается под электромагнитом. Контакты замыкаются после окончания периода, установленного на шкале. Интервал времени 0,1-20 секунд, точность до 10%.
• Моторные. Состоят из синхронного электродвигателя, электромагнита, редуктора и контактов. Электромагнит сцепляет двигатель с редуктором и начинается отсчёт времени. Период задержки от 10 сек. до нескольких часов.

Конструктивно реле изготавливается для установки на обычную поверхность, на Din рейку, на поверхность силового щита (передняя панель с органами индикации и управления). Подключение проводов бывает: заднее, переднее, через колодку или разъем. Для установки временного интервала используются различные переключатели, переменные резисторы или кнопки (в электронных моделях реле).

В большинстве случаев реле времени представляют собой миниатюрные электромагнитные реле, питающиеся напряжением от 5 до 48 вольт. При этом их ток коммутации колеблется от 3 до 16 ампер. Обычно, реле времени обеспечивают гальваническую развязку среди цепи питания реле и контактными группами.

Модули реле времени

В качестве импульса для начала отсчета времени в реле времени служат:

• подача питания на реле;
• прекращение питания реле;
• управляющий сигнал;
• достижение указанного времени (в программируемых реле).

В современных электронных реле применяются:

• бестрансформаторное питание (конденсаторная схема);
• импульсные источники питания;
• обычный трансформаторный источник питания (редко).

В таймере в качестве исполнительного устройства используются:

• электромагнитное реле;
• транзистор (при постоянном токе на 12 или 24 вольта);
• оптрон.

Для употребления в микропроцессорной технике (если нужно обеспечить гальваническую развязку цепей или увеличить быстродействие, а ещё там, где стандартные контакты желательно сменить электронной коммутацией ввиду многократного срабатывания);

• оптосимистор (для управления пускателями и контакторами);
• оптотранзистор (для регулирования твёрдотельных реле).

Схема простого реле времени

Кроме указанных сфер применения, реле времени используется для автоматической регулировки исполнительными механизмами с помощью произвольных последовательностей сигналов в разнообразной технологической аппаратуре. Так, реле употребляется в качестве программного автомата для регулировки синтеза веществ, сушильных, гальванических и других сложных технологических процессов, после отработки заранее установленного интервала времени, по установленному режиму работы, с индикацией уменьшения заданного времени. Таймеры ещё используются для переключения обмоток асинхронного электродвигателя со «звезды» на «треугольник» при запуске электромотора.

Графические обозначения в электрических схемах

В части графических обозначений в электрических схемах ГОСТ 2.702-2011 ссылается на три других ГОСТ:

• ГОСТ 2.709-89 «ЕСКД. Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах».
• ГОСТ 2.721-74 «ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения»
• ГОСТ 2.755-87 «ЕСКД. Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения».

Условные графические обозначения (УГО) автоматов, рубильников, контакторов, тепловых реле и прочего коммутационного оборудования, которое используется в однолинейных схемах электрических щитов, определены в ГОСТ 2.755-87.

Однако, обозначение УЗО и дифавтоматов в ГОСТ отсутствует. Думаю, в скором времени он будет перевыпущен и обозначение УЗО будет добавлено. А пока, каждый проектировщик изображает УЗО по собственному вкусу, тем более, что ГОСТ 2.702-2011 это предусматривает. Достаточно привести обозначение УГО и его расшифровку в пояснениях к схеме.

Дополнительно к ГОСТ 2.755-87 для полноты схемы понадобится использование изображений из ГОСТ 2.721-74 (в основном для вторичных цепей).

Все обозначения коммутационных аппаратов построены на четырех базовых изображениях:

с использованием девяти функциональных признаков:

Наименование	Изображение
1. Функция контактора
2. Функция выключателя
3. Функция разъединителя
4. Функция выключателя-разъединителя
5. Автоматическое срабатывание
6. Функция путевого или концевого выключателя
7. Самовозврат
8. Отсутствие самовозврата
9. Дугогашение
Примечание: Обозначения, приведенные в пп. 1 — 4, 7 — 9, помещают на неподвижных контактах, а обозначения в пп. 5 и 6 — на подвижных контактах.

Основные условные графические обозначения, используемые в однолинейных схемах электрических щитов:

​

Наименование	Изображение
Автоматический выключатель (автомат)
Выключатель нагрузки (рубильник)
Контакт контактора
Тепловое реле
УЗО
Дифференциальный автомат
Предохранитель
Автоматический выключатель для защиты двигателя (автомат со встроенным тепловым реле)
Выключатель нагрузки с предохранителем (рубильник с предохранителем)
Трансформатор тока
Трансформатор напряжения
Счетчик электрической энергии
Частотный преобразователь
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления автоматически
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством вторичного нажатия кнопки
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством вытягивания кнопки
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством отдельного привода (например, нажатия кнопки-сброс)
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при возврате
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате
Контакт размыкающий с замедлением, действующим при срабатывании
Контакт размыкающий с замедлением, действующим при возврате
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате
Катушка контактора, общее обозначение катушки реле
Катушка импульсного реле
Катушка фотореле
Катушка реле времени
Мотор-привод
Лампа осветительная, световая индикация (лампочка)
Нагревательный элемент
Разъемное соединение (розетка): гнездо штырь
Разрядник
Ограничитель перенапряжения (ОПН), варистор
Разборное соединение (клемма)
Амперметр
Вольтметр
Ваттметр
Частотометр

Обозначения проводов, шин в электрических щитах определяется ГОСТ 2.721-74.

Наименование	Изображение
Линия электрической связи, провода, кабели, шины, линия групповой связи
Защитный проводник (PE) допускается изображать штрихпунктирной линией
Графическое разветвление (слияние) линий групповой связи
Пересечение линий электрической связи, линий групповой связи электрически не соединенных проводов, кабелей, шин, электрически не соединенных
Линия электрической связи с одним ответвлением
Линия электрической связи с двумя ответвлениями
Шина (если необходимо графически отделить от изображения линии электрической связи)
Ответвление шины
Шины, графически пересекающиеся и электрически не соединенные
Отводы (отпайки) от шины