Tijdrelais met elektromagnetische en mechanische vertraging

Bij het werken met beveiligings- en automatiseringscircuits is het vaak nodig om een ​​tijdsvertraging te creëren tussen de werking van twee of meer apparaten. Bij het automatiseren van technologische processen kan het nodig zijn om bewerkingen in een bepaalde tijdsvolgorde uit te voeren.

Om een ​​tijdvertraging te creëren, worden apparaten die tijdrelais worden genoemd, gebruikt.

Vereisten voor tijdrelais

De algemene vereisten voor tijdrelais zijn:

a) vertragingsstabiliteit, ongeacht schommelingen in voedingsspanning, frequentie, omgevingstemperatuur en andere factoren;

b) laag energieverbruik, gewicht en afmetingen;

c) voldoende vermogen van het contactsysteem.

Het tijdrelais keert in de regel terug naar zijn oorspronkelijke positie wanneer het wordt uitgeschakeld. Daarom zijn er geen speciale vereisten voor het rendement en kan het erg laag zijn.

Afhankelijk van het doel van het relais worden er specifieke eisen aan gesteld.

Relais zijn vereist voor automatische regelschema's van de aandrijving met een hoge startfrequentie per uur met een hoge mechanische weerstand tegen slijtage. De vereiste tijdvertragingen liggen in het bereik van 0,25 - 10 s. Aan deze relais worden geen hoge eisen gesteld aan de nauwkeurigheid van de werking. De responstijdverdeling kan oplopen tot 10%. Relay-tijd moet werken in de omstandigheden van productieworkshops, met trillingen en schudden.

Tijdrelais voor de bescherming van het voedingssysteem moeten een hoge vertragingsnauwkeurigheid hebben. Deze relais werken relatief zelden, dus er zijn geen speciale duurzaamheidseisen. De vertragingen van dergelijke relais zijn 0,1 - 20 s.

Tijdrelais met elektromagnetische tijdvertraging

Het ontwerp van het elektromagnetische tijdvertragingsrelais van het type REV-800. Het magnetische circuit van het relais bestaat uit een magnetisch circuit 1, een anker 2 en een niet-magnetische afstandhouder 3. Het magnetische circuit is bevestigd op een plaat 4 met behulp van een aluminium basis 5. Dezelfde basis wordt gebruikt om het contactsysteem te bevestigen 6 .

Op het juk van een rechthoekig gedeelte van de magnetische schakeling is een kortsluiting in de vorm van een afgeplatte huls 8. De magneetspoel 7 is op een cilindrische kern gemonteerd. Het anker roteert ten opzichte van staaf 1 van het prisma. De door de veer 9 ontwikkelde kracht wordt veranderd met behulp van een kroonmoer 10, die na instelling wordt gefixeerd met een pen. Het magnetische circuit van het relais is gemaakt van EAA-staal. De spoelkern heeft een cirkelvormige dwarsdoorsnede, waardoor het mogelijk is een cilindrische spoel te gebruiken, wat gemakkelijk te vervaardigen is.Staaf 1 heeft een dwarsdoorsnede van een langwerpige rechthoek, die de lengte van de contactlijn tussen het anker en het uiteinde van het juk vergroot en de mechanische duurzaamheid van het relais vergroot.

Om een ​​lange vrijgavetijd te verkrijgen, is een hoge magnetische geleidbaarheid van de werkende en parasitaire spleten in de gesloten toestand van het magnetische systeem noodzakelijk. Hiertoe worden de uiteinden van het juk en de kern en het aangrenzende oppervlak van het anker zorgvuldig gepolijst.

De gegoten aluminium basis zorgt voor een extra kortsluitwinding, waardoor de tijdvertraging toeneemt (in het equivalente circuit worden alle kortsluitingen van de wikkelingen vervangen door één winding van gemeenschappelijke elektrische geleidbaarheid).

In echte magnetische materialen, nadat de magnetiseringsspoel is uitgeschakeld, daalt de flux naar Fost, wat wordt bepaald door de eigenschappen van het materiaal van het magnetische circuit en de geometrische afmetingen van het magnetische circuit. Hoe lager de dwingende kracht van het magnetische materiaal voor een bepaalde grootte van het magnetische circuit, hoe lager de waarde van de residuele inductie en dienovereenkomstig de residuele flux. Dit verhoogt de langste vertragingstijd die van het relais kan worden verkregen. Het gebruik van EAA-staal maakt het mogelijk om de vertragingstijd van het relais te vergroten.

Om een ​​lange vertraging te verkrijgen is het wenselijk om een ​​hoge magnetische permeabiliteit te hebben in het onverzadigde deel van de magnetisatiekromme. EAA-staal voldoet ook aan deze eis.

De tijdsvertraging, als andere dingen gelijk blijven, wordt bepaald door de initiële flux Fo van Vgl. Deze flux wordt bepaald door de magnetisatiecurve van het magnetische systeem in gesloten toestand.Aangezien de spanning en stroom in de spoel evenredig zijn met elkaar, herhaalt de afhankelijkheid Ф (U) zich, alleen op een andere schaal, de afhankelijkheid Ф (Iw). Als het systeem bij nominale spanning niet verzadigd is, zal de flux Fo grotendeels afhangen van de voedingsspanning. In dit geval zal de tijdvertraging ook afhangen van de spanning die op de spoel wordt toegepast.

In aandrijfcircuits wordt vaak een spanning onder de nominale spanning gedurende een bepaalde tijd op de relaisspoel aangelegd, terwijl het relais kortere tijdvertragingen heeft. Om de relaisvertraging onafhankelijk te maken van de voedingsspanning, is het magnetische circuit sterk verzadigd. Bij sommige typen tijdrelais veroorzaakt een spanningsval van 50% geen merkbare verandering in de vertragingstijd.

In automatiseringscircuits kan de spanning naar de voedingsspoel van het tijdrelais korte tijd worden geleverd. Om ervoor te zorgen dat de stabiliteit van de vrijgavetijd stabiel is, is het noodzakelijk dat de duur van het aanleggen van spanning op de voedingsspoel voldoende is om een ​​stabiele stroom te bereiken. Deze tijd wordt de relaisvoorbereidingstijd of oplaadtijd genoemd. Als de duur van de voedingsspanning korter is dan de voorbereidingstijd, wordt de vertraging verminderd.

De relaisvertraging wordt sterk beïnvloed door de kortsluitingstemperatuur. Gemiddeld kunnen we aannemen dat een temperatuurverandering van 10°C resulteert in een verandering van 4% in de verblijftijd. De temperatuurafhankelijkheid van de vertraging is een van de belangrijkste nadelen van dit relais.

REV811 … REV818-relais bieden een tijdvertraging van 0,25 tot 5,5 s. Vervaardigd met spoelen van 12, 24, 48, 110 en 220 V DC.

Tijdrelais schakelschema's

De reactietijd van het relais als er spanning op staat is erg kort, vanaf pm s. opstarten is veel minder dan de steady-state waarde. De mogelijkheden van een elektromagnetisch liftvertragingsrelais zijn dus zeer beperkt. Als het nodig is om lange vertragingen te hebben bij het sluiten van de stuurcontacten, dan is het raadzaam om een ​​circuit met een tussenrelais RP te gebruiken. De spoel van het PB-tijdrelais is bekrachtigd en wordt de hele tijd bekrachtigd via het openingscontact van het RP-relais. Wanneer er spanning op de RP-spoel wordt gezet, opent deze laatste zijn contact en valt het PB-relais af. Het PB-anker verdwijnt, waardoor de nodige vertraging ontstaat. Het PB-relais in dit circuit moet worden kortgesloten.

In sommige circuits is het tijdrelais mogelijk niet kortgesloten. De rol van deze beurt wordt gespeeld door de kortgesloten magnetiseringsspoel zelf. De RV-spoel wordt gevoed door een Radd-weerstand. De spanning over RV moet voldoende zijn om verzadigingsflux te bereiken in de gesloten toestand van het magnetische circuit. Wanneer het stuurcontact K sluit, wordt de relaisspoel kortgesloten, wat zorgt voor een langzame afname van de flux in het magnetische circuit. Door het ontbreken van een kortsluiting kan het gehele venster van het magnetische systeem worden ingenomen door de magnetiseringsspoel en ontstaat er een grote marge in ppm.s. In dit geval neemt de tijdsvertraging niet af, zelfs niet in het geval dat de voedingsspanning van de spoel 0,5 Un is. Dit schema wordt veel gebruikt in elektrische aandrijvingen. Het relais is parallel geschakeld met de startweerstandtrap in het ankercircuit.Wanneer deze fase gesloten is, sluit de spoel van het tijdrelais en met een vertraging schakelt dit relais de schakelaar in, waarbij de volgende fase van de startweerstand wordt omzeild.

Schema's voor het inschakelen van een tijdrelais met een vertragingssolenoïde

Het gebruik van een solid state ventiel maakt het ook mogelijk om een ​​relais zonder kortsluiting te gebruiken. Als de voedingsspoel voor een tijdrelais wordt ingeschakeld, is de stroom door de klep praktisch nul omdat deze in de niet-geleidende richting is ingeschakeld. Wanneer het contact K gesloten is, neemt de flux in het magnetische circuit af terwijl er een emf verschijnt aan de spoelaansluitingen. met polariteit. In dit geval vloeit er een stroom door de klep, die wordt bepaald door deze EMF, de actieve weerstand van de spoel en de klep en inductie van de spoel.

Zodat de directe weerstand van de klep niet leidt tot een afname van de tijdvertraging (de actieve weerstand van de kortsluiting neemt toe), moet deze weerstand één tot twee ordes van grootte lager zijn dan de weerstand van de magnetiseringsspoel van het relais .

Voor alle circuits moet de magnetiseringsspoel van het relais worden gevoed door een DC-bron of een AC-bron met behulp van een solid-state klepbrugcircuit.

Tijdrelais met mechanische vertraging

Tijdrelais met pneumatische vertraging en vergrendelingsmechanisme. In dergelijke relais werkt een DC- of AC-elektromagneet op een contactsysteem dat is aangesloten op een vertragingsinrichting in de vorm van een pneumatische schokdemper of in de vorm van een klok (anker) mechanisme. De vertraging wordt gewijzigd door de retarder aan te passen.

Het grote voordeel van dit type tijdrelais is de mogelijkheid om een ​​AC en DC relais te creëren.De werking van het relais is praktisch niet afhankelijk van de waarde van de voedingsspanning, voedingsfrequentie, temperatuur.

RVP pneumatische tijdschakelaar gebruikt in automatische circuits voor het regelen van de aandrijving van metaalsnijmachines en andere mechanismen. Wanneer elektromagneet 1 wordt geactiveerd, wordt blok 2 vrijgegeven, dat onder invloed van veer 3 valt en inwerkt op microschakelaar 4. Blok 2 is verbonden met diafragma 5. De bewegingssnelheid van het blok wordt bepaald door de doorsnede van het gat waardoor lucht wordt in de bovenste holte naar de moderator gezogen. De vertraging wordt aangepast door de naald 6, die de sectie van het zuiggat verandert.

Het pneumatische vertragingstijdrelais maakt het heel eenvoudig om de vertraging aan te passen.

De werking van een tijdrelais met een retarder in de vorm van een ankermechanisme verloopt in de volgende volgorde. Wanneer er spanning op de elektromagneet wordt gezet, start het anker een veer, onder invloed waarvan het relaismechanisme in beweging wordt gezet. De contacten van het relais zijn verbonden met het ankermechanisme en beginnen pas te bewegen nadat het ankermechanisme een bepaalde tijd heeft afgeteld.

Het RVP-tijdrelais heeft ook niet-gereguleerde, kortstondige contacten die zijn verbonden met het anker van de solenoïde. Tijdrelais werken betrouwbaar bij spanningen tot 0,85 Un.

Motor timing relais

Om een ​​tijdvertraging van 20-30 minuten te creëren, worden motortijdrelais gebruikt.

Het werkingsprincipe van het motortijdrelais RVT-1200

Wanneer het tijdrelais wordt geactiveerd, wordt de spanning tegelijkertijd op magneet 1 en motor 2 gezet.In dit geval roteert de motor schijven 5 met nokken 6 die inwerken op het contactsysteem 7 via de koppeling 3,4 en versnelling 8 en wordt de relaisvertraging geroteerd door de beginpositie van de schijf 5 te veranderen.

Met het relais kunt u verschillende tijdvertragingen instellen in vijf volledig onafhankelijke circuits. Uitgangscontacten van tijdrelais hebben een langdurig toelaatbare stroom van 10 A.