Χρονοδιακόπτης: αρχή λειτουργίας, διάγραμμα σύνδεσης και συστάσεις ρύθμισης

Η συσκευή που ενεργοποιείται μετά την παρέλευση του καθορισμένου χρονικού διαστήματος ονομάζεται χρονοδιακόπτης – η συσκευή έχει βρει ευρεία εφαρμογή στην ηλεκτροτεχνία, την ηλεκτρολογία και τα ηλεκτρονικά. Χάρη στη χρήση της σε κυκλωματικές λύσεις, καθίσταται δυνατή η υλοποίηση πιο ευέλικτων λειτουργιών ελέγχου διαφόρων μηχανημάτων και συσκευών.

Ανάλογα με την κατασκευή και την αρχή λειτουργίας της συσκευής, μπορούν να οργανωθούν ηλεκτρικά κυκλώματα διαφορετικής πολυπλοκότητας εκτέλεσης.

Προτείνουμε να εξετάσετε ποιοι τύποι χρονοδιακοπτών υπάρχουν, ποια είναι η ιδιαιτερότητα της λειτουργίας και της εφαρμογής τους. Το θεωρητικό υλικό συμπληρώνεται με πρακτικές συστάσεις για τη σύνδεση και τη ρύθμιση της συσκευής χρονικού ελέγχου.

Αρχή λειτουργίας του χρονοδιακόπτη

Οι ηλεκτρονικές συσκευές παρουσιάζουν ποικιλία κατασκευών, επομένως η εξέταση της αρχής λειτουργίας του χρονοδιακόπτη πρέπει να γίνεται λαμβάνοντας υπόψη κάθε ξεχωριστή κατασκευαστική παραλλαγή.

Έτσι φαίνεται μία από τις πολυάριθμες κατασκευές του χρονοδιακόπτη. Στην ουσία, η συσκευή μοιάζει με έναν συνηθισμένο διακόπτη, η λειτουργία του οποίου, ωστόσο, συνδέεται με τον κύκλο της ροής του χρόνου.

Από την άποψη των εκτελούμενων λειτουργιών, στην πράξη χρησιμοποιούνται ηλεκτρομαγνητικές, πνευματικές, ηλεκτρονικές κατασκευές καθώς και συσκευές με μηχανισμό ρολογιού.

Επιλογή #1: Ηλεκτρομαγνητικές συσκευές

Οι συσκευές που υποστηρίζουν την ηλεκτρομαγνητική αρχή λειτουργίας προορίζονται γενικά για λειτουργία αποκλειστικά σε κυκλώματα τροφοδοσίας συνεχούς ρεύματος.

Κατασκευή του ηλεκτρομαγνητικού χρονοδιακόπτη ΡΕΒ-814: 1 – συγκρότημα σταθερών επαφών; 2 – συνδετήρας; 3 – μηχανισμός απόσβεσης από χαλκό; 4 – γωνία; 5 – πυρήνας περιέλιξης του κύριου κυκλώματος; 6 – οπλισμός; 7 – κινητές επαφές οπλισμού.

Το χρονικό διάστημα ενεργοποίησης συνήθως είναι 0,07 – 0,11 δευτ. για την ενεργοποίηση και 0,5 – 1,4 δευτ. για την απενεργοποίηση. Η κατασκευή αυτών των χρονοδιακοπτών περιέχει δύο πηνία λειτουργίας, ένα από τα οποία είναι ένα βραχυκυκλωμένο κύκλωμα σε μορφή χάλκινου δακτυλίου.

Όταν διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του κύρίου πηνίου, παρατηρείται αύξηση της μαγνητικής ροής. Από ατή τη ροή σχηματίζεται ρεύμα στο βραχυκυκλωμένο πηνίο, με αποτέλεσμα να περιορίζεται η αύξηση της μαγνητικής ροής του κύριου πηνίου.

Ως αποτέλεσμα, διαμορφώνεται ένα χρονικό χαρακτηριστικό της κίνησης του οπλισμού του εκτελεστικού μηχανισμού ή, με άλλα λόγια, δημιουργείται μια χρονική καθυστέρηση στην ενεργοποίηση.

Βελτιωμένη σχεδίαση ηλεκτρομαγνητικού χρονικού ρελέ. Αυτό το μοντέλο συσκευής υποστηρίζει τη μεταγωγή τεσσάρων ανεξάρτητων καναλιών φορτίου. Ωστόσο, όσον αφορά τις παραμέτρους ρεύματος, η συσκευή φαίνεται πιο αδύναμη σε σύγκριση με τα παλαιότερα μοντέλα (+)

Εάν διακοπεί η παροχή ρεύματος στο κύκλωμα του κύριου τυλίγματος, λόγω του φαινομένου της επαγωγής, το μαγνητικό πεδίο του βραχυκυκλωμένου τυλίγματος παραμένει ενεργό για κάποιο χρονικό διάστημα. Συνεπώς, κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου, το ρελέ δεν απενεργοποιείται.

Επιλογή #2: Πνευματικές συσκευές

Οι κατασκευές που βασίζονται σε πνευματικά συστήματα είναι κατά κάποιο τρόπο αποκλειστικές συσκευές. Τέτοιες συσκευές είναι εξοπλισμένες με έναν ειδικό μηχανισμό επιβράδυνσης – έναν πνευματικό μηχανισμό απόσβεσης.

Η ρύθμιση του χρόνου καθυστέρησης των πνευματικών ρελέ μπορεί να γίνει μειώνοντας ή αυξάνοντας τη διατομή του σωλήνα μέσω του οποίου παρέχεται αέρας. Για το σκοπό αυτό, οι κατασκευές των πνευματικών ρελέ είναι εφοδιασμένες με μια βίδα ρύθμισης.

Μία από τις κοινές κατασκευές πνευματικών συσκευών. Αρκετά απλή και αξιόπιστη εκτέλεση. Οι παράμετροι του μεταγόμενου ρεύματος είναι έως 16 αμπέρ. Ως μεταγωγέας χρησιμοποιείται ένας μικροδιακόπτης δύο καναλιών

Το εύρος ρύθμισης της χρονικής καθυστέρησης των πνευματικών ρελέ είναι κατά μέσο όρο 1 – 60 δευτερόλεπτα. Ωστόσο, υπάρχουν μοντέλα που υπερκαλύπτουν αυτό το εύρος σχεδόν στο διπλάσιο. Βέβαια, στην πράξη έχουν παρατηρηθεί μικρές αποκλίσεις (περίπου 10%) όσον αφορά την ακρίβεια ενεργοποίησης σύμφωνα με τις ορισμένες τιμές.

Επιλογή #3: Τροποποιήσεις τύπου ρολογιού

Τα λεγόμενα χρονικά ρελέ τύπου ρολογιού έχουν βρει ευρεία εφαρμογή στην ηλεκτρολογία. Αυτός ο τύπος συσκευών χρησιμοποιείται συχνά σε κατασκευές αυτόματων διακοπτών, που προορίζονται για την προστασία κυκλωμάτων τάσης 500 – 10000 βολτ. Το εύρος καθυστέρησης είναι 0,1 – 20 δευτερόλεπτα.

Η αρχή λειτουργίας των μοντέλων τύπου ρολογιού βασίζεται στη λειτουργία ενός ελατηρίου που τεντώνεται από μια μηχανική κίνηση (άγκυρα) ενός ηλεκτρομαγνήτη. Η μεταγωγή των ομάδων επαφών του χρονικού ρελέ τύπου ρολογιού πραγματοποιείται μετά την πάροδο του χρόνου, η τιμή του οποίου είχε προηγουμένως ρυθμιστεί στην κλίμακα της συσκευής.

Εκπρόσωπος μιας αρκετά παλαιάς σειράς συσκευών – ένα χρονικό ρελέ με μηχανισμό ρολογιού. Εν τω μεταξύ, αυτός ο τύπος συσκευών έχει δείξει αξιόπιστη και απροβλημάτιστη λειτουργία σε ποικίλες συνθήκες

Η ταχύτητα του μηχανισμού της συσκευής συνδέεται άμεσα με την ισχύ του ρεύματος που διαρρέει το τύλιγμα του ηλεκτρομαγνήτη. Αυτός ο παράγοντας επιτρέπει τη ρύθμιση της συσκευής για την εκτέλεση λειτουργιών προστασίας. Το χαρακτηριστικό αυτής της προστασίας εκφράζεται με την πλήρη ανεξαρτησία από την επίδραση της περιβαλλοντικής θερμοκρασίας.

Επιλογή #4: Ηλεκτρονικοί χρονοδιακόπτες

Τα τελευταία χρόνια, σχεδόν παντού όπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν χρονοδιακόπτες, οι ηλεκτρονικές εκδόσεις έχουν αντικαταστήσει τα παλιά ηλεκτρομηχανικά μοντέλα.

Αυτός ο τύπος συσκευών έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα:

• μικρές διαστάσεις περιβλήματος·
• υψηλή ακρίβεια λειτουργίας·
• βολικός μηχανισμός ρύθμισης·
• οπτική απεικόνιση πληροφοριών.

Οι ηλεκτρονικές εκδόσεις λειτουργούν συνήθως με βάση ψηφιακούς παλμικούς μετρητές. Πολλές σύγχρονες συσκευές βασίζονται σε υψηλής απόδοσης μικροεπεξεργαστές. Τα ψηφιακά ρελέ είναι συνήθως σχεδιασμένα για μεταγωγή ελαφρώς επαγωγικών ή μη επαγωγικών φορτίων.

Μία σύγχρονη εξέλιξη – το ψηφιακό ρελέ, που προορίζεται να εξασφαλίσει χρονική μεταγωγή. Προσελκύει με την ευκολία χειρισμού και ελέγχου, την ευέλικτη ρύθμιση και την εμφάνιση.

Για τη ρύθμιση ενός ψηφιακού ρελέ χρόνου, αρκεί να ορίσετε τις επιθυμητές χρονικές παραμέτρους με τη βοήθεια των λειτουργικών πλήκτρων που βρίσκονται απευθείας στην μπροστινή πάνελ του περιβλήματος.

Η ρύθμιση είναι συνήθως διαθέσιμη σε μεγάλο χρονικό εύρος, επιτρέποντας να καλύπτει όχι μόνο δευτερόλεπτα, λεπτά, ώρες, αλλά και ημέρες της εβδομάδας. Για παράδειγμα, μπορεί να εξεταστεί ένα μοντέλο εβδομαδιαίου ηλεκτρονικού ρελέ – χρονοδιακόπτη.

Ένας ηλεκτρονικός χρονοδιακόπτης με λειτουργίες αυτόματης ενεργοποίησης-απενεργοποίησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί επιτυχώς σε σχήματα ελέγχου διαφόρων τύπων συσκευών. Το λεγόμενο «εβδομαδιαίο» ρελέ χρόνου εξασφαλίζει την εκτέλεση λειτουργιών μεταγωγής σύμφωνα με το καθορισμένο χρονικό διάστημα στο πλαίσιο ενός εβδομαδιαίου κύκλου. Τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται σε συστήματα «έξυπνου σπιτιού».

Για παράδειγμα, χάρη στη συσκευή ανοίγονται οι εξής δυνατότητες:

• μεταγωγή συστημάτων φωτισμού σε καθορισμένο χρόνο·
• εκκίνηση ή διακοπή τεχνολογικού εξοπλισμού·
• ενεργοποίηση/απενεργοποίηση συστημάτων ασφαλείας.

Η συσκευή είναι μικρών διαστάσεων, έχει πολλά λειτουργικά πλήκτρα ελέγχου. Χρησιμοποιώντας το πληκτρολόγιο συστήματος, ο χρήστης μπορεί να τη ρυθμίζει (προγραμματίζει) εύκολα.

Η λειτουργικότητα χρήστη του ψηφιακού ρελέ χρόνου – πάνελ ελέγχου με πλήκτρα ρύθμισης παραμέτρων. Συν μια οθόνη υγρών κρυστάλλων (LCD), όπου εμφανίζονται όλες οι απαραίτητες πληροφορίες.

Η λειτουργία προγραμματισμού ενεργοποιείται με πάτημα και κράτημα του κουμπιού που σημειώνεται με το σύμβολο «P». Η επαναφορά συστήματος (reset) γίνεται με το πλήκτρο «Reset». Η αλλαγή των ρυθμίσεων χρόνου του ρελέ πραγματοποιείται με τα πλήκτρα ρύθμισης λεπτών, ωρών, ημερών της εβδομάδας, όταν είναι ενεργή η λειτουργία προγραμματισμού.

Το τυπικό διάγραμμα σύνδεσης του ρελέ χρόνου προβλέπει τη ρύθμιση μιας από δύο λειτουργίες ελέγχου – χειροκίνητης ή αυτόματης. Η ευκολία ρύθμισης του ψηφιακού ρελέ εξασφαλίζεται από την ενημερωτική οθόνη υγρών κρυστάλλων.

Ρύθμιση ηλεκτρονικών-μηχανικών αναλογικών χρονοδιακοπτών

Τα συστήματα βιομηχανικού αυτοματισμού, καθώς και διάφορες οικιακές μονάδες, συχνά είναι εξοπλισμένα με ηλεκτρομηχανικές συσκευές, των οποίων η κατασκευή προβλέπει ρύθμιση μέσω ποτενσιομέτρων.

Ηλεκτρομηχανικός τύπος συσκευής χρονομέτρησης με ρύθμιση παραμέτρων μέσω ποτενσιομέτρων. Υπάρχουν διάφορες διαμορφώσεις τέτοιων συσκευών, γεγονός που καθιστά δυνατή τήν εφαλμογή τους σε κυκλώματα διφορετικής πολυπλοκότητας.

Στο μπροστινό πάνελ του περιβλήματος τέτοιων συσκευών βρίσκεται ένας άξονας ποτενσιομέτρου (ή περισσότεροι άξονες), που προορίζεται για περιστροφή με τή λεπίδα ενός κατσαβιδίου. Γύρω από τον άξονα (τους άξονες) υπάρχει μια βαθμονομημένη κλίμακα τιμών ρύθμισης.

Η σχισμή στον άξονα για τη λεπίδα του κατσαβιδιού λειτουργεί ως ένας δείκτης που αλλάζει θέςη κατά την περιστροφή του άξονα. Ρυθμίζοντας αυτόν τον δείκτή απέναντι από συγκεκριμένες τιμές της βαθμονομημένης κλίμακας, επτιγχάνεται η ρύθμίση της επίθυμητής παραμέτρου.

Πολυκαναλική συσκευή ηλεκτρονικομηχανικού τύπου. Ρυθμίζεται εύκολα και απλά περιστρέφοντας τα ποτενσιόμετρα με ένα κατσαβίδι. Στο μπροστινό πάνελ υπάρχει επίσης ένδειξη LED κατάστασης.

Συσκευές αυτού του τύπου (π.χ. NTE8) έχουν βρει ευρεία εφαλμογή σε κυκλώματα ελέγχου συστημάτων εξαερισμού, μονάδων θέρμανσης και συσκευών τεχνητού φωτισμού.

Ρύθμιση συσκευών με ψηφιακή κλίμακα

Η χρήση συσκευών με λειτουργίες μηχανικής ρύθμισης μπορεί να παρουσιαστεί με το παράδειγμα ενός οικιακού χρονοδιακόπτη της μάρκας REV Ritter, ο οποίος προορίζεται για σύνδεση σε οικιακή πρίζα δικτύου.

Το λεγόμενο «ρελέ πρίζας», που προορίζεται για οικιακή χρήση. Ο χρόνος λειτουργίας συνήθως περιορίζεται σε ένα ημερήσιο εύρος. Αυτός ο χρόνος είναι επαρκής για οικιακή εφαρμογή.

Με τη βοήθεια μιας πρίζας με χρονοδιακόπτη μπορείτε να ελέγχετε σχεδόν οποιαδήποτε οικιακή συσκευή σε ένα καθορισμένο χρονικό διάστημα. Για να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον ημερήσιο χρονοδιακόπτη, απλώς συνδέστε τη συσκευή στην πρίζα και ρυθμίστε την.

Η ρύθμιση συνοδεύεται από τις εξής ενέργειες:

1. Σηκώστε όλα τα τμήματα που βρίσκονται γύρω από τον δίσκο ρύθμισης.
2. Κατεβάστε μόνο εκείνα τα τμήματα που αντιστοιχούν στον χρόνο ρύθμισης.
3. Με περιστροφή του δίσκου ρύθμισης, τοποθετήστε τον δείκτη του δίσκου στην τρέχουσα ώρα.

Για παράδειγμα, αν τα τμήματα μεταξύ των αριθμών 18 και 20 της κλίμακας έχουν κατέβει, αφού το ρελέ αρχίσει τη χρονομέτρηση, το φορτίο θα ενεργοποιηθεί στις 18:00 και θα απενεργοποιηθεί στις 20:00.

Συνολικά, η κατασκευή του μηχανικού ρελέ REV Ritter επιτρέρει έως 48 ενεργοποιήσεις σε 24 πλήρεις ώρες.

Τροποποίηση του χρονοδιακόπτη «πρίζας»: 1 – πρίζα σύνδεσης φορτίου; 2 – χειροκίνητος έλεγχος; 3 – κλίμακα χωρισμένη σε 24 ώρες; 4 – τμήματα προγράμματος; 5 – δείκτης τρέχουσας ώρας; 6 – φις σύνδεσης σε πρίζα οικιακού δικτύου (+)

Παράλληλα, η συσκευή υποστηρίζει τη λειτουργία μη προγραμματισμένης ενεργοποίησης του φορτίου. Για το σκοπό αυτό, υπάρχει ένα ξεχωριστό κουμπί που βρίσκεται στην πλαϊνή πλευρά του περιβλήματος. Εάν ο χρήστης ενεργοποιήσει αυτό το κουμπί, το φορτίο συνδέεται απευθείας στο δίκτυο, ανεξάρτητα από την κατάσταση των επαφών του ρελέ.

Σύνδεση του χρονοδιακόπτη σε διάγραμμα ελέγχου

Η συσκευή πρέπει να συνδέεται λαμβάνοντας υπόψη τη συμμορφία του τόπου εγκατάστασης με τις συνθήκες που αναφέρονται στο τεχνικό φυλλάδιο του οργάνου. Κατά κανόνα, η εγκατάσταση προϋποθέτει κατακόρυφη τοποθέτηση της συσκευής με ανοχές απόκλισης από την κατακόρυφο όχι μεγαλύτερες από 10°.

Τα όρια θερμοκρασίας του χώρου όπου προβλέπεται η εγκατάσταση και λειτουργία του χρονοδιακόπτη, συνήθως δεν υπερβαίνουν το εύρος -20°C έως +50°C.

Η υγρασία του αέρα στη ζώνη εγκατάστασης της συσκευής δεν πρέπει να υπερβαίνει την τιμή 80%. Το ηλεκτρικό κύκλωμα όπου τοποθετείται ο χρονοδιακόπτης, κατά την εγκατάσταση πρέπει να αποσυνδεθεί από το δίκτυο τροφοδοσίας.

Το κλασικό διάγραμμα σύνδεσης χρονοδιακόπτη, σε αυτή την περίπτωση, για συσκευή που μεταγάει δύο κανάλια με φορτίο. Με την ίδια αρχή συνδέονται συσκευές για διαφορετικούς αριθμούς μεταγωγής (+)

Μια συσκευή οποιουδήποτε κατασκευής παραδοσιακά έχει ένα τεχνικό φυλλάδιο, όπου φαίνεται το σχεδιάγραμμα σύνδεσης. Πολλοί χρονοδιακόπτες, ηλεκτρονομηχανικοί και ψηφιακοί, συμπληρώνονται με ένα διάγραμμα πάνω στο σώμα τους, που δείχνει πώς και με ποια σειρά να συνδεθεί ο χρονοδιακόπτης.

Η κλασική επιλογή σύνδεσης έχει ως εξής:

1. Σύνδεση της γραμμής τάσης στους ακροδέκτες τροφοδοσίας της συσκευής.
2. Η φασική γραμμή μέσω αυτόματου διακόπτη συνδέεται με την είσοδο επαφής φορτίου του ρελέ.
3. Η επαφή εξόδου φορτίου του ρελέ συνδέεται απευθείας με τη φασική γραμμή του φορτίου.

Ουσιαστικά, το διάγραμμα σύνδεσης για την πλειονότητα των συσκευών βασίζεται στην ίδια αρχή: σύνδεση τροφοδοσίας στην ίδια τη συσκευή και ενεργοποίηση του φορτίου μέσω μιας ομάδας μεταγωγικών επαφών.

Ανάλογα με τον τύπο του ρελέ (μονοφασικά, τριφασικά), καθώς και από τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά, αυτές οι ομάδες επαφών μπορούν να είναι πολλές.

Ένα απλό μοντέλο χρονοδιακόπτη μπορεί να κατασκευαστεί ιδιόχειρα. Τα σχεδιάγραμματα διαφορετικών χειροποίητων κατασκευών περιγράφονται στο αυτό το άρθρο.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Στο βίντεο αυτό εξετάζεται η δυνατότητα χρήσης μιας αρθρωδικής συσκευής, όπου υπάρχουν δύο ανεξάρτητες χρονομεταγωγικές συσκευές. Το σχήμα προβλέπει την ενεργοποίηση δύο οικιακών συσκευών, τον προγραμματισμό του χρόνου λειτουργίας τους σε χρονικά διαστήματα και άλλες λειτουργίες.

Φυσικά, όλες οι υπάρχουσες τροποποιήσεις χρονοδιακοπτών δεν μπορούν να καλυφθούν σε μια σύντομη ανασκόπηση. Για να εξεταστεί ολόκληρη η γκάμα συσκευών, θα χρειαζόταν να γραφτεί ένα ολόκληρο βιβλίο. Στην πραγματικότητα, εγχειρίδια για διαφορετικούς τύπους χρονοδιακοπτών είναι διαθέσιμα και, αν το επιθυμείτε, μπορείτε πάντα να βρείτε τις απαραίτητες πληροφορίες.

Έχετε κάτι να προσθέσετε ή έχετε ερωτήσεις σχετικά με τη λειτουργία, την επιλογή, τη σύνδεση και τη ρύθμιση των χρονοδιακοπτών; Μπορείτε να αφήνετε σχόλια στη δημοσίευση και να συμμετέχετε σε συζητήσεις. Η φόρμα επικοινωνίας βρίσκεται στο κάτω μέρος.