7.7. Реле времени

Реле времени создает регулируемую выдержку времени от момента подачи сигнала на срабатывание до момента замыкания (или размыкания) контактов. Программные реле — это разновидность реле времени с несколькими контактами, имеющими различные регулируемые, как правило, независимые друг от друга выдержки времени. Например, существуют реле счета импульсов, контакты которых замыкаются после отсчета заранее заданного числа импульсов, подаваемых на катушку управления. Устройство таких реле имеет много общего с шаговыми искателями.

Для обеспечения выдержки времени применяются электрический разрядный RС-контур, электромагнитные реле с короткозамкнутыми гильзами, механические механизмы (анкерный и планетарный), пневматические и др.

На рис. 7.12 дана схема реле времени с пъезокерамическим элементом. Пьезокерамические материалы, полученные, например, на основе титаната бария, обладают свойством изменять свои линейные размеры в электрическом поле. Пьезокерамический би-морфный элемент (БЭ) состоит из двух прочно склеенных пластинок, на наружных поверхностях которых, а также в месте их соединения размещены металлические обкладки.

Рис. 7.12. Схема реле времени с пьезокерамическим элементом

Верхний слой элемента в электрическом поле удлиняется, нижний — укорачивается. В результате этот элемент, консольно закрепленный на одном конце, изгибается, что приводит к замыканию контакта К1. При снятии электрического поля с обкладок деформация биморфного элемента исчезает, контакт К1 размыкается, а контакт К2 замыкается.

При замкнутой кнопке управления (КУ) конденсатор С и обкладки БЭ заряжены до напряжения U₀ , а сам БЭ деформирован. При отключении КУ начинается разряд емкости С на сопротивление R. Напряжение на обкладках БЭ постепенно снижается, и его механическая деформация также постепенно исчезает.

Широко распространены реле времени с механическим замедлением, в частности с часовым механизмом. В таких реле (рис. 7.13) при подаче напряжения на электромагнитный привод 1 растягивается пружина 2 и часовой механизм приходит в действие. Анкер 4, поворачиваясь около оси O₂, «перепускает» зубчатый диск 3, который вращается вокруг оси O₁. Перемещающийся вместе с ним рычаг 8 в конце пути упирается в пластинчатый контакт 9 и замыкает его.

Храповый механизм 6, 7 дает подвижной системе реле возможность возвратиться в исходное положение, когда будет снято напряжение с электромагнитного привода 1. Возврат осуществляется специальной пружиной (на рисунке не показана). Изменяя расстояние от грузика 5 до оси O₂ и его массу, можно регулировать момент инерции анкера и через него — выдержку времени реле. Выдержка времени, создаваемая реле с часовым механизмом,

t = αпzТ_а,

где α — угол поворота подвижной системы от начала ее движения до замыкания контактов; п — передаточное число зубчатого механизма; z — число зубьев ходового колеса; T_а — период колебаний анкера,

T_а = 2π

Здесь J — момент инерции анкера; φ— угол поворота анкера при колебаниях; М_дв — момент, создаваемый движущимися силами; М_прд ~ момент, создаваемый противодействующими силами.

В некоторых реле применяется пневматическое или гидравлическое замедление. Изменением сечения отверстия, через которое проникает воздух (или жидкость) из одного объема в другой, достигается регулировка выдержки времени. Наиболее высокие выдержки времени (до нескольких часов) достигаются в реле с планетарными механизмами.