مدار الکتریکی رله زمانی

انواع رله زمانی

• طبق اصل کاری

با توجه به اصول کار مختلف، رله های زمان را می توان به رله های زمان میرایی هوا، رله های زمان الکتریکی، رله های زمان الکترومغناطیسی، رله های زمان الکترونیکی و غیره تقسیم کرد.

1. رله زمانی میرایی هوا

این نوع رله با استفاده از اصل میرایی هنگام عبور هوا از سوراخ کوچک بدست می آید. ساختار آن از سه بخش تشکیل شده است: سیستم الکترومغناطیسی، مکانیسم تاخیر و کنتاکت. مکانیسم الکترومغناطیسی از نوع دو پورت مستقیم است، سیستم کنتاکت یک میکرو سوئیچ است، و مکانیسم تاخیر از یک دمپر کیسه هوا استفاده می کند.

2. رله زمان الکترونیکی

در این نوع رله از این اصل استفاده می شود که ولتاژ خازن در مدار RC نمی تواند پرش کند و فقط می تواند به تدریج طبق قانون نمایی تغییر کند، یعنی تاخیر با ویژگی های میرایی الکتریکی به دست می آید.

ویژگی ها: دامنه تاخیر گسترده، دقت بالا (به طور کلی حدود 5٪)، اندازه کوچک، مقاومت در برابر ضربه و تنظیم آسان.

3. رله زمان الکتریکی

برای به دست آوردن تاخیر زمانی در نوع الکتریکی، از موتور سنکرون مینیاتوری برای به حرکت درآوردن قطار دنده کاهش استفاده کنید.

ویژگی ها: محدوده تاخیر گسترده است، تا 72 ساعت، و دقت تاخیر می تواند به 1٪ برسد. در عین حال، مقدار تاخیر تحت تأثیر نوسانات ولتاژ و دمای محیط قرار نمی گیرد. محدوده تأخیر و دقت آن با رله های زمانی دیگر قابل مقایسه نیست. معایب آن ساختار پیچیده، اندازه بزرگ، عمر کوتاه، قیمت بالا و دقت تحت تأثیر فرکانس توان است.

4. رله زمان الکترومغناطیسی

از اصل تضعیف آهسته شار مغناطیسی پس از قطع سیم پیچ الکترومغناطیسی، برای به تاخیر انداختن آزاد شدن آرمیچر سیستم مغناطیسی به منظور دستیابی عمل تاخیری کنتاکت ها استفاده می شود. با ظرفیت کنتاکت زیاد شناخته می شود، بنابراین ظرفیت کنترل بزرگ است. با این حال، محدوده زمانی تاخیر کوچک است، و دقت کمی بد است. بنابراین عمدتاً در کنترل مدارهای DC استفاده می شود.

• براساس حالت های تاخیر

بر اساس حالت های تأخیر رله های زمانی را می توان به دو نوع تقسیم کرد: نوع تاخیری روشن و نوع تاخیری خاموش.

1. رله زمانی نوع تأخیر وصل (on) بلافاصله پس از دریافت سیگنال ورودی شروع به تأخیر می کند. پس از اتمام تاخیر، قسمت اجرایی آن سیگنال را برای دستکاری مدار کنترل خروجی، می دهد. هنگامی که سیگنال ورودی ناپدید می شود، رله بلافاصله به حالت قبل از عمل باز می گردد.

2. رله زمانی نوع تاخیر قطع (off) درست برعکس است. هنگامی که سیگنال ورودی به دست می آید، قسمت اجرا بلافاصله دارای یک سیگنال خروجی است. پس از ناپدید شدن سیگنال ورودی، رله به تاخیر خاصی نیاز دارد تا به حالت قبل از عمل بازگردد.

بطور کلی، عملکرد تاخیر رله زمانی را می توان در محدوده طراحی تنظیم کرد تا تنظیم زمان تاخیر آن در مدار را تسهیل کند. اگر از رله تأخیر وصل (on) استفاده می کنید، تأخیر بلافاصله پس از دریافت سیگنال ورودی شروع می شود. پس از اتمام تاخیر، قسمت اجرایی، سیگنال را به مدار کنترل می دهد.

هنگامی که سیگنال ورودی ناپدید می شود، رله بلافاصله به وضعیت قبل از عمل باز می گردد. برخلاف رله تاخیر قطع (off) است. هنگامی که سیگنال ورودی به دست می آید، قسمت اجرا بلافاصله دارای یک سیگنال خروجی است. پس از ناپدید شدن سیگنال ورودی، رله به زمان معینی نیاز دارد تا به حالت قبل از عمل بازگردد.

به مثال زیر توجه کنید:

گاهی اوقات ما نیاز داریم که سمت ثانویه یک رله برای مدت زمان مشخصی خاموش بماند. به عنوان مثال، هنگامی که بارهای القایی بزرگ روشن یا خاموش می شوند، شاید به دلیل از دست دادن ناگهانی توان یا راه اندازی یک موتور القایی بزرگ، به خاطر شار مغناطیسی قوی در مدار، ولتاژ یا جریان های هجومی بزرگ ممکن است رخ دهد. این نوسانات می تواند به قطعات و تجهیزات آسیب برساند. اگر تأخیر کوتاهی فراهم شود، می توان از چنین آسیبی جلوگیری کرد. برای این منظور از مدارهای رله تاخیر زمانی استفاده می شود.

اگر به این زمان تاخیر ساده در مدار نگاه کنیم، ترانزیستور از روشن شدن لامپ جلوگیری می کند. ترانزیستور برای باز شدن و روشن شدن لامپ به حداقل ولتاژ نیاز دارد. وقتی سوئیچ را می بندیم ترانزیستور این ولتاژ را دریافت می کند و فورا باز می شود.

بیشتر بخوانید: مدار الکتریکی کلید دوپل

چگونه می توانیم زمان را به تاخیر بیندازیم؟

ما به سادگی می توانیم یک دیود زنر را به پایه ترانزیستور وصل کنیم و سپس یک مقاومت و خازن را به صورت موازی بین دیود و سوئیچ وصل کنیم. دیودها فقط اجازه می دهند جریان در یک جهت جریان یابد و جریانی را که در جهت مخالف جریان می یابد مسدود می کند. با این حال، اگر یک دیود زنر دارای ولتاژ معکوس مشخصی باشد، باز می شود و اجازه می دهد جریان در جهت مخالف جریان یابد، این به عنوان ولتاژ شکست شناخته می شود. بنابراین، ما می‌توانیم از این کار برای کنترل ترانزیستور استفاده کنیم و تنها زمانی که ولتاژ خاصی اعمال می‌شود باز شود.

حال وقتی کلید را می بندیم جریان به آرامی خازن را شارژ می کند. دیود زنر همچنان جریان ترانزیستور را مسدود می کند و لامپ خاموش می ماند. با شارژ شدن خازن، ولتاژ افزایش می یابد. در نهایت ولتاژ از ولتاژ شکست دیودهای زنر بیشتر خواهد شد. در این لحظه، دیود اجازه می دهد تا جریان از آن عبور کند و به ترانزیستور برسد. ترانزیستور این را دریافت می کند و اجازه می دهد جریان از آن عبور کند، بنابراین لامپ روشن می شود.

هنگامی که سوئیچ را جدا می کنیم، خازن به تامین ولتاژ ادامه می دهد و دیود زنر و ترانزیستور را باز نگه می دارد. جریان از مقاومت عبور می کند تا زمانی که خازن را تخلیه کند، هنگامی که ولتاژ خازن به زیر ولتاژ شکست می رسد، دیود زنر دوباره جریان ترانزیستور را مسدود می کند و لامپ خاموش می شود.

بنابراین در حال حاضر، هنگامی که مدار روشن می شود، بار فورا روشن نمی شود. فقط زمانی روشن می شود که خازن شارژ شود تا از ولتاژ شکست دیودهای زنر بیشتر شود.

این یک طراحی نسبتاً ساده است، احتمالاً یافتن یک تراشه آی سی در داخل آن رایج تر است، چیزی شبیه به تایمر 555 به جای آن استفاده می شود. اما این طراحی ساده به شما درک بصری از نحوه عملکرد یک مدار می دهد.

نحوه سیم کشی رله زمانی

رله زمانی یک جزء بسیار مهم می باشد. انواع مختلفی از تاخیر روشن شدن و تاخیر خاموش شدن وجود دارد. بر اساس نوع عمل، نوع الکترونیکی و نوع الکتریکی و غیره وجود دارد که در بین آنها، نوع الکترونیکی از اصل شارژ و دشارژ خازن همراه با قطعات الکترونیکی برای رسیدن به عمل تاخیر استفاده می کند. بسیاری از سبک های الکتریکی نیز با استفاده از کیسه هوا و فنر وجود دارد.

سیم کشی رله زمانی شامل مراحل زیر می باشد:

1. سیم کشی کنترل: آن را به عنوان یک رله DC در نظر بگیرید.
2. کنترل کار: اگرچه ولتاژ کنترل متصل است، اما اینکه آیا نقش کنترلی ایفا می کند توسط تایمر روی پانل تعیین می شود.
3. درک عملکرد: این یک سوئیچ، دو پرتابی تک قطبی، با یک نقطه فعال است، درست مانند بازوی فعال یک سوئیچ چاقوی معمولی می باشد.
4. سیم کشی بار: سیم خنثی منبع تغذیه یا ترمینال منفی را وصل کنید.
5. اصل کار: زمانی که تایمر نامعتبر است، معادل چراغ معمولی در حالت خاموش است. هنگامی که زمان‌ بندی صورت می گیرد، رله عمل می‌کند و وسایل الکتریکی برای کار کردن انرژی می‌گیرند، که معادل چراغ معمولی در حالت روشن است.

رله زمان تأخیر روشن شدن را به عنوان مثال در نظر بگیرید:

نحوه عملکرد رله تاخیر زمانی

رله زمان به طور گسترده ای در کنترل از راه دور، مخابرات، کنترل خودکار و سایر تجهیزات الکترونیکی استفاده می شود و یکی از مهم ترین اجزای کنترل است. وقتی به  سیم ‌پیچ انرژی داده می شود، آرمیچر و پالت توسط هسته جذب می ‌شوند و فوراً به سمت پایین حرکت می‌ کنند و باعث بسته یا باز شدن کنتاکت می ‌گردند. با این حال، میله پیستون و اهرم نمی توانند همزمان با آرمیچر به سمت پایین بیایند، زیرا انتهای بالایی میله پیستون به فیلم لاستیکی در محفظه هوا متصل است.

به عبارت دیگر، یک رله شامل دو مدار است: مدار تولید انرژی و مدار تماس. سیم پیچ در سمت انرژی زا و کنتاکت های رله در سمت تماس قرار دارند. هنگامی که یک سیم پیچ رله روشن می شود، جریانی که از سیم پیچ عبور می کند یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. چه در یک واحد AC یا DC، عملکرد اصلی یکسان است. سیم پیچ مغناطیسی صفحه آهنی را که بخشی از آرمیچر است جذب می کند. یک سر آرمیچر به قاب فلزی متصل می شود، و این کار به گونه ای شکل می گیرد که آرمیچر بتواند بچرخد در حالی که سر دیگر کنتاکت ها را باز و بسته می کند.

بیشتر بخوانید: مدار الکتریکی کولر آبی