Ajarelee: tööpõhimõte, ühendusskeem ja häälestussoovitused

Seadet, mis reageerib määratud ajavahemiku möödumisele, nimetatakse ajareleeks – see seade on laialdaselt kasutusel elektrotehnikas, elektrikas ja elektroonikas. Tänu selle kasutamisele skeemilahendustes on võimalik realiseerida paindlikumaid juhtimisfunktsioone erinevate seadmete ja aparaatide jaoks.

Sõltuvalt seadme konstruktsioonist ja tööpõhimõttest saab korraldada erineva keerukusega elektriskeeme.

Soovitame tutvuda, millised on ajarelee liigid, nende töö ja kasutuse eripära. Teoreetiline materjal on täiendatud praktiliste soovitustega ajarelee ühendamiseks ja seadistamiseks.

Ajarelee tööpõhimõte

Elektroonilised seadmed on esindatud konstruktsioonilise mitmekesisusega, seetõttu tuleks ajarelee tööpõhimõtet vaadelda iga konstruktsioonivariatsiooni puhul eraldi.

Selline näeb välja üks paljudest ajarelee konstruktsioonidest. Sisuliselt meenutab seade tavalist lülitit, mille tegevus on aga seotud aja kulgemise tsükliga.

Teostatavate toimingute seisukohalt kasutatakse praktikas elektromagnetilisi, pneumaatilisi, elektroonilisi konstruktsioone ja kellamehhanismiga seadmeid.

Variant #1: elektromagnetilised seadmed

Elektromagnetilise tööpõhimõttega seadmed on reeglina mõeldud töötamiseks ainult alalisvoolutoitega skeemides.

Elektromagnetilise ajarelee REV-814 konstruktsioon: 1 – liikumatu kontaktide sõlm; 2 – klamber; 3 – vaskdämpemehhanism; 4 – nurkraua; 5 – põhikontuuri mähise südamik; 6 – ankur; 7 – ankru liikuvad kontaktid.

Ajalülituse vahemik on tavaliselt 0,07–0,11 s sisselülitamisel ja 0,5–1,4 s väljalülitamisel. Selliste ajareleede konstruktsioon sisaldab kahte töömähist, millest üks on lühissülitatud kontuur vaskrõnga kujul.

Kui põhimähise läbib elektrivool, täheldatakse magnetvoo suurenemist. Selle vooga tekitatakse lühissülitatud mähise vool, mille tõttu põhimähise magnetvoo kasv piiratakse.

Tulemuseks kujuneb täiturmehhanismi ankuri liikumise ajaline karakteristik ehk teisisõnu luuakse sisselülitusviivitus.

Elektromagnet-tüüpi ajarelee täiustatud konstruktsioon. Selle seadme mudel toetab nelja sõltumatu koormuskanali kommuteerimist. Samas on seade vooluparameetrite poolest nõrgem kui vanemad mudelid (+).

Kui põhimähise ahelasse voolu andmine lõpetatakse, jääb induktiivsuse efekti tõttu mõneks ajaks aktiivseks lühismähise magnetväli. Sellest tulenevalt ei lülitu selle aja jooksul relee välja.

Variant #2: pneumaatilised seadmed

Pneumaatilistel süsteemidel põhinevad konstruktsioonid – omamoodi eksklusiivsed seadmed. Sellised seadmed on varustatud spetsiaalse aeglustusmehhanismiga – pneumaatilise sumbumismehhanismiga.

Pneumaatiliste releede viivitusaega saab reguleerida õhu juurdevoolutoru läbimõõdu vähendamise või suurendamise teel. Selleks on pneumaatiliste releede konstruktsioonid varustatud reguleerimiskruviga.

Üks levinud pneumaatiliste seadmete konstruktsioonidest. Piisavalt lihtne ja töökindel teostus. Kommuteeritava voolu parameetrid kuni 16 amprit. Kommutaatorina kasutatakse kahe kanaliga minilülitit.

Pneumaatiliste releede ajaviivituse seadistusvahemik on keskmiselt 1–60 sekundit. Siiski on eksemplare, mis katavad selle vahemiku peaaegu kahekordselt. Praktikas on siiski täheldatud väikeseid vigu (umbes 10%) seatud väärtustele vastava täpsuse osas.

Variant #3: kellatüüpi modifikatsioonid

Niinimetatud kellaajareleed on leidnud laialdast rakendust elektrotehnikas. Seda tüüpi seadmeid kasutatakse sageli automaatlülitite konstruktsioonides, mis on ette nähtud pingega 500–10000 volti ahelate kaitseks. Viivitusvahemik on 0,1–20 sekundit.

Kellamudelite tööpõhimõte põhineb vedru tööl, mida pingutatakse elektromagneti mehaanilise ajamiga (ankuriga). Kellajarelee kontaktrühmade kommuteerimine toimub möödunud aja alusel, mille väärtus seadistati varem seadme skaalal.

Üsna vana seadmete seeria esindaja – ajarelee kellamehhanismiga. Samas on seda tüüpi seadmed näidanud usaldusväärset ja tõrgeteta tööd kõige erinevamates tingimustes.

Seadme mehhanismi käigu kiirus on otseses seoses elektromagneti mähises voolava voolu tugevusega. See tegur võimaldab seadet häälestada kaitsifunktsioonide täitmiseks. Sellise kaitse eripära väljendub täielikus sõltumatuses ümbritsevast temperatuurist.

Variant #4: elektroonilised releed

Viimastel aastatel on peaaegu kõikjal, kus saab kasutada ajareleed, vananenud elektromehaaniliste mudelite asemele tulnud elektroonilised versioonid.

Seda tüüpi seadmetel on mitmeid eeliseid:

• väikesed korpuse mõõtmed;
• kõrge täpsus;
• mugav seadistusmehhanism;
• teabe visuaalne kuvamine.

Elektroonilised versioonid toimivad tavaliselt digitaalsete impulssloendurite baasil. Paljud kaasaegsed seadmed on üles ehitatud suure jõudlusega mikroprotsessoritele. Digitaalsed releed on tavaliselt ette nähtud väikese induktiivsusega või mitteinduktiivsete koormuste lülitamiseks.

Kaasaegne arendus – digitaalrelee, mis on loodud tagama lülitamist aja järgi. See paistab silma juhtimise ja kontrolli mugavuse, paindliku seadistuse ja välimusega.

Digitaalse ajarelee seadistamiseks piisab vajalike ajaparameetrite määramisest funktsiooniklahvide abil, mis asuvad otse korpuse esipaneelil.

Seadistus on tavaliselt saadaval laias ajavahemikus, võimaldades hõlmata mitte ainult sekundeid, minuteid, tunde, vaid ka nädalapäevi. Näiteks võib vaadelda nädalase elektroonilise ajarelee – taimeri mudelit.

Elektrooniline taimer automaatsete sisse- ja väljalülitamise funktsioonidega sobib hästi kasutamiseks erinevat tüüpi seadmete juhtimisskeemides. Niinimetatud «nädalane» ajarelee tagab lülitusfunktsioonide täitmise vastavalt kindlaksmääratud ajavahemikule nädalatsükli raames. Selliseid seadmeid kasutatakse süsteemides “nutikodu”.

Näiteks tänu seadmele avanevad võimalused:

• lülitada valgustussüsteeme kindlaksmääratud ajal;
• käivitada või peatada tehnoloogilisi seadmeid;
• aktiveerida/deaktiveerida valvesüsteeme.

Seade on väikeste mõõtmetega, sellel on mitu funktsiooniklahvi. Süsteemi klaviatuuri kasutades saab kasutaja seda hõlpsasti seadistada (programmeerida).

Digitaalse ajarelee kasutajafunktsioonid – juhtpaneel parameetrite seadistusklahvidega. Lisaks vedelkristallekraan, kus kuvatakse kogu vajalik teave.

Programmeerimisrežiim aktiveeritakse sümboliga «P» tähistatud nupu vajutamise ja hoidmisega. Süsteemi lähtestamist aitab teostada klahv «Reset». Relee aja seadete muutmine toimub minutite, tundide, nädalapäevade seadistusklahvide abil aktiivses programmeerimisrežiimis.

Standardne ajarelee ühendusskeem näeb ette ühe kahest juhtimisrežiimist – käsitsi või automaatne. Digitaalse relee seadistamise mugavuse tagab informatiivne vedelkristallekraan.

Elektromehaaniliste analoogreleede seadistamine

Tööstusautomaatikasüsteemid ning mitmesugused kodumoodulid on sageli varustatud elektromehaaniliste seadmetega, mille konstruktsioon võimaldab reguleerimist potentsiomeetrite abil.

Elektromehaaniline ajaloendusseade, mille parameetreid reguleeritakse potentsiomeetritega. Sellistel seadmetel on erinevad konfiguratsioonid, mis võimaldab neid kasutada erineva keerukusega skeemides.

Selliste seadmete korpuse esipaneelil asub potentsiomeetri varras (või mitu varrast), mis on ette nähtud kruvikeeraja teraga pööramiseks. Varda (varraste) ümbermõõdule on kantud märgistatud reguleerimisskaala.

Kruvikeeraja tera jaoks vardal olev pilu on omamoodi indikaator, mis muudab oma asendit varda pöörlemisel. Selle indikaatori seadmisega märgistatud skaala teatud väärtuste ette saavutatakse vajaliku parameetri reguleerimine.

Mitmekanaliline elektroonilis-mehaaniline seade. Seda on lihtne ja hõlbus reguleerida potentsiomeetrite kruvikeerajaga pööramise teel. Esipaneelil on ka LED-olekuindikatsioon.

Sellist tüüpi seadmed (näiteks NTE8) on leidnud laialdast rakendust ventilatsioonisüsteemide, küttemoodulite ja kunstliku valgustuse juhtimisskeemides.

Digitaalskaalaga seadmete reguleerimine

Mehaanilise reguleerimise funktsiooniga seadmete kasutamist saab demonstreerida koduse REV Ritter margi taimeri näitel, mis on ette nähtud võrgupistikupessa ühendamiseks.

Niinimetatud pistikupesarelee, mis on mõeldud kasutamiseks kodutingimustes. Tegevusaeg on tavaliselt piiratud ööpäevase vahemikuga. Sellest ajast piisab koduseks kasutamiseks.

Võimalik on kasutada taimeriga pistikupesa etteantud ajavahemikus peaaegu kõigi kodumasinate juhtimiseks. Selle ööpäevase taimeri kasutamiseks piisab seadme pistikupessa ühendamisest ja reguleerimisest.

Reguleerimine toimub järgmiste toimingutega:

1. Tõstke üles kõik reguleerimisketta ümbermõõdul olevad segmendid.
2. Langetage ainult need segmendid, mis vastavad reguleerimise ajale.
3. Pöörake reguleerimisketast, et seada ketta osuti praegusele kellaajale.

Näiteks kui langetati segmendid skaala numbrite 18 ja 20 vahel, siis pärast seda, kui relee hakkab aega lugema, lülitatakse koormus sisse kell 18 ja välja kell 20.

Üldiselt võimaldab mehaanilise REV Ritter relee konstruktsioon korraldada kuni 48 sisselülitamist täis 24 tunni jooksul.

Pistikupesa taimerirelee modifikatsioon: 1 – koormuse ühendamise pistikupesa; 2 – käsitsi juhtimine; 3 – 24 tunniks jaotatud skaala; 4 – programmisegmendid; 5 – praeguse aja indikaator; 6 – pistik koduvõrgu pistikupesa ühendamiseks (+)

Samas toetab seade koormuse mitteprogrammeeritud sisselülitamise funktsiooni. Selleks on eraldi nupp, mis asub korpuse küljel. Kui kasutaja aktiveerib selle nupu, ühendatakse koormus võrku otse, sõltumata relee kontaktide olekust.

Ajarelee ühendamine juhtimisskeemis

Seade tuleb ühendada vastavalt paigalduskoha tingimustele, mis on toote tehnilises andmelehel märgitud. Tavaliselt eeldatakse vertikaalset paigaldust lubatud hälbega vertikaalist mitte rohkem kui 10º.

Ruumi temperatuuripiirid, kus kavandatakse ajarelee paigaldust ja kasutamist, ei ületa tavaliselt vahemikku -20°C kuni +50°C.

Õhuniiskuse tase seadme paigaldustsoonis ei tohi ületada 80%. Elektriskeem, kuhu taimer paigaldatakse, tuleb paigaldamise ajaks võrgutoiteallikas lahti ühendada.

Klassikaline ajarelee ühendusskeem, antud juhul seadmele, mis lülitab kahte kanalit koormusega. Sama põhimõtte järgi ühendatakse erineva lülitusarvuga seadmed (+)

Iga konstruktsiooniga seadmel on traditsiooniliselt tehniline andmeleht, kus on näidatud ühendusskeem. Paljudel elektromehaanilistel ja digitaalsetel taimeritel on skeem otse korpusele kantud, mis näitab, kuidas ja millises järjestuses ajarelee ühendada.

Klassikaline ühendusvariant näeb välja järgmine:

1. Pingeliini ühendamine seadme toiteklemmidele.
2. Faasiliin ühendatakse läbi kaitselüliti relee koormuse sisendkontaktiga.
3. Relee koormuse väljundkontakt ühendatakse otse koormuse faasiliiniga.

Põhimõtteliselt on enamiku seadmete ühendusskeem üles ehitatud samal põhimõttel: toite ühendamine seadmele endale ja koormuse sisselülitamine läbi lülitatavate kontaktide rühma.

Sõltuvalt relee tüübist (ühefaasilised, kolmefaasilised) ja konstruktsiooni iseärasustest võib neid kontaktrühmi olla mitu.

Lihtsa ajarelee variandi saab ise valmistada. Erinevate isetehtud seadmete skeemid on kirjeldatud selles artiklis.

Järeldused ja kasulik video teemal

Videoklipis käsitletakse võimalust kasutada modulaarset seadet, kus on kaks sõltumatut ajaliselt lülitavat seadet. Skeem näeb ette kahe kodumasina sisselülitamist, nende töö seadistamist ajavahemike kaupa ja muid funktsioone.

Loomulikult ei saa kõiki olemasolevaid ajarelee modifikatsioone hõlmata ühe väikese ülevaatega. Kogu seadmete valiku käsitlemiseks tuleks kirjutada terve raamat. Tegelikult on eri tüüpi taimerite käsiraamatud kättesaadavad ja soovi korral saab vajalikku teavet alati leida.

Kas on midagi lisada või tekkis küsimusi ajarelee töö, valiku, ühendamise ja seadistamise kohta? Võite jätta kommentaare postitusele ja osaleda aruteludes. Kontaktvorm asub alumises plokis.