Как работает реле времени?

Освещение в цехе гаснет само через минуту после того, как в помещении не осталось движения. Насосная станция на производстве запускается строго по расписанию, без участия оператора. Мощный станок на заводе запускается не рывком, а плавно, в два этапа. И почти всегда за этим стоит один и тот же скромный прибор размером с коробок - реле времени.

Реле времени в сравнении со спичечным коробком.

Штука неприметная, но на ней держится изрядная часть бытовой и промышленной автоматики. Ниже - по порядку: устройство прибора, подключение, настройка.

Что такое реле времени

Реле времени - это устройство, которое включает или выключает нагрузку не сразу по команде, а через заданный промежуток времени. Задаёте интервал - секунды, минуты, часы, а у некоторых моделей и дни, - и прибор сам отслеживает момент, когда пора сработать.

Если объяснять совсем просто: реле времени - это таймер с исполнительным контактом внутри. Пришёл сигнал (или подошло нужное время по встроенным часам) - контакты щёлкнули, цепь замкнута или разомкнута.

Зачем нужно реле времени в реальной жизни?

Причин масса, вот самые частые:

• автоматическое освещение подъездов, лестниц, дворов;
• полив газона или теплицы по графику;
• задержка выключения вытяжки в ванной;
• плавный запуск мощных электродвигателей по схеме «звезда-треугольник»;
• дозирование веществ и продуктов на производстве;
• управление насосами в системах отопления и водоснабжения.

Для чего нужно реле времени, если процесс в принципе можно контролировать вручную? Чтобы убрать человеческий фактор и не держать операцию под постоянным ручным контролем.

Проще говоря, для чего используется реле времени - там, где прибору нужно сработать не «прямо сейчас», а спустя определённое время или по заранее заданному расписанию. Для чего предназначено реле времени с технической точки зрения - так это разгрузить человека от ручного контроля таких моментов: не надо стоять и караулить секундомер, устройство сделает всё само.

Как выглядит реле времени

Внешне - компактная коробочка, чаще всего рассчитанная на установку на стандартную DIN-рейку в электрощите, рядом с автоматами и УЗО. У промышленных моделей на передней панели обычно два переключателя - диапазон и множитель. У бытовых программируемых - небольшой дисплей и кнопки настройки, иногда даже с подсветкой. Клеммы для подключения питания и нагрузки расположены сзади или на нижней части корпуса.

Есть и другие форм-факторы: розеточные таймеры для дома выглядят как переходник с механическим или электронным циферблатом, а промышленные версии для управления двигателями идут в отдельном металлическом корпусе с индикацией на лицевой панели.

Что внутри - вопрос отдельный. Там может быть что угодно: катушки и обмотки, конденсатор с резистором, а в современных моделях - целый микропроцессор с кварцевым генератором. Всё зависит от конструкции конкретного реле.

Принцип работы: устройство и логика

Как же он работает? Принцип работы реле времени напрямую зависит от того, какая начинка стоит внутри корпуса.

Эволюция начинки: от электромагнитной катушки (слева) до микропроцессора (справа)

И тут расклад довольно любопытный - за примерно одну и ту же задачу разные типы реле берутся совершенно по-разному.

• Электромагнитные. Рассчитаны на постоянный ток. Внутри - две обмотки: основная и короткозамкнутая (её обычно делают из медного кольца). Когда через основную обмотку идёт ток, магнитный поток начинает расти, но короткозамкнутая обмотка мешает этому росту, притормаживает его - вот отсюда и возникает задержка на включение. А когда питание снимают, накопленная в короткозамкнутом контуре энергия ещё чуть-чуть «подпитывает» контакты, не давая им сразу разомкнуться, - это уже задержка на выключение. Работает всё это очень быстро, счёт идёт на доли секунды: включение - около 0,07–0,11 с, отключение - 0,5–1,4 с.
• Пневматические. Принцип работы реле задержки времени здесь совершенно иной - никакой магнитной возни, только воздух. Воздух здесь течёт через тонкую трубку и потихоньку набирается в камере демпфера - а вот насколько быстро он туда «просочится», ровно столько реле и будет держать выдержку. Обычно это 1–60 секунд, но у некоторых моделей планка задирается почти вдвое выше. Хотите задержку побольше - берите трубку с меньшим сечением, регулировка тонкая делается винтом. Есть у пневматики и слабое место: погрешность у моделей с максимальной выдержкой доходит до 10%, точность не самая лучшая.
• Часового типа. Здесь логика почти как в наручных часах - внутри пружина, которую взводит электромагнит, и она через зубчатую передачу отсчитывает время до момента срабатывания контактов. Диапазон рабочий - от 0,1 до 20 секунд. Применяют такие реле в основном там, где нужно защитить высоковольтное оборудование (300–1000 В), а плюс их в том, что скорость хода не зависит от температуры окружающей среды - надёжность на первом месте.
• Электронные. Самый ходовой вариант на сегодня. В простых аналоговых моделях задержка получается за счёт заряда-разряда конденсатора через резистор - дёшево, но точность так себе. В моделях подороже время считает цифровой счётчик, а нередко и целый микропроцессор - тут уже и точность высокая, и корпус компактный, и настройка через дисплей занимает пару минут.
• Логические (программируемые). Самые продвинутые из всей линейки. Время внутри считают по тактам через сумматоры, а работать умеют в самых разных режимах - задержка включения, задержка выключения, циклы, одиночные импульсы. У многих моделей есть встроенные часы реального времени, поэтому такое реле спокойно запускает нагрузку по расписанию - на сутки, на неделю, а некоторые продвинутые версии даже привязаны к астрономическому календарю и сами считают время восхода и заката для конкретных координат.

Если совсем коротко, устройство сводится к одной схеме: сигнал - выдержка - срабатывание контакта, просто реализованной по-разному в зависимости от типа начинки.

За что отвечает реле времени в схеме

Реле времени отвечает только за одну вещь - временной промежуток между сигналом (или наступлением заданного момента) и реакцией нагрузки. Само оно не измеряет ток, не защищает линию от перегрузки и не коммутирует силовую цепь напрямую - для этого внутри стоит отдельный контакт, электромагнитный или твердотельный, который реле просто открывает или закрывает в нужную секунду. Всю остальную «грязную работу» - защиту, коммутацию больших токов - берут на себя другие устройства в щитке.

Какие бывают режимы работы

• Задержка включения (On-Delay) - нагрузка включается не в момент сигнала, а спустя заданное время после него.
• Задержка выключения (Off-Delay) - нагрузка продолжает работать ещё какое-то время после того, как сигнал пропал. Классический пример - свет в подъезде или вытяжка в ванной.
• Циклический режим - реле само, без внешних команд, гоняет цикл «включение-пауза» по кругу столько, сколько нужно. Удобно для насосов и систем полива.
• Импульсный режим - на выходе формируется один короткий импульс строго заданной длины, независимо от того, сколько удерживали кнопку на входе.
• Режим реального времени - срабатывание строго по расписанию: конкретный час, день недели или дата, иногда с привязкой к световому дню.

Сколько времени работает реле ? - вопрос, на который нет одного ответа, всё зависит от режима и модели. У простых аналоговых это секунды-минуты, у программируемых цифровых - от долей секунды до нескольких суток непрерывной работы по заданному сценарию.

Теперь, когда вы знаете все режимы, осталось подобрать конкретное устройство. Если вам нужна простая задержка на включение света - берите EKF RT-SBA. Для плавного запуска двигателя потребуется EKF RT-SD. А для сложных циклов полива или импульсных сигналов подойдёт многофункциональное EKF RT-10. Вот самые востребованные модели в нашем каталоге:

Как подключить реле времени

Тут пугаться нечего: схема подключения реле почти всегда есть либо в инструкции, либо прямо на наклейке на корпусе. Общая логика такая:

• Клеммы L и N (фаза и ноль) - питание самого реле, оно постоянно под напряжением, пока прибор включён в сеть.
• Клеммы NO / NC / C - силовые контакты, через которые запитывается нагрузка: лампа, насос, двигатель.
• Если модель управляется внешним сигналом - добавляется отдельная клемма управления, например для кнопки «Старт».

Перед подключением обязательно сверьтесь с маркировкой конкретной модели - нумерация клемм у разных производителей может отличаться, и полагаться на память тут не стоит. И само собой, все работы по подключению реле времени в щитке выполняются на обесточенной линии - без исключений.

Как настроить реле времени

Как настроить реле времени на включение или выключение через нужный интервал - вопрос, который задают чаще всего, и логика у большинства бытовых и промышленных моделей похожая:

• Выбираете режим работы - задержка на включение, на выключение, циклический или импульсный.
• Выбираете диапазон времени - секунды, десятки секунд, минуты, часы.
• Задаёте множитель - конкретное число внутри выбранного диапазона.

Например, чтобы получить задержку в 30 секунд, часто нужно выставить диапазон «10 секунд» и множитель «3». На программируемых моделях с дисплеем всё ещё проще - значение вводится напрямую кнопками, без пересчёта диапазонов и множителей.

Как включить реле времени после того, как настройка сделана? Достаточно подать питание на клеммы L и N - прибор сразу запускает отсчёт согласно выбранному режиму и дальше работает автономно, без вашего участия.

Как поставить реле времени и не наделать ошибок

Несколько практических советов от тех, кто уже прошёл этот путь и набил свои шишки:

• Ставьте реле на DIN-рейку рядом с автоматом защиты той же линии - так удобнее и обслуживать, и искать причину, если что-то пойдёт не так.
• Уточните заранее напряжение сети и допустимый ток силовых контактов: реле на 10 А не потянет мощный насос напрямую, тут понадобится промежуточный контактор.
• Для влажных помещений - ванная, теплица, улица - берите модель с подходящим классом защиты корпуса, от IP44 и выше.
• Если задача простая, одна-единственная задержка, - не переплачивайте за многофункциональное программируемое реле, хватит обычного однофункционального.
• Если нужно расписание на неделю или сезонная привязка к световому дню - тут уже без электронного реле с часами реального времени не обойтись.

Частые вопросы

Заключение

Реле времени - это прибор, без которого сегодня сложно представить и грамотно собранный электрощит, и элементарное «умное» освещение в подъезде. Принцип работы у него может быть каким угодно - от механической пружины до микропроцессора с кварцевым генератором, - но задача всегда одна: включить или выключить нагрузку строго через заданное время. Разобраться в типах, подключении и настройке несложно: один раз внимательно изучите инструкцию к своей модели - и дальше реле будет работать само, годами, без лишнего вмешательства с вашей стороны.