JSZ3A - B időmérő alkalmazásának kutatása a motorirányítási rendszerben

Az idő relék gyakran használt ipari vezérlési eszközök. Időzési jellemzőik alapján három típusba oszthatók: bekapcsolási késleltetésű, kikapcsolási késleltetésű és kombinált be/kikapcsolási késleltetésű relék. Ezek közül a bekapcsolási késleltetésű idő relék a legelterjedtebbek és a piacra legkönnyebben hozzáférhetők. Ugyanakkor sok bekapcsolási késleltetésű relénk korlátozott számú kapcsolópont van, és csak időzett kapcsolópontokat biztosítanak, nincsenek azonnali kapcsolópontjuk, ami zavaró lehet az elektromos vezérlő áramkörök tervezése során, amelyeknek azonnali választ adó kapcsolópontjaikra van szükségük.

Ezenkívül a berendezés-áramkör tervezése során egy adott típusú relé hiánya gyakran nehézségeket okoz a mérnököknek. Ezért két fő kérdést kell megoldani: (1) Hogyan lehet bővíteni a bekapcsolási késleltetésű idő relék alkalmazási tartományát, amelyek nincsenek azonnali kapcsolópontokkal? (2) Lehetséges-e, hogy a bekapcsolási késleltetésű reléket használják fel helyettesítőként, ha a kikapcsolási késleltetésű relék nem állnak rendelkezésre? Ezekre a kérdésekre a cikk egy rendszeres tanulmányt mutat be a JSZ3A-B idő relé példáján keresztül, késleltetett indítási áramkörök, késleltetett leállítási áramkörök és csillag-delta indítási áramkörök példáival, praktikus referenciákat nyújtva.

1. Az idő relék működési elve és típusai

Az idő relék működése elsősorban elektromos vonzás és szabadság elvére alapul. Egy tipikus relé egy elektromagnettel, bobbinnal és mozgó vaspollaggal áll. Amikor a bobbin energiázódik, a létrejött mágneses tér a mozgó polt vonzza, így bezárva vagy nyitva hagyva egy áramkört. A szükséges időzést a relé elől található csavarkal vagy skálával állíthatják be.

2. A JSZ3A-B bekapcsolási késleltetésű idő relé paraméterei

A JSZ3A-B idő relé kompakt méretű, könnyű, nagy szerkezeti integritással rendelkezik, széles időzési tartományt, magas időzési pontosságot, kiváló megbízhatóságot és hosszú élettartamot kínál, ami alkalmas gépek és integrált berendezések automatikus vezérlő rendszereire. Több nominális irányító feszültség opcióját kínálja, AC 12–380 V vagy DC 12–220 V között választható. Az időzési tartomány 1 s, 10 s, 60 s és 6 perc, melyet a frontpanelen található választókapcsolóval lehet beállítani. A relé négy időzett kapcsolópontot biztosít: két normálisan nyitott, időzett bezáró kapcsolópont és két normálisan zárt, időzett nyitó kapcsolópont. Az időzési pontosság ≤0,5%, a működési hőmérsékleti tartomány -5°C-tól +40°C-ig terjed.

Bekapcsolási késleltetésű reléként a JSZ3A-B nyolc terminált rendelkezik. A 2-es és 7-es terminálok csatlakoztatják a tápellátást; a 1–3 és 8–6 kapcsolópontok időzett bezáró (NO), a 1–4 és 8–5 kapcsolópontok időzett nyitó (NC). A felhasználók a szükséges kapcsolópontokat kiválaszthatják a kívánt áramkör tervezéséhez.

3. A JSZ3A-B bekapcsolási késleltetésű idő relé alkalmazása

Az idő relék széles körben használatosak olyan elektromos vezérlő áramkörökben, amelyekben időzett motoroperációk szükségesek, beleértve a késleltetett indítást, a késleltetett leállítást és a csillag-delta indítási áramköröket is.

3.1 Motor késleltetett indítási vezérlő áramkör tervezése

A motor késleltetett indítási vezérlő áramkör egy önmagában zárt (rugalmas) áramkör alapján működik. Időzett motorkontrollot valósít meg a JSZ3A-B idő relé normálisan nyitott, időzett segédkapcsolópontjának soros csatlakoztatásával a kapcsolóbobbinhoz. A vezérlő áramkör látható az 1(a) ábrán. Az 1(a) ábra szerint a vezérlő áramkör tartalmazza a relé bobbinját, egy időzett normálisan nyitott segédkapcsolópontot és egy azonnali (imédiát) kapcsolópontot. Azonban a JSZ3A-B bekapcsolási késleltetésű idő relé csak időzett kapcsolópontokat biztosít, nincsenek azonnaliak. Ha a gyakorlati áramkörök tervezése során hasonló probléma merül fel, a következő két módszerrel lehet ezt megoldani.

3.1.1 Első módszer

Az első módszer a legegyszerűbb és leggyakrabban használt: a köztes relé vagy a kapcsoló normálisan nyitott segédkapcsolópontjának használata a motor önmagában zárt útvonalának biztosítására. Ez a módszer könnyen érthető és megvalósítható a kezdők számára. A konkrét motorvezérlő áramkör diagramja látható az 1(b) ábrán. Kívül ezeken, a vezérlő áramkörben található köztes segédrelé KA helyettesítésével egy másik kapcsoló KM-mel is teljesíthető a kontroll igények.

3.1.2 Második módszer

A második módszer egy másik JSZ3A-B bekapcsolási késleltetésű idő relé normálisan nyitott, időzett kapcsolópontjának használata a motor önmagában zárt útvonalának biztosítására. Ez egyszerűen úgy valósítható meg, hogy a késleltetési idejét nullára állítják. A megfelelő motorvezérlő áramkör diagramja látható az 1(c) ábrán.

A késleltetett indítási vezérlő áramkörök mellett a késleltetett leállítási motorvezérlő áramkörök is jellemzőek.

3.2 Motor késleltetett leállítási vezérlő áramkör tervezése

A kikapcsolási késleltetésű relék úgy működnek, hogy a bobbin energiázódása során a kapcsolópontjuk azonnal reagál, anélkül, hogy bármilyen késleltetés lenne, de a bobbin energiatalanítása után késleltetve állnak vissza. Ez a jellemző tökéletesen illeszkedik a késleltetett leállítási motorvezérlő igényeire. Ezért a kikapcsolási késleltetésű relé használatával viszonylag egyszerű a motor késleltetett leállítási vezérlő áramkör tervezése. A vezérlő áramkör diagramja látható a 2(a) ábrán.

3.2.1 Kikapcsolási késleltetésű idő relé azonnali kapcsolóponttal

A 2(a) ábrán látható áramkör tervezése elég könnyen érthető. Azonban a gyakorlati alkalmazásban, ha a kikapcsolási késleltetésű idő relé nincs azonnali kapcsolóponttal, köztes segédreléket vagy a kapcsoló normálisan nyitott segédkapcsolópontjait használhatják a relé azonnali kapcsolópontjainak helyettesítésére. A módosított motorvezérlő áramkör diagramja látható a 2(b) ábrán.

Működési folyamat: Zárja be a főáramkör kézilabdáját QS, nyomja meg az indító gombot SB2, és a köztes relé KA és az idő relé KT energiázódik. A KA normálisan nyitott segédkapcsolópontja bezár, így önmagában záródik. A KT időzett ki-kapcsoló kapcsolópontja azonnal bezár, energiázva a KM kapcsolót, és a motor normálisan fut. Ha a leállító gombot SB1 megnyomja, a KA és KT mindkettő energiatlanítódik. A beállított késleltetési idő elteltével a KT időzett ki-kapcsoló kapcsolópontja nyílik, a KM bobbin energiatlanítódik, és a motor leáll.

3.2.2 Bekapcsolási késleltetésű idő relék használata kikapcsolási késleltetésű idő relék helyett

Ha nincs kikapcsolási késleltetésű idő relé, használható-e bekapcsolási késleltetésű idő relé helyettesítőként? A JSZ3A-B bekapcsolási késleltetésű idő relét minta példaként, a vezérlő áramkör diagramját megfelelően módosíthatják. A módosított motorvezérlő áramkör diagramja látható a 2(c) ábrán.

Működési folyamat: Zárja be a főáramkör kézilabdáját QS, nyomja meg az indító gombot SB2, és a KM kapcsoló energiázódik. A KM normálisan nyitott segédkapcsolópontja bezár, így önmagában záródik, és a motor normálisan fut. Nyomja meg az indító gombot SB3, energiázva a köztes relét KA és az idő relét KT. A KA normálisan nyitott segédkapcsolópontja bezár, így önmagában záródik. A beállított késleltetési idő elteltével a KT időzett be-kapcsoló törő kapcsolópontja nyílik, a KM bobbin energiatlanítódik, és a motor leáll. Egyidejűleg a KM1 önmagában zárt kapcsolópontja nyílik, a KT idő relé és a KA köztes relé energiatlanítódik.

Ez a megközelítés rugalmasságot biztosít, amikor specifikus típusú idő relék nem állnak rendelkezésre, garantálva a motorvezérlő áramkörök folyamatos működését és megbízhatóságát.

3.3 Motor csillag-delta indítási vezérlő áramkör tervezése

Az ipari és mezőgazdasági termelésben a motor indításának hatásának csökkentése érdekében, nagyobb kapacitású motorok esetén, amelyek normális működés közben delta konfigurációban futnak, csillag-delta csökkentett feszültségű indítást használhatnak a kezdőáramerő korlátozására. Az indítás során a motor először csillag konfigurációban van csatlakoztatva. Amikor a motor sebessége bizonyos értékre éri, az idő relé aktiválódik, és a kapcsolást delta konfigurációra váltja a normális működéshez.

3.3.1 Kikapcsolási késleltetésű idő relé használata a vezérlő áramkörben

A vezérlő áramkör a kikapcsolási késleltetésű idő relé kikapcsolási időzett kapcsolópontjának használatával tervezhető. A vezérlő áramkör tervezése látható a 3(a) ábrán.

Működési folyamat: Zárja be a főáramkör kézilabdáját QS, nyomja meg az indító gombot SB2, és a köztes relé KA, az idő relé KT és a KM3 kapcsoló egyidejűleg energiázódik. A KA normálisan nyitott segédkapcsolópontja bezár, így önmagában záródik. A KT kikapcsolási időzett kapcsolópontja azonnal bezár, energiázva a KM1 kapcsoló bobbinját, és a KM2 kapcsoló energiatlanítódik, a motor csillag konfigurációban indítja.

Mivel a KM1 energiázódik, a KM1 normálisan zárt kapcsolópontja nyílik, energiatlanítva a KT bobbinját. A beállított késleltetési idő elteltével a KT kikapcsolási időzett kapcsolópontja nyílik, energiatlanítva a KM1 bobbinját. A KM1 normálisan zárt kapcsolópontja bezár, energiázva a KM2 kapcsoló és a KT idő relé bobbinját. A KM2 normálisan nyitott kapcsolópontja bezár, így önmagában záródik, míg a KM2 normálisan zárt kapcsolópontja nyílik, energiatlanítva a KM3 kapcsolót, a csillag kapcsolat megszakad, és a delta konfigurációra vált. Egyidejűleg a KT kikapcsolási időzett kapcsolópontja újra bezár, energiázva a KM1 bobbinját, és a motor normálisan fut a delta konfigurációban. Ha a leállító gombot SB1 megnyomja, a KM1 bobbin energiatlanítódik, a főáramkör lecsatlakozik, és a motor leáll.

3.3.2 Bekapcsolási késleltetésű idő relé használata a vezérlő áramkörben

Ha a relé típusa korlátozott, a bekapcsolási késleltetésű idő relé kikapcsolási időzett kapcsolópontjai helyettesíthetik a kikapcsolási késleltetésű idő relé kikapcsolási időzett kapcsolópontjait. A JSZ3A-B használatával módosított motorvezérlő áramkör diagramja látható a 3(b) ábrán.

Működési folyamat: Zárja be a főáramkör kézilabdáját QS, nyomja meg az indító gombot SB2, és a köztes relé KA, az idő relé KT, a KM1 és a KM3 kapcsoló egyidejűleg energiázódik, míg a KM2 kapcsoló energiatlan marad. A KA normálisan nyitott segédkapcsolópontja bezár, így önmagában záródik, a motor csillag konfigurációban indítja. A beállított késleltetési idő elteltével a KT kikapcsolási időzett kapcsolópontja nyílik, energiatlanítva a KM1 bobbinját.

A KM1 normálisan zárt kapcsolópontja bezár, energiázva a KM2 bobbinját. A KM2 normálisan nyitott kapcsolópontja bezár, így önmagában záródik, míg a KM2 normálisan zárt kapcsolópontja nyílik, energiatlanítva a KM3 kapcsolót, a csillag kapcsolat megszakad, és a delta konfigurációra vált. Egyidejűleg a KM3 normálisan zárt kapcsolópontja bezár, energiázva a KM1 bobbinját, és a motor normálisan fut a delta konfigurációban. Ha a leállító gombot SB1 megnyomja, a KM1 bobbin energiatlanítódik, a főáramkör lecsatlakozik, és a motor leáll.

A fenti két vezérlő áramkör teljes kapcsoló folyamatának során a fő KM1 kapcsoló energiatlan marad, biztosítva a motor hatékony biztonsági védelmét.

4. Összefoglalás

Ez a tanulmány a JSZ3A-B példáján keresztül bemutatja a bekapcsolási késleltetésű idő relék, amelyek nincsenek azonnali kapcsolópontokkal, alkalmazását a motor késleltetett indítási vezérlő áramkörökben, késleltetett leállítási vezérlő áramkörökben és csillag-delta indítási áramkörökben. Praktikus megoldásokat nyújt a specifikus típusú idő relék hiányában történő elektromos áramkör tervezéshez.