Дослідження застосування реле часу JSZ3A - B у системі керування двигуном

Часові реле є поширеними пристроями для промислового керування. Відповідно до їх часових характеристик, вони можуть бути поділені на три типи: з затримкою увімкнення, з затримкою вимкнення та комбіновані реле з затримкою увімкнення/вимкнення. Серед них, реле з затримкою увімкнення є найпоширенішими і найбільш доступними на ринку. Однак, багато реле з затримкою увімкнення мають обмежену кількість контактів і надають лише контакти з затримкою без моментальних, що створює незручності для проектування електричних керуючих схем, яким потрібні контакти з моментальною відповіддю.

Крім того, під час проектування схем обладнання, недоступність конкретного типу реле часто створює труднощі для інженерів. Тому, дві ключові проблеми повинні бути вирішені: (1) Як розширити область застосування реле з затримкою увімкнення, які не мають моментальних контактів? (2) Можна лише реле з затримкою увімкнення використовувати замість реле з затримкою вимкнення, коли останні недоступні? Для вирішення цих питань, ця стаття представляє системне дослідження на основі реле JSZ3A-B, використовуючи приклади схем з затримкою увімкнення, схем з затримкою вимкнення та схем зі зірково-трикутним запуском, що надає практичні посилання.

1. Принцип роботи та види часових реле

Робота часових реле базується переважно на принципах електромагнітного притягання та відпускання. Типове реле складається з електромагніту з катушкою та рухомим залізним сердечником. Коли катушка живиться, створюється магнітне поле, яке притягує рухомий сердечник, таким чином замикуючи або розімкуючи контур. Необхідна затримка задається регулюванням крутилки або стрілки на релі.

2. Параметри реле JSZ3A-B з затримкою увімкнення

Реле JSZ3A-B має компактний розмір, легку вагу, високу конструктивну цілісність, широкий діапазон налаштування часу, високу точність налаштування, відмінну надійність та довгий термін служби, що робить його придатним для автоматичних систем керування верстатами та інтегрованим обладнанням. Воно пропонує кілька опцій номінального напруги управління, вибирається з AC 12–380 V або DC 12–220 V. Діапазон налаштування часу включає 1 с, 10 с, 60 с та 6 хв, переключається за допомогою переключача на передній панелі. Реле надає чотири набори контактів з затримкою: два нормально відкриті контакти з затримкою замикання та два нормально закриті контакти з затримкою розімкнення. Точність налаштування часу ≤0,5%, а діапазон робочих температур -5°C до +40°C.

Як реле з затримкою увімкнення, JSZ3A-B має вісім клем. Клеми 2 та 7 підключені до живлення; контакти 1–3 та 8–6 — з затримкою замикання (NO); контакти 1–4 та 8–5 — з затримкою розімкнення (NC). Користувачі можуть вибирати відповідні контакти для проектування схеми відповідно до своїх потреб.

3. Застосування реле JSZ3A-B з затримкою увімкнення

Часові реле широко використовуються в електричних керуючих схемах, де потрібні операции з затримкою для двигунів, включаючи схеми з затримкою увімкнення, схеми з затримкою вимкнення та схеми зі зірково-трикутним запуском.

3.1 Проектування схеми з затримкою увімкнення двигуна

Схема з затримкою увімкнення двигуна базується на самозамкненні (застріченні) схемі. Вона досягає керування двигуном з затримкою шляхом підключення нормально відкритого контакту з затримкою реле JSZ3A-B в серію з катушкою контактора. Контрольна схема показана на рис. 1(a). Як показано на рис. 1(a), контрольна схема включає катушку реле, нормально відкритий допоміжний контакт з затримкою та моментальний (немедлячий) контакт. Однак, реле JSZ3A-B з затримкою увімкнення надає лише контакти з затримкою і не має моментальних. При проектуванні практичних схем, якщо виникає подібна проблема, можна використовувати наступні два методи для її вирішення.

3.1.1 Перший метод

Перший метод є найпростішим та найпоширенішим: використання нормально відкритого допоміжного контакту проміжного реле або контактора для забезпечення шляху самозамкнення двигуна. Цей метод простий для розуміння та реалізації початківцями. Конкретна схема керування двигуном показана на рис. 1(b). Окрім того, заміна допоміжного проміжного реле KA в контрольній схемі на інший контактор KM також може задовольнити вимоги керування.

3.1.2 Другий метод

Другий метод використовує нормально відкритий контакт з затримкою іншого реле JSZ3A-B з затримкою увімкнення для забезпечення шляху самозамкнення. Це досягається просто налаштуванням затримки до нуля. Відповідна схема керування двигуном показана на рис. 1(c).

Окрім схем з затримкою увімкнення, представницькими є також схеми з затримкою вимкнення двигуна.

3.2 Проектування схеми з затримкою вимкнення двигуна

Реле з затримкою вимкнення працюють таким чином, що їх контакти відповідають негайно при живленні катушки без будь-якої затримки, але вони скидаються з затримкою, коли катушка вимикається. Ця характеристика ідеально відповідає вимогам керування двигуном з затримкою вимкнення. Тому, використовуючи реле з затримкою вимкнення, можна відносно легко спроектувати схему керування двигуном з затримкою вимкнення. Схема керування показана на рис. 2(a).

3.2.1 Реле з затримкою вимкнення без моментальних контактів

Схема, показана на рис. 2(a), є досить проста для розуміння. Однак, на практиці, якщо реле з затримкою вимкнення не має моментальних контактів, можна використовувати допоміжні контакти проміжного реле або контактора як заміну моментальним контактам реле. Модифікована схема керування двигуном показана на рис. 2(b).

Процес роботи: Замкніть головний ножовий перемикач QS, натисніть кнопку запуску SB2, і проміжне реле KA та реле KT живляться. Нормально відкритий допоміжний контакт KA замикаться, забезпечуючи самозамкнення. Контакт з затримкою вимкнення KT замикаться негайно, живлюючи контактор KM, що дозволяє двигуну працювати нормально. Коли натискаєте кнопку зупинки SB1, обидва KA та KT вимикаються. Після встановленого часу затримки контакт з затримкою вимкнення KT розімкнеться, вимикаючи катушку KM, що призводить до зупинки двигуна.

3.2.2 Використання реле з затримкою увімкнення замість реле з затримкою вимкнення

Якщо реле з затримкою вимкнення недоступне, можна використовувати реле з затримкою увімкнення як заміну? На прикладі реле JSZ3A-B з затримкою увімкнення, контрольну схему можна відповідно модифікувати. Модифікована схема керування двигуном показана на рис. 2(c).

Процес роботи: Замкніть головний ножовий перемикач QS, натисніть кнопку запуску SB2, і контактор KM живиться. Нормально відкритий допоміжний контакт KM замикаться, забезпечуючи самозамкнення, що дозволяє двигуну працювати нормально. Натисніть кнопку запуску SB3, щоб живити проміжне реле KA та реле KT. Нормально відкритий допоміжний контакт KA замикаться, забезпечуючи самозамкнення. Після встановленого часу затримки контакт з затримкою увімкнення KT розімкнеться, вимикаючи катушку KM, що призводить до зупинки двигуна. Одночасно, контакт самозамкнення KM1 розімкнеться, вимикаючи реле KT та проміжне реле KA.

Цей підхід дозволяє гнучке рішення, коли конкретні типи часових реле недоступні, забезпечуючи неперервну роботу та надійність схем керування двигуном.

3.3 Проектування схеми зі зірково-трикутним запуском двигуна

У промисловому та сільськогосподарському виробництві, щоб зменшити вплив запуску двигуна на напругу мережі та інше обладнання, для двигунів з більшою потужністю, які зазвичай працюють з тривимірними статорними обмотками, з'єднаними у трикутник, можна використовувати зірково-трикутний запуск з пониженою напругою, щоб обмежити стартовий струм. Під час запуску двигун спочатку з'єднується в зірковій конфігурації. Коли швидкість двигуна досягає певного значення, реле активується, переключаючи з'єднання на трикутник для нормальної роботи.

3.3.1 Використання реле з затримкою вимкнення для контрольних схем

Контрольна схема може використовувати контакти з затримкою вимкнення реле з затримкою вимкнення. Дизайн контрольної схеми показаний на рис. 3(a).

Процес роботи: Замкніть головний ножовий перемикач QS, натисніть кнопку запуску SB2, і проміжне реле KA, реле KT та контактор KM3 одночасно живляться. Нормально відкритий допоміжний контакт KA замикаться, забезпечуючи самозамкнення. Контакт з затримкою вимкнення KT замикаться негайно, живлюючи катушку контактора KM1 та вимикаючи KM2, що запускає двигун в зірковій конфігурації.

Оскільки KM1 живиться, його нормально замкнений контакт відкривається, вимикаючи катушку KT. Після встановленого часу затримки контакт з затримкою вимкнення KT розімкнеться, вимикаючи катушку KM1. Нормально замкнений контакт KM1 замикаться, живлюючи катушки контактора KM2 та реле KT. Нормально відкритий контакт KM2 замикаться, забезпечуючи самозамкнення, а його нормально замкнений контакт відкривається, вимикаючи KM3, відключуючи зіркове з'єднання та переключаючи на трикутне. Одночасно, контакт з затримкою вимкнення KT повторно замикаться, живлюючи катушку KM1, що дозволяє двигуну працювати нормально в трикутній конфігурації. Натисніть кнопку зупинки SB1, щоб вимкнути катушку KM1, відключити головний контур та зупинити двигун.

3.3.2 Використання реле з затримкою увімкнення для контрольних схем

Коли тип реле обмежений, контакти з затримкою вимкнення реле з затримкою увімкнення можуть замінити контакти з затримкою вимкнення реле з затримкою вимкнення. Модифікована схема керування двигуном, використовуючи JSZ3A-B, показана на рис. 3(b).

Процес роботи: Замкніть головний ножовий перемикач QS, натисніть кнопку запуску SB2, і проміжне реле KA, реле KT, контактори KM1 та KM3 одночасно живляться, а KM2 вимикається. Нормально відкритий допоміжний контакт KA замикаться, забезпечуючи самозамкнення, запускаючи двигун в зірковій конфігурації. Після встановленого часу затримки контакт з затримкою вимкнення KT розімкнеться, вимикаючи катушку KM1.

Нормально замкнений контакт KM1 замикаться, живлюючи катушку KM2. Нормально відкритий контакт KM2 замикаться, забезпечуючи самозамкнення, а його нормально замкнений контакт відкривається, вимикаючи KM3, відключуючи зіркове з'єднання та переключаючи на трикутне. Одночасно, нормально замкнений контакт KM3 замикаться, живлюючи катушку KM1, що дозволяє двигуну працювати нормально в трикутній конфігурації. Натисніть кнопку зупинки SB1, щоб вимкнути катушку KM1, відключити головний контур та зупинити двигун.

Протягом всього процесу переключення в обох контрольних схемах, головний контактор KM1 залишається вимкненим, забезпечуючи ефективну безпеку двигуна.

4. Висновок

Ця стаття, використовуючи JSZ3A-B як приклад, представляє застосування реле з затримкою увімкнення без моментальних контактів в схемах з затримкою увімкнення, схемах з затримкою вимкнення та схемах зі зірково-трикутним запуском. Вона надає практичні рішення для проектування електричних схем, коли конкретні типи часових реле недоступні.