Импульсное реле для управления освещением: виды, маркировка и подключение

Комплексные системы электрификации используются для удовлетворения современных потребностей в освещении квартир, офисов и коммерческих предприятий. При их проектировании для решения индивидуальных задач используется разнообразное оборудование, которое постоянно совершенствуется.

Поэтому импульсное реле для многоточечного управления освещением стало использоваться относительно недавно. Постепенно он заменяет стандартные схемы сквозными переключателями.

Где можно использовать импульсное реле?

Внедрение этого устройства в домашнее использование объясняется простым удобством. Ведь он позволяет управлять освещением как минимум с двух точек.

В квартире это может быть спальня, где возгорание произошло в подъезде, а отключение – рядом с кроватью. В офисах длинные коридоры, лестничные клетки и большие конференц-залы.

Использование двух выключателей для освещения лестницы стало необходимостью. Включив свет на первом этаже, вполне логично выключить его вторым выключателем наверху

Сквозные и перекрестные переключатели могут справиться с задачей трехпозиционного управления. Эта схема широко используется до сих пор. Но есть и вопиющие недостатки.

Во-первых, это довольно сложная в установке система, в которой электричество проходит через главный выключатель, распределительную коробку, сами выключатели, а затем через осветительные лампы. Во время установки часто возникают ошибки. Если требуется более трех контрольных точек, схема усложняется.

На схеме хорошо видна загруженность проводами: от первого переключателя – пять, от второго – шесть, от первой и второй подсветки – по три провода

Во-вторых, все провода имеют одинаковое сечение, так как используют ток одинакового напряжения, что влияет на общую стоимость. Также в них включена цена на сквозные переключатели, которая во много раз превышает стоимость обычных.

Но импульсное реле необходимо использовать не только из соображений удобства. Он также используется для отчетов и в целях безопасности.

Например, на промышленном предприятии для запуска производственных процессов, требующих большой мощности, это устройство позволяет обезопасить оператора. Так как работает от токов низкого напряжения или полностью дистанционно управляется.

Устройство и принцип работы

В общем смысле этого слова реле – это электрический механизм, который замыкает или размыкает электрическую цепь на основе определенных электрических или других параметров, которые на нее влияют.

Его конструкция без переключателя была изобретена в 1831 году Дж. Генри. А через два года стали использовать С. Морзе для обеспечения работы телеграфа.

Можно выделить две основные группы: электромеханические и электронные. В устройствах первого типа за работу выполняет один механизм, а во втором за все отвечает печатная плата с микроконтроллером. Его работу удобно рассмотреть на примере электромеханического реле, которое представляет собой импульсное реле.

При выборе режима работы реле необходимо руководствоваться частотой коммутации, характером и амплитудой тока, характером испытываемых нагрузок

Конструктивно его можно представить следующим образом:

  1. Катушка – это медная проволока, намотанная на основу из немагнитного материала. Его можно утеплить тканью или покрыть краской, не пропускающей электричество.
  2. Железосодержащий сердечник активируется путем пропускания электрического тока через витки катушки.
  3. Подвижный якорь представляет собой пластину, которая прикреплена к якорю и воздействует на замыкающие контакты.
  4. Контактная система является непосредственно переключателем состояния цепи.

Работа реле основана на явлении электромагнитной силы. Он появляется в ферромагнитном сердечнике катушки, когда через него проходит ток. Катушка в данном случае является втягивающим.

Сердечник в нем соединен с подвижным якорем, который активирует силовые контакты, осуществляя переключение. Они могут быть нормально открытыми / нормально закрытыми. Иногда контактный блок может содержать как открытые, так и закрытые типы соединений.

При включении схемы механизм фиксирует это положение, которое меняется при повторении импульса и снова фиксируется до следующего изменения

К катушке можно подключить дополнительный резистор, повышающий точность срабатывания, а также полупроводниковый диод, ограничивающий перенапряжения на обмотке. Кроме того, в конструкцию может входить конденсатор, установленный параллельно контактам для уменьшения дугового разряда.

Более наглядно работу устройства можно представить, разделив его на несколько блоков:

  • исполнение – группа контактов, замыкающая / размыкающая электрическую цепь;
  • промежуточные – катушка, сердечник и подвижный якорь активируют исполнительный блок;
  • управление – в этом реле оно преобразует электрический сигнал в магнитное поле.

Поскольку для переключения положения контактов требуется только один электрический импульс, можно сделать вывод, что эти устройства потребляют напряжение только во время переключения. Это значительно экономит энергию, в отличие от традиционных проходных переключателей.

Второй тип импульсного реле – электронного типа. За работу в нем отвечает микроконтроллер. Средний блок здесь представляет собой полупроводниковую катушку или переключатель. Использование в схеме таких элементов, как программируемые логические контроллеры, позволяет добавлять реле, например таймер.

В этом типе устройств нет движущихся механических элементов. Работа выполняется датчиком, распознающим управляющий сигнал, и твердотельной электроникой, которая переключает цепь

Виды, маркировка и преимущества

Основные типы импульсных реле – электромеханические и электронные. Электромеханики, в свою очередь, классифицируются по принципу действия.

Разнообразие импульсных устройств

Это означает, что переключение силовых контактов может осуществляться силами, отличными от силы магнита.

Они делятся на:

  • электромагнитный;
  • индукция;
  • магнитоэлектрический;
  • электродинамический.

Электромагнитные устройства в системах автоматизации используются чаще других. Они достаточно надежны благодаря простому способу работы, основанному на действии электромагнитных сил в ферромагнитном сердечнике, при условии наличия тока в катушке.

Воздействие на контакты электромагнитных реле осуществляется рамой, которая в одном положении притягивается к сердечнику, а во втором возвращается пружиной.

Якорь, то есть пластина с магнитными свойствами, притягивается к электромагниту, который представляет собой медный провод, намотанный на катушку ярма

Индукционные имеют принцип действия, основанный на контакте токов – чередующихся с магнитными потоками, наведенными самими потоками. Это взаимодействие создает пару, которая приводит в движение медный диск, расположенный между двумя электромагнитами. Вращаясь, он замыкает и размыкает контакты.

Работа магнитоэлектрических устройств осуществляется за счет взаимодействия тока в колеблющейся рамке с магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом. Замыкание / размыкание контакта контролируется его вращением.

Эти реле очень чувствительны к своему типу. Однако они не получили широкого распространения из-за времени отклика 0,1–0,2 с, что считается большим.

Электродинамические реле работают за счет силы, возникающей между движущейся и неподвижной катушками тока. Метод замыкания контактов такой же, как и для магнитоэлектрического устройства. Единственное отличие состоит в том, что индукция в рабочем зазоре создается электромагнитным способом.

Электронные модели конструктивно практически идентичны электромеханическим. У них одинаковые блоки: исполнительный, промежуточный и управленческий. Единственная разница в последнем. Переключение контролируется полупроводниковым диодом в микроконтроллере на печатной плате.

Транзисторы и тиристоры действуют в этом устройстве как полупроводники. Несмотря на то, что они выдерживают экстремальные условия пыли и вибрации, они подвержены коротким замыканиям по напряжению и перегрузкам по току

Этот тип реле оснащен дополнительными модулями. Например, таймер позволяет запускать программу управления освещением через заданный промежуток времени. Это полезно для экономии энергии, когда оборудование не требуется. При необходимости можно выключить свет, дважды нажав кнопку.

Достоинства и недостатки основных типов реле

В отличие от полупроводниковых переключателей, электромеханические переключатели имеют следующие преимущества:

  1. Сравнительно невысокая стоимость за счет недорогих комплектующих.
  2. Выделение небольшого количества тепла на контактах, которые включаются из-за небольшого падения напряжения.
  3. Наличие мощной изоляции 5 кВ между катушкой и контактной группой.
  4. Не подвержен вредному воздействию импульсов перенапряжения, помех молнии, коммутационных процессов мощных электроустановок.
  5. Управление линиями с нагрузкой до 0,4 кВ при небольшом объеме устройства.

При замыкании цепи с током 10 А в реле малой мощности на катушку распределяется менее 0,5 Вт, тогда как у электронных аналогов этот показатель может превышать 15 Вт. В результате нет проблем с охлаждением и нет ущерба для атмосферы.

К недостаткам их устройства можно отнести:

  1. Износ и проблемы при переключении индуктивных нагрузок и высоких напряжений постоянного тока.
  2. Включение и выключение схемы сопровождается возникновением радиопомех. Это требует экранирования или увеличения расстояния от создающего помехи оборудования.
  3. Относительно долгое время отклика.

Еще один недостаток – постоянный механический и электрический износ при переключении. К ним относятся окисление контактов и повреждения от искровых разрядов, деформация пружинных блоков.

При установке следует учитывать, что электромеханический вариант контакторов может работать некорректно, если он находится в горизонтальном положении

В отличие от электромеханических реле, электронные реле управляют промежуточным блоком через микроконтроллер.

Преимущества и недостатки электроники можно увидеть на примере устройств F&F, относящихся к бренду ABB, производящему механику.

Преимуществами первого типа переключателей являются:

  • большая безопасность;
  • высокая скорость переключения;
  • доступность на рынке;
  • оповещения индикатора рабочего режима;
  • расширенные возможности;
  • тихая работа.

К тому же неоспоримое преимущество заключается в нескольких вариантах монтажа: возможна установка не только на DIN-рейку экрана, но и в розетку.

Недостатки электроники F&F по сравнению с механикой ABB:

  • прерывание работы в случае отключения электроэнергии;
  • перегрев при коммутации больших токов;
  • «глюки» возможны без видимой причины;
  • отключать прибор при кратковременном отключении напряжения в сети;
  • большое сопротивление в закрытом положении;
  • некоторые реле работают только на постоянном токе;
  • полупроводниковая схема не сразу возвращает ток в нормальном направлении.

Несмотря на эти недостатки, электронные переключатели постоянно развиваются, и ожидается их широкое использование из-за их большего функционального потенциала по сравнению с электромеханическими.

Во избежание недоразумений производитель предоставляет более подробные характеристики товара в каталогах магазина и в техническом паспорте устройства

Основные характеризующие параметры

В зависимости от назначения и области применения реле можно классифицировать по разным критериям:

  • коэффициент возврата: соотношение между значением выходного тока якоря и пусковым током;
  • выходной ток – его максимальное значение в выводах катушки на выходе якоря;
  • тяговый ток – его минимальный показатель в выводах катушки при возвращении якоря в исходное положение;
  • уставка – уровень значения срабатывания в заданных пределах, установленных в реле;
  • значение активации: значение входного сигнала, на которое устройство автоматически реагирует;
  • номинальные значения – напряжение, ток и другие величины, лежащие в основе работы реле.

Также электромагнитные устройства можно разделить по времени отклика. Самая длительная задержка для реле времени превышает 1 секунду, с возможностью настройки этого параметра. Далее идут медленные – 0,15 сек., Нормальные – 0,05 сек., Высокоскоростные – 0,05 сек. И самый быстрый без инерции – менее 0,001 сек.

Расшифровка маркировки товара

Код маркировки контактора часто встречается в каталогах магазинов и на самом устройстве. В нем дается полное описание возможностей проекта, цели и условий их использования.

Состав обозначения можно разобрать на реле промежуточное электромагнитное РЭП-26. Применяется в цепях переменного тока до 380В и постоянного тока до 220В.

Чтобы разобраться в маркировке, необходимо разделить надпись на блоки и применить описательные таблицы, которые можно найти в специализированных справочниках

Обозначение товара в магазине может выглядеть так: REP 26-004A526042-40UHL4.

РАПП. 26 – ХХХ ХХ ХХ ХХ Х – 40ХХХ4. Этот вид обозначения можно разобрать следующим образом:

  • 26 – порядковый номер;
  • XXX – тип контактов и их количество;
  • X – класс коммутационной прочности;
  • X – тип катушки коммутатора, тип возврата реле и род тока;
  • ХХ – конструкция по способу монтажа и подключения проводов;
  • XX – значение тока или напряжения катушки;
  • Х – дополнительные элементы конструкции;
  • 40 – уровень защиты стандарта IP или ГОСТ 14254;
  • ХХХ4 – климатическая зона применения по ГОСТ 15150.

Климатическое исполнение может быть: УХЛ – для холодного и умеренного климата или О – для тропического или общеклиматического исполнения.

Согласно таблицам специальных обозначений рассматриваемое устройство представляет собой электромагнитное промежуточное реле с четырьмя переключающими контактами, класс коммутационной стойкости А, работающее на постоянном токе. Имеет розетку с ножами для сварки внешних проводов, катушку 24 В и ручной манипулятор.

Различные типы схем подключения

Существует несколько вариантов крепления, каждый из которых имеет свои особенности, достоинства и недостатки.

Обозначение контактов реле РИО-1 имеет следующую расшифровку:

  • N – нейтральный провод;
  • Y1 – включить вход;
  • Y2 – вход отключения;
  • Y – вход включен и выключен;
  • 11-14 – нормально разомкнутые переключающие контакты.

Эти обозначения используются на большинстве моделей реле, но перед подключением к схеме необходимо ознакомиться с ними в паспорте изделия.

Представленная схема электрификации предназначена для управления светом с трех точек с помощью реле и трех кнопочных выключателей без фиксации положения

В этой схеме силовые контакты реле используют ток 16 А. Защита цепей управления и систем освещения осуществляется автоматическим выключателем на 10 А. Следовательно, провода имеют диаметр не менее 1,5 мм2.

Кнопочные переключатели подключаются параллельно. Красный провод – фаза, проходит через все три кнопочных переключателя на силовой контакт 11. Оранжевый провод – фаза переключения, идет на вход Y. Затем он выходит из клеммы 14 и идет к лампочкам. Нейтральный провод от шины подключается к клемме N и приборам.

Если изначально свет был включен, то при нажатии на выключатель свет погаснет – произойдет кратковременное переключение фазного провода на клемму Y и контакты 11-14 разомкнутся. То же самое произойдет, когда вы в следующий раз нажмете другой переключатель. Но контакты 11-14 поменяют положение и загорится свет.

Преимущество указанной схемы перед сквозными и перекрестными переключателями очевидно. Однако в случае короткого замыкания обнаружение неисправности вызовет определенные трудности, в отличие от следующего варианта.

Такая схема позволит сэкономить на проводах, так как сечение контрольных кабелей можно уменьшить до 0,5 мм2. Однако вам нужно будет приобрести второе защитное устройство

Это менее распространенный вариант подключения. Он такой же, как и предыдущий, но цепи управления и освещения имеют собственные автоматические выключатели на 6 и 10 А соответственно. Это упрощает поиск и устранение неисправностей.

Если возникает необходимость управлять несколькими группами освещения с помощью отдельного реле, схема немного видоизменяется.

Такой способ подключения удобно использовать для включения и выключения освещения целыми группами. Например, сразу выключить многоуровневую люстру или освещение всех рабочих мест в мастерской

Другой вариант использования импульсных реле – централизованная система управления.

Схема удобна тем, что можно выключить все освещение кнопкой, выходя из дома. И когда вернешься, включи так же

К этой схеме добавлены два переключателя для создания и разрыва цепи. Первая кнопка может включать только группу освещения. В этом случае фаза от переключателя «ВКЛ» будет поступать на клеммы Y1 каждого реле и контакты 11-14 замыкаются.

Выключатель открытия работает так же, как и первый выключатель. Но переключение осуществляется на выводах Y2 каждого переключателя и его контакты находятся в положении разомкнутой цепи.

Выводы и полезные видео по теме

В видеоматериале рассказывается об устройстве, работе, применении и истории создания этого типа устройства:

Следующая история подробно описывает, как работают твердотельные или электронные реле:

Импульсные реле все чаще используются в современных системах электрификации. Возрастающие требования к функциональности и гибкости управления освещением, экономии материалов и безопасности создают постоянный импульс для улучшения контакторов.

Их уменьшают в размерах, упрощают конструктивно, повышают надежность. А использование принципиально новых технологий, лежащих в основе работы, позволяет использовать их в суровых условиях запыленных производств, вибрации, магнитных полей и влажности.

Напишите свои комментарии в блоке ниже. Задавайте вопросы, делитесь полезной информацией по теме статьи, которая будет полезна посетителям сайта. Расскажите, как вы выбрали и установили импульсный выключатель.

Источник – https://sovet-ingenera.com/elektrika/rele/impulsnoe-rele-dlya-upravleniya-osveshheniem.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: