Импулсно реле за управление на осветление: как работи, видове, маркировки и връзки

За да отговорят на съвременните изисквания за осветление на апартаменти, офиси и предприятия, се използват сложни системи за електрификация. При проектирането им се използва редица оборудване за решаване на отделни проблеми, което непрекъснато се усъвършенства.

Така сравнително наскоро започна да се използва импулсно реле за управление на осветлението от няколко места. Той постепенно заменя стандартните вериги с проходни превключватели.

Къде може да се използва импулсно реле?

Въвеждането на това устройство в домашна употреба се обяснява с простото удобство. В крайна сметка ви позволява да контролирате осветлението от поне две точки.

В апартамент това може да е спалня, където ключът е включен на входа, а изключващият е до леглото. В офисите има дълги коридори, стълбища и големи конферентни зали.

Използването на два ключа за осветяване на стълбите се превърна в необходимост. След като включите светлината на приземния етаж, съвсем логично е да я изключите с втория ключ на горния етаж

Задачата за трипозиционно управление може да се справи с преминаване и кръстосани превключватели. Тази схема все още се използва широко. Но има и очевидни недостатъци.

Първо, това е доста сложна система за инсталиране, при която електричеството преминава през главния прекъсвач, разпределителната кутия, самите ключове и след това към осветителните лампи.При инсталирането му често възникват грешки. Ако са необходими повече от три контролни места, схемата се усложнява.

Диаграмата ясно показва задръстванията с проводници: от първия превключвател - пет, от втория - шест, от първото и второто фоново осветление - по три кабела

Второ, всички проводници имат еднакво напречно сечение, тъй като използват едно и също напрежение, което се отразява на общите разходи. Те включват и цената на проходните превключватели, няколко пъти по-висока от цената на конвенционалните.

Но необходимостта от използване на импулсно реле не е само от съображения за комфорт. Използва се и за сигнализация и защита.

Например, в промишлено предприятие за стартиране на производствени процеси, които изискват висока електрическа мощност, това устройство ви позволява да защитите оператора. Тъй като работи от токове с ниско напрежение или се контролира напълно дистанционно.

Устройство и принцип на действие

В общия смисъл на думата релето е електрически механизъм, който затваря или прекъсва електрическа верига въз основа на определени електрически или други параметри, които го влияят.

Неговият непревключващ дизайн е изобретен през 1831 г. от Дж. Хенри. И две години по-късно те започнаха да използват S. Morse, за да осигурят функционирането на телеграфа.

Могат да се разграничат две основни групи: електромеханични и електронни. При първия тип устройство работата се извършва от механизъм, а във втория за всичко е отговорна печатна платка с микроконтролер. Удобно е да се разгледа неговата работа, като се използва пример за електромеханично реле, което е импулсно реле.

Когато избирате режим на работа на релето, трябва да се ръководите от честотата на включване, вида и големината на тока и естеството на изпитваните товари.

Структурно може да се представи по следния начин:

1. Намотка - Това е медна жица, навита върху основа от немагнитен материал. Може да бъде изолиран с плат или покрит с лак, който не позволява преминаването на електричество.
2. Ядро, съдържащ желязо и активиран от преминаването на електрически ток през навивките на намотката.
3. Подвижна котва - това е плоча, която е прикрепена към арматурата и влияе върху затварящите контакти.
4. Контактна система – директно превключване на състоянието на веригата.

Работата на релето се основава на явлението електромагнитна сила. Той се появява във феромагнитната сърцевина на намотката, когато през нея преминава ток. Намотката в този случай е прибиращо устройство.

Ядрото в него е свързано с подвижна арматура, която задейства силовите контакти, осъществявайки превключване. Те могат да бъдат от нормално отворен/нормално затворен тип. Понякога контактният блок може да съдържа както отворен, така и затворен тип връзка.

Когато веригата е включена, механизмът фиксира тази позиция, която се променя при повторно прилагане на импулса и се фиксира отново до следващата промяна

Към бобината може да се свърже допълнителен резистор, който повишава точността на работа, както и полупроводников диод, който ограничава пренапрежението върху намотката. В допълнение, дизайнът може да съдържа кондензатор, инсталиран успоредно на контактите, за да се намали искренето.

Работата на устройството може да бъде по-ясно представена чрез разделянето му на няколко блока:

• изпълняващ – това е контактна група, която затваря/отваря електрическа верига;
• междинен – бобината, сърцевината и подвижната арматура задействат изпълнителния блок;
• мениджър – в това реле преобразува електрически сигнал в магнитно поле.

Тъй като за превключване на позицията на контактите е необходим единичен електрически импулс, можем да заключим, че тези устройства консумират напрежение само в момента на превключване. Това значително спестява енергия, за разлика от конвенционалните превключватели.

Вторият тип импулсно реле е електронен тип. Микроконтролерът е отговорен за неговата работа. Междинният блок тук е бобина или полупроводников ключ. Използването на елементи като програмируеми логически контролери във веригата дава възможност за допълване на релето, например, с таймер.

Този тип устройство няма механични подвижни елементи. Работата се извършва от сензор, който разпознава управляващия сигнал и твърдотелна електроника, която превключва веригата

Видове, етикетиране и предимства

Основните видове импулсни релета са електромеханични и електронни. Електромеханичните от своя страна се класифицират според принципа на действие.

Видове импулсни устройства

Това означава, че превключването на силовите контакти може да се извърши от сили, различни от силата на магнита.

Те се делят на:

• електромагнитни;
• индукция;
• магнитоелектрически;
• електродинамичен.

Електромагнитните устройства в системите за автоматизация се използват по-често от други. Те са доста надеждни поради прост метод на работа, базиран на действието на електромагнитни сили във феромагнитно ядро, при условие че има ток в намотката.

Въздействие върху контактите електромагнитни релета се осъществява от рамка, която се привлича от сърцевината в едно положение и се връща към второто от пружина.

Котва, т.е.плоча с магнитни свойства се привлича от електромагнит, който е медна жица, навита на намотка с ярем

Индукционните имат принцип на действие, основан на контакта на променливи токове с индуцирани магнитни потоци със самите потоци. Това взаимодействие създава въртящ момент, който движи меден диск, разположен между два електромагнита. Въртейки се, затваря и отваря контактите.

Работата на магнитоелектрическите устройства се осъществява поради взаимодействието на тока във въртящата се рамка с магнитното поле, създадено от постоянен магнит. Затварянето/разкъсването на контактите се управлява от въртенето му.

Тези релета са много чувствителни спрямо техния тип. Те обаче не се използват широко поради времето за реакция от 0,1-0,2 s, което се счита за дълго.

Електродинамичните релета работят поради силата, генерирана между движещи се и фиксирани токови намотки. Методът за затваряне на контактите е същият като в магнитоелектрическо устройство. Единствената разлика е, че индукцията в работната междина се създава електромагнитно.

Електронните модели са почти идентични по дизайн с електромеханичните. Те имат еднакви блокове: изпълнителен, междинен и контролен. Единствената разлика е второто. Превключването се управлява от полупроводников диод като част от микроконтролер на печатна платка.

Транзисторите и тиристорите действат като полупроводници в това устройство. Въпреки че могат да издържат на тежки условия на прах и вибрации, те са податливи на краткотрайни претоварвания по свръхток и напрежение

Този тип релета са оборудвани с допълнителни модули.Например, таймерът ви позволява да стартирате програма за управление на осветлението след определен период от време. Това е удобно за пестене на енергия, когато не е необходимо да работите с оборудването. Ако е необходимо, можете да изключите светлината, като натиснете бутона два пъти.

Предимства и недостатъци на основните типове релета

За разлика от полупроводниковите превключватели, електромеханичните превключватели имат следните предимства:

1. Сравнително ниска цена поради евтините компоненти.
2. При превключващите контакти се генерира малко количество топлина поради ниския спад на напрежението.
3. Наличието на мощна изолация от 5 kV между намотката и контактната група.
4. Не подлежи на вредните ефекти от импулси на пренапрежение, смущения от мълнии или процеси на превключване на мощни електрически инсталации.
5. Управление на линии с товар до 0,4 kV с малък обем на устройството.

Когато една верига е затворена с ток от 10 A в реле с малък обем, по-малко от 0,5 W се разпределя по бобината. Докато при електронните аналози тази цифра може да бъде повече от 15 W. Благодарение на това няма проблем с охлаждане и увреждане на атмосферата.

Техните недостатъци включват:

1. Износване и проблеми при превключване на индуктивни товари и високи напрежения с постоянен ток.
2. Включването и изключването на веригата е придружено от генериране на радиосмущения. Това изисква инсталиране на екраниране или увеличаване на разстоянието до оборудването, подложено на смущения.
3. Сравнително дълго време за реакция.

Друг недостатък е наличието на непрекъснато механично и електрическо износване по време на превключване. Те включват окисляване на контактите и тяхното увреждане от искрови разряди, деформация на пружинни блокове.

По време на монтажа си струва да се има предвид, че електромеханичната версия на контакторите може да не работи правилно, ако е в хоризонтално положение

За разлика от електромеханичните релета, електронните релета управляват междинния блок чрез микроконтролер.

Предимствата и недостатъците на електрониката могат да бъдат анализирани на примера на устройства от компанията F&F спрямо марката ABB, която произвежда механика.

Предимствата на първия тип превключватели включват:

• по-голяма сигурност;
• висока скорост на превключване;
• наличност на пазара;
• индикаторни сигнали за режим на работа;
• разширена функционалност;
• безшумна работа.

Освен това безспорното предимство е в няколко варианта за монтаж - възможно е да се монтира не само на DIN шина на панела, но и в кутия за гнезда.

Недостатъци на F&F електрониката в сравнение с механиката на ABB:

• прекъсване на работата поради прекъсване на захранването;
• прегряване при превключване на високи токове;
• „бъгове“ са възможни без видима причина;
• изключване на устройството при краткотрайно прекъсване на захранването;
• висока устойчивост в затворено положение;
• някои релета работят само с постоянен ток;
• Полупроводниковата верига не позволява веднага токът да тече обратно в нормалната си посока.

Въпреки тези недостатъци, електронните ключове непрекъснато се развиват и поради по-големия функционален потенциал в сравнение с електромеханичните, се очаква тяхното преобладаващо използване.

За да избегнете объркване, производителят предоставя най-подробните характеристики на продукта в каталозите на магазина и в техническия лист на устройството

Основни характеризиращи параметри

В зависимост от предназначението и областта на приложение, релетата могат да бъдат класифицирани по няколко критерия:

• фактор на връщане – отношението на стойността на изходния ток на котвата към тока на прибиране;
• изходен ток – максималната му стойност в клемите на бобината при излизане на котвата;
• ток на изтегляне – минималният му индикатор в скобите на бобината, когато арматурата се върне в първоначалното си положение;
• зададена точка – нивото на стойността на реакция в зададените в релето граници;
• стойност на задействане – стойността на входния сигнал, на който устройството реагира автоматично;
• номинални стойностиi – напрежение, ток и други величини, залегнали в работата на релето.

Електромагнитните устройства също могат да бъдат разделени по време на реакция. Най-дългото забавяне за реле за време е повече от 1 секунда, с възможност за конфигуриране на този параметър. След това има бавни - 0,15 секунди, нормални - 0,05 секунди, бързи - 0,05 секунди. А най-бързите безинерционни са под 0,001 секунди.

Декодиране на етикета на продукта

Кодът за маркиране на контактора често може да бъде намерен в каталозите на магазините и на самото устройство. Той дава пълно описание на конструктивните характеристики, предназначението и условията за тяхното използване.

Съставът на обозначението може да се види на електромагнитното междинно реле REP-26. Използва се в AC вериги до 380 V и DC до 220 V.

За да разберете маркировките, трябва да разделите надписа на блокове и да използвате описателни таблици, които можете да намерите в специализирани справочници

Обозначението на продукта в магазина може да изглежда така: REP 26-004A526042-40UHL4.

REP 26 – ХХХ Х Х ХХ ХХ Х – 40ХХХ4. Този тип нотация може да бъде анализиран по следния начин:

• 26 – сериен номер;
• XXX – тип контакти и техния брой;
• X – клас на износоустойчивост на комутация;
• X – вид на превключващата бобина, вид на връщане на релето и вид на тока;
• XX – проектиране според начина на монтаж и свързване на проводниците;
• ХХ – стойност на тока или напрежението на бобината;
• X – допълнителни конструктивни елементи;
• 40 – ниво на защита по стандарт IP или GOST 14254;
• ХХХ4 – климатична зона на приложение в съответствие с ГОСТ 15150.

Климатичният дизайн може да бъде: UHL - за студен и умерен климат или O - за тропически или общ климатичен дизайн.

Според специалните таблици за обозначения, въпросното устройство е електромагнитно междинно реле, с четири превключващи контакта, клас на превключващо съпротивление А, използващи постоянен ток. Разполага с фасунга с ламели за запояване на външни проводници, бобина 24V и ръчен манипулатор.

Няколко вида схеми на свързване

Има няколко опции за инсталиране, всяка от които има свои собствени характеристики, предимства и недостатъци.

Обозначаването на контактите на релето RIO-1 има следното значение:

• N – неутрален проводник;
• Y1 – разрешаване на входа;
• Y2 – вход за изключване;
• Y – вход за включване/изключване;
• 11-14 - превключващи контакти от нормално отворен тип.

Тези обозначения се използват при повечето модели релета, но преди да се свържете към веригата, трябва допълнително да се запознаете с тях в информационния лист на продукта.

Представената електрическа верига се използва за управление на светлината от три места с помощта на реле и три бутонни превключвателя без фиксиране на позицията

В тази схема контактите на силовото реле използват ток от 16 A. Защита на управляващите вериги и осветителни системи извършва се от 10 A прекъсвач.Следователно проводниците имат диаметър най-малко 1,5 mm².

Свързването на бутонните превключватели се извършва паралелно. Червеният проводник е фазата, той минава през всичките три бутонни превключвателя до захранващ контакт 11. Оранжевият проводник е превключващата фаза, идва на вход Y. След това напуска клема 14 и отива към електрическите крушки. Нулевият проводник от шината е свързан към клема N и към лампите.

Ако светлината първоначално е била включена, когато натиснете който и да е превключвател, светлината ще изгасне - ще настъпи краткотрайно превключване на фазовия проводник към Y клемата и контактите 11-14 ще се отворят. Същото ще се случи следващия път, когато натиснете който и да е друг ключ. Но щифтове 11-14 ще променят позицията си и светлината ще светне.

Предимството на горната схема пред преминаващите и кръстосаните превключватели е очевидно. Въпреки това, при късо съединение, откриването на щетите ще доведе до някои трудности, за разлика от следващата опция.

Тази схема ще спести на проводници, тъй като напречното сечение на контролните кабели може да бъде намалено до 0,5 mm². Ще трябва обаче да закупите второ защитно устройство

Това е по-рядко срещана опция за свързване. Той е същият като предишния, но веригите за управление и осветление имат собствени прекъсвачи за 6 и 10 A, съответно. Това улеснява идентифицирането на грешките.

Ако има нужда от управление на няколко групи осветление с отделно реле, тогава веригата е леко модифицирана.

Този метод на свързване е удобен за използване за включване и изключване на осветлението в цели групи. Например, незабавно изключете многостепенен полилей или осветлението на всички работни места в работилницата

Друг вариант за използване на импулсни релета е централно управлявана система.

Схемата е удобна, защото можете да изключите цялото осветление с един бутон, когато излизате от дома. И когато се върнете, включете го по същия начин

Два превключвателя са добавени към тази верига, за да задействат и прекъсват веригата. Първият бутон може да включва само групата за осветление. В този случай фазата от превключвателя "ON" ще дойде до клемите Y1 на всяко реле и контактите 11-14 ще се затворят.

Превключвателят за задействане работи подобно на първия превключвател. Но превключването се извършва на клемите Y2 на всеки превключвател и неговите контакти заемат позицията за прекъсване на веригата.

Изводи и полезно видео по темата

Видео материалът разказва за устройството, работата, приложението и историята на създаването на този тип устройства:

Следващата история описва подробно принципа на работа на полупроводникови или електронни релета:

Използването на импулсни релета се използва все повече в съвременните системи за електрификация. Нарастващите изисквания за функционалност и гъвкавост при управление на осветлението, спестяване на материали и безопасност създават непрекъснат тласък за подобряване на контакторите.

Те са намалени по размер, опростени в дизайна, повишавайки надеждността. А използването на принципно нови технологии в основата на работата им позволява да се използват в тежки условия на прашни индустрии, вибрации, магнитни полета и влажност.

Моля, напишете коментари в блока по-долу. Задавайте въпроси, споделяйте полезна информация по темата на статията, която ще бъде полезна за посетителите на сайта. Разкажете ни как сте избрали и инсталирали импулсния превключвател.