Impulzné relé na ovládanie osvetlenia: ako to funguje, typy, označenia a pripojenia

Na splnenie moderných požiadaviek na osvetlenie bytov, kancelárií a podnikov sa používajú komplexné elektrifikačné systémy. Pri ich navrhovaní sa na riešenie jednotlivých problémov používa množstvo zariadení, ktoré sa neustále zdokonaľujú.

Relatívne nedávno sa teda začalo používať impulzné relé na ovládanie osvetlenia z viacerých miest. Postupne nahrádza štandardné obvody priechodnými spínačmi.

Kde je možné použiť impulzné relé?

Zavedenie tohto zariadenia do domáceho použitia je vysvetlené jednoduchým pohodlím. Koniec koncov, umožňuje ovládať osvetlenie najmenej z dvoch bodov.

V byte to môže byť spálňa, kde je vypínač zapnutý pri vchode a vypínač je vedľa postele. V kanceláriách sú dlhé chodby, schodiská a veľké konferenčné miestnosti.

Použitie dvoch vypínačov na osvetlenie schodiska sa stalo nevyhnutnosťou. Po rozsvietení svetla na prízemí je celkom logické ho vypnúť druhým vypínačom na poschodí

Úlohu trojpolohového riadenia je možné zvládnuť pomocou priechodných a krížové spínače. Táto schéma je stále široko používaná. Má však aj zjavné nedostatky.

Po prvé, ide o pomerne zložitý systém na inštaláciu, v ktorom elektrina prechádza cez hlavný istič, rozvodnú skriňu, samotné spínače a potom do osvetľovacích lámp.Pri jeho inštalácii sa často vyskytujú chyby. Ak sú potrebné viac ako tri kontrolné miesta, schéma sa stáva zložitejšou.

Diagram jasne ukazuje preťaženie vodičmi: od prvého spínača - päť, od druhého - šesť, od prvého a druhého podsvietenia - každý tri káble

Po druhé, všetky vodiče majú rovnaký prierez, pretože používajú rovnaké napätie, čo ovplyvňuje celkové náklady. Zahŕňajú aj cenu priechodných prepínačov, niekoľkonásobne vyššiu ako náklady bežných.

Potreba použiť impulzné relé však nie je len z dôvodov pohodlia. Používa sa tiež na signalizáciu a ochranu.

Napríklad v priemyselnom podniku na spustenie výrobných procesov, ktoré vyžadujú vysoký elektrický výkon, vám toto zariadenie umožňuje chrániť operátora. Pretože pracuje z nízkonapäťových prúdov alebo je úplne ovládaný na diaľku.

Zariadenie a princíp činnosti

Vo všeobecnom zmysle slova je relé elektrický mechanizmus, ktorý uzatvára alebo prerušuje elektrický obvod na základe určitých elektrických alebo iných parametrov, ktoré ho ovplyvňujú.

Jeho neprepínateľný dizajn vynašiel už v roku 1831 J. Henry. A o dva roky neskôr začali používať S. Morse na zabezpečenie fungovania telegrafu.

Možno rozlíšiť dve hlavné skupiny: elektromechanické a elektronické. V prvom type zariadenia je práca vykonávaná mechanizmom a v druhom je za všetko zodpovedná doska plošných spojov s mikrokontrolérom. Je vhodné zvážiť jeho činnosť na príklade elektromechanického relé, ktorým je impulzné relé.

Pri výbere pracovného režimu relé sa musíte riadiť frekvenciou zapínania, typom a veľkosťou prúdu a povahou testovaných záťaží.

Štrukturálne to môže byť znázornené takto:

1. Cievka - Ide o medený drôt navinutý na podložke z nemagnetického materiálu. Môže byť izolovaná tkaninou alebo potiahnutá lakom, ktorý neprepúšťa elektrinu.
2. Core, obsahujúci železo a aktivovaný prechodom elektrického prúdu cez závity cievky.
3. Pohyblivá kotva - je to doska, ktorá je pripevnená ku kotve a ovplyvňuje uzatváracie kontakty.
4. Kontaktný systém – priamo prepínať stav obvodu.

Činnosť relé je založená na fenoméne elektromagnetickej sily. Objavuje sa vo feromagnetickom jadre cievky, keď ňou prechádza prúd. Cievka je v tomto prípade navíjacie zariadenie.

Jadro v ňom je spojené s pohyblivou kotvou, ktorá aktivuje silové kontakty a vykonáva spínanie. Môžu byť normálne otvorené/normálne zatvorené. Niekedy môže kontaktný blok obsahovať otvorený aj uzavretý typ pripojenia.

Keď je obvod zapnutý, mechanizmus zafixuje túto polohu, ktorá sa zmení po opätovnom použití impulzu a znova sa zafixuje až do ďalšej zmeny

K cievke je možné pripojiť prídavný rezistor, ktorý zvyšuje presnosť činnosti a tiež polovodičovú diódu, ktorá obmedzuje prepätie na vinutí. Okrem toho môže dizajn obsahovať kondenzátor inštalovaný paralelne s kontaktmi, aby sa znížilo iskrenie.

Činnosť zariadenia možno jasnejšie znázorniť jeho rozdelením do niekoľkých blokov:

• predvádzanie – je to skupina kontaktov, ktorá uzatvára/otvára elektrický obvod;
• medziprodukt – cievka, jadro a pohyblivá kotva aktivujú vykonávaciu jednotku;
• manažér – v tomto relé premieňa elektrický signál na magnetické pole.

Keďže na prepnutie polohy kontaktov je potrebný jediný elektrický impulz, môžeme konštatovať, že tieto zariadenia spotrebúvajú napätie iba v momente zopnutia. To výrazne šetrí energiu, na rozdiel od bežných prepínačov.

Druhým typom impulzného relé je elektronický typ. Za jeho činnosť je zodpovedný mikrokontrolér. Medziľahlým blokom je tu cievka alebo polovodičový spínač. Použitie prvkov ako sú programovateľné logické automaty v obvode umožňuje doplniť relé napríklad o časovač.

Tento typ zariadenia nemá žiadne mechanické pohyblivé prvky. Prácu vykonáva snímač, ktorý rozpoznáva riadiaci signál a polovodičová elektronika, ktorá spína obvod

Typy, označovanie a výhody

Hlavné typy impulzných relé sú elektromechanické a elektronické. Elektromechanické sú zase klasifikované podľa princípu fungovania.

Typy pulzných zariadení

To znamená, že spínanie silových kontaktov môže byť uskutočnené inými silami ako je sila magnetu.

Delia sa na:

• elektromagnetické;
• indukcia;
• magnetoelektrické;
• elektrodynamické.

Elektromagnetické zariadenia v automatizačných systémoch sa používajú častejšie ako iné. Sú celkom spoľahlivé vďaka jednoduchému spôsobu prevádzky založenému na pôsobení elektromagnetických síl vo feromagnetickom jadre za predpokladu, že je v cievke prúd.

Vplyv na kontakty elektromagnetické relé sa vykonáva rámom, ktorý je priťahovaný jadrom v jednej polohe a vrátený do druhej pružinou.

Kotva, t.j.doska s magnetickými vlastnosťami je priťahovaná elektromagnetom, čo je medený drôt navinutý na cievke s jarmom

Indukčné majú princíp činnosti založený na kontakte striedavých prúdov s indukovanými magnetickými tokmi s tokmi samotnými. Táto interakcia vytvára krútiaci moment, ktorý pohybuje medeným diskom umiestneným medzi dvoma elektromagnetmi. Otáčaním sa zatvára a otvára kontakty.

Prevádzka magnetoelektrických zariadení sa uskutočňuje v dôsledku interakcie prúdu v rotujúcom ráme s magnetickým poľom vytvoreným permanentným magnetom. Zapínanie/rozpínanie kontaktov je riadené jeho otáčaním.

Tieto relé sú veľmi citlivé vzhľadom na ich typ. Nie sú však veľmi používané kvôli dobe odozvy 0,1-0,2 s, ktorá sa považuje za dlhú.

Elektrodynamické relé fungujú vďaka sile generovanej medzi pohyblivými a pevnými prúdovými cievkami. Spôsob uzatvárania kontaktov je rovnaký ako v magnetoelektrickom zariadení. Jediný rozdiel je v tom, že indukcia v pracovnej medzere sa vytvára elektromagneticky.

Elektronické modely sú dizajnovo takmer totožné s elektromechanickými. Majú rovnaké bloky: vykonávanie, sprostredkovanie a ovládanie. Jediný rozdiel je v tom druhom. Spínanie je riadené polovodičovou diódou ako súčasťou mikrokontroléra na doske plošných spojov.

Tranzistory a tyristory pôsobia v tomto zariadení ako polovodiče. Aj keď dokážu odolať drsným prachovým a vibračným podmienkam, sú náchylné na skratové a napäťové preťaženie

Tento typ relé je vybavený prídavnými modulmi.Napríklad časovač vám umožňuje spustiť program ovládania osvetlenia po určitom čase. To je výhodné pre úsporu energie, keď nie je potrebné prevádzkovať zariadenie. V prípade potreby môžete svetlo vypnúť dvojitým stlačením tlačidla.

Výhody a nevýhody hlavných typov relé

Na rozdiel od polovodičových spínačov majú elektromechanické spínače nasledujúce výhody:

1. Relatívne nízke náklady vďaka lacným komponentom.
2. Na spínaných kontaktoch vzniká malé množstvo tepla v dôsledku nízkeho poklesu napätia.
3. Prítomnosť výkonnej izolácie 5 kV medzi cievkou a kontaktnou skupinou.
4. Nepodlieha škodlivým účinkom prepäťových impulzov, rušeniu bleskom alebo spínacím procesom výkonných elektrických inštalácií.
5. Riadenie vedení so záťažou do 0,4 kV s malým objemom prístroja.

Keď je obvod uzavretý prúdom 10 A v maloobjemovom relé, cez cievku sa distribuuje menej ako 0,5 W. Zatiaľ čo na elektronických analógoch môže byť toto číslo viac ako 15 W. Vďaka tomu nevzniká problém s ochladzovaním a poškodzovaním atmosféry.

Medzi ich nevýhody patrí:

1. Opotrebenie a problémy pri spínaní indukčných záťaží a vysokých napätí jednosmerným prúdom.
2. Zapnutie a vypnutie obvodu je sprevádzané generovaním rádiového rušenia. Vyžaduje si to inštaláciu tienenia alebo zväčšenie vzdialenosti od rušeného zariadenia.
3. Relatívne dlhá doba odozvy.

Ďalšou nevýhodou je prítomnosť nepretržitého mechanického a elektrického opotrebovania počas spínania. Patria sem oxidácia kontaktov a ich poškodenie iskrovými výbojmi, deformácia pružinových blokov.

Pri inštalácii je potrebné zvážiť, že elektromechanická verzia stýkačov nemusí správne fungovať, ak je v horizontálnej polohe

Na rozdiel od elektromechanických relé elektronické relé riadia medziľahlú jednotku prostredníctvom mikrokontroléra.

Výhody a nevýhody elektroniky možno analyzovať na príklade zariadení od firmy F&F v porovnaní so značkou ABB, ktorá vyrába mechaniku.

Výhody prvého typu prepínačov zahŕňajú:

• väčšia bezpečnosť;
• vysoká rýchlosť spínania;
• dostupnosť na trhu;
• indikátor upozorňuje na prevádzkový režim;
• pokročilé funkcie;
• tichá prevádzka.

Nesporná výhoda navyše spočíva v niekoľkých možnostiach inštalácie - je možné inštalovať nielen na DIN lištu panelu, ale aj do zásuvková skrinka.

Nevýhody elektroniky F&F v porovnaní s mechanikou ABB:

• prerušenie práce v dôsledku výpadkov napájania;
• prehriatie pri spínaní vysokých prúdov;
• „chyby“ sú možné bez zjavného dôvodu;
• vypnutie zariadenia pri krátkodobom výpadku prúdu;
• vysoký odpor v uzavretej polohe;
• niektoré relé pracujú iba s jednosmerným prúdom;
• Polovodičový obvod okamžite neumožňuje tok prúdu späť do normálneho smeru.

Napriek týmto nedostatkom sa elektronické spínače neustále vyvíjajú a vzhľadom na väčší potenciál funkčnosti oproti elektromechanickým sa predpokladá ich prevládajúce využitie.

Aby sa predišlo nejasnostiam, výrobca uvádza najpodrobnejšie charakteristiky produktu v katalógoch predajní a v technickom liste zariadenia

Hlavné charakteristické parametre

V závislosti od účelu a oblasti použitia možno relé klasifikovať podľa niekoľkých kritérií:

• návratový faktor – pomer hodnoty výstupného prúdu kotvy k spätnému prúdu;
• výstupný prúd – jeho maximálna hodnota v svorkách cievky pri výstupe kotvy;
• záťahový prúd – indikátor jeho minima v svorkách cievky, keď sa kotva vráti do pôvodnej polohy;
• určiť si bod – úroveň hodnoty odozvy v rámci špecifikovaných limitov nastavených v relé;
• akčnú hodnotu – hodnota vstupného signálu, na ktorý zariadenie automaticky reaguje;
• nominálne hodnotyi – napätie, prúd a iné veličiny, ktoré sú základom činnosti relé.

Elektromagnetické zariadenia možno rozdeliť aj podľa doby odozvy. Najdlhšie oneskorenie pre časové relé je viac ako 1 sekunda s možnosťou konfigurácie tohto parametra. Potom sú pomalé - 0,15 sekundy, normálne - 0,05 sekundy, rýchle - 0,05 sekundy. A tie najrýchlejšie bez zotrvačnosti sú menej ako 0,001 sekundy.

Dekódovanie označovania produktov

Kód označenia stýkača možno často nájsť v katalógoch obchodov a na samotnom zariadení. Poskytuje úplný popis konštrukčných prvkov, účelu a podmienok ich použitia.

Zloženie označenia je možné vidieť na elektromagnetickom medzirelé REP-26. Používa sa v obvodoch striedavého prúdu do 380 V a jednosmerného prúdu do 220 V.

Aby ste porozumeli označeniam, musíte nápis rozdeliť na bloky a použiť popisné tabuľky, ktoré nájdete v špecializovaných referenčných knihách

Označenie produktu v obchode môže vyzerať takto: REP 26-004A526042-40UHL4.

REP 26 – ХХХ Х Х ХХ ХХ Х – 40ХХХ4. Tento typ zápisu možno analyzovať takto:

• 26 – číslo série;
• XXX – typ kontaktov a ich počet;
• X – trieda odolnosti proti opotrebovaniu spínania;
• X – typ spínacej cievky, typ spätného relé relé a typ prúdu;
• XX – prevedenie podľa spôsobu inštalácie a pripojenia vodičov;
• ХХ – hodnota prúdu alebo napätia cievky;
• X – dodatočné konštrukčné prvky;
• 40 – stupeň ochrany podľa normy IP alebo GOST 14254;
• ХХХ4 – klimatická zóna použitia v súlade s GOST 15150.

Klimatické prevedenie môže byť: UHL - pre chladné a mierne podnebie alebo O - pre tropické alebo všeobecné klimatické prevedenie.

Podľa špeciálnych tabuliek označenia ide o zariadenie elektromagnetické medziľahlé relé, so štyrmi spínacími kontaktmi, trieda spínacieho odporu A, na jednosmerný prúd. Má zásuvkové uchytenie s lamelami na spájkovanie vonkajších vodičov, cievku 24 V a ručný manipulátor.

Niekoľko typov schém zapojenia

Existuje niekoľko možností inštalácie, z ktorých každá má svoje vlastné charakteristiky, výhody a nevýhody.

Označenie kontaktov relé RIO-1 má nasledujúci význam:

• N – neutrálny vodič;
• Y1 – povoliť vstup;
• Y2 – vstup vypnutia;
• Y – vstup zapnutia/vypnutia;
• 11-14 – spínacie kontakty spínacieho typu.

Tieto označenia sa používajú na väčšine modelov relé, ale pred pripojením k okruhu by ste sa s nimi mali dodatočne oboznámiť v produktovom liste.

Prezentovaný elektrifikačný obvod slúži na ovládanie svetla z troch miest pomocou relé a troch tlačidlových spínačov bez fixácie polohy

V tomto obvode využívajú kontakty výkonového relé prúd 16 A. Ochrana riadiacich obvodov a osvetľovacie systémy vykonáva 10 A istič.Preto majú drôty priemer najmenej 1,5 mm².

Zapojenie tlačidlových spínačov sa vykonáva paralelne. Červený vodič je fáza, prechádza cez všetky tri tlačidlové spínače na napájací kontakt 11. Oranžový vodič je spínacia fáza, prichádza na vstup Y. Potom opúšťa svorku 14 a prechádza k žiarovkám. Nulový vodič zo zbernice je pripojený na svorku N a na svietidlá.

Ak bolo svetlo pôvodne zapnuté, potom po stlačení ľubovoľného spínača svetlo zhasne - dôjde ku krátkodobému prepnutiu fázového vodiča na svorku Y a kontakty 11-14 sa otvoria. To isté sa stane pri ďalšom stlačení akéhokoľvek iného prepínača. Ale kolíky 11-14 zmenia polohu a svetlo sa rozsvieti.

Výhoda vyššie uvedeného obvodu oproti priechodným a krížovým prepínačom je zrejmá. Pri skrate však detekcia poškodenia spôsobí určité ťažkosti, na rozdiel od ďalšej možnosti.

Táto schéma ušetrí vodiče, pretože prierez ovládacích káblov možno zmenšiť na 0,5 mm². Budete si však musieť zakúpiť druhé ochranné zariadenie

Toto je menej bežná možnosť pripojenia. Je rovnaký ako predchádzajúci, ale riadiaci a svetelný okruh majú vlastné ističe na 6 a 10 A. To uľahčuje identifikáciu porúch.

Ak je potrebné ovládať niekoľko skupín osvetlenia pomocou samostatného relé, obvod sa mierne upraví.

Tento spôsob pripojenia je vhodný na zapínanie a vypínanie svetiel v celých skupinách. Napríklad okamžite vypnite viacúrovňový luster alebo osvetlenie všetkých pracovísk v dielni

Ďalšou možnosťou využitia impulzných relé je centrálne riadený systém.

Schéma je pohodlná, pretože pri odchode z domu môžete jedným tlačidlom vypnúť všetko osvetlenie. A keď sa vrátite, zapnite ho rovnakým spôsobom

K tomuto obvodu sú pridané dva spínače na vytvorenie a prerušenie obvodu. Prvé tlačidlo môže zapnúť iba skupinu osvetlenia. V tomto prípade fáza zo spínača „ON“ príde na svorky Y1 každého relé a kontakty 11-14 sa zatvoria.

Vypínací spínač funguje podobne ako prvý spínač. Spínanie sa však vykonáva na svorkách Y2 každého spínača a jeho kontakty sú v polohe vypnutia.

Závery a užitočné video na túto tému

Video materiál hovorí o zariadení, prevádzke, aplikácii a histórii vytvorenia tohto typu zariadenia:

Nasledujúci príbeh podrobne popisuje princíp fungovania polovodičových alebo elektronických relé:

V moderných elektrifikačných systémoch sa stále viac používa použitie impulzných relé. Zvyšujúce sa nároky na funkčnosť a flexibilitu pri ovládaní osvetlenia, úsporu materiálu a bezpečnosť vytvárajú neustály impulz pre zdokonaľovanie stýkačov.

Sú zmenšené, dizajnovo zjednodušené, čím sa zvyšuje spoľahlivosť. A použitie zásadne nových technológií v srdci práce umožňuje ich použitie v náročných podmienkach prašného priemyslu, vibrácií, magnetických polí a vlhkosti.

Komentáre napíšte do bloku nižšie. Pýtajte sa, zdieľajte užitočné informácie o téme článku, ktoré budú užitočné pre návštevníkov stránok. Povedzte nám o tom, ako ste vybrali a nainštalovali impulzný spínač.