Импульсные реле

Безопасная схема подключения обычного бистабильного реле для управления очень мощными потребителями по науке

Выходные контакты любого импульсного модуля ограничены величиной коммутируемого тока. Популярными номиналами считаются 10 и 16 ампер. При их превышении со временем контакты выгорают. Реактивная нагрузка электродвигателей значительно ухудшает их возможности.

Для таких ситуаций выпускают импульсники с возможностью коммутаций нагрузок 20, 32 и 63 ампера. Их придется поискать, но в определенных случаях можно обойтись обычным промежуточным элементом — магнитным пускателем или даже контактором.

Здесь силовой выходной контакт импульсного модуля управляет обмоткой пускателя, а мощный контакт последнего, специально предназначенный для коммутации повышенных нагрузок, запускает или останавливает электродвигатель.

В этой схеме для подключения и работы двигателя может потребоваться отдельный силовой кабель. Рассчитывайте и подбирайте его по нагрузке.

Практическое подключение реле

Перед началом работ обязательно отключаем напряжение в электро цепи и проверяем с помощью тестера наличие потенциала 220 В на проводах, с которыми будем работать.

Подключите кабель питания ( 2 ) к разъему фазного провода.

Между коробом и реле проведем двухпроводный кабель. Коричневый провод подключим к разъему, чтобы могли нажать внешнюю кнопку.

Второй провод — синий, на нем будет потенциал. Подключим его к управляющему контакту ( A2 ) реле.

Следующий шаг — соединить зажим ( A1 ) с разъемом нейтрального провода, а также подключить провода к лампе. Проводники и защита нейтрали подключаются к соответствующим разъемам, а коричневый провод (фаза) к клемме ( 1 ) реле так, чтоб оно работало получая потенциал, подаваемый на зажим ( 2 ).

Соединение кнопки классическое. Подключите шнур питания к клемме ( L ) и к клемме ( 2 ) провода, с помощью которого передадим короткие импульсы управления реле.

Затем присоединяем к схеме еще одну кнопку. Для этого проведем двухпроводный кабель между двумя коробками.

Во второй можем установить кнопку звонка с подсветкой чтоб видеть изменения потенциала на ней. Метод подключения аналогичен. Соединяем провода по цвету также, как и в первой кнопке.

Всё готово — понажимайте и проверьте работу тестовой системы.

Достоинства и недостатки

Основные типы реле обладают множеством достоинств над полупроводниковыми ключами, такими как:

• относительно низкая стоимость (благодаря недорогим составляющим);
• присутствует мощная изоляция между катушкой и контактной группой;
• не подвержены вредному влиянию перенапряжения, помехам молний, коммутации мощных электрических установок;
• есть управление линиями с нагрузкой до 0,4 кВ (при малом объеме устройства).

Дополнительный плюс – отсутствие проблемы охлаждения и безвредность для атмосферы. Например, при замыкании с током в 10 А в реле по катушке распределяется меньше, чем 0,5 Вт. В сравнении с электронными аналогами данное значение выше 15 Вт.

Недостатки импульсного реле:

• износ, а также проблемы коммутации индуктивных нагрузок и высоких напряжений (если ток постоянный);
• при включении и выключении цепи происходят радиопомехи, поэтому требуется экранирование;
• относительно долгий период времени срабатывания.

Серьезным минусом можно считать непрерывный износ при коммутации (деформация пружин, окисление контактов, например).

Однако стоит уточнить, что при использовании именно электронных реле, есть такие плюсы как: безопасность, хорошая скорость подключения, доступность на рынке, бесшумная работа, расширенный функционал. А среди минусов: перегрев при коммутации больших токов, нарушение работы при сбоях в электросети, сопротивление в закрытом положении и др.

Модель для датчика движения

Устройства для датчиков движения делаются очень просто. Модули в данном случае разрешается использовать волнового типа с проводимостью от 4 мк. При этом номинальное напряжение должно составлять около 30 В. Трансиверы для устройств подбираются на проводных резисторах. Если рассматривать схему с дипольными проводниками, то понадобится расширитель. Также надо отметить, что специалисты советуют не использовать проводниковые резисторы с низкой чувствительностью. У них малый порог проводимости, они быстро перегреваются. Конденсаторы для реле подбираются на 4 пФ. Данной емкости достаточно для быстрой генерации импульсов.

Классификация и для чего нужно реле

Поскольку реле являются высоконадежными коммутационными устройствами, то не удивительно, что они нашли широкое применение в самых различных областях человеческой деятельности. Они используются в промышленности для автоматизации рабочих процессов, а также в быту в самой различной технике, например в привычных всех холодильниках и стиральных машинах.

Разнообразие видов реле очень велико и каждый предназначен для выполнения определенной задачи

Реле имеют сложную классификацию и делятся на несколько групп:

По сфере применения:

• управление электрическими и электронными системами;
• защита систем;
• автоматизация систем.

По принципу действия:

• тепловые;
• электромагнитные;
• магнитолектические;
• полупроводниковые;
• индукционные.

По поступающему параметру, вызывающему срабатывание КУ:

• от тока;
• от напряжения;
• от мощности;
• от частоты.

По принципу воздействия на управляющую часть устройства:

• контактные;
• бесконтактные.

На фото (обведено красным) показано, где находится одно из реле в стиральной машине

В зависимости от вида и классификации реле применяются в бытовой технике, автомобилях, поездах, станках, вычислительной технике и т.д. Однако, чаще всего этот вид коммутирующего устройства используется для управления токами большой величины.

Схемы подключения

Импульсное реле очень часто используется с подключением нескольких выключателей с пружинным возвратом кнопки. Подключаться они должны параллельно друг к другу по всем требованиям.

Для организации схемы управления освещением следует подключить силовой провод к бистабильному реле. А выключатели между собой соединяются посредством проводка. Благодаря этому в дальнейшем есть возможность обесточить всю сеть, используя всего один выключатель.

Данный вариант популярен, так как упрощается монтаж. При этом надо рассчитывать характеристики точно: к примеру, поддержку светодиодной подсветки кнопок, чтобы сеть полноценно функционировала.

Чтобы было удобнее, можно проверять маркировку. Производители используют такие обозначения, как:

• А1-А2 – контакты катушки;
• 1-2 (или другие цифры) – количество контактов, замыкающихся или размыкающихся при работе бистабильного реле;
• ON-OFF – маркировка контактов, которые переводят реле в состояние выключения или включения (используется при монтаже центрального управления).

Производители импульсных реле

Среди отечественных производителей наиболее известным является фирма «Меандр». Она выпускает продукцию марки РИО (Р — реле, И – импульсное, О – для осветительных систем). Наибольшей популярностью пользуется изделие РИО-1. По своим техническим характеристикам оно не уступает известным зарубежным аналогам, при этом выгодно отличается в цене. Для сравнения, данные о некоторых фирмах приведены в таблице:

Перечисленные модели приведены в качестве примера, для возможности сравнения ценовых значений на изделия от разных производителей. Реальный модельный ряд значительно шире. Импульсные реле выпускаются: на разные напряжения питания: 12, 24, 130, 220 Вольт; с различным количеством силовых контактов: 1, 2 и более; номинальным током контактов 16 и 32 А.

Практическая рекомендация: Чтобы не приобрести некачественный товар, при покупке средств автоматики нужно требовать сертификаты соответствия. Кроме того, известные бренды предоставляют гарантийные обязательства на свою продукцию, что подтверждает ее надежность.

В заключении можно отметить, что применение импульсных реле значительно упрощают обустройство осветительных систем освещения в жилых, общественных или производственных помещениях. В отличие от других способов управления освещением из нескольких мест, подключение средств автоматики является наиболее простым и рациональным. Кроме того, оно предусматривает возможность расширения доступных функций в управлении.

Что такое импульсное реле

Существуют импульсные реле самых разных модификаций — с креплением на DIN-рейку, установкой в распред. коробку, встраиваемые в светильник, но принцип самой работы у всех одинаковый — при нажатии кнопки выключателя кратковременный импульс поступает на катушку реле. Контакты реле замыкаются, переходя в состояние ВКЛ. — нагрузка включается. Повторное нажатие кнопки выключателя, либо кнопки другого выключателя приводит к переключению силовых контактов в состояние ВЫКЛ. – нагрузка отключается. Итак каждый раз при нажатии кнопки любого из выключателей, контакты импульсного реле будут менять свое состояние на противоположное. Так как импульсное реле имеет два стабильных состояния — ВКЛ. или ВЫКЛ. его еще называют бистабильным.

Иногда может встречаться еще название блокировочное реле. Само устройство импульсных реле бывает двух разных типов – электронное, с релейными или полупроводниковыми выходами и управлением на базе микроконтроллера, либо электромеханическое, с катушкой управления и механическими контактами. Оба типа имеют свои достоинства и недостатки, но я бы все таки посоветовал электромеханические – они более надежны. Электронные довольно чувствительны к перенапряжениям в сети, реагируют на сетевые помехи, в результате чего могут происходить ложные срабатывания. Также импульсные реле различаются по рабочему напряжению катушки – 12 В, 24 В, 130 В, 220 В. При выборе реле стоит об этом помнить.

Схема импульсного реле

Кстати, про выбор. А он довольно богатый. Из тех, с которыми приходилось сталкиваться это ABB E250, E290, Schneider Acti 9 ITL, F&F Евроавтоматика BIS 411, Меандр РИО1. И все они зарекомендовали себя с хорошей стороны. Выводы, обозначенные как A1 и A2 — это контакты катушки реле. Контакты 1 и 2 — замыкающие (размыкающие) контакты. Они рассчитаны на ток 16 А при коммутации активной нагрузки. Перключатель I-O служит для приоритетного выбора (контакты реле в зависимости от положения переключателя будут изначально замкнуты или разомкнуты) и ручного управления. Перключатель auto — OFF служит для отключения дистанционного управления для проведения технических работ.

Фаза через автомат приходит на контакт 1 импульсного реле и на кнопочные выключатели, которые соединяются между собой параллельно. На схеме изображены два выключателя, но таким же образом можно подключить и три и пять выключателей. С выключателей фаза уходит на контакт катушки реле А1. С контакта 2 фазный проводник идет на нагрузку. На клемму А2 катушки приходит проводник с нулевой шины, с нее же ноль уходит на нагрузку. Все просто. Таким же образом можно подключить и несколько импульсных реле для разных групп освещения.

Здесь добавляются два выключателя ВКЛ. и ОТКЛ. которые подключаются на клеммы ON и OFF соответственно. Их можно поставить непосредственно при входе в дом. При нажатии кнопки ВКЛ. свет будет включаться во всем доме. Кнопка ОТКЛ. будет полностью выключать все освещение в доме. В данной схеме реле Acti 9 ITL, которое мы рассматривали ранее не подойдет, можно задействовать Acti9 ITLc от того же Schneider Electric. По моему мнению, применение импульсных реле значительно упрощает управление освещением в более менее сложных схемах. В случае управлением с двух мест небольшого коридора, повторюсь, вполне достаточно будет обычных проходных выключателей, так как покупка импульсных реле будет экономически нецелесообразна.

Импульсные реле на планке

Использование выключателей

Исходя из конструкции импульсных реле, очевидно, что они не могут самостоятельно обеспечивать срабатывание — им требуется внешний источник сигнала управления. В данной роли к ним на помощь приходят кнопочные или клавишные выключатели, которые от стандартных отличаются наличием лишь одной стабильной позиции. Это значит, что после нажатия на такой выключатель он самостоятельно возвращается в исходное состояние, успев замкнуть цепь на время, достаточное для отправки сигнала катушке реле.

Благодаря этому количество одновременно подключенных к одному реле выключателей не ограничено и зависит только от количества необходимых точек размещения. Место установки выключателя также ничем не ограничено и может быть выбрано произвольно, в зависимости от потребностей.

Многие однопозиционные выключатели в своей конструкции имеют индикатор включения — обычно это светодиодная лампа, которая показывает, включено ли освещение в данной цепи или нет. Это может быть полезно, если с точки расположения выключателя не видно место, где размещен сам осветительный прибор.

Ассортимент выпускаемых современной промышленностью выключателей с одним нормально открытым контактом очень широк. Врезной и накладной способы компоновки позволяют использовать различный способ размещения выключателя на стене. Различные цветовые и декоративные решения позволяют полноценно применять современные выключатели в формировании дизайна помещения.

Если приобрести выключатель с двумя-тремя кнопками или клавишами, станет возможным с одной точки включать или выключать свет в нескольких сетях с импульсными реле. Например, в случае, когда рядом с выключателем расположена лестница, а наверху, чуть далее, коридор — можно включить свет с одного двухкнопочного выключателя.

Управление освещением из нескольких точек с помощью импульсного реле

В распределительном щитке цепь освещения, питающая группу светильников, подключается к силовым контактам реле. Кнопки подключаются параллельно к контактам управления реле. В схеме их может быть любое количество – т.к. через них проходит только кратковременный импульс, это не приводит к перегрузке системы. Можно использовать любые удобные кнопки – при желании это могут быть даже кнопки звонка.

Схема подключения с применением импульсного реле:

Если схема освещения предусматривает питание двух независимых групп ламп с одной кнопки, то используется не обычное импульсное реле, а секционное. Оно предназначено для включения по очереди с одной кнопки разных групп ламп или всех группы одновременно. Таким образом вы сможете управлять многорожковой люстрой по двум проводам, и вам не придется прокладывать к ней дополнительную проводку от выключателя. При этом использовании этого типа реле, одно нажатие кнопки будет замыкать первую пару силовых контактов, второе нажатие – вторую пару, третье – обе пары, четвертое – размыкать обе пары контактов. Схема подключения кнопки в таком случае не меняется, но от импульсного реле будет идти на один провод больше (один на одну группу ламп, второй на другую).

Схема подключения с применением секционного реле:
У схемы с импульсными реле есть свои преимущества – например, ее проще модернизировать. Она лучше подойдет для больших домов, общественных и социально значимых заведений, где может одновременно включаться несколько групп ламп, создавая высокую нагрузку на систему. Но схему управления освещения с помощью переключателей чаще применяют для средних квартир – она проста, надежна, не требует установки дополнительного оборудования и легко реализуется даже без привлечения электрика.

Вернуться к списку публикаций

Как подключать импульсные реле для управления несколькими светильниками из разных мест: практические рекомендации

Разберем случай с тремя лампами освещения, хотя их общее количество может быть произвольным. Схема подключения импульсных реле просто увеличится от начальной на число светильников. Сколько ламп, столько и релюшек.

Общее количество кнопок-выключателей выбирается владельцем квартиры по местным условиям.

Главные принципы построения схемы:

1. Потенциал фазы после защитного автомата распределяется по всем кнопкам слаботочным проводом, а от них он направляется на обмотки бистабильных реле (контакт А1). Силовым же проводником он подводится к клемме 1 каждого выходного контакта, а с клеммы 2 подается на свой светильник.
2. Потенциал нуля жестко разводится по всем лампочкам проводом освещения, а слаботочкой может быть заведен на контакт А2 всех обмоток.
3. Каждый светильник работает от силового контакта своего бистабильного реле, которое управляется индивидуальными кнопками.

На первый взгляд здесь ничего сложного нет, но при создании цепочки принудительного отключения от одной кнопки существуют особенности:

1. внутри квартиры с обычным однофазным питанием для централизованного отключения достаточно параллельными перемычками соединить все контакты OFF и вывести на общую кнопку у входа;
2. в частном доме с трехфазным питанием каждый потребитель может подключаться от разных фаз и собственного автомата. Способ объединения перемычками выводов OFF становится не приемлемым. Здесь следует применить обычное промежуточное реле. Его контакты станут управлять каждым модулем.

Другими словами, в отдельных случаях для централизованного управления потребителями может потребоваться дополнительное реле сброса.

Обозначил его KL и показал на схеме принцип включения обмотки с общей кнопкой от любой фазы, расположенной вблизи (например, L1) и монтажом промежуточных контактов (KL1.1, KL1.2…) в цепочках централизованного отключения всех задействованных светильников.

Этот же принцип приемлем для централизованного одновременного включения всех импульсных модулей от одной общей кнопки по контакту OFF. Дабы не загромождать картинку лишними линиями, его просто не показываю.

При таком подключении в квартирном щитке располагаются автоматические выключатели разных групп освещения и импульсные реле. От них придется делать довольно разветвленную разводку к многочисленным кнопкам управления, включая централизованные, и светильникам.

Оптимальным вариантом соединения слаботочных жил и силовых проводов становятся обычные клеммники под винт.

Особенности монтажа двухклавишных кнопок с подсветкой в подрозетниках

Подключение слаботочных цепей кнопочных выключателей выполняется последовательно от одного подрозетника к другому по мере удаления от квартирного щитка. При этом все соединения даже для двух кнопок удобно монтировать следующим образом:

• потенциал фазы, показанный на картинке ниже красным цветом, соединяется от каждых отрезков кабелей по верхним контактам всех клемм кнопок перемычками;
• жилы управления, идущие на общий контакт управления, соединяются шлейфом ниже на кнопках (для примера показал коричневым и зеленым цветом);
• остальные не используемые жилы кабеля в этом выключателе, включая РЕ-проводник, монтируем на миниатюрном двухконтактном Wago.

Этот способ позволяет удобно выполнить компактное подключение скрытой проводки даже в малом объеме подрозетника.

Одновременно здесь удобно перемонтировать назначение любой кнопки. Для этого достаточно отсоединить нижний не нужный провод с кнопки и подключить от другого светильника, а разорванную цепь соединить освободившемся Ваго.

Отличительные особенности различных моделей

Отдельные производители выпускают импульсные модули в корпусах, предназначенных не только для управления одним светильником из разных точек, но и несколькими, как показано ниже на примере продукции от Шнайдер.

Компания ABB пошла иным путем. Она стала выпускать к своим модулям дополнительный блок централизованного управления, который позволяет выполнить те же функции. Его просто устанавливают на DIN рейку рядом с основным изделием.

Схема подключения таких устройств приведена на корпусе и в сопроводительной документации. Уточняйте ее особенности у каждого производителя.

Компания Меандр производит модули РИО-2, приспособленные для работы в трех режимах:

1. обычного импульсного;
2. трех перекрестных переключателей;
3. автоматического таймера.

Они могут работать с местным и централизованным управлением. Показываю схему подключения производителя двух модулей с общими функциями.

Как видите, для каждого изделия может быть разработана своя заводская схема. Ее следует уточнить.

Возможности настройки

Есть несколько регулировок, которые позволяют настроить работу фотореле в каждом конкретном случае. Проблема в том, что настройки производятся вручную, поворотом нужного регулятора и добиться абсолютно одинаковых параметров у нескольких устройств нереально. Всегда есть какие-то отличия в их работе.

• Порог срабатывания. Позволяет увеличить или уменьшить чувствительность. Снижать чувствительность надо в зимний период, когда свет отражается от снега. Также снижать чувствительность можно в городах, если неподалеку находятся ярко освещенные объекты.

• Задержка на включение и отключение (в секундах). Увеличивая задержку на выключение можно избавиться от ложных срабатываний при попадании на фотодатчик света от автомобильных фар. Задержка на включение не даст включить освещение при затемнении от тучи или тени от птицы.

• Регулируемый диапазон освещенности. С его помощью задается освещенность, при которой фотореле для уличного освещения подает питание (нижняя граница) и отключает его (верхняя). Этот диапазон может быть 2-100 Лк (2 Лк — это полная темнота), а может — 20-80 Лк (20 Лк — это сумерки, но очертание предметов еще видно).

При помощи этих настроек можно сделать работу фотореле для автоматического включения освещения участка комфортным, исключить ложные срабатывания.

Виды импульсных реле

Средства автоматики, приводимые в действие электрическим импульсом, бывают электромеханическими и электронными. Они отличаются как внутренним устройством, так и принципом действия. Но назначение у них общее.

Ниже приведены преимущества и недостатки обоих видов, ознакомившись с которыми пользователь сможет сам принять решение в пользу одного из них.

Электромеханические устройства

Конструкция данных изделий включает в себя:

• катушку управления;
• сердечник, приводимый в действие электромагнитным полем катушки;
• контактная группа, осуществляющая коммутацию цепи;
• механические узлы (пружинные и рычажные детали).

В отличие от обычных реле, импульсные аппараты не нуждаются в постоянной подаче напряжения, а работают от короткого импульса. Соответственно расход электроэнергии в них происходит только во время замыкания/размыкания контактов.

Практически все представители устройств данного вида имеют механизм для крепления на DIN рейку.

Электронные импульсные реле

Основными конструктивными составляющими этого вида являются микропроцессоры и полупроводниковые элементы. На данный момент электронные изделия отличаются излишней чувствительностью к импульсным перенапряжениям, что бывает причиной ложных срабатываний. Однако, благодаря той же полупроводниковой «начинке», они делают возможной реализацию дополнительных функций. Например, совместив устройство с таймером, можно программировать время включения/выключения света.

Окончательный выбор изделия всегда остается за пользователем.

Разновидности и характеристики импульсных реле

Импульсные реле могут иметь модульную конструкцию, для установки на DIN рейку в щитке, но, также выпускаются устройства различных размеров и форм, имеющие иной способ крепления. Модульные устройства, выпускаемые различными производителями, также могут отличаться внешним видом. Например, импульсные реле фирмы ABB, Schneider Electric, имеют индикаторы работы и ручной рычажок управления механизмом.

Обозначение клемм подключения тоже может различаться. По ходу развития, изделия одной марки также изменяются. Например, реле ранее популярной серии E251 от компании ABB уже снятое с производства, выглядит так, а его аналог Е290, теперь имеет несколько иной вид. Различаются внутренней схемой также серии от одного изготовителя. Основными характеристиками импульсных реле являются:

• Количество и первоначальное состояние контактов;
• Номинальное управляющее напряжение;
• Ток срабатывания катушки;
• Номинальный ток силовой цепи;
• Длительность импульса управления;
• Количество подключаемых выключателей;

Последняя указанная характеристика зависит от наличия ламп подсветки в выключателях, суммарный ток которых может привести к срабатыванию катушки. Если импульсное реле электронное, то оно подвержено влиянию радиопомех и наводок от окружающих силовых цепей. Поскольку существует большое разнообразие бистабильных реле, то без привязки к конкретному производителю можно рассмотреть лишь обобщённую схему подключения.

Схема срабатывания реле

Общей особенностью данных реле является то, что они не имеют встроенной защиты от перегрузки и должны быть защищены с помощью автоматических выключателей.

Поскольку для срабатывания катушки требуется незначительный ток, по сравнению коммутируемой нагрузкой, то цепи управления могут осуществляться при помощи кабелей с поперечным сечением жил 0,5 мм², но в этом случае для данной электропроводки должен быть установлен отдельный защитный автомат, для предотвращения возгорания проводов при их коротком замыкании.

Как правило, производители указывают время, в течение которого катушка может находиться под напряжением. Например, у ABB оно не ограничено, но у менее именитых брендов импульсные реле могут нагреваться, когда в цепи катушки будет электрический ток продолжительное время, поэтому, покупая импульсное реле, необходимо уточнять данный параметр, ведь возможны случаи, когда случайно передвинутая мебель окажется причиной постоянного нажатия кнопки выключателя.

Если заглянуть в каталог ABB, то можно увидеть что существуют импульсные реле (старая серия — E256, новый аналог E290-16-11/), имеющие по одному нормально открытому и закрытому контакту, фактически работающие в режиме переключателя. Такие устройства могут использоваться для управления осветительными системами на производстве, для переключения между основным и дежурным освещением. Благодаря такой функции производственное помещение никогда не окажется в темноте по вине персонала, забывшего включить дежурный свет – переключение осуществляется одним нажатием на клавишу выключателя.

Импульсное реле с цифровым управлением

Существует также возможность управлять освещением как локально (управляется одно импульсное реле при помощи нескольких параллельно подключенных кнопок), так и централизованно, (одновременно для нескольких одинаковых устройств) при помощи двух клавиш – включения и выключения. Например, схема подключения реле серии E257. Здесь нажатием центральных кнопок (ON, OFF) управляются все реле, плюс каждое имеет свое локальное управление. В обновлённой линейке ABB используется принцип комбинирования модулей для создания многоуровневых управляющих систем.

Использование различного управляющего напряжения также расширяет функциональные возможности устройств управления освещением. Для примера, импульсное реле серии E251-24 (его обновлённый аналог E290-16-10/24)управляется постоянным напряжением 12В (или переменным 24В), что делает безопасной работу выключателей, находящихся во влажных средах, где есть риск поражения электрическим током.

Такое устройство с успехом может использоваться для управления освещением в бане или сауне, где применение устройств, работающих с сетевым напряжением, не допускается. К тому же низковольтный управляющий сигнал может генерироваться различными компьютеризированными устройствами, что позволяет автоматизировать процессы управления освещением.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin