Что такое импульсное реле
Импульсное реле — это выключатель, который замыкает или размыкает электрическую цепь в случае изменения входных состояний «включено-выключено». Отличается устройство от обыкновенного релейного элемента тем, что для него не нужна постоянная подача электроэнергии.
Существуют и более современные приборы, управляемые по Wi-Fi сигналу, однако импульсные реле доступнее по деньгам большему количеству рядовых покупателей. Стоят они в среднем 1000 – 1500 рублей за устройство, цена зависит от изготовителя и оснащенности. Комплектация:
- встроенный таймер;
- функция централизованного управления;
- возможность подключения Wi-Fi.
Такие реле для управления освещением появились давно, но широкую популярность и распространение получили только сейчас
Возможности подобных систем большие, важно в них разобраться
Твердотельное реле
И вот, если мы соберем все плюсы механических и электронных импульсных реле, то получим достоинства твердотельных.
Суть работы твердотельного реле заключается в использовании эффекта воздействия света на pn-переход. В отличие от механических реле у твердотельных реле отсутствуют механические замыкания и размыкания контактов. Для этих целей в твердотельных реле используются полупроводниковые элементы.
Фото твердотельных реле Schneider Electric с охладителями
Принцип работы
Мы подаем ток на светодиод, и он, в свою очередь, воздействует на pn-переход коммутационной сети, замыкая или размыкая ее.
Твердотельные реле делятся на два основных вида. Это реле постоянного и переменного тока.
Твердотельные реле постоянного тока
Твердотельные реле постоянного тока очень надежны. Их срок службы, по сравнению с механическими, практически бесконечен. Работают они при температурах от -30 +70 градусов Цельсия.
Твердотельные реле переменного тока
Основная особенность твердотельных реле переменного тока — это пониженный уровень электромагнитных помех, малый расход энергии, абсолютная бесшумность и практически мгновенное срабатывание.
Достоинства
- Бесшумные.
- Отсутствуют подвижные детали. Срок службы — десятки лет.
- Коммутация с минимумом помех.
- Практически мгновенное срабатывание.
- Малое потребление электроэнергии.
- Очень малые размеры, при этом могут работать с большими токами.
- Широкая сфера применения. Благодаря минимальным размерам и большому количеству настроек срабатывания, используются практически везде.
- Благодаря большому расстоянию между цепью управления и управляемой цепью обеспечивается надежная изоляция.
- Очень прочные. Почти безразличны к вибрациям и ударам.
Недостатки
Казалось бы, давайте заменим все реле на твердотельные, и бед знать не будем, но здесь не все так просто. Два недостатка у твердотельных реле все же есть. И порой они становятся решающими.
- Сильный нагрев.
- Высокая цена.
При малых токах величина нагрева, конечно же, не существенна. Однако когда мы говорим о больших потребителях электричества, например, требуется коммутировать электрический обогреватель, то величина нагрева увеличиваются значительно. А если в цепи произойдет короткое замыкание, то полупроводники в твердотельных реле расплавятся очень быстро. Да, реле, конечно, может быть защищено от короткого замыкания и оснащено системой охлаждения, но при этом оно становится достаточно дорогим.
Абсолютная тишина. Можно монтировать на этаже
Полное отсутствие шума в процессе работы этих реле позволяет выполнять монтаж твердотельных реле, где угодно. Можно монтировать в электрических щитах на этажах, здесь ограничений нет.
Твердотельное реле в системах управления и автоматики
Как и электромагнитное реле, твердотельное реле работает, удерживает цепь замкнутой, только в течение того времени, пока на реле подается напряжение. То есть это не тот случай, как с триггером или поляризованным реле, когда подал управляющее напряжение, и «забыл» — цепь будет замкнута сколько угодно долго до следующего отключающего сигнала. Для замыкания цепи на твердотельное реле должно подаваться напряжение постоянно, поэтому это реле не может работать с кнопками без контроллера.
Между кнопками включения света и твердотельным реле всегда требуется контроллер, который подает на реле удерживающее коммутацию напряжение.
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:
- 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.
- Потенциал нуля жестко разводится по всем лампочкам проводом освещения, а слаботочкой может быть заведен на контакт А2 всех обмоток.
- 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:
- внутри квартиры с обычным однофазным питанием для централизованного отключения достаточно параллельными перемычками соединить все контакты OFF и вывести на общую кнопку у входа;
- 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:
- обычного импульсного;
- трех перекрестных переключателей;
- 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.
Для чего нужны противотуманки?
Прежде чем рассказать вам об особенностях монтажа данных элементов, пару слов о том, какую важность они представляют для автомобиля. Основная функция противотуманных фар заключается в подаче света
От этой характеристики зависят качество и дальность освещения дорожного полотна. Если противотуманки хорошо настроены, они способны осветить до 10 метров асфальта перед собой, чего вполне хватает для безопасного движения при скорости 50-60 километров в час. Причем неважно, в какую погоду вы едете – при безоблачном небе или при густом тумане – со своей функцией данная оптика справляется всегда. Так как же установить ее в автомобиль?
Работа реле в нестандартных ситуациях
Многие задаются вопросом, а что будет с реле при исчезновении напряжения в доме и последующем его появлении? Не включатся ли в данном случае все светильники разом? Нет, такого не произойдет.
Однако статус положения контактов будет зависеть от конкретной модели. С памятью они или нет. Если память присутствует, то ранее включенные лампочки загорятся вновь. Там, где памяти нет, контакты просто разомкнутся.
А что будет, если два человека нажали на две кнопки одновременно? Это будет воспринято как одноразовое нажатие. То есть, лампочка либо загорится, либо потухнет, в зависимости от своего предыдущего положения.
Импульсное реле для монтажа в эл.щиток имеет формфактор модульного контактора и устанавливается на дин-рейку. Номинальный ток большинства моделей 10-16А.
Этого вполне хватает для организации освещения в квартире или загородном доме.
Если вы захотите подключить более мощную нагрузку, тогда придется задействовать в схеме пускатель, либо выбирать модели на большие токи.
Несколько видов схем подключения
Существует несколько вариантов монтажа, каждый из которых имеет свои особенности, достоинства и недостатки.
Обозначение контактов реле РИО-1 имеет следующую расшифровку:
- N – нулевой провод;
- Y1 – вход включения;
- Y2 – вход выключения;
- Y – вход включения и выключения;
- 11-14 – коммутирующие контакты нормально-открытого типа.
Эти обозначения используются на большинстве моделей реле, но перед подсоединением в цепь следует дополнительно ознакомиться с ними в паспорте изделия.
Представленная схема электрификации используется для управления светом из трех мест посредством реле и трех кнопочных выключателей без фиксации положения
В этой схеме силовые контакты реле используют ток в 16 А. Защита цепей контроля и систем освещения осуществляется автоматическим выключателем 10 А. Следовательно провода имеют диаметр не меньше 1,5 мм2.
Соединение кнопочных коммутаторов выполнено параллельно. Красный провод – фаза, идет через все три кнопочных выключателя на силовой контакт 11. Оранжевый провод – фаза коммутации, приходит на вход Y. После чего выходит из клеммы 14 и идет на лампочки. Нулевой провод с шины соединяется с клеммой N и со светильниками.
Если свет изначально был включен, то при нажатии на любой включатель свет погаснет — произойдет кратковременная коммутация фазного провода на клемму Y и контакты 11-14 разомкнутся. То же самое произойдет при последующем нажатии на любой другой выключатель. Но контакты 11-14 изменят положение и свет включится.
Преимущество приведенной схемы перед проходными и перекрестными выключателями очевидно. Однако при коротком замыкании обнаружение повреждения вызовет некоторые сложности, в отличие от следующего варианта.
Такая схема позволит сэкономить на проводах, т. к. сечение кабелей управления можно уменьшить до 0,5 мм2. Однако придется приобрести второй аппарат защиты
Это менее распространенный вариант подключения. Он такой же, как предыдущий, но цепи управления и освещения имеют свои автоматы защиты на 6 и 10 А соответственно. Это облегчает выявление неисправностей.
Если возникает необходимость управлять несколькими группами освещения отдельным реле, то схема несколько видоизменяется.
Такой метод подключения удобно использовать, чтобы включать и выключать освещение целыми группами. Например, сразу погасить многоуровневую люстру или освещение всех рабочих мест в цеху
Еще одним вариантом использования импульсных реле является система с централизованным управлением.
Схема удобна тем, что можно выключить все освещение одной кнопкой, уходя из дома. А по возвращении, включить его таким же образом
В эту схему добавляются два выключателя для замыкания и размыкания цепи. Первая кнопка может только включить группу освещения. При этом фаза от выключателя «ВКЛ» придет на клеммы Y1 каждого реле и контакты 11-14 замкнутся.
Выключатель размыкания работает аналогично первому выключателю. Но коммутация осуществляется на клеммы Y2 каждого коммутатора и его контакты занимают положение размыкания цепи.
Как проверить электромагнитное реле
Работоспособность электромагнитного реле зависит от катушки. Поэтому в первую очередь проверяем обмотку. Ее прозванивают мультиметром. Сопротивление обмотки может быть как 20-40 Ом, так и несколько кОм. При измерении просто выбираем подходящий диапазон. Если есть данные о том, какая величина сопротивления должна быть — сравниваем. В противном случае довольствуемся тем, что нет короткого замыкания или обрыва (сопротивление стремится к бесконечности).
Проверить электромагнитное реле можно при помощи тестера/мультиметра
Второй момент — переключаются или нет контакты и насколько хорошо прилегают контактные площадки. Проверить это немного сложнее. К выводу одного из контактов можно подключить источник питания. Например — простую батарейку. При срабатывании реле потенциал должен появиться на другом контакте или исчезнуть. Это зависит от типа проверяемой контактной группы. Контролировать наличие питания также можно при помощи мультиметра, но его надо будет перевести в соответствующий режим (контроль напряжения проще).
Если мультиметра нет
Не всегда под рукой есть мультиметр, но батарейки есть почти всегда. Давайте рассмотрим пример. Есть какое-то реле в герметичном корпусе. Если знаете или нашли его тип, можно посмотреть характеристики по названию. Если данные не нашли или нет названия реле, смотрим на корпус. Обычно тут указывается вся важная информация. Напряжение питания и коммутируемые токи/напряжения есть обязательно.
Проверка обмотки электромагнитного реле
В данном случае имеем реле, которое работает от 12 V постоянного тока. Хорошо если есть такой источник питания, тогда используем его. Если нет, собираем несколько батареек (последовательно, то есть одну за одной), чтобы суммарно получить требуемое напряжение.
При последовательном соединении батареек их напряжение суммируем
Получив источник питания нужного номинала, подключаем его к выводам катушки. Как определить где выводы катушки? Обычно они подписаны. Во всяком случае, есть обозначения «+» и «-» для подключения источников постоянного питания и знаки для переменного типа таких «≈». На соответствующие контакты подаем питание. Что происходит? Если катушка реле рабочая, слышен щелчок — это притянулся якорь. При снятии напряжения он слышен снова.
Проверяем контакты
Но щелчки — это одно. Это значит, что катушка работает, но надо еще контакты проверить. Возможно они окислились, цепь замыкается, но сильно падает напряжение. Может они стерлись и контакт плохой, может, наоборот, закипели и не размыкаются. В общем, для полноценной проверки электромагнитного реле необходимо еще проверить работоспособность контактных групп.
Проще всего объяснить на примере реле с одной группой. Они обычно стоят в автомобилях. Автолюбители называют их по числу выводов: 4 контактные или 5 контактные. В обоих случаях там всего одна группа. Просто четырех контактное реле содержит нормально замкнутый или нормально разомкнутый контакт, а пятиконтактное — переключающую группу (перекидные контакты).
Электромагнитное реле 4 и 5 контактное: расположение контактов, схема подключения
Как видите, питание подается в любом случае на выводы, которые подписаны 85 и 86. А к остальным подключается нагрузка. Для проверки 4-контактного реле можно собрать простейшую связку из маленькой лампочки и батарейки нужного номинала. Концы этой связки прикрутить к выводам контактов. В 4-контактном реле это выводы 30 и 87. Что получится? Если контакт на замыкание (нормально разомкнутый), при сработке реле лампочка должна загореться. Если группа на размыкание (нормально замкнутый) должна потухнуть.
В случае с 5-контактным реле схема будет чуть сложнее. Тут потребуется две связки из лампочки и батарейки. Используйте лампы разного формата, цвета или каким-то образом их разделите. При отсутствии питания на катушке у вас должна гореть одна лампочка. При срабатывании реле она гаснет, загорается другая.
Схема управления освещением из 4 мест при помощи импульсного реле
Одним из таких более простых вариантов, является использование так называемых импульсных реле.
В бытовой сфере широко применять их начали относительно недавно, но само реле известно уже давно и успешно применялось на производстве. Оно вполне неплохо зарекомендовало себя, и его применение для управления освещением вполне оправдано.
Что такое импульсное реле?
Теперь давайте разберемся, что такое это импульсное реле, и какой тип освещения должен быть в комнате для его использования? Импульсные реле бывают двух видов – электромагнитное и электронное. Мы рассмотрим принцип работы на примере электромагнитного реле, так как он более нагляден.
Импульсное реле
- Как и любое другое реле, импульсное реле имеет катушку и магнитопровод. Магнитопровод в нормальном положении разомкнут.
- При подаче напряжения на катушку, магнитопровод замыкается. Благодаря тому, что к магнитопроводу жестко прикреплены подвижные контакты, они так же приходят в движение и замыкаются с неподвижными контактами.
Принцип действия обычного электромагнитного реле
- Но в обычном реле при исчезновении напряжения на катушке, магнитопровод отпадает. В результате размыкаются и контакты. В импульсном реле этого не происходит, так как контакты блокируются в сработанном положении.
- Для того, чтобы контакты в импульсном реле изменили свое положение, необходима повторная подача напряжения на катушку. При этом они так же зафиксируются в отключенном положении.
Технические характеристики импульсного реле РИО-1
Для подачи напряжения на катушку, используются обычные кнопки. Ведь для перехода реле из одного положения в другое достаточно импульса длиной до 0,3 сек. При этом допускается использование такого реле практически для любых систем освещения. Так Led освещение может быть суммарной мощностью до 460 Вт. А вот количество и мощность люминесцентных ламп в схеме зависит от их cosα, и может варьировать от 8 до 25 штук.
Схема управления освещением от импульсного реле
Ну а подключение импульсного реле на порядок проще, чем схема с проходными и перекрестными переключателями. Но здесь следует быть внимательным и не перепутать точки подключения.
Так как каждый производитель маркирует вывода импульсного реле по-разному, то в качестве образца мы возьмем наиболее распространенную модель РИО-1.
Кнопки для управления реле РИО-1
- Так как наши кнопки коммутируют только цепи катушки реле, то начнем с подключения силовой части нашего реле. Для этого подключаем к фазному групповому проводу, кабель, который подключаем к контакту «11» — это один силовой контакт нашего реле.
- От второго силового контакта реле – «14» подключаем наши светильники. Кроме того, для работы светильников нам требуется подключить к ним дополнительно нулевой и защитный провод. Делать это следует в соответствии с маркировкой.
На фото схема подключения реле РИО-1
Теперь наша инструкция расскажет вам, как подключить катушку реле. Для этого нам потребуется четыре кнопочных выключателя, которые имеют контакт 1 и 2
Какой из них будет первым, а какой вторым неважно.
От того же фазного группового провода, в распределительной коробке подключаем провод, который монтируем ко всем контактам номер 1 кнопок. Затем соединяем все контакты номер два, и подключаем их к контакту «Y» импульсного реле
Для нормальной работы катушки осталось подключить нулевой провод к контакту «N» импульсного реле — и наша схема готова к работе.
Схема подключения для управления освещением импульсным реле из 4 мест
Теперь при нажатии на любую из кнопок подастся напряжение на катушку реле, и она перебросит силовой контакт. Он замкнется и загорится свет. При повторном нажатии на любую кнопку опять подастся напряжение на катушку, и она разомкнет силовой контакт. Свет соответственно потухнет. И так бесконечное число раз.
Устройство и принцип действия
В общем смысле слова реле – это электрический механизм, который замыкает или разрывает электрическую цепь, исходя из определенных электрических или иных параметров, которые на него воздействуют.
Его не коммутационная конструкция была изобретена еще в 1831 году Дж. Генри. А через два года стали применять для обеспечения функционирования телеграфа С. Морзе.
Можно выделить две основные группы: электромеханические и электронные. В первом типе устройства работу осуществляет механизм, а во втором за все отвечает печатная плата с микроконтроллером. Его работу удобно рассмотреть на примере электромеханического реле, которое является импульсным.
При выборе режима работы реле необходимо руководствоваться частотой включений, родом и величиной тока, характером испытываемых нагрузок
Конструктивно его можно представить следующим образом:
- Катушка – это медный провод, намотанный на основание из немагнитного материала. Он может быть в тканевой изоляции или покрывается лаком, не пропускающим электричество.
- Сердечник, содержащий железо и приходящий в действие при прохождении электрического тока через витки катушки.
- Подвижный якорь – это пластина, которая крепится к якорю и оказывает воздействие на замыкающие контакты.
- Контактная система – непосредственно переключатель состояния цепи.
В основе работы реле лежит явление электромагнитной силы. Она появляется в ферромагнитном сердечнике катушки, когда через нее пускается ток.
Катушка в этом случае является втягивающим устройством. Сердечник в ней связан с подвижным якорем, который и приводит в действие силовые контакты, осуществляя коммутацию. Они могут быть нормально открытого/нормально закрытого типа.
Иногда блок контактов может содержать одновременно разомкнутые и замкнутые виды соединения.
При включении цепи механизм фиксирует это положение, которое меняется при повторной подаче импульса и снова фиксируется до следующего изменения
К катушке дополнительно может подключаться резистор, увеличивающий точность срабатывания, а также полупроводниковый диод, ограничивающий перенапряжение на обмотке.
Кроме этого, в конструкции может присутствовать конденсатор, установленный параллельно контактам, для уменьшения искрения.
Более понятно работу устройства можно представить, разбив его на несколько блоков:
- исполняющий – это контактная группа, которая замыкает/размыкает электрическую цепь;
- промежуточный – катушка, сердечник и подвижный якорь задействуют исполняющий блок;
- управляющий – в этом реле преобразует электрический сигнал в магнитное поле.
Так как для переключения положения контактов необходим однократный электрический импульс, то можно сделать вывод о том, что эти приборы потребляют напряжение только в момент переключения. Это значительно экономит электроэнергию, в отличие от обычных проходных выключателей.
Второй разновидностью импульсного реле является электронный тип. За работу в нем отвечает микроконтроллер.
Промежуточным блоком здесь служит катушка или полупроводниковый ключ. Использование в схеме таких элементов, как программируемые логические контроллеры, позволяет дополнить реле, например, таймером.
В устройстве этого вида нет механических подвижных элементов. Работу осуществляет датчик, распознающий сигнал управления и твердотельная электроника, которая коммутирует цепь
Импульсное реле — маркировка
На устройство нанесена маркировка, которая помогает узнать информацию об устройстве.
В первую очередь указывается наименование изделия. Например, РЭП 26. 26 это серийный номер. Далее указывается разновидность контактов и их число. Следом за этим наносится класс износостойкости.Кроме этого маркировка реле включает в себя: конструктивные особенности по способу монтажа и подсоединения проводов; вспомогательные элементы устройства; климатическая область согласно Госту 15150.
Указывается: вид тока; тип возврата реле; тип катушки; величина токовой характеристики и напряжения; степень защиты устройства.
На корпусе реле сбоку нанесена схема, что упрощает процесс подключения.
Принцип действия
Современные модели данной конструкции имеют целый ряд достоинств, нежели недостатков по сравнению с обычным реле. Они не нуждаются в постоянном питании или бесперебойной работы электрической сети.
Внутри устройства содержится сенсорный электронный блок и металлическая катушка. Механизм питается от постоянного и электрического тока. Если уровень электрической мощности превышает допустимое значение, катушка срабатывает таким образом, что открытые каналы закрываются, а закрытые наоборот начинают активизироваться. В этом случае начинает образовываться электромагнитное поле, которая оказывает действие на переключатель.
В этом случае магнитная сила выступает в роли передающей силы, которая поступает от одного контакта к другому. На двух схемах импульсного реле представлен подробный процесс преобразования электромагнитного поля.
Многие из нас наверняка задавались вопросом:«Для чего необходимо импульсное реле?». Регулировать процесс освещения можно же при помощи обычного проходного переключателя.
На самом деле, назначение импульсного реле заключается в строении простого механизма, который позволяет выполнять широкий спектр манипуляций. Благодаря ему можно регулировать освещение пяти точек одновременно, не прилагая при этом никаких усилий.
