Releu de impuls pentru controlul iluminatului: cum funcționează, tipuri, marcaj și conexiune

Pentru a satisface cerințele moderne de iluminare a apartamentelor, spațiilor de birouri și întreprinderilor, se utilizează sisteme complexe de electrificare. La proiectarea acestora, pentru rezolvarea unor sarcini specifice, se folosește o serie de echipamente care se perfecționează constant.

Astfel, releul de impuls pentru controlul iluminatului din mai multe locuri a început să fie utilizat relativ recent. Treptat, înlocuiește schemele standard cu întrerupătoare intermediare.

Unde poate fi utilizat releul de impuls?

Introducerea acestui dispozitiv în uz casnic se explică prin simplitatea și confortul său. Deoarece permite controlul iluminatului din cel puțin două puncte.

În apartament, acesta poate fi dormitorul, unde aprinderea se face la intrare, iar stingerea lângă pat. În birouri – coridoare lungi, paliere de scări și săli de conferințe mari.

Utilizarea a două întrerupătoare pentru iluminatul scării a devenit o necesitate. Aprinzând lumina la parter, este destul de logic să o stingi cu al doilea întrerupător de la etaj.

Cu sarcina de control în trei poziții se pot descurca întrerupătoarele intermediare și întrerupătoarele încrucișate. Această schemă încă are o largă aplicare. Dar prezintă și dezavantaje evidente.

În primul rând, este un sistem destul de complex de instalat, în care electricitatea parcurge drumul prin întrerupătorul principal, cutia de distribuție, întrerupătoarele în sine și apoi la lămpile de iluminat. La montajul său apar adesea erori. Dacă sunt necesare mai mult de trei locuri de control, schema se complică.

Schema arată clar supraîncărcarea cu fire: de la primul întrerupător – cinci, de la al doilea – șase, de la prima și a doua iluminare de fundal – câte trei cabluri.

În al doilea rând, toate firele au aceeași secțiune transversală, deoarece utilizează curent de aceeași tensiune, ceea ce afectează costurile totale. În acestea este inclus și prețul întrerupătoarelor intermediare, care este de câteva ori mai mare decât costul celor obișnuite.

Dar necesitatea utilizării releului de impuls nu provine doar din considerente de confort. Acesta este folosit și pentru semnalizare și protecție.

De exemplu, într-o întreprindere industrială, pentru pornirea proceselor de producție care necesită o putere electrică ridicată, acest dispozitiv permite protejarea operatorului. Deoarece funcționează cu curenți de joasă tensiune sau este controlat complet de la distanță.

Dispozitivul și principiul de funcționare

În sensul general al cuvântului, releul este un mecanism electrotehnic care închide sau deschide un circuit electric, pe baza anumitor parametri electrici sau de altă natură care acționează asupra sa.

Construcția sa necomutațională a fost inventată încă în 1831 de J. Henry. Iar doi ani mai târziu, a început să fie utilizată pentru asigurarea funcționării telegrafului lui S. Morse.

Se pot distinge două grupuri principale: electromecanice și electronice. În primul tip, funcționarea este realizată de un mecanism, iar în al doilea, totul este gestionat de o placă de circuit cu microcontroler. Funcționarea acestuia este ușor de analizat pe exemplul unui releu electromecanic care este unul de impuls.

La selectarea modului de funcționare al releului, trebuie să țineți cont de frecvența comutărilor, de natura și mărimea curentului, de caracterul sarcinilor suportate.

Constructiv, acesta poate fi reprezentat astfel:

1. Bobina – este un fir de cupru înfășurat pe o bază dintr-un material nemagnetic. Acesta poate fi cu izolație textilă sau acoperit cu un lac care nu permite trecerea electricității.
2. Miezul, care conține fier și se activează la trecerea curentului electric prin spirele bobinei.
3. Armătura mobilă – este o placă care se fixează de armătură și acționează asupra contactelor de închidere.
4. Sistemul de contacte – este comutatorul propriu-zis al stării circuitului.

La baza funcționării releului se află fenomenul forței electromagnetice. Aceasta apare în miezul feromagnetic al bobinei atunci când prin ea trece curent. Bobina în acest caz este un dispozitiv de atragere.

Miezul din ea este legat de armătura mobilă, care acționează contactele de putere, realizând comutația. Acestea pot fi de tip normal deschis/normal închis. Uneori, blocul de contacte poate conține simultan tipuri de conexiuni deschise și închise.

La conectarea circuitului, mecanismul fixează această poziție, care se modifică la o nouă aplicare a impulsului și se fixează din nou până la următoarea modificare.

La bobină poate fi conectat suplimentar un rezistor, care mărește precizia de acționare, precum și o diodă semiconductoare, care limitează supratensiunea pe înfășurare. În plus, în construcție poate fi prezent un condensator, montat paralel cu contactele, pentru a reduce scânteia.

Mai clar, funcționarea dispozitivului poate fi reprezentată prin împărțirea acestuia în mai multe blocuri:

• executant – este un grup de contacte care închide/deschide circuitul electric;
• intermediar – bobina, miezul și armătura mobilă acționează blocul executant;
• de comandă – în acest releu, transformă semnalul electric în câmp magnetic.

Deoarece pentru comutarea poziției contactelor este necesar un singur impuls electric, se poate concluziona că aceste dispozitive consumă tensiune doar în momentul comutării. Acest lucru economisește semnificativ energie electrică, spre deosebire de întrerupătoarele obișnuite de trecere.

A doua varietate de releu de impuls este tipul electronic. Microcontrolerul este responsabil pentru funcționarea acestuia. Blocul intermediar aici este bobina sau un comutator semiconductor. Utilizarea în schemă a unor elemente precum controlere logice programabile permite completarea releului, de exemplu, cu un temporizator.

În dispozitivul de acest tip nu există elemente mecanice mobile. Funcționarea este realizată de un senzor care recunoaște semnalul de comandă și de electronica cu stare solidă care comută circuitul.

Tipuri, marcare și avantaje

Principalele tipuri de relee de impuls sunt electromecanice și electronice. Cele electromecanice, la rândul lor, se clasifică după principiul de funcționare.

Varietăți de dispozitive de impuls

Aceasta înseamnă că comutarea contactelor de putere poate fi realizată prin forțe diferite de forța magnetului.

Ele se împart în:

• electromagnetice;
• cu inducție;
• magnetoelectrice;
• electrodinamice.

Dispozitivele electromagnetice sunt cele mai frecvent utilizate în sistemele de automatizare. Ele sunt suficient de fiabile datorită metodei simple de funcționare, bazată pe acțiunea forțelor electromagnetice într-un miez feromagnetic, cu condiția ca bobina să fie parcursă de curent.

Acționarea contactelor releelor electromagnetice este realizată de un cadru care, într-o poziție, este atras de miez, iar în cealaltă este readus de un arc.

Armătura, adică placa cu proprietăți magnetice, este atrasă de electromagnetul format din conductorul de cupru înfășurat pe o bobină cu jug.

Releele cu inducție au un principiu de funcționare bazat pe interacțiunea curenților – curentul alternativ cu fluxurile magnetice induse și cu fluxurile în sine. Această interacțiune creează un cuplu care pune în mișcare un disc de cupru situat între doi electromagneți. Rotindu-se, acesta închide și deschide contactele.

Funcționarea dispozitivelor magnetoelectrice se realizează prin interacțiunea curentului dintr-un cadru rotitor cu câmpul magnetic creat de un magnet permanent. Controlul închiderii/deschiderii contactelor se realizează datorită rotației acestuia.

În raport cu tipul lor, astfel de relee sunt foarte sensibile. Cu toate acestea, ele nu s-au răspândit pe scară largă din cauza timpului de acționare de 0,1-0,2 s, care este considerat lung.

Releele electrodinamice funcționează datorită forței care apare între bobinele de curent mobile și fixe. Modul de închidere a contactelor este același ca în dispozitivul magnetoelectric. Diferența constă doar în faptul că inducția în întrefierul de lucru este creată prin metoda electromagnetică.

Modelele electronice repetă aproape constructiv pe cele electromecanice. Au aceleași blocuri: executant, intermediar și de comandă. Diferența constă doar în ultimul. Comutarea este controlată de o diodă semiconductoare din cadrul microcontrolerului de pe placa de circuit imprimat.

În acest dispozitiv, semiconductorii sunt reprezentați de tranzistoare și tiristoare. Deși rezistă la condiții dificile de praf și vibrații, sunt susceptibili la suprasarcini scurte de curent și tensiune.

Acest tip de releu este echipat cu module suplimentare. De exemplu, un temporizator permite executarea unui program de control al iluminatului după un interval de timp stabilit. Acest lucru este convenabil pentru economisirea energiei electrice atunci când nu este nevoie de funcționarea echipamentului. Dacă este necesar, lumina poate fi stinsă prin apăsarea de două ori a butonului.

Avantajele și dezavantajele principalelor tipuri de relee

Spre deosebire de contactoarele semiconductoare, contactoarele electromecanice au următoarele avantaje:

1. Cost relativ scăzut datorită componentelor ieftine.
2. Generarea unei cantități mici de căldură pe contactele închise datorită căderii scăzute de tensiune.
3. Prezența unei izolații puternice de 5 kV între bobină și grupul de contacte.
4. Nu este susceptibil la influența nocivă a impulsurilor de supratensiune, interferențelor de la fulgere, proceselor de comutare ale instalațiilor electrice de putere.
5. Controlul liniilor cu sarcină de până la 0,4 kV într-un volum mic al dispozitivului.

La închiderea unui circuit cu un curent de 10 A într-un releu de volum mic, pe bobină se disipează mai puțin de 0,5 W. În timp ce, la omoloagele electronice, această valoare poate depăși 15 W. Datorită acestui fapt, nu apar probleme de răcire și nici daune asupra atmosferei.

Dezavantajele acestor dispozitive includ:

1. Uzura și problemele la comutarea sarcinilor inductive și a tensiunilor înalte în curent continuu.
2. Pornirea și oprirea circuitului este însoțită de generarea de interferențe radio. Acest lucru necesită instalarea unui ecranare sau mărirea distanței față de echipamentele susceptibile la interferențe.
3. Timp de acționare relativ lung.

Un alt dezavantaj este prezența uzurii mecanice și electrice continue la comutare. Aceasta include oxidarea contactelor și deteriorarea acestora din cauza descărcărilor de scânteie, deformarea blocurilor de arcuri.

La montare, trebuie avut în vedere că varianta electromecanică a contactoarelor poate funcționa incorect dacă este amplasată în poziție orizontală.

Spre deosebire de releele electromecanice, cele electronice controlează un bloc intermediar prin intermediul unui microcontroler.

Avantajele și dezavantajele electronicii pot fi analizate pe exemplul aparatelor firmei F&F în comparație cu marca ABB, care produce mecanica.

Dintre avantajele primului tip de comutatoare putem menționa:

• siguranța ridicată;
• viteza mare de comutare;
• disponibilitatea pe piață;
• notificări indicatoare privind modul de funcționare;
• funcționalitate extinsă;
• funcționare silențioasă.

În plus, un avantaj incontestabil constă în mai multe variante de montare — este posibilă instalarea nu numai pe șina DIN a tabloului, dar și în cutia de doză.

Dezavantajele electronicii F&F comparativ cu mecanica ABB:

• funcționare defectuoasă în caz de defecțiuni ale alimentării cu energie electrică;
• supraîncălzirea la comutarea curenților mari;
• posibile „defecțiuni” fără motive vizibile;
• deconectarea aparatului la întreruperea de scurtă durată a tensiunii în rețea;
• rezistență mare în poziția închisă;
• unele relee funcționează numai în curent continuu;
• circuitul semiconductor nu permite trecerea curentului înapoi în direcția normală imediat.

În ciuda dezavantajelor menționate, comutatoarele electronice se dezvoltă continuu și, datorită potențialului funcțional mai mare față de cele electromecanice, se preconizează utilizarea lor preponderentă.

Pentru a evita confuziile, producătorul oferă caracteristici cât mai detaliate ale produsului în cataloagele magazinului și în fișa tehnică a dispozitivului.

Parametrii caracteristici principali

În funcție de scopul și domeniul de aplicare, releele pot fi clasificate după mai multe criterii:

• coeficientul de revenire – raportul dintre valoarea curentului de ieșire a armăturii și curentul de atragere;
• curentul de ieșire – valoarea sa maximă în bornele bobinei la ieșirea armăturii;
• curentul de atragere – valoarea sa minimă în bornele bobinei la revenirea armăturii în poziția inițială;
• valoarea de reglaj – nivelul mărimii de declanșare în limitele specificate, setat în releu;
• mărimea de declanșare – valoarea semnalului de intrare la care dispozitivul răspunde automat;
• valorile nominale – tensiunea, curentul și alte mărimi care stau la baza funcționării releului.

De asemenea, dispozitivele electromagnetice pot fi împărțite în funcție de timpul de declanșare. Cea mai lungă întârziere o au releele de timp – mai mult de 1 secundă, cu posibilitatea de a regla acest parametru. Apoi urmează cele lente – 0,15 sec., normale – 0,05 sec., rapide – 0,05 sec. Și cele mai rapide, fără inerție – mai puțin de 0,001 sec.

Decodificarea marcajului produselor

Codul de marcare al contactorului poate fi întâlnit adesea în cataloagele magazinelor și pe dispozitivul însuși. Acesta oferă o descriere completă a particularităților constructive, a destinației și a condițiilor de utilizare a acestora.

Compoziția notației poate fi descifrată pe releul intermediar electromagnetic REP-26. Acesta este utilizat în circuite de curent alternativ de până la 380 V și de curent continuu de până la 220 V.

Pentru a înțelege marcarea, este necesar să împărțiți inscripția în blocuri și să aplicați tabele de descriere care pot fi găsite în manuale specializate.

În această formă poate arăta notația produsului în magazin: REP 26-004A526042-40UHL4.

REP 26 – XXX X X XX XX X – 40XXX4. Acest tip de notație poate fi descifrat în felul următor:

• 26 – numărul seriei;
• XXX – tipul contactelor și numărul acestora;
• X – clasa de rezistență la uzură a comutării;
• X – tipul bobinei de acționare, tipul de revenire al releului și natura curentului;
• XX – construcția în funcție de modul de instalare și conectare a conductoarelor;
• XX – valoarea curentului sau tensiunii bobinei;
• X – elemente suplimentare de construcție;
• 40 – nivelul de protecție conform standardului IP sau GOST 14254;
• XXX4 – zona climatică de aplicare conform GOST 15150.

Execuția climatică poate fi: UHL – pentru climat rece și temperat sau O – pentru tropical sau execuție generală climatică.

Conform tabelelor speciale de notații, dispozitivul în cauză reprezintă un releu intermediar electromagnetic, cu patru contacte de comutare, clasa de rezistență la comutare A, care utilizează curent continuu. Are fixare de priză cu lamele pentru lipirea conductoarelor externe, bobină de tensiune 24 V și manipulator manual.

Mai multe tipuri de scheme de conectare

Există mai multe variante de montaj, fiecare având propriile caracteristici, avantaje și dezavantaje.

Notația contactelor releului RIO-1 are următoarea decodificare:

• N – conductorul neutru;
• Y1 – intrarea de pornire;
• Y2 – intrarea de oprire;
• Y – intrarea de pornire și oprire;
• 11-14 – contacte de comutare de tip normal-deschis.

Aceste notații sunt utilizate pe majoritatea modelelor de relee, dar înainte de conectarea în circuit, este necesar să vă familiarizați suplimentar cu ele în pașaportul produsului.

Schema de electrificare prezentată este utilizată pentru controlul luminii din trei locuri prin intermediul unui releu și a trei întrerupătoare cu buton fără fixare a poziției.

În această schemă, contactele de putere ale releului utilizează un curent de 16 A. Protecția circuitelor de control și a sistemelor de iluminat este realizată de un întrerupător automat de 10 A. Prin urmare, conductoarele au un diametru nu mai mic de 1,5 mm².

Conectarea comutatoarelor cu buton este realizată în paralel. Firul roșu – faza, trece prin toate cele trei întrerupătoare cu buton la contactul de putere 11. Firul portocaliu – faza de comutare, ajunge la intrarea Y. Apoi iese din borna 14 și merge la becuri. Firul neutru de la bara de conexiune se conectează la borna N și la corpurile de iluminat.

Dacă lumina era inițial aprinsă, la apăsarea oricărui întrerupător, lumina se va stinge – va avea loc o comutare temporară a conductorului de fază la borna Y, iar contactele 11-14 se vor deschide. Același lucru se va întâmpla la apăsarea ulterioară a oricărui alt întrerupător. Dar contactele 11-14 își vor schimba poziția și lumina se va aprinde.

Avantajul schemei prezentate față de întrerupătoarele de trecere și încrucișare este evident. Cu toate acestea, în cazul unui scurtcircuit, detectarea defecțiunii va cauza unele dificultăți, spre deosebire de următoarea variantă.

O astfel de schemă va permite economisirea de fire, deoarece secțiunea cablurilor de comandă poate fi redusă la 0,5 mm². Cu toate acestea, va trebui să achiziționați un al doilea aparat de protecție.

Aceasta este o variantă de conectare mai puțin răspândită. Este la fel ca cea anterioară, dar circuitele de comandă și de iluminat au propriile lor întrerupătoare automate de protecție de 6 A și, respectiv, 10 A. Acest lucru facilitează identificarea defecțiunilor.

Dacă apare necesitatea de a controla mai multe grupuri de iluminat cu un releu separat, atunci schema se modifică ușor.

Această metodă de conectare este convenabilă pentru a aprinde și stinge iluminatul pe grupuri întregi. De exemplu, pentru a stinge imediat un candelabru pe mai multe niveluri sau iluminatul tuturor posturilor de lucru din atelier.

O altă variantă de utilizare a releelor cu impuls este sistemul cu comandă centralizată.

Schema este convenabilă prin faptul că puteți stinge tot iluminatul cu un singur buton, plecând de acasă. Iar la întoarcere, îl puteți aprinde în același mod.

În această schemă se adaugă două întrerupătoare pentru închiderea și deschiderea circuitului. Primul buton poate doar să aprindă grupul de iluminat. În același timp, faza de la întrerupătorul «PORNIT» va ajunge la bornele Y1 ale fiecărui releu, iar contactele 11-14 se vor închide.

Întrerupătorul de deschidere funcționează similar cu primul întrerupător. Dar comutarea se face la bornele Y2 ale fiecărui comutator, iar contactele acestuia ocupă poziția de deschidere a circuitului.

Concluzii și material video util pe această temă

Materialul video prezintă structura, funcționarea, aplicarea și istoria creării acestui tip de dispozitive:

Următoarea secvență descrie în detaliu principiul de funcționare al releelor în stare solidă sau electronice:

Utilizarea releelor cu impuls își găsește o aplicare tot mai largă în sistemele moderne de electrificare. Creșterea cerințelor privind funcționalitatea și flexibilitatea controlului iluminatului, economisirea materialelor și siguranța creează un impuls continuu pentru perfecționarea contactoarelor.

Ele se reduc în dimensiuni, se simplifică constructiv, crescând fiabilitatea. Iar utilizarea unor tehnologii fundamental noi la baza funcționării permite aplicarea lor în condiții dure de producție cu praf, vibrații, câmpuri magnetice și umiditate.

Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos. Puneți întrebări, împărtășiți informații utile pe tema articolului, care vor fi utile vizitatorilor site-ului. Povestiți despre cum ați ales și instalat un întrerupător cu impuls.