Виды импульсного реле

Импульсное реле для управления освещением: как работает, виды, маркировка и подключение

Для удовлетворения современных требований освещения квартир, офисных помещений и предприятий используются сложные системы электрификации. При их проектировании для решения отдельных задач применяется ряд оборудования, которое постоянно усовершенствуется.

Так, импульсное реле для управления освещением из нескольких мест стало использоваться относительно недавно. Постепенно оно вытесняет стандартные схемы с проходными выключателями.

Где может применяться импульсное реле?

Внедрение этого устройства в бытовое пользование объясняется простым удобством. Ведь оно позволяет контролировать освещение как минимум из двух точек.

В квартире это может быть спальня, где включение произошло у входа, а выключение рядом с кроватью. В офисах – это длинные коридоры, лестничные пролеты и большие конференц-залы.

С задачей трехпозиционного управления могут справиться проходные и перекрестные выключатели. Эта схема и до сих пор имеет широкое применение. Но в ней присутствуют и очевидные недостатки.

Во-первых, это довольно сложная для монтажа система, в которой электричество проходит путь через главный автомат, распределительную коробку, сами выключатели и затем на лампы освещения. При ее установке нередко возникают ошибки. Если же необходимо более трех мест управления, то схема усложняется.

Во-вторых, все провода имеют одинаковое сечение, так как используют ток одного напряжения, что сказывается на общих затратах. В них также входит цена проходных выключателей, в несколько раз превышающая стоимость обычных.

Но необходимость использования импульсного реле происходит не только из соображений комфорта. Оно также применяется для сигнализации и защиты.

Например, на промышленном предприятии для запуска производственных процессов, требующих высокой электрической мощности, этот прибор позволяет обезопасить оператора. Так как работает от токов малого напряжения либо вовсе управляется дистанционно.

Устройство и принцип действия

В общем смысле слова реле – это электротехнический 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.

Конструктивно его можно представить следующим образом:

  1. Катушка – это медный провод, намотанный на основание из немагнитного материала. Он может быть в тканевой изоляции или покрывается лаком, не пропускающим электричество.
  2. Сердечник, содержащий железо и приходящий в действие при прохождении электрического тока через витки катушки.
  3. Подвижный якорь – это пластина, которая крепится к якорю и оказывает воздействие на замыкающие контакты.
  4. 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.

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.

Виды, маркировка и преимущества

Основными видами импульсных реле являются электромеханические и электронные. Электромеханические в свою очередь классифицируются по принципу действия.

Разновидности импульсных устройств

Это значит, что переключение силовых контактов может осуществляться силами отличными от усилия магнита.

Они подразделяются на:

  • электромагнитные;
  • индукционные;
  • магнитоэлектрические;
  • электродинамические.

Электромагнитные приспособления в системах автоматики применяются чаще остальных. Они достаточно надежны за счет несложного метода работы, основанного на действии электромагнитных сил в ферромагнитном сердечнике при условии, что в катушке есть ток.

Воздействие на контакты электромагнитных реле осуществляет рамка, которая в одном положении притягивается сердечником, а во второе возвращается пружиной.

Индукционные имеют принцип действия, основанный на контакте токов — переменного с индуцированными магнитными потоками с самими потоками. Это взаимодействие создает вращающий момент, который приводит в движение медный диск, расположенный между двух электромагнитов. Вращаясь, он замыкает и размыкает контакты.

Работа магнитоэлектрических устройств выполняется за счет взаимодействия тока в поворотной рамке с магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом. Управление замыканием/разрывом контактов осуществляется благодаря ее вращению.

Относительно своего типа такие реле очень чувствительны. Однако они не получили большого распространения из-за времени срабатывания в 0,1-0,2 с, которое считается долгим.

Электродинамические реле работают за счет силы, возникающей между подвижной и неподвижной катушками тока. Способ замыкания контактов такой же, как и в магнитоэлектрическом устройстве. Отличие только в том, что индукция в рабочем зазоре создается электромагнитным способом.

Электронные модели конструктивно почти повторяют электромеханические. Имеют те же блоки: исполняющий, промежуточный и управляющий. Различие заключается только в последнем. Управление коммутацией осуществляется полупроводниковым диодом в составе микроконтроллера на печатной плате.

Этот вид реле оборудуется дополнительными модулями. Например, таймер позволяет выполнять программу по управлению освещением через заданный промежуток времени. Это удобно для экономии электроэнергии, когда в работе оборудования нет нужды. При необходимости выключить свет можно двойным нажатием кнопки.

Достоинства и недостатки основных типов реле

Отличаясь от полупроводниковых ключей, электромеханические переключатели имеют следующие преимущества:

  1. Относительно низкая стоимость за счет недорогих составляющих.
  2. Образование небольшого количества тепла на включенных контактах из-за слабого падения напряжения.
  3. Присутствие мощной изоляции в 5 кВ между катушкой и контактной группой.
  4. Не подверженность вредному влиянию импульсов перенапряжения, помехам от молний, процессам коммутации мощных электроустановок.
  5. Управление линиями с нагрузкой до 0,4 кВ при малом объеме устройства.

При замыкании цепи с током в 10 А в реле малого объема по катушке распределяется менее 0,5 Вт. В то время как, на электронных аналогах этот показатель может составлять более 15 Вт. Благодаря этому не возникает проблемы охлаждения и вреда атмосфере.

К их недостаткам приспособлений следует отнести:

  1. Износ и проблемы при коммутации индуктивных нагрузок и высоких напряжений при постоянном токе.
  2. Включение и выключение цепи сопровождается порождением радиопомех. Это требует установку экранирования или увеличения расстояния до подверженного помехам оборудования.
  3. Относительно долгое время срабатывания.

Еще один минус — наличие непрерывного механического и электрического износа при коммутации. К ним относится окисление контактов и их повреждение от искровых разрядов, деформация блоков пружин.

В отличие от электромеханических, электронные реле осуществляют управление промежуточным блоком посредством микроконтроллера.

Достоинства и недостатки электроники можно разобрать на примере аппаратов фирмы F&F относительно марки ABB, которая производит механику.

Из плюсов первого типа переключателей можно выделить:

  • большую безопасность;
  • высокую скорость переключения;
  • доступность на рынке;
  • индикаторные оповещения о режиме работы;
  • расширенный функционал;
  • бесшумную работу.

Кроме того, бесспорное преимущество заключается в нескольких вариантах монтажа — возможна установка не только на DIN-рейку щитка, но и в подрозетник.

Минусы электроники F&F сравнительно с механикой ABB:

  • нарушение работы при сбоях в электроснабжении;
  • перегрев при коммутации больших токов;
  • возможны «глюки» без видимых на то причин;
  • отключение прибора при кратковременном выключении напряжения в сети;
  • большое сопротивление в закрытом положении;
  • некоторые реле работают только на постоянном токе;
  • полупроводниковая схема не сразу пропускает ток обратно обычному направлению.

Несмотря на указанные недостатки, электронные коммутаторы постоянно развиваются и благодаря большему потенциалу функционала относительно электромеханических, ожидается их преобладающее использование.

Основные характеризующие параметры

В зависимости от назначения и области применения реле можно классифицировать по нескольким признакам:

  • возвратный коэффициент – отношение значения тока выхода якоря к току втягивания;
  • ток выхода – максимальное его значение в зажимах катушки при выходе якоря;
  • ток втягивания – минимальный его показатель в зажимах катушки при возвращении якоря в исходное положение;
  • уставка – уровень величины срабатывания в заданных пределах, установленной в реле;
  • величина срабатывания – значение входного сигнала, на которое устройство автоматически отвечает;
  • номинальные значения – напряжение, ток и прочие величины, лежащие в основе действия реле.

Также электромагнитные приспособления можно разделить по времени срабатывания. Самая долгая задержка у реле времени – более 1 сек, с возможностью настроить этот параметр. Затем идут замедленные – 0,15 сек., нормальные – 0,05 сек., быстродействующие – 0,05 сек. И самые быстрые безынерционные – менее 0,001 сек.

Расшифровка маркировки изделий

Шифр маркировки контактора часто можно встретить в каталогах магазинов и на самом устройстве. Он дает полное описание конструктивных особенностей, назначения и условий их применения.

Состав обозначения можно разобрать на электромагнитном промежуточном реле РЭП-26. Он используется в цепях переменного тока до 380 В и постоянного до 220 В.

В таком виде может выглядеть обозначение изделия в магазине: РЭП 26-004А526042-40УХЛ4.

РЭП 26 – ХХХ Х Х ХХ ХХ Х – 40ХХХ4. Этот вид обозначения можно разобрать следующим образом:

  • 26 – номер серии;
  • ХХХ – вид контактов и их количество;
  • Х – класс износостойкости коммутации;
  • Х – тип катушки включения, тип возврата реле и род тока;
  • ХХ – конструкция по способу установки и соединения проводников;
  • ХХ – значение тока или напряжения катушки;
  • Х – дополнительные элементы конструкции;
  • 40 – уровень защиты стандарта IP или ГОСТ14254;
  • ХХХ4 – климатическая зона применения в соответствии с ГОСТом 15150.

Климатическое исполнение может быть: УХЛ – для климата холодного и умеренного или О –для тропического или общеклиматическое исполнение.

Согласно специальным таблицам обозначений, рассматриваемое устройство представляет собой электромагнитное промежуточное реле, с четырьмя контактами переключения, классом стойкости коммутации А, использующее постоянный ток. Имеет крепление розетки с ламелями под пайку внешних проводников, катушку напряжением 24 В и манипулятор ручной.

Читайте также:  Виды холодильных витрин

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.

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 мм 2 .

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.

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.

Еще одним вариантом использования импульсных реле является система с централизованным управлением.

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.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоматериал рассказывает об устройстве, работе, применении и истории создания этого вида устройств:

Следующий сюжет подробно описывает принцип действия твердотельных или электронных реле:

Использование импульсных реле находит все более широкое применение в современных системах электрификации. Увеличение требований к функционалу и гибкости управления освещением, экономии материалов и безопасности создает непрерывный импульс к совершенствованию контакторов.

Они уменьшаются в размерах, упрощаются конструктивно, повышая надежность. А использование принципиально новых технологий в основе работы позволяет применять их в жестких условиях пыльных производств, вибрации, магнитных полей и влажности.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке. Задавайте вопросы, делитесь полезной информацией по теме статьи, которая пригодится посетителям сайта. Расскажите о том, как выбирали и устанавливали импульсный выключатель.

Импульсные реле (Бистабильные). Виды и работа. Применение

Бистабильные реле это реле, управляющееся импульсами, из-за чего приборы также принято называть импульсные реле. Эти устройства связывают своими контактами цепи и сети различной мощности при индуктивных, активных и прочих нагрузках.

Устройство и назначение
Назначение бистабильных реле заключается в регулировании цепями освещения либо другими потребителями. Их устройство базируется на таких элементах:
  • Постоянный магнит.
  • Катушка.
  • Якорь.
  • Система контактов.
  • Полюсные наконечники магнитопровода.
  • Винты для регулировки.
  • Корпус.

Якорь прикрепляется к металлическому основанию в середине катушки вместе с контактами. В бистабильных реле подвижные контакты, за исключением штепсельного типа реле, в котором группа контактов содержит подвижные и неподвижные контакты. Корпус выполняется в виде прозрачного колпачка с ручкой.

В некоторых моделях внутри колпачка монтируют переключатели для ручного управления переключением реле и блинкеры для индикации контактов. Блинкеры представляют собой механические элементы.

Принцип действия

Бистабильное реле контролируется импульсами, это значит, чтобы включить устройство требуется подать управляющий импульс для замыкания контактов и такой же импульс для размыкания контактов, чтобы выключить прибор.

Размыкание и замыкание контактной группы обеспечивает катушка, установленная в реле. С её помощью реле при подаче напряжения втягивает сердечник. После чего контактная система замыкается либо размыкается, в зависимости от её исходного положения.

Для подачи питания на катушку реле необходимо кратковременно нажать на кнопочный выключатель. Тогда питание на катушку замкнёт свой силовой контакт и при этом подаст питание к нагрузке. После следующего нажатия на кнопку силовые контакты импульсного реле размыкаются, а цепь нагрузки разрывается.

Разновидности бистабильных реле

На рынке можно обнаружить различные модификации импульсных реле. Они могут отличаться своим корпусом, принципом работы или иметь другие различия. Объединяются бистабильные реле в одну группу по своему назначению, но по принципу действия их делят на два вида:

Конструктивное исполнение электромеханических бистабильных реле имеет сходство с устройством модульных контакторов. Катушка модульного контактора, находящегося в рабочем режиме, всегда под напряжением, а катушка импульсного реле получает только кратковременные импульсы. Реле, основанное на импульсах, потребляет электроэнергию исключительно в момент коммутации.

Главными составляющими являются следующие элементы:
  • Катушка.
  • Контактная группа.
  • Пружинная система.
  • Рычажная система.

Работа электромеханических бистабильных реле практически не отличается от простых электромеханических реле. Они способны поочерёдно включать и отключать устройства, когда поступают импульсы на катушку.

Электронные реле отличаются своей конструкцией от электромеханических. Так как у них нет сердечника и собраны эти реле на основе микроконтроллера. Приборы имеют полупроводниковый элемент (ключ) с микропроцессором или релейный вход. Контроллеры предназначены для управления коммутацией нагрузки и слежения за сигнальным входом. В некоторых моделях микроконтроллёры соединены с таймерами, благодаря этому можно собирать своеобразные схемы на базе одного реле.

Импульсные реле выпускаются разных мощностей и могут иметь следующие отличия:
  • Количество контактов.
  • Тип контактов.
  • Число полюсов.
  • Тип поляризации.
  • Номинальный ток силовых контактов (16 А, 32А).
  • Способ установки:- навесной;- на DIN рейку в распределительный щит.

Реле навесного типа часто устанавливают под навесным потолком, а также в распределительной коробке.

Основное применение

Импульсные реле имеют разное назначение. Некоторыми моделями пользуются на тепловых и атомных станциях, другими в быту для управления разными светильниками из нескольких точек в доме. Широко распространено реле этого типа в железнодорожной сфере, его применяют для улавливания импульсов рельсовых цепей, контролирующих рельсовые линии на станциях. Также приборы эксплуатируются для автоматизации разных процессов в сфере телемеханики и производстве.

С помощью бистабильных реле организовывают регулирование освещением, как и с помощью проходных выключателей. Но в реле, управляющихся импульсами, намного больший функционал, поэтому их можно применять в конструкциях систем автоматического управления. Они позволяют управлять не одной группой освещения из разных мест при помощи кнопочных выключателей соединённых параллельно. Благодаря чему можно создать централизованное управление всеми осветительными приборами в доме, чтобы уходя из дому, гасить полностью освещение в здании, путём нажатия на один выключатель.

Импульсные электронные реле с таймером удобно использовать на лестничных пролётах либо проходных коридорах.

Плюсы и минусы
Бистабильные реле электромеханического типа имеют такие плюсы:
  • Надёжность.
  • Устойчивость к перенапряжениям сети.
Недостатки электромеханических реле:
  • Низкая функциональность (выполняют одну функцию).
  • Отсутствует индикации положения контактов.
Плюсы электронных импульсных реле:
  • Эффективное управление осветительными приборами в помещении.
  • Безопасность.
  • Возможность монтажа вспомогательных приспособлений.
  • Широкие возможности регулирования электроцепями.
  • Высокая функциональность.
  • Наличие индикаторных светодиодов.
Недостатки электронных импульсных реле:
  • Высокая чувствительность к уровню напряжения сети.
  • Восприимчивость к импульсным перенапряжениям.
  • Вероятность ложного срабатывания, обусловленная реакцией на помехи в сети.

Электромеханические импульсные реле зарекомендовали себя как более удобные и надёжные приборы по сравнению с электронными. Так как электронные реле нуждаются в полноценном и стабильном питании, при этом фаза и ноль должны непрерывно подаваться на них. Также у них низкая защита от помех, но высокая безопасность в отличии от электромеханических реле.

Что такое импульсное реле: принцип работы, виды, описание устройств и схемы подключения. 155 фото реле импульсного типа и видео инструкция по монтажу

Импульсное реле сохраняет поданный на него импульс тока до момента, пока не произойдет высвобождение энергии. В большинстве случаев реле содержит в своей схеме соленоид, приводимый в действие поступающим на него током. Разница между обычным и импульсным реле в том, что для работы обычного реле требуется бесперебойная подача электропитания, тогда как импульсному достаточно его подачи в течение малого промежутка времени.

В дальнейшем оно передает накопленную энергию. Какие бывают импульсные реле, с фото и примерами, а также где они применяются – будет рассказано далее в статье.

Краткое содержимое статьи:

Разновидности и принцип действия импульсных реле (ИР)

Существует две основных разновидности ИР, основанные на несколько различающихся принципах работы. Первая разновидность использует катушку индуктивности цилиндрической формы, выступающей в роли электромагнита при подаче на нее напряжения.

Первичный импульс тока приводит реле в действие, а последующий приводит его в исходное положение за счет храповика. Данный вид импульсных реле имеет название электромеханических, с использованием одной катушки индуктивности.

К этой же разновидности ИР, с небольшими вариациями, относится конструкция с двумя соленоидами. Они соединены между собой удерживающим контакт магнитом. Заряженные током соленоиды находятся в исходном состоянии.

При поступлении первичного импульса, активизируется первый соленоид и реле включается. После подачи вторичного сигнала, ток идет на второй соленоид и цепь разрывается, приводя ИР в исходное состояние.

Оба типа реле состоят из сенсорного блока и непосредственно катушки. На катушку может подаваться и переменный, и постоянный ток. Как только его значение превышает определенный порог, за счет катушки происходит срабатывание механизма, замыкающего или размыкающего цепь.

Действие механизма основано на возникающем в катушке под действием тока магнетизме, передающем, по сути, действие от контура к контуру. Устройство работает бесшумно благодаря своему принципу действия.

Вторая разновидность импульсных реле производится на основе процессора либо полупроводников, выполняется на печатных платах и имеет название цифровых. По сравнению с электромагнитными, боятся перепадов тока в сети.

Чувствительны к перепадам напряжения и могут стать причиной ложного срабатывания. В связи с этой особенностью, не рекомендуется применять их в цепях с большой длиной проводки.

Имеют либо входной сигнал на определенное напряжение, либо катушку, в зависимости от типа реле. Различные модели различаются между собой количеством выводов, полюсами, номинальным максимальным значением тока, подаваемого на контакты, а также способом монтажа – или в щиток на DIN-рейку, или навесные для потолков и коробок.

Читайте также:  Что такое и как работает винтовой компрессор

Сфера применения импульсных реле

ИР цифрового типа нашло применение во многих областях, поскольку имеет больше режимов работы, чем электромеханическое – помимо замыкания и размыкания цепи при нажатии на кнопку или переключении тумблера, есть возможность, например, при размыкании одной цепи замыкать другую.

Изготовленные по этой схеме реле широко применяются при оборудовании сетей осветительных приборов, управляемых с нескольких мест, причем посредством не переключения выключателя, а нажатия на кнопку.

Что такое импульсное реле – схема подключения для управления освещением

Для комфортного проживания сегодня во многих домах и квартирах используются автоматизированные системы с электроникой. Возможно, вы уже слышали о проходных и маршевых выключателях: они помогают собрать схему управления освещением в нескольких местах. Несмотря на практичность принципы работы такой системы с разводкой проводов, а также ее подключение – дело не слишком простое. Тем не менее, существует более простой вариант – применение интересного бистабильного устройства, которое по-другому называется импульсное реле.

Назначение и где применяется

Этот переключатель предназначен для включения или отключения нагрузки при подаче сигнала на контакты. Реле называется бистабильным, потому что переключение в состояние включено-выключено происходит именно тогда, когда сигнал подается на управляющий вход. И в этом же положении реле остается после окончания входного сигнала.

Примечательно, что даже после отключения от электросети импульсное реле «запоминает» последнее положение контактов, а при включении возобновляет то состояние, которое было до выключения.

В быту данное устройство используется очень часто благодаря своему удобству, так как освещение можно контролировать как минимум из двух точек. Например, включение света произошло в спальне, а выключение – в коридоре перед выходом из квартиры. Такая система придется кстати в случае, когда помещения очень длинные и масштабные по размерам.

ВНИМАНИЕ! Помимо комфорта импульсное реле предлагает решение также и для такой задачи, как защита и сигнализация. К примеру, на промышленных фирмах, где требуется высокая электрическая мощность, прибор обеспечивает безопасность оператора благодаря тому, что работает от малого напряжения и может управляться дистанционно.

Принцип работы и внешний вид

Если говорить обобщенно, реле представляет собой электрический механизм, замыкающий или разрывающий электрическую цепь. Его работа осуществляется исходя из электрических или других параметров, которые на него действуют.

Выбирая режим работы реле нужно руководствоваться частотой включений, величиной тока, а также характером испытываемых нагрузок.

Конструкция состоит из следующих компонентов:

  • Катушки.
    Катушка является медным проводом, который намотан на немагнитный материал; может находиться в тканевой изоляции или быть покрытым специальным лаком, который не пропускает электричество;
  • Сердечника.
    Он содержит железо и приходит в действие при проходе тока через витки катушки;
  • Подвижного якоря.
    Такой якорь является пластиной, крепящейся к якорю, он воздействует на замыкающие контакты;
  • Контактной системы.
    Она является переключателем состояния цепи.

В основе работы реле – электромагнитная сила, появляющаяся в сердечнике катушки при пропускании через нее тока.

Катушка является втягивающим устройством, в котором сердечник связан с подвижным якорем. Он и приводит в действие силовые контакты. А к катушке можно дополнительно подключать резистор для увеличения точности срабатывания.

Разновидности импульсных реле

ВАЖНО! Бистабильное реле – это реле, которое может находиться в двух фиксированных (стабильных) состояниях. Из-за особенностей применения этого устройства его иногда называют «блокировочным» реле, так как оно блокирует сеть в одном состоянии.

Между некоторыми реле существуют большие отличия, поэтому их можно разделить, в основном, на 2 категории:

  • электромеханические реле;
  • электронные импульсные реле.

Электромеханические

Этот тип устройств потребляет электроэнергию только в момент срабатывания. Механизм блокировки обеспечивает высокую надежность и экономит электричество. Система работает неплохо: имеется в виду защита от колебаний в сети, которые приводят к ложным срабатываниям.

В основе конструкции: катушка, контакты, механизм с кнопками для включения-выключения.

Реле электромеханического типа считаются более надежными и удобными в использовании, так как не боятся помех. Плюс, к ним нет высоких требований для места установки.

Электронные

Электронные импульсные реле имеют характерную особенность: они используют микроконтроллеры. Благодаря этому в них присутствует расширенный функционал. К примеру, такие устройства позволяют добавлять таймер. Другие дополнительные функции помогают в построении сложных систем освещения.

В основе конструкции: электромагнитная катушка, микроконтроллеры, полупроводниковые ключи.

Электронные реле популярнее других типов благодаря функционалу и разнообразию, которое можно к ним добавить: можно создавать изделия для освещения любой сложности. Также возможно подбирать их под любое напряжение – 12 вольт, 24, 130, 220. В зависимости от установки такие реле могут быть DIN-стандартными (для электрощитов) и обычными (с другими способами монтирования).

Основные технические характеристики

Реле можно классифицировать по следующим параметрам, в зависимости от назначения и области применения:

  • возвратный коэффициент — это отношение тока выхода якоря к току втягивания;
  • выходной ток — это максимальное значение тока в катушке при выходе якоря;
  • ток при втягивании — минимальное значение тока в катушке при возвращении якоря в исходное положение;
  • уставка — величина срабатывания в пределах, которые заданы в реле;
  • значение срабатывания — входной сигнал, на которое устройство отвечает автоматически;
  • номинальные значения — это напряжение, ток и другие величины, которые лежат в основе действия реле.

Электромагнитные реле можно еще разделить по времени срабатывания. У такого устройства присутствует такой параметр, как долгая задержка – более 1 секунды, с возможностью настройки. Далее идут замедленные – 0,15 секунд, нормальные – 0,05 секунд, быстродействующие, самые быстрые безинерционные – менее 0,001 секунды.

Другими техническими характеристиками импульсного реле могут быть:

  • максимальная нагрузка лампами накаливания;
  • количество и тип контактов;
  • диапазон рабочих температур;
  • относительная влажность воздуха;
  • и др.

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).

СПРАВКА! Как правило, используется реле 220 вольт для подключения к силовому щиту. В этом случае к контактам подключаются кабели, и в дальнейшем управление выполняется через импульсное реле. А отдельные выключатели во всей системе освещения соединены проводками.

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.

Что такое импульсное реле и для чего оно предназначено?

Назначение

Данный переключатель предназначен для включения или отключения нагрузки при подаче сигнала на контакты. Бистабильным реле называют потому что переключение в состояние включено или выключено происходит при подаче сигнала на управляющий вход. В таком же положении реле остается после окончания входного сигнала. Даже после отключения от сети импульсное реле «помнит» о последнем положении своих контактов и будет в этом положении при возобновлении питания реле, не изменяя своего состояния до подачи сигнала на вход управления.

Принцип работы и внешний вид

В настоящее время существует два типа устройств:

Каждый тип имеет свои плюсы и минусы, также они выполняются в разных корпусах, и под DIN-рейку в частности. Объединяет их назначение, а вот принцип действия импульсных реле отличается, о чем мы сейчас и поговорим.

Электромеханическое реле — имеет катушку управления и механические контакты, которые работают по схожему принципу кнопки с фиксацией. Подали сигнал на катушку (нажали на кнопку) контакты замкнулись. Прекратили подачу напряжения на вводы (отпустили кнопку), а контакты остались в положении замкнуто. При повторной подаче импульса управления (нажали кнопку повторно), механизм размыкает контакты и остается в таком положении до следующего импульса.

Электронные реле бывают с релейным выходом или с полупроводниковым ключом. Данные устройства собраны на базе микроконтроллеров, которые и управляют коммутацией нагрузки и следят за сигнальным входом. Кроме того некоторые контроллеры совмещены с таймерами, что позволяет расширить сферу применения и собирать на базе одного аппарата специфические схемы.

С тем, как работают импульсные реле, мы разобрались. Теперь перейдем к более сложному вопросу — схеме подключения аппарата к сети.

Схема подключения

На данной схеме подключения импульсного реле видно, что управление происходит посредством выключателей с пружинным возвратом (кнопок), включенных параллельно друг другу. Для организации схемы управления к выключателям достаточно провести тонкий двухжильный провод, а силовой провод освещения подключается к контактам бистабильного реле. Таким образом схема упрощается, монтаж сводится к прокладыванию проводов от кнопок к бистабильному устройству, и простому подключению их в параллель.

Обращаем ваше внимание на то, что есть модели, в которых предусмотрена подсветка кнопок, в противном случае подсветку придется исключать, ознакомьтесь предварительно с паспортом модели.

Также существуют модели с управлением катушки от 8, 12, 24 вольт 220 вольт. Для их работы необходим отдельный источник питания.

Пример инструкции импульсного реле РИО-1:

Область применения

В схемах управления умным домом импульсные реле являются основным исполнительным механизмом. Некоторые модели снабжены дополнительным входом, помимо основного, для группового отключения. Пример централизованного управления реле РИО-1 (тут же вы можете ознакомиться и с условным обозначением аппарата):

Читайте также:  Led телевизоры — что это

К примеру, у вас два этажа, и вы, уходя, забыли отключить свет на втором этаже. Чтобы не возвращаться к выключателю, все электронные выключатели света объедены в групповую сеть управления, при подаче сигнала на которую они становятся в положение выключено. То есть с одного места можно отключить свет, а включать потом каждую с кнопки индивидуально.

Устройства с таймерами удобно ставить в местах, где освещение нужно на непродолжительное время. Подъезд, парадный вход, сарай, подвал гараж и прочее. После нажатия на кнопку аппарат срабатывает, подавая питание на освещение. В это время таймер отсчитывает время, после чего подает сигнал и импульсное реле отключается. Для того чтобы таймер отключить достаточно два раза подряд нажать кнопку, и он будет выключен до тех пор, пока не будет нажата кнопка. Подробнее о схеме работы импульсного реле с выключателями вы можете узнать, просмотрев данное видео:

Надеемся наша статья расширила ваш кругозор, и вы сможете улучшить комфорт с помощью такой автоматики. На этом мы и заканчиваем обзор устройства, принципа работы и области применения импульсного реле. Как вы уже поняли, данный аппарат чаще всего используется для управления освещением в доме.

Будет полезно прочитать:

Что такое импульсное реле

Реле импульсное также называемое бистабильным, необходимо для осуществления контроля электроцепей, например освещения или других потребителей электроэнергии. Импульсные реле, способны организовать управление источниками света, физически находясь в другом месте. В этом аспекте они аналогичны работе проходных выключателей. Однако такой типы реле имеет более широкий набор функций. Они нашли свое применения при построении систем осуществляющие автоматическое управление чем-либо, например в умном доме.

В статье изложены все технические особенности этого вида реле, сфера их применения. Рассмотрены методы подключения и другие вопросы, касающиеся работы и функций устройства. В заключении читатель найдет дополнительные материалы для ознакомления и видеоролик по интересующей теме.

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.

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.

Принцип действия устройства

Существует много производителей электротехнического оборудования, выпускающих импульсные реле:

  • ABB;
  • Schneider Electric;
  • Legrand;
  • IEK
  • Finder и другие.

В независимости от изготовителя, в данных устройствах применяется один и тот же принцип управления катушкой, осуществляемый с помощью приходящего короткого импульса напряжения. Алгоритм работы такой: пришёл один импульс – устройство включилось, пришёл следующий – выключилось. Данный циклический принцип управления сохраняется во всех модификациях устройств. На само срабатывание необходимо, в зависимости от модели, в среднем около 50 мс.

Выключатель для импульсного реле

Очевидно, что включённых параллельно клавиш может быть много, нажатием которых осуществляют одну и ту же функцию. Для управления импульсным реле используется выключатель, имеющий самостоятельно размыкающийся под воздействием пружины контакт – кнопка с нормально открытым (разомкнутым) не фиксирующимся контактом. Установив данные выключатели в разных местах большого помещения можно включить освещение нажатием клавиши на входе и выключить, закрывая выходную дверь. Если в это время кто-то ещё будет находиться внутри, то ему не надо будет пробираться в потёмках через весь зал – достаточно подойти к любому ближайшему выключателю, и возобновить освещение.

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.

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

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.

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.

Заключение

Управляющее напряжение в импульсных реле от ABB указывается через дефис в старых изделиях (E251-230) и послеслеша в новом стандарте (E290-16-10/230). Данная статья не является рекламой продукции ABB, просто устройства данной фирмы, являющейся одной из лучших на рынке в данном сегменте, взяты в качестве примера, чтобы показать некоторые существующие возможности, которые появляются при использовании различных модификаций импульсных реле.

Как уже говорилось выше, рабочий принцип данных устройств одинаковый у всех производителей, а чтобы правильно подключить и использовать конкретное изделие, нужно изучать его внутреннюю схему, функционал и технические характеристики. Комбинируя различные устройства, подключая их последовательно, используя контакторы и дополнительные аксессуары, можно обеспечить многоуровневое управление не только освещением, но и другими производственными процессами.

Ссылка на основную публикацию