Pulsrelä för ljusstyrning: hur det fungerar, typer, markeringar och anslutningar

För att möta moderna belysningskrav för lägenheter, kontor och företag används komplexa elektrifieringssystem. Vid utformningen av dem används en mängd utrustning för att lösa individuella problem, som ständigt förbättras.

Således började ett pulsrelä för styrning av belysning från flera ställen relativt nyligen användas. Den ersätter gradvis standardkretsar med pass-through switchar.

Var kan ett pulsrelä användas?

Introduktionen av denna enhet i hushållsbruk förklaras av enkel bekvämlighet. När allt kommer omkring låter det dig styra belysningen från minst två punkter.

I en lägenhet kan detta vara ett sovrum, där strömbrytaren är på vid entrén och strömbrytaren är bredvid sängen. På kontor finns långa korridorer, trappor och stora konferensrum.

Att använda två strömbrytare för att lysa upp trappan har blivit en nödvändighet. Efter att ha tänt på ljuset på bottenvåningen är det ganska logiskt att stänga av det med den andra strömbrytaren på övervåningen

Uppgiften med trelägeskontroll kan hanteras genom pass-through och korsbrytare. Detta schema används fortfarande i stor utsträckning. Men den har också uppenbara brister.

För det första är detta ett ganska komplicerat system att installera, där elektricitet passerar genom huvudströmbrytaren, distributionslådan, själva strömbrytarna och sedan till belysningslamporna.När du installerar det uppstår ofta fel. Om fler än tre kontrollplatser behövs blir schemat mer komplicerat.

Diagrammet visar tydligt trängseln med ledningar: från den första omkopplaren - fem, från den andra - sex, från den första och andra bakgrundsbelysningen - tre kablar vardera

För det andra har alla ledningar samma tvärsnitt, eftersom de använder samma spänning, vilket påverkar de totala kostnaderna. De inkluderar också priset på genomkopplingsväxlar, flera gånger högre än kostnaden för konventionella.

Men behovet av att använda ett pulsrelä är inte bara av komfortskäl. Den används också för signalering och skydd.

Till exempel, på ett industriföretag för att starta produktionsprocesser som kräver hög elektrisk effekt, låter denna enhet dig skydda operatören. Eftersom den arbetar från lågspänningsströmmar eller är helt fjärrstyrd.

Enhet och funktionsprincip

I ordets allmänna mening är ett relä en elektrisk mekanism som stänger eller bryter en elektrisk krets baserat på vissa elektriska eller andra parametrar som påverkar den.

Dess icke-switchande design uppfanns redan 1831 av J. Henry. Och två år senare började de använda S. Morse för att säkerställa telegrafens funktion.

Två huvudgrupper kan särskiljas: elektromekaniska och elektroniska. I den första typen av enhet utförs arbetet av en mekanism, och i den andra är ett tryckt kretskort med en mikrokontroller ansvarig för allt. Det är bekvämt att överväga dess funktion med exemplet på ett elektromekaniskt relä, som är ett pulsrelä.

När du väljer ett relädriftsläge måste du vägledas av frekvensen för påslagning, typen och storleken på strömmen och arten av de belastningar som testas.

Strukturellt kan det representeras enligt följande:

1. Spole – Det här är en koppartråd lindad på en bas gjord av icke-magnetiskt material. Den kan isoleras med tyg eller beläggas med lack som inte låter elektricitet passera igenom.
2. Kärna, som innehåller järn och aktiveras av passagen av elektrisk ström genom spolens varv.
3. Rörligt ankare - det här är en platta som är fäst på ankaret och påverkar stängningskontakterna.
4. Kontaktsystem – växla kretsens tillstånd direkt.

Funktionen av ett relä är baserad på fenomenet elektromagnetisk kraft. Det uppträder i spolens ferromagnetiska kärna när ström passerar genom den. Spolen är i detta fall en upprullningsanordning.

Kärnan i den är ansluten till en rörlig armatur, som aktiverar kraftkontakterna och utför omkoppling. De kan vara av normalt öppen/normalt stängd typ. Ibland kan ett kontaktblock innehålla både öppna och slutna anslutningstyper.

När kretsen slås på fixar mekanismen denna position, som ändras när pulsen appliceras igen och fixeras igen tills nästa förändring

Ett extra motstånd kan anslutas till spolen, vilket ökar driftnoggrannheten, liksom en halvledardiod, som begränsar överspänningen på lindningen. Dessutom kan konstruktionen innehålla en kondensator installerad parallellt med kontakterna för att minska gnistbildning.

Funktionen av enheten kan tydligare representeras genom att dela upp den i flera block:

• utför – detta är en kontaktgrupp som stänger/öppnar en elektrisk krets;
• mellanliggande – spolen, kärnan och det rörliga ankaret aktiverar den verkställande enheten;
• chef – i detta relä omvandlar en elektrisk signal till ett magnetfält.

Eftersom en enda elektrisk impuls krävs för att byta kontakternas position, kan vi dra slutsatsen att dessa enheter endast förbrukar spänning vid omkopplingsögonblicket. Detta sparar avsevärt energi, till skillnad från konventionella pass-through switchar.

Den andra typen av pulsrelä är den elektroniska typen. Mikrokontrollern ansvarar för dess funktion. Mellanblocket här är en spole eller halvledaromkopplare. Användningen av element som programmerbara logiska styrenheter i kretsen gör det möjligt att komplettera reläet, till exempel med en timer.

Denna typ av anordning har inga mekaniska rörliga element. Arbetet utförs av en sensor som känner av styrsignalen och halvledarelektronik som kopplar om kretsen

Typer, märkning och förmåner

Huvudtyperna av pulsreläer är elektromekaniska och elektroniska. Elektromekaniska, i sin tur, klassificeras enligt deras funktionsprincip.

Typer av pulsapparater

Detta innebär att omkoppling av kraftkontakter kan utföras av andra krafter än magnetens kraft.

De är indelade i:

• elektromagnetiska;
• induktion;
• magnetoelektriska;
• elektrodynamisk.

Elektromagnetiska enheter i automationssystem används oftare än andra. De är ganska tillförlitliga på grund av en enkel operationsmetod baserad på verkan av elektromagnetiska krafter i en ferromagnetisk kärna, förutsatt att det finns ström i spolen.

Inverkan på kontakter elektromagnetiska reläer utförs av en ram, som attraheras av kärnan i en position och återförs till den andra av en fjäder.

Ankare, dvs.en platta med magnetiska egenskaper attraheras av en elektromagnet, som är en koppartråd lindad på en spole med ett ok

Induktionsmodeller har en funktionsprincip baserad på kontakten av växelströmmar med inducerade magnetiska flöden med själva flödena. Denna interaktion skapar ett vridmoment som förflyttar en kopparskiva som är placerad mellan två elektromagneter. Roterande, stänger och öppnar kontakter.

Driften av magnetoelektriska enheter utförs på grund av interaktionen av strömmen i den roterande ramen med det magnetiska fältet som skapas av en permanent magnet. Stängning/brytning av kontakter styrs av dess rotation.

Dessa reläer är mycket känsliga i förhållande till sin typ. De används dock inte i stor utsträckning på grund av svarstiden på 0,1-0,2 s, vilket anses vara lång.

Elektrodynamiska reläer fungerar på grund av kraften som genereras mellan rörliga och fasta strömspolar. Metoden för att stänga kontakter är densamma som i en magnetoelektrisk anordning. Den enda skillnaden är att induktion i arbetsgapet skapas elektromagnetiskt.

Elektroniska modeller är nästan identiska i design med elektromekaniska. De har samma block: exekverande, mellanliggande och kontroll. Den enda skillnaden är det senare. Omkopplingen styrs av en halvledardiod som en del av en mikrokontroller på ett kretskort.

Transistorer och tyristorer fungerar som halvledare i denna enhet. Även om de tål hårda damm- och vibrationsförhållanden, är de känsliga för kortvariga överströms- och spänningsöverbelastningar

Denna typ av relä är utrustad med ytterligare moduler.Till exempel låter en timer dig köra ett ljusstyrningsprogram efter en viss tidsperiod. Detta är bekvämt för att spara energi när det inte finns något behov av att använda utrustningen. Vid behov kan du släcka ljuset genom att trycka två gånger på knappen.

Fördelar och nackdelar med huvudtyperna av reläer

Till skillnad från halvledaromkopplare har elektromekaniska omkopplare följande fördelar:

1. Relativt låg kostnad på grund av billiga komponenter.
2. En liten mängd värme genereras vid de omkopplade kontakterna på grund av det låga spänningsfallet.
3. Närvaron av kraftfull isolering på 5 kV mellan spolen och kontaktgruppen.
4. Inte utsatt för de skadliga effekterna av överspänningspulser, störningar från blixtnedslag eller omkopplingsprocesser av kraftfulla elektriska installationer.
5. Styrning av ledningar med en belastning på upp till 0,4 kV med en liten enhetsvolym.

När en krets är sluten med en ström på 10 A i ett relä med liten volym, fördelas mindre än 0,5 W över spolen. Medan på elektroniska analoger kan denna siffra vara mer än 15 W. Tack vare detta finns det inga problem med kylning och skada på atmosfären.

Deras nackdelar inkluderar:

1. Slitage och problem vid omkoppling av induktiva laster och höga spänningar med likström.
2. Att slå på och av kretsen åtföljs av generering av radiostörningar. Detta kräver att man installerar skärmning eller ökar avståndet till den utrustning som utsätts för störningar.
3. Relativt lång svarstid.

En annan nackdel är närvaron av kontinuerligt mekaniskt och elektriskt slitage under omkoppling. Dessa inkluderar oxidation av kontakter och deras skador från gnistladdningar, deformation av fjäderblock.

Under installationen är det värt att tänka på att den elektromekaniska versionen av kontaktorerna kanske inte fungerar korrekt om den är i horisontellt läge

Till skillnad från elektromekaniska reläer styr elektroniska reläer mellanenheten via en mikrokontroller.

Fördelarna och nackdelarna med elektronik kan analyseras med hjälp av exemplet på enheter från F&F-företaget i förhållande till ABB-varumärket, som tillverkar mekanik.

Fördelarna med den första typen av omkopplare inkluderar:

• större säkerhet;
• hög växlingshastighet;
• tillgänglighet på marknaden;
• indikator varnar om driftsläget;
• avancerad funktionalitet;
• tyst drift.

Dessutom ligger den obestridliga fördelen i flera installationsalternativ - det är möjligt att installera inte bara på panelens DIN-skena utan också i uttagsdosa.

Nackdelar med F&F-elektronik jämfört med ABB-mekanik:

• avbrott i arbetet på grund av strömavbrott;
• överhettning vid byte av höga strömmar;
• "glitches" är möjliga utan uppenbar anledning;
• stänga av enheten under ett kortvarigt strömavbrott;
• högt motstånd i stängt läge;
• vissa reläer fungerar endast på likström;
• Halvledarkretsen tillåter inte omedelbart ström att flyta tillbaka till sin normala riktning.

Trots dessa brister utvecklas elektroniska omkopplare ständigt och på grund av den större potentialen för funktionalitet i förhållande till elektromekaniska, förväntas deras övervägande användning.

För att undvika förvirring tillhandahåller tillverkaren de mest detaljerade produktegenskaperna i butikskatalogerna och i enhetens tekniska datablad

Huvudkarakteriserande parametrar

Beroende på syfte och användningsområde kan reläer klassificeras enligt flera kriterier:

• avkastningsfaktor – förhållandet mellan värdet på ankarets utström och indragningsströmmen;
• utström – dess maximala värde i spolklämmorna när ankaret går ut;
• indragningsström – dess minimiindikator i spolen klämmer fast när ankaret återgår till sitt ursprungliga läge;
• börvärde – nivån på svarsvärdet inom de specificerade gränserna som anges i reläet;
• aktiveringsvärde – värdet på ingångssignalen som enheten automatiskt reagerar på;
• nominella värdeni – spänning, ström och andra storheter som ligger till grund för reläets funktion.

Elektromagnetiska enheter kan också delas upp efter svarstid. Den längsta fördröjningen för ett tidsrelä är mer än 1 sekund, med möjligheten att konfigurera denna parameter. Sedan finns det långsamma - 0,15 sekunder, normala - 0,05 sekunder, snabba - 0,05 sekunder. Och de snabbaste tröghetsfria är mindre än 0,001 sekunder.

Avkodning av produktmärkning

Kontaktormärkningskoden finns ofta i butikskataloger och på själva enheten. Den ger en fullständig beskrivning av designfunktionerna, syftet och villkoren för deras användning.

Sammansättningen av beteckningen kan ses på det elektromagnetiska mellanreläet REP-26. Den används i AC-kretsar upp till 380 V och DC upp till 220 V.

För att förstå markeringarna måste du dela upp inskriptionen i block och använda beskrivande tabeller som finns i specialiserade uppslagsböcker

Produktbeteckningen i butiken kan se ut så här: REP 26-004A526042-40UHL4.

REP 26 – ХХХ Х Х ХХ ХХ Х – 40ХХХ4. Den här typen av notation kan tolkas på följande sätt:

• 26 – serienummer;
• XXX – typ av kontakter och deras nummer;
• X – slitstyrka klass för omkoppling;
• X – typ av kopplingsspole, typ av reläretur och typ av ström;
• XX - design enligt metoden för installation och anslutning av ledare;
• ХХ – spolström eller spänningsvärde;
• X – ytterligare strukturella element;
• 40 – skyddsnivå enligt IP-standard eller GOST 14254;
• ХХХ4 – klimatzon för tillämpning i enlighet med GOST 15150.

Klimatdesign kan vara: UHL - för kalla och tempererade klimat eller O - för tropisk eller allmän klimatdesign.

Enligt särskilda beteckningstabeller är anordningen i fråga elektromagnetiskt mellanrelä, med fyra kopplingskontakter, kopplingsmotståndsklass A, med likström. Den har ett uttagsfäste med lameller för lödning av externa ledare, en 24 V-spole och en manuell manipulator.

Flera typer av kopplingsscheman

Det finns flera installationsalternativ, som var och en har sina egna egenskaper, fördelar och nackdelar.

Beteckningen på RIO-1 reläkontakter har följande betydelse:

• N - neutral tråd;
• Y1 – aktivera ingång;
• Y2 – avstängningsingång;
• Y – på/av-ingång;
• 11-14 – kopplingskontakter av normalt öppna slag.

Dessa beteckningar används på de flesta relämodeller, men innan du ansluter till kretsen bör du dessutom bekanta dig med dem i produktdatabladet.

Den presenterade elektrifieringskretsen används för att styra ljuset från tre ställen med hjälp av ett relä och tre tryckknappsbrytare utan att fixera positionen

I denna krets använder kraftreläkontakterna en ström på 16 A. Skydd av styrkretsar och belysningssystem utförs av en 10 A effektbrytare.Därför har trådarna en diameter på minst 1,5 mm².

Anslutningen av tryckknappsbrytare görs parallellt. Den röda ledningen är fasen, den går genom alla tre tryckknappsbrytare till strömkontakt 11. Den orange ledningen är kopplingsfasen, den kommer till ingång Y. Sedan lämnar den plint 14 och går till glödlamporna. Nollledaren från bussen är ansluten till plint N och till lamporna.

Om ljuset från början var påslaget kommer ljuset att slockna när du trycker på valfri strömbrytare - en kortvarig omkoppling av fasledningen till Y-terminalen kommer att ske och kontakterna 11-14 öppnas. Samma sak kommer att hända nästa gång du trycker på någon annan knapp. Men stift 11-14 kommer att ändra position och lampan tänds.

Fördelen med ovanstående krets framför pass-through och crossover-omkopplare är uppenbar. Men med en kortslutning kommer det att upptäcka skadan orsaka vissa svårigheter, till skillnad från nästa alternativ.

Detta schema kommer att spara på ledningar, eftersom tvärsnittet av styrkablar kan minskas till 0,5 mm². Du måste dock köpa en andra skyddsenhet

Detta är ett mindre vanligt anslutningsalternativ. Den är samma som den tidigare, men styr- och belysningskretsarna har egna brytare för 6 respektive 10 A. Detta gör det lättare att identifiera fel.

Om det finns ett behov av att styra flera belysningsgrupper med ett separat relä, är kretsen något modifierad.

Denna anslutningsmetod är bekväm att använda för att tända och släcka lampor i hela grupper. Stäng till exempel omedelbart av en ljuskrona i flera nivåer eller belysningen av alla arbetsplatser i verkstaden

Ett annat alternativ för att använda impulsreläer är ett centralt styrt system.

Schemat är bekvämt eftersom du kan stänga av all belysning med en knapp när du går hemifrån. Och när du kommer tillbaka, slå på den på samma sätt

Två omkopplare läggs till denna krets för att skapa och bryta kretsen. Den första knappen kan bara slå på belysningsgruppen. I det här fallet kommer fasen från "ON"-omkopplaren till Y1-terminalerna på varje relä och kontakterna 11-14 kommer att stängas.

Utlösningsomkopplaren fungerar på samma sätt som den första omkopplaren. Men omkoppling utförs på Y2-terminalerna på varje omkopplare och dess kontakter upptar kretsbrytande position.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videomaterialet berättar om enheten, driften, tillämpningen och historiken för skapandet av denna typ av enhet:

Följande berättelse beskriver i detalj funktionsprincipen för halvledar- eller elektroniska reläer:

Användningen av pulsreläer används alltmer i moderna elektrifieringssystem. Ökande krav på funktionalitet och flexibilitet i ljusstyrning, materialbesparingar och säkerhet skapar en kontinuerlig drivkraft för förbättring av kontaktorer.

De är reducerade i storlek, förenklade i design, vilket ökar tillförlitligheten. Och användningen av fundamentalt ny teknik i hjärtat av arbetet gör att de kan användas under svåra förhållanden med dammiga industrier, vibrationer, magnetfält och fukt.

Skriv gärna kommentarer i blocket nedan. Ställ frågor, dela användbar information om ämnet i artikeln som kommer att vara användbar för webbplatsbesökare. Berätta för oss om hur du valde och installerade impulsbrytaren.