Импульсное реле: схема подключения, принцип работы, что это такое

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 проводкой, а также ее подключением не слишком просты. Тем не менее, есть вариант попроще — использование интересного бистабильного устройства, которое иначе называют импульсным реле.

Назначение и где используется

Этот переключатель предназначен для включения или выключения нагрузки при подаче сигнала на контакты. Реле называется бистабильным, потому что оно включается и выключается именно при подаче сигнала на управляющий вход. И реле остается в этом положении после окончания входного сигнала.

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

В быту это устройство очень часто используется из-за его удобства, так как управлять светом можно как минимум с двух точек. Например, свет включали в спальне, а выключали – в коридоре перед выходом из квартиры. Такая система пригодится, когда комнаты очень длинные и большие по размеру.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! Помимо комфорта, импульсное реле предлагает решение и таких задач, как защита и сигнализация. Например, на промышленных предприятиях, где требуется большая электрическая мощность, устройство обеспечивает безопасность оператора, так как работает от низкого напряжения и может управляться дистанционно.

Принцип работы и внешний вид

Вообще говоря, реле — это электрический механизм, который замыкает или разрывает электрическую цепь. Его работа основана на воздействующих на него электрических или других параметрах.

При выборе режима работы реле следует руководствоваться частотой переключений, величиной тока, а также характером проверяемых нагрузок.

Конструкция состоит из следующих компонентов:

Катушка.
Катушка представляет собой медный провод, намотанный на немагнитный материал; может быть в тканевой изоляции или покрыта специальным лаком, не пропускающим электричество;
Ядро.
Он содержит железо и приводится в действие за счет прохождения тока через витки катушки;
Подвижная арматура.
Этот якорь представляет собой пластину, прикрепленную к якорю, он воздействует на замыкающие контакты;
Контактная система.
Это переключатель состояния цепи.

Реле основано на электромагнитной силе, возникающей в сердечнике катушки при прохождении через него тока.

Катушка представляет собой втягивающее устройство, в котором сердечник соединен с подвижным якорем. Он приводит в действие силовые контакты. А к катушке можно дополнительно подключить резистор для повышения точности срабатывания.

Разновидности импульсных реле

ВАЖНО! Бистабильное реле — это реле, которое может находиться в двух фиксированных (стабильных) состояниях. Из-за характера этого устройства его иногда называют «блокирующим» реле, потому что оно блокирует сеть в одном состоянии.

Между некоторыми реле есть большие различия, поэтому их можно разделить в основном на 2 категории:

электромеханические реле;
Электронные импульсные реле.

электромеханический

Этот тип устройства потребляет электроэнергию только в момент срабатывания. Запорный механизм обеспечивает высокую надежность и экономит электроэнергию. Работает система достаточно хорошо: имеется в виду защита от перепадов в сети, приводящих к ложным срабатываниям.

В основе конструкции катушка, контакты и механизм с кнопками включения и выключения.

Реле электромеханического типа считаются более надежными и удобными в использовании, поскольку не боятся помех. Кроме того, у них нет высоких требований к месту установки.

Электронный

Электронные импульсные реле имеют характерную особенность: в них используются микроконтроллеры. Благодаря этому они обладают расширенным функционалом. Например, такие устройства позволяют добавить таймер. Другие дополнительные функции помогают в построении сложных систем освещения.

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

Электронные реле более популярны, чем другие виды, из-за функциональности и разнообразия, которые можно добавить к ним: можно создавать изделия для освещения любой сложности. Также их можно подобрать на любое напряжение – 12 вольт, 24, 130, 220. В зависимости от установки такие реле могут быть DIN-стандартными (для электрощитов) и обычными (с другими способами крепления).

Основные технические характеристики

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

коэффициент возврата – отношение выходного тока якоря к току втягивания;
Выходной ток — максимальный ток катушки на выходе якоря;
ток втягивания – минимальный ток в катушке при возврате якоря в исходное положение;
уставка – значение срабатывания в пределах, установленных в реле;
Значение срабатывания – входной сигнал, на который устройство автоматически реагирует;
номинальные значения – это напряжение, ток и другие величины, лежащие в основе работы реле.

Электромагнитные реле также можно разделить по времени срабатывания. У такого устройства есть такой параметр, как большая задержка – более 1 секунды, с возможностью настройки. Далее идут запаздывающие – 0.15 секунды, нормальные – 0.05 секунды, самые быстрые безынерционные реле – менее 0.001 секунды.

Другие характеристики импульсного реле могут включать:

максимальная нагрузка ламп накаливания;
количество и тип контактов;
Диапазон рабочих температур;
относительная влажность;
и так далее

Схемы

Импульсное реле очень часто используется при соединении нескольких выключателей с кнопкой возвратной пружины. Они должны быть соединены параллельно друг другу согласно всем требованиям.

Для организации схемы управления освещением следует подключить силовой провод к бистабильному реле. А выключатели соединяются друг с другом с помощью проводки. Это дает возможность позже обесточить всю сеть, используя всего один выключатель.

Этот вариант популярен, поскольку упрощает установку. Необходимо точно рассчитать характеристики: например, поддержку светодиодной подсветки кнопок, чтобы сеть полноценно функционировала.

Для удобства можно проверить маркировку. Производители используют такие обозначения, как:

А1-А2 – контакты катушки;
1-2 (или другие цифры) – количество контактов, которые замыкаются или размыкаются при срабатывании бистабильного реле;
ON-OFF – маркировка контактов, которые включают или выключают реле (используется при установке центрального управления).

СОВЕТ! Как правило, для подключения к силовому щиту используется реле на 220 вольт. В этом случае к контактам подключаются кабели, а дальнейшее управление осуществляется через импульсное реле. А отдельные выключатели во всей системе освещения соединены проводами.

Преимущества и недостатки

Базовые типы реле имеют много преимуществ перед твердотельными переключателями, например:

относительно невысокая стоимость (за счет недорогих комплектующих);
между катушкой и контактной группой имеется прочная изоляция;
не подвержены вредному влиянию перенапряжения, грозовых помех, коммутации мощных электроустановок;
имеется контроль линий с нагрузками до 0,4 кВ (при малом объеме аппарата).

Дополнительным плюсом является отсутствие проблем с охлаждением и безвредность для атмосферы. Например, короткое замыкание с током 10 А в реле распределяет по катушке менее 0.5 Вт. По сравнению с электронными аналогами это значение выше 15 Вт.

Недостатки импульсного реле:

Износ и проблемы с переключением индуктивных нагрузок и высоких напряжений (при постоянном токе);
Радиопомехи возникают при включении и выключении цепи, поэтому требуется экранирование;
относительно долгое время срабатывания.

Серьезным недостатком можно считать постоянный износ при переключении (деформация пружин, окисление контактов, например).

Однако стоит уточнить, что при использовании именно электронных реле есть такие преимущества, как: безопасность, хорошая скорость соединения, доступность на рынке, бесшумная работа, расширенный функционал. А из недостатков: перегрев при коммутации больших токов, неисправность при сбоях питания, сопротивление в закрытом положении и т.д.

Тем не менее, электронные реле развиваются достаточно стабильно и быстро. Они популярны из-за своей функциональности, которую можно относительно легко расширить.

Заключение

Современные системы освещения и электрификации очень широко используют импульсное реле. Требования рынка к производителям таких реле становятся все выше и выше, что порождает постоянное развитие в этой области.

Большинству пользователей требуется расширенная функциональность и гибкость в управлении освещением. Поэтому спрос движет предложением, так как эта технология сегодня очень востребована.

Что такое электромагнитное реле, их виды и принцип действия

Принцип работы и схема подключения теплового реле

Основные типы и принцип действия реле времени

Что такое реле напряжения и зачем оно нужно в квартире

Что такое электрический контактный манометр, назначение, принцип работы, схема подключения и обзор популярных моделей

Для чего нужен диммер, что это такое, схема подключения диммера и принцип его работы

Порядок подключения импульсного выключателя света

Энергосбережение было горячей темой с момента появления коммерческого производства электроэнергии. С первых лет электроосвещения были идеи ручного и автоматического управления включением потребителей на нужный период и выключением, когда они не используются. Одним из элементов таких систем является импульсное реле.

Назначение, принцип действия и применение

Классическое импульсное реле, как и обычное реле, состоит из катушки с сердечником, подвижной системы и контактной группы. Такое устройство часто называют бистабильным — потому что оно имеет два устойчивых состояния: с выключенными контактами и с включенными контактами. Состояние реле сохраняется при снятии напряжения, и в этом основное отличие от традиционной системы.

В реальных конструкциях длительное наличие напряжения на катушке считается излишним и даже вредным — обмотка может перегреться. Поэтому такое устройство управляется короткими импульсами:

первый импульс замыкает контакты;
Второй импульс размыкает контакты;
Третий снова закрывается и так далее.

Каждый импульс сбрасывает контакты в противоположное состояние. Импульсы генерируются переключателями. Коммутационное устройство логично выполнить в виде кнопки без фиксации в нажатом положении.

Обычное кнопочное устройство здесь малопригодно — его легко забыть во включенном положении и через некоторое время катушка выйдет из строя. Кнопки дверного звонка можно использовать вместо выключателей.

Типичное реле имеет входы:

А1 и А2 – для подключения к сети 220 вольт;
S – управляющий вход;
NO, C, NC – клеммы контактной системы.

Единого стандарта обозначения клемм нет. Маркировка входов может варьироваться от производителя к производителю.

На самом деле переключение происходит не синхронно по нажатию кнопки – система ждет ближайшего перехода синусоиды через нулевое значение. Это сделано для того, чтобы коммутационный ток был равен нулю, что продлевает срок службы контактной группы. Но такой переход происходит два раза за период, максимальная задержка будет 0.01 секунды, поэтому короткая пауза незаметна.

Многие импульсные реле для управления электрическим освещением имеют дополнительные входы включения и выключения. Они имеют приоритет над входом S – при подаче на них напряжения реле может быть принудительно включено или выключено независимо от состояния на клемме S.

Импульсный выключатель можно использовать для создания систем управления освещением, в которых свет можно включать и выключать из нескольких мест независимо от других коммутационных устройств. Классически эти схемы строятся на проходных и перекрестных ключах, но использование импульсных переключающих устройств имеет свои преимущества.

Основные технические характеристики

При покупке устройства стоит обратить внимание на основные параметры:

мощность контактной группы;
напряжение питания;
ток срабатывания катушки;
конструкция контактной группы (перекидная или триггерная);
дополнительные сервисные функции.

Также необходимо обратить внимание на такой (на первый взгляд нелогичный) параметр, как количество подключаемых коммутаторов. Казалось бы, характеристика абсурдная, но необходимо учитывать широкое распространение устройств с легкими цепями. Если их много, то суммарного тока по этим цепям будет достаточно для срабатывания реле.

Управляющее напряжение большинства устройств 220 вольт, но есть и реле с низковольтным управлением (12. 36 вольт). Такие устройства имеют огромное преимущество в плане безопасности, но требуют дополнительного источника питания. Поэтому такие устройства не получили широкого распространения в быту (в отличие от производства).

В цепи управления бистабильные коммутационные устройства потребляют очень небольшой ток (эта потребляемая мощность практически не влияет на показания электросчетчика). Это обстоятельство вызывает искушение выполнить цепи управления проводами уменьшенного сечения (до 0.5 кв.мм). Помните, что для защиты таких проводов потребуется установка в распределительном щите отдельного автоматического выключателя с меньшим рабочим током. Целесообразность решается в каждом конкретном случае.

Разновидности импульсных реле их достоинства и недостатки

Бистабильные коммутаторы могут быть изготовлены в двух вариантах:

классический электромеханический (выпускается в корпусе для монтажа на стандартную DIN-рейку);
Современная электроника.

Вторая версия позволяет уменьшить габариты, повысить надежность устройства, а также позволяет разработчикам реализовать практически неограниченные сервисные функции (таймеры отсрочки, управление WI-Fi и т.д.). Недостатками импульсных электронных выключателей света являются низкая помехоустойчивость..

Классический электромеханическое реле слабо чувствительно к шуму и помехамНо он шумный и шумный в работе — постоянное громкое щелканье может раздражать.

Различные схемы подключения импульсного реле

Простейшая схема бистабильной системы освещения выглядит следующим образом:

Если выключатели не горят, число может быть бесконечным. На самом деле существует ограничение на дальность установки — при определенной длине кабеля сопротивление проводников может ограничивать ток, необходимый для включения реле. Но для разумных расстояний это ограничение теоретическое. Количество параллельно подключенных ламп Количество параллельно подключенных ламп ограничено нагрузочной способностью выходной контактной группы.

Имя реле	Тип	Коммутационная способность, А
МРП-2-1	Электромагнитный	8
MRP-1	Электромагнитный	16
BIS-410	Электронный	16
РИО-1М	Электромагнитный	16
BIS-410	Электронный	16

Из таблицы видно, что многие реле принимают нагрузки от 1760 до 3520Вт. Этого достаточно, чтобы покрыть почти все разумные потребности в освещении (особенно с учетом распространения светодиодного оборудования) без использования промежуточных реле.

Другой вариант схемы — использовать приоритетные входы для включения или выключения. Этот принцип используется, когда необходимо обеспечить централизованное управление освещением нескольких помещений или зон. При манипулировании центральными кнопками управления состояние ламп не будет зависеть от предыдущего положения — все лампы могут включаться или выключаться одновременно. Такое двухканальное переключение позволяет включать или выключать свет сразу во всех комнатах с одного места, а затем управлять светом с локальных кнопок.

Монтаж электромеханического импульсного устройства осуществляется в распределительном щите – там удобнее всего монтировать DIN-рейку. Топология прокладки кабеля рассматривается на примере простой схемы и выглядит она так:

Часть соединений осуществляется проводами в распределительном щите. Вам также понадобятся:

Пятижильный кабель для прокладки от распределительного щита до распределительной коробки (при отсутствии защитного провода – четырехжильный кабель);
трехжильный кабель к светильнику или группе (двухжильный, если нет защитного провода);
Кнопочные выключатели последовательно соединены двухжильным кабелем.

Если используется электронное реле, его можно установить в распределительной коробке. Затем кабели прокладываются следующим образом:

Отличие от предыдущего варианта в том, что часть соединений осуществляется в распределительной коробке, и нет необходимости вести цепь от выключателей обратно в распределительный щит. Количество проводов в кабеле от коробки до распределительного щита уменьшено: при отсутствии РЕ-проводника достаточно двух проводов. Поэтому эта схема в целом более экономически оправдана.

Для закрепления информации о проводке рекомендуем видео.

Импульсное реле или переключатель перекрестка

Система управления с тремя и более местами также может быть реализована с использованием двух пропускных и с несколькими (столько позиций, сколько требуется) кросс-коннекторами.

Прокладка кабеля в этом случае выглядит так (PE-проводник не показан). Очевидно, что в этом случае все выключатели соединены друг с другом трехжильным кабелем, а не двухжильным.

Также можно обойтись без распределительной коробки и выполнить последовательное подключение. В этом случае количество жил в кабелях связи увеличивается до 4 с учетом защитной жилы. Еще одним недостатком такой разводки является то, что проводники N и PE имеют много точек подключения, что снижает надежность и безопасность схемы.

Поэтому схема с импульсным реле экономически более выгодна, хотя и не очень привычна. И чем больше расстояние между автоматическими выключателями, тем больше выгода. Кроме того, через импульсный переключатель проходит полный ток нагрузки потребителя, а при реализации схемы на импульсах переключается только небольшой управляющий ток — долговечность кнопок будет заведомо выше. При проектировании системы освещения следует обратить внимание на этот параметр.

Эксплуатация в нестандартных ситуациях

К таким ситуациям в первую очередь следует отнести моменты, когда электричество в квартире полностью отключено. При его восстановлении реле ведут себя иначе:

Для устройств электромеханической системы обесточивание не приводит к переключению, поэтому при возобновлении питания светильники будут в том состоянии, в котором их застало исчезновение питания. Если свет был включен, он снова включится, если был выключен, то останется выключенным;
точно так же будут вести себя электронные аппараты с энергонезависимой памятью;
простая электроника без памяти сбросит состояние в заданное разработчиками положение – обычно в выключенное (но иногда и во включенное).

Другая возможная коллизия — одновременное нажатие двух кнопок в разных местах. Система воспримет это как однократное нажатие, вне зависимости от исполнения реле, и сбросит контактную группу в противоположное положение.

Рекомендуем к просмотру: Использование реле для управления освещением в доме.

Использование импульсных устройств позволяет строить удобные схемы управления освещением, позволяющие включать свет только тогда, когда на объекте находятся люди. Это обеспечивает заметную экономию электроэнергии. Также такие схемы позволяют повысить комфортность эксплуатации инженерных сетей. Во многих случаях их использование оправдано и с эстетической точки зрения.

Импульсные реле для управления освещением

В современных домах и квартирах все чаще используются световые схемы для управления светом из двух и более мест.

В случае, если одного выключателя для управления освещением недостаточно (например, когда нужно включить свет в начале длинного коридора и выключить в конце), это можно сделать с помощью двухпозиционного переключателя. переключатель (SPDT, в США это называется 2-позиционный переключатель).

Однако в случае, если требуется больше мест для управления освещением, трудно проложить кабели к 2-позиционным переключателям (типа SPDT, в США он называется 3-позиционным переключателем) и перекрестным переключателям (типа DPDT, в США это названный 4-позиционный переключатель).

В этом случае гораздо проще использовать импульсные реле.

Схема подключения импульсного реле

Каждая линия освещения должна быть оснащена независимым импульсным реле. В схеме управления используются обычные неблокирующие кнопки (известные как тактильные переключатели), которые устанавливаются параллельно.

Импульсные реле могут управлять как одной лампой, так и группой ламп. Главное, общий ток коммутации не должен превышать допустимый ток для выводов реле (обычно это 10-16А). Дополнительно следует учитывать пусковой ток электроприборов.

Типы импульсных реле

Импульсные реле можно разделить на два типа: электромеханический (механизм управляет устройством) и электронный (устройство управляется платой с контроллером).

Электромеханические импульсные реле надежны и выдерживают высокое напряжение сети. К минусам можно отнести громкие щелчки при переключении и отсутствие дополнительных функций: у них только одна функция — включать или выключать свет при нажатии на выключатель.

Электронные импульсные реле гораздо тише коммутируют нагрузки и имеют больше функций (могут выполнять несколько функций). Например, они могут быть оснащены таймерами, автоматически отключающими ток через заданное время.

Плюсы импульсных реле

При использовании импульсного реле вам не придется разбираться со сложными принципиальными схемами, возиться с двухпозиционными и перекрестными переключателями, прокладывать трех- или четырехжильные кабели или тратить время на решение других вопросов, возникающих при разработке обычной схемы. для управления светом из разных мест.

Для управления освещением с помощью перекидных выключателей вся проводка (кабели) должна иметь сечение, соответствующее фактической нагрузке, в отличие от подключения выключателей к импульсному реле, когда допустимо использовать кабель минимального сечения. В результате при установке устройства вы получаете существенную экономию на материалах, несмотря на то, что при установке импульсных реле требуется разводка звездой (также известная как «бескорпусная»).

Централизованная коммутация

В отличие от классической схемы включения главного выключателя с помощью обычного реле (контактора), схема централизованного включения с импульсными реле сохраняет возможность локального управления всеми электроприборами в помещении после отключения кнопки «выключить все» — если кто-то все еще дома (например, кто-то все еще спит, когда вы уходите рано утром), они все равно могут включить или выключить любой прибор.

С учетом этого одни производители выпускают специализированные импульсные реле с функцией централизованного управления, другие предлагают дополнительные модули, устанавливаемые рядом с обычными импульсными реле. Однако, если вы хотите централизованно управлять не только одной точкой освещения, но и сгруппировать их вместе (например, централизованное управление освещением в комнатах на каждом этаже плюс общее централизованное управление освещением на входе в здание), вам просто необходимо установить вспомогательные модули.

К таким специализированным вспомогательным модулям подключаются две кнопки — «все выключить» и «включить все». Однако установка двух дополнительных кнопок на входе не всегда удобна, поэтому чаще всего устанавливают только одну — «все выключить». Кроме того, количество импульсных реле в группе (или количество групп) совпадает с количеством дополнительных модулей, которые необходимо установить, если вы хотите иметь вариант централизованного переключения.

Централизованная коммутация в группах с центральным выключателем:
• Каждое реле управляется местным переключателем (A, B, C и D).
• Каждая группа управляется централизованно (1 и 2).
• Главный переключатель управления (W) управляет группами.

Такая компоновка не очень удобна — сильно усложняет монтажные работы и увеличивает затраты. Поэтому мы рассмотрели все недостатки, перечисленные выше, и разработали устройство, которое не только значительно упрощает установку, но и имеет множество вариантов настройки. И его цена значительно ниже, чем у комплекта импульсных реле со вспомогательными модулями – так как наш центральный выключатель ION CS-8 способен заменить 8 (восемь) импульсных реле со вспомогательными модулями, чего обычно достаточно для комфортного управления освещением в помещении. маленькая квартира. Кроме того, он занимает всего 3 стандартных din-блока в распределительном щите.

Вспомогательные функции

Выключатель ION CS-8 Central может управлять не только группой точек освещения, но и отдельными подгруппами. Выключение света на всем этаже здания не только удобно, но и экономит электроэнергию.

Компания ИОН КС-8 ION CS-8 также имеет встроенные настраиваемые таймеры задержки выключения и ограничения включенного состояния. Он также различает короткие и длинные нажатия переключателя, что дает вам возможность управлять различными нагрузками с помощью одного переключателя и многое другое… Хотите узнать больше? Перейдите к нашей интерактивной онлайн-демонстрации и опробуйте нашу интеллектуальную систему управления освещением.

Больше читать

Установка главного выключателя решает как вопросы энергосбережения, так и вопросы безопасности: наиболее распространенной причиной пожаров в домах является неотключение бытовых электроприборов.