Опубликовано

Импульсное бистабильное реле

Принцип работы и внешний вид

В настоящее время существует два типа устройств:

  • электромеханические.
  • электронные.

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.

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):

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:

Обзор существующих схем управления освещением

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:

  • Как работает реле напряжения
  • Как сделать светодиодную подсветку лестницы
  • Автоматические ворота в гараж своими руками

Проходной выключатель или импульсное реле?

В настоящее время все больше и больше применяются схемы управления освещением, когда светильник, люстра, подсветка или другой источник света включаются не как обычно, одним выключателем, а двумя, тремя и более, установленными в разных местах.

Это очень удобно, особенно при наличии длинных коридоров — можно включить свет с одной стороны и выключить с другой.

При построении схем управления освещением из нескольких мест в основном используют два подхода:

— с использованием проходных и перекрестных выключателей;

— с использованием импульсных реле.

Давайте рассмотрим отличительные особенности каждого из этих подходов.

При использовании проходных выключателей, питание от электрического щита подводится к ответвительной коробке, а от нее уже к выключателям.

Используется как минимум трехжильный провод, чем больше выключателей, тем больше длина провода.

При использовании двухклавишных проходных выключателей (в них используется шесть контактов) увеличивается количество и длина проводов, что усложняет схему и затрудняет монтаж.

Проходные выключатели непосредственно замыкают и размыкают цепь нагрузки, через них проходит ток светильника, поэтому сечение провода должно соответствовать мощности нагрузки (обычно 1,5 мм2).

Обычные выключатели имеют фиксированное положение «ВКЛ.» (обычно клавиша нажата вверх) и «ВЫКЛ.» (клавиша нажата вниз). Проходные выключатели не имеют фиксированного положения, в одном из положений могут быть включены или выключены, в зависимости от положения других выключателей, управляющих этим же светильником. Несколько неудобно, требует привыкания.

Не требуют никаких дополнительных элементов и места в электрощите, только выключатели, установленные в подрозетники.

Проходные выключатели довольно надежны в эксплуатации, поскольку не содержат никаких элементов автоматики.

При использовании импульсных реле применяют кнопочные выключатели, которые подключаются параллельно. Вместо кнопочных выключателей можно использовать обычные подпружиненные кнопки для электрических звонков или кнопки управления жалюзи.

Между собой кнопочные выключатели соединяются двухжильным проводом. При управлении светильником из большого количества мест это дает возможность сократить расходы по прокладке многожильного провода.

Поскольку выключатели управляют обмоткой реле, а нагрузка подключается через силовые контакты, обычно достаточно провода сечением 0,5 мм2.

По способу установки (форм-фактор) импульсные реле обычно выпускаются для монтажа в электрическом щите на DIN-рейку или же навесной вариант для установки в ответвительную коробку, за подвесным потолком и т.д. Более распространен первый тип — для монтажа на DIN-рейку. В этом случае провода от светильников и провода от кнопочных выключателей заводятся непосредственно в электрический щит, соответственно приводя к увеличению количества модулей в щите (и соответственно его габаритам).

Импульсные реле некоторых производителей чувствительны к перепадам напряжения в питающей сети. Это может приводить к ложным срабатываниям.

Импульсные реле позволяют создавать схемы управления практически неограниченным количеством групп освещения, зависит от количества установленных реле.

Можно создавать централизованное управление освещением, когда, например, выходя из дома, нажатием на один выключатель, можно выключить свет во всем доме. В многоэтажных домах можно выключать свет отдельно на каждом этаже или же сразу во всем доме.

Как видно, каждый из изложенных подходов к управлению освещением имеет свои преимущества и недостатки.

Оба подхода очень подробно и детально рассмотрены в книге «Управление освещением из нескольких мест».

Схема подключения и принцип работы импульсного реле РИО-1

Здравствуйте, уважаемые гости и читатели сайта «Заметки электрика».

В последнее время вместо стандартных схем с одним выключателем все чаще стали применяться схемы управления освещением (квартир, домов, офисов и т.п.) с двух, трех и более мест.

Ведь это очень удобно, особенно в помещениях с большими площадями или при наличии длинных проходов и коридоров. Например, можно включить свет в начале коридора, а выключить в конце, не возвращаясь обратно. Или же включить свет в лестничном пролете на первом этаже, а выключить его на втором, не спускаясь вниз.

Существует несколько способов реализации управления освещением из нескольких мест:

  • применение проходных выключателей (переключателей)
  • применение импульсных реле
  • применение дистанционных ПУ

Какой же из способов выбрать?

Про схемы подключения проходных выключателей (переключателей) я уже подробно рассказывал в одной из своих статей — вот ссылочка на нее. Здесь приведу лишь один пример — это схема управления освещением с трех мест с помощью двух проходных и одного перекрестного выключателя.

Недостатки данного способа.

Как видите, питание с автомата сначала приходит в распределительную коробку, далее от нее идет на проходные и перекрестные переключатели, и с нее же идет на лампы. Схема достаточно сложная и при ее сборке зачастую возникают ошибки. А это управление только с 3 мест. Представьте себе, как будет выглядеть схема управления освещением с 4 или 5 мест.

Весь монтаж ведется кабелями одного сечения, т.к. ток нагрузки ламп проходит через всю цепочку выключателей.

Стоимость проходных переключателей в несколько раз выше, нежели кнопочных, про которые я расскажу чуть ниже. И чем больше точек для управления светом Вы хотите сделать, тем дороже выйдет данный способ управления.

Достоинства схемы с проходными выключателями.

С другой стороны эта схема достаточно надежна, т.к. не содержит элементов автоматики. Но автоматикой в наше время уже никого не удивишь, а даже наоборот, ее удобство и функциональность значительно расширяет стандартные границы и возможности.

Поэтому я предлагаю рассмотреть второй способ — это применение импульсных реле, на которых и остановимся более подробно в рамках данной статьи.

Для реализации управления светильниками с помощью импульсного реле нам необходимы:

  • импульсное реле
  • кнопочные выключатели

Разновидности импульсных реле

Импульсные реле еще называют бистабильными реле или блокировочными. Не суть, главное, что это такие реле, которые переключают свой силовой контакт (у некоторых моделей несколько силовых контактов) при подаче на их катушку или схему управления кратковременного импульса напряжения.

В настоящее время на рынке можно приобрести импульсные реле любых производителей, например, от АВВ (ABB E 251-230), Schneider Electric (Acti 9 iTL), Legrand, F&F (Biss-411), Меандр (РИО-1) и т.п.

По устройству и принципу действия, среди них есть, как электромеханические, так и электронные.

В устройство электромеханических импульсных реле входит катушка, контактная система, пружинные и рычажные системы — по конструкции они несколько похожи с модульными контакторами, только у включенного контактора катушка всегда должна находиться под напряжением, а у импульсного реле на катушку или схему управления подается кратковременный импульс, о чем можно сделать вывод, что реле потребляет электроэнергию только в момент коммутации.

В электронных импульсных реле установлена печатная плата с микроконтроллером и выходным электромагнитным реле.

Первые, более надежные и не боятся различных перенапряжений в сети. Вторые же, очень чувствительны к уровню напряжения и импульсным перенапряжениям, реагируют на малейшие помехи в сети и могут ложно срабатывать, в связи с этим у них есть некоторые ограничения по длине линий управления. Какой из них выбрать — это уже отдельная тема для разговора, но я рекомендую остановить свой выбор на электромеханических.

Для информации: кому интересно, то можете почитать о том, какие преимущества имеет электромеханическое УЗО перед электронным и как их отличить между собой.

Импульсные реле могут иметь катушку или входной сигнал на 12 (В), 24 (В), 130(В) и 220 (В).

Также бистабильные реле могут отличаться друг от друга по количеству и типу контактов, количеству полюсов и номинальному току силовых контактов (16 А и 32 А), по способу установки (на DIN-рейку в электрический щит или навесного типа для установки под навесным потолком или в распределительной коробке).

В качестве примера я рассмотрю импульсное реле РИО-1 от компании Меандр. Его стоимость на момент написания статьи составляет около 900 рублей. РИО-1 расшифровывается следующим образом:

  • Р — реле
  • И — импульсное
  • О — для управления освещением
  • 1 — модификация (серия)

Вот его габаритные размеры.

Импульсное реле РИО-1 имеет модульное исполнение и устанавливается в электрическом щите на DIN-рейке (занимает места в один модуль). Также его можно установить и на ровную поверхность.

Технические характеристики РИО-1 (взято с официального сайта):

Кнопочные выключатели

Несколько слов о кнопочных выключателях.

Вот пример одноклавишного кнопочного выключателя с подсветкой.

У этого выключателя имеется один нормально-открытый контакт (замыкающий) без фиксации своего положения. По конструкции они выполнены, как обычные одноклавишные выключатели, только у них установлена возвратная пружина, которая возвращает его контакт в начальное (исходное) положение.

Помимо одноклавишных кнопочных выключателей, в продаже имеются двуклавишные кнопочные выключатели. Все тоже самое, только в нем размещено два нормально-открытых контакта (замыкающих) без фиксации, которые можно подключить на разные импульсные реле для управления разными группами ламп.

Кнопочные выключатели бывают скрытой и открытой установки. На фотографии выше показан вариант открытой установки, который крепится непосредственно на стену (поверхность).

Кнопочные выключатели скрытой установки крепятся в подрозетники.

Вместо кнопочных выключателей можно применить кнопки для электрических звонков, жалюзи и т.п.

Схема подключения импульсного реле РИО-1

Вот схема импульсного реле РИО-1:

  • 11-14 — нормально-открытый (замыкающий) контакт
  • Y — вход «Вкл./Откл.» (включение и отключение реле)
  • Y1 — вход «Вкл.» (только включение реле)
  • Y2 — вход «Откл.» (только отключение реле)
  • N — ноль

Представляю Вашему вниманию схему управления освещением с трех мест с помощью импульсного реле РИО-1.

Реле от других производителей подключаются аналогично, но перед подключением все равно загляните в паспорт и посмотрите маркировку выводов, т.к. она будет отличаться.

В данной схеме защита цепей освещения и цепей управления выполнена с помощью одного автоматического выключателя 10 (А), поэтому все кабели и провода должны иметь сечение не менее 1,5 кв.мм (по меди конечно же).

Силовые контакты реле (11-14) рассчитаны на ток 16 (А) при коммутации чисто активной нагрузки. Этого для цепей освещения вполне хватит, а если и не хватит, то всегда можно использовать контактор.

Кнопочные выключатели между собой подключаются параллельно. Их можно подключать даже шлейфом, для экономии кабеля.

Фаза с автомата (провод красного цвета) подходит ко всем кнопочным выключателям и на силовой контакт реле (11). С выключателей коммутируемая фаза (провод оранжевого цвета) уходит на клемму (Y). На клемму реле (N) подключается нулевой провод с шины (N). На клемму (14) подключается фазный провод (оранжевого цвета), который в дальнейшем идет на светильники. Ноль на светильники берется с шины (N).

Рассмотрим принцип работы импульсного реле при управлении освещением с трех мест на примере этой схемы.

Предположим, что освещение было выключено. Нажмем на клавишу любого кнопочного выключателя. Таким образом, фаза через кнопочный выключатель кратковременно придет на клемму (Y) импульсного реле, реле замкнет свой силовой контакт (11-14) — освещение включится.

Нажмем на клавишу другого кнопочного выключателя (или этого же — разницы нет никакой), фаза придет на клемму (Y) импульсного реле и оно разомкнет свой силовой контакт (11-14) — освещение выключится. И так далее, при каждом нажатии на кнопочный выключатель, реле будет менять состояние своих силовых контактов на противоположное.

Более наглядно принцип работы импульсного бистабильного реле РИО-1 на трех кнопочных выключателях смотрите в видеоролике:

Преимущества схемы с импульсным реле перед схемой с проходными переключателями.

Схема гораздо проще, нежели схема с проходными и перекрестными переключателями. С помощью импульсного реле можно собрать схему управления освещением практически с неограниченным количеством мест управления — от 2 до 20. При этом схема нисколько не усложнится — в нее будут добавляться только кнопочные выключатели и кабели для их подключения. Ошибиться при монтаже здесь практически не возможно.

Если в такой схеме случится повреждение в виде короткого замыкания, то найти его будет чуть сложнее, нежели в схеме изображенной ниже, поэтому предлагаю такой вариант подключения импульсного реле, правда он используют гораздо реже.

Смысл такой схемы аналогичен предыдущей, только защита силовой цепи и цепи управления разделена и выполнена отдельными аппаратами защиты. В таком случае гораздо легче продиагностировать и найти неисправность.

Кабель для цепей управления можно взять меньшим сечением, чем для силовой цепи, т.к. по цепи управления протекают малые токи управления импульсным реле.

Силовая цепь в данном примере выполнена кабелями сечением 1,5 кв.мм и защищена автоматом на 10 (А), а цепи управления — кабелями сечением 0,5 кв.мм или 0,75 кв.мм, и защищены автоматом на 6 (А).

По сравнению с предыдущей схемой здесь идет некоторая экономия на кабельной продукции, т.к. для цепей управления используется кабель меньшего сечения, который стоит несколько дешевле, правда при этом придется приобрести дополнительный однополюсный автомат.

Если же Вы хотите установить несколько импульсных реле для разных групп освещения, то схема будет выглядеть следующим образом:

Подключение импульсных реле с централизованным управлением

На этом использование импульсных реле не заканчивается. Например, с помощью них можно собрать схему централизованного управления освещением, т.е. с одного места управлять сразу несколькими импульсными реле. Для этого нам нужно добавить в предыдущую схему два кнопочных выключателя: «Вкл.» и «Откл.».

При нажатии на клавишу «Вкл.» фаза одновременно придет на клеммы (Y1) обоих реле, они замкнут свои силовые контакты (11-14) — включится освещение 1 и 2 группы. Если еще раз нажать на клавишу «Вкл.», то реле не отключатся и останутся включенными, т.е. с помощью этой клавиши можно только включать реле.

Аналогично и с клавишей «Откл.». При нажатии на клавишу «Откл.» фаза одновременно придет на клеммы (Y2) обоих реле, они разомкнут свои силовые контакты (11-14) — отключится освещение 1 и 2 группы. Если еще раз нажать на клавишу «Откл.», то реле не включатся и останутся отключенными, т.е. с помощью этой клавиши можно только отключать реле.

Обычно такие выключатели устанавливают при входе в квартиру или дом, чтобы уходя из дома выключить одной клавишей свет во всем доме или наоборот включить его.

P.S. Как видите, по сравнению с проходными переключателями импульсные бистабильные реле имеют гораздо больше функционала. На этом, пожалуй все, если есть вопросы, то спрашивайте. В следующей статье я планирую рассказать Вам про управление освещением с помощью пульта управления.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *