Импульсное реле принцип работы с выключателями

Что такое импульсное реле и как оно работает?

Большинство современных приборов призвано упростить жизнь, поэтому многие из них так широко применяются человеком. Среди таких устройств часто встречается импульсное реле, которое позволяет автоматизировать многие процессы. Как оно устроено и чем примечательно мы рассмотрим в данной статье.

Устройство

На рынке существует большое разнообразие импульсных реле, за счет технических и конструктивных отличий вы можете встретить и разные устройства. Но в качестве примера мы рассмотрим наиболее простое и практичное для понимания принципа действия (см. рисунок 1).

Рис. 1. Пример устройства импульсного реле

Простейший пример импульсного реле состоит из таких элементов:

Катушка – изготавливается из медного проводника, намотанного на немагнитное основание, к примеру, каркас из текстолита, электрокартона и т.д. Предназначена для создания электромагнитного поля, воздействующего на магнитные элементы.
Сердечник – выполняется из ферромагнитных материалов, вступающих во взаимодействие с магнитным полем катушки. Предназначен для перемещения и совершения магнитного воздействия.
Контактная система реле – состоит из подвижных и неподвижных контактов, предназначенных для передачи сигнала.
Резистивные, емкостные и сигнальные элементы – применяются для задания логики работы устройства и обозначения состояния.
Таймер – задает временной интервал выдержки реле, но присутствует не во всех моделях, помогает существенно расширить функционал оборудования.

Принцип работы

Принцип действия импульсного реле заключается в перемещении контактной группы под воздействием электромагнитного поля катушки, втягивающей сердечник. При этом управление устройством осуществляется через кнопочные каналы. Одно нажатие кнопки подает кратковременный импульс на управляющий вывод, и контакты переходят в устойчивое состояние – подача или отключение напряжения, поэтому его еще называют бистабильным (два устойчивых состояния). В отличии от того же контактора, такое реле управляется одним импульсом, подаваемым за счет кнопки или выключателя с самовозвратом в исходное состояние, отсюда и происходит название импульсное реле.

Для примера рассмотрим работу конкретной модели устройства – РИО-1 (см. рисунок 2):

Рис. 2. Принцип работы реле РИО-1

В данном устройстве присутствуют две группы контактов – силовые и управленческие. Силовые контакты представлены клеммами 11, 14 и N, управленческие зажимами Y, Y1, Y2, следует отметить, что в других модификациях импульсных реле маркировка и число контактов будут отличаться. Рассмотрим назначение каждого из вводов по порядку:

11 – предназначен для подачи на него питания от электрической сети;
14 – используется для выдачи фазы с импульсного реле на подключаемую нагрузку;
N – клемма подключения нулевого провода от общей шины;
Y – универсальный вход, при подаче управляющего импульса на который, реле переходит в противоположное состояние – из включенного в выключенное и обратно;
Y1 – предназначен исключительно для перевода импульсного устройства во включенное состояние, то есть, если контакты уже замкнуты, реле останется в таком же положении, обладает приоритетом перед вводом Y;
Y2 – переводит импульсный прибор в отключенное состояние, имеет приоритет перед двумя другими выводами.

Отличительной особенностью РИО-1 является разрыв силовой цепи только при переходе синусоиды переменного напряжения через ноль, что существенно повышает срок службы контактной группы. Но при этом время срабатывания отличается на 0,3 с, что необходимо учитывать для проектирования точных электронных схем. Функционирование импульсного реле через подачу сигналов на каждый ввод хорошо отображается на временной диаграмме устройства (смотрите рисунок 3):

Рис. 3. Временная диаграмма РИО-1

Как видите на рисунке выше, способы включение и отключения импульсного устройства представлены четырьмя периодами взаимодействия:

При нажатии кнопки и подаче импульсного сигнала на вход Y с силового выхода будет сниматься рабочее напряжение вплоть до момента подачи второго сигнала на ввод Y. Это простейший вариант управления, к примеру, системой освещения.
В отключенном состоянии на ввод Y1 подается импульсное управление, в результате чего на выходе 14 возникает рабочий номинал 220В. При необходимости отключения того же освещения на месте достаточно подать сигнал на Y и питание прекратится.
Подачей импульсного сигнала на ввод Y1 происходит замыкание силовой цепи – с выхода 14 снимается потенциал. При подачи потенциала Y2 бистабильное реле отключится и силовая цепь разомкнется.
На этом периоде включение производится за счет подачи сигнала на ввод Y. А подачей импульсного сигнала на Y2 контакты коммутатора размыкаются.

Такая логика работы позволяет реализовывать ряд интересных решений, как в бытовых, так и производственных процессах. Что обеспечит приоритетность коммутации определенных объектов и электрооборудования, расположенного в них.

Разновидности

Широкий выбор импульсных реле обеспечивает достаточно большой ассортимент, отличающийся как ценовой политикой, так и предоставляемым функционалом. По принципу действия все модели можно разделить на электромеханические и электронные (рисунок 4).

Рисунок 4. Электронное и электромеханическое реле

Первый вариант предусматривает механическое перемещение элементов импульсного устройства за счет электромагнитного взаимодействия между катушкой и сердечником. Вторая разновидность управляется за счет полупроводниковых элементов и ключей без механически размыкаемых контактов и подвижных частей.

Помимо этого импульсные реле могут отличаться по:

Номинальной нагрузке – указывает допустимый ампераж, который можно подключать к силовым контактам;
Количеству полюсов – может иметь различное число входов и выходов для реализации определенных задач;
Способу установки – могут монтироваться на DIN рейку в соответствии с р.1 ГОСТ Р МЭК 60715-2003, кронштейн или другой вариант размещения;
Назначению – наиболее популярны импульсные реле для контроля освещения, цепей защиты и сигнализации.

Читать еще: Если нагревается кнопка выключателя

Также бистабильные устройства отличаются габаритными размерами, материалами корпуса, наличием или отсутствием сигнальных ламп.

Схемы подключения

На практике импульсные реле нашли довольно широкий спектр применении, но в быту их чаще всего используют для включения светильников из разных точек комнаты. Поэтому в качестве примеров мы рассмотрим возможность подключения импульсных устройств для передачи питания лампочкам через выключатель.

Наиболее простым вариантом является ситуация, когда в комнате вы запитываете только одну люстру или группу софитов, которые должны включаться и выключаться из нескольких точек комнаты.

Рис. 5. Простейшая схема подключения ИР

Как видите на рисунке 5, питание напрямую от автомата или распределительной коробки подается на ввод 11 РИО-1, вторая линия подключается к выключателям шлейфом, а общая точка выводится на ввод Y. С выхода 14 фаза подается на лампы освещения, а нулевой проводник с общей колодки разводится отдельной линией на лампы и соответствующий вывод импульсного реле. При такой схеме каждый из выключателей равноправно посылает сигнал, как на включение, так и на отключение осветительного оборудования. Помимо этого можно реализовать и более сложные схемы подключения с выставлением приоритета.

Рис. 6. Схема подключения на две группы потребителей

Как показано на схеме 6, здесь присутствует две группы осветительных приборов, можно взять аналогию с двумя комнатами, для каждой из которых установлено свое РИО-1. Подключение трех коммутаторов для каждой группы освещения осуществляется аналогичным образом, но к обеим группам добавлена функция глобального включения и отключения.

Здесь кнопочный выключатель, предназначенный для подачи питания на все приборы освещения, соединяется с выводом Y1 и первого, и второго импульсного реле. Поэтому при коммутации «Вкл», несмотря на состояние коммутаторов и подачи сигнала на Y свет включится в обеих комнатах. Выключатель обесточивания подключен к выводам Y2 обоих импульсных реле, который обладает преимуществом перед Y1. Поэтому при нажатии клавиши «Откл» произойдет выключение всего осветительного оборудования.

Технические характеристики

В соответствии с п.2.1. ГОСТ 16121-86 параметры импульсных реле должны соответствовать техническим условиями и стандартам, на основании которых они изготавливаются. Наиболее актуальными для работы бистабильных коммутаторов являются:

количество кнопочных коммутаторов, которые можно подключить совместно с определенным типом ламп;
пределы допустимого для коммутации напряжения;
максимальная токовая нагрузка, допустимая для коммутации;
допустимое число или мощность лампочек определенного типа;
габаритные размеры должны соответствовать паспортным данным в соответствии с п.2.2.1 ГОСТ 16121-86

Рис .7. Пример габаритных размеров импульсного реле

время подачи сигнала и задержка срабатывания;
механическая и электрическая прочность элементов конструкции;
износоустойчивость по количеству циклов;
климатическое исполнение.

Некоторые из этих данных вы можете найти на корпусе импульсного реле (см. пример на рисунке 8), другие только в паспорте устройства.

Рис. 8. Характеристики реле

Применение

Сфера применения охватывает все направления, где автоматизация требует удаленного контроля за одним объектом из нескольких точек. В быту и некоторых отраслях промышленности это освещение помещений, которое можно контролировать из нескольких точек. Особенно этот вопрос актуален для организации электроснабжения «умного дома«.

В системах автоматизации и централизации на сети железных дорог обеспечивает процессы телеуправления и диспетчерской сигнализации. Применяется для работы сигнализации и передачи рабочих сигналов.

Видео по теме

Использованная литература

Для подготовки статьи использовалась следующая техническая литература:

Игловский И. Г., Владимиров Г. В. «Справочник по слаботочным электрическим реле» 1984
Филипчеико И, П., Рыбин Г. Я. «Электромагнитные реле» 1968
Гуревич В.И. «Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера» 2011
Сивухин Д. В. «Общий курс физики» 1975
Оболенцев Ю.Б., Гиндин Э.Л. «Электрическое освещение общепромышленных помещений» 1990

Импульсные реле (Бистабильные). Виды и работа. Применение

Бистабильные реле это реле, управляющиеся 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:

Читать еще: Выключатель ip20 для наружной установки

Электромеханические.
Электронные.

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.

Импульсное реле. Схема подключения и принцип работы.

Здравствуйте, дорогие читатели! Сегодня рассмотрим очень интересную тему и узнаем, что такое импульсное реле и для чего оно применяется, так же рассмотрим основные характеристики и схему подключения. И так, в процессе строительства или ремонта дома, квартиры, практически все осуществляют замену электропроводки на новую и практически все добавляют дополнительные источники света, это люстры, бра, торшеры, точечные светильники и т.д. При этом, довольно часто, возникает необходимость управления различными источниками света с нескольких мест, от двух и более, все зависит от конфигурации помещения, от пожелания будущих жильцов.

Для управления освещением с нескольких мест существуют проходные и перекрестные выключатели, принцип работы которых основан на переключении коммутационных линий в самих выключателях. Применение данных выключателей оптимально там, где расстояния относительно небольшие, и количество мест для управления также не велико.

Если расстояние большое, количество мест более двух, для управления освещением рекомендуется использовать импульсное реле.

Импульсное реле

Давайте попробуем разобраться, что это такое, какие преимущества перед обыкновенными выключателями дает применение данного девайса.

Как работает импульсное реле

Для управления, к примеру, светильником при помощи проходных выключателей с двух и более мест, необходимо прокладывать к выключателям три и более провода, сечением соответствующим мощности светильника но не менее 1.5 мм кв.

Для управления тем же светильником с помощью импульсного реле необходимо проложить один двухжильный кабель, сечением 0.5 мм кв, в качестве управляющих механизмов (выключателей) подойдут кнопки типа звонковых, с нормально открытыми контактами. В итоге, в процессе монтажа, получается немалая экономия на материалах, особенно если учесть, что цены на кабельную продукцию растут ежедневно, плюс к стоимости кабелей необходимо прибавить стоимость самих проходных выключателей.

Разновидности и характеристики импульсных реле

В настоящее время существует два типа устройств:

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.

Электромеханическое импульсное реле

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.

Электронное импульсное реле

Импульсные реле выпускаются нескольких разновидностей: для монтажа на DIN-рейку, в распаечную коробку, для монтажа непосредственно в сам светильник. Некоторые производители светотехнического оборудования комплектуют свои светильники импульсными реле, в результате чего можно управлять несколькими группами ламп одним выключателем по двухпроводной линии.

Помимо простых импульсных реле, рассчитанных на простое включение – выключение нагрузки, существуют импульсные реле со встроенным таймером. Применять такие устройства оптимально на лестничных маршах, проходных коридорах, в помещениях, где много дверей.

Читать еще: Как перебрать автоматический выключатель abb

Импульсное реле со встроенным таймером

Кроме как для управления освещением, импульсные реле широко применяют в производстве, для автоматизации различных процессов.

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.

Схема подключение импульсного реле для управления освещением

Схема подключение импульсного реле

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:

Схема управления умным домом

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.

Видео

Что такое импульсное реле и для чего оно предназначено?

Назначение
Принцип работы и внешний вид
Схема подключения
Область применения

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:

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.

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

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:

0 0 голоса

Рейтинг статьи