Что такое импульсное реле и как оно работает
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:
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
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:
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:
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:
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:
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:
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.
Электрика в доме
Проводка, освещение, электрические приборы
Как устроено импульсное реле
Для того, чтобы сделать использование бытовой техники удобней и комфортней, производители разрабатывают новые технологии и устройства. Современные приспособления позволяют дистанционно управлять электрооборудованием. Одним из таких устройств является импульсное реле. Оно способно заменить большое количество проводов и кабелей одним простым устройством.
Импульсное реле может участвовать в конструкции автоматизации управления системами, что упрощает работу обслуживающего персонала.
Читайте также на сайте:
Где применять импульсное реле
Устройство применяется для различных целей. Одни экземпляры работают на тепловых и атомных подстанциях, некоторые приборы нашли свое применение в бытовых условиях. Очень востребованы импульсное реле в железнодорожной области, его используют для принятия импульсов рельсовых сетей, которые ведут контроль над рельсовыми путями.
Приспособление применяется для автоматизации различных производств в области телемеханики.
При помощи данных устройств создают управление освещением. Данные устройства имеют хороший функционал, вследствие этого их можно эксплуатировать в автоматических системах управления. Благодаря этому с их помощью, возможно, вести управление не одной группой освещения.
В быту можно также организовать централизованное регулирование света в доме. При этом появиться возможность, выключая одну кнопку, гасить все осветительные приборы в доме.
Импульсное реле можно использовать на этажных пролетах, лестничных клетках, также обеспечивая управление осветительными приборами для экономии электроэнергии.
Реле применяется не только для того, чтобы сделать жизнь комфортнее, оно может использоваться также с целью безопасности. Для запускания производственного процесса необходимо включить электрооборудование с высокой мощностью. Импульсное реле позволяет это сделать дистанционно на расстоянии, при этом защищая оператора от высоких токов.
Принцип работы импульсного реле
Принцип действия импульсного реле основан на замыкании и разрывании электрической цепи, посредством процессов, воздействующих на него.
Конструкция включает катушку, управляющую механизмом для замыкания и размыкания контактных элементов. После подачи импульса на катушку, выключатель остается в прежнем положении до следующего воздействия импульса.
Устройство, которое регулирует освещение, работает в сетях, имеющих переменный ток и напряжение 220 Вольт. При этом управление происходит из различных мест. Для работы реле не требуется подачи напряжение, достаточно лишь подачи импульса, то есть кратковременного напряжения. Для осуществления запуска реле необходимы выключатели, которые оснащены возвратной пружиной и не имеют фиксации.
Существуют реле, которые обладают встроенным таймером. Они имеют несколько клемм — на одну подают фазу, а на другие нагрузку. При этом можно выставлять таймер с диапазоном от 5 до 10 минут, и на разрыв цепи от 30 до 40 минут.
Импульсное реле подразделяются на два основных вида: электронное и электромеханическое. Различия их состоят в принципе работы, а также крепление их осуществляется по-разному.
Реле электронного типа имеют релейный выход или полупроводниковый ключ. Основным элементом конструкции является микроконтроллер, который контролирует коммутацию нагрузки и сигнальный вход.
В конструкцию электромеханического реле входит катушка регулирования, а также контактные соединения, которые замыкают и размыкают контакты.
Импульсное реле — плюсы и минусы
Положительные и отрицательные черты отличаются в зависимости от вида индуктивного реле. Из вышеперечисленного следует, что реле делятся на два вида: электромеханические и электронные.
Электромеханические реле имеют следующие преимущества. Они очень надежные в использовании, также имеют отличную переносимость высоких напряжений электрической сети.
Минусами таких моделей могут послужить: неимение индикации расположения контактов; выполнение одной и той же функции.
Преимуществами электронных реле являются:
Значительным плюсом электронного типа реле является способность выполнять несколько функций.
Минусами такого реле могут выступить: реагирование на высокие импульсы; восприимчивость к величине напряжения; помехи в электросети могут вызвать ложные срабатывания реле.
По сравнению с электронными типами электромеханические реле пользуются большой популярностью среди потребителей благодаря своей надежности и удобством в применении. Работа электронного устройства требует дополнительный источник питания, при этом должны всегда присутствовать фаза и ноль. Помимо этого они имеют пониженную защищенность от помех.
Одновременно с этим установка импульсного реле – недорогой процесс, так как для его монтажа не требуется силового кабеля. При этом не будет затрачено много сил и финансовых вложений.
Импульсное реле — маркировка
На устройство нанесена маркировка, которая помогает узнать информацию об устройстве.
В первую очередь указывается наименование изделия. Например, РЭП 26. 26 это серийный номер. Далее указывается разновидность контактов и их число. Следом за этим наносится класс износостойкости.
Кроме этого маркировка реле включает в себя: конструктивные особенности по способу монтажа и подсоединения проводов; вспомогательные элементы устройства; климатическая область согласно Госту 15150.
Указывается: вид тока; тип возврата реле; тип катушки; величина токовой характеристики и напряжения; степень защиты устройства.
Климатические условия могут быть обозначены буквой О для теплых и общеклиматических районов, буква У для холодного и умеренного климата.
На корпусе реле сбоку нанесена схема, что упрощает процесс подключения.
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:
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:
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:
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:
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:
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:
Импульсное реле: принцип действия, подключение, применение
Принцип действия импульсного реле
Принцип действия импульсного релеУстройство состоит из катушки, которая управляет механизмом замыкания или размыкания контактов. После воздействия тока на катушку, переключатель контакта остается в последнем положении до нового сигнала. Дальнейшее потребление тока для удержания контакта – не требуется и катушка отключается.
Управление импульсным реле может осуществляться с кнопки (оптимальный вариант), клавишного выключателя, любого другого типа размыкателя.
В отдельных моделях реле кнопки могут быть частью конструкции, иметь подсветку.
По типу устройства встречаются электронные и электромеханические импульсные реле. Для быта используются реле для управления одной-двумя цепями, есть модели для управления и с 20 контактами на выводе. Последние используют чаще в промышленности, сфере услуг для оптимизации потребления электроэнергии, снижения нагрузки на внутреннюю сеть.
Импульсные реле могут оснащаться таймерами для автоматического размыкания контакта после определенной выдержки его по времени.
В ряде моделей реализована возможность выставления таймера на определенное время. Часто это используется для управления приборами освещения, где таймеры можно выставить с периодами по 5…10 минут с максимальным временем размыкания контакта до 30…40 минут.
Варианты применения импульсного реле
Импульсное реле необходимо для подачи, остановки тока в цепи, на определенном ее участке с возможностью управления подключением из различных мест.
Цепи управления (реле-кнопка) могут монтироваться тонким проводом, значительно экономя на затратах кабеля, что актуально для больших протяженных участков.
Данная мера минимизирует риск для оператора: не требуется участие электрика для подключения из распределительного щита.
Подключение импульсного реле
Рассмотрим подключение на примере простого импульсного реле для управления потребителем из 2 точек. На таком реле имеются следующие 7 Контактов (в каждой модели свое обозначение – см схему на вашем устройстве):
Ещё одно интересное видео о применении импульсного реле:
Каждая управляющая кнопка подключается на свою пару контактов.
Важно: отдельные модели имеют катушку с питанием отличным от питания сети, в которой может работать реле. При подключении важно не перепутать контакты и не подать 220 В на разъем рассчитанный на 8 В или 24 В. Такие импульсные реле требуют дополнительного источника питания.