Pulzní relé pro ovládání osvětlení: jak to funguje, typy, značení a připojení

Pro splnění moderních požadavků na osvětlení bytů, kanceláří a podniků se používají komplexní elektrifikační systémy. Při jejich navrhování se využívá k řešení jednotlivých problémů řada zařízení, která se neustále zdokonalují.

Pulzní relé pro ovládání osvětlení z více míst se tak začalo používat relativně nedávno. Postupně nahrazuje standardní obvody průchozími spínači.

Kde lze použít pulzní relé?

Zavedení tohoto zařízení do domácího použití je vysvětleno jednoduchou pohodlností. Ostatně umožňuje ovládat osvětlení minimálně ze dvou bodů.

V bytě to může být ložnice, kde je vypínač zapnutý u vchodu a vypínač vedle postele. V kancelářích jsou dlouhé chodby, schodiště a velké konferenční místnosti.

Použití dvou vypínačů pro osvětlení schodů se stalo nutností. Po rozsvícení světla v přízemí je celkem logické ho zhasnout druhým vypínačem v patře

Úlohu třípolohového řízení lze zvládnout průchozími a křížové spínače. Toto schéma je stále široce používáno. Má ale i zjevné nedostatky.

Jednak se jedná o poměrně složitý systém na instalaci, ve kterém elektřina prochází hlavním jističem, rozvodnou skříní, samotnými vypínači a následně do osvětlovacích lamp.Při jeho instalaci často dochází k chybám. Pokud jsou potřeba více než tři kontrolní místa, schéma se stává složitějším.

Diagram jasně ukazuje přetížení dráty: od prvního spínače - pět, od druhého - šest, od prvního a druhého podsvícení - každý tři kabely

Za druhé, všechny vodiče mají stejný průřez, protože používají stejné napětí, což ovlivňuje celkové náklady. Zahrnují také cenu průchozích přepínačů, několikanásobně vyšší než náklady konvenčních.

Potřeba použít pulzní relé však není jen z důvodu pohodlí. Používá se také pro signalizaci a ochranu.

Například v průmyslovém podniku pro zahájení výrobních procesů, které vyžadují vysoký elektrický výkon, toto zařízení umožňuje chránit operátora. Protože pracuje z nízkonapěťových proudů nebo je zcela řízen na dálku.

Zařízení a princip činnosti

V obecném smyslu slova je relé elektrický mechanismus, který uzavírá nebo přerušuje elektrický obvod na základě určitých elektrických nebo jiných parametrů, které jej ovlivňují.

Jeho nepřepínací design vynalezl již v roce 1831 J. Henry. A o dva roky později začali používat S. Morse k zajištění fungování telegrafu.

Lze rozlišit dvě hlavní skupiny: elektromechanické a elektronické. V prvním typu zařízení je práce prováděna mechanismem a ve druhém je za vše zodpovědná deska plošných spojů s mikrokontrolérem. Je vhodné zvážit jeho činnost na příkladu elektromechanického relé, což je impulzní relé.

Při výběru pracovního režimu relé se musíte řídit frekvencí spínání, typem a velikostí proudu a povahou testovaných zátěží.

Strukturálně to může být reprezentováno takto:

1. Cívka - Jedná se o měděný drát navinutý na základně z nemagnetického materiálu. Může být izolován látkou nebo potažen lakem, který nepropouští elektřinu.
2. Jádro, obsahující železo a aktivované průchodem elektrického proudu závity cívky.
3. Pohyblivá kotva - jedná se o destičku, která je připevněna ke kotvě a ovlivňuje spínací kontakty.
4. Kontaktní systém – přímo přepínat stav obvodu.

Činnost relé je založena na jevu elektromagnetické síly. Objevuje se ve feromagnetickém jádru cívky, když jí prochází proud. Cívka je v tomto případě navíjecí zařízení.

Jádro v něm je spojeno s pohyblivou kotvou, která aktivuje silové kontakty a provádí spínání. Mohou být normálně otevřené/normálně uzavřené. Někdy může kontaktní blok obsahovat otevřený i uzavřený typ připojení.

Když je obvod zapnutý, mechanismus zafixuje tuto polohu, která se změní, když je pulz znovu aplikován, a je opět fixován až do další změny

K cívce lze připojit přídavný rezistor, který zvyšuje přesnost provozu, a také polovodičovou diodu, která omezuje přepětí na vinutí. Kromě toho může konstrukce obsahovat kondenzátor instalovaný paralelně s kontakty, aby se snížilo jiskření.

Činnost zařízení lze jasněji znázornit rozdělením do několika bloků:

• vystupování – jedná se o skupinu kontaktů, která uzavírá/otevírá elektrický obvod;
• středně pokročilí – cívka, jádro a pohyblivá kotva aktivují prováděcí jednotku;
• manažer – v tomto relé převádí elektrický signál na magnetické pole.

Vzhledem k tomu, že k sepnutí polohy kontaktů je zapotřebí jediný elektrický impuls, můžeme usoudit, že tato zařízení spotřebovávají napětí pouze v okamžiku sepnutí. To výrazně šetří energii, na rozdíl od běžných průchozích spínačů.

Druhým typem pulzního relé je elektronický typ. Za jeho provoz je zodpovědný mikrokontrolér. Meziblokem je zde cívkový nebo polovodičový spínač. Použití prvků jako jsou programovatelné logické automaty v obvodu umožňuje doplnit relé např. o časovač.

Tento typ zařízení nemá žádné mechanické pohyblivé prvky. Práci provádí senzor, který rozpozná řídicí signál a polovodičová elektronika, která spíná obvod

Typy, značení a výhody

Hlavní typy pulzních relé jsou elektromechanické a elektronické. Elektromechanické jsou zase klasifikovány podle principu jejich fungování.

Typy pulzních zařízení

To znamená, že spínání silových kontaktů může být provedeno jinými silami, než je síla magnetu.

Dělí se na:

• elektromagnetické;
• indukce;
• magnetoelektrický;
• elektrodynamické.

Elektromagnetická zařízení v automatizačních systémech se používají častěji než ostatní. Jsou poměrně spolehlivé díky jednoduchému způsobu provozu založenému na působení elektromagnetických sil ve feromagnetickém jádru za předpokladu, že je v cívce proud.

Dopad na kontakty elektromagnetická relé se provádí rámem, který je v jedné poloze přitahován jádrem a vrácen do druhé pružinou.

Kotva, tzn.deska s magnetickými vlastnostmi je přitahována elektromagnetem, což je měděný drát navinutý na cívce s třmenem

Indukční mají princip činnosti založený na kontaktu střídavých proudů s indukovanými magnetickými toky s toky samotnými. Tato interakce vytváří točivý moment, který pohybuje měděným diskem umístěným mezi dvěma elektromagnety. Otočením zavírá a otevírá kontakty.

Provoz magnetoelektrických zařízení se provádí díky interakci proudu v rotujícím rámu s magnetickým polem vytvořeným permanentním magnetem. Sepnutí/rozepnutí kontaktů se ovládá jeho otáčením.

Tato relé jsou velmi citlivá vzhledem ke svému typu. Nejsou však příliš využívány kvůli době odezvy 0,1-0,2 s, která je považována za dlouhou.

Elektrodynamická relé fungují díky síle generované mezi pohyblivou a pevnou proudovou cívkou. Způsob sepnutí kontaktů je stejný jako u magnetoelektrického zařízení. Jediný rozdíl je v tom, že indukce v pracovní mezeře je vytvářena elektromagneticky.

Elektronické modely jsou designově téměř totožné s elektromechanickými. Mají stejné bloky: prováděcí, střední a kontrolní. Jediný rozdíl je v tom druhém. Spínání je řízeno polovodičovou diodou jako součást mikrokontroléru na desce plošných spojů.

Tranzistory a tyristory fungují v tomto zařízení jako polovodiče. Přestože dokážou odolat drsnému prachu a vibracím, jsou náchylné na zkratové proudové a napěťové přetížení

Tento typ relé je vybaven přídavnými moduly.Časovač vám například umožňuje spustit program ovládání osvětlení po určité době. To je výhodné pro úsporu energie, když není potřeba provozovat zařízení. V případě potřeby můžete světlo vypnout dvojitým stisknutím tlačítka.

Výhody a nevýhody hlavních typů relé

Na rozdíl od polovodičových spínačů mají elektromechanické spínače následující výhody:

1. Relativně nízká cena díky levným komponentům.
2. Na spínaných kontaktech se vlivem nízkého úbytku napětí vytváří malé množství tepla.
3. Přítomnost výkonné izolace 5 kV mezi cívkou a kontaktní skupinou.
4. Nepodléhá škodlivým účinkům přepěťových impulsů, rušení bleskem nebo spínacích procesů výkonných elektroinstalací.
5. Řízení vedení se zatížením do 0,4 kV s malým objemem zařízení.

Když je obvod uzavřen proudem 10 A v relé s malým objemem, je v cívce distribuováno méně než 0,5 W. Zatímco u elektronických analogů může být toto číslo více než 15 W. Díky tomu nedochází k ochlazení a poškození atmosféry.

Mezi jejich nevýhody patří:

1. Opotřebení a problémy při spínání indukčních zátěží a vysokého napětí stejnosměrným proudem.
2. Zapínání a vypínání obvodu je doprovázeno generováním rádiového rušení. To vyžaduje instalaci stínění nebo zvýšení vzdálenosti od zařízení vystaveného rušení.
3. Relativně dlouhá doba odezvy.

Další nevýhodou je přítomnost trvalého mechanického a elektrického opotřebení během spínání. Patří sem oxidace kontaktů a jejich poškození jiskrovými výboji, deformace pružinových bloků.

Při instalaci je třeba vzít v úvahu, že elektromechanická verze stykačů nemusí správně fungovat, pokud je ve vodorovné poloze

Na rozdíl od elektromechanických relé řídí elektronická relé mezilehlou jednotku prostřednictvím mikrokontroléru.

Výhody a nevýhody elektroniky lze analyzovat na příkladu zařízení firmy F&F ve vztahu ke značce ABB, která vyrábí mechaniku.

Mezi výhody prvního typu přepínačů patří:

• větší bezpečnost;
• vysoká rychlost spínání;
• dostupnost na trhu;
• indikátor upozorňuje na provozní režim;
• pokročilé funkce;
• tichý provoz.

Nesporná výhoda navíc spočívá v několika možnostech instalace - je možné instalovat nejen na DIN lištu panelu, ale také do zásuvková krabice.

Nevýhody elektroniky F&F ve srovnání s mechanikou ABB:

• přerušení práce v důsledku výpadků proudu;
• přehřátí při spínání vysokých proudů;
• „závady“ jsou možné bez zjevného důvodu;
• vypnutí zařízení při krátkodobém výpadku proudu;
• vysoký odpor v zavřené poloze;
• některá relé fungují pouze na stejnosměrný proud;
• Polovodičový obvod okamžitě neumožňuje tok proudu zpět do jeho normálního směru.

Přes tyto nedostatky se elektronické spínače neustále vyvíjejí a vzhledem k většímu potenciálu funkčnosti oproti elektromechanickým se předpokládá jejich převažující využití.

Aby nedošlo k záměně, výrobce uvádí nejpodrobnější charakteristiky produktu v katalozích prodejen a v technickém listu zařízení

Hlavní charakteristické parametry

V závislosti na účelu a oblasti použití lze relé klasifikovat podle několika kritérií:

• návratový faktor – poměr hodnoty výstupního proudu kotvy k zpětnému proudu;
• výstupní proud – jeho maximální hodnota ve svorkách cívky při výstupu kotvy;
• vtahovací proud – jeho indikátor minima ve svorkách cívky se při návratu kotvy do původní polohy uchytí;
• setpoint – úroveň hodnoty odezvy v rámci specifikovaných limitů nastavených v relé;
• aktivační hodnotu – hodnota vstupního signálu, na který zařízení automaticky reaguje;
• nominální hodnotyi – napětí, proud a další veličiny související s činností ochrany.

Elektromagnetická zařízení lze také rozdělit podle doby odezvy. Nejdelší zpoždění pro časové relé je více než 1 sekunda, s možností konfigurace tohoto parametru. Pak jsou pomalé - 0,15 sekundy, normální - 0,05 sekundy, rychlé - 0,05 sekundy. A ty nejrychlejší bez setrvačnosti jsou kratší než 0,001 sekundy.

Dekódování označení produktu

Kód označení stykače lze často nalézt v katalozích obchodů a na samotném zařízení. Poskytuje úplný popis konstrukčních prvků, účelu a podmínek jejich použití.

Složení označení je vidět na elektromagnetickém mezirelé REP-26. Používá se v obvodech AC do 380 V a DC do 220 V.

Abyste porozuměli značení, musíte nápis rozdělit na bloky a použít popisné tabulky, které lze nalézt ve specializovaných referenčních knihách

Označení produktu v obchodě může vypadat takto: REP 26-004A526042-40UHL4.

REP 26 – ХХХ Х Х ХХ ХХ Х – 40ХХХ4. Tento typ zápisu lze analyzovat následovně:

• 26 – číslo série;
• XXX – typ kontaktů a jejich počet;
• X – třída odolnosti proti opotřebení spínání;
• X – typ spínací cívky, typ zpátečky relé a typ proudu;
• XX – provedení dle způsobu instalace a připojení vodičů;
• ХХ – hodnota proudu nebo napětí cívky;
• X – dodatečné konstrukční prvky;
• 40 – stupeň ochrany podle normy IP nebo GOST 14254;
• ХХХ4 – klimatická zóna použití v souladu s GOST 15150.

Klimatické provedení může být: UHL - pro chladné a mírné klima nebo O - pro tropické nebo obecné klimatické provedení.

Podle zvláštních tabulek označení je předmětné zařízení elektromagnetické mezilehlé relé, se čtyřmi spínacími kontakty, třída spínacího odporu A, na stejnosměrný proud. Má zásuvkové uchycení s lamelami pro pájení vnějších vodičů, cívku 24 V a ruční manipulátor.

Několik typů schémat zapojení

Existuje několik možností instalace, z nichž každá má své vlastní vlastnosti, výhody a nevýhody.

Označení kontaktů relé RIO-1 má následující význam:

• N – nulový vodič;
• Y1 – povolení vstupu;
• Y2 – vstup vypnutí;
• Y – vstup zapnutí/vypnutí;
• 11-14 – spínací kontakty spínacího typu.

Tato označení se používají u většiny modelů relé, ale před připojením k obvodu byste se s nimi měli navíc seznámit v datovém listu produktu.

Prezentovaný elektrifikační obvod slouží k ovládání světla ze tří míst pomocí relé a tří tlačítkových spínačů bez fixace polohy

V tomto obvodu využívají kontakty výkonového relé proud 16 A. Ochrana řídicích obvodů a osvětlovací systémy provádí 10A jistič.Proto mají dráty průměr minimálně 1,5 mm².

Zapojení tlačítkových spínačů se provádí paralelně. Červený vodič je fáze, jde přes všechny tři tlačítkové spínače na silový kontakt 11. Oranžový vodič je spínací fáze, přichází na vstup Y. Poté opouští svorku 14 a jde k žárovkám. Nulový vodič ze sběrnice je připojen ke svorce N a k lampám.

Pokud bylo světlo původně zapnuto, pak po stisknutí libovolného spínače světlo zhasne - dojde ke krátkodobému přepnutí fázového vodiče na svorku Y a kontakty 11-14 se otevřou. Totéž se stane při příštím stisknutí jakéhokoli jiného přepínače. Ale kolíky 11-14 změní polohu a světlo se rozsvítí.

Výhoda výše uvedeného obvodu oproti průchozím a křížovým spínačům je zřejmá. Při zkratu však detekce poškození způsobí určité potíže, na rozdíl od další možnosti.

Toto schéma ušetří na vodičích, protože průřez ovládacích kabelů lze zmenšit na 0,5 mm². Budete si však muset zakoupit druhé ochranné zařízení

Toto je méně obvyklá možnost připojení. Je stejný jako předchozí, ale ovládací a světelný okruh mají vlastní jističe na 6, respektive 10 A. To usnadňuje identifikaci závad.

Pokud je potřeba ovládat několik skupin osvětlení samostatným relé, pak je obvod mírně upraven.

Tento způsob připojení je vhodný pro zapínání a vypínání světel v celých skupinách. Okamžitě zhasněte například vícepatrový lustr nebo osvětlení všech pracovišť v dílně

Další možností využití impulsních relé je centrálně řízený systém.

Schéma je výhodné, protože při odchodu z domova můžete jedním tlačítkem vypnout veškeré osvětlení. A až se vrátíte, stejným způsobem jej zapněte

K tomuto obvodu jsou přidány dva spínače, které obvod vytvoří a přeruší. Prvním tlačítkem lze zapnout pouze skupinu osvětlení. V tomto případě fáze ze spínače „ON“ přijde na svorky Y1 každého relé a kontakty 11-14 se sepnou.

Vypínací spínač funguje podobně jako první spínač. Spínání se však provádí na svorkách Y2 každého spínače a jeho kontakty zaujímají vypínací polohu.

Závěry a užitečné video k tématu

Video materiál vypráví o zařízení, provozu, aplikaci a historii vytvoření tohoto typu zařízení:

Následující příběh podrobně popisuje princip fungování polovodičových nebo elektronických relé:

V moderních elektrifikačních systémech se stále častěji používá pulzní relé. Zvyšující se požadavky na funkčnost a flexibilitu v ovládání osvětlení, úsporu materiálu a bezpečnost vytvářejí neustálý impuls pro zlepšování stykačů.

Jsou zmenšené, zjednodušené v designu, zvyšující spolehlivost. A použití zásadně nových technologií v jádru práce umožňuje jejich použití v drsných podmínkách prašného průmyslu, vibrací, magnetických polí a vlhkosti.

Komentáře pište do bloku níže. Ptejte se, sdílejte užitečné informace k tématu článku, které budou užitečné pro návštěvníky webu. Řekněte nám, jak jste vybrali a nainstalovali impulsní spínač.