Impulsinė relė apšvietimo valdymui: kaip veikia, rūšys, ženklinimas ir prijungimas

Šiuolaikiniams butų, biurų ir įmonių apšvietimo reikalavimams patenkinti naudojamos sudėtingos elektrifikavimo sistemos. Jų projektavimo metu atskiriems uždaviniams spręsti taikoma įvairi įranga, kuri nuolat tobulinama.

Taigi, impulsinė relė apšvietimo valdymui iš kelių vietų pradėta naudoti palyginti neseniai. Ji pamažu išstumia standartines schemas su praėjimo jungikliais.

Kur gali būti taikoma impulsinė relė?

Šio prietaiso įdiegimas buityje paaiškinamas paprastu patogumu. Juk jis leidžia valdyti apšvietimą bent iš dviejų taškų.

Bute tai gali būti miegamasis, kuriame įjungiama prie įėjimo, o išjungiama šalia lovos. Biuruose – ilgi koridoriai, laiptinės ir didelės konferencijų salės.

Dviejų jungiklių naudojimas laiptinės apšvietimui tapo būtinybe. Įjungus šviesą pirmame aukšte, visiškai logiška ją išjungti antruoju jungikliu viršuje.

Su trijų padėčių valdymo užduotimi gali susidoroti praėjimo ir kryžminiai jungikliai. Ši schema iki šiol plačiai taikoma. Tačiau ji turi ir akivaizdžių trūkumų.

Pirma, tai gana sudėtinga montuoti sistema, kurioje elektra keliauja per pagrindinį automatinį jungiklį, paskirstymo dėžę, pačius jungiklius ir tuomet į apšvietimo lempas. Ją įrengiant dažnai pasitaiko klaidų. O jei reikia daugiau nei trijų valdymo vietų, schema dar labiau komplikuojasi.

Schema vaizdžiai parodo perkrovimą laidais: nuo pirmojo jungiklio – penki, nuo antrojo – šeši, nuo pirmojo ir antrojo papildomų apšvietimų – po tris kabelius.

Antra, visi laidai turi vienodą skerspjūvį, nes naudoja tos pačios įtampos srovę, o tai turi įtakos bendroms sąnaudoms. Į jas taip pat įeina praėjimo jungiklių kaina, kuri kelis kartus viršija įprastų jungiklių kainą.

Tačiau impulsinės relės naudojimo būtinybė kyla ne tik iš patogumo sumetimų. Ji taip pat naudojama signalizacijai ir apsaugai.

Pavyzdžiui, pramonės įmonėje, norint paleisti gamybos procesus, kuriems reikia didelės elektros galios, šis prietaisas leidžia apsaugoti operatorių. Kadangi jis veikia nuo mažos įtampos srovių arba yra valdomas nuotoliniu būdu.

Sandara ir veikimo principas

Bendrine prasme relė yra elektrotechninis mechanizmas, kuris uždaro arba atidaro elektros grandinę, atsižvelgdamas į tam tikrus elektrinius ar kitus parametrus, kurie jį veikia.

Jo ne perjungimo konstrukciją išrado dar 1831 m. Dž. Henris. O po dvejų metų jį pradėta naudoti S. Morzės telegrafo veikimui užtikrinti.

Galima išskirti dvi pagrindines grupes: elektromechanines ir elektronines. Pirmojo tipo prietaisuose darbą atlieka mechanizmas, o antrajame už viską atsako spausdintinė plokštė su mikrovaldikliu. Jo darbą patogu nagrinėti elektromechaninės relės, kuri yra impulsinė, pavyzdžiu.

Renkantis relės darbo režimą, reikia vadovautis įjungimų dažniu, srovės rūšimi ir dydžiu, bandomų apkrovų pobūdžiu.

Struktūriškai jį galima pavaizduoti taip:

1. Ritė – tai varinė viela, apvyniota ant nemagnetinės medžiagos pagrindo. Ji gali būti audinio izoliacijoje arba padengta laku, nepraleidžiančiu elektros.
2. Šerdis, turinti geležį ir pradedanti veikti, kai elektros srovė teka per ritės vijas.
3. Judantis inkaras – tai plokštelė, kuri tvirtinama prie inkaro ir daro poveikį uždarymo kontaktams.
4. Kontaktų sistema – tiesioginis grandinės būsenos perjungiklis.

Relės veikimo pagrindas yra elektromagnetinės jėgos reiškinys. Ji atsiranda feromagnetinėje ritės šerdyje, kai per ją leidžiama srovė. Šiuo atveju ritė yra traukiantis įtaisas.

Šerdis joje yra sujungta su judančiu inkaru, kuris ir paleidžia galios kontaktus, atlikdamas perjungimą. Jie gali būti normaliai atidaryto / normaliai uždaryto tipo. Kartais kontaktų blokas vienu metu gali turėti atvertus ir uždarytus jungimo tipus.

Įjungus grandinę mechanizmas užfiksuoja šią padėtį, kuri pasikeičia pakartotinai padavus impulsą ir vėl fiksuojama iki kito pakeitimo.

Prie ritės papildomai gali būti prijungtas rezistorius, didinantis veikimo tikslumą, taip pat puslaidininkinis diodas, ribojantis viršįtampį apvijoje. Be to, konstrukcijoje gali būti kondensatorius, sumontuotas lygiagrečiai kontaktams, siekiant sumažinti kibirkščiavimą.

Aiškiau prietaiso darbą galima pavaizduoti, suskirstant jį į kelis blokus:

• vykdantysis – tai kontaktų grupė, kuri uždaro/atidaro elektros grandinę;
• tarpinis – ritė, šerdis ir judanti armatūra aktyvuoja vykdantįjį bloką;
• valdantysis – šioje relėje paverčia elektros signalą magnetiniu lauku.

Kadangi kontaktų padėties perjungimui reikalingas vienkartinis elektros impulsas, galima daryti išvadą, kad šie prietaisai sunaudoja įtampą tik perjungimo momentu. Tai žymiai taupo elektros energiją, skirtingai nuo įprastų praėjimo jungiklių.

Antroji impulsinės relės atmaina yra elektroninis tipas. Už jo darbą atsakingas mikrovaldiklis. Tarpiniu bloku čia veikia ritė arba puslaidininkinis jungiklis. Naudojant schemoje tokius elementus kaip programuojami loginiai valdikliai, galima papildyti relę, pavyzdžiui, laikmačiu.

Šio tipo įrenginyje nėra mechaninių judančių elementų. Darbą atlieka jutiklis, atpažįstantis valdymo signalą, ir puslaidininkinė elektronika, kuri komutuoja grandinę.

Tipai, žymėjimas ir privalumai

Pagrindinės impulsinių relių rūšys yra elektromechaninės ir elektroninės. Elektromechaninės savo ruožtu klasifikuojamos pagal veikimo principą.

Impulsinių prietaisų atmainos

Tai reiškia, kad galios kontaktų perjungimas gali būti atliekamas jėgomis, kurios skiriasi nuo magneto jėgos.

Jos skirstomos į:

• elektromagnetines;
• indukcines;
• magnitoelektrines;
• elektrodinamines.

Elektromagnetiniai įtaisai automatikos sistemose naudojami dažniau nei kiti. Jie yra gana patikimi dėl paprasto darbo metodo, pagrįsto elektromagnetinių jėgų veikimu feromagnetinėje šerdyje, su sąlyga, kad ritėje yra srovė.

Poveikį elektromagnetinių relių kontaktams atlieka rėmelis, kuris vienoje padėtyje traukiamas šerdies, o į antrąją grąžinamas spyruoklės.

Armatūra, t. y. magnetinių savybių plokštelė, traukiama elektromagneto, kuris yra varinė viela, apvyniota ant ritės su jungu.

Indukcinės relės veikimo principas pagrįstas srovių sąveika – kintamosios srovės su indukuotais magnetiniais srautais ir pačiais srautais. Ši sąveika sukuria sukimo momentą, kuris paleidžia varinį diską, esantį tarp dviejų elektromagnetų. Sukdamasis jis uždaro ir atidaro kontaktus.

Magnitoelektrinių įrenginių darbas vyksta dėl srovės sąveikos sukamajame rėmelyje su magnetiniu lauku, kurį sukuria nuolatinis magnetas. Kontaktų uždarymo/atidarymo valdymas vykdomas dėl jo sukimosi.

Pagal savo tipą tokios relės yra labai jautrios. Tačiau jos nėra plačiai paplitusios dėl 0,1–0,2 s veikimo laiko, kuris laikomas ilgu.

Elektrodinaminės relės veikia dėl jėgos, atsirandančios tarp judamosios ir nejudamosios srovės ričių. Kontaktų uždarymo būdas yra toks pat kaip ir magnetoelektriniame įrenginyje. Skirtumas tik tas, kad indukcija darbo tarpelyje sukuriama elektromagnetiniu būdu.

Elektroniniai modeliai konstrukciškai beveik pakartoja elektromechaninius. Jie turi tuos pačius blokus: vykdomąjį, tarpinį ir valdymo blokus. Skirtumas yra tik pastarajame. Komutavimo valdymas atliekamas puslaidininkiniu diodu, esančiu mikrovaldiklio sudėtyje ant spausdintinės plokštės.

Šiame įrenginyje puslaidininkių vaidmenį atlieka tranzistoriai ir tiristoriai. Nors jie atlaiko sudėtingas dulkių ir vibracijos sąlygas, tačiau yra jautrūs trumpalaikėms srovės ir įtampos perkrovoms.

Šis relės tipas yra įrengiamas papildomais moduliais. Pavyzdžiui, laikmatis leidžia vykdyti apšvietimo valdymo programą per nustatytą laiko tarpą. Tai patogu taupyti elektros energiją, kai įrangos veikti nereikia. Esant poreikiui išjungti šviesą, galima du kartus paspausti mygtuką.

Pagrindinių relių tipų privalumai ir trūkumai

Skirdamiesi nuo puslaidininkinių jungiklių, elektromechaniniai perjungikliai turi šiuos privalumus:

1. Santykinai maža kaina dėl nebrangių sudedamųjų dalių.
2. Mažas šilumos kiekis ant įjungtų kontaktų dėl mažo įtampos kritimo.
3. Stipri 5 kV izoliacija tarp ritės ir kontaktų grupės.
4. Atsparumas kenksmingam viršįtampių impulsų, žaibo trikdžių, galingų elektros įrenginių komutavimo procesų poveikiui.
5. Linijų, kurių apkrova iki 0,4 kV, valdymas esant mažam įrenginio tūriui.

Uždarant grandinę su 10 A srove mažo tūrio relėje, ritėje išsisklaido mažiau nei 0,5 W. Tuo tarpu elektroniniuose analoguose šis rodiklis gali siekti daugiau nei 15 W. Dėl to nekyla aušinimo problemų ir žalos aplinkai.

Prie jų trūkumų reikėtų priskirti:

1. Susidėvėjimas ir problemos komutuojant indukcines apkrovas ir aukštas įtampas esant nuolatinei srovei.
2. Grandinės įjungimą ir išjungimą lydi radijo trikdžių generavimas. Tam reikia įrengti ekranavimą arba padidinti atstumą iki trikdžiams jautrios įrangos.
3. Santykinai ilgas veikimo laikas.

Dar vienas minusas – nuolatinis mechaninis ir elektrinis susidėvėjimas komutuojant. Tam priskiriamas kontaktų oksidavimasis ir jų pažeidimas dėl kibirkštinių išlydžių, spyruoklių blokų deformacija.

Montuojant reikia atsižvelgti, kad elektromechaninis kontaktorių vykdymo variantas gali veikti neteisingai, jei yra horizontalioje padėtyje.

Skirtingai nei elektromechaninės, elektroninės relės tarpinį bloką valdo mikrovaldikliu.

Elektronikos privalumus ir trūkumus galima išnagrinėti, palyginus F&F firmos aparatus su ABB marke, kuri gamina mechaniką.

Iš pirmojo tipo jungiklių privalumų galima išskirti:

• didesnį saugumą;
• didelį perjungimo greitį;
• prieinamumą rinkoje;
• indikatorinius pranešimus apie darbo režimą;
• išplėstą funkcionalumą;
• tylų veikimą.

Be to, neabejotinas pranašumas yra keli montavimo variantai – galima montuoti ne tik ant skydinės DIN bėgelio, bet ir į rozetinį lizdą.

F&F elektronikos trūkumai, palyginus su ABB mechanika:

• darbo sutrikimas, esant elektros tiekimo trikdžiams;
• perkaitimas, perjungiant dideles sroves;
• galimi gedimai be aiškios priežasties;
• prietaiso išsijungimas, kai trumpam išjungiama tinklo įtampa;
• didelė varža uždarytoje padėtyje;
• kai kurios relės veikia tik nuolatine srove;
• puslaidininkių schema ne iš karto praleidžia srovę atgal įprasta kryptimi.

Nepaisant nurodytų trūkumų, elektroniniai komutatoriai nuolat tobulėja ir, dėl didesnio funkcionalumo potencialo, palyginti su elektromechaniniais, tikimasi, kad jie bus naudojami vyraujančiai.

Kad būtų išvengta painiavos, gamintojas pateikia kuo išsamesnes gaminio charakteristikas parduotuvės kataloguose ir techniniame prietaiso pase

Pagrindiniai charakteringi parametrai

Pagal paskirtį ir taikymo sritį reles galima klasifikuoti pagal kelis požymius:

• grįžimo koeficientas – inkaro išėjimo srovės vertės ir įtraukimo srovės santykis;
• išėjimo srovė – maksimali jos vertė ritės gnybtuose, kai inkaras išeina;
• įtraukimo srovė – minimali jos vertė ritės gnybtuose, kai inkaras grįžta į pradinę padėtį;
• nustatyta vertė – suveikimo dydžio lygis nurodytose ribose, nustatytas relėje;
• suveikimo dydis – įėjimo signalo vertė, į kurią prietaisas automatiškai reaguoja;
• nominalios vertės – įtampa, srovė ir kiti dydžiai, kuriais remiantis veikia relė.

Taip pat elektromagnetinius įtaisus galima skirstyti pagal suveikimo laiką. Ilgiausias uždelsimas yra laiko relėse – daugiau nei 1 sek., su galimybe nustatyti šį parametrą. Toliau eina lėtos – 0,15 sek., normalios – 0,05 sek., greitaveikės – 0,05 sek. O greičiausios – beinercijos – mažiau nei 0,001 sek.

Gaminių žymėjimo iššifravimas

Kontaktoriaus ženklinimo kodą dažnai galima rasti parduotuvių kataloguose ir ant paties prietaiso. Jis pateikia išsamų konstrukcinių ypatybių, paskirties ir naudojimo sąlygų aprašymą.

Žymėjimo sudėtį galima išanalizuoti naudojant elektromagnetinę tarpinę relę REP-26. Ji naudojama kintamosios srovės grandinėse iki 380 V ir pastoviosios iki 220 V.

Norint suprasti žymėjimą, reikia padalyti užrašą į blokus ir taikyti aprašomąsias lenteles, kurias galima rasti specializuotuose žinynuose.

Tokiu būdu gali atrodyti gaminio žymėjimas parduotuvėje: REP 26-004A526042-40UHL4.

REP 26 – XXX X X XX XX X – 40XXX4. Toks žymėjimo būdas gali būti išskaidomas taip:

• 26 – serijos numeris;
• XXX – kontaktų tipas ir jų kiekis;
• X – perjungimo atsparumo dilimui klasė;
• X – įjungimo ritės tipas, relės grąžinimo tipas ir srovės rūšis;
• XX – konstrukcija pagal montavimo ir laidų prijungimo būdą;
• XX – ritės srovės arba įtampos vertė;
• X – papildomi konstrukcijos elementai;
• 40 – apsaugos lygis pagal IP standartą arba GOST14254;
• XXX4 – klimato zona pagal GOST 15150.

Klimato vykdymas gali būti: UHL – šalto ir vidutinio klimato, arba O – tropiniam arba bendram klimatui.

Pagal specialias žymėjimų lenteles, nagrinėjamas įrenginys yra elektromagnetinė tarpinė relė, su keturiais perjungimo kontaktais, A klasės perjungimo atsparumu, naudojanti pastoviąją srovę. Ji turi lizdo tvirtinimą su lamelėmis išoriniams laidams lituoti, 24 V įtampos ritę ir rankinį manipuliatorių.

Keli prijungimo schemų tipai

Yra keli montavimo variantai, kurių kiekvienas turi savo ypatumus, privalumus ir trūkumus.

Relės RIO-1 kontaktų žymėjimas turi tokį iššifravimą:

• N – nulinis laidas;
• Y1 – įjungimo įėjimas;
• Y2 – išjungimo įėjimas;
• Y – įjungimo ir išjungimo įėjimas;
• 11-14 – normaliai atidaryto tipo perjungimo kontaktai.

Šie žymėjimai naudojami daugumoje relių modelių, tačiau prieš prijungiant prie grandinės reikėtų papildomai susipažinti su jais gaminio pase.

Pateikta elektros schema naudojama šviesai valdyti iš trijų vietų per relę ir tris fiksavimo neturinčius mygtukinius jungiklius.

Šioje schemoje relės galios kontaktai naudoja 16 A srovę. Valdymo grandinių ir apšvietimo sistemų apsauga atliekama 10 A automatiniu jungikliu. Todėl laidų skersmuo yra ne mažesnis kaip 1,5 mm².

Mygtukinių jungiklių sujungimas atliktas lygiagrečiai. Raudonas laidas – fazė, eina per visus tris mygtukinius jungiklius į galios kontaktą 11. Oranžinis laidas – komutavimo fazė, ateina į įėjimą Y. Po to išeina iš gnybto 14 ir eina į lemputes. Nulinis laidas iš šynos sujungiamas su gnybtu N ir su šviestuvais.

Jei šviesa iš pradžių buvo įjungta, paspaudus bet kurį jungiklį šviesa užges – įvyks trumpalaikis fazinio laido perjungimas prie gnybto Y ir kontaktai 11-14 atsidarys. Tas pats įvyks vėliau paspaudus bet kurį kitą jungiklį. Tačiau kontaktai 11-14 pakeis padėtį ir šviesa įsijungs.

Pateiktos schemos pranašumas prieš praėjimo ir kryžminius jungiklius yra akivaizdus. Tačiau trumpojo jungimo atveju gedimo aptikimas sukels tam tikrų sunkumų, skirtingai nuo kito varianto.

Tokia schema leis sutaupyti laidų, nes valdymo kabelių skerspjūvį galima sumažinti iki 0,5 mm². Tačiau teks įsigyti antrą apsaugos aparatą.

Tai mažiau paplitęs prijungimo variantas. Jis toks pat kaip ankstesnis, tačiau valdymo ir apšvietimo grandinės turi savo apsaugos automatus atitinkamai 6 ir 10 A. Tai palengvina gedimų nustatymą.

Jei atsiranda poreikis valdyti kelias apšvietimo grupes atskira rele, schema šiek tiek keičiasi.

Tokį prijungimo būdą patogu naudoti norint įjungti ir išjungti apšvietimą visomis grupėmis. Pavyzdžiui, iš karto užgesinti daugiapakopę liustrą arba visų darbo vietų apšvietimą ceche.

Dar vienas impulsinių relių naudojimo variantas yra centralizuoto valdymo sistema.

Schema patogi tuo, kad išeinant iš namų galima išjungti visą apšvietimą vienu mygtuku. O grįžus – tokiu pačiu būdu jį įjungti.

Į šią schemą pridedami du jungikliai grandinei uždaryti ir atidaryti. Pirmasis mygtukas gali tik įjungti apšvietimo grupę. Tuomet fazė nuo jungiklio „ĮJUNG“ ateis prie kiekvienos relės gnybtų Y1 ir kontaktai 11-14 susijungs.

Atidarymo jungiklis veikia panašiai kaip pirmasis jungiklis. Tačiau perjungimas atliekamas prie kiekvieno komutatorius gnybtų Y2, o jo kontaktai užima grandinės atidarymo padėtį.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo medžiaga pasakoja apie šio tipo įrenginių sandarą, darbą, taikymą ir sukūrimo istoriją:

Kitas siužetas išsamiai aprašo kietojo kūno arba elektroninių relių veikimo principą:

Impulsinių relių naudojimas vis plačiau taikomas šiuolaikinėse elektrifikavimo sistemose. Didėjantys reikalavimai funkcionalumui ir apšvietimo valdymo lankstumui, medžiagų taupymui ir saugumui sukuria nuolatinį impulsą kontaktorių tobulinimui.

Jie mažėja, struktūriškai supaprastėja, didindami patikimumą. O iš esmės naujų technologijų naudojimas darbo pagrindu leidžia juos taikyti atšiauriomis dulkių gamybų, vibracijos, magnetinių laukų ir drėgmės sąlygomis.

Rašykite, prašome, komentarus žemiau esančiame bloke. Užduokite klausimų, dalinkitės naudinga informacija straipsnio tema, kuri bus naudinga svetainės lankytojams. Papasakokite, kaip rinkotės ir įrengėte impulsinį jungiklį.