Импульсные реле или как управлять освещением в многоквартирном доме

Какие бывают

Импульсные реле бывают двух типов — электронные и электромагнитные.

В основе первых лежит специальная плата с микроконтроллером и симистором, а вторых — катушка, работающая на электромагнитном принципе, и имеющая классический переключающий механизм. Рассмотрим каждый из них отдельно.

Электромеханические

Особенность импульсных электромеханических реле состоит в потреблении электричества только в момент срабатывания контактной группы. Благодаря блокирующему механизму, повышается надежность прибора, и снижается потребление электроэнергии.

Такая система надежно защищает от бросков напряжения, которые могут привести к ошибочным срабатываниям оборудования.

Конструктивно импульсные реле, работающие на электромеханическом принципе, состоят из следующих элементов:

• катушка;
• контактная группа;
• кнопки включения / выключения.

Электромагнитные реле отличаются большей надежностью и удобством применения. Им не страшны помехи в сети, и отсутствуют строгие требования к месту монтажа.

Электронные (цифровые)

В основе таких импульсных реле лежит электрическая схема на базе микроконтроллеров. Такое конструктивное решение позволяет «прошить» больший функционал (например, таймер отключения).

Наличие дополнительных опций позволяет использовать реле при организации сложных осветительных систем.

Конструктивно состоят из следующих элементов:

1. Микроконтроллеры.
2. Катушка-электромагнит.
3. Полупроводники.

Преимуществом электронных реле является большей выбор, многофункциональность. Они могут использоваться для сетей с разным напряжением, а именно 12, 24, 130 или 220 В.

Выпускаются с разным типом крепления: DIN для электрических щитков или для классического монтажа.

Из недостатков — меньшая надежность и более высокие требования к проводке. В процессе монтажа рекомендовано использовать экранированный кабель для защиты от помех.

Отличие бистабильных от обычных реле

Особенность простых реле в том, что при подаче напряжения на катушку происходит замыкание или размыкание контактной группы. При снятии потенциала контакты возвращаются в первоначальную позицию.

Такой принцип активно применяется в системах электроснабжения автомобилей.

Импульсные (бистабильные) реле срабатывают при подаче импульса. К примеру, при поступлении первого сигнала устройство замыкается, а второго — размыкается. При этом команды можно подавать с разной полярностью.

Основные технические характеристики

При выборе импульсных реле необходимо смотреть на технические характеристики оборудования.

К основным параметрам стоит отнести:

• I вых — выходной ток, представляет собой наибольший параметр в катушке после выхода якоря;
• К воз — возвратный коэффициент, который рассчитывается как отношение двух токов для якоря: выходного и втягивания;
• I вт — ток втягивания, наименьшей токовый параметр катушки при возвращении якоря в первоначальную позицию;
• I уст — ток уставки, который задан в реле;
• U ном, I ном — номинальные параметры напряжения и тока соответственно;
• I ср — ток срабатывания, при котором происходит замыкание / размыкание контактной группы при подаче управляющего сигнала.

При изучении характеристик импульсного реле стоит обратить внимание и на другие параметры:

• номинальная частота;
• степень защиты от влаги / пыли;
• категория применения;
• вес;
• усилие протяжки контактных зажимов;
• максимальное сечение подключаемого провода;
• механическая / коммутационная стойкость;
• собственная потребляемая мощность;
• ток управления;
• категория применения;
• управляемый ток и т. д.

В технических характеристиках производитель часто указывается диапазон рабочих температур, группу условий эксплуатации с позиции влияния механических факторов, рекомендации по высоте над уровнем моря и допустимую влажность / загрязнение.

При установке потребуются данные по особенностям крепления и расположению в пространстве (горизонтальное, вертикальное, произвольное и т. д.).

Устройство

На рынке представлен большой выбор импульсных реле, отличающихся техническими характеристиками и конструктивными особенностями.

Простейшее импульсное реле состоит из следующих элементов:

1. Катушка. Электрический элемент, представляющий собой немагнитным основанием с намотанным медным проводом. В качестве базы может применяться электрический картон или текстолит. Задача — формирование электромагнитного поля и его воздействие на магнит.
2. Сердечник. Изготовлен на ферромагнитной основе. При появлении магнитного поля он находится в зоне его действия и используется в качестве движущегося элемента.
3. Контакты. Представляют собой металлические элементы, которые срабатывают или размыкаются при подаче импульса. Могут быть фиксированными или перемещаться при движении сердечника.
4. Резистор, емкость и другие элементы. Используются для создания логики работы импульсного реле и отображения его положения (включено или отключено).
5. Таймер. Задает выдержку времени до момента срабатывания. Устанавливается не на всех видах устройств. Позволяет подать или снять команду через некоторое время, что расширяет функциональность устройства.

У электронных устройств конструкция проще, ведь в основе лежит микропроцессор. Но принцип действия, о котором пойдет речь ниже, сохраняется.

Принцип работы

В стандартных схемах применяются проходные выключатели, которые просты в применении, но требует использования множества кабелей.

Чтобы в этом убедиться достаточно посмотреть на схемы подключения проходных выключателей для управления светом из двух и четырех мест.

Импульсные реле позволяют оптимизировать осветительные сети 220 Вольт и упростить схему освещения.

Для обеспечения их работы нужны выключатели без фиксации, имеющие возвратную пружину. Вместо возвратных выключателей могут применяться кнопки.

Принцип работы построен на перемещении контактов под действием электромагнитного поля, которое появляется в катушке обеспечивает втягивание сердечника. При подаче управляющего сигнала происходит подача или снятие напряжения.

В отличие от контроллера, требующего подачи разных сигналов, на импульсное реле может быть передана только одна команда.

Для рассмотрения принципа работы можно изучить одну из популярных моделей — РИО-1.

В устройстве предусмотрено следующие виды входов / выходов:

• подача сигналов управления (Y, Y1 и Y2), находятся в верхней части реле;
• силовые контакты для подачи напряжения и нагрузки — 11, 14 и N.

Каждая из клемм несет свою функцию:

• 11 и 14 — используются для подачи фазы и нагрузки;
• Y — включение или отключение при подаче фазы в зависимости от текущего состояния;
• Y1 — включение, замыкание контактной группы при подаче напряжения (имеет приоритет перед Y);
• Y2 — отключение при подачи сигнала, является приоритетным сигналом в сравнении с другими входами;
• N — подача 0-го провода.

Замыкание 11-го и 14-го контакта происходит при переходе фазы через нулевую точку. Такая особенность снижает риск бросков тока, таким образом продлевая ресурс лампочек и контактов.

Вместе с устройством идет временная диаграмма, по которой можно увидеть принцип работы.

Для удобства она разбивается на четыре участка.

1-й:

1. Сигнал на Y. Появление напряжение на 14-м выходе, включение лампы.
2. Повторный сигнал на Y. Снятие потенциала и отключение лампочки.

2-й и 3-й:

1. Подача импульса на Y1 — появление напряжения на 14-й, включение лампы.
2. Сигнал на Y2 — отключение напряжения на 14-м входе, отключение лампочки.

4-й:

1. Импульс на Y — потенциал на 14-й клемм, зажигание лампочки.
2. Сигнал на Y2 — выключение лампы.

Наличие нескольких таких участков позволяет сэкономить деньги на проводах и покупке проходных выключателей.

К примеру, для управления лампой из нескольких точек нужно устанавливать два и более проходных выключателя, а количество проводов будет от трех и более. В случае с импульсным реле достаточно одного 2-жильного кабеля на 0,5 мм.

Импульсное реле. Устройство, принцип работы, схемы подключения

Импульсные реле со встроенным таймером

При монтаже все чаще применяется еще один тип импульсного реле, но уже с таймером — РИО-2.

Устройство работает с выключателями кнопочного типа, имеет функцию памяти, индикацию питающей сети и включение нагрузки. Может использоваться в комплексе с выключателями, имеющими подсветку.

Включение происходит по кнопке, а отключение — по кнопке или по команде.

После подачи сигнала устройство отсчитывает время от 1 до 12 минут, а после срабатывает.

Особенности подключения:

1. Контакт А1 и А2 сверху — подключение фазы и ноля.
2. S — контакт для поступления импульсного сигнала от выключателя без фиксации.
3. 18, 15, 16 — контакты, где 15 и 16 нормально замкнутые, а 18 и 15 нормально разомкнутые.

При подключении в качестве управляющего контакта можно использовать нулевой или фазный провод.

Принцип работы, следующий:

1. Подается напряжение на А1 и А2.
2. Нажимается кнопка для подачи управляющего сигнала.
3. Замыкаются контакты 15-18. Свет включен.
4. Повторное нажимается кнопка. Размыкание контакта 15-18 и замыкание 15-16. К этому же эффекту приводит снятие напряжение питания с контактов А1 и А2.

Допускается подключение до десятки кнопок, что позволяет управлять освещением любой степени сложности.

Схемы подключения

Импульсное реле применяется в схемах, когда отключение света происходит из нескольких точек, к примеру, на лестнице, в разных частях спальни, столовой или иных комнатах.

Рассмотрим основную схему подключения:

1. Фаза с автомата идет на 11-й контакт реле и кнопочные включатели без фиксации (количество может быть различным).
2. На контакт Y приходит управляющий сигнал с другой стороны переходных выключателей.
3. Потенциал с 14-го контакта идет на лампочку, а с нее на шину «нейтрали» с контактами и на N импульсного реле.

В еще одной схеме используется уже две группы устройств — два выключателя, два импульсных реле, две пары кнопочных переключателей с возвратом и две пары групп лампочек.

Удобство такой схемы в том, что с помощью одного выключателя можно выключить свет во всей квартире.

В комплексе с датчиком движения можно предусмотреть включение / отключение при подаче соответствующего управляющего сигнала.

Варианты подключения импульсного реле могут зависеть от типа, поэтому подробные рекомендации нужно смотреть в инструкции по эксплуатации производителя.

Импульсное реле. Управление освещением в доме и квартире. Реле света бистабильное. Схема

Принципиальная схема.

Импульсное секционное реле

Особенность таких устройств — включение с помощью одной кнопки разных групп лампочек поочередно или сразу все вместе.

К примеру, для управления люстрой с большим количеством ламп достаточно двух проводов. При этом не придется прокладывать проводку к устройству до выключателя.

На устройстве приводится схема подключения с указанием двух кнопок и, соответственно, возможностью управления с двух разных точек.

Рассмотрим действия при каждых нажатиях:

1. Первое — включение 1-й группы лампочек.
2. Второе — подача напряжения на 2-ю группу ламп и выключение 1-й.
3. Третье — сохранение включенного положения второй группы и добавление к ней 1-й (включение всех лампочек).
4. Четвертое — выключение всех лампочек.

Важные советы

Перед покупкой и монтажом импульсного реле учтите ряд моментов, которые будут полезны при эксплуатации такого оборудования:

1. По возможности отдавайте предпочтение реле с таймером. Наличие такой опции будет полезным при организации освещения в помещении и на улице.
2. При установке выключателя с подсветкой уточните у продавца, может ли реле работать с такими элементами. В некоторых устройствах наличие резистора может привести к ложному срабатыванию или повреждению.
3. Если дома есть малыши, кнопку включения лучше поднять на большую высоту. В ином случае дети могут играться с кнопкой и долго держать ее нажатой, что может привести к повреждению.
4. Все токоведущие элементы при монтаже стоит изолировать с помощью термоусадки или ПВХ.
5. При установке нескольких импульсных реле желательно выбирать устройства с централизованным управлением. Их можно принудительно отключать путем подачи на любой контакт электрического тока.
6. Для экономии можно переделать имеющиеся выключатели путем установки небольших пружин под кнопки.

Плюсы и минусы импульсного реле

Популярность импульсных реле обусловлена следующими преимуществами:

1. Низкая цена, обусловленная более доступными комплектующими.
2. Управление нагрузкой с напряжением до 0,4 кВ.
3. Отсутствие влияния перенапряжения, помех и мощных электроустановок.
4. Усиленная изоляция между контактами и катушкой.
5. Нет проблем с охлаждением.
6. Безвредность для атмосферы.
7. Длительный ресурс.
8. Возможность применения большого количества выключателей.
9. Небольшое электропотребление.
10. Простой монтаж, если сравнивать с маршевыми выключателями.

Недостатки:

1. Долгое время срабатывания.
2. Появление радиопомех при включении / выключении.
3. Ускоренный износ подвижных частей.
4. Создание электрических помех.
5. Громкий шум при работе.

Итоги

Импульсное реле — альтернатива для проходных выключателей, позволяющая сэкономить на проводе / оборудовании и расширить возможности по созданию сложных схем освещения.

В зависимости от ситуации можно выбрать обычные модели или устройства с таймером, предусматривающие выдержку времени перед срабатыванием.

Импульсное реле. Схема подключения. Управление освещением из нескольких мест.