Impulsu relejs apgaismojuma vadībai: kā tas darbojas, veidi, marķējums un pieslēgums

Lai apmierinātu mūsdienu prasības dzīvokļu, biroju telpu un uzņēmumu apgaismojumam, tiek izmantotas sarežģītas elektrifikācijas sistēmas. To projektēšanā atsevišķu uzdevumu risināšanai tiek izmantota virkne iekārtu, kas tiek pastāvīgi pilnveidota.

Tā, impulsa relejs apgaismojuma vadībai no vairākām vietām ir sācis izmantot salīdzinoši nesen. Pamazām tas izspiež standarta shēmas ar caurstaigājamiem slēdžiem.

Kur var pielietot impulsa releju?

Šīs ierīces ieviešana ikdienas lietošanā ir izskaidrojama ar vienkāršu ērtību. Taču tā ļauj kontrolēt apgaismojumu vismaz no diviem punktiem.

Dzīvoklī tā var būt guļamistaba, kur ieslēgšana notikusi pie ieejas, bet izslēgšana blakus gultai. Birojos – tie ir gari gaiteņi, kāpņu telpas un lielas konferenču zāles.

Divu slēdžu izmantošana kāpņu apgaismojumam kļuvusi par nepieciešamību. Ieslēdzot gaismu pirmajā stāvā, ir pilnīgi loģiski to nodzēst ar otro slēdzi augšā.

Ar trīspozīciju vadības uzdevumu var tikt galā caurstaigājamie un krusteniskie slēdži. Šī shēma joprojām ir plaši izmantota. Taču tai ir arī acīmredzami trūkumi.

Pirmkārt, tā ir samērā sarežģīta uzstādīšanas sistēma, kurā elektrība iet ceļu caur galveno automātu, sadales kārbu, pašiem slēdžiem un pēc tam uz apgaismojuma lampām. Tās uzstādīšanā bieži rodas kļūdas. Ja nepieciešamas vairāk nekā trīs vadības vietas, shēma kļūst sarežģītāka.

Shēma uzskatāmi parāda pārslogotību ar vadiem: no pirmā slēdža – pieci, no otrā – seši, no pirmā un otrā apgaismojuma – pa trim kabeļiem

Otrkārt, visiem vadiem ir vienāds šķērsgriezums, jo tie izmanto viena sprieguma strāvu, kas ietekmē kopējās izmaksas. Tajās ietilpst arī caurstaigājamo slēdžu cena, kas vairākas reizes pārsniedz parasto slēdžu izmaksas.

Bet nepieciešamība izmantot impulsu releju izriet ne tikai no komforta apsvērumiem. To izmanto arī signalizācijai un aizsardzībai.

Piemēram, rūpniecības uzņēmumā, lai iedarbinātu ražošanas procesus, kas prasa lielu elektrisko jaudu, šī ierīce ļauj nodrošināt operatora drošību. Tā darbojas ar zema sprieguma strāvām vai pat tiek vadīta attālināti.

Ierīce un darbības princips

Vispārējā nozīmē relejs ir elektrotehnisks mehānisms, kas aizver vai atver elektrisko ķēdi, pamatojoties uz noteiktiem elektriskiem vai citiem parametriem, kas uz to iedarbojas.

Viņa nekomutējošā konstrukcija tika izgudrota jau 1831. gadā Dž. Henrijs. Pēc diviem gadiem to sāka izmantot, lai nodrošinātu S. Morzes telegrāfa darbību.

Var izdalīt divas galvenās grupas: elektromehāniskie un elektroniskie. Pirmajā tipā darbu veic mehānisms, bet otrajā par visu atbild iespiedshēmas plate ar mikrokontrolleri. Tā darbu ir ērti aplūkot uz elektromehāniskā releja, kas ir impulsa relejs, piemēra.

Izvēloties releja darbības režīmu, jāvadās pēc ieslēgšanas biežuma, strāvas veida un lieluma, kā arī testējamo slodžu rakstura.

Konstruktīvi to var attēlot šādi:

1. Spole – tas ir vara vads, uztīts uz nemagnētiska materiāla pamatnes. Tas var būt auduma izolācijā vai pārklāts ar laku, kas nelaiž cauri elektrību.
2. Kodols, kas satur dzelzi un nonāk darbībā, elektriskajai strāvai ejot cauri spoles vijumiem.
3. Kustīgais enkurs – tā ir plāksne, kas piestiprināta pie enkura un ietekmē aizverošos kontaktus.
4. Kontaktu sistēma – tieši ķēdes stāvokļa pārslēdzējs.

Releja darbības pamatā ir elektromagnētiskā spēka parādība. Tā parādās spoles feromagnētiskajā kodolā, kad caur to tiek palaista strāva. Spole šajā gadījumā ir ievilkšanas ierīce.

Kodols tajā ir saistīts ar kustīgo enkuru, kas iedarbina jaudas kontaktus, veicot komutāciju. Tie var būt normāli atvērti/normāli slēgti tipa. Dažreiz kontaktu bloks var saturēt vienlaikus atvērtus un slēgtus savienojumu veidus.

Ieslēdzot ķēdi, mehānisms fiksē šo pozīciju, kas mainās, atkārtoti padodot impulsu, un atkal tiek fiksēta līdz nākamajām izmaiņām.

Spolei papildus var pieslēgt rezistoru, kas palielina nostrādes precizitāti, kā arī pusvadītāju diodi, kas ierobežo pārspriegumu tinumā. Turklāt konstrukcijā var būt kondensators, kas uzstādīts paralēli kontaktiem, lai samazinātu dzirksteļošanu.

Skaidrāk ierīces darbību var attēlot, sadalot to vairākos blokos:

• izpildošais – ir kontaktu grupa, kas aizver/atver elektrisko ķēdi;
• starpposma – spole, serde un kustīgais enkurs izmanto izpildošo bloku;
• vadības – šajā relejā pārveido elektrisko signālu magnētiskajā laukā.

Tā kā kontaktu stāvokļa pārslēgšanai ir nepieciešams vienreizējs elektrisks impulss, var secināt, ka šīs ierīces patērē spriegumu tikai pārslēgšanas brīdī. Tas ievērojami taupa elektroenerģiju, atšķirībā no parastajiem caurstaigājamiem slēdžiem.

Otrs impulsa releja veids ir elektroniskais tips. Par tā darbību atbild mikrokontrollers. Starpposma bloks šeit ir spole vai pusvadītāju slēdzis. Tādu elementu kā programmējami loģiskie kontrolleri izmantošana shēmā ļauj papildināt releju, piemēram, ar taimeri.

Šāda veida ierīcē nav mehānisku kustīgu elementu. Darbu veic sensors, kas atpazīst vadības signālu, un cietvielu elektronika, kas komutē ķēdi.

Veidi, marķējums un priekšrocības

Impulsa releju pamatveidi ir elektromehāniskie un elektroniskie. Elektromehāniskie savukārt tiek klasificēti pēc darbības principa.

Impulsa ierīču veidi

Tas nozīmē, ka jaudas kontaktu pārslēgšanu var veikt spēki, kas atšķiras no magnēta spēka.

Tos iedala:

• elektromagnētiskie;
• indukcijas;
• magnētelektriskie;
• elektrodinamiskie.

Elektromagnētiskās ierīces automātikas sistēmās tiek izmantotas biežāk nekā citas. Tās ir pietiekami uzticamas, pateicoties vienkāršai darbības metodei, kas balstīta uz elektromagnētisko spēku darbību feromagnētiskā serdē, ja spolē ir strāva.

Ietekmi uz elektromagnētisko releju kontaktiem nodrošina rāmis, kas vienā stāvoklī tiek pievilkts pie serdes, bet otrā atgriežas ar atsperi.

Enkurs, t.i., plāksne ar magnētiskām īpašībām, tiek pievilkts pie elektromagnēta, kas ir vara vads, uztīts uz spoles ar jūgu.

Indukcijas relejiem ir darbības princips, kas balstīts uz strāvu kontaktu – maiņstrāvas ar inducētajām magnētiskajām plūsmām un pašām plūsmām. Šī mijiedarbība rada griezes momentu, kas iekustina vara disku, kas atrodas starp diviem elektromagnētiem. Rotējot, tas aizver un atver kontaktus.

Magnētelektrisko ierīču darbība tiek veikta, pateicoties strāvas mijiedarbībai rotējošā rāmī ar magnētisko lauku, ko rada pastāvīgais magnēts. Kontaktu aizvēršanas/pārtraukšanas vadība tiek veikta, pateicoties tā griešanai.

Salīdzinājumā ar savu tipu šādi releji ir ļoti jutīgi. Tomēr tie nav guvuši lielu izplatību, jo to iedarbības laiks ir 0,1–0,2 s, kas tiek uzskatīts par ilgu.

Elektrodinamiskie releji darbojas, pateicoties spēkam, kas rodas starp kustīgo un nekustīgo strāvas spolēm. Kontaktu aizvēršanas veids ir tāds pats kā magnetoelektriskajā ierīcē. Atšķirība ir tikai tā, ka indukciju darba spraugā rada elektromagnētiskā veidā.

Elektroniskie modeļi konstruktīvi gandrīz atkārto elektromehāniskos. Tiem ir tie paši bloki: izpildes, starpposma un vadības. Atšķirība ir tikai pēdējā. Komutācijas vadība tiek veikta ar pusvadītāju diodi mikrokontrollera sastāvā uz iespiestās plates.

Šajā ierīcē kā pusvadītāji darbojas tranzistori un tiristori. Lai gan tie iztur sarežģītus putekļainības un vibrācijas apstākļus, tomēr tie ir pakļauti īslaicīgām strāvas un sprieguma pārslodzēm.

Šāda veida releji tiek aprīkoti ar papildu moduļiem. Piemēram, taimeris ļauj izpildīt apgaismojuma vadības programmu noteiktā laika intervālā. Tas ir ērti, lai taupītu elektroenerģiju, kad iekārtas darbība nav nepieciešama. Ja nepieciešams izslēgt gaismu, to var izdarīt, divreiz nospiežot pogu.

Galveno releju tipu priekšrocības un trūkumi

Atšķiroties no pusvadītāju slēdžiem, elektromehāniskajiem pārslēdzējiem ir šādas priekšrocības:

1. Relatīvi zema cena, pateicoties lētām sastāvdaļām.
2. Neliels siltuma daudzums rodas uz ieslēgtajiem kontaktiem, pateicoties vājam sprieguma kritumam.
3. Spēcīga izolācija (5 kV) starp spoli un kontaktu grupu.
4. Nav pakļauta pārsprieguma impulsu, zibens radīto traucējumu un jaudīgu elektroinstalāciju komutācijas procesu kaitīgai ietekmei.
5. Spēja vadīt līnijas ar slodzi līdz 0,4 kV, izmantojot maza izmēra ierīci.

Slēdzot ķēdi ar 10 A strāvu maza izmēra relejā, spolē izkliedējas mazāk par 0,5 W. Turpretī elektroniskajos analogos šis rādītājs var būt lielāks par 15 W. Pateicoties tam, nerodas dzesēšanas problēma un kaitējums atmosfērai.

Pie to trūkumiem jāmin:

1. Nolietojums un problēmas, komutējot induktīvās slodzes un augstus spriegumus pastāvīgā strāvā.
2. Ķēdes ieslēgšana un izslēgšana rada radio traucējumus. Tas prasa ekranējuma uzstādīšanu vai attāluma palielināšanu līdz traucējumiem pakļautajam aprīkojumam.
3. Relatīvi ilgs nostrādes laiks.

Vēl viens mīnuss — nepārtraukts mehānisks un elektrisks nolietojums komutācijas laikā. Pie tā pieder kontaktu oksidēšanās un to bojājumi no dzirksteļizlādes, atsperu bloku deformācija.

Montāžas laikā jāņem vērā, ka elektromehāniskais kontaktoru izpildījuma variants var darboties nekorekti, ja tas atrodas horizontālā stāvoklī.

Atšķirībā no elektromehāniskajiem, elektroniskie releji veic starpbloka vadību, izmantojot mikrokontrolleri.

Elektronikas priekšrocības un trūkumus var aplūkot, izmantojot F&F firmas aparātu piemēru salīdzinājumā ar ABB marku, kas ražo mehāniku.

No pirmā tipa slēdžu priekšrocībām var izcelt:

• lielāku drošību;
• augstu pārslēgšanas ātrumu;
• pieejamību tirgū;
• indikatora paziņojumus par darba režīmu;
• paplašinātu funkcionalitāti;
• klusu darbu.

Turklāt neapstrīdama priekšrocība ir vairākas montāžas iespējas — uzstādīšana iespējama ne tikai uz sadales skapja DIN sliedes, bet arī zem rozetes.

F&F elektronikas mīnusi salīdzinājumā ar ABB mehāniku:

• darbības traucējumi elektroapgādes kļūmju gadījumā;
• pārkaršana, komutējot lielas strāvas;
• iespējamas "kļūmes" bez redzama iemesla;
• ierīces atslēgšanās, ja tīklā uz īsu brīdi tiek izslēgts spriegums;
• liela pretestība slēgtā stāvoklī;
• daži releji darbojas tikai ar līdzstrāvu;
• pusvadītāju shēma uzreiz nelaiž strāvu atpakaļ parastajā virzienā.

Neskatoties uz norādītajiem trūkumiem, elektroniskie komutatori nepārtraukti attīstās, un, pateicoties lielākam funkcionalitātes potenciālam salīdzinājumā ar elektromehāniskajiem, ir sagaidāms, ka tie tiks izmantoti pārsvarā.

Lai novērstu neskaidrības, ražotājs sniedz pēc iespējas detalizētas izstrādājuma specifikācijas veikala katalogos un ierīces tehniskajā pasē.

Galvenie raksturojošie parametri

Atkarībā no releja mērķa un pielietojuma jomas tos var klasificēt pēc vairākiem kritērijiem:

• atgriešanās koeficients – enkura iziešanas strāvas vērtības attiecība pret pievilkšanas strāvu;
• iziešanas strāva – tās maksimālā vērtība spoles spailēs, enkuram izejot;
• pievilkšanas strāva – tās minimālais rādītājs spoles spailēs, enkuram atgriežoties sākuma stāvoklī;
• iestatījums – reakcijas lieluma līmenis noteiktās robežās, kas iestatīts relejā;
• reakcijas lielums – ieejas signāla vērtība, uz kuru ierīce automātiski reaģē;
• nominālās vērtības – spriegums, strāva un citi lielumi, kas ir releja darbības pamatā.

Arī elektromagnētiskās ierīces var iedalīt pēc reakcijas laika. Visilgākā aizkave ir laika relejam – vairāk nekā 1 sek, ar iespēju iestatīt šo parametru. Pēc tam seko lēnie – 0,15 sek., normālie – 0,05 sek., ātrdarbīgie – 0,05 sek. Un visātrākie bezinerces – mazāk nekā 0,001 sek.

Izstrādājumu marķējuma atšifrējums

Kontaktora marķējuma kodu bieži var sastapt veikalu katalogos un uz pašas ierīces. Tas sniedz pilnīgu aprakstu par konstrukcijas īpatnībām, mērķi un to lietošanas nosacījumiem.

Apzīmējuma sastāvu var analizēt uz elektromagnētiskā starpreleja REP-26. To izmanto maiņstrāvas ķēdēs līdz 380 V un līdzstrāvas līdz 220 V.

Lai izprastu marķējumu, nepieciešams sadalīt uzrakstu blokos un izmantot aprakstošās tabulas, kuras var atrast specializētās uzziņu grāmatās.

Šādā veidā var izskatīties izstrādājuma apzīmējums veikalā: REP 26-004A526042-40UHL4.

REP 26 – XXX X X XX XX X – 40XXX4. Šo apzīmējuma veidu var analizēt šādi:

• 26 – sērijas numurs;
• XXX – kontaktu veids un to skaits;
• X – komutācijas nodilumizturības klase;
• X – ieslēgšanas spoles tips, releja atgriešanas tips un strāvas veids;
• XX – konstrukcija pēc uzstādīšanas un vadītāju savienošanas veida;
• XX – spoles strāvas vai sprieguma vērtība;
• X – papildu konstrukcijas elementi;
• 40 – aizsardzības līmenis atbilstoši IP standartam vai GOST14254;
• XXX4 – klimatiskā lietošanas zona saskaņā ar GOST 15150.

Klimatiskā izpilde var būt: UHL – aukstam un mērenam klimatam vai O – tropiskam vai vispārējā klimatiskā izpilde.

Saskaņā ar speciālajām apzīmējumu tabulām, apskatāmā ierīce ir elektromagnētiskais starprelejs, ar četriem pārslēgšanas kontaktiem, komutācijas izturības klasi A, kas izmanto līdzstrāvu. Tam ir rozetes stiprinājums ar lameļu kontaktiem ārējo vadītāju lodēšanai, spole ar spriegumu 24 V un manuāls manipulators.

Vairāki pieslēguma shēmu veidi

Pastāv vairāki montāžas varianti, un katram no tiem ir savas īpatnības, priekšrocības un trūkumi.

Relē RIO-1 kontaktu apzīmējumam ir šāda atšifrēšana:

• N – nulles vads;
• Y1 – ieslēgšanas ieeja;
• Y2 – izslēgšanas ieeja;
• Y – ieslēgšanas un izslēgšanas ieeja;
• 11-14 – komutējošie kontakti, normāli atvērtā tipa.

Šie apzīmējumi tiek izmantoti lielākajā daļā releju modeļu, bet pirms pievienošanas ķēdei ir papildus jāiepazīstas ar tiem izstrādājuma pasē.

Attēlotā elektrifikācijas shēma tiek izmantota, lai vadītu gaismu no trim vietām, izmantojot releju un trīs spiedpogu slēdžus bez fiksācijas.

Šajā shēmā releja jaudas kontakti izmanto 16 A strāvu. Kontroles ķēžu un apgaismojuma sistēmu aizsardzību nodrošina 10 A automātiskais slēdzis. Līdz ar to vadiem ir diametrs vismaz 1,5 mm².

Spiedpogu komutatoru savienojums veikts paralēli. Sarkanais vads – fāze, iet cauri visiem trim spiedpogu slēdžiem uz jaudas kontaktu 11. Oranžais vads – komutācijas fāze, nonāk pie ieejas Y. Pēc tam tas iziet no spailes 14 un dodas uz spuldzēm. Nulles vads no kopnes tiek savienots ar spaili N un ar gaismekļiem.

Ja gaisma sākotnēji bija ieslēgta, tad, nospiežot jebkuru slēdzi, gaisma nodzisīs — notiks īslaicīga fāzes vada komutācija uz spaili Y, un kontakti 11-14 atvērsies. Tas pats notiks, nospiežot jebkuru citu slēdzi. Bet kontakti 11-14 mainīs stāvokli, un gaisma ieslēgsies.

Dotās shēmas priekšrocība salīdzinājumā ar caurstaigājamiem un krustveida slēdžiem ir acīmredzama. Tomēr īssavienojuma gadījumā bojājuma noteikšana radīs zināmas grūtības, atšķirībā no nākamā varianta.

Šāda shēma ļaus ietaupīt uz vadiem, jo vadības kabeļu šķērsgriezumu var samazināt līdz 0,5 mm². Tomēr būs jāiegādājas otrs aizsardzības aparāts.

Šis ir mazāk izplatīts pieslēguma variants. Tas ir tāds pats kā iepriekšējais, bet vadības un apgaismojuma shēmām ir savi aizsardzības automāti attiecīgi uz 6 A un 10 A. Tas atvieglo kļūmju noteikšanu.

Ja rodas nepieciešamība vadīt vairākas apgaismojuma grupas ar atsevišķu releju, tad shēma nedaudz mainās.

Šādu pieslēguma metodi ir ērti izmantot, lai ieslēgtu un izslēgtu apgaismojumu pa grupām. Piemēram, uzreiz nodzēst daudzlīmeņu lustru vai apgaismojumu visām darba vietām cehā.

Vēl viens impulsu releju izmantošanas variants ir sistēma ar centralizētu vadību.

Shēma ir ērta ar to, ka var izslēgt visu apgaismojumu ar vienu pogu, izejot no mājas. Bet, atgriežoties, to ieslēgt tādā pašā veidā.

Šajā shēmā tiek pievienoti divi slēdži ķēdes slēgšanai un atslēgšanai. Pirmā poga var tikai ieslēgt apgaismojuma grupu. Tad fāze no slēdža «IESL» nonāks uz katra releja spailēm Y1, un kontakti 11-14 aizvērsies.

Atslēgšanas slēdzis darbojas līdzīgi pirmajam slēdzim. Bet komutācija tiek veikta uz katra komutatora spailēm Y2, un tā kontakti ieņem ķēdes atslēgšanas stāvokli.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video materiāls stāsta par šāda veida ierīču uzbūvi, darbību, pielietojumu un izveides vēsturi:

Nākamais sižets detalizēti apraksta cietvielu jeb elektronisko releju darbības principu:

Impulsu releju izmantošana arvien plašāk tiek pielietota mūsdienu elektrifikācijas sistēmās. Prasību pieaugums attiecībā uz apgaismojuma vadības funkcionalitāti un elastību, materiālu taupīšanu un drošību rada nepārtrauktu impulsu kontaktoru uzlabošanai.

Tie samazinās izmēros, konstruktīvi vienkāršojas, palielinot uzticamību. Un principiāli jaunu tehnoloģiju izmantošana darba pamatā ļauj tos pielietot skarbos apstākļos putekļainās ražotnēs, vibrācijās, magnētiskajos laukos un mitrumā.

Lūdzu, rakstiet komentārus zemāk esošajā blokā. Uzdodiet jautājumus, dalieties ar noderīgu informāciju par raksta tēmu, kas noderēs vietnes apmeklētājiem. Pastāstiet, kā izvēlējāties un uzstādījāt impulsa slēdzi.