Импульсное реле для управления освещением

Для небольшой квартиры, офиса и даже производственного помещения классический способ включения/выключения каждого осветительного прибора отдельно достаточно удобен. Но в просторном коттедже, многоэтажном доме, на промышленном предприятии требуется автоматизация управления освещением. Одним из таких вариантов будет использование импульсного релею.

Устройство способно решить сложные инженерные задачи по проектированию современных систем электрификации. При этом их нетрудно подстроить под оборудование, подвергающееся постоянному усовершенствованию. Постепенно импульсные приборы вытеснят классические схемы, основанные на проходных выключателях.

Что такое импульсное реле?

Импульсным реле называют выключатель, замыкающий, размыкающий электрическую цепь. Это происходит, если изменяются входные состояния «выключено/включено». Для работы устройства не требуется постоянная подача энергии. Этим оно отличается от обычных релейных элементов.

Задачу трехпозиционного управления может решить и стандартная система, состоящая из проходных и перекрестных выключателей. Но у нее много минусов в применении. Она сложна в монтаже, здесь часто возникают ошибки. С увеличением количества подключаемых приборов освещения схема только усложняется.

Импульсные устройства не имеют этих недостатков. Они способны решить задачи по управлению освещением более просто, их эффективность и безопасность гораздо выше.

Принцип работы импульсного реле

Реле данного типа управляется при помощи коротких импульсов. Первый замыкает контакты, второй – размыкает. Подача третьего импульса снова ведет к замыканию цепи. И дальше эта последовательность сохраняется. То есть, с поступлением каждого импульса контакты перебрасываются в противоположное состояние.

Формирование импульсов производится выключателями. Их выполняют в виде кнопки, которая не фиксируется в определенном положении. Клавишные выключатели здесь не подойдут. Если их оставить в состоянии «включено» на продолжительное время, то катушка реле быстро выйдет из строя. В качестве коммуникационного прибора можно использовать кнопки дверных звонков.

Разновидности импульсных реле

Импульсные приборы выпускаются в двух версиях – электромеханической и электронной. Корпус первого типа устройств предназначен для подсоединения к стандартной DIN-рейке. Здесь работает просто механизм. Электронные модели имеют меньшие габариты, более надежные, оснащаются многими дополнительными сервисными функциями – таймерами задержки отключения, управлением посредством Wi-Fi и другими. Но они обладают невысокой защищенностью от помех. За работу электронного устройства отвечает печатная плата, оснащенная микроконтроллером,

Технические характеристики импульсного реле

Перед встраиванием импульсных реле в общую систему освещения необходимо учесть основные технические параметры прибора. Без этого он может быстро выйти из строя. Предприятие-изготовитель указывает ключевые характеристики в документации, которая идет в комплекте к устройству.

К ним относятся сведения о:

• Выходном токе – максимальная сила тока, возникающая в катушке. Данная величина касается электромеханических приборов.
•  Норме срабатывания – значение, при достижении которого реле срабатывает автоматически.
• Токе при втягивании – минимальная сила тока, вызывающая срабатывание устройства.
• Возвратном коэффициенте – соотношение выходного тока к значению при втягивании.
• Времени срабатывания – быстрые приборы включаются за 0,001-0,05 секунды, с долгой задержкой – примерно за 1 секунду.

У приборов также могут быть дополнительные сервисные функции. Большая часть устройств работает от напряжения 220 V. Но есть модели, где управление низковольтное – 12-36 V. Для них необходим свой источник питания.

Достоинства и недостатки импульсного реле

Использование импульсных реле в системе удаленного управления светильниками имеет свои преимущества и относительные недостатки. Приборы позволяют экономить электроэнергию, включая освещение только на нужное время и отключая их, когда свет не требуется. Реле делают всю систему управления удобнее и комфортнее.

Достоинства

К плюсам применения данного устройства можно отнести следующие моменты:

• доступная цена на приборы;
• долгий срок службы;
• возможность подключения в цепь управления неограниченного числа выключателей;
• низкое энергопотребление;
• несложная установка.

Для электронного импульсного реле можно задать время отключения. По его окончании на прибор перестает подаваться электроэнергия.

Значительным достоинством приборов можно назвать запоминание последней позиции контактов. Оно не сбивается даже при полном отключении электроэнергии. Это не касается простой электроники. К плюсам также относится возможность запуска при низком напряжении в сети. По этой причине реле подходят для установки в помещениях с повышенной степенью влажности – кухнях, ванных комнатах, туалетах, подвалах и других.

Недостатки

Но при использовании такой аппаратуры можно столкнуться с рядом недостатков:

• устройство способно создавать электрические помехи;
• если прибором пользуются часто, то идет быстрый износ подвижных деталей;
• срабатывание реле сопровождается громким щелчком.

Это большей частью относится к устройствам электромеханического типа. Электронные приборы позволяют избавиться от минусов применения импульсной аппаратуры, но их стоимость существенно выше.

Устройство импульсного реле

Реле импульсного типа достаточно просты в устройстве. Это способствует высокому показателю прибора по безопасности. Работа электромеханического устройства основана на электромагнитной силе, которая возникает в катушке при прохождении электрического тока.Конструкция, так же как и традиционная, состоит из нескольких основных элементов:

• катушки (втягивающего элемента);
• сердечника;
• подвижного якоря;
• контактов.

На немагнитной катушке намотана медная проволока, обработанная специальным лаком, что снижает вероятность возникновения короткого замыкания. Изоляция также может быть тканевой.

Сердечник – это динамичный магнит, содержащий железо. Элемент приводится в действие поступающим электрическим током. Далее он оказывает воздействие на якорь. В свою очередь подвижная пластина якоря воздействует на контактные соединения. В конце процесса контактная группа переключает сеть.

Работу устройства можно разделить на блоки:

• к исполняющему относится контактная группа;
• к промежуточному – сама катушка, сердечник, якорь;
• к управляющему – способность реле преобразовывать электрический ток в магнитное поле.

Импульсные аппараты электронного типа работают на основе микроконтроллера. В качестве промежуточного блока здесь выступают катушка, полупроводниковый ключ. Также могут использоваться логистические контроллеры программируемого типа, что позволяет оснастить реле дополнительными функциями.

Импульсные приборы часто называют бистабильными. Они имеют два стабильных состояния – когда контакты включены, и когда отключены. Реле сохраняет свое состояние при отсутствии напряжения. Это основное отличие от классической системы управления освещением.

Типовое устройство имеет несколько выходов. Для подключения питания (200 В) – А1, А2, управляющий вход – S, клеммы контактной группы – NC, C, NO. Обозначением клемм может различаться в зависимости от производителя. Отдельные модели имеют дополнительные входы – включение, отключение. Если напряжение подается на них, то устройство можно включить или выключить принудительно. У них приоритет перед входом S.

Для чего применяют реле

Использование импульсных реле позволяет дистанционно управлять осветительными приборами. А это создает больше комфорта в использовании осветительных приборов. Применение устройства удобно для подключения светильников на межэтажных лестницах, в длинных коридорах, просторных холлах, больших конференц-залах. Их также можно использовать для управления:

• ландшафтным и наружным освещением;
• открыванием/закрыванием замков электрического типа;
• системами полива сада, огорода;
• насосным оборудованием различного вида;
• системами вентиляции и кондиционирования, другим оборудованием.

Бытовое использование импульсных устройств только набирает обороты. Гораздо удобнее включить свет при входе в помещение, а выключить его на другом выходе или вообще из следующей комнаты.

На востребованность импульсных аппаратов влияет также возможность их применения для разных систем, а не только в управлении освещением. Их используют в системах защиты, сигнализации. На промышленных предприятиях удобно то, что приборы работают при малом напряжении, но способны запускать процессы, требующие высокой мощности. Это значительно повышает безопасность операторов таких установок.

Особенности работы реле в нестандартных ситуациях

Нестандартные ситуации случаются довольно часто. Обычно они связаны с отключением подачи электричества. Разные устройства импульсного вида в этих случаях ведут себя по-разному:

• Электромеханические приборы не переключаются при отключении напряжения. После восстановления электроснабжения свет снова включится там, где был прежде. В помещениях, где светильники были выключены, будет по-прежнему темно.
• Также себя ведут и электронные устройства с памятью.
• Электроника, не обладающая функцией запоминания, переведет все осветительные приборы в выключенное состояние. Правда, бывают и сбои – все светильники включаются.

В ситуации одновременного нажатия кнопок в разных помещениях система управления воспринимает импульс, как одиночный. Контактная группа просто перебрасывается в противоположное положение.

Схемы подключения

Так как импульсное реле применяется в системе удаленного управления осветительными приборами, то важно его правильно подключить к системе.

Стандартная схема подключения импульсного реле

К реле можно подключить практически неограниченное количество выключателей, не имеющих подсветки. Число параллельно подключенных светильников может быть определено нагрузочной способностью контактной системы. Большинство импульсных устройств способны выдерживать диапазон нагрузок от 1 760 Вт до 3 520 Вт. Как правило, этого достаточно для организации управления освещением без установки дополнительных реле.

Еще одним вариантом подключения может быть применение приоритетных выходов включения/выключения. Такая схема подойдет в случае необходимости обеспечения централизованного управления светильниками в нескольких зонах или помещениях. Предыдущее положение контактов не будет влиять на манипуляцию кнопками. Все осветительные приборы включатся или выключатся одновременно – приоритет над выходом S. Двухканальное управление удобно тем, что включить/выключить свет можно сразу во всех комнатах. А вот дальше управлять им можно локально с любой кнопки.

Схема подключения с приоритетными выходами

Электромеханические импульсные приборы ставятся в основном в электрическом щитке. Это удобно с точки зрения монтирования DIN-рейки.

Схема прокладки кабеля в электрощитке

Подключение импульсных реле практически ничего не меняет в электрощите. Эта система во многом схожа с обычной, где используются проходные выключатели. Но если к устройству подключается много осветительных приборов, то следует поставить кросс-модуль. Из-за ограничений толщины кабеля невозможно на каждый аппарат присоединить два или больше проводов. Их лучше раскидывать по различным колодкам.

Импульсные аппараты можно монтировать не только в электрощит. Отдельные модели предназначены для вставки в распределительные коробки, за подвесными конструкциями потолка. Этот вариант удобен при переводе освещения с клавишных выключателей на автоматизированное управление. Чтобы использовать данные устройства, необходимо в монтажных частях заменить выключатели на кнопки. После этого в распределительной коробке можно переключать жилы кабеля.

Схема подключения импульсных устройств, расположенных в коробке под потолком.
Схема подключения электронных реле через распределительную коробку.

Заключение

Применение импульсных реле позволяет управлять источниками света на расстоянии – осветительные приборы можно включить в одной точке, а потом выключить в другой. Это является актуальным для больших помещений, на лестничных конструкциях многоэтажных сооружений общественного и жилого назначения, в производственных цехах. Данная система более безопасна, чем традиционная с проходными приборами выключения/выключения освещения.

Импульсные устройства также дает возможность выстраивать удобную схему по управлению осветительными приборами. Она будет работать только тогда, когда в помещениях, зданиях есть люди. Комфортность эксплуатации инженерных сетей повысится. Использование реле часто оправдано и с эстетической точки зрения.