Обычные реле (любой конструкции) в большинстве случаев работают по одинаковому принципу – срабатывают при появлении сигнала, при его исчезновении – отпускают. По иному алгоритму функционируют импульсные реле.
Особенности и преимущества по сравнению с другими типами реле
Принцип работы импульсного реле несколько отличается. В общем случае он таков:
- при подаче сигнала на вход реле срабатывает, контакты переключаются в противоположное положение (нормально разомкнутые замыкаются, нормально замкнутые размыкаются);
- при снятии сигнала положение контактов не изменяется;
- при подаче следующего сигнала положение контактов вновь изменяется на противоположное.
Иными словами, реле имеет два стабильных состояния, по этой причине его еще называют бистабильным. Это позволяет создавать простые схемы для управления освещением (основное назначение импульсных реле в электротехнике) из различных точек. Для этих целей можно использовать и проходные выключатели, но у бистабильных устройств есть важное преимущество – низкое потребление мощности по цепи управления. Это означает, что тянуть проводку от места установки кнопки включения и отключения освещения можно более тонким проводом. В случае реализации схемы на маршевых выключателях, сечение проводов должно быть рассчитано на полный ток нагрузки.
Второй момент – наращивание локальных точек для управления освещением. В случае бистабильных реле это выглядит намного проще — лишь добавляются кнопки параллельно входу. Для схемы на проходных выключателях количество точек управления больше двух вызывает заметное усложнение схемы, требует применения перекрестных выключателей.
Структура и принцип действия
Любое реле состоит из двух основных частей:
- Воспринимающей.
- Исполнительной.
Для импульсных реле каждая часть может быть как полупроводникового исполнения, так и классического, электромеханического. Например, управляющая часть, обрабатывающая входные импульсы, может быть электронной, а выходная контактная группа – обычные механические контакты. Другой вариант – выходные контакты в виде твердотельного реле.
Принцип действия этого комплекса таков:
- исполнительная часть «считает» входные импульсы и выдает сигнал на исполнительную (выходные контакты);
- выходная — по команде меняет положение на противоположное.
В результате по фронту каждого импульса управления происходит включение-отключение нагрузки.
Виды
Такой принцип работы можно реализовать посредством двух систем:
- классической электромеханической;
- современной полупроводниковой.
Бистабильное реле электромеханической системы содержит две катушки и магнитную защелку. При подаче импульса устройство срабатывает, контактная группа переключается в противоположное состояние и фиксируется в нем. Снятие напряжения с катушки не приводит ни к каким последствиям.
Внутренняя схема с помощью собственных подвижных контактов при этом собирается таким образом, что следующий импульс воздействует на другую катушку. Она приводит контакты в противоположное положение.
Существуют импульсные реле с одной катушкой. Они включаются импульсами одной полярности, а выключаются напряжением противоположной полярности. Это вызывает неудобство – для управления надо формировать импульсы разной полярности.
На современной электронной базе можно создавать бистабильные устройства с потребительскими свойствами, намного превосходящими классические. Можно строить любые алгоритмы и режимы работы:
- оснастить реле дополнительным входом, который включал бы освещение независимо от предыдущего состояния;
- обустроить еще один вход, который выключал бы освещение.
Можно добавить дополнительные органы управления, которые позволили бы использовать реле в виде таймера – чтобы освещение гасло по истечении заданного периода времени.
Самые простые бистабильные реле на электронной базе не имеют памяти – при снятии напряжения они возвращаются к исходному состоянию. При подаче питания их придется заново устанавливать в нужный режим (включённое или выключенное освещение). У более современных устройств запоминается последнее положение, и при восстановлении питания освещение остается в том же положении, что и до отключения.
Кроме того, на выходе электронного устройства может быть обычное электромеханическое реле, которое непосредственно управляет нагрузкой. А может быть и твердотельное – оно работает бесшумно, без громких щелчков.
Примеры схем подключения, советы по установке
Самая простая схема подключения импульсного реле применяется для независимого управления освещением из нескольких точек. Реле подключается соответствующими выводами к фазному и нулевому проводу. В разрыв цепи питания потребителей подключаются выходные контакты реле, а к управляющему выводу подключаются кнопки – параллельно.
Теоретически количество подключаемых кнопок может быть бесконечным. На практике могут применяться кнопки с цепями подсветки, через которые протекает небольшой ток (даже когда кнопка разомкнута). Если таких кнопок подключено много, токи, складываясь, могут вызвать ложную работу реле.
Другое ограничение – на длину проводов в цепи управления. Если проводка будет слишком длинной, сопротивление проводов может настолько ограничить ток в цепи, что реле не сработает. Это ситуация больше теоретическая, но при большом расстоянии от кнопок до места установки реле есть смысл увеличить сечение проводников.
Если требуется использовать приоритетный алгоритм работы для включения и отключения всех потребителей, подключить импульсное реле придется по другой, более сложной, схеме. в этом случае появляется две дополнительные линии:
- общее включение;
- общее отключение.
Эти линии показаны на схеме зеленой и желтой линиями.
Если реле предназначено для монтажа на DIN-рейку, его удобнее устанавливать в распределительном шкафу. Такое подключение удобно – все устройства автоматики находятся в одном месте, но от щита до коробки идет четырехжильный кабель (пятижильный в сетях TN-C или TN-C-S).
Если есть возможность установить реле в распредкоробке (обычно это возможно в случае применения электронных реле с небольшими габаритами), монтаж несколько упрощается. Потребуется кабель с количеством жил не более трех (не более двух в сетях 220 В системы TN-S).
Обозначение импульсного реле на схемах и чертежах
На схемах для катушки импульсного реле выделено специальное условно-графическое обозначение. Оно состоит из символа катушки обычного реле, к которому добавлено стилизованное изображение электрического импульса. Это делает УГО импульсного реле легко узнаваемым и хорошо запоминается.
Буквенный индекс бистабильного прибора – KI. Если на схеме их несколько, добавляется соответствующая порядковая цифра – KI1, KI2 и т.д.
Контакты импульсного реле изображают отдельно. Иногда пунктирной линией изображается связь между катушкой и контактной группой.
Технические характеристики
При выборе бистабильного реле руководствуются в первую очередь напряжением обмотки. Оно должно соответствовать уровню сети, в котором оно будет работать (для сетей освещения применяют реле на 220 В переменного напряжения). Второй важный параметр – рабочее напряжение (обычно совпадает с напряжением обмотки) и нагрузочная способность контактов, а также количество выходных контактных групп. Эти данные определяют, сколькими независимыми нагрузками сможет управлять реле и какой мощности могут быть потребители.
Нагрузочная способность может быть указана в ваттах, а чаще — в амперах.
Для организации схемы автоматики могут быть важными и другие параметры:
- потребление собственных нужд (ток обмотки);
- исполнение IP;
- способ монтажа (на DIN-рейку, на кронштейн и т.п.).
- другие параметры.
Всю эту информацию можно найти в паспорте на реле. Самые важные параметры и внутреннюю схему обычно наносят непосредственно на корпус.
В целом бистабильные реле, являясь технически более сложным устройством, чем маршевые и перекрестные выключатели, при построении систем управления освещением скорее повышают надежность из-за снижения вероятности ошибки монтажа. Кроме того, применение таких способствуют повышению безопасности эксплуатации по причине снижения количества и протяженности цепей с большими токами.
