Pulsrelais voor lichtregeling: hoe het werkt, typen, markeringen en aansluitingen

Om aan de moderne verlichtingseisen voor appartementen, kantoren en bedrijven te voldoen, worden complexe elektrificatiesystemen gebruikt. Bij het ontwerpen ervan wordt een aantal apparatuur gebruikt om individuele problemen op te lossen, die voortdurend worden verbeterd.

Zo werd relatief recent een pulsrelais gebruikt voor het regelen van verlichting vanaf verschillende plaatsen. Het vervangt geleidelijk standaardcircuits door pass-through-schakelaars.

Waar kan een pulsrelais worden gebruikt?

De introductie van dit apparaat in huishoudelijk gebruik wordt verklaard door eenvoudig gemak. Hiermee kunt u immers de verlichting vanaf minimaal twee punten bedienen.

In een appartement kan dit een slaapkamer zijn, waarbij de schakelaar bij de ingang aan staat en de schakelaar uit naast het bed. In kantoren zijn er lange gangen, trappen en grote vergaderruimtes.

Het gebruik van twee schakelaars om de trap te verlichten is een noodzaak geworden. Nadat je het licht op de begane grond hebt aangedaan, is het heel logisch om het met de tweede schakelaar boven uit te doen

De taak van driestandenbesturing kan worden afgehandeld door middel van pass-through en kruisschakelaars. Deze regeling wordt nog steeds veel gebruikt. Maar het heeft ook duidelijke tekortkomingen.

Ten eerste is dit een nogal complex systeem om te installeren, waarbij elektriciteit via de hoofdstroomonderbreker, de verdeelkast, de schakelaars zelf en vervolgens naar de verlichtingslampen gaat.Bij het installeren ervan treden er vaak fouten op. Als er meer dan drie controleplaatsen nodig zijn, wordt het schema ingewikkelder.

Het diagram laat duidelijk de congestie met draden zien: vanaf de eerste schakelaar - vijf, vanaf de tweede - zes, vanaf de eerste en tweede achtergrondverlichting - elk drie kabels

Ten tweede hebben alle draden dezelfde doorsnede, omdat ze dezelfde spanning gebruiken, wat de totale kosten beïnvloedt. Ze omvatten ook de prijs van pass-through-schakelaars, meerdere malen hoger dan de kosten van conventionele schakelaars.

Maar de noodzaak om een ​​pulsrelais te gebruiken is niet alleen uit comfortoverwegingen. Het wordt ook gebruikt voor signalering en bescherming.

Als u bijvoorbeeld bij een industriële onderneming productieprocessen start die een hoog elektrisch vermogen vereisen, kunt u met dit apparaat de operator beschermen. Omdat het werkt op laagspanningsstromen of volledig op afstand wordt bestuurd.

Apparaat en werkingsprincipe

In de algemene zin van het woord is een relais een elektrisch mechanisme dat een elektrisch circuit sluit of verbreekt op basis van bepaalde elektrische of andere parameters die daarop van invloed zijn.

Het niet-schakelende ontwerp werd in 1831 uitgevonden door J. Henry. En twee jaar later begonnen ze S. Morse te gebruiken om de werking van de telegraaf te garanderen.

Er kunnen twee hoofdgroepen worden onderscheiden: elektromechanisch en elektronisch. In het eerste type apparaat wordt het werk uitgevoerd door een mechanisme, en in het tweede is een printplaat met een microcontroller verantwoordelijk voor alles. Het is handig om de werking ervan te bekijken aan de hand van het voorbeeld van een elektromechanisch relais, dat een pulsrelais is.

Bij het kiezen van een relaisbedrijfsmodus moet u zich laten leiden door de inschakelfrequentie, het type en de grootte van de stroom en de aard van de belastingen die worden getest.

Structureel kan het als volgt worden weergegeven:

1. Spoel - Dit is een koperdraad gewikkeld op een basis van niet-magnetisch materiaal. Het kan worden geïsoleerd met stof of worden bedekt met vernis die geen elektriciteit doorlaat.
2. Kern, dat ijzer bevat en wordt geactiveerd door de doorgang van elektrische stroom door de windingen van de spoel.
3. Beweegbaar anker - dit is een plaatje dat aan het anker zit en de sluitcontacten beïnvloedt.
4. Contactsysteem – schakel direct de status van het circuit.

De werking van een relais is gebaseerd op het fenomeen elektromagnetische kracht. Het verschijnt in de ferromagnetische kern van de spoel wanneer er stroom doorheen wordt geleid. De spoel is in dit geval een oprolmechanisme.

De kern daarin is verbonden met een beweegbaar anker, dat de stroomcontacten activeert en schakelt. Ze kunnen van het normaal open/normaal gesloten type zijn. Soms kan een contactblok zowel open als gesloten verbindingstypen bevatten.

Wanneer het circuit wordt ingeschakeld, fixeert het mechanisme deze positie, die verandert wanneer de puls opnieuw wordt toegepast en weer wordt gefixeerd tot de volgende verandering

Op de spoel kan een extra weerstand worden aangesloten, waardoor de werkingsnauwkeurigheid toeneemt, evenals een halfgeleiderdiode, die de overspanning op de wikkeling beperkt. Bovendien kan het ontwerp een condensator bevatten die parallel aan de contacten is geïnstalleerd om vonken te verminderen.

De werking van het apparaat kan duidelijker worden weergegeven door het in verschillende blokken te verdelen:

• het uitvoeren van – dit is een contactgroep die een elektrisch circuit sluit/opent;
• tussenliggend – de spoel, kern en bewegend anker activeren de uitvoerende eenheid;
• manager – in dit relais wordt een elektrisch signaal omgezet in een magnetisch veld.

Omdat er één enkele elektrische impuls nodig is om de positie van de contacten te veranderen, kunnen we concluderen dat deze apparaten alleen spanning verbruiken op het moment van schakelen. Dit bespaart aanzienlijk energie, in tegenstelling tot conventionele doorvoerschakelaars.

Het tweede type pulsrelais is het elektronische type. De microcontroller is verantwoordelijk voor de werking ervan. Het tussenblok is hier een spoel- of halfgeleiderschakelaar. Het gebruik van elementen zoals programmeerbare logische controllers in de schakeling maakt het mogelijk om het relais aan te vullen met bijvoorbeeld een timer.

Dit type apparaat heeft geen mechanisch bewegende elementen. Het werk wordt uitgevoerd door een sensor die het stuursignaal herkent en solid-state elektronica die het circuit schakelt

Typen, etikettering en voordelen

De belangrijkste soorten pulsrelais zijn elektromechanisch en elektronisch. Elektromechanische worden op hun beurt geclassificeerd op basis van hun werkingsprincipe.

Soorten pulsapparaten

Dit betekent dat het schakelen van vermogenscontacten kan worden uitgevoerd door andere krachten dan de kracht van de magneet.

Ze zijn onderverdeeld in:

• elektromagnetisch;
• inductie;
• magneto-elektrisch;
• elektrodynamisch.

Elektromagnetische apparaten in automatiseringssystemen worden vaker gebruikt dan andere. Ze zijn redelijk betrouwbaar vanwege een eenvoudige werkingsmethode gebaseerd op de werking van elektromagnetische krachten in een ferromagnetische kern, op voorwaarde dat er stroom in de spoel zit.

Impact op contacten elektromagnetische relais wordt uitgevoerd door een frame, dat in de ene positie door de kern wordt aangetrokken en door een veer naar de tweede wordt teruggebracht.

Anker, d.w.z.een plaat met magnetische eigenschappen wordt aangetrokken door een elektromagneet, een koperdraad die met een juk op een spoel is gewikkeld

Inductie-apparaten hebben een werkingsprincipe gebaseerd op het contact van wisselstromen met geïnduceerde magnetische fluxen met de fluxen zelf. Deze interactie creëert een koppel dat een koperen schijf beweegt die zich tussen twee elektromagneten bevindt. Roterend sluit en opent hij contacten.

De werking van magneto-elektrische apparaten wordt uitgevoerd als gevolg van de interactie van de stroom in het roterende frame met het magnetische veld gecreëerd door een permanente magneet. Het sluiten/verbreken van de contacten wordt geregeld door de rotatie ervan.

Deze relais zijn zeer gevoelig in verhouding tot hun type. Ze worden echter niet veel gebruikt vanwege de responstijd van 0,1-0,2 s, die als lang wordt beschouwd.

Elektrodynamische relais werken vanwege de kracht die wordt gegenereerd tussen bewegende en vaste stroomspoelen. De methode voor het sluiten van contacten is dezelfde als bij een magneto-elektrisch apparaat. Het enige verschil is dat inductie in de werkspleet elektromagnetisch wordt gecreëerd.

Elektronische modellen zijn qua ontwerp vrijwel identiek aan elektromechanische modellen. Ze hebben dezelfde blokken: uitvoeren, bemiddelen en controleren. Het enige verschil is dat laatste. Het schakelen wordt geregeld door een halfgeleiderdiode als onderdeel van een microcontroller op een printplaat.

Transistors en thyristors fungeren in dit apparaat als halfgeleiders. Hoewel ze bestand zijn tegen zware stof- en trillingsomstandigheden, zijn ze gevoelig voor korte stroom- en spanningsoverbelastingen

Dit type relais is uitgerust met extra modules.Met een timer kunt u bijvoorbeeld na een bepaalde tijd een lichtregelprogramma uitvoeren. Dit is handig om energie te besparen als u de apparatuur niet hoeft te bedienen. Indien nodig kunt u het licht uitschakelen door tweemaal op de knop te drukken.

Voor- en nadelen van de belangrijkste soorten relais

In tegenstelling tot halfgeleiderschakelaars hebben elektromechanische schakelaars de volgende voordelen:

1. Relatief lage kosten dankzij goedkope componenten.
2. Door de lage spanningsval wordt bij de geschakelde contacten een kleine hoeveelheid warmte gegenereerd.
3. De aanwezigheid van krachtige isolatie van 5 kV tussen de spoel en de contactgroep.
4. Niet onderhevig aan de schadelijke effecten van overspanningsimpulsen, interferentie door bliksem of schakelprocessen van krachtige elektrische installaties.
5. Controle van leidingen met een belasting tot 0,4 kV met een klein apparaatvolume.

Wanneer een circuit wordt gesloten met een stroom van 10 A in een kleinvolumerelais, wordt er minder dan 0,5 W over de spoel verdeeld. Terwijl dit op elektronische analogen meer dan 15 W kan zijn. Hierdoor is er geen probleem van afkoeling en schade aan de atmosfeer.

Hun nadelen zijn onder meer:

1. Slijtage en problemen bij het schakelen van inductieve belastingen en hoge spanningen met gelijkstroom.
2. Het in- en uitschakelen van het circuit gaat gepaard met het genereren van radio-interferentie. Dit vereist het installeren van afscherming of het vergroten van de afstand tot de apparatuur die onderhevig is aan interferentie.
3. Relatief lange responstijd.

Een ander nadeel is de aanwezigheid van voortdurende mechanische en elektrische slijtage tijdens het schakelen. Deze omvatten oxidatie van contacten en hun schade door vonkontladingen, vervorming van veerblokken.

Tijdens de installatie moet u er rekening mee houden dat de elektromechanische versie van de contactors mogelijk niet correct werkt als deze zich in een horizontale positie bevindt

In tegenstelling tot elektromechanische relais sturen elektronische relais de tussenunit aan via een microcontroller.

De voor- en nadelen van elektronica kunnen worden geanalyseerd aan de hand van het voorbeeld van apparaten van het bedrijf F&F ten opzichte van het merk ABB, dat mechanica produceert.

De voordelen van het eerste type schakelaars zijn onder meer:

• grotere veiligheid;
• hoge schakelsnelheid;
• beschikbaarheid op de markt;
• indicatorwaarschuwingen over de bedrijfsmodus;
• geavanceerde functionaliteit;
• stille werking.

Bovendien ligt het onbetwistbare voordeel in verschillende installatieopties: het is mogelijk om niet alleen op de DIN-rail van het paneel te installeren, maar ook in stopcontactdoos.

Nadelen van F&F-elektronica vergeleken met ABB-mechanica:

• werkonderbreking door stroomstoringen;
• oververhitting bij het schakelen van hoge stromen;
• “Glitches” zijn mogelijk zonder duidelijke reden;
• het apparaat uitschakelen tijdens een korte stroomstoring;
• hoge weerstand in gesloten positie;
• sommige relais werken alleen op gelijkstroom;
• Het halfgeleidercircuit laat niet onmiddellijk toe dat de stroom terugvloeit naar de normale richting.

Ondanks deze tekortkomingen evolueren elektronische schakelaars voortdurend en vanwege het grotere functionaliteitspotentieel in vergelijking met elektromechanische schakelaars wordt verwacht dat zij het overheersende gebruik ervan zullen zijn.

Om verwarring te voorkomen, vermeldt de fabrikant de meest gedetailleerde productkenmerken in de winkelcatalogi en op het technische gegevensblad van het apparaat

Belangrijkste karakteriserende parameters

Afhankelijk van het doel en toepassingsgebied kunnen relais worden geclassificeerd volgens verschillende criteria:

• rendementsfactor – de verhouding tussen de waarde van de uitgangsstroom van het anker en de terugtrekstroom;
• uitgangsstroom – de maximale waarde ervan in de spoelklemmen wanneer het anker naar buiten komt;
• intrekstroom – de minimumindicator in de spoel klemt wanneer het anker terugkeert naar zijn oorspronkelijke positie;
• setpunt – het niveau van de responswaarde binnen de gespecificeerde grenzen ingesteld in het relais;
• activeringswaarde – de waarde van het ingangssignaal waarop het apparaat automatisch reageert;
• nominale waardeni – spanning, stroom en andere grootheden die ten grondslag liggen aan de werking van het relais.

Elektromagnetische apparaten kunnen ook worden onderverdeeld op basis van responstijd. De langste vertraging voor een tijdrelais is meer dan 1 seconde, met de mogelijkheid om deze parameter te configureren. Dan zijn er langzame - 0,15 seconden, normale - 0,05 seconden, snelle - 0,05 seconden. En de snelste traagheidsvrije zijn minder dan 0,001 seconden.

Het decoderen van productetiketten

De markeringscode van de contactor is vaak te vinden in winkelcatalogi en op het apparaat zelf. Het geeft een volledige beschrijving van de ontwerpkenmerken, het doel en de gebruiksvoorwaarden ervan.

De samenstelling van de aanduiding is te zien op het elektromagnetische tussenrelais REP-26. Het wordt gebruikt in AC-circuits tot 380 V en DC tot 220 V.

Om de markeringen te begrijpen, moet u de inscriptie in blokken opdelen en beschrijvende tabellen gebruiken die u in gespecialiseerde naslagwerken kunt vinden

De productaanduiding in de winkel kan er als volgt uitzien: REP 26-004A526042-40UHL4.

REP 26 – ХХХ Х Х ХХ ХХ Х – 40ХХХ4. Dit type notatie kan als volgt worden ontleed:

• 26 – serienummer;
• XXX – type contacten en hun nummer;
• X – slijtvastheidsklasse van schakelen;
• X – type schakelspoel, type relaisretour en type stroom;
• XX – ontwerp volgens de methode van installatie en aansluiting van geleiders;
• ХХ – spoelstroom- of spanningswaarde;
• X – aanvullende structurele elementen;
• 40 – beschermingsniveau volgens IP-standaard of GOST 14254;
• ХХХ4 – klimaatzone van toepassing in overeenstemming met GOST 15150.

Klimaatontwerp kan zijn: UHL - voor koude en gematigde klimaten of O - voor tropisch of algemeen klimaatontwerp.

Volgens speciale aanduidingstabellen is het apparaat in kwestie elektromagnetisch tussenrelais, met vier schakelcontacten, schakelweerstandsklasse A, werkt op gelijkstroom. Het beschikt over een contactdooshouder met lamellen voor het solderen van externe geleiders, een 24 V-spoel en een handmatige manipulator.

Verschillende soorten aansluitschema's

Er zijn verschillende installatieopties, die elk hun eigen kenmerken, voor- en nadelen hebben.

De aanduiding van de RIO-1-relaiscontacten heeft de volgende betekenis:

• N – neutrale draad;
• Y1 – ingang inschakelen;
• Y2 – uitschakelingang;
• Y – aan/uit-ingang;
• 11-14 – schakelcontacten van het normaal open type.

Deze aanduidingen worden op de meeste relaismodellen gebruikt, maar voordat u verbinding maakt met het circuit, moet u zich er bovendien vertrouwd mee maken in het productgegevensblad.

Het gepresenteerde elektrificatiecircuit wordt gebruikt om het licht vanaf drie plaatsen te regelen met behulp van een relais en drie drukknopschakelaars zonder de positie vast te leggen

In dit circuit gebruiken de vermogensrelaiscontacten een stroom van 16 A. Beveiliging van stuurcircuits en verlichtingssystemen uitgevoerd door een stroomonderbreker van 10 A.Daarom hebben de draden een diameter van minimaal 1,5 mm².

De aansluiting van drukknopschakelaars gebeurt parallel. De rode draad is de fase, deze gaat via alle drie de drukknopschakelaars naar stroomcontact 11. De oranje draad is de schakelfase, deze komt bij ingang Y. Vervolgens verlaat hij klem 14 en gaat naar de gloeilampen. De neutrale draad van de bus wordt aangesloten op klem N en op de lampen.

Als het licht aanvankelijk was ingeschakeld, zal het licht uitgaan als u op een schakelaar drukt - er zal een korte schakeling van de fasedraad naar de Y-aansluiting plaatsvinden en de contacten 11-14 zullen openen. Hetzelfde zal gebeuren de volgende keer dat u op een andere schakelaar drukt. Maar de pinnen 11-14 veranderen van positie en het licht gaat aan.

Het voordeel van de bovenstaande schakeling ten opzichte van pass-through- en crossover-schakelaars ligt voor de hand. Bij kortsluiting zal het detecteren van de schade echter enkele problemen veroorzaken, in tegenstelling tot de volgende optie.

Dit schema bespaart op draden, omdat de doorsnede van besturingskabels kan worden teruggebracht tot 0,5 mm². U zult echter een tweede beveiligingsapparaat moeten aanschaffen

Dit is een minder gebruikelijke verbindingsoptie. Het is hetzelfde als het vorige, maar de besturings- en verlichtingscircuits hebben hun eigen stroomonderbrekers voor respectievelijk 6 en 10 A. Dit maakt het gemakkelijker om fouten te identificeren.

Als het nodig is om meerdere lichtgroepen met een afzonderlijk relais aan te sturen, wordt het circuit enigszins aangepast.

Deze aansluitmethode is handig om lampen in hele groepen aan en uit te zetten. Schakel bijvoorbeeld direct een kroonluchter met meerdere niveaus uit of de verlichting van alle werkplekken in de werkplaats

Een andere optie voor het gebruik van impulsrelais is een centraal bestuurd systeem.

Het schema is handig omdat je bij het verlaten van huis met één knop alle verlichting kunt uitschakelen. En als u terugkomt, zet u hem op dezelfde manier aan

Er zijn twee schakelaars aan dit circuit toegevoegd om het circuit te maken en te verbreken. De eerste knop kan alleen de verlichtingsgroep inschakelen. In dit geval zal de fase van de “AAN”-schakelaar naar de Y1-klemmen van elk relais komen en zullen de contacten 11-14 sluiten.

De reisschakelaar werkt op dezelfde manier als de eerste schakelaar. Maar het schakelen wordt uitgevoerd op de Y2-klemmen van elke schakelaar en de contacten ervan bevinden zich in de circuitonderbrekende positie.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het videomateriaal vertelt over het apparaat, de werking, de toepassing en de geschiedenis van het ontstaan ​​van dit type apparaat:

Het volgende verhaal beschrijft in detail het werkingsprincipe van solid-state of elektronische relais:

Het gebruik van pulsrelais wordt steeds vaker gebruikt in moderne elektrificatiesystemen. De toenemende eisen aan functionaliteit en flexibiliteit bij de lichtregeling, materiaalbesparingen en veiligheid zorgen voor een voortdurende impuls voor de verbetering van contactors.

Ze zijn verkleind en vereenvoudigd van ontwerp, waardoor de betrouwbaarheid toeneemt. En het gebruik van fundamenteel nieuwe technologieën die de kern van het werk vormen, maakt het mogelijk deze te gebruiken in zware omstandigheden zoals stoffige industrieën, trillingen, magnetische velden en vochtigheid.

Schrijf opmerkingen in het onderstaande blok. Stel vragen, deel nuttige informatie over het onderwerp van het artikel die nuttig zal zijn voor sitebezoekers. Vertel ons hoe u de impulsschakelaar hebt geselecteerd en geïnstalleerd.