Что такое импульсное реле — схема подключения для управления освещением

Для комфортного проживания сегодня во многих домах и квартирах используются автоматизированные системы с электроникой. Возможно, вы уже слышали о проходных и маршевых выключателях: они помогают собрать схему управления освещением в нескольких местах. Несмотря на практичность принципы работы такой системы с разводкой проводов, а также ее подключение – дело не слишком простое. Тем не менее, существует более простой вариант – применение интересного бистабильного устройства, которое по-другому называется импульсное реле.

Назначение, принцип работы и применение

Классическое импульсное реле, как и обычное, состоит из катушки с сердечником, подвижной системы и контактной группы. Такой прибор часто называют бистабильным – потому что он имеет два стабильных состояния: с отключенными контактами и с включенными. Состояние реле сохраняется при снятом напряжении, и это является главным отличием от традиционной системы.

Бистабильное электромагнитное реле.

У реальных конструкций длительное присутствие напряжения на катушке считается ненужным и даже вредным – обмотка может перегреться. Поэтому управляется такой прибор короткими импульсами:

• первый импульс замыкает контакты;
• второй размыкает;
• третий замыкает снова и так далее.

Каждый импульс перебрасывает контакты в противоположное состояние. Формируются импульсы выключателями. Логично коммутационный прибор выполнить в виде кнопки без фиксации в нажатом положении.

Кнопочные выключатели.

Обычный клавишный аппарат здесь малопригоден – его легко забыть во включенном положении, и через некоторое время катушка выйдет из строя. Вместо выключателей можно использовать кнопки для дверных звонков.

Обозначение на схеме и диаграмма работы прибора.

Типовое реле имеет входы:

• А1 и А2 – для подключения питания 220 вольт;
• S – управляющий вход;
• NO, C, NC – клеммы контактной системы.

Для обозначения клемм единого стандарта не существует. Маркировка входов может различаться от производителя к производителю.

На самом деле переключение происходит не синхронно нажатием на кнопку – система ждет ближайшего перехода синусоиды через нулевое значение. Это сделано, чтобы ток при коммутации был равен нулю, что продлевает срок жизни контактной группы. Но подобный переход происходит дважды за период, максимальная задержка составит 0,01 секунды, поэтому короткая пауза незаметна.

Многие импульсные реле для управления электрическим освещением имеют дополнительные входы включения и отключения. Они имеют приоритет над входом S – при подаче на них напряжения можно принудительно включить или выключить реле, независимо от состояния на клемме S.

Импульсный выключатель можно использовать для создания систем управления освещением, в которых включать и выключать свет можно из нескольких мест независимо от других коммутационных аппаратов. Классически такие схемы строят на проходных и перекрестных выключателях, но применение импульсных переключающих аппаратов имеет свои преимущества.

Ответы на 5 самых распространённых вопроса

Как работает импульсное реле?

Электромеханические реле оснащены механическими контактами и катушкой управления. Контакты замыкаются при подаче сигнала на катушку (для этого нужно нажать кнопку выключателя), а после прекращения подачи сигнала они остаются в замкнутом положении.

Какую нагрузку можно подключить через ИР?

Около 220 V или 16 А.

Как реле меняет систему освещения?

Она позволяет управлять освещением с разных выключателей. Достаточно нажать на кнопку, чтобы зафиксировать одно состояние. При повторном нажатии механизм размыкается и остаётся таким до следующего импульса.

Из чего делаются импульсные реле?

Электронные реле оснащаются релейным выходом или полупроводниковым ключом. Основу функциональности составляют микроконтроллеры, следящие за подачей сигналов и управляющие коммутацией. Включение и выключение выполняется при подаче тока на полупроводники.

Какие 2 основных принципа создания реле применяются?

Первый — с использованием соленоида (токопроводящей катушки), второй — с использованием двух противоположных катушек.

Основные технические характеристики

При приобретении прибора надо обращать внимание на основные параметры:

• мощность контактной группы;
• напряжение питания;
• ток срабатывания катушки;
• исполнение контактной группы (замыкание-размыкание или перекидные);
• дополнительные сервисные функции.

Также надо обратить внимание на такой (нелогичный на первый взгляд) параметр, как количество подключаемых выключателей. Казалось бы, характеристика абсурдная, но надо учесть широкое распространение аппаратов с цепочками подсветки. Если их будет много, то сложившегося общего тока через эти цепи станет достаточно для срабатывания реле.

Управляющее напряжение у большинства приборов составляет 220 вольт, но существуют и реле с низковольтным управлением (12..36 вольт). Такие приборы имеют огромное преимущество по безопасности, но требуют дополнительного источника питания. Поэтому в быту (в отличие от производства) подобные аппараты широкого распространения не получили.

По цепи управления бистабильные коммутационные приборы расходуют совсем небольшой ток (на показания электросчетчика эта потребляемая мощность практически не влияет). Этот факт вызывает соблазн выполнить цепи управления проводами уменьшенного сечения (до 0,5 кв.мм). Следует помнить, что для защиты таких проводников потребуется в распредщите установить отдельный автомат с меньшим током срабатывания. Целесообразность решается в каждом конкретном случае.

Второй вариант монтажа

Сможете ли вы сами подключить импульсное реле?

Да, смогу самНет, я не разбираюсь

При использовании такого варианта соединения реле с выключателями потребуется меньше проводов, а их сечение может быть меньшим — от 0,5 мм2. В этом случае нужен еще один защитный аппарат. Такой вариант подключения используют реже первого. Выявление неисправностей в цепи здесь упрощается за счет использования двух автоматов, рассчитанных на 6 и 10 ампер.

Разновидности импульсных реле их недостатки и достоинства

Бистабильные коммутаторы могут выпускаться в двух исполнениях:

• классическом электромеханическом (выпускается в корпусе для крепления на стандартную DIN-рейку);
• современном электронном.

Второй вариант позволяет снизить габариты, повысить надежность аппарата, а также дает разработчикам реализовывать практически неограниченные сервисные функции (таймеры задержки отключения, управление по WI-Fi и т.д.). К недостаткам импульсных электронных выключателей света можно отнести низкую помехозащищенность.

Электронное импульсное реле.

Классическое электромеханическое реле к помехам и наводкам малочувствительно, но работает шумно – постоянное громкое клацанье может раздражать.

Различные схемы подключения импульсного реле

Самая простая схема системы освещения на бистабильном аппарате выглядит так:

Схема включения простого бистабильного прибора.

Если выключатели без подсветки, то их количество может быть бесконечным. Фактически есть ограничение по дальности установки – при определенной длине кабеля сопротивление проводников может ограничить ток, необходимый для включения реле. Но для разумных дистанций это ограничение носит теоретический характер. Количество параллельно соединенных ламп ограничено нагрузочной способностью выходной контактной группы.

Из таблицы видно, что многие реле допускают нагрузку от 1760 до 3520 Вт. Этого хватает, чтобы закрыть практически все разумные потребности в освещении (особенно, учитывая распространение светодиодного оборудования) без применения промежуточных реле.

Другой вариант схемы – с использованием приоритетных входов для включения или отключения. Такой принцип используется, когда надо обеспечить централизованное управление освещением нескольких комнат или зон. При манипуляциях кнопками центрального управления состояние ламп не будет зависеть от предыдущего положения – все светильники можно включить или выключить одновременно. Подобное двухканальное включение позволяет с одного места включить или отключить свет сразу во всех помещениях, а в дальнейшем управлять светом с локальных кнопок.

Схема включения аппарата с приоритетными входами управления.

Установка импульсного прибора электромеханического типа осуществляется в распредщит – там удобнее всего монтировать ДИН-рейку. Топология прокладки кабельной продукции рассмотрена на примере простой схемы, и выглядит она так:

Прокладка кабелей при размещении реле в распредщите.

Часть соединений выполняется проводами в распределительном щите. Также понадобится:

• пятижильный кабель для прокладки от щита до распаечной коробки (в отсутствие проводника PE – четырехжильный);
• трехжильный до светильника или группы (двухжильный если нет PE);
• кнопочные выключатели подключаются шлейфом двухжильным кабелем.

Рубильник вместо мастер-кнопки

Самое элементарное разделение нагрузок организовывается при помощи дополнительного рубильника в эл.щите. Нет, не такого

Его еще называют выключателем нагрузки.

Схема здесь простейшая, даже отдельного одноклавишника не требуется:

Ошибка №1 Важно, чтобы рубильник при этом был номиналом выше или равен току вводного автомата.

Так как у него нет своей защиты и при превышении нагрузки он попросту сгорит.

Перед отъездом в отпуск вы открываете щитовую, отключаете этот рубильник, не трогая вводной автомат, и спокойно покидаете дом.

При всей своей простоте данная схема имеет один существенный недостаток. Далеко не у всех щитовая расположена прямо возле входной двери.

В частных домах она вообще может быть запрятана в подвале. Представьте себе, выключили вы рубильник и все освещение, а после этого давай выбираться в потемках на улицу.

И так каждый раз при покидании жилища. Тот еще экстрим и удобства.

Импульсное реле или перекрестный выключатель

Схему управления из трех и более мест можно организовать также с помощью двух проходных и нескольких (по числу необходимых постов) перекрестных приборов.

Прокладка кабелей при применении проходных и перекрестных переключателей с использованием распаечной коробки.

Прокладка кабелей в этом случае выглядит так (проводник PE не показан). Очевидно, что в этом случае все выключатели между собой соединяются кабелем в три жилы против двух.

Прокладка кабелей шлейфом при применении проходных и перекрестных переключателей.

Можно обойтись и без распределительной коробки и выполнить соединения шлейфом. В этом случае с учетом защитной жилы количество проводников в кабелях связи возрастает до 4. Другой недостаток такой прокладки – жилы N и PE имеют много точек соединения, что снижает надежность и безопасность схемы.

Поэтому схема с импульсным реле более выгодна в экономическом плане, хотя и не очень привычна. И чем больше расстояние между выключателями, тем выгода больше. К тому же через проходной выключатель идет полный ток нагрузки потребителей, а при реализации схемы на импульсниках коммутируется только небольшой ток управления – долговечность кнопок будет явно выше. При проектировании системы освещения надо обратить внимание на этот вариант.

Как избежать ошибок на 3 уровнях при подключении И.Р. к электрощиту

У малоопытных специалистов возникают трудности с подключением импульсного реле, потому что они не знают, в какой последовательности соединяются элементы друг с другом. Чем больше используемых выключателей, тем сложнее итоговая работа. Однако на деле при соблюдении всех требований кнопок управления может быть практически неограниченное количество. Перед специалистом стоит задача только правильного размещения импульсных реле.

В этом случае электрощит будет состоять из различных уровней:

• Защита освещения автоматом УЗО.
• Автомат для защиты нескольких групп света.
• Импульсные реле.

С первым уровнем установки УЗО на отдельные помещения всё понятно — типичная схема сборки электрощита. Далее идут автоматы на группы света, защищающие кабели светильников и кабели управления. Следующим уровнем идут импульсные реле. Необходимо помнить, что на каждую группу света ставится отдельное реле. Сначала по всем правилам собирается обычный электрощит, который заканчивается автоматом. А уже импульсные реле подключаются к этим автоматам, отвечающим за подачу электроэнергии в отдельные помещения.

Обычно общий свет и бра в комнате управляются отдельными выключателями. Если установить реле с соблюдением вышеупомянутой последовательности, то с помощью одного выключателя можно будет управлять сразу целой группой света. Такая схема всё чаще применяется в современных домах, потому что отличается удобством и практичностью. Для отдельных источников света могут быть свои собственные выключатели и один общий.

Работа в нестандартных ситуациях

К таким ситуациям, в первую очередь, надо отнести моменты, когда в квартире полностью отключается электричество. При его восстановлении реле ведут себя по разному:

• у приборов электромеханической системы снятие напряжения питания не приводит к переключению, поэтому при появлении электроснабжения освещение будет находиться в том состоянии, в каком их застигло исчезновение питания. Если свет был включен, он включится вновь, если выключен – останется выключенным;
• электронные аппараты с энергонезависимой памятью будут вести себя таким же образом;
• простая электроника без памяти сбросит состояние до положения, предусмотренного разработчиками – обычно, в выключенное положение (но бывает, что и во включенное).

Другая возможная коллизия – одновременное нажатие двух кнопок в разных местах. Система воспримет это как одно нажатие, независимо от исполнения реле, и перебросит контактную группу в противоположное положение.

Рекомендуем к просмотру: Применение реле для управления освещением в доме.

Применение импульсных приборов позволяет строить удобные схемы управления освещением, позволяющие включать свет только при нахождении людей на объекте. Это дает заметную экономию на электроэнергии. Также такие схемы позволяют повысить комфорт эксплуатации инженерных сетей. Во многих случаях их применение оправдано и с эстетической точки зрения.

Примеры эффективного использования

В продаже представлены различные варианты устройств, включая реле с таймером. Они способны автоматически выключать освещение через определённый промежуток времени. На выбор предлагают механические и электронные модели, обладающие широким спектром применения.

Реле с соленоидами или катушками из-за особенностей своей конструкции не могут использоваться самостоятельно. Управление выполняется внешне с помощью выключателей с кнопками или клавишами. Он отличается от стандартного тем, что у него только одна стабильная позиция. Его достаточно нажать один раз, чтобы сработало реле, после чего он возвращается в исходную позицию. При кратковременном нажатии цепь замыкается, и этого достаточно для срабатывания катушки реле.

Такая особенность позволяет подключать к одной катушке неограниченное число выключателей. Это позволяет решать любые задачи по размещению источников света и других потребителей электричества. Ограничений по конкретному месту установки импульсного реле также никаких нет.

Импульсные реле имеют широкую сферу применения, благодаря некоторым особенностям:

• Небольшой ток, поэтому подходит любая кнопка включения.
• Наличие индикатора для проверки состояния электросети.
• Многочисленные варианты исполнения для любой ситуации.

Современные однопозиционные выключатели оснащаются светодиодом, выступающим в качестве индикатора включения. Одного взгляда на него достаточно, чтобы проверить состояние освещения. Благодаря этому импульсные реле располагаться даже в удалённых местах, откуда не видно само помещение. Специалисты помогут подобрать конкретную модель в зависимости от условий эксплуатации.

Производители предлагают широкий ассортимент выключателей, отличающихся конструктивными особенностями и дизайном. Различия касаются следующих аспектов:

• Врезные и накладные способы компоновки.
• Обширная цветовая палитра.
• Одно-, двух- и трёхкнопочное исполнение.

Импульсные реле с двумя или тремя кнопками способны управлять освещением в разных электросетях. Из одного места можно выключать или включать сразу несколько групп осветительных приборов. Такие устройства устанавливаются для управления светом, жалюзи и другими электронными элементами. Благодаря разнообразию дизайна также удаётся подобрать подходящий вариант для конкретного интерьера.

Разные типы реле