Что такое импульсное реле

Импульсное реле: назначение и принцип работы

Импульсные реле – переключатели, предназначенные для коммутации цепей освещения или других нагрузок с помощью коротких импульсов, подаваемых с кнопочных выключателей. Такие устройства называют бистабильными, поскольку при подаче импульса они переходят в требуемое состояние (включено/выключено) и остаются в этом положении после исчезновения сигнала. Для их функционирования не требуется постоянного присутствия электропитания, чем они отличаются от других типов реле. С помощью таких приборов могут решаться сложные инженерные задачи в уже существующих и вновь создаваемых системах электрификации. Постепенно импульсные устройства вытесняют классические схемы, построенные на проходных выключателях.

Назначение и области применения импульсных реле

Установка импульсных реле обеспечивает удобное дистанционное управление осветительными приборами на лестничных маршах, в длинных коридорах, крупногабаритных холлах и конференц-залах, на придомовых территориях. Освещение можно включить в одном конце помещения, а выключить в другом конце или другой комнате.

Внимание! Функции трехпозиционного управления могут выполнять и стандартные системы, в состав которых входят проходные и перекрестные выключатели. Но такие схемы сложны в плане монтажа, что увеличивает вероятность ошибок при проведении проектных и установочных работ. Чем больше подключаемых электроприборов, тем сложнее схема. Использование импульсных реле обеспечивает простоту, безопасность и эффективность управления.

Принцип работы импульсного реле

Эти устройства управляются короткими импульсами. Первый импульс замыкает контакты, второй – размыкает, третий – снова замыкает и так далее в этой же последовательности. То есть каждый последующий импульс приводит устройство в противоположное состояние.

Управление импульсными реле может осуществляться только кнопочными выключателями с не фиксируемыми кнопками. Клавишные модели для этой цели использоваться не могут.

Электронные импульсные реле – описание и преимущества

Основой конструкции электронного устройства является микроконтроллер, который управляет полупроводниковым ключом или электромеханическим реле. Программируемые контроллеры позволяют реализовывать дополнительные функции.

Основные технические характеристики импульсных реле

Перед покупкой необходимо определить ключевые характеристики, которыми должен обладать прибор:

• Напряжение, от которого работает прибор. В большинстве случаев электропитание осуществляется от бытовой сети напряжением 220 В. Но есть модели импульсных реле, которые работают от особых низковольтных источников питания.
• Максимальное значение коммутируемого тока.
• Время срабатывания

При выборе подходящей модели учитывают наличие/отсутствие дополнительных функций.

Достоинства и недостатки импульсных реле

Использование этих устройств обеспечивает:

• экономию электроэнергии благодаря возможности удобно отключать электроприборы при отсутствии в них надобности;
• возможность подключать в цепь управления неограниченное количество потребителей;
• несложный монтаж и длительный рабочий период.

Важное преимущество таких приборов – запоминание последней позиции контактной группы, даже после отключения электропитания и его возобновления. Возможность работы от низковольтных источников питания позволяет устанавливать устройства в помещениях с повышенной влажностью – ванных, бассейнах, в подвальных помещениях.

Минусы импульсных реле – способность создавать электрические помехи, громкие звуки при срабатывании. Импульсные реле с полупроводниковым коммутационным элементом лишены этих недостатков, но у них есть другие минусы – слабая устойчивость к помехам в электросети, из-за которой могут случаться ложные срабатывания, вероятность перегрева при коммутации больших токов, более высокая цена по сравнению с электромеханическими аналогами.

Схемы подключения импульсных реле

Стандартная схема позволяет подключать к прибору любое количество выключателей без подсветки. Максимальное число подключаемых светильников зависит от нагрузочной способности электросистемы.

Еще один вариант – определение приоритетных выходов включения/выключения. Такой способ позволяет осуществлять централизованное управление осветительными приборами, расположенными в разных местах. То есть можно одновременно выключить свет во всех комнатах сразу, причем предыдущее положение контактной группы в этом случае значения не имеет.

Импульсные реле широко используются при построении современных систем электрификации, поскольку обеспечивают удобное управление и предоставляют возможность реализовывать дополнительные функции.

Что такое импульсное реле и как оно работает?

Большинство современных приборов призвано упростить жизнь, поэтому многие из них так широко применяются человеком. Среди таких устройств часто встречается импульсное реле, которое позволяет автоматизировать многие процессы. Как оно устроено и чем примечательно мы рассмотрим в данной статье.

Устройство

На рынке существует большое разнообразие импульсных реле, за счет технических и конструктивных отличий вы можете встретить и разные устройства. Но в качестве примера мы рассмотрим наиболее простое и практичное для понимания принципа действия (см. рисунок 1).

Простейший пример импульсного реле состоит из таких элементов:

• Катушка – изготавливается из медного проводника, намотанного на немагнитное основание, к примеру, каркас из текстолита, электрокартона и т.д. Предназначена для создания электромагнитного поля, воздействующего на магнитные элементы.
• Сердечник – выполняется из ферромагнитных материалов, вступающих во взаимодействие с магнитным полем катушки. Предназначен для перемещения и совершения магнитного воздействия.
• Контактная система реле – состоит из подвижных и неподвижных контактов, предназначенных для передачи сигнала.
• Резистивные, емкостные и сигнальные элементы – применяются для задания логики работы устройства и обозначения состояния.
• Таймер – задает временной интервал выдержки реле, но присутствует не во всех моделях, помогает существенно расширить функционал оборудования.

Принцип работы

Принцип действия импульсного реле заключается в перемещении контактной группы под воздействием электромагнитного поля катушки, втягивающей сердечник. При этом управление устройством осуществляется через кнопочные каналы. Одно нажатие кнопки подает кратковременный импульс на управляющий вывод, и контакты переходят в устойчивое состояние – подача или отключение напряжения, поэтому его еще называют бистабильным (два устойчивых состояния). В отличии от того же контактора, такое реле управляется одним импульсом, подаваемым за счет кнопки или выключателя с самовозвратом в исходное состояние, отсюда и происходит название импульсное реле.

Для примера рассмотрим работу конкретной модели устройства – РИО-1 (см. рисунок 2):

В данном устройстве присутствуют две группы контактов – силовые и управленческие. Силовые контакты представлены клеммами 11, 14 и N, управленческие зажимами Y, Y1, Y2, следует отметить, что в других модификациях импульсных реле маркировка и число контактов будут отличаться. Рассмотрим назначение каждого из вводов по порядку:

• 11 – предназначен для подачи на него питания от электрической сети;
• 14 – используется для выдачи фазы с импульсного реле на подключаемую нагрузку;
• N – клемма подключения нулевого провода от общей шины;
• Y – универсальный вход, при подаче управляющего импульса на который, реле переходит в противоположное состояние – из включенного в выключенное и обратно;
• Y1 – предназначен исключительно для перевода импульсного устройства во включенное состояние, то есть, если контакты уже замкнуты, реле останется в таком же положении, обладает приоритетом перед вводом Y;
• Y2 – переводит импульсный прибор в отключенное состояние, имеет приоритет перед двумя другими выводами.

Отличительной особенностью РИО-1 является разрыв силовой цепи только при переходе синусоиды переменного напряжения через ноль, что существенно повышает срок службы контактной группы. Но при этом время срабатывания отличается на 0,3 с, что необходимо учитывать для проектирования точных электронных схем. Функционирование импульсного реле через подачу сигналов на каждый ввод хорошо отображается на временной диаграмме устройства (смотрите рисунок 3):

Как видите на рисунке выше, способы включение и отключения импульсного устройства представлены четырьмя периодами взаимодействия:

1. При нажатии кнопки и подаче импульсного сигнала на вход Y с силового выхода будет сниматься рабочее напряжение вплоть до момента подачи второго сигнала на ввод Y. Это простейший вариант управления, к примеру, системой освещения.
2. В отключенном состоянии на ввод Y1 подается импульсное управление, в результате чего на выходе 14 возникает рабочий номинал 220В. При необходимости отключения того же освещения на месте достаточно подать сигнал на Y и питание прекратится.
3. Подачей импульсного сигнала на ввод Y1 происходит замыкание силовой цепи – с выхода 14 снимается потенциал. При подачи потенциала Y2 бистабильное реле отключится и силовая цепь разомкнется.
4. На этом периоде включение производится за счет подачи сигнала на ввод Y. А подачей импульсного сигнала на Y2 контакты коммутатора размыкаются.

Такая логика работы позволяет реализовывать ряд интересных решений, как в бытовых, так и производственных процессах. Что обеспечит приоритетность коммутации определенных объектов и электрооборудования, расположенного в них.

Разновидности

Широкий выбор импульсных реле обеспечивает достаточно большой ассортимент, отличающийся как ценовой политикой, так и предоставляемым функционалом. По принципу действия все модели можно разделить на электромеханические и электронные (рисунок 4).

Первый вариант предусматривает механическое перемещение элементов импульсного устройства за счет электромагнитного взаимодействия между катушкой и сердечником. Вторая разновидность управляется за счет полупроводниковых элементов и ключей без механически размыкаемых контактов и подвижных частей.

Помимо этого импульсные реле могут отличаться по:

• Номинальной нагрузке – указывает допустимый ампераж, который можно подключать к силовым контактам;
• Количеству полюсов – может иметь различное число входов и выходов для реализации определенных задач;
• Способу установки – могут монтироваться на DIN рейку в соответствии с р.1 ГОСТ Р МЭК 60715-2003, кронштейн или другой вариант размещения;
• Назначению – наиболее популярны импульсные реле для контроля освещения, цепей защиты и сигнализации.

Также бистабильные устройства отличаются габаритными размерами, материалами корпуса, наличием или отсутствием сигнальных ламп.

Схемы подключения

На практике импульсные реле нашли довольно широкий спектр применении, но в быту их чаще всего используют для включения светильников из разных точек комнаты. Поэтому в качестве примеров мы рассмотрим возможность подключения импульсных устройств для передачи питания лампочкам через выключатель.

Наиболее простым вариантом является ситуация, когда в комнате вы запитываете только одну люстру или группу софитов, которые должны включаться и выключаться из нескольких точек комнаты.

Как видите на рисунке 5, питание напрямую от автомата или распределительной коробки подается на ввод 11 РИО-1, вторая линия подключается к выключателям шлейфом, а общая точка выводится на ввод Y. С выхода 14 фаза подается на лампы освещения, а нулевой проводник с общей колодки разводится отдельной линией на лампы и соответствующий вывод импульсного реле. При такой схеме каждый из выключателей равноправно посылает сигнал, как на включение, так и на отключение осветительного оборудования. Помимо этого можно реализовать и более сложные схемы подключения с выставлением приоритета.

Как показано на схеме 6, здесь присутствует две группы осветительных приборов, можно взять аналогию с двумя комнатами, для каждой из которых установлено свое РИО-1. Подключение трех коммутаторов для каждой группы освещения осуществляется аналогичным образом, но к обеим группам добавлена функция глобального включения и отключения.

Здесь кнопочный выключатель, предназначенный для подачи питания на все приборы освещения, соединяется с выводом Y1 и первого, и второго импульсного реле. Поэтому при коммутации «Вкл», несмотря на состояние коммутаторов и подачи сигнала на Y свет включится в обеих комнатах. Выключатель обесточивания подключен к выводам Y2 обоих импульсных реле, который обладает преимуществом перед Y1. Поэтому при нажатии клавиши «Откл» произойдет выключение всего осветительного оборудования.

Технические характеристики

В соответствии с п.2.1. ГОСТ 16121-86 параметры импульсных реле должны соответствовать техническим условиями и стандартам, на основании которых они изготавливаются. Наиболее актуальными для работы бистабильных коммутаторов являются:

• количество кнопочных коммутаторов, которые можно подключить совместно с определенным типом ламп;
• пределы допустимого для коммутации напряжения;
• максимальная токовая нагрузка, допустимая для коммутации;
• допустимое число или мощность лампочек определенного типа;
• габаритные размеры должны соответствовать паспортным данным в соответствии с п.2.2.1 ГОСТ 16121-86

• время подачи сигнала и задержка срабатывания;
• механическая и электрическая прочность элементов конструкции;
• износоустойчивость по количеству циклов;
• климатическое исполнение.

Некоторые из этих данных вы можете найти на корпусе импульсного реле (см. пример на рисунке 8), другие только в паспорте устройства.

Применение

Сфера применения охватывает все направления, где автоматизация требует удаленного контроля за одним объектом из нескольких точек. В быту и некоторых отраслях промышленности это освещение помещений, которое можно контролировать из нескольких точек. Особенно этот вопрос актуален для организации электроснабжения «умного дома«.

В системах автоматизации и централизации на сети железных дорог обеспечивает процессы телеуправления и диспетчерской сигнализации. Применяется для работы сигнализации и передачи рабочих сигналов.

Видео по теме

Использованная литература

Для подготовки статьи использовалась следующая техническая литература:

• Игловский И. Г., Владимиров Г. В. «Справочник по слаботочным электрическим реле» 1984
• Филипчеико И, П., Рыбин Г. Я. «Электромагнитные реле» 1968
• Гуревич В.И. «Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера» 2011
• Сивухин Д. В. «Общий курс физики» 1975
• Оболенцев Ю.Б., Гиндин Э.Л. «Электрическое освещение общепромышленных помещений» 1990

Что такое импульсное реле?

Говоря по-простому, это реле , сохраняющее импульс электрической энергии до той поры, пока эта энергия не будет освобождена. Электрическое реле , как правило, представляет собой определённый тип узла переключения — катушки, который активируется при поступлении электрического тока. Основное отличие между импульсным и обычным реле является то, что обычное реле требует постоянного поступления электричества, в то время как импульсное — нет. Ему понадобится лишь кратковременное подключение к источнику электрического тока, и оно сможет передавать эту энергию в более позднее время. Когда электрический ток отключен, реле сохраняет (запоминает) свое последнее состояние. Ну а поскольку ему не требуется постоянная подача электричества для работы, это даёт большое преимущество в сравнении с обычными реле — экономию электроэнергии.

Импульсное реле может заменить тумблеры в любой заданной электрической системе, например, бытовой выключатель света. Выключатель с общим реле потребует подачи постоянного электричества на катушку, так что, только когда цепь замыкается с помощью переключателя, заряженный импульс достигает электронного устройства. Импульсное реле позволило бы тому же устройству получать питание от кнопок, которые начинают и заканчивают подачу электроэнергии вместо переключателя одним нажатием, при этом прибор может быть включен в одной комнате, а выключен из другого места.

Разновидности импульсных реле

Есть два распространенных принципа, по которому импульсные реле (далее ИР) могут быть построены.

Первый заключается в использовании соленоида. Он представляет собой цилиндрическую токопроводящую катушку, которая будет действовать как магнит при реакции на электрический ток. Этот тип конструкции импульсного излучения иногда называют принципом одной катушки. Если импульсный луч строится с помощью этого метода, начальное поступление электроэнергии активирует реле, а следующий импульс, поступивший на катушку, возвращает реле в выключенное положение. Это так называемое реле с храповым механизмом , или э лектромеханическо е.

Альтернативный метод построения импульсного реле — с помощью двух противоположных катушек, соединенных магнитным устройством, удерживающим контакт на месте, а катушки заряжены током и находятся в состоянии покоя. В этом типе импульсного реле первичный электрический импульс поступает на первую катушку и включает устройство, в то время как второй импульс энергии передаётся на альтернативную катушку и прерывает реле, то есть возвращает его в выключенное положение.

Второй вариант исполняет те же функции с помощью полупроводниковых элементов или микропроцессоров. Это изделие носит название цифрового (или электронного) ИР.

Где импульсные реле используются?

Цифровое реле получило большее распространение, потому как совершенствует работу своего электромеханического варианта: кроме соединения/разъединения основной цепи нажатием кнопки оно может выполнять дополнительные функции, например, замыкать одну цепь и размыкать другую. Современные импульсные реле , сделанные по этому принципу, активно используются в разнообразных системах бытовой автоматизации, позволяя включать лампы освещения или бытовые приборы при помощи кнопки вместо тумблера. Кстати, 1-полюсное импульсное реле может использоваться (в качестве примера) для включения/выключения одного осветительного прибора, а двухполюсное управляет двумя различными источниками, например, центральной люстрой и настенными бра. Ещё одно преимущество цифрового варианта — это более низкая стоимость по сравнению с электромеханическим ИР, имеющим храповый механизм. Зато последнее невосприимчиво к электрическим помехам, а связь между кнопками и цепью может быть достигнута с помощью простого неэкранированного кабеля или провода любой длины и минимального сечения.

Импульсные реле часто бывают незаменимы в повседневной жизни, поскольку всего один узел активирует/деактивирует удаленные устройства (что особенно удобно, если те расположены в труднодоступных местах), к тому же упрощают монтаж проводки, ведь при использовании ИР приборы не нуждаются в собственных выключателях. Многие промышленные и коммерческие здания оснащены такими устройствами, позволяющими одномоментно включать или выключать свет на этажах. Очень удобно, согласитесь. Импульсные реле также используются в качестве безопасных устройств для дистанционного контроля электрических цепей, исключая опасность поражения пользователя электрическим током.

Торговая сеть «Планета Электрика» рада представить своим покупателям большой ассортимент импульсных реле .

Что такое импульсное реле?

Говоря по-простому, это реле , сохраняющее импульс электрической энергии до той поры, пока эта энергия не будет освобождена. Электрическое реле , как правило, представляет собой определённый тип узла переключения — катушки, который активируется при поступлении электрического тока. Основное отличие между импульсным и обычным реле является то, что обычное реле требует постоянного поступления электричества, в то время как импульсное — нет. Ему понадобится лишь кратковременное подключение к источнику электрического тока, и оно сможет передавать эту энергию в более позднее время. Когда электрический ток отключен, реле сохраняет (запоминает) свое последнее состояние. Ну а поскольку ему не требуется постоянная подача электричества для работы, это даёт большое преимущество в сравнении с обычными реле — экономию электроэнергии.

Импульсное реле может заменить тумблеры в любой заданной электрической системе, например, бытовой выключатель света. Выключатель с общим реле потребует подачи постоянного электричества на катушку, так что, только когда цепь замыкается с помощью переключателя, заряженный импульс достигает электронного устройства. Импульсное реле позволило бы тому же устройству получать питание от кнопок, которые начинают и заканчивают подачу электроэнергии вместо переключателя одним нажатием, при этом прибор может быть включен в одной комнате, а выключен из другого места.

Разновидности импульсных реле

Есть два распространенных принципа, по которому импульсные реле (далее ИР) могут быть построены.

Первый заключается в использовании соленоида. Он представляет собой цилиндрическую токопроводящую катушку, которая будет действовать как магнит при реакции на электрический ток. Этот тип конструкции импульсного излучения иногда называют принципом одной катушки. Если импульсный луч строится с помощью этого метода, начальное поступление электроэнергии активирует реле, а следующий импульс, поступивший на катушку, возвращает реле в выключенное положение. Это так называемое реле с храповым механизмом , или э лектромеханическо е.

Альтернативный метод построения импульсного реле — с помощью двух противоположных катушек, соединенных магнитным устройством, удерживающим контакт на месте, а катушки заряжены током и находятся в состоянии покоя. В этом типе импульсного реле первичный электрический импульс поступает на первую катушку и включает устройство, в то время как второй импульс энергии передаётся на альтернативную катушку и прерывает реле, то есть возвращает его в выключенное положение.

Второй вариант исполняет те же функции с помощью полупроводниковых элементов или микропроцессоров. Это изделие носит название цифрового (или электронного) ИР.

Где импульсные реле используются?

Цифровое реле получило большее распространение, потому как совершенствует работу своего электромеханического варианта: кроме соединения/разъединения основной цепи нажатием кнопки оно может выполнять дополнительные функции, например, замыкать одну цепь и размыкать другую. Современные импульсные реле , сделанные по этому принципу, активно используются в разнообразных системах бытовой автоматизации, позволяя включать лампы освещения или бытовые приборы при помощи кнопки вместо тумблера. Кстати, 1-полюсное импульсное реле может использоваться (в качестве примера) для включения/выключения одного осветительного прибора, а двухполюсное управляет двумя различными источниками, например, центральной люстрой и настенными бра. Ещё одно преимущество цифрового варианта — это более низкая стоимость по сравнению с электромеханическим ИР, имеющим храповый механизм. Зато последнее невосприимчиво к электрическим помехам, а связь между кнопками и цепью может быть достигнута с помощью простого неэкранированного кабеля или провода любой длины и минимального сечения.

Импульсные реле часто бывают незаменимы в повседневной жизни, поскольку всего один узел активирует/деактивирует удаленные устройства (что особенно удобно, если те расположены в труднодоступных местах), к тому же упрощают монтаж проводки, ведь при использовании ИР приборы не нуждаются в собственных выключателях. Многие промышленные и коммерческие здания оснащены такими устройствами, позволяющими одномоментно включать или выключать свет на этажах. Очень удобно, согласитесь. Импульсные реле также используются в качестве безопасных устройств для дистанционного контроля электрических цепей, исключая опасность поражения пользователя электрическим током.

Торговая сеть «Планета Электрика» рада представить своим покупателям большой ассортимент импульсных реле .