Obecnie wiele domów i mieszkań wyposażonych jest w automatyczne systemy elektroniczne zapewniające komfortowe życie. Zapewne słyszałeś o włącznikach światła i włącznikach schodowych: pomagają one zorganizować sterowanie oświetleniem w różnych miejscach. Chociaż jest to praktyczne, zasady działania takiego systemu z okablowaniem i połączeniami nie są proste. Istnieje jednak prostsza opcja - zastosowanie ciekawego urządzenia bistabilnego, zwanego inaczej przekaźnikiem impulsowym.
Spis treści
Cel i miejsce wykorzystania
Ten przełącznik służy do włączania lub wyłączania obciążeń po przyłożeniu sygnału do styków. Przekaźnik jest nazywany bistabilnym, ponieważ włącza się i wyłącza dokładnie w momencie podania sygnału na wejście sterujące. Pozostaje on w tym położeniu po wygaśnięciu sygnału wejściowego.
Co ciekawe, nawet po odłączeniu od sieci elektrycznej przekaźnik impulsowy "zapamiętuje" ostatnie położenie styków, a po ponownym włączeniu powraca do stanu sprzed wyłączenia.
W domu urządzenie to jest bardzo często stosowane ze względu na swoją wygodę, ponieważ oświetleniem można sterować z co najmniej dwóch punktów. Na przykład przed wyjściem z mieszkania zapalano światło w sypialni i gaszono je na korytarzu. Taki system jest przydatny, gdy pomieszczenia są bardzo długie i mają duże rozmiary.
OSTRZEŻENIE! Oprócz komfortu, przekaźnik impulsowy oferuje również rozwiązania dla takich zadań, jak ochrona i sygnalizacja. Na przykład w zakładach przemysłowych, gdzie wymagana jest duża moc elektryczna, urządzenie zapewnia bezpieczeństwo operatora dzięki temu, że działa przy niskim napięciu i może być zdalnie sterowane.
Zasada działania i wygląd
Ogólnie rzecz biorąc, przekaźnik to mechanizm elektryczny, który zamyka lub przerywa obwód elektryczny. Jego działanie opiera się na parametrach elektrycznych lub innych, które na niego oddziałują.
Przy wyborze trybu pracy przekaźnika należy kierować się częstotliwością przełączeń, wielkością prądu i charakterem badanych obciążeń.
Konstrukcja składa się z następujących elementów:
- Cewka.
Cewka to drut miedziany nawinięty na niemagnetyczny materiał, który może być izolowany tkaniną lub pokryty specjalnym lakierem, który chroni przed elektrycznością; - Rdzeń.
Zawiera on żelazo i jest uruchamiany przez przepływ prądu przez zwoje; - Ruchoma armatura.
Do twornika przymocowana jest płytka, która oddziałuje na styki zwierające; - System kontaktowy.
Jest to przełącznik stanu obwodu.
Działanie przekaźnika opiera się na sile elektromagnetycznej wytwarzanej w rdzeniu cewki, gdy przepływa przez nią prąd.
Cewka jest urządzeniem zwijającym, w którym rdzeń jest połączony z ruchomym twornikiem. Powoduje to uruchomienie styków zasilania. Ponadto do cewki można podłączyć rezystor w celu zwiększenia dokładności wyzwalania.
Rodzaje przekaźników impulsowych
WAŻNE! Przekaźnik bistabilny to przekaźnik, który może pracować w dwóch stałych (stabilnych) stanach. Ze względu na charakter jego zastosowania jest on czasami nazywany przekaźnikiem blokującym, ponieważ blokuje sieć w jednym stanie.
Pomiędzy niektórymi przekaźnikami występują duże różnice, dlatego można je podzielić głównie na dwie kategorie:
- przekaźniki elektromechaniczne;
- Elektroniczne przekaźniki impulsowe.
Elektromechaniczne .
Urządzenia tego typu pobierają energię tylko w momencie zadziałania. Mechanizm blokujący zapewnia wysoką niezawodność i oszczędność energii elektrycznej. System działa prawidłowo: ma on chronić przed wahaniami napięcia w sieci, które prowadzą do fałszywych alarmów.
Opiera się na cewce, stykach i mechanizmie z przyciskami do włączania i wyłączania.
Przekaźniki typu elektromechanicznego są uważane za bardziej niezawodne i przyjazne dla użytkownika, ponieważ nie są podatne na zakłócenia. Ponadto nie mają one wysokich wymagań dotyczących miejsca instalacji.
Elektroniczne .
Elektroniczne przekaźniki impulsowe mają jedną charakterystyczną cechę: wykorzystują mikrokontroler. Oznacza to, że oferują one szeroki zakres funkcji. Urządzenia takie umożliwiają na przykład dodanie timera. Inne dodatkowe funkcje pomagają w tworzeniu złożonych systemów oświetleniowych.
Opierają się one na cewce elektromagnetycznej, mikrokontrolerach i kluczach półprzewodnikowych.
Przekaźniki elektroniczne są bardziej popularne od innych typów ze względu na funkcjonalność i różnorodność, jaką można im dodać: można tworzyć produkty do oświetlenia o dowolnej złożoności. Istnieje również możliwość dopasowania ich do dowolnego napięcia - 12 V, 24 V, 130 V, 220 V. W zależności od instalacji, przekaźniki te mogą być zgodne z normą DIN (do paneli elektrycznych) lub konwencjonalne (z innymi metodami montażu).
Główne dane techniczne
Przekaźniki można sklasyfikować według następujących parametrów, w zależności od ich przeznaczenia i zastosowania:
- współczynnik powrotu - jest to stosunek prądu wyjściowego armatury do prądu zwijania;
- Prąd wyjściowy to maksymalna wartość prądu cewki na wyjściu twornika;
- Prąd zwijania to minimalna wartość prądu cewki, gdy twornik powraca do pozycji wyjściowej;
- Wartość zadana - wartość zadziałania w granicach, które są ustawione w przekaźniku;
- Wartość wyzwalania to sygnał wejściowy, na który urządzenie reaguje automatycznie;
- Wartości nominalne to napięcie, prąd i inne wielkości, na których opiera się działanie przekaźnika.
Przekaźniki elektromagnetyczne można dalej podzielić ze względu na czas działania. Najdłuższe opóźnienie, powyżej 1 sekundy, jest parametrem regulowanym. Następnie są opóźnione - 0,15 sekundy, normalne - 0,05 sekundy, najszybsze bezwładnościowe - poniżej 0,001 sekundy.
Inne cechy techniczne przekaźnika impulsowego to:
- maksymalne obciążenie lamp żarowych;
- liczba i rodzaj kontaktów;
- zakres temperatur pracy;
- wilgotność względna powietrza;
- itd.
Schematy połączeń
Przekaźnik impulsowy jest bardzo często używany z podłączeniem kilku przycisków resetujących. Muszą być one połączone równolegle ze sobą zgodnie z wszystkimi wymaganiami.
Aby zorganizować obwód sterowania oświetleniem, kabel zasilający musi być podłączony do przekaźnika bistabilnego. Wyłączniki są połączone ze sobą za pomocą wiązki przewodów. Umożliwia to późniejsze odłączenie napięcia w całej sieci przy użyciu tylko jednego wyłącznika.
Ta opcja jest popularna, ponieważ upraszcza instalację. Należy dokładnie obliczyć charakterystyki, np. obsługę podświetlenia przycisków diodami LED, tak aby sieć była w pełni funkcjonalna.
Aby ułatwić sobie zadanie, można sprawdzić oznaczenia. Producenci stosują takie oznaczenia jak:
- A1-A2 - styki cewki;
- 1-2 (lub inne liczby) - liczba styków wykonujących lub przerywających podczas pracy przekaźnika bistabilnego;
- ON-OFF - oznaczenie styków, które przełączają przekaźnik w stan wyłączenia lub załączenia (jest stosowane przy instalacji centralnego sterowania).
WSKAZÓWKA! Z reguły do podłączenia do centrali energetycznej stosuje się przekaźnik 220 V. W tym przypadku do styków podłącza się kable, a sterowanie odbywa się za pomocą przekaźnika impulsowego. A poszczególne wyłączniki w całym systemie oświetlenia są okablowane.
Zalety i wady
Podstawowe typy przekaźników mają wiele zalet w porównaniu z przełącznikami półprzewodnikowymi, takich jak
- stosunkowo niski koszt (ze względu na niedrogie komponenty);
- Silna izolacja między cewką a grupą styków
- nie są one narażone na szkodliwe skutki przepięć, zakłóceń piorunowych, przełączania instalacji elektrycznych dużej mocy;
- jest sterowanie liniami o obciążeniu do 0,4 kV (przy małej objętości urządzenia).
Dodatkową zaletą jest to, że nie ma problemu z chłodzeniem i jest nieszkodliwy dla atmosfery. Na przykład zwarcie o natężeniu 10 A spowoduje rozdzielenie mniej niż 0,5 W przez cewkę przekaźnika. W porównaniu z elektronicznymi odpowiednikami, wartość ta jest wyższa niż 15 W.
Wadami przekaźnika impulsowego są:
- Zużycie i problemy z przełączaniem obciążeń indukcyjnych i wysokich napięć (jeśli prąd jest stały);
- Podczas włączania i wyłączania obwodu występują zakłócenia radiowe, dlatego konieczne jest zastosowanie ekranowania;
- Stosunkowo długi czas przełączania.
Poważną wadą jest ciągłe zużycie podczas przełączania (np. odkształcenie sprężyn, utlenianie styków).
Warto jednak zaznaczyć, że stosowanie przekaźników elektronicznych ma takie zalety jak: bezpieczeństwo, dobra szybkość połączenia, dostępność na rynku, cicha praca, rozszerzona funkcjonalność. Do wad należą: przegrzewanie się podczas przełączania dużych prądów, nieprawidłowe działanie podczas przerw w zasilaniu, opór w położeniu zamkniętym itp.
Mimo to przekaźniki elektroniczne rozwijają się dość stabilnie i szybko. Są one popularne ze względu na swoją funkcjonalność, którą można stosunkowo łatwo rozszerzyć.
Wniosek
Nowoczesne systemy oświetlenia i elektryfikacji w bardzo dużym stopniu wykorzystują przekaźniki impulsowe. Wymagania rynkowe stawiane producentom tych przekaźników są coraz wyższe, co prowadzi do ciągłego rozwoju w tej dziedzinie.
Większość użytkowników wymaga rozszerzonej funkcjonalności i elastyczności w sterowaniu oświetleniem. Popyt napędza więc podaż, ponieważ na tę technologię jest obecnie bardzo duże zapotrzebowanie.
Powiązane artykuły:
