Impulsni relej za upravljanje rasvjetom: kako radi, vrste, oznake i spajanje

Kako bi se zadovoljili suvremeni zahtjevi osvjetljenja stanova, uredskih prostora i poduzeća, koriste se složeni sustavi elektrifikacije. Pri njihovom projektiranju za rješavanje pojedinih zadataka koristi se niz opreme koji se stalno usavršava.

Tako se impulsni relej za upravljanje rasvjetom s više mjesta počeo koristiti relativno nedavno. Postupno istiskuje standardne sheme s prolaznim prekidačima.

Gdje se može primijeniti impulsni relej?

Uvođenje ovog uređaja u kućanstvo objašnjava se jednostavnom praktičnošću. Naime, omogućuje kontrolu rasvjete s najmanje dvije točke.

U stanu to može biti spavaća soba, gdje se uključivanje događa na ulazu, a isključivanje pored kreveta. U uredima – to su dugi hodnici, stubišni prostori i velike konferencijske dvorane.

Korištenje dva prekidača za osvjetljenje stubišta postalo je nužnost. Uključivši svjetlo na prvom katu, sasvim je logično ugasiti ga drugim prekidačem na gornjem katu

Sa zadatkom tropoložajnog upravljanja mogu se nositi prolazni i križni prekidači. Ova shema i dalje ima široku primjenu. No u njoj su prisutni i očiti nedostaci.

Prvo, to je prilično složen sustav za montažu, u kojem električna energija prolazi put kroz glavni automatski osigurač, razvodnu kutiju, same prekidače, a zatim do svjetiljki. Pri njegovoj instalaciji često nastaju pogreške. Ako je potrebno više od tri mjesta upravljanja, shema se dodatno komplicira.

Shema jasno prikazuje preopterećenje žicama: od prvog prekidača – pet, od drugog – šest, od prvog i drugog podsvjetla – po tri kabela

Drugo, sve žice imaju isti presjek, jer koriste struju istog napona, što utječe na ukupne troškove. U njih također ulazi cijena prolaznih prekidača, koja je nekoliko puta veća od cijene običnih.

No potreba za korištenjem impulsnog releja nije samo zbog udobnosti. Također se koristi za signalizaciju i zaštitu.

Na primjer, u industrijskom pogonu za pokretanje proizvodnih procesa koji zahtijevaju visoku električnu snagu, ovaj uređaj omogućuje zaštitu operatera. Budući da radi na niskonaponskim strujama ili se u potpunosti upravlja daljinski.

Uređaj i princip rada

U općem smislu, relej je elektrotehnički mehanizam koji zatvara ili prekida električni krug na temelju određenih električnih ili drugih parametara koji na njega djeluju.

Njegova nekomutacijska konstrukcija izumljena je još 1831. godine od strane J. Henryja. A dvije godine kasnije počela se koristiti za osiguranje funkcioniranja telegrafa S. Morsea.

Mogu se izdvojiti dvije osnovne skupine: elektromehanički i elektronički. U prvom tipu uređaja rad obavlja mehanizam, a u drugom za sve odgovara tiskana pločica s mikrokontrolerom. Njegov rad je zgodno razmotriti na primjeru elektromehaničkog releja koji je impulsni.

Pri odabiru načina rada releja potrebno je voditi se učestalošću uključivanja, vrstom i veličinom struje, karakterom ispitivanih opterećenja

Konstrukcijski ga se može prikazati na sljedeći način:

1. Zavojnica – to je bakrena žica namotana na podlogu od nemagnetskog materijala. Može biti u tkaninskoj izolaciji ili premazana lakom koji ne provodi elektricitet.
2. Jezgra koja sadrži željezo i aktivira se prolaskom električne struje kroz zavoje zavojnice.
3. Pokretna armatura – to je ploča koja je pričvršćena na jezgru i djeluje na sklopne kontakte.
4. Kontaktni sustav – izravno prekidač stanja strujnog kruga.

U osnovi rada releja leži pojava elektromagnetske sile. Ona se pojavljuje u feromagnetskoj jezgri zavojnice kada se kroz nju propusti struja. Zavojnica je u tom slučaju uvlačni uređaj.

Jezgra je u njoj povezana s pokretnom armaturom, koja pokreće glavne kontakte, obavljajući komutaciju. Oni mogu biti normalno otvorenog/normalno zatvorenog tipa. Ponekad blok kontakata može sadržavati istovremeno otvorene i zatvorene vrste spoja.

Pri uključivanju strujnog kruga mehanizam fiksira to stanje, koje se mijenja pri ponovnoj primjeni impulsa i ponovno se fiksira do sljedeće promjene.

Zavojnici se dodatno može priključiti otpornik koji povećava točnost aktiviranja, kao i poluvodička dioda koja ograničava prenapon na namotu. Osim toga, u konstrukciji može biti prisutan kondenzator postavljen paralelno kontaktima, radi smanjenja iskrenja.

Razumljivije se rad uređaja može prikazati raščlanjivanjem na nekoliko blokova:

• izvršni – kontaktna grupa koja uključuje/isključuje električni krug;
• međurelej – zavojnica, jezgra i pomična armatura aktiviraju izvršni blok;
• upravljački – u ovom releju pretvara električni signal u magnetsko polje.

Budući da je za prebacivanje položaja kontakata potreban jednokratni električni impuls, može se zaključiti da ovi uređaji troše napon samo u trenutku prebacivanja. To značajno štedi električnu energiju, za razliku od običnih prolaznih prekidača.

Druga vrsta impulsnog releja je elektronički tip. Za rad u njemu odgovoran je mikrokontroler. Međublok ovdje služi zavojnica ili poluvodički ključ. Korištenje u shemi elemenata kao što su programabilni logički kontroleri omogućuje dopunu releja, primjerice, timerom.

U uređaju ove vrste nema mehaničkih pokretnih dijelova. Rad obavlja senzor koji prepoznaje upravljački signal i poluvodička elektronika koja sklapa krug.

Vrste, označavanje i prednosti

Osnovne vrste impulsnih releja su elektromehanički i elektronički. Elektromehanički se pak klasificiraju prema principu djelovanja.

Različite vrste impulsnih uređaja

To znači da se prebacivanje snaga kontakata može izvršiti silama koje nisu sila magneta.

Dijele se na:

• elektromagnetske;
• indukcijske;
• magnitoelektrične;
• elektrodinamičke.

Elektromagnetski uređaji u sustavima automatike koriste se češće od ostalih. Dovoljno su pouzdani zbog jednostavnog načina rada, temeljenog na djelovanju elektromagnetskih sila u feromagnetskoj jezgri pod uvjetom da u zavojnici postoji struja.

Utjecaj na kontakte elektromagnetskih releja obavlja okvir, koji se u jednom položaju privlači jezgrom, a u drugi se vraća oprugom.

Armatura, tj. ploča s magnetskim svojstvima, privlači se elektromagnetom, koji je bakrena žica namotana na zavojnicu s jarmom.

Indukcijski imaju princip djelovanja temeljen na kontaktu struja – izmjenične s induciranim magnetskim tokovima i samim tokovima. Ova interakcija stvara okretni moment koji pokreće bakreni disk smješten između dva elektromagneta. Rotirajući, on uključuje i isključuje kontakte.

Rad magnitoelektričnih uređaja obavlja se zahvaljujući interakciji struje u okretnom okviru s magnetskim poljem koje stvara stalni magnet. Upravljanje uključivanjem/isključivanjem kontakata ostvaruje se njegovom rotacijom.

U odnosu na svoj tip, takvi releji su vrlo osjetljivi. Međutim, nisu dobili veliku rasprostranjenost zbog vremena odziva od 0,1 do 0,2 s, koje se smatra dugim.

Elekrodinamički releji rade zahvaljujući sili koja nastaje između pokretne i nepokretne zavojnice struje. Način zatvaranja kontakata isti je kao u magnetoelektričnom uređaju. Razlika je samo u tome što se indukcija u radnom zazoru stvara elektromagnetskim putem.

Elektronski modeli konstruktivno gotovo ponavljaju elektromehaničke. Imaju iste blokove: izvršni, posrednički i upravljački. Razlika je samo u posljednjem. Upravljanje komutacijom ostvaruje se poluvodičkom diodom u sklopu mikrokontrolera na tiskanoj pločici.

U ulozi poluvodiča u ovom uređaju su tranzistori i tiristori. Iako podnose složene uvjete prašine i vibracija, podložni su kratkotrajnim preopterećenjima po struji i naponu.

Ova vrsta releja oprema se dodatnim modulima. Na primjer, tajmer omogućuje izvršavanje programa za upravljanje rasvjetom u zadanom vremenskom intervalu. To je zgodno za uštedu električne energije kada nema potrebe za radom opreme. Ako je potrebno isključiti svjetlo, može se dvostrukim pritiskom tipke.

Prednosti i nedostaci glavnih tipova releja

Razlikujući se od poluvodičkih sklopki, elektromehanički prekidači imaju sljedeće prednosti:

1. Relativno niska cijena zbog jeftinih sastavnih dijelova.
2. Stvaranje male količine topline na uključenim kontaktima zbog slabog pada napona.
3. Prisutnost snažne izolacije od 5 kV između zavojnice i kontaktne skupine.
4. Nepodložnost štetnom utjecaju impulsa prenapona, smetnjama od munja, procesima komutacije snažnih električnih postrojenja.
5. Upravljanje linijama s opterećenjem do 0,4 kV pri malom obujmu uređaja.

Pri zatvaranju strujnog kruga sa strujom od 10 A u releju malog obujma kroz zavojnicu se raspršuje manje od 0,5 W. Dok na elektroničkim analogijama ta vrijednost može iznositi više od 15 W. Zahvaljujući tome ne nastaju problemi hlađenja ni šteta za atmosferu.

K njihovim nedostacima treba ubrojiti:

1. Trošenje i problemi pri komutaciji induktivnih opterećenja i visokih napona pri istosmjernoj struji.
2. Uključivanje i isključivanje strujnog kruga popraćeno je stvaranjem radijskih smetnji. To zahtijeva postavljanje zaštite ili povećanje udaljenosti do opreme podložne smetnjama.
3. Relativno dugo vrijeme reagiranja.

Još jedan minus — prisutnost neprekidnog mehaničkog i električnog trošenja pri komutaciji. To uključuje oksidaciju kontakata i njihovo oštećenje od iskrenja, deformaciju blokova opruga.

Pri montaži treba uzeti u obzir da elektromehanička izvedba kontaktor može raditi neispravno ako se nalazi u vodoravnom položaju.

Za razliku od elektromehaničkih, elektronička releja vrše upravljanje međublokom pomoću mikrokontrolera.

Prednosti i nedostatke elektronike možemo analizirati na primjeru uređaja tvrtke F&F u usporedbi s markom ABB, koja proizvodi mehaniku.

Od prednosti prvog tipa prekidača možemo istaknuti:

• veću sigurnost;
• veliku brzinu preklapanja;
• dostupnost na tržištu;
• indikatorska obavještenja o režimu rada;
• proširenu funkcionalnost;
• tihi rad.

Osim toga, nesumnjiva prednost leži u nekoliko načina montaže — moguća je ugradnja ne samo na DIN-šinu ormarića, već i u podutičnicu.

Nedostaci elektronike F&F u usporedbi s mehanikom ABB:

• poremećaj rada pri kvarovima u napajanju električnom energijom;
• pregrijavanje pri komutaciji velikih struja;
• mogući su „bagovi“ bez vidljivog razloga;
• isključivanje uređaja pri kratkotrajnom prekidu napona u mreži;
• veliki otpor u zatvorenom položaju;
• neka releja rade samo na istosmjernoj struji;
• poluvodički sklop ne propušta struju odmah natrag u uobičajenom smjeru.

Unatoč navedenim nedostacima, elektronički komutatori se stalno razvijaju i zahvaljujući većem potencijalu funkcionalnosti u usporedbi s elektromehaničkima, očekuje se njihova prevladavajuća uporaba.

Kako bi se izbjegla zabuna, proizvođač daje maksimalno detaljne karakteristike proizvoda u katalozima trgovine i u tehničkoj putovnici uređaja.

Glavni karakteristični parametri

Ovisno o namjeni i području primjene releji se mogu klasificirati prema nekoliko obilježja:

• povratni koeficijent – omjer vrijednosti struje izlaza armature i struje uvlačenja;
• struja izlaza – njezina maksimalna vrijednost na stezaljkama zavojnice pri izlasku armature;
• struja uvlačenja – njezina minimalna vrijednost na stezaljkama zavojnice pri povratku armature u početni položaj;
• podešena vrijednost – razina veličine okidanja unutar zadanih granica, postavljena u releju;
• vrijednost okidanja – vrijednost ulaznog signala na koju uređaj automatski odgovara;
• nazivne vrijednosti – napon, struja i ostale veličine koje su temelj djelovanja releja.

Također, elektromagnetske naprave mogu se podijeliti prema vremenu okidanja. Najduže kašnjenje ima vremenski relej – više od 1 s, s mogućnošću podešavanja ovog parametra. Zatim slijede spori – 0,15 s, normalni – 0,05 s, brzodjelujući – 0,05 s. I najbrži bezinercijski – manje od 0,001 s.

Tumačenje oznaka proizvoda

Šifra označavanja kontaktora često se može naći u katalozima trgovina i na samom uređaju. Ona daje potpuni opis konstrukcijskih značajki, namjene i uvjeta njihove primjene.

Sastav oznake može se raščlaniti na elektromagnetskom međureleju REP-26. Koristi se u krugovima izmjenične struje do 380 V i istosmjerne do 220 V.

Da biste se snašli u označavanju, potrebno je podijeliti natpis na blokove i primijeniti opisne tablice koje se mogu pronaći u specijaliziranim priručnicima.

U ovom obliku može izgledati oznaka proizvoda u trgovini: REP 26-004A526042-40UHL4.

REP 26 – XXX X X XX XX X – 40XXX4. Ova vrsta oznake može se raščlaniti na sljedeći način:

• 26 – broj serije;
• XXX – vrsta kontakata i njihov broj;
• X – klasa otpornosti na trošenje pri komutaciji;
• X – tip uklopne zavojnice, tip povratka releja i vrsta struje;
• XX – konstrukcija prema načinu ugradnje i spajanja vodiča;
• XX – vrijednost struje ili napona zavojnice;
• X – dodatni elementi konstrukcije;
• 40 – razina zaštite prema standardu IP ili GOST 14254;
• XXX4 – klimatska zona primjene u skladu s GOST-om 15150.

Klimatska izvedba može biti: UHL – za hladnu i umjerenu klimu ili O – za tropsku ili općeklimatsku izvedbu.

Prema posebnim tablicama oznaka, predmetni uređaj predstavlja elektromagnetsko međurelej, s četiri sklopna kontakta, klasom otpornosti komutacije A, koje koristi istosmjernu struju. Ima nosač utičnice s lamelema za lemljenje vanjskih vodiča, zavojnicu napona 24 V i ručni manipulator.

Nekoliko vrsta shema spajanja

Postoji nekoliko varijanti montaže, od kojih svaka ima svoje posebnosti, prednosti i nedostatke.

Oznaka kontakata releja RIO-1 ima sljedeće objašnjenje:

• N – nulti vodič;
• Y1 – ulaz za uključivanje;
• Y2 – ulaz za isključivanje;
• Y – ulaz za uključivanje i isključivanje;
• 11-14 – komutacijski kontakti normalno otvorenog tipa.

Ove oznake koriste se na većini modela releja, ali prije spajanja u krug treba se dodatno upoznati s njima u putovnici proizvoda.

Prikazana shema elektrifikacije koristi se za upravljanje svjetlom s tri mjesta pomoću releja i tri tipkala bez fiksiranja položaja.

U ovoj shemi energetski kontakti releja koriste struju od 16 A. Zaštita upravljačkih krugova i sustava rasvjete provodi se automatskim osiguračem od 10 A. Slijedom toga, vodiči imaju promjer ne manji od 1,5 mm².

Spajanje tipkala izvedeno je paralelno. Crvena žica – faza, prolazi kroz sva tri tipkala na energetski kontakt 11. Narančasta žica – faza komutacije, dolazi na ulaz Y. Nakon toga izlazi iz stezaljke 14 i ide na žarulje. Nulti vodič sa sabirnice spaja se sa stezaljkom N i sa svjetiljkama.

Ako je svjetlo izvorno bilo uključeno, pritiskom na bilo koji prekidač svjetlo će se ugasiti — doći će do kratkotrajne komutacije fazne žice na stezaljku Y i kontakti 11-14 će se otvoriti. Isto će se dogoditi pri sljedećem pritisku na bilo koji drugi prekidač. Međutim, kontakti 11-14 će promijeniti položaj i svjetlo će se uključiti.

Prednost prikazane sheme u odnosu na prolazne i križne prekidače očita je. Međutim, kod kratkog spoja otkrivanje kvara izazvat će neke poteškoće, za razliku od sljedeće varijante.

Takva shema omogućit će uštedu na žicama, jer se presjek upravljačkih kabela može smanjiti na 0,5 mm². Međutim, morat ćete nabaviti drugi zaštitni uređaj.

To je manje uobičajena varijanta spajanja. Ista je kao prethodna, ali upravljački i rasvjetni krugovi imaju vlastite automatske prekidače zaštite od 6 A odnosno 10 A. To olakšava otkrivanje kvarova.

Ako se pojavi potreba za upravljanjem više grupa rasvjete zasebnim relejem, shema se neznatno mijenja.

Takav način spajanja prikladno je koristiti za uključivanje i isključivanje rasvjete cijelim grupama. Na primjer, odmah ugasiti višerazinski luster ili rasvjetu svih radnih mjesta u radionici.

Još jedna varijanta korištenja impulsnih releja je sustav s centraliziranim upravljanjem.

Shema je praktična jer se sva rasvjeta može isključiti jednim gumbom prilikom odlaska iz kuće, a po povratku uključiti na isti način.

U ovu shemu dodaju se dva prekidača za zatvaranje i otvaranje kruga. Prvi gumb može samo uključiti grupu rasvjete. Pritom će faza s prekidača „UKLJUČENO“ doći na stezaljke Y1 svakog releja i kontakti 11-14 će se zatvoriti.

Prekidač za otvaranje radi slično prvom prekidaču. Ali komutacija se vrši na stezaljke Y2 svakog komutatora i njegovi kontakti zauzimaju položaj otvaranja kruga.

Zaključci i koristan video na temu

Video materijal govori o konstrukciji, radu, primjeni i povijesti nastanka ove vrste uređaja:

Sljedeći prilog detaljno opisuje princip rada poluvodičkih ili elektroničkih releja:

Korištenje impulsnih releja nalazi sve širu primjenu u modernim elektrifikacijskim sustavima. Povećanje zahtjeva za funkcionalnošću i fleksibilnošću upravljanja rasvjetom, uštedom materijala i sigurnošću stvara kontinuirani poticaj za poboljšanje kontaktora.

One se smanjuju, konstrukcijski se pojednostavljuju, povećavajući pouzdanost. A korištenje potpuno novih tehnologija u osnovi rada omogućuje njihovu primjenu u teškim uvjetima prašnjavih proizvodnih pogona, vibracija, magnetskih polja i vlage.

Molimo Vas, pišite komentare u bloku ispod. Postavljajte pitanja, dijelite korisne informacije o temi članka koje će biti od koristi posjetiteljima stranice. Ispričajte kako ste odabrali i instalirali impulsni prekidač.