Реле импульсной сигнализации принцип действия

Обновлено: 07.01.2025

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:

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.
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.
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.
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.

Принцип действия импульсного реле

Устройство состоит из катушки, которая управляет механизмом замыкания или размыкания контактов. После воздействия тока на катушку, переключатель контакта остается в последнем положении до нового сигнала. Дальнейшее потребление тока для удержания контакта – не требуется и катушка отключается.

Управление импульсным реле может осуществляться с кнопки (оптимальный вариант), клавишного выключателя, любого другого типа размыкателя.

В отдельных моделях реле кнопки могут быть частью конструкции, иметь подсветку.

По типу устройства встречаются электронные и электромеханические импульсные реле. Для быта используются реле для управления одной-двумя цепями, есть модели для управления и с 20 контактами на выводе. Последние используют чаще в промышленности, сфере услуг для оптимизации потребления электроэнергии, снижения нагрузки на внутреннюю сеть.

Импульсные реле могут оснащаться таймерами для автоматического размыкания контакта после определенной выдержки его по времени.

В ряде моделей реализована возможность выставления таймера на определенное время. Часто это используется для управления приборами освещения, где таймеры можно выставить с периодами по 5…10 минут с максимальным временем размыкания контакта до 30…40 минут.

Варианты применения импульсного реле

Импульсное реле необходимо для подачи, остановки тока в цепи, на определенном ее участке с возможностью управления подключением из различных мест.

Управление освещением с помощью реле, вместо проходных выключателей. Реле является исполнительным механизмом, которым вы можете управлять с кнопки, выключателя.

Цепи управления (реле-кнопка) могут монтироваться тонким проводом, значительно экономя на затратах кабеля, что актуально для больших протяженных участков.

Данная мера минимизирует риск для оператора: не требуется участие электрика для подключения из распределительного щита.

Подключение импульсного реле

Рассмотрим подключение на примере простого импульсного реле для управления потребителем из 2 точек. На таком реле имеются следующие 7 Контактов (в каждой модели свое обозначение – см схему на вашем устройстве):

контакт подключения фазы (после автомата, от источника питания);
фазная колодка для подключения кнопок (2 контакта);
контакты для подвода управляющего сигнала от кнопок (2 контакта);
контакт вывода фазы на потребителя;
нулевой контакт.

Ещё одно интересное видео о применении импульсного реле:

Каждая управляющая кнопка подключается на свою пару контактов.

Важно: отдельные модели имеют катушку с питанием отличным от питания сети, в которой может работать реле. При подключении важно не перепутать контакты и не подать 220 В на разъем рассчитанный на 8 В или 24 В. Такие импульсные реле требуют дополнительного источника питания.

Реле импульсной сигнализации типа РИС-ЭЗМ применяется в схемах аварийной и предупреждающей сигнализации.
Реле предназначены для работы в энергетических установках с переменным оперативным током напряжением до 220 В, в качестве элемента многократно реагирующего на импульс тока.
Реле типа РИС-ЭЗМ применяется в установках с переменным током напряжением до 220 В. Допускается сила тока размыкания исполнительных контактов реле 0,1 А при 220 В переменного тока.
Реле типа РИС-ЭЗМ изготовляется отрегулированным на прием импульса от включения лампы 10 Вт, 220 В, при Rвх = 51 Ом.
Кроме того, реле РИС-ЭЗМ может быть использовано и при других значениях напряжения переменного тока; в этом случае в цепях сигнализации используются лампы различной мощности, при этом Rвх подбирается.
Допустимое количество сигналов, одновременно протекающее через реле, не более 10 (сумма тока = 0,5 А).
Сопротивление изоляции, измеренное между всеми закороченными контактами реле и корпусом или металлической панелью, на которой установлено реле, при температуре +20 °С , должно быть не менее 20 Мом (после 48-часового нахождения реле в воздухе с относительной влажностью до 80%).
Изоляция реле при температуре +20 °С и относительной влажности до 80% должна выдерживать в течение одной минуты испытательное напряжение 2 кВ.
Реле типа РИС-ЭЗМ предназначены для работы в сухих отапливаемых помещениях с температурой окружающего воздуха от + 10°С до +35°С с относительной влажностью до 80% и температурой +20 ±5°С.
Реле не предназначаются для работы:
а) в среде, содержащей токопроводящую пыль и газы, разрушающие металлы и изоляцию;
б) при тряске, ударах и вибрациях;
в) в местах, не защищенных от попадания брызг жидкостей;
г) во взрывоопасной среде.
В тропическом исполнении реле не изготовляются.

Содержание

I. Назначение
II. Конструкция
III. Технические данные
IV. Принцип действия реле типа РИС-ЭЗМ
V. Применение реле в различных схемах сигнализации
VI. Условия работы
VII. Комплект поставки
VIII. Формулировка заказа
Рисунок 1. Схема внутренних соединений реле типа РИС-ЭЗМ
Рисунок 2. Габаритные и установочные размеры реле типа РИС-ЭЗМ для переднего присоединения проводов
Рисунок 3. Габаритные и установочные размеры реле типа РИС-ЭЗМ для заднего присоединения проводов
Рисунок 4. Разметка отверстии на панели
Рисунок 5. Схема сигнализации, поясняющая работы реле типа РИС-Э3М
Рисунок 6. Схема сигнализации с применением реле напряжения и реле времени
Рисунок 7. Схема сигнализации на переменном оперативном токе с центральной выдержкой времени

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 и где применяется

Этот переключатель предназначен для включения или отключения нагрузки при подаче сигнала на контакты. Реле называется бистабильным, потому что переключение в состояние включено-выключено происходит именно тогда, когда сигнал подается на управляющий вход. И в этом же положении реле остается после окончания входного сигнала.

Примечательно, что даже после отключения от электросети импульсное реле «запоминает» последнее положение контактов, а при включении возобновляет то состояние, которое было до выключения.

В быту данное устройство используется очень часто благодаря своему удобству, так как освещение можно контролировать как минимум из двух точек. Например, включение света произошло в спальне, а выключение – в коридоре перед выходом из квартиры. Такая система придется кстати в случае, когда помещения очень длинные и масштабные по размерам.

ВНИМАНИЕ! Помимо комфорта импульсное реле предлагает решение также и для такой задачи, как защита и сигнализация. К примеру, на промышленных фирмах, где требуется высокая электрическая мощность, прибор обеспечивает безопасность оператора благодаря тому, что работает от малого напряжения и может управляться дистанционно.

Принцип работы и внешний вид

Если говорить обобщенно, реле представляет собой электрический механизм, замыкающий или разрывающий электрическую цепь. Его работа осуществляется исходя из электрических или других параметров, которые на него действуют.

Выбирая режим работы реле нужно руководствоваться частотой включений, величиной тока, а также характером испытываемых нагрузок.

Конструкция состоит из следующих компонентов:

Катушки.
Катушка является медным проводом, который намотан на немагнитный материал; может находиться в тканевой изоляции или быть покрытым специальным лаком, который не пропускает электричество;
Сердечника.
Он содержит железо и приходит в действие при проходе тока через витки катушки;
Подвижного якоря.
Такой якорь является пластиной, крепящейся к якорю, он воздействует на замыкающие контакты;
Контактной системы.
Она является переключателем состояния цепи.

В основе работы реле – электромагнитная сила, появляющаяся в сердечнике катушки при пропускании через нее тока.

Катушка является втягивающим устройством, в котором сердечник связан с подвижным якорем. Он и приводит в действие силовые контакты. А к катушке можно дополнительно подключать резистор для увеличения точности срабатывания.

Разновидности импульсных реле

ВАЖНО! Бистабильное реле – это реле, которое может находиться в двух фиксированных (стабильных) состояниях. Из-за особенностей применения этого устройства его иногда называют «блокировочным» реле, так как оно блокирует сеть в одном состоянии.

Между некоторыми реле существуют большие отличия, поэтому их можно разделить, в основном, на 2 категории:

электромеханические реле;
электронные импульсные реле.

Электромеханические

Этот тип устройств потребляет электроэнергию только в момент срабатывания. Механизм блокировки обеспечивает высокую надежность и экономит электричество. Система работает неплохо: имеется в виду защита от колебаний в сети, которые приводят к ложным срабатываниям.

В основе конструкции: катушка, контакты, механизм с кнопками для включения-выключения.

Реле электромеханического типа считаются более надежными и удобными в использовании, так как не боятся помех. Плюс, к ним нет высоких требований для места установки.

Электронные

Электронные импульсные реле имеют характерную особенность: они используют микроконтроллеры. Благодаря этому в них присутствует расширенный функционал. К примеру, такие устройства позволяют добавлять таймер. Другие дополнительные функции помогают в построении сложных систем освещения.

В основе конструкции: электромагнитная катушка, микроконтроллеры, полупроводниковые ключи.

Электронные реле популярнее других типов благодаря функционалу и разнообразию, которое можно к ним добавить: можно создавать изделия для освещения любой сложности. Также возможно подбирать их под любое напряжение – 12 вольт, 24, 130, 220. В зависимости от установки такие реле могут быть DIN-стандартными (для электрощитов) и обычными (с другими способами монтирования).

Основные технические характеристики

Реле можно классифицировать по следующим параметрам, в зависимости от назначения и области применения:

Электромагнитные реле можно еще разделить по времени срабатывания. У такого устройства присутствует такой параметр, как долгая задержка – более 1 секунды, с возможностью настройки. Далее идут замедленные – 0,15 секунд, нормальные – 0,05 секунд, быстродействующие, самые быстрые безинерционные – менее 0,001 секунды.

Другими техническими характеристиками импульсного реле могут быть:

максимальная нагрузка лампами накаливания;
количество и тип контактов;
диапазон рабочих температур;
относительная влажность воздуха;
и др.

Схемы подключения

Импульсное реле очень часто используется с подключением нескольких выключателей с пружинным возвратом кнопки. Подключаться они должны параллельно друг к другу по всем требованиям.

Для организации схемы управления освещением следует подключить силовой провод к бистабильному реле. А выключатели между собой соединяются посредством проводка. Благодаря этому в дальнейшем есть возможность обесточить всю сеть, используя всего один выключатель.

Данный вариант популярен, так как упрощается монтаж. При этом надо рассчитывать характеристики точно: к примеру, поддержку светодиодной подсветки кнопок, чтобы сеть полноценно функционировала.

Чтобы было удобнее, можно проверять маркировку. Производители используют такие обозначения, как:

А1-А2 – контакты катушки;
1-2 (или другие цифры) – количество контактов, замыкающихся или размыкающихся при работе бистабильного реле;
ON-OFF – маркировка контактов, которые переводят реле в состояние выключения или включения (используется при монтаже центрального управления).

СПРАВКА! Как правило, используется реле 220 вольт для подключения к силовому щиту. В этом случае к контактам подключаются кабели, и в дальнейшем управление выполняется через импульсное реле. А отдельные выключатели во всей системе освещения соединены проводками.

Достоинства и недостатки

Основные типы реле обладают множеством достоинств над полупроводниковыми ключами, такими как:

относительно низкая стоимость (благодаря недорогим составляющим);
присутствует мощная изоляция между катушкой и контактной группой;
не подвержены вредному влиянию перенапряжения, помехам молний, коммутации мощных электрических установок;
есть управление линиями с нагрузкой до 0,4 кВ (при малом объеме устройства).

Дополнительный плюс – отсутствие проблемы охлаждения и безвредность для атмосферы. Например, при замыкании с током в 10 А в реле по катушке распределяется меньше, чем 0,5 Вт. В сравнении с электронными аналогами данное значение выше 15 Вт.

Недостатки импульсного реле:

износ, а также проблемы коммутации индуктивных нагрузок и высоких напряжений (если ток постоянный);
при включении и выключении цепи происходят радиопомехи, поэтому требуется экранирование;
относительно долгий период времени срабатывания.

Серьезным минусом можно считать непрерывный износ при коммутации (деформация пружин, окисление контактов, например).

Однако стоит уточнить, что при использовании именно электронных реле, есть такие плюсы как: безопасность, хорошая скорость подключения, доступность на рынке, бесшумная работа, расширенный функционал. А среди минусов: перегрев при коммутации больших токов, нарушение работы при сбоях в электросети, сопротивление в закрытом положении и др.

Для того, чтобы сделать использование бытовой техники удобней и комфортней, производители разрабатывают новые технологии и устройства. Современные приспособления позволяют дистанционно управлять электрооборудованием. Одним из таких устройств является импульсное реле. Оно способно заменить большое количество проводов и кабелей одним простым устройством.

Импульсное реле BIS-403

Импульсное реле может участвовать в конструкции автоматизации управления системами, что упрощает работу обслуживающего персонала.

Где применять импульсное реле

Устройство применяется для различных целей. Одни экземпляры работают на тепловых и атомных подстанциях, некоторые приборы нашли свое применение в бытовых условиях. Очень востребованы импульсное реле в железнодорожной области, его используют для принятия импульсов рельсовых сетей, которые ведут контроль над рельсовыми путями.

Приспособление применяется для автоматизации различных производств в области телемеханики.

При помощи данных устройств создают управление освещением. Данные устройства имеют хороший функционал, вследствие этого их можно эксплуатировать в автоматических системах управления. Благодаря этому с их помощью, возможно, вести управление не одной группой освещения.

В быту можно также организовать централизованное регулирование света в доме. При этом появиться возможность, выключая одну кнопку, гасить все осветительные приборы в доме.

Импульсное реле можно использовать на этажных пролетах, лестничных клетках, также обеспечивая управление осветительными приборами для экономии электроэнергии.

Реле применяется не только для того, чтобы сделать жизнь комфортнее, оно может использоваться также с целью безопасности. Для запускания производственного процесса необходимо включить электрооборудование с высокой мощностью. Импульсное реле позволяет это сделать дистанционно на расстоянии, при этом защищая оператора от высоких токов.

Принцип работы импульсного реле

Принцип действия импульсного реле основан на замыкании и разрывании электрической цепи, посредством процессов, воздействующих на него.

Устройство импульсного реле

Конструкция включает катушку, управляющую механизмом для замыкания и размыкания контактных элементов. После подачи импульса на катушку, выключатель остается в прежнем положении до следующего воздействия импульса.

Устройство, которое регулирует освещение, работает в сетях, имеющих переменный ток и напряжение 220 Вольт. При этом управление происходит из различных мест. Для работы реле не требуется подачи напряжение, достаточно лишь подачи импульса, то есть кратковременного напряжения. Для осуществления запуска реле необходимы выключатели, которые оснащены возвратной пружиной и не имеют фиксации.

Импульсное реле подразделяются на два основных вида: электронное и электромеханическое. Различия их состоят в принципе работы, а также крепление их осуществляется по-разному.

Реле электронного типа имеют релейный выход или полупроводниковый ключ. Основным элементом конструкции является микроконтроллер, который контролирует коммутацию нагрузки и сигнальный вход.

В конструкцию электромеханического реле входит катушка регулирования, а также контактные соединения, которые замыкают и размыкают контакты.

Положительные и отрицательные черты отличаются в зависимости от вида индуктивного реле. Из вышеперечисленного следует, что реле делятся на два вида: электромеханические и электронные.

Импульсное реле BIS-402

Электромеханические реле имеют следующие преимущества. Они очень надежные в использовании, также имеют отличную переносимость высоких напряжений электрической сети.

Минусами таких моделей могут послужить: неимение индикации расположения контактов; выполнение одной и той же функции.

Преимуществами электронных реле являются:

безопасное их использование;
большие возможности управления электрическими цепями;
в конструкцию входят индикаторные светодиоды;
хорошая производительность в сфере регулирования осветительными приборами;
в устройство можно вмонтировать дополнительные приспособления.

Значительным плюсом электронного типа реле является способность выполнять несколько функций.

Минусами такого реле могут выступить: реагирование на высокие импульсы; восприимчивость к величине напряжения; помехи в электросети могут вызвать ложные срабатывания реле.

По сравнению с электронными типами электромеханические реле пользуются большой популярностью среди потребителей благодаря своей надежности и удобством в применении. Работа электронного устройства требует дополнительный источник питания, при этом должны всегда присутствовать фаза и ноль. Помимо этого они имеют пониженную защищенность от помех.

Одновременно с этим установка импульсного реле – недорогой процесс, так как для его монтажа не требуется силового кабеля. При этом не будет затрачено много сил и финансовых вложений.

На устройство нанесена маркировка, которая помогает узнать информацию об устройстве.

В первую очередь указывается наименование изделия. Например, РЭП 26. 26 это серийный номер. Далее указывается разновидность контактов и их число. Следом за этим наносится класс износостойкости.
Кроме этого маркировка реле включает в себя: конструктивные особенности по способу монтажа и подсоединения проводов; вспомогательные элементы устройства; климатическая область согласно Госту 15150.

Указывается: вид тока; тип возврата реле; тип катушки; величина токовой характеристики и напряжения; степень защиты устройства.

Климатические условия могут быть обозначены буквой О для теплых и общеклиматических районов, буква У для холодного и умеренного климата.

Читайте также: