Rơle xung để điều khiển ánh sáng: cách thức hoạt động, loại, dấu hiệu và kết nối

Để đáp ứng yêu cầu chiếu sáng hiện đại cho các căn hộ, văn phòng và doanh nghiệp, hệ thống điện khí hóa phức hợp được sử dụng. Khi thiết kế chúng, một số thiết bị được sử dụng để giải quyết các vấn đề riêng lẻ không ngừng được cải tiến.

Do đó, rơle xung để điều khiển ánh sáng từ nhiều nơi bắt đầu được sử dụng tương đối gần đây. Nó đang dần thay thế các mạch tiêu chuẩn bằng các công tắc chuyển tiếp.

Rơle xung có thể được sử dụng ở đâu?

Việc đưa thiết bị này vào sử dụng trong gia đình được giải thích là do sự tiện lợi đơn giản. Rốt cuộc, nó cho phép bạn điều khiển ánh sáng từ ít nhất hai điểm.

Trong một căn hộ, đây có thể là một phòng ngủ, nơi công tắc bật ở lối vào và công tắc tắt ở cạnh giường. Trong văn phòng có hành lang dài, cầu thang và phòng hội nghị lớn.

Việc sử dụng hai công tắc để chiếu sáng cầu thang đã trở thành một điều cần thiết. Đã bật đèn ở tầng trệt, việc tắt nó bằng công tắc thứ hai ở tầng trên là khá hợp lý

Nhiệm vụ điều khiển ba vị trí có thể được xử lý bằng cách truyền qua và công tắc chéo. Phương án này vẫn được sử dụng rộng rãi. Nhưng nó cũng có những nhược điểm rõ ràng.

Thứ nhất, đây là một hệ thống lắp đặt khá phức tạp, trong đó điện đi qua cầu dao chính, hộp phân phối, các công tắc và sau đó đến đèn chiếu sáng.Khi cài đặt thường xuyên xảy ra lỗi. Nếu cần nhiều hơn ba vị trí điều khiển thì sơ đồ sẽ trở nên phức tạp hơn.

Sơ đồ cho thấy rõ sự tắc nghẽn của dây: từ công tắc đầu tiên - năm, từ công tắc thứ hai - sáu, từ đèn nền thứ nhất và thứ hai - mỗi dây ba dây cáp

Thứ hai, tất cả các dây đều có cùng tiết diện vì chúng sử dụng cùng một điện áp, điều này ảnh hưởng đến chi phí chung. Chúng cũng bao gồm giá của các thiết bị chuyển mạch chuyển tiếp, cao hơn nhiều lần so với giá thành của các thiết bị chuyển mạch thông thường.

Nhưng nhu cầu sử dụng rơle xung không chỉ vì lý do thoải mái. Nó cũng được sử dụng để báo hiệu và bảo vệ.

Ví dụ, tại một doanh nghiệp công nghiệp, để bắt đầu các quy trình sản xuất đòi hỏi năng lượng điện cao, thiết bị này cho phép bạn bảo vệ người vận hành. Vì nó hoạt động bằng dòng điện áp thấp hoặc được điều khiển hoàn toàn từ xa.

Thiết bị và nguyên lý hoạt động

Theo nghĩa chung của từ này, rơle là một cơ cấu điện đóng hoặc ngắt mạch điện dựa trên một số thông số điện hoặc các thông số khác ảnh hưởng đến nó.

Thiết kế không chuyển đổi của nó được phát minh vào năm 1831 bởi J. Henry. Và hai năm sau, họ bắt đầu sử dụng S. Morse để đảm bảo hoạt động của điện báo.

Hai nhóm chính có thể được phân biệt: cơ điện và điện tử. Ở loại thiết bị đầu tiên, công việc được thực hiện theo cơ chế, còn ở loại thiết bị thứ hai, bảng mạch in với bộ vi điều khiển chịu trách nhiệm cho mọi việc. Thật thuận tiện khi xem xét hoạt động của nó bằng ví dụ về rơle cơ điện, đó là rơle xung.

Khi chọn chế độ vận hành rơle, bạn phải được hướng dẫn bởi tần số bật, loại và cường độ dòng điện cũng như tính chất của tải đang được thử nghiệm.

Về mặt cấu trúc, nó có thể được biểu diễn như sau:

1. Xôn xao - Đây là loại dây đồng được quấn trên đế làm bằng vật liệu không nhiễm từ. Nó có thể được cách nhiệt bằng vải hoặc phủ một lớp sơn bóng không cho dòng điện đi qua.
2. Cốt lõi, chứa sắt và được kích hoạt bằng cách cho dòng điện chạy qua các vòng dây.
3. Neo di chuyển - đây là một tấm được gắn vào phần ứng và tác động đến các tiếp điểm đóng.
4. Hệ thống liên lạc - trực tiếp chuyển đổi trạng thái của mạch.

Hoạt động của rơle dựa trên hiện tượng lực điện từ. Nó xuất hiện trong lõi sắt từ của cuộn dây khi có dòng điện chạy qua nó. Cuộn dây trong trường hợp này là một thiết bị rút lại.

Lõi trong nó được kết nối với một phần ứng di động, phần ứng này sẽ kích hoạt các tiếp điểm nguồn, thực hiện chuyển mạch. Chúng có thể thuộc loại thường mở/thường đóng. Đôi khi một khối liên lạc có thể chứa cả loại kết nối mở và đóng.

Khi mạch được bật, cơ chế sẽ cố định vị trí này, vị trí này sẽ thay đổi khi đặt xung trở lại và được cố định lại cho đến lần thay đổi tiếp theo

Một điện trở bổ sung có thể được kết nối với cuộn dây, giúp tăng độ chính xác khi vận hành, cũng như một diode bán dẫn, giúp hạn chế quá điện áp trên cuộn dây. Ngoài ra, thiết kế có thể chứa một tụ điện được lắp song song với các tiếp điểm để giảm tia lửa điện.

Hoạt động của thiết bị có thể được thể hiện rõ ràng hơn bằng cách chia nó thành nhiều khối:

• biểu diễn – đây là nhóm tiếp điểm đóng/mở mạch điện;
• trung cấp – cuộn dây, lõi và phần ứng chuyển động kích hoạt bộ phận thực thi;
• giám đốc – trong rơle này chuyển đổi tín hiệu điện thành từ trường.

Vì cần một xung điện để chuyển đổi vị trí của các tiếp điểm nên chúng ta có thể kết luận rằng các thiết bị này chỉ tiêu thụ điện áp tại thời điểm chuyển đổi. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể, không giống như các công tắc truyền qua thông thường.

Loại rơle xung thứ hai là loại điện tử. Bộ vi điều khiển chịu trách nhiệm cho hoạt động của nó. Khối trung gian ở đây là một cuộn dây hoặc một công tắc bán dẫn. Việc sử dụng các phần tử như bộ điều khiển logic khả trình trong mạch giúp có thể bổ sung cho rơle, chẳng hạn như bộ hẹn giờ.

Loại thiết bị này không có bộ phận chuyển động cơ học. Công việc được thực hiện bởi một cảm biến nhận biết tín hiệu điều khiển và các thiết bị điện tử thể rắn chuyển mạch

Các loại, ghi nhãn và lợi ích

Các loại rơle xung chính là cơ điện và điện tử. Ngược lại, cơ điện được phân loại theo nguyên lý hoạt động của chúng.

Các loại thiết bị xung

Điều này có nghĩa là việc chuyển đổi các tiếp điểm nguồn có thể được thực hiện bằng các lực khác ngoài lực của nam châm.

Chúng được chia thành:

• điện từ;
• hướng dẫn;
• điện từ;
• điện động lực học.

Các thiết bị điện từ trong hệ thống tự động hóa được sử dụng thường xuyên hơn các thiết bị khác. Chúng khá đáng tin cậy do phương pháp hoạt động đơn giản dựa trên tác động của lực điện từ trong lõi sắt từ, với điều kiện là có dòng điện trong cuộn dây.

Tác động đến danh bạ rơle điện từ được thực hiện bởi một khung, được lõi thu hút ở một vị trí và quay trở lại vị trí thứ hai bằng một lò xo.

Neo, tức làmột tấm có từ tính bị hút bởi một nam châm điện, đó là một sợi dây đồng quấn trên một cuộn dây có ách

Cảm ứng có nguyên lý hoạt động dựa trên sự tiếp xúc của dòng điện xoay chiều có từ thông cảm ứng với chính từ thông đó. Sự tương tác này tạo ra mô-men xoắn làm di chuyển một đĩa đồng nằm giữa hai nam châm điện. Xoay, nó đóng và mở danh bạ.

Hoạt động của thiết bị điện từ được thực hiện nhờ sự tương tác của dòng điện trong khung quay với từ trường do nam châm vĩnh cửu tạo ra. Việc đóng/ngắt các tiếp điểm được điều khiển bằng cách quay của nó.

Những rơle này rất nhạy cảm với loại của chúng. Tuy nhiên, chúng không được sử dụng rộng rãi do thời gian phản hồi 0,1-0,2 giây, được coi là dài.

Rơle điện động hoạt động nhờ lực sinh ra giữa cuộn dây chuyển động và cuộn dây cố định. Phương pháp đóng các tiếp điểm cũng giống như trong thiết bị điện từ. Sự khác biệt duy nhất là cảm ứng trong khe làm việc được tạo ra bằng điện từ.

Các mẫu điện tử có thiết kế gần như giống hệt với các mẫu cơ điện. Chúng có cùng các khối: thực thi, trung gian và kiểm soát. Sự khác biệt duy nhất là sau này. Việc chuyển mạch được điều khiển bởi một diode bán dẫn như một phần của bộ vi điều khiển trên bảng mạch in.

Các bóng bán dẫn và thyristor đóng vai trò là chất bán dẫn trong thiết bị này. Mặc dù chúng có thể chịu được các điều kiện rung và bụi khắc nghiệt nhưng chúng dễ bị quá tải dòng điện và điện áp ngắn

Loại rơle này được trang bị thêm các mô-đun.Ví dụ: bộ hẹn giờ cho phép bạn chạy chương trình điều khiển ánh sáng sau một khoảng thời gian nhất định. Điều này thuận tiện cho việc tiết kiệm năng lượng khi không cần vận hành thiết bị. Nếu cần, bạn có thể tắt đèn bằng cách nhấn nút hai lần.

Ưu điểm và nhược điểm của các loại rơle chính

Khác với các thiết bị chuyển mạch bán dẫn, thiết bị chuyển mạch cơ điện có những ưu điểm sau:

1. Chi phí tương đối thấp do các thành phần rẻ tiền.
2. Một lượng nhiệt nhỏ được tạo ra ở các tiếp điểm chuyển mạch do sụt áp thấp.
3. Sự hiện diện của lớp cách điện mạnh 5 kV giữa cuộn dây và nhóm tiếp điểm.
4. Không chịu tác động có hại của xung quá điện áp, nhiễu từ sét hoặc quá trình chuyển mạch của hệ thống lắp đặt điện mạnh mẽ.
5. Điều khiển đường dây có tải lên tới 0,4 kV với khối lượng thiết bị nhỏ.

Khi đóng mạch với dòng điện 10 A trong rơle âm lượng nhỏ, dòng điện nhỏ hơn 0,5 W được phân bổ trên cuộn dây. Trong khi trên các thiết bị tương tự điện tử, con số này có thể lớn hơn 15 W. Nhờ đó, không có vấn đề làm mát và gây hại cho bầu không khí.

Nhược điểm của chúng bao gồm:

1. Hao mòn và các vấn đề khi chuyển đổi tải cảm ứng và điện áp cao bằng dòng điện một chiều.
2. Việc bật và tắt mạch đi kèm với việc tạo ra nhiễu sóng vô tuyến. Điều này đòi hỏi phải lắp đặt tấm chắn hoặc tăng khoảng cách đến thiết bị bị nhiễu.
3. Thời gian phản hồi tương đối dài.

Một nhược điểm khác là sự hao mòn cơ và điện liên tục trong quá trình chuyển mạch. Chúng bao gồm quá trình oxy hóa các tiếp điểm và hư hỏng của chúng do phóng tia lửa điện, biến dạng của khối lò xo.

Trong quá trình cài đặt, cần lưu ý rằng phiên bản cơ điện của công tắc tơ có thể không hoạt động chính xác nếu nó ở vị trí nằm ngang

Không giống như rơle điện cơ, rơle điện tử điều khiển bộ phận trung gian thông qua bộ vi điều khiển.

Những ưu điểm và nhược điểm của thiết bị điện tử có thể được phân tích bằng ví dụ về các thiết bị của công ty F&F so với thương hiệu ABB, công ty sản xuất cơ khí.

Ưu điểm của loại công tắc đầu tiên bao gồm:

• bảo mật cao hơn;
• tốc độ chuyển mạch cao;
• sẵn có trên thị trường;
• chỉ báo cảnh báo về chế độ vận hành;
• chức năng nâng cao;
• hoạt động im lặng.

Ngoài ra, lợi thế không thể chối cãi nằm ở một số tùy chọn cài đặt - có thể cài đặt không chỉ trên đường ray DIN của bảng điều khiển mà còn ở hộp ổ cắm.

Nhược điểm của thiết bị điện tử F&F so với cơ khí ABB:

• gián đoạn công việc do mất điện;
• quá nóng khi chuyển dòng điện cao;
• “trục trặc” có thể xảy ra mà không có lý do rõ ràng;
• tắt thiết bị khi mất điện ngắn hạn;
• điện trở cao ở vị trí đóng;
• một số rơle chỉ hoạt động trên dòng điện một chiều;
• Mạch bán dẫn không cho dòng điện quay trở lại hướng bình thường ngay lập tức.

Bất chấp những thiếu sót này, các công tắc điện tử vẫn không ngừng phát triển và do tiềm năng chức năng lớn hơn so với các công tắc cơ điện nên việc sử dụng chúng chủ yếu được mong đợi.

Để tránh nhầm lẫn, nhà sản xuất cung cấp đặc tính chi tiết nhất của sản phẩm trong catalog của cửa hàng và trong bảng thông số kỹ thuật của thiết bị

Các thông số đặc trưng chính

Tùy thuộc vào mục đích và lĩnh vực ứng dụng, rơle có thể được phân loại theo một số tiêu chí:

• hệ số hoàn trả - tỷ số giữa giá trị dòng điện đầu ra phần ứng và dòng điện rút lại;
• sản lượng hiện tại - giá trị lớn nhất của nó trong các kẹp cuộn dây khi phần ứng thoát ra ngoài;
• dòng điện kéo vào - chỉ thị nhỏ nhất của nó trong kẹp cuộn dây khi phần ứng trở về vị trí ban đầu;
• điểm đặt - mức giá trị đáp ứng trong giới hạn quy định được đặt trong rơle;
• giá trị kích hoạt – giá trị của tín hiệu đầu vào mà thiết bị tự động phản hồi;
• giá trị danh nghĩai – điện áp, dòng điện và các đại lượng khác làm cơ sở cho hoạt động của rơle.

Các thiết bị điện từ cũng có thể được chia theo thời gian đáp ứng. Độ trễ dài nhất đối với rơle thời gian là hơn 1 giây, với khả năng định cấu hình tham số này. Sau đó là chậm - 0,15 giây, bình thường - 0,05 giây, nhanh - 0,05 giây. Và những cái không có quán tính nhanh nhất là dưới 0,001 giây.

Giải mã nhãn sản phẩm

Mã đánh dấu công tắc tơ thường có thể được tìm thấy trong danh mục cửa hàng và trên chính thiết bị. Nó cung cấp một mô tả đầy đủ về các tính năng thiết kế, mục đích và điều kiện sử dụng của chúng.

Thành phần của ký hiệu có thể được nhìn thấy trên rơle trung gian điện từ REP-26. Nó được sử dụng trong các mạch điện xoay chiều lên đến 380 V và DC lên đến 220 V.

Để hiểu được các dấu hiệu, bạn cần chia dòng chữ thành các khối và sử dụng các bảng mô tả có thể tìm thấy trong sách tham khảo chuyên ngành.

Ký hiệu sản phẩm trong cửa hàng có thể trông như sau: REP 26-004A526042-40UHL4.

REP 26 – ХХХ Х Х ХХ ХХ Х – 40ХХХ4. Loại ký hiệu này có thể được phân tích như sau:

• 26 – số sê-ri;
• XXX – loại liên hệ và số của họ;
• X - cấp chống mài mòn của chuyển mạch;
• X - loại cuộn dây chuyển mạch, loại trở về rơle và loại dòng điện;
• XX – thiết kế theo phương pháp lắp đặt và đấu nối dây dẫn;
• ХХ – giá trị dòng điện hoặc điện áp cuộn dây;
• X – các phần tử kết cấu bổ sung;
• 40 – mức độ bảo vệ theo tiêu chuẩn IP hoặc GOST 14254;
• ХХХ4 - vùng khí hậu áp dụng theo GOST 15150.

Thiết kế khí hậu có thể là: UHL - dành cho khí hậu lạnh và ôn đới hoặc O - dành cho thiết kế khí hậu nhiệt đới hoặc khí hậu chung.

Theo bảng chỉ định đặc biệt, thiết bị được đề cập là rơle trung gian điện từ, với bốn tiếp điểm chuyển mạch, điện trở chuyển mạch loại A, sử dụng dòng điện một chiều. Nó có một ổ cắm gắn với các tấm mỏng để hàn các dây dẫn bên ngoài, một cuộn dây 24 V và một bộ điều khiển thủ công.

Một số loại sơ đồ kết nối

Có một số tùy chọn cài đặt, mỗi tùy chọn đều có đặc điểm, ưu điểm và nhược điểm riêng.

Việc chỉ định các tiếp điểm rơle RIO-1 có ý nghĩa như sau:

• N – dây trung tính;
• Y1 – cho phép nhập liệu;
• Y2 – đầu vào tắt máy;
• Y – đầu vào bật/tắt;
• 11-14 – tiếp điểm chuyển mạch loại thường mở.

Những ký hiệu này được sử dụng trên hầu hết các kiểu rơle, nhưng trước khi kết nối với mạch, bạn nên tự làm quen với chúng trong bảng dữ liệu sản phẩm.

Mạch điện khí hóa được trình bày được sử dụng để điều khiển ánh sáng từ ba nơi bằng cách sử dụng rơle và ba công tắc nút nhấn mà không cần cố định vị trí

Trong mạch này, các tiếp điểm rơle nguồn sử dụng dòng điện 16 A. Bảo vệ mạch điều khiển và hệ thống chiếu sáng được thực hiện bằng máy cắt 10 A.Do đó, dây có đường kính ít nhất là 1,5 mm².

Việc kết nối các công tắc nút nhấn được thực hiện song song. Dây màu đỏ là pha, nó đi qua cả 3 công tắc nút nhấn đến tiếp điểm nguồn 11. Dây màu cam là pha chuyển mạch, đến đầu vào Y. Sau đó nó rời khỏi cực 14 và đi đến các bóng đèn. Dây trung tính từ xe buýt được nối với đầu N và với đèn.

Nếu ban đầu đèn được bật, thì khi bạn nhấn bất kỳ công tắc nào, đèn sẽ tắt - sẽ xảy ra sự chuyển đổi ngắn hạn của dây pha sang cực Y và các tiếp điểm 11-14 sẽ mở. Điều tương tự sẽ xảy ra vào lần tiếp theo bạn nhấn bất kỳ công tắc nào khác. Nhưng chân 11-14 sẽ thay đổi vị trí và đèn sẽ sáng.

Ưu điểm của mạch trên so với các công tắc chuyển mạch và chuyển mạch chéo là rõ ràng. Tuy nhiên, với hiện tượng đoản mạch, việc phát hiện hư hỏng sẽ gây ra một số khó khăn, không giống như phương án tiếp theo.

Sơ đồ này sẽ tiết kiệm dây vì tiết diện của cáp điều khiển có thể giảm xuống 0,5 mm². Tuy nhiên, bạn sẽ phải mua một thiết bị bảo vệ thứ hai

Đây là một tùy chọn kết nối ít phổ biến hơn. Nó giống như cái trước, nhưng mạch điều khiển và chiếu sáng có bộ ngắt mạch riêng tương ứng là 6 và 10 A. Điều này làm cho việc xác định lỗi dễ dàng hơn.

Nếu cần điều khiển một số nhóm chiếu sáng bằng một rơle riêng thì mạch sẽ được sửa đổi một chút.

Phương thức kết nối này thuận tiện khi sử dụng để bật tắt đèn trong toàn bộ nhóm. Ví dụ, tắt ngay đèn chùm đa tầng hoặc ánh sáng của tất cả các nơi làm việc trong xưởng

Một lựa chọn khác để sử dụng rơle xung là hệ thống điều khiển tập trung.

Sơ đồ này thuận tiện vì bạn có thể tắt tất cả ánh sáng bằng một nút bấm khi rời khỏi nhà. Và khi bạn quay lại, hãy bật nó lên theo cách tương tự

Hai công tắc được thêm vào mạch này để đóng và ngắt mạch. Nút đầu tiên chỉ có thể bật nhóm đèn. Trong trường hợp này, pha từ công tắc “BẬT” sẽ đến cực Y1 của mỗi rơle và các tiếp điểm 11-14 sẽ đóng.

Công tắc hành trình hoạt động tương tự như công tắc đầu tiên. Nhưng việc chuyển mạch được thực hiện trên các cực Y2 của mỗi công tắc và các tiếp điểm của nó chiếm vị trí ngắt mạch.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Tài liệu video kể về thiết bị, hoạt động, ứng dụng và lịch sử tạo ra loại thiết bị này:

Câu chuyện sau đây mô tả chi tiết nguyên lý hoạt động của rơle bán dẫn hoặc rơle điện tử:

Việc sử dụng rơle xung ngày càng được sử dụng nhiều trong các hệ thống điện khí hóa hiện đại. Nhu cầu ngày càng tăng về chức năng và tính linh hoạt trong điều khiển ánh sáng, tiết kiệm vật liệu và an toàn tạo động lực không ngừng cho việc cải tiến công tắc tơ.

Chúng được giảm kích thước, đơn giản hóa trong thiết kế, tăng độ tin cậy. Và việc sử dụng các công nghệ mới về cơ bản là trọng tâm của công việc cho phép chúng được sử dụng trong điều kiện khắc nghiệt của các ngành công nghiệp bụi bặm, rung động, từ trường và độ ẩm.

Vui lòng viết bình luận vào khối bên dưới. Đặt câu hỏi, chia sẻ thông tin hữu ích về chủ đề của bài viết sẽ hữu ích cho khách truy cập trang web. Hãy cho chúng tôi biết về cách bạn đã chọn và lắp đặt công tắc xung lực.