Impulsrelais zur Lichtsteuerung: Funktionsweise, Typen, Markierungen und Anschlüsse

Um moderne Beleuchtungsanforderungen für Wohnungen, Büros und Unternehmen zu erfüllen, werden komplexe Elektrifizierungssysteme eingesetzt. Bei der Gestaltung werden eine Reihe von Geräten zur Lösung individueller Probleme eingesetzt, die ständig verbessert werden.

So wird seit relativ kurzer Zeit ein Impulsrelais zur Steuerung der Beleuchtung von mehreren Orten aus eingesetzt. Standardschaltkreise werden nach und nach durch Durchgangsschalter ersetzt.

Wo kann ein Impulsrelais eingesetzt werden?

Die Einführung dieses Geräts in den Hausgebrauch erklärt sich aus einfacher Bequemlichkeit. Schließlich ermöglicht es Ihnen, die Beleuchtung von mindestens zwei Punkten aus zu steuern.

In einer Wohnung könnte dies ein Schlafzimmer sein, in dem sich der Ein-Schalter am Eingang und der Aus-Schalter neben dem Bett befindet. In Büros gibt es lange Flure, Treppen und große Konferenzräume.

Die Verwendung von zwei Schaltern zur Beleuchtung der Treppe ist zu einer Notwendigkeit geworden. Nachdem man das Licht im Erdgeschoss eingeschaltet hat, ist es ganz logisch, es mit dem zweiten Schalter im Obergeschoss auszuschalten

Die Aufgabe der Dreipunktregelung kann durch Durchreiche und übernommen werden Kreuzschalter. Dieses Schema wird immer noch häufig verwendet. Aber es hat auch offensichtliche Mängel.

Erstens handelt es sich hierbei um ein ziemlich komplexes System, bei dem der Strom durch den Hauptleistungsschalter, den Verteilerkasten, die Schalter selbst und dann zu den Beleuchtungslampen geleitet wird.Bei der Installation treten häufig Fehler auf. Werden mehr als drei Kontrollplätze benötigt, wird das Schema komplizierter.

Das Diagramm zeigt deutlich die Überlastung mit Kabeln: vom ersten Schalter – fünf, vom zweiten – sechs, von der ersten und zweiten Hintergrundbeleuchtung – jeweils drei Kabel

Zweitens haben alle Drähte den gleichen Querschnitt, da sie die gleiche Spannung verwenden, was sich auf die Gesamtkosten auswirkt. Dazu gehört auch der Preis von Durchgangsschaltern, der um ein Vielfaches höher ist als die Kosten herkömmlicher Schalter.

Der Einsatz eines Impulsrelais ist aber nicht nur aus Komfortgründen notwendig. Es wird auch zur Signalisierung und zum Schutz verwendet.

Wenn beispielsweise in einem Industrieunternehmen Produktionsprozesse gestartet werden sollen, die eine hohe elektrische Leistung erfordern, können Sie mit diesem Gerät den Bediener schützen. Da es mit Niederspannungsströmen betrieben wird oder komplett ferngesteuert wird.

Gerät und Funktionsprinzip

Im allgemeinen Sinne des Wortes ist ein Relais ein elektrischer Mechanismus, der einen Stromkreis basierend auf bestimmten elektrischen oder anderen Parametern, die ihn beeinflussen, schließt oder unterbricht.

Sein nicht schaltendes Design wurde bereits 1831 von J. Henry erfunden. Und zwei Jahre später begannen sie, S. Morse zu nutzen, um das Funktionieren des Telegraphen sicherzustellen.

Es lassen sich zwei Hauptgruppen unterscheiden: elektromechanische und elektronische. Beim ersten Gerätetyp übernimmt ein Mechanismus die Arbeit, beim zweiten ist eine Leiterplatte mit Mikrocontroller für alles zuständig. Es ist zweckmäßig, seine Funktionsweise am Beispiel eines elektromechanischen Relais zu betrachten, bei dem es sich um ein Impulsrelais handelt.

Bei der Auswahl einer Relaisbetriebsart müssen Sie sich an der Einschalthäufigkeit, der Art und Größe des Stroms sowie der Art der zu prüfenden Lasten orientieren.

Strukturell lässt es sich wie folgt darstellen:

1. Spule - Dies ist ein Kupferdraht, der auf eine Basis aus nichtmagnetischem Material gewickelt ist. Es kann mit Stoff isoliert oder mit Lack beschichtet werden, der keinen Strom durchlässt.
2. Kern, enthält Eisen und wird durch den Durchgang von elektrischem Strom durch die Windungen der Spule aktiviert.
3. Beweglicher Anker - Dabei handelt es sich um eine Platte, die am Anker befestigt wird und auf die Schließkontakte wirkt.
4. Kontaktsystem – Schalten Sie den Zustand des Stromkreises direkt um.

Die Funktionsweise eines Relais basiert auf dem Phänomen der elektromagnetischen Kraft. Es erscheint im ferromagnetischen Kern der Spule, wenn Strom durch ihn fließt. Die Spule ist in diesem Fall eine Retraktorvorrichtung.

Der Kern darin ist mit einem beweglichen Anker verbunden, der die Leistungskontakte aktiviert und so das Schalten ausführt. Sie können vom Typ „normalerweise offen“ oder „normalerweise geschlossen“ sein. Manchmal kann ein Kontaktblock sowohl offene als auch geschlossene Verbindungstypen enthalten.

Beim Einschalten des Stromkreises fixiert der Mechanismus diese Position, die sich bei erneutem Anlegen des Impulses ändert und bis zur nächsten Änderung wieder fixiert wird

An die Spule kann ein zusätzlicher Widerstand angeschlossen werden, der die Betriebsgenauigkeit erhöht, sowie eine Halbleiterdiode, die die Überspannung an der Wicklung begrenzt. Darüber hinaus kann das Design einen parallel zu den Kontakten installierten Kondensator enthalten, um Funkenbildung zu reduzieren.

Durch die Aufteilung in mehrere Blöcke lässt sich die Funktionsweise des Gerätes übersichtlicher darstellen:

• durchführen – Dies ist eine Kontaktgruppe, die einen Stromkreis schließt/öffnet;
• dazwischenliegend – Spule, Kern und beweglicher Anker aktivieren die Ausführungseinheit;
• Manager – Dieses Relais wandelt ein elektrisches Signal in ein magnetisches Feld um.

Da zum Umschalten der Kontaktposition ein einziger elektrischer Impuls erforderlich ist, können wir daraus schließen, dass diese Geräte nur im Moment des Umschaltens Spannung verbrauchen. Dadurch wird im Vergleich zu herkömmlichen Durchgangsschaltern deutlich Energie gespart.

Der zweite Typ von Impulsrelais ist der elektronische Typ. Der Mikrocontroller ist für seinen Betrieb verantwortlich. Der Zwischenblock ist hier eine Spule oder ein Halbleiterschalter. Durch den Einsatz von Elementen wie speicherprogrammierbaren Steuerungen in der Schaltung ist es möglich, das Relais beispielsweise um einen Timer zu ergänzen.

Dieser Gerätetyp verfügt über keine mechanisch beweglichen Elemente. Die Arbeit übernimmt ein Sensor, der das Steuersignal erkennt, und eine Halbleiterelektronik, die den Stromkreis schaltet

Typen, Kennzeichnung und Vorteile

Die Haupttypen von Impulsrelais sind elektromechanische und elektronische. Elektromechanische wiederum werden nach ihrem Funktionsprinzip klassifiziert.

Arten von Pulsgeräten

Dies bedeutet, dass das Schalten von Leistungskontakten durch andere Kräfte als die Kraft des Magneten erfolgen kann.

Sie sind unterteilt in:

• elektromagnetisch;
• Induktion;
• magnetoelektrisch;
• Elektrodynamisch.

Elektromagnetische Geräte werden in Automatisierungssystemen häufiger eingesetzt als andere. Sie sind aufgrund einer einfachen Funktionsweise, die auf der Wirkung elektromagnetischer Kräfte in einem ferromagnetischen Kern basiert, recht zuverlässig, vorausgesetzt, dass Strom in der Spule vorhanden ist.

Auswirkungen auf Kontakte elektromagnetische relais erfolgt durch einen Rahmen, der vom Kern in eine Position gezogen und durch eine Feder in die zweite zurückgeführt wird.

Anker, d.h.Eine Platte mit magnetischen Eigenschaften wird von einem Elektromagneten angezogen, bei dem es sich um einen Kupferdraht handelt, der um eine Spule mit Joch gewickelt ist

Induktionsgeräte haben ein Funktionsprinzip, das auf dem Kontakt von Wechselströmen mit induzierten magnetischen Flüssen mit den Flüssen selbst basiert. Durch diese Wechselwirkung entsteht ein Drehmoment, das eine Kupferscheibe bewegt, die sich zwischen zwei Elektromagneten befindet. Durch Drehen werden Kontakte geschlossen und geöffnet.

Der Betrieb magnetoelektrischer Geräte erfolgt aufgrund der Wechselwirkung des Stroms im rotierenden Rahmen mit dem von einem Permanentmagneten erzeugten Magnetfeld. Das Schließen/Öffnen der Kontakte wird durch ihre Drehung gesteuert.

Diese Relais sind im Verhältnis zu ihrem Typ sehr empfindlich. Aufgrund der als lang geltenden Reaktionszeit von 0,1–0,2 s sind sie jedoch nicht weit verbreitet.

Elektrodynamische Relais funktionieren aufgrund der Kraft, die zwischen beweglichen und festen Stromspulen erzeugt wird. Die Methode zum Schließen von Kontakten ist die gleiche wie bei einem magnetoelektrischen Gerät. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Induktion im Arbeitsspalt elektromagnetisch erzeugt wird.

Elektronische Modelle sind im Design nahezu identisch mit elektromechanischen. Sie haben die gleichen Blöcke: Ausführen, Vermitteln und Steuern. Der einzige Unterschied ist Letzteres. Das Schalten wird durch eine Halbleiterdiode als Teil eines Mikrocontrollers auf einer Leiterplatte gesteuert.

Als Halbleiter fungieren in diesem Gerät Transistoren und Thyristoren. Obwohl sie rauen Staub- und Vibrationsbedingungen standhalten, sind sie anfällig für kurzzeitige Überströme und Spannungsüberlastungen

Dieser Relaistyp ist mit Zusatzmodulen ausgestattet.Mit einem Timer können Sie beispielsweise nach einer bestimmten Zeitspanne ein Lichtsteuerungsprogramm ausführen. Dies ist praktisch, um Energie zu sparen, wenn das Gerät nicht in Betrieb genommen werden muss. Bei Bedarf können Sie das Licht durch zweimaliges Drücken der Taste ausschalten.

Vor- und Nachteile der wichtigsten Relaistypen

Im Gegensatz zu Halbleiterschaltern haben elektromechanische Schalter folgende Vorteile:

1. Relativ niedrige Kosten aufgrund kostengünstiger Komponenten.
2. Aufgrund des geringen Spannungsabfalls entsteht an den Schaltkontakten eine geringe Wärmeentwicklung.
3. Das Vorhandensein einer starken Isolierung von 5 kV zwischen der Spule und der Kontaktgruppe.
4. Nicht den schädlichen Auswirkungen von Überspannungsimpulsen, Blitzeinwirkungen oder Schaltvorgängen leistungsstarker Elektroinstallationen ausgesetzt.
5. Steuerung von Leitungen mit einer Belastung bis 0,4 kV bei kleinem Gerätevolumen.

Wenn in einem kleinvolumigen Relais ein Stromkreis mit einem Strom von 10 A geschlossen wird, werden weniger als 0,5 W über die Spule verteilt. Bei elektronischen Gegenstücken kann dieser Wert jedoch mehr als 15 W betragen. Dadurch gibt es kein Problem der Abkühlung und Schädigung der Atmosphäre.

Zu ihren Nachteilen gehören:

1. Verschleiß und Probleme beim Schalten induktiver Lasten und hoher Spannungen mit Gleichstrom.
2. Das Ein- und Ausschalten des Stromkreises geht mit der Entstehung von Funkstörungen einher. Dies erfordert die Installation einer Abschirmung oder eine Vergrößerung des Abstands zu den Geräten, die Störungen ausgesetzt sind.
3. Relativ lange Reaktionszeit.

Ein weiterer Nachteil ist der kontinuierliche mechanische und elektrische Verschleiß beim Schalten. Dazu gehören Oxidation von Kontakten und deren Beschädigung durch Funkenentladungen sowie Verformung von Federblöcken.

Bei der Installation ist zu berücksichtigen, dass die elektromechanische Ausführung der Schütze in horizontaler Lage möglicherweise nicht richtig funktioniert

Im Gegensatz zu elektromechanischen Relais steuern elektronische Relais die Zwischeneinheit über einen Mikrocontroller.

Die Vor- und Nachteile der Elektronik lassen sich am Beispiel von Geräten der Firma F&F im Vergleich zur Marke ABB, die Mechanik herstellt, analysieren.

Zu den Vorteilen des ersten Schaltertyps gehören:

• größere Sicherheit;
• hohe Schaltgeschwindigkeit;
• Verfügbarkeit auf dem Markt;
• Anzeigewarnungen über den Betriebsmodus;
• erweiterte Funktionalität;
• geräuschloser Betrieb.

Darüber hinaus liegt der unbestreitbare Vorteil in mehreren Installationsmöglichkeiten – die Installation ist nicht nur auf der DIN-Schiene des Panels, sondern auch in möglich Steckdosenbox.

Nachteile der F&F-Elektronik im Vergleich zur ABB-Mechanik:

• Arbeitsunterbrechung aufgrund von Stromausfällen;
• Überhitzung beim Schalten hoher Ströme;
• „Störungen“ sind ohne ersichtlichen Grund möglich;
• Ausschalten des Geräts bei einem kurzfristigen Stromausfall;
• hoher Widerstand in geschlossener Position;
• Einige Relais funktionieren nur mit Gleichstrom.
• Die Halbleiterschaltung lässt den Strom nicht sofort in seine normale Richtung zurückfließen.

Trotz dieser Mängel werden elektronische Schalter ständig weiterentwickelt und aufgrund des größeren Funktionspotenzials im Vergleich zu elektromechanischen wird erwartet, dass sie überwiegend zum Einsatz kommen.

Um Verwirrung zu vermeiden, stellt der Hersteller die detailliertesten Produkteigenschaften in den Ladenkatalogen und im technischen Datenblatt des Geräts bereit

Hauptcharakterisierende Parameter

Je nach Verwendungszweck und Einsatzgebiet lassen sich Relais nach mehreren Kriterien klassifizieren:

• Renditefaktor – das Verhältnis des Wertes des Ankerausgangsstroms zum Rückzugsstrom;
• Ausgangsstrom – sein Maximalwert in den Spulenklemmen, wenn der Anker austritt;
• Anzugsstrom – seine Minimalanzeige in den Spulenklemmen, wenn der Anker in seine ursprüngliche Position zurückkehrt;
• Sollwert – die Höhe des Ansprechwertes innerhalb der im Relais eingestellten vorgegebenen Grenzen;
• Betätigungswert – der Wert des Eingangssignals, auf den das Gerät automatisch reagiert;
• Nominalwertei – Spannung, Strom und andere Größen, die dem Betrieb des Relais zugrunde liegen.

Elektromagnetische Geräte können auch nach Reaktionszeit unterteilt werden. Die längste Verzögerung für ein Zeitrelais beträgt mehr als 1 Sekunde. Dieser Parameter kann konfiguriert werden. Dann gibt es langsame – 0,15 Sekunden, normale – 0,05 Sekunden, schnelle – 0,05 Sekunden. Und die schnellsten trägheitsfreien Modelle liegen unter 0,001 Sekunden.

Entschlüsselung der Produktkennzeichnung

Der Kennzeichnungscode des Schützes ist häufig in Handelskatalogen und auf dem Gerät selbst zu finden. Es enthält eine vollständige Beschreibung der Konstruktionsmerkmale, des Zwecks und der Nutzungsbedingungen.

Die Zusammensetzung der Bezeichnung ist auf dem elektromagnetischen Zwischenrelais REP-26 ersichtlich. Der Einsatz erfolgt in Wechselstromkreisen bis 380 V und Gleichstrom bis 220 V.

Um die Markierungen zu verstehen, müssen Sie die Inschrift in Blöcke aufteilen und beschreibende Tabellen verwenden, die in speziellen Nachschlagewerken zu finden sind

Die Produktbezeichnung im Shop könnte so aussehen: REP 26-004A526042-40UHL4.

REP 26 – ХХХ Х Х ХХ ХХ Х – 40ХХХ4. Diese Art von Notation kann wie folgt analysiert werden:

• 26 – Seriennummer;
• XXX – Art der Kontakte und deren Anzahl;
• X – Verschleißfestigkeitsklasse des Schalters;
• X – Art der Schaltspule, Art der Relaisrückführung und Art des Stroms;
• XX – Entwurf entsprechend der Art der Installation und Verbindung der Leiter;
• ХХ – Spulenstrom- oder -spannungswert;
• X – zusätzliche Strukturelemente;
• 40 – Schutzniveau gemäß IP-Standard oder GOST 14254;
• ХХХ4 – klimatischer Anwendungsbereich gemäß GOST 15150.

Klimadesign kann sein: UHL – für kaltes und gemäßigtes Klima oder O – für tropisches oder allgemeines Klimadesign.

Nach speziellen Bezeichnungstabellen handelt es sich um das betreffende Gerät elektromagnetisches Zwischenrelais, mit vier Schaltkontakten, Schaltwiderstandsklasse A, für Gleichstrom. Es verfügt über eine Sockelhalterung mit Lamellen zum Anlöten von Außenleitern, eine 24-V-Spule und einen manuellen Manipulator.

Verschiedene Arten von Anschlussplänen

Es gibt mehrere Installationsmöglichkeiten, von denen jede ihre eigenen Eigenschaften, Vor- und Nachteile hat.

Die Bezeichnung der RIO-1-Relaiskontakte hat folgende Bedeutung:

• N – Neutralleiter;
• Y1 – Eingang aktivieren;
• Y2 – Abschalteingang;
• Y – Ein/Aus-Eingang;
• 11-14 – Schaltkontakte vom Typ Schließer.

Diese Bezeichnungen werden bei den meisten Relaismodellen verwendet, Sie sollten sich jedoch vor dem Anschluss an den Stromkreis zusätzlich im Produktdatenblatt mit ihnen vertraut machen.

Die vorgestellte Elektrifizierungsschaltung dient der Steuerung des Lichts von drei Stellen aus über ein Relais und drei Druckschalter ohne Positionsfixierung

In diesem Stromkreis verbrauchen die Leistungsrelaiskontakte einen Strom von 16 A. Schutz von Steuerstromkreisen und Beleuchtungssysteme erfolgt über einen 10-A-Sicherungsautomaten.Daher haben die Drähte einen Durchmesser von mindestens 1,5 mm².

Der Anschluss von Drucktastenschaltern erfolgt parallel. Die rote Ader ist die Phase, sie geht über alle drei Taster zum Stromkontakt 11. Die orange Ader ist die Schaltphase, sie kommt zum Eingang Y. Dann verlässt sie Klemme 14 und geht zu den Glühbirnen. Der Neutralleiter vom Bus wird an Klemme N und an die Lampen angeschlossen.

Wenn das Licht ursprünglich eingeschaltet war, erlischt das Licht, wenn Sie einen beliebigen Schalter drücken. Es erfolgt eine kurzzeitige Umschaltung des Phasendrahts zum Y-Anschluss und die Kontakte 11-14 werden geöffnet. Das Gleiche passiert, wenn Sie das nächste Mal einen anderen Schalter drücken. Aber die Pins 11-14 ändern ihre Position und das Licht geht an.

Der Vorteil der obigen Schaltung gegenüber Durchgangs- und Crossover-Schaltern liegt auf der Hand. Bei einem Kurzschluss wird die Erkennung des Schadens jedoch im Gegensatz zur nächsten Option einige Schwierigkeiten bereiten.

Dieses Schema spart Kabel, da der Querschnitt der Steuerkabel auf 0,5 mm reduziert werden kann². Sie müssen jedoch ein zweites Schutzgerät erwerben

Dies ist eine weniger verbreitete Verbindungsoption. Es ist das gleiche wie das vorherige, jedoch verfügen die Steuer- und Beleuchtungskreise über eigene Schutzschalter für 6 bzw. 10 A. Dies erleichtert die Fehlererkennung.

Besteht die Notwendigkeit, mehrere Leuchtengruppen mit einem separaten Relais anzusteuern, wird die Schaltung leicht modifiziert.

Mit dieser Anschlussart lassen sich bequem Lichter in ganzen Gruppen ein- und ausschalten. Schalten Sie beispielsweise einen mehrstufigen Kronleuchter oder die Beleuchtung aller Arbeitsplätze in der Werkstatt sofort aus

Eine weitere Möglichkeit für den Einsatz von Stromstoßrelais ist ein zentral gesteuertes System.

Das Schema ist praktisch, da Sie beim Verlassen des Hauses die gesamte Beleuchtung mit einem Knopf ausschalten können. Und wenn Sie zurückkommen, schalten Sie es auf die gleiche Weise ein

Zu diesem Stromkreis werden zwei Schalter hinzugefügt, um den Stromkreis zu schließen und zu unterbrechen. Mit der ersten Taste kann nur die Beleuchtungsgruppe eingeschaltet werden. In diesem Fall gelangt die Phase vom „ON“-Schalter zu den Y1-Klemmen jedes Relais und die Kontakte 11-14 werden geschlossen.

Der Auslöseschalter funktioniert ähnlich wie der erste Schalter. Die Umschaltung erfolgt jedoch an den Anschlüssen Y2 jedes Schalters und seine Kontakte nehmen die Trennstellung ein.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Das Videomaterial erzählt über das Gerät, den Betrieb, die Anwendung und die Entstehungsgeschichte dieses Gerätetyps:

Die folgende Geschichte beschreibt detailliert das Funktionsprinzip von Halbleiter- oder elektronischen Relais:

In modernen Elektrifizierungssystemen wird zunehmend der Einsatz von Impulsrelais eingesetzt. Steigende Anforderungen an Funktionalität und Flexibilität bei der Lichtsteuerung, Materialeinsparung und Sicherheit geben einen kontinuierlichen Impuls für die Verbesserung von Schützen.

Ihre Größe ist reduziert, das Design vereinfacht und die Zuverlässigkeit erhöht. Und der Einsatz grundlegend neuer Technologien im Mittelpunkt der Arbeit ermöglicht den Einsatz unter rauen Bedingungen in staubigen Industrien, Vibrationen, Magnetfeldern und Feuchtigkeit.

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