Импульсное реле для насоса

Что такое импульсное реле и как оно работает?

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).

Рис. 1. Пример устройства импульсного реле

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):

Рис. 2. Принцип работы реле РИО-1

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):

Рис. 3. Временная диаграмма РИО-1

Как видите на рисунке выше, способы включение и отключения импульсного устройства представлены четырьмя периодами взаимодействия:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

Разновидности

Широкий выбор импульсных реле обеспечивает достаточно большой ассортимент, отличающийся как ценовой политикой, так и предоставляемым функционалом. По принципу действия все модели можно разделить на электромеханические и электронные (рисунок 4).

Рисунок 4. Электронное и электромеханическое реле

Первый вариант предусматривает механическое перемещение элементов импульсного устройства за счет электромагнитного взаимодействия между катушкой и сердечником. Вторая разновидность управляется за счет полупроводниковых элементов и ключей без механически размыкаемых контактов и подвижных частей.

Помимо этого импульсные реле могут отличаться по:

• Номинальной нагрузке – указывает допустимый ампераж, который можно подключать к силовым контактам;
• Количеству полюсов – может иметь различное число входов и выходов для реализации определенных задач;
• Способу установки – могут монтироваться на DIN рейку в соответствии с р.1 ГОСТ Р МЭК 60715-2003, кронштейн или другой вариант размещения;
• Назначению – наиболее популярны импульсные реле для контроля освещения, цепей защиты и сигнализации.

Также бистабильные устройства отличаются габаритными размерами, материалами корпуса, наличием или отсутствием сигнальных ламп.

Схемы подключения

На практике импульсные реле нашли довольно широкий спектр применении, но в быту их чаще всего используют для включения светильников из разных точек комнаты. Поэтому в качестве примеров мы рассмотрим возможность подключения импульсных устройств для передачи питания лампочкам через выключатель.

Наиболее простым вариантом является ситуация, когда в комнате вы запитываете только одну люстру или группу софитов, которые должны включаться и выключаться из нескольких точек комнаты.

Рис. 5. Простейшая схема подключения ИР

Как видите на рисунке 5, питание напрямую от автомата или распределительной коробки подается на ввод 11 РИО-1, вторая линия подключается к выключателям шлейфом, а общая точка выводится на ввод Y. С выхода 14 фаза подается на лампы освещения, а нулевой проводник с общей колодки разводится отдельной линией на лампы и соответствующий вывод импульсного реле. При такой схеме каждый из выключателей равноправно посылает сигнал, как на включение, так и на отключение осветительного оборудования. Помимо этого можно реализовать и более сложные схемы подключения с выставлением приоритета.

Рис. 6. Схема подключения на две группы потребителей

Как показано на схеме 6, здесь присутствует две группы осветительных приборов, можно взять аналогию с двумя комнатами, для каждой из которых установлено свое РИО-1. Подключение трех коммутаторов для каждой группы освещения осуществляется аналогичным образом, но к обеим группам добавлена функция глобального включения и отключения.

Здесь кнопочный выключатель, предназначенный для подачи питания на все приборы освещения, соединяется с выводом Y1 и первого, и второго импульсного реле. Поэтому при коммутации «Вкл», несмотря на состояние коммутаторов и подачи сигнала на Y свет включится в обеих комнатах. Выключатель обесточивания подключен к выводам Y2 обоих импульсных реле, который обладает преимуществом перед Y1. Поэтому при нажатии клавиши «Откл» произойдет выключение всего осветительного оборудования.

Технические характеристики

В соответствии с п.2.1. ГОСТ 16121-86 параметры импульсных реле должны соответствовать техническим условиями и стандартам, на основании которых они изготавливаются. Наиболее актуальными для работы бистабильных коммутаторов являются:

• количество кнопочных коммутаторов, которые можно подключить совместно с определенным типом ламп;
• пределы допустимого для коммутации напряжения;
• максимальная токовая нагрузка, допустимая для коммутации;
• допустимое число или мощность лампочек определенного типа;
• габаритные размеры должны соответствовать паспортным данным в соответствии с п.2.2.1 ГОСТ 16121-86

Рис .7. Пример габаритных размеров импульсного реле

• время подачи сигнала и задержка срабатывания;
• механическая и электрическая прочность элементов конструкции;
• износоустойчивость по количеству циклов;
• климатическое исполнение.

Некоторые из этих данных вы можете найти на корпусе импульсного реле (см. пример на рисунке 8), другие только в паспорте устройства.

Рис. 8. Характеристики реле

Применение

Сфера применения охватывает все направления, где автоматизация требует удаленного контроля за одним объектом из нескольких точек. В быту и некоторых отраслях промышленности это освещение помещений, которое можно контролировать из нескольких точек. Особенно этот вопрос актуален для организации электроснабжения «умного дома«.

В системах автоматизации и централизации на сети железных дорог обеспечивает процессы телеуправления и диспетчерской сигнализации. Применяется для работы сигнализации и передачи рабочих сигналов.

Видео по теме

Использованная литература

Для подготовки статьи использовалась следующая техническая литература:

• Игловский И. Г., Владимиров Г. В. «Справочник по слаботочным электрическим реле» 1984
• Филипчеико И, П., Рыбин Г. Я. «Электромагнитные реле» 1968
• Гуревич В.И. «Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера» 2011
• Сивухин Д. В. «Общий курс физики» 1975
• Оболенцев Ю.Б., Гиндин Э.Л. «Электрическое освещение общепромышленных помещений» 1990

Источник

Построим вместе дом своей мечты

Для начала давайте рассмотрим зачем нужно устанавливать реле давления воды для скважинного насоса. По другому такое реле еще называют датчик давления воды в системе водоснабжения. Реле давления — это небольшой прибор, который измеряет давление воды в системе и в зависимости от полученных значений включает или выключает насос.

Конструкция и принцип работы реле давления

Реле давления ACR РМ/5 представляет собой простую конструкцию состоящую из: основания, двух регулировочных пружин, ниже рассмотрим для чего они и как регулировать, группа контактов и защитная крышка.

Принцип работы реле давления для гидроаккумулятора состоит в следующем, мы выставляем необходимое давление включения и отключения. Когда давление воды в системе уменьшается до давления установленного на реле, в этот момент контакты реле замыкаются и насос включается в работу, тем самым закачивает воду в гидроаккумулятор, давление в системе повышается до уровня, установленного на реле, при котором реле разомкнет контакты и обесточит наш насос.

Как подключить реле давления к системе водоснабжения

Подключение глубинного насоса к реле давления осуществляется в любом месте системы водоснабжения, но как правило, вся автоматика монтируется рядом с гидроаккумулятором, чтобы не тянуть длинные провода.

Для подключения реле давления используется специальный тройник, который имеет три штуцера: для подвода воды, штуцер для реле давления и третий для отвода воды.

Схема подключения реле

Электрическая схема подключения реле давления рассматривалась ранее в статье о реле сухого хода, поэтому переходите по ссылке, чтобы детально ее изучить.

Как настроить реле давления для насоса

Теперь поговорим о том, как отрегулировать реле давления. Рассмотрим на примере китайского реле ACR РМ/5. Как уже говорилось выше, реле имеет две регулировочные пружины. Большая пружина предназначена для регулировки давления отключения насоса, т.е., чем больше сжимает пружину, тем самым увеличиваем давление отключения, смотрите пример на рисунке

И наоборот, разжимая пружину уменьшаем давление, при котором разомкнуться контакты реле.

Маленькая пружина предназначена для регулировки диапазона давления при котором будет происходить включения и отключение насоса, т.е. при сжатии пружины или разжатии, мы уменьшаем разность между давлением отключения и давлением включения.

Например, у нас было давление отключения насоса 3 bar, давление включения 1 bar, при сжатии пружины мы уменьшаем разность давлений, тем самым повышаем давление включения насоса до 2 bar.

Вот такими простыми манипуляциями, с регулировочными пружинами, производится настройка реле давления и мы добиваемся нужных нам значений давления, при которых отключается или включается наш насос.

Виды реле давления, достоинства и недостатки.

На российском рынке представлены два типа реле:

Механические реле давления воды является самым простым устройством автоматики. Основным его достоинством является его дешевизна, стоимость колеблется от 300 до 3500 рублей, плюс оно очень легко монтируется.

К сожалению имеет ряд недостатков:

• отсутствует защита от перегрузок — т.е. если у нас произошел затор воды между насосом и реле давления, например перемерзание в трубе, то насос будет работать до тех пор пока не сгорит;
• отсутствие плавного пуска — насос запускается сразу на полную мощность, тем самым уменьшается наработка на отказ насоса;
• нельзя использовать без гидроаккумулятора — если в системе неисправен или отсутствует гидробак, а из-за того, что насос запускается на полную мощность, трубы в системе водоснабжения вздрагивают и это может привести к разрыву системы со всеми печальными последствиями затопления помещения.

Электронное реле давления воды для насоса, по сравнению с механическим, имеет более тонкие настройки по давлению воды в системе. Как правило, в такое реле ещё встраивается датчик протока, который защищает насос от “сухого хода” и тем самым избавляет от установки реле защиты от сухого хода.

Электронное реле давления воды для насоса

Обзор реле давления

Самое дешевое реле представленное на российском рынке, является реле китайского производства ACR РМ/5. Не имеет защиты от пыли и воды, имеет две группы контактов.

Реле давления Condor MDR5/8

Очень хорошо себя зарекомендовало немецкое реле, под маркой Condor MDR5/8. Имеет пылевлагозащищенный корпус, позолоченные контакты, контактная группа двухполюсная, т.е. размыкается и фаза, и ноль. Очень простая регулировка, без применения усилий. Имеет две группы контактов: нормально замкнутые и нормально разомкнутые, поэтому может использоваться, как реле давления, так и в качестве реле защиты от сухого хода. На корпусе есть отверстие для установки манометра.

Ещё одно качественное реле Tival FF4-8 (Grundfos), производства страны Германия, имеет индекс защищенности от внешней среды IP52. Имеет качественный корпус и плотный кабель-вывод. Положительным моментом данного реле является регулировка давления без манометра, внутри реле имеется отградуирована шкала давления и шкала дельты давления.

К минусам можно отнести однополюсную контактную группу, размыкает только фазу.

Реле давления Danfoss KPI

Ещё один представитель качественного реле — это реле Danfoss KPI, производится в Дании. Имеет позолоченные контакты, что исключает пригорание контактов. Так же как и предыдущее реле, можно регулировать без манометра по шкале. Может служить как реле сухого хода.

Источник