Принципиальные электрические схемы на реле и контакторах

Модели указательных реле

Популярные в нашей стране указательные реле — преимущественно отечественного производства, которые отличаются высокой надежностью и относительно низкой стоимостью.

Наиболее востребованные модели с указанием основных технических характеристик и ориентировочной стоимости представлены в таблице.

Марка	Характеристики	Примерная стоимость,руб.
РУ21	Напряжение тока постоянного контролируемое, В 220, 110, 48, 24 Напряжение тока переменного контролируемое В 220, 110 Постоянный ток контроля, А 0,006-0,01-0,016-0,025-0,05-0,06-0,08-0,1-0,16-0,25-0,4-0,5-1-2-2,5- 4 Ток контроля переменный, А 0.025, 0.05, 0.08, 0.1, 0.16, 0.25, 0.4, 0.5, 1, 2.5 Интервал токов коммутации, А 0.01…2 Интервал напряжений коммутации постоянного тока 24…250В Интервал напряжений, В, переменного тока 24…250	690
РЭПУ-12М-112	Температура среды — 45…+55°С; Влажность относительная до 98 % при температуре до 35°С; Реле сейсмоустойчивы при ускорения Зg в интервале частот 5-15Гц; Уровень защиты корпуса IP40, выводов — IP00.	1050
РЭУ11-20	Температура функционирования от -50…+55°С Влажность относительная воздуха без конденсации влаги до: — в исполнении У-98% при температуре 25°С — в исполнении Т-98% при температуре 35°С Высота над уровнем моря — до 4300м	1000
РЭПУ-12М-200	Температура воздуха — 45…+55°С; Относительная влажность до 98 % при температуре до 35°С; Степень сейсмоустойчивости ускорении Зg в интервале частот 5-15Гц; Защитный уровень реле по корпусу IP40, по выводам — IP00.	850
РЭПУ-12М-121	Температура воздуха — 45…+55°С; Относительная влажность до 98 % при температуре до 35°С; Степень сейсмоустойчивости при воздействии ускорения Зg в интервале частот 5-15Гц; Защитный уровень реле по корпусу IP40, по выводам — IP00.	1250

Реле РУ-21 используются в схема защиты для индикации срабатывания РЗиА. Выпускаются в различных модификациях, в наименовании которых зашифрованы основные характеристики. Например, обозначение РУ-21/0,006 показывает, что устройство предназначено для функционирования в цепях постоянного тока со значением срабатывания 0,006А.

Модель РЭПУ -12М различных модификаций используются в качестве промежуточно-указательных реле переменного и постоянного тока. Устанавливаются в устройствах защиты сигнализации, автоматики и управления.

Модель РЭПУ-12М имеет несколько модификаций, подбор которых осуществляется в зависимости от параметров сети

РЭУ11-20 применимы только для цепей с постоянным током. Используются для оповещения аварийного состояния цепи в устройствах автоматики.

Реле РЭУ-11-20 является популярной моделью устройств, отличающейся высокой надежностью

Импульсные реле вместо проходных выключателей

В статье Умный Дом и переключатели я писал о том, что если для управления системой освещения у нас используется решение «Умный Дом» независимо от типа системы и производителя, то нам не надо на этапе ремонта думать о том, какой выключатель будет проходным, и с какой именно кнопки удобнее будет управлять какой лампочкой, так как уже в процессе наладки системы мы сможем поменять назначение любой кнопки. Также как и в любой момент после окончания пусконаладки.

Если никакой системы управления светом не планируется, а управлять одной группой света из нескольких мест хочется, то у нас два варианта:

Классический — переключатели и промежуточные переключатели (когда одной лампой управляем из трёх мест). Неудобен необходимостью приобретать именно переключатели, более сложной (не для хорошего электрика, конечно) схемой подключения проводов и отсутствием возможности впоследствии поменять алгоритм работы.
Современный — импульсные реле.

Как ни странно, вариант с импульсными реле, гораздо более удобный и современный, встречается крайне редко.

Вот обычное импульсное реле ABB E290:

Силовой кабель от лампочки ведём в электрощит, кабели от выключателей также ведём в электрощит.

Выключатели должны быть импульсного типа (моностабильные), то есть, такие, на которые нажимаем, а они потом отжимаются сами обратно. Иногда они называются звонковыми, потому что дверной звонок тоже представляет собой такую кнопку. Кстати, иногда из классического выключателя (бистабильного, имеющего два положения) можно сделать импульсный, добавив туда пружинку, которая будет возвращать клавишу обратно после отпускания.

Кабели от выключателей подключаем на управляющие контакты импульсного реле и получаем такую систему: при кратковременном нажатии на любой из выключателей лампочка меняет состояние на противоположное. Нажали выключатель 1 — включилась, нажали выключатель 2 — выключилась, нажали выключатель 3 — включилась, ещё раз нажали выключатель 3 — выключилась, и так далее.

Преимущества по сравнению со старой схемой на переключателях:

Выключателей на одну группу света может быть сколько угодно. Хоть 10 штук.
Всегда можно поменять назначение любой кнопки, переключив кабели в щите. Сегодня кнопка включает один свет, а завтра будет включать другой, если мы решили, что так удобнее.
Поскольку кнопки импульсные, то отсутствует проблема несоответствия положения выключателя лампочке, как в старой схеме с проходными выключателями
Можно помимо клавиш подключить ещё какой-то внешний сигнал управления, например, приёмник радиопульта или GSM модуль, которые будут выдавать импульс. Или считыватель бесконтактных ключей.
Можно выбрать импульсные реле с катушкой управления не 230 вольт, а 12 или 24 вольта постоянного напряжения, это позволит нам прокладывать до выключателей не силовой кабель, а недорогой слаботочный, например, витую пару или ШВВП. Можно сэкономить на кабеле и уменьшить пожароопасность системы. А запасные жилы кабеля позволят в будущем добавить клавиши при необходимости.

Нам понадобится одно импульсное реле на одну управляемую группу света. Стоимость его от 1500 до 2000 рублей в среднем при токе коммутации 16 ампер. Бывают импульсные реле на 32 ампера.

В общем, вот простое решение очень частой проблемы.

А можно сделать такую схему, при которой некий выключатель будет через импульсное реле выключать группу светильников, например, целиком комнату или этаж. Назовём его сценарным выключателем. Или выключать весь свет в квартире.

28, всего, сегодня

Я занимаюсь проектированием инженерных систем для квартир и загородных домов: электрика, слаботочные системы, Умный Дом. Вопросы и задачи высылайте, пожалуйста, на почтуНашли ошибку в тексте? Выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter, она будет исправлена автором.

Задачи промежуточного реле

Промежуточные реле выступают посредником в цепях с отличающимися токами или напряжениями. Например, вы нажимаете кнопку «старт» на панели стиральной машины. Кнопка располагается на низковольтной электронной плате, где напряжение не превышает 24 В. При нажатии кнопки «старт» плата управления выдает сигнал напряжением 12 В на катушку промежуточного реле. Оно замыкает силовые контакты и подает напряжение 220 В на двигатель.

Реле в стиральной машине Samsung

В данном случае устройство на 12 В выступает посредником между низковольтной цепью управления (электронная плата) и высоковольтным двигателем на 220 В.

Промежуточные реле часто применяют в роли умножителя контактов. По аналогии со стиральной машиной нажатие кнопки «пуск» приводит к включению и двигателя, и нагревательного элемента. Таким образом, реле позволяет одновременно включить десятки электрических цепей.

Из вышесказанного выделяются 2 основных назначения:

Согласование между силовыми и слаботочными цепями. Повышает электробезопасность.
Увеличение числа выходных контактов. Подав сигнал в 1 провод, возможно передать его по множеству других линий.

Схема управления реле одной кнопкой

Данная электрическая схема управления реле выполняется всего одной кнопкой с одной контактной группой на замыкание и без фиксации. Работает схема следующим образом: при подаче питания конденсатор С1 через резистор R1 и замкнутые контакты К1.1 заряжается практически до напряжения питания. При нажатии на кнопку S1 через её замкнувшиеся контакты, через замкнутые контакты K1.1 и резистор R1 напряжение питания подается на катушку реле К1, что приводит к включению реле. Контактная группа К1.1 переключается и теперь питание на реле поступает через резистор R1 и замкнувшиеся контакты К1.1. На время пролёта контактов реле при переключении питание катушки осуществляется за счёт накопленного заряда конденсатора С1.

После замыкания контактов реле конденсатор С1 разряжается через резистор R2. При следующем нажатии на кнопку S1, происходит заряд конденсатора С1 из-за чего напряжение на катушке реле падает и происходит размыкание её контактов. Схема возвращается в исходное состояние. Элементы R1 и C1 образуют цепь с постоянной времени в 150 миллисекунд, что достаточно для срабатывания большинства типов электромагнитных реле.

Какие дополнительные аксессуары необходимо приобрести для подключения импульсного реле

Для монтажа схемы потребуются:

кнопочные выключатели в количестве, соответствующем числу мест управления;
силовой провод или кабель, выдерживающий основную нагрузку от светильников;
слаботочная проводка, обеспечивающая параллельное подключение всех кнопок с импульсными реле
обычный инструмент электрика.

Кнопочные выключатели

Подойдут любые модели, работающие без фиксации нажатого положения с самовозвратом за счет усилия встроенной пружины. Это могут быть:

сделанные на заказ уникальные изделия с оригинальным дизайном и одной, двумя, тремя клавишами в общем корпусе;
переделанные выключатели освещения;
кнопки дверного замка, даже снабженные индикатором подсветки;
другие аналогичные устройства.

Подобные кнопочные изделия можно удачно вписать в красивый интерьер квартиры.

Функция самовозврата кнопки в отключенное положение встроенной пружиной важна: отдельные производители указывают в описаниях, что время подачи напряжения на катушку не должно превышать одну минуты — иначе может сгореть ее изоляция.

Не располагайте эти кнопки там, где они могут случайно прижаться случайным посторонним предметом (спинка стула, ваза или книга на столе). Да и детям надо объяснить, что долго играться со светом не стоит.

С точки зрения электрика для надежности схемы нас интересует то, что при нажатии на кнопку ее контакт должен замкнуться, а после отпускания надежно вернуться в разомкнутое положение.

Силовой провод для освещения

Для обеспечения условий безопасности и надежности длительной эксплуатации важно правильно рассчитать его характеристики по мощности нагрузки. Облегчить этот процесс призван наш онлайн калькулятор

Слаботочная проводка

В принципе подойдет любой провод или кабель, но ввиду кратковременного действия очень маленькой нагрузки имеет смысл сэкономить на его стоимости и габаритах, положить обычную медную телефонную «лапшу» или витую пару с определенным количеством жил.

Также можно использовать любой тонкий медный проводник

Основное внимание при его выборе следует уделить всего двум вопросам:

состоянию электрической изоляции;
механической прочности жил, способных выдерживать нагрузки при монтаже и эксплуатации.

Разновидности и характеристики импульсных реле

Импульсные реле могут иметь модульную конструкцию, для установки на DIN рейку в щитке, но, также выпускаются устройства различных размеров и форм, имеющие иной способ крепления. Модульные устройства, выпускаемые различными производителями, также могут отличаться внешним видом. Например, импульсные реле фирмы ABB, Schneider Electric, имеют индикаторы работы и ручной рычажок управления механизмом.

Будет интересно Описание и принцип работы соленоидов

Обозначение клемм подключения тоже может различаться. По ходу развития, изделия одной марки также изменяются. Например, реле ранее популярной серии E251 от компании ABB уже снятое с производства, выглядит так, а его аналог Е290, теперь имеет несколько иной вид. Различаются внутренней схемой также серии от одного изготовителя. Основными характеристиками импульсных реле являются:

Количество и первоначальное состояние контактов;
Номинальное управляющее напряжение;
Ток срабатывания катушки;
Номинальный ток силовой цепи;
Длительность импульса управления;
Количество подключаемых выключателей;

Последняя указанная характеристика зависит от наличия ламп подсветки в выключателях, суммарный ток которых может привести к срабатыванию катушки. Если импульсное реле электронное, то оно подвержено влиянию радиопомех и наводок от окружающих силовых цепей. Поскольку существует большое разнообразие бистабильных реле, то без привязки к конкретному производителю можно рассмотреть лишь обобщённую схему подключения.

Схема срабатывания реле

Общей особенностью данных реле является то, что они не имеют встроенной защиты от перегрузки и должны быть защищены с помощью автоматических выключателей.

Поскольку для срабатывания катушки требуется незначительный ток, по сравнению коммутируемой нагрузкой, то цепи управления могут осуществляться при помощи кабелей с поперечным сечением жил 0,5 мм², но в этом случае для данной электропроводки должен быть установлен отдельный защитный автомат, для предотвращения возгорания проводов при их коротком замыкании.

Как правило, производители указывают время, в течение которого катушка может находиться под напряжением. Например, у ABB оно не ограничено, но у менее именитых брендов импульсные реле могут нагреваться, когда в цепи катушки будет электрический ток продолжительное время, поэтому, покупая импульсное реле, необходимо уточнять данный параметр, ведь возможны случаи, когда случайно передвинутая мебель окажется причиной постоянного нажатия кнопки выключателя.

Если заглянуть в каталог ABB, то можно увидеть что существуют импульсные реле (старая серия — E256, новый аналог E290-16-11/), имеющие по одному нормально открытому и закрытому контакту, фактически работающие в режиме переключателя. Такие устройства могут использоваться для управления осветительными системами на производстве, для переключения между основным и дежурным освещением. Благодаря такой функции производственное помещение никогда не окажется в темноте по вине персонала, забывшего включить дежурный свет – переключение осуществляется одним нажатием на клавишу выключателя.

Импульсное реле с цифровым управлением

Существует также возможность управлять освещением как локально (управляется одно импульсное реле при помощи нескольких параллельно подключенных кнопок), так и централизованно, (одновременно для нескольких одинаковых устройств) при помощи двух клавиш – включения и выключения. Например, схема подключения реле серии E257. Здесь нажатием центральных кнопок (ON, OFF) управляются все реле, плюс каждое имеет свое локальное управление. В обновлённой линейке ABB используется принцип комбинирования модулей для создания многоуровневых управляющих систем.

Использование различного управляющего напряжения также расширяет функциональные возможности устройств управления освещением. Для примера, импульсное реле серии E251-24 (его обновлённый аналог E290-16-10/24)управляется постоянным напряжением 12В (или переменным 24В), что делает безопасной работу выключателей, находящихся во влажных средах, где есть риск поражения электрическим током.

Будет интересно Что такое тепловое реле

Такое устройство с успехом может использоваться для управления освещением в бане или сауне, где применение устройств, работающих с сетевым напряжением, не допускается. К тому же низковольтный управляющий сигнал может генерироваться различными компьютеризированными устройствами, что позволяет автоматизировать процессы управления освещением.

Часто задаваемые вопросы

Можно поставить реле для управления уличным освещением, чтобы от датчик на движение одна группа осветительных приборов включалась, а другая отключалась?

Один из вариантов схемы с использованием датчика движения Конечно можно, подробное описание такой схемы требует детального рассмотрения, но одно можно сказать точно, потребуется использовать реле с группой контактов для переключения.

Можно использовать реле с большим количеством контактов для включения нескольких нагрузок без магнитного пускателя?

Магнитный пускатель в электромагнитном реле однозначно присутствует, если не использовать дополнительный пускатель с контактами большой мощности, которым управляет промежуточное реле. То это можно при условии, что контакты реле длительное время смогут выдерживать ток нагрузки.

Основные технические параметры промежуточных реле

Все реле, в том числе и промежуточные, оцениваются по следующим параметрам:

Величина коммутируемого напряжения;
Номинальное значение тока на коммутационных контактах;
Минимальный ток коммутации;
Допустимый кратковременный ток через контакты коммутации;
Интервал величины напряжения на катушке электромагнита;
Потребляемая мощность катушкой включения;
Время замыкания;
Время размыкания контактов;
Износостойкость контактов оценивается количеством срабатывания реле;
Предельно допустимая мощность нагрузки, которая подключается через контакты реле.

Это общие параметры технических характеристик, в зависимости от конструкций и назначения могут быть дополнительные. Рассмотрим конкретные технические характеристики на примере РЭП – 26 различных модификаций.

параметры	величина
Интервал коммутируемых напряжений	Переменное 5–381 В Постоянное 5-221 В
Номинальный ток на контактах	10,1 А9,1 А8,1 А6А
Минимальный ток контактов	0,06 А0,01А
Сквозной ток на контактах (А)	161А
Интервал изменений напряжения в цепи управления	+5,1 %-15,1%
мощность потребления катушкой— при пост. токе с 1-3 контактами — при пост. токе с 4 контактами — при переменном токе	1,6 кВ2,1 кВ3,1 кА
Время срабатывания, не более.	0,03 сек
Время отпускания, не более.	0,03 сек
Механическая износостойкость.	30 миллионов срабатываний
Отключаемая мощность— при переменном токе — при постоянном токе	1,6кВт3кВт150 Вт250 Вт

Особенности распространенных видов реле напряжения

Виды реле напряжения

Благодаря реле напряжения во время перепадов энергии прибор не сгорит, не расплавится плата, не выйдет из строя электродвигатель. Стоимость приборов немалая, но они окупаются. Лучше предотвратить аварийные ситуации, чем покупать новую технику.

На рынке существует несколько видов несколько реле контроля разных производителей. Они обладают одинаковым принципом работы, хотя конструкция и набор дополнительных функций могут отличаться.

В современных устройствах установлена цифровая индикация. Она позволяет следить за уровнем напряжения в трех фазах. Также присутствуют дополнительные настройки. С их помощью регулируют работу прибора и обеспечивают простоту и удобство использования.

Как оптимально устанавливать защитные автоматические выключатели в разветвленных сетях освещения с импульсными реле

Занимаясь монтажом цепей автоматики освещения всегда продумывайте их безопасность и удобства устранения возникающих неисправностей.

В обычной квартире можно обойтись одним автоматическим выключателем квартирного щитка для защит всех цепочек освещения. При его отключении и возникновении необходимости ремонта проводки придется воспользоваться напряжением от оставшейся в работе розеточной группы.

От ее схемы можно запитать переноски. Это часто не удобно, но используется как выход в критической ситуации. Поэтому даже в одной комнате лучше иметь основное и резервное освещение.

Внутри же многоэтажного частного дома следует разделить осветительные приборы на зоны по этажам и комнатам.

Например, на первом этаже у нас расположены гостиная, сан узел, кухня, а на втором — спальня, кабинет, детская комната. Под освещение каждого помещения выбираем индивидуальный автомат по номиналу нагрузки. Для кухни и ванную сан узла необходимо подключить УЗО с током уставки на утечку 10 мА.

В целях экономии места УЗО и автомат можно заменить одним дифференциальным выключателем с такими же уставками срабатывания.

Защищая таким способ импульсники позаботьтесь о степенях селективности УЗО и автоматов. При возникновении неисправностей в сети вначале должны отключаться основные защиты, расположенные около потребителя, а во время их отказа, что хоть редко, но встречается — резервные.

Например, при коротком замыкании на кухне вначале должен отключиться ее автоматический выключатель, а при его залипании — автомат первого этажа.

Селективность можно обеспечить как по току уставки, так и по времени срабатывания.

Для облегчения поиска возможных мест повреждения автомат группы освещения помещения можно разделить на два:

первый оставить для защиты силовой цепи лапочек;
второй с меньшим номиналом поставить на цепи кнопочных выключателей.

При этом способе номинальный ток второго автоматического выключателя можно выбрать на 6 ампер. Нагрузки в этой цепочке небольшие. Они создаются только обмотками релейных катушек.

Заканчивая изложение материала хочу поделиться с вами полезным видеороликом от владельца elektrik-sam, который объясняет доступным языком как правильно подключить импульсное реле для освещения помещений.

Если у вас еще остались какие-то вопросы или имеете желание дополнить материал, высказав собственное мнение, то воспользуйтесь разделом комментариев.

Спрос потребителей на реле различных производителей

Производителей реле большое количество, среди отечественных часто используется продукция ФГУП «НПП «СТАРТ» в Великом Новгороде, реле РЭП-26 004. РЭП-26 002, РЭП-26 003.

РП-21М, РП-21МН производятся на московском заводе МПО «Электротехника» и в Чебоксарах ООО «ПКФ Опытный завод энергооборудования» г.Чебоксары. Это продукция пользуется хорошим спросом и даже подделывается китайскими конкурентами.

С правой стороны вариант китайской подделки

Профессионалы рекомендуют использовать импортные модели от производителей

ABB, Schneider Finder, Siemens, Electric , Relрol.

Износостойкость контактов этих изделий намного выше, сбои в системе управления сложного оборудования могут привести к остановке производства и дорогостоящему ремонту. Поэтому рациональнее использовать более дорогие реле, но надежные.

Подключение промежуточного реле в схемы с нагрузкой различного назначения

В первую очередь проверяется работоспособность реле, для этого подключают контакты катушки ( 13 и 14) к источнику питания, при этом слышен характерный щелчок переключения контактов.

На данной схеме контактора показано положение при отсутствии питания на катушке.

При подаче напряжения 220, 24 или 12в контакты 9 – 10 – 11 – 12 замкнутся на соответствующие пары 5 – 6 – 7 – 8.

В данной схеме подключения реле исполняет роль контактора распределяющего подачу питания на элементы нагрузки.

Нейтральный провод напрямую подключен к одному из контактов катушки;
Фаза подключается через нормально замкнутую кнопку «Стоп», работающую на размыкание цепи;
Последовательно кнопки «Стоп» включается кнопка пуск, разомкнутая в нормальном состоянии и работающая на замыкание цепи;
Второй контакт кнопки пуск подключается к фазе;
Фазы подключаются к нормально разомкнутым контактам;
Нагрузка к нормально замкнутым контактам;
Один из контактов выхода к нагрузки подключается между кнопкой пуск и стоп, после пуска схема обеспечит постоянную подачу напряжения на катушку, контакты будут замкнуты. Отключение реле и нагрузки произойдет при разрыве цепи кнопкой «Стоп».

В качестве нагрузки могут быть самые разные электромеханические элементы, для подключения нагрузки большой мощности промежуточные реле управляют работой магнитного пускателя с контактами способными пропускать большие токи. Промежуточные реле может управляться датчиками, освещенности, терморегулятором или датчиком движения в зависимости от функционального назначения схемы.

Схема управления электро-нагревающей системой через термостат и магнитный пускатель

Принцип работы этой схемы аналогичен предыдущей. Только пуск осуществляется автоматически термостатом, питание подается на катушку магнитного пускателя, после чего подключаются обогревательные элементы.

Варианты управления мощностью в нагрузке

Сегодня выделяется два основных варианта управления мощностью. Рассмотрим каждый и них подробнее:

ФАЗОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ. Здесь выходной сигнал по I в нагрузке имеет вид синусоиды. Выходное напряжение устанавливается на уровне 10, 50 и 90 процентов. Преимущества такой схемы очевидны — плавность сигнала на выходе, возможность подключения разных типов нагрузки. Минус — наличие помех в процессе переключения.
УПРАВЛЕНИЕ С КОММУТАЦИЕЙ (В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕХОДА ЧЕРЕЗ НОЛЬ). Плюс метода управления в том, что в процессе работы твердотельного реле не создаются помехи, мешающие третьей гармонике в процессе включения. Из недостатков — ограниченность применения. Такая схема управления подходит для емкостной и резистивной нагрузки. Использование ее с высокоиндуктивной нагрузкой не рекомендуется.

Несмотря на более высокую цену, твердотельные реле постепенно вытеснят стандартные устройства с контактами. Это объясняется их надежностью, отсутствием шума, легкостью обслуживания и продолжительным сроком службы.

Имеющие недостатки не оказывают негативного влияния, если правильно подойти к выбору и установке прибора.

Принцип действия

Зная конструктивные особенности твердотельного реле, легче понять принцип его действия. В приборе взаимодействуют два сигнала — управляющий и управляемый, что обеспечивается благодаря гальванической развязке.

В некоторых моделях ТТР эту функцию берет на себя оптрон. Напряжение, обеспечивающее управление устройством, подается и на светодиод.

Свечение последнего поступает на фотодиод, что приводит к появлению тока, включению МОП или тиристора для управления подключенным аппаратом.

Кроме того, в процессе создания схемы допускается применение специальных оптоэлектронных устройств — опто- и фототиристоров.

Оптимизация схем управления электромагнитными реле