Loading ...
34 170 
Електрика в сучасній квартирі/будинку на сьогоднішній день являє собою широку різноманітність компонентів, зокрема електронних автоматичних засобів керування живленням – так званих «реле», і в даній статті ми розповімо про них, надамо схеми реле і види реле, що застосовуються на сьогоднішній день.
Суть реле полягає в тому, щоб при певних умовах замикати/розмикати електричний ланцюг, контролюючи подачу напруги приладам-споживачам, у тому числі й освітлювальним приладам/елементам електричного ланцюга.
Сучасні види реле в більшості своїй є електронними, тобто управляються мікропроцесорами. Однак існує й чимало реле з аналоговими елементами управління, які являють собою комплекс резисторів, транзисторів, діодів та інших елементів мікросхем.
Сучасні реле замикають або розмикають ланцюг при певних умовах (контрольованою величиною), як наприклад, підвищення сили струму або напруги. Крім того, є реле, чутливі до тих чи інших впливів навколишнього середовища і навіть часу. Таким чином, в залежності від контрольованої величини, ось які реле бувають:
- реле контролю напруги;
- реле струму (реле обмеження потужності);
- фотореле;
- реле диференціального захисту;
- реле контролю температури;
- реле часу.
При цій чималій різноманітності, як правило, всі реле містять у собі три складових елемента: сприймаючий, проміжний, виконавчий. За контроль величини, на підставі якої відбувається замикання/розмикання ланцюга, відповідає сприймаючий елемент. Далі він передає показники даної величини на проміжний елемент, який звіряє ці показники з нормативними і якщо вони перевищують їх, то він дає сигнал виконавчому елементу. Виконавчий елемент при наявності сигналу негайно спрацьовує, замикаючи або розмикаючи ланцюг.
Далі ми детальніше розглянемо призначення і принцип дії реле, а також розглянемо схему реле кожного виду, присутнього у вищевикладеному переліку.
Призначення і принцип роботи реле контролю напруги
У багатьох країнах СНД є проблема з якістю електроенергії, тобто електрика йде стрибками, іноді трапляються обриви. Звичайно, це все може негативно позначатися на побутових приладах-споживачах.
Буває, трапляється сгоряння нульових провідників або злипання двох фаз у зв’язку з низькою якістю обслуговування (або відсутністю обслуговування взагалі) старих електромереж, що може призвести до досить високих скачків напруги з 220 до 380В. А такі стрибки вже, швидше за все, приведуть до моментального псування всіх побутових електроприладів, які не розраховані на такі стрибки і не мають спеціального захисту.
Принцип роботи реле контролю напруги полягає в тому, щоб блискавично зреагувати на підвищення напруги вище заданого на вході внутрішньої мережі і відключити його, запобігши псування приладів-споживачів. Розмикання фази відбувається шляхом виникнення електромагнітної індукції в электромагниті при проходженні через нього струму.
Поруч знаходиться якір електромагніту, до якого прикріплений контакт подачі напруги лінії фази, а другий контакт, який з ним стикається і є нерухомим, передає напругу у внутрішню проводку.
При виникненні високого електромагнітного поля, електромагніт притягує до себе якір, таким чином, розмикаючи контакти і припиняючи подачу напруги у внутрішню проводку. Крім того, реле містить електроніку, яка налаштовується вручну на межу напруги, при перевищенні якої, здійснюється розмикання контактів.
Як видно вище, принципова схема реле контролю напруги вміщує в собі декілька складових, як виконавче реле, пускач і блок управління, який має два регулятори: регулятор мінімального і максимального порогу напруги, при якому відбувається розмикання ланцюга.
Призначення і принцип роботи реле струму
Сучасне житло вміщує в собі безліч побутових електроприладів: холодильники, телевізори, комп’ютери, електрочайники, мікрохвильові та електричні печі.
Звичайно, багато з цих приладів є досить ємними в плані споживання електроживлення (електричного струму) і буває, за збігом обставин, їх включають одночасно, що призводить до перевантаження мережі. Тобто, вхідна лінія електроживлення розрахована на меншу пропускну потужність, ніж того вимагають всі ці прилади разом узяті.
Із-за цього зараз стали розділяти прилади на пріоритетні (що вкрай небажано вимикати при перевантаженні) і другорядні. Цей новий принцип пріоритетності електроприладів реалізується із застосуванням реле струму, що іменується також як реле обмеження потужності.
Принцип роботи реле струму (реле потужності принцип дії) полягає в тому, що другорядні прилади, які «вішають» на окрему лінію внутрішньої проводки, воно відключає від живлення, розвантажуючи тим самим мережу для експлуатації найбільш необхідних пріоритетних приладів.
Конструкція цього приладу також вміщує в собі електромагнітний механізм, що має якір із контактом вхідної лінії напруги, стичним подає напругу в ланцюг. Розмикання ланцюга внаслідок роботи електромагніту (відтягуючим якір із контактом від другого контакту) здійснюється на підставі даних із вбудованого потенціометра.
Потенціометр міряє різницю сили струмів на вході і виході ланцюга, і за вказаних йому вручну порогах, дає сигнал відключення механізму, розмикаючому не пріоритетну лінію живлення.
Вище наведена принципова схема реле струму (схема реле обмеження потужності), представлена як модифікація, що не має для підключення трансформатора струму, це окрема стаття, та й рідко застосовується в побутових електромережах.
Там же на реле струму схема підключення є, представлені дві лінії: пріоритетна і другорядна. Відключається другорядна лінія при перевищенні порогу заданого струму, а її включення знову відбувається при зменшенні струму пріоритетною лінії.
Призначення і принцип роботи фотореле
Фотореле – це іншими словами кажучи, реле керування освітленням. У побутових електромережах воно застосовується, як правило, для автоматичного ввімкнення освітлення при початку сутінків.
Воно застосовується, наприклад, для включення освітлення ділянки перед приватним будинком або ж взагалі всієї присадибної ділянки; включати освітлення декоративних елементів, як фонтани, акваріуми і так далі.
Це реле може керувати не тільки групами світла, але і іншими приладами, які експлуатуються в залежності від освітленості часу доби, коли людина самостійно не може їх вмикати/вимикати, так як знаходиться на роботі, наприклад. Не будемо розглядати всі можливі варіанти приладів, що підключаються, розглянемо лише, який у фотореле принцип роботи, ну і схему реле відповідно.
Принцип роботи фотореле (реле освітлення) елементарного різновиду зводиться до того, щоб замикати/розмикати контрольовану ділянку ланцюга, грунтуючись на показниках освітленості. Таким чином, виконавчий механізм у фотореле сприяє зі вбудованим або датчиком світла, що окремо під’єднується до нього через блок управління або безпосередньо.
Цей датчик світла представляє з себе так званий «фотоблок» з чутливим до світла фотопровідником, який при попаданні на нього світла збільшує/зменшує опір, тим самим, пропускаючи через себе більше або менше струму. Струм від фотоблоку служить показником блоку управління, на основі якого відбувається управління виконавчим елементом.
При цьому сам блок управління може регулюватися на певний рівень освітленості і затримки часу. Що стосується самого приладу замикання/розмикання ланцюга, то воно може бути представлене як електромагнітне реле або ж так званий «теристорний ключ» – електронний аналог, що не вміщує в собі механічних елементів.
Елементарна схема підключення сутінкового вимикача (схема підключення фотореле) вміщує в собі тиристорний ключ або електромагнітне реле, яке пропускає напругу при подачі сигналу від фоторезистора.
При цьому є дві схеми, як видно, відрізняються вони лише тим, що в лівій підключення фази для подачі напруги у внутрішню мережу здійснюється окремо, а у другій же використовується фаза, яка живить сам прилад сутінкового освітлення.
Фотореле, яке використовується на правій схемі, більш підходить для малопотужного освітлення.
Призначення і принцип роботи реле диференціального захисту
Іноді може статися удар струмом в результаті найрізноманітніших причин, починаючи від ситуації, коли маленька дитина з цікавості засуне спицю в розетку і закінчуючи несправністю експлуатованого електроприладу, попаданням води і так далі.
Як мінімум – це легкий переляк і удар струмом, але може і не так все просто обійтися. Навіть найсучасніша електромережа з найкращим захистом від ураження струмом не виключає ймовірність такого, якщо в ній немає диференціального реле (скорочено – діфреле).
Тому, для того, щоб убезпечити себе і співмешканців (особливо якщо є діти) від можливості ураження струмом, був розроблений відповідний тип реле, який зреагує і розімкне ланцюг, а також його модифікація – УЗО (улаштування захисного відключення).
Принцип роботи диференційного автомата полягає у відстеженні витоку струму, що виникає при неякісній ізоляції проводу або в результаті удару людини електричним струмом.
Справа в тому, що струм рухається по контуру ланцюга від фазного проводу (від більшого потенціалу) в нульовий провід (до меншого потенціалу), таким чином, на всіх ділянках кола є рівне значення струму. Однак при ударі струмом або витоку частина струму від фази йде у заземлення, із-за чого в нульовий провідник не доходить уся кількість струму, що віддає провідник фази.
У цей момент в трансформаторі дифавтомата (через замкнутий сердечник якого проходять обидва провідника) порушується баланс електромагнітних полів, що робить різницю потенціалів на його виході достатньою для спрацьовування реле, яке миттю розмикає електричний ланцюг.
Схема підключення диференціального автомата така, що вміщує в собі автоматичний вимикач, який керує фазою на ділянці перед діфреле.
При цьому, як бачимо, нульовий провідник відразу після виходу з діфреле/диференціального вимикача розгалужується шиною, при цьому він не контролюється автоматичним вимикачем на вході, як фазний провідник.
Призначення і принцип роботи реле контролю температури
Реле контролю температури є ще однією складовою автоматичних приладів управління. Воно знаходить своє застосування, коли в побуті є прилади, які працюють або вимикаються у зв’язку з показниками температури навколишнього середовища.
Так, наприклад, людина встановила реле температури, поставила потрібну їй температуру спрацьовування і пішла у справах. А в той час, поки вона зайнята, реле включає, наприклад, групу, що веде до обігрівача для зимового саду на балконі при зниженні температури повітря приміщення до 18 градусів, і вимикає його по досягненні 25 градусів, щоб не перестаратися з обігрівом.
Загалом, призначення у цього реле може бути найрізноманітніше, але розглянемо найголовніше – його принцип роботи.
Принцип роботи реле контролю температури практично нічим не відрізняється від фотореле або звукового реле, але управляється воно на відміну від них температурою. Температура сприймається відповідним чутливим датчиком температури, який представляє собою свого роду резистор, опір якого змінюється залежно від температури його нагрівання/охолодження.
Таким чином, відповідної величини струм надходить в електронний блок управління, де на основі цього визначається температура, зіставляється з мінімальним/максимальним заданим значенням. Потім подається напруга на виконавчий блок, який представляє з себе все теж електромагнітне реле або ж терісторний ключ і замикає/розмикає електричний ланцюг.
Схема підключення реле контролю температури хоч і аналогічна схемі підключення фотореле, однак може мати відмінності в тому, що датчик температури може бути трьох контактним.
Саме ж реле може управляти окремою лінією фази, як показано на схемі, так і видавати на вихід ту ж саму фазу, яка взята для живлення його.
Призначення і принцип роботи реле часу
Реле часу має елементарне призначення – увімкнення або вимкнення лінії фазового провідника із течією заданого проміжку часу. Тобто людина налаштовує реле на час роботи, через яке воно має розімкнути електричний ланцюг.
По закінченню часу, реле розмикає ланцюг, внаслідок чого відключається прилад, який підключений до лінії, керованої даними реле. Це може бути зроблено з метою економії електроенергії і разом з тим, за непотрібністю роботи приладу після певного періоду його роботи.
Загалом, призначення даного приладу керування електроживленням зрозуміло, залишилося тільки розібратися з його принципом роботи і розглянути схему, наведену нижче.
Принцип роботи реле часу полягає в тому, що блок управління реле являє собою електронний таймер, що настроюється вручну і який з закінченням заданого часу дає сигнал до виконавчого механізму, який розмикає ланцюг. При цьому варто зауважити, що таймер може бути електронним (що найчастіше зустрічається в сучасних реле часу) або механічним (більшою мірою старого зразка реле).
Електронний таймер реле часу представлений як мікросхема, яка програмується різними імпульсами, які виникають в результаті натискання клавіш на панелі керування реле контролю часу.
Робота реле часу з таймером механічного зразка нічим не відрізняється, а сам механізм таймера такого реле має контакти, які знаходяться в певному положенні (зімкнуті чи розімкнуті). При повороті регулятора механізму таймера часу вони міняють своє положення, тобто розмикаються, відповідно, замикаючи або розмикаючи електричну ланцюг.
З часом вони стають в початкову позицію, час залежить від того, на скільки градусів виконаний поворот регулятора (чим більше повернути регулятор, тим більше потрібно буде часу для повернення в початкову позицію).
Схема підключення реле часу може мати вихід для підключення до комп’ютера, у такому випадку це реле називається інтелектуальним і може мати до 40 груп для підключення приладів.
Це може давати розширені можливості з програмування режимів часу, чого не можна було досягти вручну, орудуючи лише парою кнопок і маючи в наявності лише кілька виходів груп на панелі керування даним приладом автоматичного управління ланцюгом.
У цій статті ми розглянули основні види реле, які застосовуються в побутових електромережах. Були коротко розкрито основні положення щодо принципу роботи реле, а також схеми їх підключення. Однак, не були розглянуті багато технічних подробиць, так як стаття і без того об’ємна.
Залишити відповідь