Включение нескольких реле в схемах на микроконтроллере. Схемы включения реле

Схемы включения реле сопротивления

Для дистанционной защиты от междуфазных к.з. используются две схемы включения реле сопротивления.

В первой схеме к реле подводятся фазные токи и междуфазные напряжения (к 1‑му реле – ток IA, напряжение UAB; по 2‑му реле – ток IB, напряжение UBC, к 3‑му реле – ток IC, напряжение UCA), однако эта схема имеет недостаток, т.к. реле замеряют при 2‑х фазных к.з. сопротивление в раза большее, чем при 3‑х фазном к.з. в той же точке.

Так, при 3‑х фазном к.з. по всем фазам протекают равные токи: IК=IКА= IКВ= IКС, а создаваемые этими токами падения напряжения в сопротивлении фаз линии до места к.з. равны друг другу: Uф=IКZК Подводимые к реле напряжения при этом и все три реле сопротивления замеряют одинаковые сопротивления:

При 2‑х фазных к.з. в той же точке (например, между фазами В-С) ток к.з. IК=IКВ=IКС проходит по 2‑м поврежденным фазам и по обмоткам 2‑х реле сопротивления. При этом напряжение между повреждёнными фазами UВС равно падению напряжения от тока IКВв сопротивлении фазы В плюс падению напряжения от тока IКС в сопротивлении фазы С:

но т.к. при 2‑х фазном к.з. и,

то .

Подводимые к реле напряжение и ток при этом будут Uр=UВС=2IКZК. и IР=ZКС в результате реле сопротивления замерят сопротивление

Таким образом, реле сопротивления, включенные на фазные токи и междуфазные напряжения замеряют при 2х фазных к.з. сопротивление более чем при 3‑х фазном к.з. в раза, что является недостатком первой схемы включения реле сопротивления.

Рассмотренная схема, как правило, применяется при использовании реле сопротивления в качестве пусковых органов дистанционной защиты.

Во второй схеме к реле сопротивления подводятся разность фазных токов и междуфазные напряжения (к 1‑му реле – ток IA-IB и напряжение UAB; ко 2‑му реле – ток IB-IC и напряжение UBC, к 3‑му реле – ток IС-IA и напряжение UCA).

При 3‑х фазном к.з. напряжение, подводимое к реле, будет равно (такое же как и в первой схеме), а ток в релеIР равен разности токов фаз подводимых к реле , поэтому сопротивление, замеряемое реле.

При 2‑х фазных к.з. напряжение, подводимое к реле , ток в реле равен разности токов фаз (например фазВ и С): поэтому.

Таким образом, схема включения реле сопротивления на разность фазных токов и междуфазные напряжения обеспечивает правильный и одинаковый замер сопротивления до места к.з. при любых видах междуфазных к.з. Эта схема применяется для подключения реле сопротивления дистанционных органов.

Выводы:

Для дистанционной защиты от междуфазных к.з. применяются две схемы включения реле сопротивлений: в первой – РС включается на фазные токи и междуфазные напряжения; во второй – на разность фазных токов и междуфазные напряжения.
Вторая схема включения реле сопротивления (на разность фазных токов и междуфазные напряжения) обеспечивает правильный замер сопротивления до места к.з. при любых м.ф. к.з. и поэтому применяется в качестве дистанционных органов.

Упрощённая схема дистанционной защиты.

Дистанционная защита относится к числу сложных защит (рис. 5-9) и состоит из следующих органов:

Пускового органа 1, запускающего защиту при возникновении к.з. (Пусковой орган обычно выполняется при помощи реле полного сопротивления или реле тока).
Дистанционного органа 2, определяющего удалённость к.з. (В ступенчатых защитах выполняется с помощью реле минимального сопротивления).
Органа выдержки времени 3, создающего выдержку времени (выполняется на реле времени).
Органа направления мощности 4, не позволяющего работать защите при направлении мощности к.з. к шинам подстанции (выполняется при помощи реле направления мощности если пусковой и дистанционный органы не обладают направленностью).
Органа блокировки при неисправностях цепей напряжения 5 (выполняются при помощи реле минимального напряжения).
Органа блокировки при качаниях 6 (выполняется при помощи специального устройства выводящего защиту из работы при возникновении качаний в системе).

При к.з. срабатывают пусковые реле 1 и реле направления мощности 4, которые своими контактами подают плюс постоянного оперативного тока к контактам реле дистанционных органов 2 и реле времени третьей зоны ВIII. Если к.з. возникло в первой зоне защиты, то срабатывает реле сопротивления первой зоны ДОI, а если повреждение произошло во второй зоне, то срабатывает реле сопротивления второй зоны ДОII.

При срабатывании ДОI собирается цепь через промежуточное реле РП на отключение выключателя без выдержки времени, а при срабатывании ДОII отключение линии осуществляется с выдержкой времени (через реле времени ВII и далее через промежуточное реле РП).

При к.з. за пределами второй зоны защиты дистанционные органы ДОI и ДОII не работают, однако, когда истечёт выдержка времени срабатывания реле времени ВIII, запущенного пусковым органом ПО, срабатывает промежуточное реле РП, которое своими контактами подаёт импульс на отключение выключателя линии.

Рис.5-9. Упрощённая схема трёхступенчатой дистанционной защиты.

Выводы:

Дистанционная защита имеет следующие органы: пусковой; дистанционный; направления мощности, а также блокировки при неисправностях цепей напряжения и от качаний.

studfiles.net

Схемы импульсного включения и отключения реле с помощью конденсаторов - Статьи по электротехнике - Каталог статей

Схемы импульсного включения и отключения реле за счет токов заряда или разряда конденсаторов получили распространение на автоматических линиях в машиностроении.

В схеме, приведенной на рис. 1, а, реле К срабатывает при замыкании контакта командного реле KQ за счет тока заряда конденсатора С и возвращается в исходное состояние после окончания заряда. Длительность включенного состояния реле определяется емкостью конденсатора и питающим напряжением.

Резистор R служит для разряда конденсатора С после размыкания контакта KQ. Резистор R выбирается таким, чтобы ток через него был меньше тока удержания реле К. Однако увеличение сопротивления приводит к увеличению времени разряда конденсатора, т. е. длительности паузы между двумя импульсными включениями реле К. Этого недостатка лишена схема рис. 1, б, в которой в цепь резистора с небольшим сопротивлением R введен размыкающий контакт реле KQ.

Для уменьшения паузы можно также использовать схему рис. 1, в, в которой разряд конденсатора С происходит по цепи R2—R1—VD. Однако в этой схеме при небольшом сопротивлении резистора R2 на нем выделяется значительная мощность.

Более совершенной является схема рис. 1, г с вспомогательным реле К2. При замыкании контакта KQ срабатывает основное реле К1, а затем — реле К2, отключающее резистор R в цепи катушки К1. Последнее удерживается некоторое время за счет тока заряда конденсатора С. Реле К2 возвращается при размыкании контакта KQ.

Рис. 1. Схемы импульсного включения реле токами заряда конденсатора

Описанные схемы чувствительны к резким колебаниям питающего напряжения, которые могут приводить к ложным срабатываниям реле. В сетях с нестабильным напряжением рекомендуются схемы импульсного включения реле током разряда конденсатора (рис. 2, а—д).

В схеме рис. 2, а при подаче напряжения питания заряжается конденсатор С. При срабатывании командного реле KQ конденсатор разряжается на обмотку реле К, которое импульсно включается. Резистор R ограничивает зарядный ток конденсатора.

Рис. 2. Схемы импульсного включения и отключения реле токами разряда конденсатора

В схеме рис. 2, б конденсатор С заряжается при срабатывании реле KQ, а разряжается на обмотку выходного реле К после отключения KQ.

В схеме рис. 2, в после включения первого командного реле KQ1 реле К срабатывает и самоблокируется. Когда срабатывает второе командное реле KQ2, реле К возвращается с выдержкой времени, определяемой временем разряда конденсатора С.

Для импульсного включения выходного реле К при отключении командного реле KQ применяют схему рис. 2,г. При срабатывании KQ конденсатор С заряжается по цепи VD1 — R — KQ — С — VD2. Когда реле KQ возвращается, конденсатор разряжается на обмотку реле К, которое импульсно срабатывает.

В схеме рис. 2, д реле К импульсно срабатывает при срабатывании и возврате реле KQ за счет тока заряда и разряда конденсатора С соответственно.

"Школа для электрика: электротехника и электроника. Статьи, советы, полезная информация.

elektromehanika.org

Включение нескольких реле в схемах на микроконтроллере

Если реле в устройстве много, то их проще всего подключить к MK по принципу «одно реле на одну линию порта». Получается линейка из N независимых каналов. Схемотехника каждого канала аналогична включению одиночного реле. Управление несколькими реле может производиться как синхронно, так и асинхронно во времени в зависимости от требуемого алгоритма работы устройства.

Существуют также специфические схемы включения, характерные именно для двух и более реле (Рис. 2.114, a…e).

Рис. 2.114. Схемы подключения нескольких реле к одному MK (начало):

а) микросхема Д4/содержит 7 транзисторных ключей с открытым коллектором. Внутренние защитные диоды позволяют подключать реле Kl…K7 прямо к выводам DAL Максимальное напряжение коммутации 50 В. Ток нагрузки на один канал до 500 мА при общей нагрузке на все выходы не более 2.5 А. Оптимальный вариант, когда число каналов DA1 равно числу реле;

б) при повышенном напряжении питания используется последовательное соединение реле Kl… Кпу управляемых одним ключом VT1. Количество реле рассчитывается по сумме напряжений на каждом из них. Если сумма больше, чем напряжение питания, то реле не сработают, если сумма меньше, то реле будут перегреваться (надо ставить последовательный гасящий резистор). Недостаток — при «перегорании» обмотки одного реле, остальные перестают работать;

в) параллельное включение реле Kl… Kn по надёжности выше, чем последовательное. Через мощный транзистор VT2 протекает сумма токов всех реле, что приводит к увеличению его напряжения «коллектор — эмиттер» в открытом состоянии и ухудшает КПД. Транзистор VT2 следует поставить на радиатор или, ещё лучше, применить мощный полевой транзистор;

г) реле Kl… K10no очереди срабатывают в зависимости от скважности импульсов, генерируемых на выходе MK через канал ШИМ. Частота следования импульсов должна быть достаточно высокой (десятки килогерц), чтобы на выводе 5 микросхемы DA1 (фирма National Semiconductor) после фильтра R1, C1 было постоянное напряжение с минимумом пульсаций;

Рис. 2.114. Схемы подключения нескольких реле к одному MK (окончание):

д) реле K1 включается ВЫСОКИМ уровнем с выхода MK через транзистор K77, а реле К2 — от внешнего устройства (сигнал UBX) через транзистор VT2. При срабатывании одного из реле (любого), второе не может быть включено из-за открытого диода Шоттки VD2 или VD4\

е) реле K1 включается тиристором VS1, а выключается контактами реле K2.

Источник: Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М.:ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

nauchebe.net

Импульсное реле, схема подключения импульсного реле

Введение

Очень часто, в большой квартире или офисе, требуется управлять освещением в одном помещении, при помощи разных выключателей. Такая схема пригодится в длинном переходе, где свет можно включить при входе одним выключателем, а выключить при выходе другим. Или можно расположить выключатели у дверей в коридор каждого кабинета (комнаты) и один коммутационный аппарат у выхода из офиса (квартиры).

Способы технической реализации управления освещением

Реализовать схему управления одной группой ламп, от разных выключателей, можно несколькими способами:

• Использование проходных выключателей. Традиционная схема управления одной группой ламп от нескольких выключателей. Основой такой системы освещения являются выключатели с несколькими парами замыкающихся и размыкающихся контактов (проходные и перекрестные). Для выключателей такого типа нет четкого определения, в каком положении они включены, а в каком нет, это зависит от того, в каком положении они в последний раз оставались.

-Преимущество использования проходных выключателей, в их простоте. В схеме отсутствуют электронные и электромеханические компоненты, а управление лампами осуществляется простыми контактами, которые, при необходимости, можно восстановить.

-Недостатки схемы с проходными выключателями заключаются в сложности схемы подключения, чем больше постов управления светом, тем большее количество кабелей приходится подсоединять, а это зачастую приводит к ошибкам в монтаже.

-Электрическая цепь питания ламп, замыкается через все выключатели, что требует применения кабелей с одинаковым сечением жил, способных выдерживать ток схемы.

-Большое количество и протяженность кабельных линий, приводящих к удорожанию монтажа.

• Применение импульсного реле освещения. Оптимальным способом управления группой ламп, при помощи любого количества кнопочных выключателей, является применение импульсного реле. Релейная схема освещения разделяется на цепь управления (состоящую из неограниченного количества кнопочных выключателей, соединенных параллельно) и силовую линию питания ламп (коммутируемую мощными контактами импульсного реле).

-Преимущество при использовании такой схемы очевидно. Для питания цепи управления реле, достаточно использовать кабель, сечением 0,75 мм2.

-Для подключения кнопочных выключателей, достаточно двух проводов. Монтаж устройства не сложен, с ним по силам справиться даже домашнему мастеру.

-Недостатком импульсного реле, является его высокая стоимость.

• Дистанционное управление освещением. Реализовать такую схему можно применив радио модуль или сенсорный выключатель с дистанционным управлением.

-Преимуществом такой схемы является ее удобство, можно носить выключатель в кармане или даже управлять освещением через смартфон.

-К недостаткам дистанционного управления относиться высокая стоимость ее элементов, и необходимость наличия нескольких пультов управления.

Принцип действия

Принцип действия импульсного реле, заключается в изменении положения своих силовых контактов, при кратковременном прохождении управляющего сигнала. То есть, при нажатии на кнопочный выключатель, реле изменить состоянии своих контактов и останется в таком положении, до следующего нажатия на кнопку. По сути это триггер, с двумя устойчивыми состояниями. При исчезновении напряжения сети и последующей его подачи, реле останется в таком же положении, в котором оно было до обесточивания.

Выпускаются два типа импульсных реле:

• Электромеханическое. Состоит из катушки и подвижной системы контактов с механической фиксацией. При подаче на катушку управляющего сигнала (нажатие на выключатель), ее якорь воздействует на систему контактов, заставляя их изменить свое положение. После снятия управляющего напряжения (размыкание выключателя), контакты реле удерживаются системой фиксации в том положении, в которое их привел якорь катушки. При последующем включении кнопочного выключателя, реле опять изменит свое положение.

• Электронное. Собрано на базе полупроводниковых элементов. Является полноценным электронным триггером. При прохождении управляющего сигнала, микроконтроллер дает команду электронному ключу (или выходному реле) на изменение своего состояния. Даже при длительном удержании выключателя включенным, реле изменит свое положение только один раз. Электронные устройства боле чувствительны к ненормальным режимам в электрической сети (понижение и повышение напряжения, изменение частоты и т.д.). Однако на их базе реализуются реле с дополнительными функциями, призванными обеспечить комфортное использование осветительных приборов.

• Электронное импульсное реле со встроенным таймером времени. Представляет собой электронную схему (триггер), с дополнительной функцией, автоматического отключения света, по истечению определенного периода времени. Эта опция очень полезна в помещении с большим количеством дверей или лестничным маршах. Если вы не уверены, что успеете пройти контролируемое реле место, за время работы реле, то достаточно нажать на клавишный выключатель два раза подряд. Этак команда отключит таймер и переведет реле в обычный режим работы триггера. В таком случае, для отключения освещения потребуется нажатие на любой выключатель схемы.

Характеристики импульсных реле

• Тип реле (электронное или электромеханическое).

• Максимально возможное количество выключателей.

• Требуемая длительность управления (больше у электромеханических реле).

• Напряжение катушки (блока управления у электронного реле).

• Номинальный ток, коммутируемый контактами силовой цепи.

• Ток срабатывания катушки (электронного блока).

• Количество контактов в силовой цепи и их начальное положение.

Область применения

Импульсное реле освещения, служит основным исполнительным органом в системах управления «умный дом», воспринимаю импульс управления от микроконтроллера, они подают команду на включение или отключении освещения, отопления и т.п. в доме.

Многие модели реле, оснащены функцией группового отключения. Это особый вход, при подаче на который кратковременного импульса управления, устройство переходит в режим «отключено» и разрывает силовую цепь. Применение схемы группового отключения очень удобно в больших домах, в таком случае нет нужды отключать свет во всех комнатах, а достаточно щелкнуть специальным выключателем при выходе из жилища, в результате чего, свет во всем доме погаснет. Для последующего включения освещения, достаточно нажать на выключатель, в нужной вам комнате.

Использование бистабильных реле, незаменимо там, где требуется применение более чем двух выключателей, на одну группу ламп.

Схема подключения импульсного реле

Стандартная схема с использованием импульсного реле, состоит из самого устройства переключения, кнопочных выключателей, кабелей и автоматического выключателя.

Автомат, используемый в этой схеме, рассчитан на 10 Ампер, поэтому площадь сечения всех кабелей, используемых при монтаже, не должна быть менее чем 1.5 мм2. В противном случае, при возникновении короткого замыкания в сети, кабель может перегореть раньше, чем сработает автоматический выключатель. При монтаже следует применять медные провода.

Силовые контакты реле, представленного на схеме, обладают коммутационной способностью в 16 Ампер, что вполне достаточно, для управления большим количеством мощных ламп. Если же ток, в силовой цепи, будет превышать номинальное значение для данного реле, то необходимо дополнительно установить мощный контактор или магнитный пускатель.

На схеме указано два кнопочных выключателя, соединенных параллельно, однако их количество может быть любым, главное, что бы оно ни превышало указанного в паспортных данных реле. Для уменьшения длины используемого кабеля, выключатели рекомендуется подключать шлейфом.

Фазный провод (красного цвета), отходящий от защитного автомата, должен приходить на выключатели и контакт реле (11).

После выключателей (в момент нажатия на выключатель) фаза (оранжевый провод) приходит на катушку реле (Y).

Нулевой провод (N), подключается к соответствующей клемме реле и лампам накаливания.

Кнопочные выключатели

Устройство такого типа, представляет собой кнопку с возвратом, установленною в корпус стандартного выключателя с фиксацией положения. У кнопки имеется один, нормально разомкнутый контакт, который при нажатии на клавишу выключателя замыкает электрическую цепь. После этого, кнопка, а с ней и клавиша возвращаются в исходное положение.

Характеристики кнопочных выключателей

Количество независимых контактов:

• Одноклавишные. Имеют одну клавишу приводящие в действие контакты кнопки, такой выключатель способен управлять только одним импульсным реле.

• Двухклавишные. Оснащаются двумя независимыми кнопками и предназначены для коммутации цепей управления двух импульсных реле. Такие выключатели могут применяться в больших помещениях, где есть несколько независимых линий освещения.

Способ монтажа:

• Открытой установки. Крепятся к стене помещения, достоинство данной конструкции является ее быстрый монтаж и отсутствие необходимости производить штробление.

• Скрытой установки. Устанавливаются в подрозетник стандартных размеров, внешне коммутационный аппарат без фиксации, ничем не отличается от обычного, клавишного выключателя.

При выборе кнопочного выключателя следует обратить внимание, имеется ли на нем подсветка отключенного положения. Так как, если ее наличие в схеме освещения не предусмотрено конструкцией реле, то она может вызывать ложное срабатывания автоматики.

При отсутствии кнопочных выключателей, хорошей альтернативой их замены может стать кнопка от электрического звонка или любой другой коммутационный аппарат, с нормально разомкнутыми контактами, не имеющий фиксацию положения.

Заключение

Применение импульсного реле и выключателей кнопочного типа, позволит добиться максимального комфорта дома или в офисе, а использование меньшего количества кабелей малого сечения и низкая стоимость клавишных выключателей, по сравнению с проходными, обеспечит существенную экономию средств.

teplosniks.ru